Optický zoom

SHRNUTÍ: Zoom je objektiv s pohyblivou ohniskovou vzdáleností. Ale jak funguje? Zde je názorné vysvětlení. Obrazový materiál pochází z animace na stránce evropského Olympusu

Předpokládám, že znáte základní fakta: existuje vztah (dokonce matematický) mezi rozměrem zobrazovací plochy (v klasické fotografii je to políčko kinofilmu nebo svitkového filmu nebo jiného materiálu, v digi je to rozměr senzoru), ohniskovou vzdáleností (připomenu: je to ta vzdálenost zvětšovacího skla od vaší dlaně, kdy světelný bod=slunce začne nejvíc pálit) a úhlem zobrazení. Obecně platí: čím kratší je ohnisko, tím širší je úhel. Jednoduché objektivy mají jednoznačně dané, pevné, ohnisko (jako ta lupa). Dokonalejší jsou ale objektivy s proměnnou ohniskovou vzdáleností. Ve fotografickém slangu jim říkáme zoom. Jak je to možné, že tento objektiv má různé ohniskové vzdálenosti – v určitém rozsahu?

Ukažme si to na příkladu. Ten jsem si vypůjčil z odborné stránky evropského zastoupení firmy Olympus, kde je prezentován přístroj C-700 Ultra Zoom. Tam si můžete najít perfektní animaci ve formátu Macromedia Flash, a v ní funkci zoomu spatříte i v pohybu. Ne každý ale má možnost přehrávat na svém prohlížeči prezentace v tomto formátu a proto vám nabízím výběr.
Na snímku vpravo vidíte řez fotoaparátem Olympus C-700 UltraZoom. Vidíte na něm řez objektivem. Vidíte v něm čočky sdružené do skupin a ten obdélníček za čočkami, to je senzor (snímač) CCD (v klasické fotografii by to bylo políčko filmu). Každý objektiv se skládá z většího či menšího počtu čoček. Vzájemnou kombinací čoček se zmenšují optické vady a tudíž zlepšuje kvalita. Některé čočky jsou pohyblivé – díky tomu lze ostřit. Ovšem objektivy typu zoom se vyznačují v tom, že skupiny čoček (odborně se říká „optické členy“) se vzájemně pohybují. Na prezentaci na stránce výše uvedené to uvidíte v pohybu, já jsem zachytil čtyři fáze vzájemné polohy skupin čoček, na horní fotce je to v poloze „širokoúhlý objektiv“, na spodní fotce „teleobjektiv“ a mezi tím jsou dvě „mezifáze“.

Pozorně si obrázky prohlédněte. Všimněte si hlavně, v jaké vzájemné pozici čočky jsou, jak daleko jsou od sebe. Na animaci na olympusí stránce to uvidíte – opakuji – v pohybu, čočky (optické členy ve skupinách) se k sobě přibližují, ale taky od sebe vzdalují (sledujte vzdálenost posledního optického členu od senzoru! Nejdřív je blízko, pak se vzdaluje a nakonec se maximálně přiblíží!). Bez obrovské výpočetní kapacity počítačů by absolutně nebylo možné takové optické přístroje spočítat – a bez numericky řízených strojů vyrobit. Navíc si uvědomte, že vzájemný pohyb optických členů je způsoben miniaturními motorky – a vzdálenost jednotlivých optických členů musí být v každé fázi přesně vymezena.

Tato ukázka je možná extrémní, protože rozsah zoomu 1:10 přístrojů jako je Olympus C-700 UZ nebo Canon 90 nebo některých modelů Sony Mavica je stále ještě výjimečný. Je třeba si ale uvědomit, že na stejném principu vzájemného pohybu skupin optických členů pracuje každý optický zoom bez výjimky, i když jde o optický zoom se skromným rozsahem 1:2. A nyní vidíte důvod, proč jsou fotoaparáty (klasické stejně jako digitální) dražší, jakmile jsou vybaveny objektivem typu zoom. Ve skutečnosti je optická soustava ještě mnohem složitější – na naší ukázce nebereme v úvahu ostření a taky clonu, dva další významné prvky.

Je zřejmé, že vývoj techniky v oblasti digitální fotografie směřuje ke zvýšení rozsahu zoomu. Dá se čekat, že se výrobci budou pokoušet o extrémní výkony v tomto oboru (prohlédněte si katalogy výrobců videokamer, podobnou cestou půjdou i výrobci fotoaparátů, ostatně, jde prakticky o stejné firmy). Domnívám se, že žádoucí rozsah zoomu se bude pohybovat mezi hodnotami 1:5 až 1:10. Ale ať budou jakékoli – vždycky budou řešené více méně tak, jak je předvedeno na ukázce. Dokud se nevynalezne skutečně gumová optika – s čočkami s proměnlivou čočkou, jakou mají živočichové v oku. Až na to, že oko není zoom, to Bůh udělat nedovedl.

SHRNUTÍ: Zoom je objektiv s pohyblivou ohniskovou vzdáleností. Ale jak funguje? Zde je názorné vysvětlení. Obrazový materiál pochází z animace na stránce evropského Olympusu

Předpokládám, že znáte základní fakta: existuje vztah (dokonce matematický) mezi rozměrem zobrazovací plochy (v klasické fotografii je to políčko kinofilmu nebo svitkového filmu nebo jiného materiálu, v digi je to rozměr senzoru), ohniskovou vzdáleností (připomenu: je to ta vzdálenost zvětšovacího skla od vaší dlaně, kdy světelný bod=slunce začne nejvíc pálit) a úhlem zobrazení. Obecně platí: čím kratší je ohnisko, tím širší je úhel. Jednoduché objektivy mají jednoznačně dané, pevné, ohnisko (jako ta lupa). Dokonalejší jsou ale objektivy s proměnnou ohniskovou vzdáleností. Ve fotografickém slangu jim říkáme zoom. Jak je to možné, že tento objektiv má různé ohniskové vzdálenosti – v určitém rozsahu?

Ukažme si to na příkladu. Ten jsem si vypůjčil z odborné stránky evropského zastoupení firmy Olympus, kde je prezentován přístroj C-700 Ultra Zoom. Tam si můžete najít perfektní animaci ve formátu Macromedia Flash, a v ní funkci zoomu spatříte i v pohybu. Ne každý ale má možnost přehrávat na svém prohlížeči prezentace v tomto formátu a proto vám nabízím výběr.
Na snímku vpravo vidíte řez fotoaparátem Olympus C-700 UltraZoom. Vidíte na něm řez objektivem. Vidíte v něm čočky sdružené do skupin a ten obdélníček za čočkami, to je senzor (snímač) CCD (v klasické fotografii by to bylo políčko filmu). Každý objektiv se skládá z většího či menšího počtu čoček. Vzájemnou kombinací čoček se zmenšují optické vady a tudíž zlepšuje kvalita. Některé čočky jsou pohyblivé – díky tomu lze ostřit. Ovšem objektivy typu zoom se vyznačují v tom, že skupiny čoček (odborně se říká „optické členy“) se vzájemně pohybují. Na prezentaci na stránce výše uvedené to uvidíte v pohybu, já jsem zachytil čtyři fáze vzájemné polohy skupin čoček, na horní fotce je to v poloze „širokoúhlý objektiv“, na spodní fotce „teleobjektiv“ a mezi tím jsou dvě „mezifáze“.

Pozorně si obrázky prohlédněte. Všimněte si hlavně, v jaké vzájemné pozici čočky jsou, jak daleko jsou od sebe. Na animaci na olympusí stránce to uvidíte – opakuji – v pohybu, čočky (optické členy ve skupinách) se k sobě přibližují, ale taky od sebe vzdalují (sledujte vzdálenost posledního optického členu od senzoru! Nejdřív je blízko, pak se vzdaluje a nakonec se maximálně přiblíží!). Bez obrovské výpočetní kapacity počítačů by absolutně nebylo možné takové optické přístroje spočítat – a bez numericky řízených strojů vyrobit. Navíc si uvědomte, že vzájemný pohyb optických členů je způsoben miniaturními motorky – a vzdálenost jednotlivých optických členů musí být v každé fázi přesně vymezena.

Tato ukázka je možná extrémní, protože rozsah zoomu 1:10 přístrojů jako je Olympus C-700 UZ nebo Canon 90 nebo některých modelů Sony Mavica je stále ještě výjimečný. Je třeba si ale uvědomit, že na stejném principu vzájemného pohybu skupin optických členů pracuje každý optický zoom bez výjimky, i když jde o optický zoom se skromným rozsahem 1:2. A nyní vidíte důvod, proč jsou fotoaparáty (klasické stejně jako digitální) dražší, jakmile jsou vybaveny objektivem typu zoom. Ve skutečnosti je optická soustava ještě mnohem složitější – na naší ukázce nebereme v úvahu ostření a taky clonu, dva další významné prvky.

Je zřejmé, že vývoj techniky v oblasti digitální fotografie směřuje ke zvýšení rozsahu zoomu. Dá se čekat, že se výrobci budou pokoušet o extrémní výkony v tomto oboru (prohlédněte si katalogy výrobců videokamer, podobnou cestou půjdou i výrobci fotoaparátů, ostatně, jde prakticky o stejné firmy). Domnívám se, že žádoucí rozsah zoomu se bude pohybovat mezi hodnotami 1:5 až 1:10. Ale ať budou jakékoli – vždycky budou řešené více méně tak, jak je předvedeno na ukázce. Dokud se nevynalezne skutečně gumová optika – s čočkami s proměnlivou čočkou, jakou mají živočichové v oku. Až na to, že oko není zoom, to Bůh udělat nedovedl.