Кома объектива — аберрация, о которой вспоминают один раз в году, когда ночной кадр с фонарями или звёздами открывают на большом экране: в центре точки как точки, а по углам — птички, запятые и крестики. Вместе с астигматизмом она портит ночную съёмку сильнее, чем шум и виньетирование, и при этом почти не видна на дневных сюжетах, из-за чего многие узнают о ней спустя годы после покупки объектива. Разбираем, откуда берутся эти искажения, как отличить одно от другого и что с ними делать на съёмке, — на ночных кадрах студентов Фотофакультета имени Ю. А. Гальперина.
Что такое кома и почему она живёт по углам
Идеальный объектив собирает все лучи от точки в одну точку. Реальный справляется с этим только для лучей, идущих вдоль оптической оси; для косых пучков, приходящих под углом, разные зоны линзы дают изображение точки в чуть разных местах и с разным увеличением. Наложившись друг на друга, эти кружки образуют характерную фигуру — яркое ядро с расходящимся веером, похожую на комету. Отсюда и название. Хвост кометы направлен вдоль радиуса — от центра кадра или к нему, в зависимости от знака аберрации.
Кома растёт с удалением от центра и с открытием диафрагмы. В центре её нет вовсе: осевые пучки симметричны. На середине поля она уже заметна на светосильной оптике, по углам на f/1.4 превращает каждый фонарь в птицу с раскрытыми крыльями. Именно поэтому её называют главным врагом астрофотографа: звёзды — идеальные точки, углы кадра полны ими, а диафрагма ради света открыта до упора. Портретист, напротив, может годами не знать о коме: лицо в центре, углы в размытии, точечных источников нет.
На снимке Марии Шерих луна над куполом дворца — единственная яркая точка в кадре, и стоит она недалеко от центра: здесь кома не проявится даже на светосильном объективе. Сдвиньте такую луну в угол и откройте диафрагму — и вместо диска получите пятно с размазанным краем. Ночная лестница Надежды Рубан — противоположный случай: фонари разбросаны по всему полю, включая углы, и это готовый тест на кому для любого объектива.
Астигматизм: точка, которая не хочет быть точкой
Астигматизм — вторая аберрация косых пучков, и её физика другая. Для луча, идущего под углом, линза имеет как бы два разных фокуса: один для плоскости, проходящей через ось и точку (меридиональной), другой для перпендикулярной ей (сагиттальной). В одном фокусе точка превращается в чёрточку, направленную вдоль радиуса, в другом — в чёрточку поперёк радиуса, и нигде между ними не становится точкой. На звёздном небе это выглядит как крестики или как чёрточки, все повёрнутые одинаково относительно центра; при перефокусировке они поворачиваются на девяносто градусов.
Астигматизм тесно связан с кривизной поля: плоскость резкости реального объектива не плоская, а изогнутая, и по краям она расходится на две поверхности. Поэтому астигматизм хуже поддаётся лечению закрытием диафрагмы, чем кома: диафрагма уменьшает размер чёрточек, но не сводит два фокуса в один. Производители борются с ним асферическими элементами и сложными схемами, и именно поэтому современные светосильные объективы, рассчитанные на компьютере, по углам заметно чище старых конструкций.
- Кома: точка в комету или птичку, хвост вдоль радиуса, лечится закрытием диафрагмы
- Астигматизм: точка в чёрточку или крестик, поворачивается при перефокусировке
- Обе аберрации отсутствуют в центре и растут к углам
- В MTF-графике астигматизм виден как расхождение сагиттальной и меридиональной кривых
Как проверить свой объектив
Тест занимает полчаса и требует только штатива и ночи. Найдите сцену с точечными источниками по всему полю: ночной город с фонарями издалека, гирлянда, звёздное небо. Поставьте камеру на штатив, наведитесь вручную по яркой точке в центре, отключите стабилизатор и снимите ряд от открытой диафрагмы до f/5.6 с шагом в ступень, не трогая фокус. Дома откройте углы при стопроцентном увеличении. Хвостики и крылья — кома; чёрточки и крестики — астигматизм; отметьте диафрагму, на которой они становятся незаметными. Это и есть рабочее значение вашего объектива для ночи.
Полезно проверить и середину поля: у некоторых объективов кома сильнее на половине радиуса, чем в самом углу, из-за особенностей коррекции. И обязательно повторите тест с перефокусировкой чуть ближе и чуть дальше: если чёрточки в углах поворачиваются на девяносто градусов, это астигматизм, и он отчасти лечится выбором компромиссной точки фокуса между двумя поверхностями. Светящиеся линии на кадре Светланы Шишкиной с длинной выдержкой — обратный пример: здесь движение размазало точки намеренно, и аберрации спрятались в смазе. Ночь с движением прощает объективу больше, чем ночь со штативом.
Что делать на съёмке
Первое и главное — закрыть диафрагму до найденного тестом значения. Для ночного города со штатива это ничего не стоит: выдержка длиннее, и только. Для звёзд с рук или с коротких выдержек это компромисс: каждая ступень диафрагмы — удвоение выдержки или ISO. Здесь работает второе правило — держать важное подальше от углов. Если Млечный Путь идёт по диагонали, а по углам небо пустое, кома в углах никого не расстроит. Третье — кадрировать с запасом: снять чуть шире и обрезать углы, где аберрации сильнее всего. Четвёртое — знать, что программной коррекции комы и астигматизма практически нет: в отличие от дисторсии и виньетирования, эти искажения зависят от расстояния до фокуса и не описываются простым профилем.
При выборе объектива для ночи стоит смотреть не на паспортную светосилу, а на тесты углов на открытой диафрагме. Объектив f/1.4 с сильной комой даст на f/2.8 ту же чистоту, что объектив f/2.8 на открытой, и переплата окажется напрасной. Зато современные широкоугольные фиксы, спроектированные с оглядкой на астрофотографию, держат углы чистыми уже на f/1.8–f/2, и для них ночь — родная стихия. Кома и астигматизм — редкий случай, когда цена объектива действительно коррелирует с результатом, но только в этом узком жанре.
- Протестируйте объектив ночью и найдите диафрагму, на которой углы чистые
- Для города со штатива закрывайтесь до неё без колебаний
- Для звёзд держите главное подальше от углов и снимайте с запасом на обрезку
- Не рассчитывайте на программную коррекцию: её для комы почти нет
- Выбирая объектив для ночи, смотрите тесты углов на открытой, а не число на кольце
Коротко: вопросы и ответы
Чем кома отличается от астигматизма?
Кома растягивает точку в хвост или крылья, направленные вдоль радиуса кадра, и сильно зависит от диафрагмы. Астигматизм растягивает точку в чёрточку, которая поворачивается на девяносто градусов при перефокусировке, и от диафрагмы зависит слабее. Обе живут по углам и отсутствуют в центре.
Помогает ли закрытие диафрагмы?
Против комы — да, на одну-две ступени от открытой она у большинства объективов уходит. Против астигматизма — частично: чёрточки уменьшаются, но не сводятся в точку, потому что причина в кривизне поля. Компромиссная точка фокуса помогает больше, чем диафрагма.
Почему в центре резко, а по углам нет?
Обе аберрации возникают на косых пучках, которые в центре кадра почти не участвуют в построении изображения. Чем дальше от оси, тем круче угол падения лучей и тем сильнее расходятся зоны линзы. Поэтому и тест, и съёмка требуют внимания именно к углам.
Кома объектива и астигматизм — аберрации одного жанра, ночного, и один вечер с штативом расскажет о вашей оптике больше, чем любой обзор. Разбираться в оптике на этом уровне и проверять собственные объективы учат на технических занятиях Фотофакультета имени Ю. А. Гальперина, где сняты ночные кадры к этой статье. Продвижением готовых серий занимается агентство «Креатифф».
Читайте также
- Петербург: место силы для фотографа. Гид по главным и скрытым локациям
- Олег Семёнов на Фотофакультете: предметная фотография как искусство и ремесло