Макросъемка.РФ

Макросъемкой называется специальный вид фотосъемки для получения изображения мелких объемных предметов в масштабе 1:10 — 20:1 с целью выявления их макроструктуры. Масштаб изображенияможет быть и больше 20:1, но если снимок получен при помощи фотообъектива — это макросъемка через микроскоп — микрофотография.

Макрофотография широко применяется в научно-исследовательских лабораториях, в геологии, палеонтологии, археологии, биологии, криминалистике и в других отраслях науки и техники.

Выполняется макросъемка с помощью обычных фотоаппаратов или специальных фотоустановок.

Макрофотосъемка имеет целый ряд особенностей как в пользовании фотоаппаратом и объективом, так и в расчетах экспозиции, глубины резко изображаемого пространства, влияния насадочных линз и светофильтров.

При макросъемке для наводки на резкость требуется тем больше выдвигать объектив, чем ближе находится объект съемки. Например, фотоаппараты с двойным растяжением меха допускают съемку в натуральную величину. Макросъемка аппаратами, объективы которых имеют весьма ограниченное выдвижение вперед, возможна с использованием насадочных линз, промежуточных колец, приставок и пр.

При обычной съемке расстояние между объективом и фотоматериалом изменяется незначительно и изменение светосилы практически несущественно. При макросъемке по мере уменьшения расстояния а между объектом и объективом увеличивается сопряженное фокусное расстояние Ь, т. е. расстояние от объектива до фотоматериала (рис. 125). Светосила объектива уменьшается и снижается освещенность фотоматериала. Так, при съемке в масштабе 1:1 Ь=2, следовательно, относительное отверстие объектива бу дет равно альфа/б или с(/2Г (где с1 — диаметр действующего отверстия, Г — фокусное расстояние), т. е. уменьшается в 2 раза, а светосила при сС^г12 уменьшится в 4 раза.

Для компенсации уменьшения освещенности следует увеличивать освещенность объекта или время экспонирования. Увеличение времени экспонирования против нормального зависит от масштаба изображения:

Глубина резко изображаемого пространства в основном зависит от масштаба изображения, относительного отверстия объектива и допустимого кружка нерезкости изображения. Чем больше масштаб изображения, тем меньше глубина резко изображаемого пространства. При макросъемке в масштабе более 1:1 глубина резко изображаемого пространства измеряется десятыми и сотыми долями миллиметра. Для определения границ глубины резко изображаемого пространства и значения диафрагмы пользуются линейными и круговыми номограммами, таблицами.

Увеличивать глубину резко изображаемого пространства за счет сильного уменьшения относительного отверстия не всегда целесообразно, так как снизится разрешающая сила объектива. Поэтому иногда лучше сфотографировать объект в меньшем масштабе и увеличить изображение.

125 Схема микросъемки в масштабе 1: 1

Фотографические объективы обычных фотокамер рассчитываются для съемки объектов не ближе 10— 15 фокусных расстояний. При макросъемке объект находится значительно ближе, расчетные условия работы нарушаются и объектив оказывается недоисправленным в отношении некоторых аберраций. Поскольку объектив при макросъемке работает только центральной частью, дающей более качественное изображение, то, снимая в масштабе 1:1, при сильном диафрагмировании можно пользоваться обычными объективами. При больших увеличениях качество снимка ухудшается. Качество оптического рисунка можно повысить, если несимметричные или полусимметричные объективы перевернуть, т. е. закрепить передней линзой внутрь камеры. Объективы симметричной конструкции не переворачивают.

При макросъемке со светофильтром наводку на резкость лучше всего делать по матовому стеклу с надетым на объектив светофильтром. Еще лучше светофильтр устанавливать на источник света, тогда он не будет влиять на резкость изображения.

Для макросъемки можно пользоваться фотоаппаратами различных систем, однако наиболее пригодны зеркальные. В качестве дополнитель ных приспособлений к ним исполь зуют промежуточные кольца, приставки для макросъемки и насадоч-ные линзы. Промежуточные кольца ввинчивают в аппарат, а в них — объектив. Наводку на резкость производят перемещением всего объектива. Количество колец и их высоту выбирают по таблице, исходя из необходимого масштаба съемки. Набор стандартных колец (№ 1—5 мм, № 2 — 8 мм, № 3 —16 мм, № 4 — 26 мм) обеспечивает съемку в масштабе от 1:10 до 1:1.

Приставка для макросъемки позволяет плавно изменять масштаб съемки от 1:1,5 до 4:1. Наводку на резкость производят перемещением переднего кольца с объективом по направляющим.

Использование положительной на-садочной линзы ведет к уменьшению фокусного расстояния. Поскольку расстояние между объективом и фотоматериалом остается прежним, то этот случай аналогичен использованию промежуточного кольца. На-садочные линзы и +2 диоптрии позволяют малоформатными камерами снимать в масштабе от 1:6 до 1:20. Для съемки в больших масштабах следует использовать очковые стекла, что значительно ухудшает коррекцию объектива и тем больше, чем сильнее линза. Уменьшения недостатков можно достигнуть сильным диафрагмированием объектива.

Использование положительных насадочных линз приводит к увеличению относительного отверстия, так как действующее отверстие практически не изменяется, а фокусное расстояние укорачивается. Однако время экспонирования можно оставить прежним в связи с уменьшением освещенности изображения за счет увеличения расстояния.

Для расчета фокусного расстояния системы «объектив-(-линза» пользуются формулой

1"е-1"о1- л/о1 П-.\. ),

где { о — фокусное расстояние объектива; Г л —фокусное расстояние линзы; А — оптический интервал, т. е. расстояние между задней главной плоскостью объектива, м.

Если известны оптические силы объектива и линзы, то оптическая сила системы может быть определена по формуле

Д= Do + Dn - А ,£>лД. Допуская, что оптический интервал равен расстоянию между линзой и объективом, получим приближенные данные.

Промышленностью выпускаются установки типа ФМН-2, ФМН-3, имеющие различные приспособления для макро- и микросъемки прозрачных и непрозрачных объектов. Формат кадра 9x12 см, объективы — микроанастигматы — откорригиро-ваны для съемки с близких расстояний и допускают съемку в масштабах от 1:2 до 20:1. Переносная установка МФА-7 рассчитана для работы с малоформатным зеркальным аппаратом в полевых условиях. В комплект входят три объектива в специальных оправах для съемки в крупных масштабах, промежуточные кольца, две лампы, предметный столик и светофильтры.

Микрофотография применяется для получения увеличенных изображений объектов, недоступных невооруженному глазу. Конструкции микроскопов разнообразны в зависимости от их назначения, однако все они имеют одни и те же основные узлы и устройства. В оптическую систему микроскопа входят объектив,

окуляр и осветительная часть. Штатив, предметный столик и механизмы для фокусировки микроскопа являются механическими узлами.

Основные рабочие характеристики микрообъектива — это его увеличение, или фокусное расстояние, апертура (светособирающая способность, или светосила) и рабочее расстояние в миллиметрах, т. е. расстояние от объекта до ближайшей точки фронтальной (передней) линзы. По степени исправления аберраций микрообъективы разделяются на несколько групп.

Ахроматические объективы наиболее просты по устройству, с исправленной хроматической аберрацией для двух длин волн. Фокусное расстояние от 1,8 до 55 мм, увеличение от 1 до 100 х . Применяются в основном для визуального наблюдения в желто-зеленой части спектра. У апо-хроматических объективов хроматическая аберрация почти полностью устранена для всех длин волн. Они хорошо передают тонкую структуру объекта, поэтому применяются в наиболее сложных случаях съемки.

Планахроматические и планапо-хроматические объективы дают плоское изображение по всему полю, примерно при одинаковой степени исправления хроматической аберрации с апохроматами.

Микроанастигматы — короткофокусные объективы, с хорошо исправленными сферической и хроматической аберрациями, имеющие большую глубину резкости. Увеличение от 60 до 100 х . Относительное отверстие не превышает 1:4,5.

Основные рабочие характеристики объективов выгравированы на их корпусе в виде отдельных букв и цифр.

Окуляр микроскопа при визуаль-

Специальные виды съемкином наблюдении увеличивает изображение, построенное объективом. При микрофотографировании окуляр служит проекционной оптической системой и уже является не окуляром в полном смысле этого слова, а скорее усиливающей системой. Основная характеристика окуляра — это его собственное увеличение при расстоянии до поля зрения 250 мм. Усиливающие системы обозначаются в соответствии с увеличением, которое они дают на матовом стекле, расположенном в 250 мм от верхней поверхности самой системы. Собственное увеличение окуляров от 3 до 20 х.

Осветительный аппарат микроскопа состоит из зеркала и конденсора с ирисовой диафрагмой. Зеркало находится внизу микроскопа перед фронтальной линзой конденсора. Плоская сторона зеркала не меняет характера падающего на него пучка, поэтому при работе на микроскопе с конденсором всегда следует пользоваться этой стороной. Конденсор предназначен для усиления освещения объекта.

Общее линейное увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива на увеличение окуляра.

Простейшую микросъемку с небольшим увеличением можно выполнить с использованием одного объектива микроскопа. В этом случае микроскоп используется как проекционный прибор и ход лучей не отличается от хода лучей при макросъемке с большим увеличением. Над микроскопом устанавливают фотокамеру без объектива. К такой съемке прибегают в случаях, когда требуется обеспечить сравнительно большую глубину резко изображаемого пространства.

Микросъемку можно произвести при помощи всей оптической системы микроскопа вместе с фотоаппаратом (ФЭД, «Киев», «Зоркий», «Зенит»). Фотокамера располагается над окуляром микроскопа с объективом, установленным на бесконечность. Микросъемка с использованием всей оптической системы микроскопа и фотоаппарата с объективом не может дать хороших результатов, так как всякая оптическая среда, введенная в ход лучей при микросъемке, увеличивает искажение и вызывает дополнительные потери света. Для получения высококачественных микроснимков используется вся оптическая система микроскопа с фотоаппаратом без объектива. Общее увеличение при микрофотосъемке определяется по формулегде Уф — общее фотографическое увеличение; Я — растяжение меха камеры; г„6 — фокусное расстояние объектива микроскопа; гш — фокусное расстояние окуляра.

Наибольшее распространение в практике получили:

крупноформатные камеры с раздвижным мехом (ФМН-2, ФМН-3);

микрофотонасадки с постоянным расстоянием до поверхности светочувствительного слоя, надеваемые на окулярную трубку микроскопа, с форматом кадра от 4,5 X 6 до 9 X 12 см;

камеры для работы на 35-миллиметровой пленке;

универсальные микрофотоустанов-ки, в которых камера входит в конструкцию микроскопа (МБИ-б, МБИ-15, «Микрофот», «Панфот», «Ультрафот-П», «Фотомикроскоп» и

ДР->

При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать круп неформатным фотоаппаратам с наводкой изображения на резкость по матовому стеклу. Полученные контактным способом отпечатки передают больше подробностей объекта съемки, чем снимки, полученные проекционным способом печати.

Фотоаппарат закрепляют отдельно от микроскопа, но соосно с ним. Это делается для того, чтобы масса фотоаппарата не смещала тубус микроскопа после фокусировки изображения. Промежуток между микроскопом и фотоаппаратом защищают от света черной бумагой или тканью.

Резкость изображения на микроснимке зависит от устойчивости всей системы, от способа и длительности экспонирования негативного материала. В частности, на резкости изображения отрицательно сказываются вибрация здания от проходящего поблизости транспорта, от работающего крупного механического оборудования; хождение в помещении, где производится съемка, экспонирование негативного материала с помощью шторного затвора в интервале от 1/5 до 1/1000 с. Центральный затвор не создает вибрации.

Негативный материал выбирают по величине общей светочувствительности, по спектральной чувствительности, контрастности, зернистости. На выбор материала по светочувствительности влияют: допустимое время экспонирования, кратность увеличения изображения с негатива, интервал яркости объекта съемки. Предпочтение следует отдавать менее све точувствительным материалам. Это же относится и к зернистости. Материал по спектральной чувствительности выбирают в зависимости от окраски препарата, желаемого изменения светлоты отдельных структур препарата в сравнении с фоном, возможности изменять спектральный состав освещения. В целом руководствуются принципами, изложенными в разделе по репродуцированию многоцветных объектов. В связи с малой контрастностью большинства микрообъектов пользуются материалами контрастной и сверхконтрастной градации («Микрат», «ФТ-41», «СК» и др.).

Время экспонирования определяют методом пробной съемки, замером экспонометром яркости изображения в плоскости матового стекла или с помощью светочувствительного устройства в корпусе фотоаппарата. Пробную съемку выполняют с мультипликатором или методом ступенчатого клина. Крышку кассеты в последнем случае размечают на 6—9 полос.

Экспозиционный ряд представляет собой геометрическую прогрессию: 1-2-4-8-16-32. Пробные и последующие съемки рекомендуется вести при одинаковых условиях, записывая основные параметры в дневник.

Время экспонирования, определенное с помощью светоизмерительных устройств, рекомендуется увеличить в 1,5—2,0 раза, если необходимо передать детали структуры, находящиеся в темных частях объекта съемки.

Источник: photogid.com