Анаморфотный объектив своими руками

Съемка с анаморфотным объективом

Не многие знают, что такое анаморфотный объектив и как им пользоваться. Эта оптика используется в съёмке широкоформатного кино.

Использование анаморфотной линзы на DSLR

Давным-давно режиссёрам захотелось, чтобы в кадр умещалось как можно больше пространства. На стандартную 35мм плёнку вмещалась только та область, которую захватывали в поле зрения обычные объективы. Даже сферические линзы не давали нужного охвата. Тогда нашёлся интересный выход из сложившейся ситуации.

Было решено сжимать кадр по горизонтали при помощи специальной линзы. На плёнку записывалось сжатое изображение, которое в последствии через проектор выводилось на экран и через такой же анаморфотный объектив разворачивалось до очень большой ширины. Таким образом удалось сохранить фокусное расстояние оригинального объектива, но вместить в кадр очень широкое изображение.

Вот так выглядит изображение в видоискателе камеры с объективом Sigma 85mm F/1.4 и анаморфотной линзой-насадкой 1.9x.

В графическом редакторе или видеоедакторе, если вы снимаете видео, нужно вернуть пропорции путём растягивания изображения. В итоге получается красивый кинематографический эффект.

Всё, что нужно сделать, для того, чтобы работать с анаморфотнымным объективом – это закрепить его перед объективом вашей камеры. В продаже можно найти анаморфотные линзы с различным коэффициентом сжатия. Диапазон сжатия может составлять 1,3 или 1,5 раза. Часто встречается 1,9 раза. Есть даже 2 и более раз.

Однако, не сразу может быть понятна концепция анаморфотной съёмки, поэтому лучше один раз показать, чем расписывать теорию на десятки страниц.

Вот портрет с нормальным фокусным расстоянием 85mm и диафрагмой F/1.4:

А вот фото с анаморфотным объективом перед 85мм оптикой. Единственное, что изменилось – это перед камерой был установлен анаморфотный объектив.

Это то же самое изображение, но его пропорции приведены к естественным путём растягивания.

Следующий снимок демонстрирует попытку получить то же поле зрения благодаря перемещению камеры назад. Используются те же настройки объектива 85мм F/1.4 без анаморфотной линзы.

Сразу видно, что из-за удаления от объекта съёмки боке стало менее выраженным. Также проблематично получить такую же ширину кадра.

В продаже проще всего найти оптику производства времён СССР. Это объективы для проекторов ЛОМО 35-НАП, Meopta anagon 2x и Rectimascop. Цены очень сильно варьируются в зависимости от качества оптики, её состояния и жадности продавца. Все эти объективы очень массивные, поэтому их нужно крепить на специальные шасси перед объективом.

Также существуют готовые решения, наподобие SLR Magic. Это компактная насадка для объектива со специальным креплением. Но их стоимость не сравнима высока с кустарными решениями, однако и качество работы совместно с удобством использования значительно превышают аналоги из прошлого.

Фокусировка

Работа с таким объективом отнимает много времени и сил. Работать придётся в ручном режиме. Нужно сфокуировать свой объектив, настроить диафрагму, а потом выставить перед объективом анаморфотную насадку на таком расстоянии, чтобы нужный объект оказался в фокусе. При этом нужно постоянно работать фокусом камеры и расстоянием до второго объектива.

Также часто фотографы разбирают оптику и отдельно крепят блоки линз на рельсах. Это позволяет более гибко настраивать фокусировку.

Другие преимущества анаморфотной оптики

Также анаморфотные объективы изменяют вид боке, делая его овальным и преобразуют блики в уникальный вид.

Оригинальные и сплющенные изображения:

И на таком же расстоянии без анаморфотнго объектива:

Особенно хорошо блики выглядят в видеороликах во время движения автомобилей или движения камеры относительно источника света.

Почему до сих пор анаморфотные линзы не популярны в фотографии? Вероятно из-за того, что такой формат трудно печатать. Также, из нескольких кадров легко сделать панорамный снимок. Кроме того, панорама из нескольких стандартных снимков будет качественнее на пиксельном уровне, чем растянутый анаморфот. Видео с таким широким полем зрения невозможно снять без специалного объектива, а с фото всё проще. Тем более есть короткофокусные широкоугольные объективы, которые покрывают большие пространства. Снимки, полученные с их помощью можно обрезать в нужных пропорциях и получать практически то же самое, что и в случае с анаморфотом. Но всё же есть преимущества старой широкоформатной технологии. Это сохранение фокусного расстояния и размытия при использовании оптики с фокусным расстоянием 58мм, 81мм и т.д. Невозможно одним кадром получить на «Рыбий глаз» такую же картинку, как и на портретник, а портретник не захватит такую ширину кадра. Поэтому выход очевиден. Использование анаморфотных линз.

Так как многие видеооператоры переходят на использование компактных камер, а байонеты унифицируются, то в ближайшее время возможно засилие рынка анаморфотной оптикой. Так компания Veydra уже анонсировала разработку анаморфотной оптики для камер с датчиком 4/3.

Имитация анаморфотной линзы

Существует способ имитации эффекта овального боке и растянутых бликов от света при помощи специального фильтра. Его легко можно сделать самостоятельно. Всё что нужно, это вырезать из картона плотно вставляющийся перед передней линзой круг и прорезать в его середине овальное отверстие. Это поможет получать овальное боке на открытой диафрагме.

Преобразовать блики поможет вертикально натянутая леска, проходящая через центр объектива. Закрепить её можно на самой картонной насадке или просто обернуть вокруг объектива и зафиксировать резинкой.

Вывод:

Теперь вы понимаете, что создавая снимки на простой объектив невозможно воссоздать анаморфотный эффект без склейки нескольких изображений, а в случае с видео вовсе не добиться такого эффекта без специальной насадки.

Источник

Анаморфотный объектив своими руками

Возможно, вам не понадобиться анаморфотный объектив, чтобы добиться аналогичного вида кадра…

Анаморфотный вид чертовски привлекателен! Эллиптическая форма боке, меньшая глубина резкости и, конечно же, классические горизонтальные блики. И хотя анаморфотные линзы часто могут быть слишком дорогими для большинства независимых кинематографистов, чтобы их приобрести, есть способы воспроизвести некоторые из их самых желанных эстетических качеств. В этом видео, режиссер Brandon Li показывает вам два способа сделать это. Смотрите видео ниже:

Самодельный анаморфотный фильтр

Наверняка, вы знаете о фильтрах, которые меняют форму вашего боке-размытия? Но, вместо того, чтобы баловаться сердечками и звездочками, вам нужно выбрать овал, чтобы имитировать эффект анаморфизма боке. Нет, это не приведет к возникновению характерных горизонтальных бликов, которые являются одной из главных отличительных особенностей съемки на анаморфотную оптику, но это определенно первый шаг к желанному кинематографическому виду ваших кадров.

Плагины имитирующие горизонтальные блики

Допустим, некоторые из вас, возможно, возражают против добавления бликов при постобработке, потому что, по общему признанию, они могут выглядеть действительно неестественными, если их не сделать правильно, но если у вас есть некоторые качественные плагины и вы знаете, как их использовать, вы можете попробовать добавить немного бликов и эффектов, характерных для анаморфотных объективов, в ваши клипы при постобработке. Brandon Li упоминает, что он использует плагин MFlare 2 для FCP X и очень доволен результатами.

Рыболовная леска для имитации горизонтальных бликов

Этот трюк не упоминался в видео, но это определенно то, что вы захотите изучить. Это не только дешево, но и создает характерный анаморфотный эффект горизонтальных бликов, сразу в камере. Возьмите прозрачную рыболовную леску из нейлона, прикрепите ее к бленде объектива вертикально и вот, все готово! Этот трюк лучше всего работает с prime-объективами.

Посмотрите подробное видео от letbeozzy, в котором подробно рассказывается о анаморфотной оптике и подручных способах ее имитировать.

Лучшим способом получить анаморфотный вид является съемка анаморфотными объективами. Это очевидно. Однако, если у вас нет бюджета или вы просто хотите немного поэкспериментировать с визуальной эстетикой, эти советы помогут вам в этом.

Рубрики: DIY, making of, Видео, Новости, Объективы, Софт, Уроки | Комментариев нет »

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Оптический дизайн анаморфотной насадки для светосильного объектива камеры смартфона, беспилотника или GoPro

Цель заключается в проведении расчёта (или, выражаясь по-новому, оптического дизайна) компактной анаморфотной насадки с увеличением поля зрения по горизонтали на 33% для светосильного (F1.8) объектива основной 13-мегапиксельной камеры смартфона или аналогичной миниатюрной камеры. Особенностью работы является расчёт оптической системы и дальнейшая оптимизация насадки с использованием конструктивных параметров оптической системы (формы поверхностей, марок стёкол, воздушных промежутков) выбранного объектива камеры.

Такой подход позволяет провести реалистичное моделирование с использованием CAD программ, методов непоследовательной трассировки лучей через систему для оценки засветок, формирующих блики. Кроме того, способ позволяет избежать виньетирования и минимизировать аберрации, что часто встречается при использовании универсальных насадок, рассчитанных произвольным образом без учёта конструктивных особенностей объектива, с которым она применяется. Также способ позволяет правильно спроектировать конструкцию крепления камеры с учётом обеспечения требуемого положения насадки, при котором полностью согласованы выходные и входные зрачки оптических систем объектива и насадки.

1. Введение

Афокальной анаморфотной (или цилиндрической) насадкой называется оптическая система, составленная из цилиндрических линз, предназначенная для трансформирования изображений оптическим способом за счёт уменьшения фокусного расстояния объектива. Уменьшение фокусного расстояния связано с желаемым увеличением углового поля зрения объектива в заданном, обычно горизонтальном, направлении. Насадка преобразует квадрат в прямоугольник или прямоугольник с одним соотношением сторон в прямоугольник с другим соотношением сторон. Например, для изменения соотношения сторон кадра с 4:3 на отношение 16:9.

Анаморфотные объективы формируют сжатое изображение, которое в последствии трансформируется в изображение широкоугольного формата с помощью средств цифровой обработки изображения (de-squeezing), реализуемых во встроенных приложениях.

В первую очередь анаморфотный объектив способен расширить угловое поле.

Наряду с этим, насадка позволяет значительно преобразить и украсить съёмку, производимую с помощью камеры смартфонов, беспилотников, камер GoPro и компактных цифровых камер, создавая неповторимые спецэффекты. Cоздаётся эффект расширения пространства в кадре, изменяется перспектива, появляются специальные оптические эффекты – протяжные блики от ярких источников. Все это формирует особенную выразительность передаваемого изображения, сюрреалистичность, имитируя эффект съёмки на профессиональные дорогие и качественные объективы, часто используемые в большом кинематографе. Это происходит за счёт особой конструкции оптической системы насадки.

2. Основные оптические характеристики анаморфотной насадки

Насадка представляет компактную оптическую систему, устанавливаемую перед объективом, которая становится частью оптической системы.

Оптическая система насадки спроектирована таким образом, что в одном сечении, в котором проявляется кривизна цилиндрических поверхностей, насадка действует как обычная система сферических линз, а в другом, перпендикулярном ему, как система плоскопараллельных пластинок.

Большинство насадок состоят из двух компонентов. Для обеспечения компактности используется телескопическая цилиндрическая система, построенная в главном сечении по схеме телескопа Галилея. Она трансформирует входящие в неё параллельные пучки лучей в такие же параллельные на выходе из системы, но с различными значениями углов с оптической осью в двух взаимно перпендикулярных сечениях. По своему действию насадка приводит к изменению фокусного расстояния используемого с ней объектива только в одном направлении, а в другом работает без оптической силы и без изменения фокусного расстояния. На рисунке 1 они обозначены как L1 и L2. С целью обеспечения компактности передний мнимый фокус F1 первого
отрицательного компонента L1 совпадает с задним фокусом F’2 второго L2.

Фокусное расстояние объектива с насадкой в главном (горизонтальном) сечении определяется по формуле:

где f0- фокусное расстояние объектива камеры, -f1 и f2 – фокусное расстояние первого отрицательного и второго положительного компонента анаморфотной насадки. В главном сечении масштаб изображения меняется в соответствии с видимым увеличением телескопической системы, а в другом сечении он остаётся неизменным. Значит, коэффициент анаморфозы A насадки равен отношению абсолютных значений фокусных расстояний компонентов насадки:

Расстояние d между компонентами насадки равно разнице между абсолютными значениями фокусных расстояний компонентов:

3. Основные этапы проектирования оптической системы

Разработка оптической системы устройства, например афокальной насадки, обычно состоит из следующих основных этапов:

• Oпределение основных оптических характеристик и габаритных ограничений (составление ТЗ);
• Габаритный и светоэнергетический расчёт;
• Аберрационный расчёт или поиск наиболее близкого прототипа;
• Оптимизация оптической системы с помощью оптического ПО (CodeV, Zemax Optics studio);
• Aнализ качества, расчёт допусков на отклонения конструктивных параметров;

Далее разработка обычно проходит по следующим этапам:

• Разработка конструкции корпуса (optomechanical design) и конструкции крепления насадки к смартфону (чехол или клипса);
• Подготовка чертежей оптических и механических деталей и конструкторской документации для изготовления первого прототипа.
• Изготовление и проверка прототипа, внесение изменений в оптическую систему и конструкцию. Подготовка конструкторской документации для изготовления прототипа 2.
• Изготовление прототипа v.2. Расширенное тестирование с помощью друзей, тестировщиков и т.д. Модернизация. Минимизация затрат на производство (более дешёвые стекла, материалы и т.д.).
• Разработка собственного софта для image processing (опционально).
• Подготовка к массовому производству. Оптимизация.
• Запуск массового производства.
• Расширение номенклатуры.

Для оценки временных затрат жизненного цикла разработки подобного устройства в сети выложен план-график одного из стартапов, который обсуждался на кикстартере

4. Расчёт оптической системы анаморфотной насадки

Остановимся более подробно на первой части, посвящённой оптическому дизайну.

Габаритный расчёт

Важным моментом на начальном этапе оптического дизайна является наличие конструктивных параметров основного объектива, для которого рассчитывается анаморфотная насадка. Часто в качестве отправной точки можно использовать патент, найденный по названию компании.
В качестве исходной оптической системы была взята система на основе светосильного F1.8 объектива фронтальной 13-мегапиксельной камеры смартфона, оптическая схема и конструктивные параметры которой представлена ниже.

Далее исходные данные об основных геометрических праметрах и конструктивных параметрах системы были перенесены в программу Zemax Optics Studio, в результате получена система:

Отметим, что линзы объектива изготавливаются из пластика имеют сложную асферическую форму поверхности, представляющую асферику высшего порядка, описываемую уравнением деформированной асферической второго порядка с помощью коэффициентов деформации при четных степенях радиальных координат на поверхности:

Основные оптические характеристики самой камеры имеют следующие значения:

1. Фокусное расстояние объектива камеры смартфона равно f’0 =4.1 мм.
2. Относительное отверстие: .
3. Диаметр входного зрачка равен мм.
4. Положение входного зрачка: входной зрачок объектива совпадает с апертурной диафрагмой, установленной на оправе первой линзы объектива мм.
5. Поле зрения объектива камеры смартфона без насадки составляет:
6. Полное поле зрения по диагонали объектива равно 71.2°.
7. Диагональ матрицы приёмника излучения Diag=5. 867mm, соотношение сторон (aspect ratio): 4:3.
8. Количество пикселей 13MP. Размер пиксела матрицы приёмника излучения: 1.12 um.

Примем значение коэффициента анаморфозы афокальной насадки A=0.67. Коэффициент анаморфозы определяет коэффициент сжатия координат в изображении по горизонтали. Т.е. в нашем случае происходит сжатие координат по горизонтали на 33%.

Зададим следующие значения фокусных расстояний компонентов насадки f1=-13.4 мм (отрицательная линза), f2= -f1/A=13.4 мм/0.67= 20 мм (положительная линза), расстояние между компонентами насадки равно сумме фокусных расстояний компонентов: d = f2 + f1=20мм + (-13.4)мм = 6.6 мм. В результате фокусное расстояние системы [объектив] +[насадка] в одном сечении (вертикальном) не изменится и будет равно фокусному расстоянию объектива 4.1мм, а в горизонтальном сечении фокусное расстояние уменьшится и станет равным:

Поле зрения объектива с насадкой увеличивается в горизонтальной плоскости и вычисляется по формуле:

,
где А – коээфициент анаморфозы объектива.
В результате:

Поле зрения объектива камеры смартфона с насадкой увеличивается до значений:

Далее проводится аберрационный расчёт и оптимизация оптической системы, состоящей из двух компонентов.

В результате получена оптическая система, состоящая из двух двухлинзовых склеенных цилиндрических компонентов.

Основные характеристики насадки:

1. Угол поля зрения:
2. Угол поля зрения по диагонали: 87.53°.
3. Соотношение сторон: 16:9.
4. Угловое увеличение: .
5. Длина системы по оптической оси: L=14мм
6. Воздушный промежуток между компонентами: d=7 мм
7. Размер апертуры первого компонента: 16мм x12мм
8. Толщина первого компонента: 4 мм
9. Толщина второго компонента: 3 мм

Источник