Неудобная правда про зум-объективы

Роджер Чикала (Roger Cicala), основатель компании Lens Rentals и один из самых занимательных и информативных голосов в мире оптического тестирования уверен в том, что зум-объективы никогда не бывают так хороши, как фиксы. И готов привести весомые аргументы в пользу своих исследований техники. Дадим слово специалисту.

Интересно наблюдать, насколько по-разному подходят к ситуации люди, когда научное сталкивается с творческим. Ученый заявляет: «Факты важнее ощущений». Творец возражает: «Только мое видение и замысел имеют значение». В изобразительном творчестве это именно так. Получение фотографом или видеооператором задуманного кадра является мерилом, а используемое оборудование вторично, поэтому я не спорю, когда художник заявляет, что все тесты в мире не способны повлиять на его выбор оборудования. Я принимаю его слова, что "только вот этот объектив" самый лучший и идеальный для него. 

Но, не оспаривая право снимающих на собственное мнение о том, какое оборудование идеально для каждого индивидуума, я продолжаю считать, что недостоверная информация и недостаток знаний вредят. Поэтому собираюсь разобраться с часто и навязчиво встречающимся в Сети утверждением, приводящим моего внутреннего ученого в ярость: "Этот зум также хорош, как и фикс. (И вытекающее из первого – дайте мне лучший экземпляр этого зума)". 

Будем использовать научный подход, который предполагает знакомство с моими методами тестирования и интерпретации результатов. (Вне научного подхода я бы просто констатировал, что вот этот объектив набрал в нашем рейтинге, смысла которого вы не понимаете, результат 82.7, а другой – 79.2, а статья была бы короткой, что так нравится нашим редакторам. К слову, редакторы меня ненавидят). 

Начнем с графиков MTF, которые, как мне известно, многие не понимают и отказываются учиться понимать. Эта часть будет милосердно краткой, а потом перейдем к долгожданным картинкам. Потерпите чуть-чуть, я облегчу вам задачу, используя нашу экспериментальную методу подсознательного поощрительного текста: он воздействует незаметно, но позитивный заряд идет прямо в подсознание, внушая стойкое чувство благополучия и достижения целей. 

Пошла научность, но пока без математики, поэтому потерпите. Вы справитесь, я обещаю. 

Вы наверняка видели графики MTF. Даже если вы их не понимаете, думаю, что представление о том, что чем выше расположены линии на графике, тем лучше, имеете. Вероятно, вы уже оценивали объективы, сравнивая расположение линий на графиках. Графики MTF показывают усредненные показатели реальных объективов (если графики были созданы Zeiss, Leica или мной), или компьютерную модель наилучшего теоретически возможного сценария (для всех остальных графиков). На графике показано, как работает половина объектива – начиная от центра (левая сторона графика) и до края изображения (правая сторона). 

Вот графики MTF двух объективов, по ним можно сделать вывод, что разрешающая способность левого выше, чем правого. Графики говорят еще об очень многом, но ограничимся основным – чем выше линия на графике, тем резче объектив. 

Есть одно "но": на графиках отображены либо усредненные показатели множества объективов, либо идеальные показатели, смоделированные компьютером. Теперь за тестирование беремся мы. Во-первых, вы видите, что на нашем графике отображена не половина, а все поле объектива. Центр изображения у нас находится по центру, а не на левом краю графика. Во-вторых, сразу видно, что одна сторона явно отличается от другой. При массовом производстве невозможно сделать все идеально. Кстати, это график MTF модели, усредненный график которой был выше слева.

Видно, что левая сторона отличается от правой. Но если одна сторона отличается от другой, как соотносятся верх и низ кадра? Или угол-к-углу? Если мы хотим по-настоящему протестировать объектив, нужно снимать показатели несколько раз, вращая объектив, чтобы получить данные с разных областей кадра. Вот график нашего объектива, протестированного на четырех оборотах.

Мы почти закончили со скучными объяснениями. Осталось совсем немножко. Вы справитесь!

Это график, построенный на четырех оборотах. Можно было бы сделать на 8 или двенадцати, но картинки будут совсем маленькими, да и вам уже скучно. Наверное, думаете: «Да скажи уже по-простому 79.2 из 100 вместо всей этой тягомотины!»

А если вместо линий мы графически отобразим, как MTF распределяется по поверхности кадра? Ниже приведена такая карта сагиттального MTF, где синим показана область наибольшей резкости, желтым – чуть похуже, а красным (в этом случае он отсутствует) – где с резкостью не совсем хорошо.

Согласитесь, что так намного нагляднее? Сразу понятно, что тестируемый экземпляр неплохо центрирован (наивысшие показатели MTF в центре), а правая сторона чуть менее резкая, чем левая. Подробнее позже, но при самостоятельном тестировании вы не обнаружите такую незначительную разницу. Тестовый стенд MTF намного чувствительнее любого фотоаппарата (по крайней мере на сегодняшний день). 

Можно составить карты других показателей объектива. Ниже, например, приведена карта астигматизма того же объектива. 

С MTF на сегодня покончено. Теперь можно разглядывать симпатичные цветные картинки, добиваясь покоя и расслабленности.

Видно, что рассматриваемый объектив отличается повышенным астигматизмом по правому краю. Такие карты – легкий и надежный способ с первого взгляда оценить конкретный экземпляр объектива. Дальше будет целая куча таких картинок, поэтому я пытался объяснить, как мы их получаем.

Будет ли это заметно на реальных снимках? 

Я уже говорил, что наш оптический тестовый стенд намного чувствительнее фотоаппарата. Он различает совсем незначительные отклонения, которые на реальных снимках будут маскироваться другими переменными, присутствующими в кадре - освещением, фокусировкой, расположением объектов и множеством других. Серьезные отклонения будут заметны. Насколько серьезные? Давайте посмотрим на карты двух экземпляров одной модели объектива, один из которых отвечает всем требованиям, другой – похуже. (На самом деле, с ним все неплохо и единственная настораживающая область – красная область внизу.) Если бы вы снимали этим объективом, то вероятнее всего оценили бы его на "хорошо" или "чуть-чуть мягковат". Если бы вы снимали вторым, то охарактеризовали бы его «выдающимся». 

(Карта выглядят обрезанной по сравнению с показанной выше. У этого объектива есть встроенный ограничитель для уменьшения переотражений и формируемое им изображение имеет вид прямоугольника, подобного матрице фотоаппарата, а не круга, как у того, что выше.) 

Понимаю, что оценивать объективы приятнее по красочным фотографиям, но  у сценического кадра слишком много переменных, а мы стремимся к научности. Придется обойтись фотографиями тестовых таблиц. 

Сравним верхнюю часть над центром кадра, которая была превосходной у правого объектива и хорошей у левого. Чтобы вместить 100% кропы в формат этого несчастного блога, придется разместить их друг над другом: правый объектив сверху, а левый - снизу. Это кропы RAW-снимков высококачественных тестовых таблиц, сделанных на 36-мегапиксельный фотоаппарат, без повышения резкости. На фотоаппарате с большим разрешением разница будет более явной, с разрешением ниже – менее заметной, но для наших целей эти снимки подойдут.

Мне разница видна, думаю, вам тоже. Если бы я снимал не в RAW, а в JPЕG, разница из-за внутрикамерного повышения резкости была бы менее заметна. Не забывайте, что тестовые таблицы удобнее для оценки, чем фотографии, и на реальных снимках разницу можно было бы заметить только при сравнении бок-о-бок. Купив же объектив, карта которого представлена слева, вы вряд ли жаловались бы на нерезкость по верху кадра, особенно после некоторой постобработки и при размещении в сети JPEGов с разрешением 800 пикселей по длинной стороне. 

Посмотрим на нижнюю левую область. Как и прежде, правый объектив сверху, а левый снизу.

Здесь разница больше. Можно предположить, что с этим углом не все в порядке. Тангенциальные тестовые линии (те, которые слева сверху направо вниз) выглядят серыми на сером, что говорит о низкой детализации. Все, ограничимся этим. Просто я хотел показать, что наши карты MTF отражают реальное положение дел.

Не пора ли уже поговорить о зумах? 

Уже скоро, мои терпеливые друзья. Мы закончили с концептуальной частью, осталось немного.

Многие знают, что зум, если и сравним с фиксом по резкости в центре кадра, редко может похвастаться такой же резкостью по краям и углам кадра.

Но немногие задумываются о том, насколько зум-объектив сложнее фикса. Оптическая схема зума нередко насчитывает порядка 20 элементов, против 6 – 12 у объектива с постоянным фокусным расстоянием. В сравнении с одной движущейся в фиксе фокусирующей группой элементов, у зума подвижны фокусирующая группа, элемент или несколько, отвечающие за изменение фокусного расстояния, к ним нередко добавляется компенсирующий элемент. Усложнение ведет к увеличению разброса от экземпляра к экземпляру. Повышенная сложность ведет к повышенной изменчивости.

Давайте рассмотрим карты MTF нескольких качественных фикс-объективов. Это карты 9 реальных объективов, протестированных по описанной выше методике. Добавлю (ведь обязательно кто-нибудь обратит внимание), что это объективы f/2.8, а не f/1.4. Ни один объектив на f/1.4 не способен так хорошо разрешить 30 пар линий. Кстати, один экземпляр из этой группы при прокате уронили, но «видимых повреждений не было». Догадаетесь, какой?

Успокаивающий синий означает бритвенную резкость.

Думаю, вы заметили, что центральный в правой колонке объектив выглядит не лучшим образом (это видно при сравнении с остальными). Если присмотреться внимательно, можно заметить, что у нижнего в левой колонке объектива также есть область, где он не совсем резок. Все остальные работают одинаково, а небольшие различия, обнаруживаемые тестовым стендом, незаметны даже на самых лучших тестовых таблицах. 

Если вы попросите прислать вам по настоящему хороший экземпляр из этой группы объективов, я без тени сомнения выберу любой из расположенных по диагонали от верхнего левого до нижнего правого. (Сразу оговорюсь, чтобы не возвращаться к этому: поверьте, если оценить мои трудозатраты на тестирование 9 объективов лишь для того, чтобы выбрать лучший, то вам это не по карману). Даже если я отправлю вам один из трех других экземпляров, Юна карте которых отсутствует желтый, то более чем уверен, что вы не почувствуете разницу на реальных снимках. 

Теперь о зумах 

Посмотрим на карты нескольких экземпляров хороших недешевых (ценой по 2000 долларов) зум-объективов. Вероятно, вы уже осознали, что разница от экземпляра к экземпляру даже у хорошего зума будет больше, чем у фикса. Но задумывались ли вы о том, что зум нужно проверять на нескольких фокусных расстояниях? Мы привыкли оценивать объективы в терминах «хороший / плохой экземпляр». Это работает с фиксами, но совсем не всегда применимо к зум-объективам. 

Представляю результаты тестов восьми экземпляров объектива 70-200mm f/2.8, проведенных на трех фокусных расстояниях.

Я предупреждал, что правда будет неудобной. Но все будет хорошо. Выдыхайте.

Во-первых, уверяю, что такая картина свойственна не только этому объективу, этому диапазону фокусных расстояний или чему-либо еще. Мы протестировали тысячи зум-объективов. Поведение всех схоже за очень редкими исключениям. Некоторые в целом резче. Некоторые работают лучше на одном из краев диапазона фокусных. Хорошая работа экземпляра на одном из фокусных совсем не означает схожего результата на другом фокусном расстоянии. Правда, добавлю, что провальный результат на одном фокусном на самом деле позволяет предположить неважную работу и на других. 

Напоминаю, что оптический тестовый стенд делает самые незначительные отклонения видимыми. Повторюсь: желто-зеленые области будут выглядеть мягковато при проверке тестовыми таблицами, но на реальных снимках в глаза бросаться не будут. Красные – будут заметны. Если посмотреть внимательно, то заметно, что объектив №7 на фокусном 70 мм чуть хуже с одной стороны по сравнению с другой. Но красные области находятся по краю кадра и, скажем, спортивному фотографу или фотографу портретисту, которые располагают объект съемки по центру, это мешать не будет и они просто не обратят внимания.

Все дело в том, что даже хороший экземпляр зум-объектива может быть немножко децентрирован на одном фокусном, иметь чуть наклоненный элемент на другом и наклоненный в другую сторону – на третьем. Присмотритесь внимательнее, вы заметите. 

Например, если у вас будет возможность сравнить экземпляры № 6 и № 4 бок о бок, то вы определенно выберете номер 6 – он лучше соперника на фокусном 200 мм. Но без такого сравнения, вы, вероятно, оцените №4 как достойный. Владелец экземпляра № 6 оценил бы объектив как намного более резкий на 200 мм, чем на 70 мм, а владелец №4 заявил бы, что он чуть резче на фокусном 70 мм. Владельцы № 1 и № 8 подключились бы к спору и обозвали бы оппонентов неумелыми фотографами, ведь объектив-то явно одинаково отрабатывает на всем диапазоне фокусных. Владелец экземпляра # 8, вероятно, будет доволен своим объективом, если только ему не выпадет сравнить его с №1. 

Подождите делать выводы, мы рассмотрели только сагиттальный график. А стоит посмотреть и на тангенциальный (или на график астигматизма, показывающий разницу между первыми двумя). Скажем, по приведенным выше картам, № 3 выглядит как один из лидеров на фокусном 200 мм, но если вы посмотрите на карту астигматизма, то это будет один из аутсайдеров на этом фокусном расстоянии.

Поймите правильно, зумы – отнюдь не ужас и отстой. Это отменные и очень удобные объективы. Но узнав, на какие компромиссы приходится идти при их разработке, вы были бы поражены как и я, что удается при таких ценах делать их настолько хорошими. Добавлю, что по размещаемым форумными бойцами в сети изображениям с разрешением 800 или 1200 точек по длинной стороне, вы не только не сможете увидеть разницу между зум-объективами, вы и между зумом и фиксом запутаетесь.

Я просто хочу подчеркнуть, что в целом вариации от экземпляра к экземпляру у зум-объективов сильнее, плюс каждый экземпляр зум-объектива будет отличаться еще и на разных фокусных расстояниях. Это законы физики и неизбежные допуски массового производства. Чем больше переменных в объективе, тем сильнее разница и отклонения. Тем не менее, хороши ли зум-объективы? Без сомнений, да! Могут ли они сравняться качеством с фиксами? Нет. Но даже самый лучший фикс не даст вам удобства изменения фокусного расстояния. У каждого инструмента свои задачи. 

Какие выводы?

Нет глупых вопросов. Но глупые комментарии на форумах встречаются. Я постараюсь не дать повода.

Выводов немного, скорее информация, которая напоминает о реальности. Вот несколько пунктов для фотографов:

1. На сравнимых значениях диафрагмы даже отменный зум не сравниться с хорошим фиксом, но он будет убедительно хорош, особенно по центру кадра.
2. Зумам присущ больший разброс от экземпляра к экземпляру, на который накладывается разница на разных фокусных. Спросите меня про лучший экземпляр зум-объектива и я неизбежно спрошу: «А на каком фокусном?» Ведь самый резкий на 200 мм может не быть лучшим на фокусном 70 мм.

Теперь о тестировании. Вынужден заявить: тестирование единственного экземпляра зум-объектива зачастую просто бессмысленно. Отличия, мало заметные на реальных фотографиях, выпячиваются в процессе тестирования. Попади к кому-нибудь на тест экземпляр №6 из нашей группы, и цифры, а главное – выводы будут серьезно отличаться от тех, которые были бы сделаны при тестировании экземпляров № 1 или № 8. 

Некий ревьюер протестировал один экземпляр зум-объектива и присвоил ему наивысший для себя рейтинг. Читатели не согласились, заспорили с такой оценкой и спросили меня, что я думаю по поводу. Эта статья – попытка объяснить, почему я не вижу смысла ввязываться в такие споры. Попытка вместить что-то настолько многогранное как работа объектива с переменными фокусными расстояниями в одну единственную цифру, да еще и после теста одного единственного экземпляра, не имеет никакого научного смысла и ценности. И мне все равно, какой рейтинг присуждают - 3.1415926, 2.718281828 или 1.61803398. Если только рейтинг не будет равен 42. Тогда смысл будет. 

Было забавно. Пришло время посмеяться. И скушать авокадо. 

Roger Cicala and Aaron Closz

Lensrentals.com February, 2017