Оптический и цифровой zoom
Начнем с определения понятия объектива. Что это такое, зачем оно нам нужно? Для лучшего понимания всех тонкостей придется обратиться к сухой теории.
   Мы поймали в видоискатель красивую картинку. Ее мы дальше будем называть скучным термином объект съемки. Чтобы получить фотографию, аппарату нужно корректным образом осветить светочувствительный элемент (или пленку). Для этого камера определенным образом пропускает свет через оптическую систему линз. Эту самую оптическую систему передачи изображения из быстротекущей реальности в запечатленную на носителе вечность мы и называем объективом.
   Объектив состоит из нескольких линз, особым образом объединенных между собой. На самом деле оптических систем в объективе может быть от двух до пяти. Несмотря на разнообразие объективов, все они устроены и работают одинаково: фокусируют проходящие через линзы лучи света на светочувствительной пленке или, если речь идет о цифровых камерах, на светочувствительной матрице (сенсоре). На рис. 3.1 изображена схема фокусировки световых лучей линзой объектива.
   Главная характеристика объектива, определяющая его способность освещать светочувствительный материал (сенсор или пленку), называется светосилой. Чем больше отверстие объектива и чем короче его фокусное расстояние, тем он считается светосильнее. Эта зависимость светосилы объектива от физических размеров выражается величиной относительного отверстия, которая показывает, сколько раз диаметр отверстия укладывается в фокусном расстоянии объектива. По светосиле объективы делят на сверхсветосильные (со значением отношения 0,7-2), светосильные (2,8-4,5) и малосветосильные (5,6 и меньше).
   Фокусом объектива, как, впрочем, и любой другой линзы, называется точка, где собираются (фокусируются) лучи света, параллельные главной оптической оси этого объектива. Фокус находится на главной оси объектива. Воображаемая плоскость, которая походит через фокус под прямым углом к главной оптической оси объектива, называется фокальной плоскостью. На этой плоскости в пленочном фотоаппарате располагается пленка, а в цифровом — светочувствительная матрица.
   Фокусное расстояние (англ. focal length) — это расстояние от оптического центра объектива до плоскости светочувствительной матрицы или (для нецифровых фотоаппаратов) пленки. Обычно фокусное расстояние указывается на объективе и измеряется в миллиметрах. У объективов с переменным значением данного параметра указывается диапазон фокусных расстояний объектива. Вот это самое переменное фокусное расстояние (zoom) и позволяет «приближать» и «удалять» объект съемки, добиваясь при этом наилучшей картинки.
   В наше время фотографы все чаще полагаются на автоматическую систему фокусировки. Наводка на резкость с помощью автофокуса срабатывает, как правило, при нажатии спусковой кнопки до половины. Камера с автофокусом сама «схватывает» резкость по предметам в центре кадра.
   В теории все замечательно, но на практике гораздо сложнее. Почему? Проведите эксперимент: возьмите лупу и наведите ее на любой предмет. Изображение в ее центре будет достаточно четким, а по краям - размытым и размазанным. Эти отклонения от идеальных условий называются аберрациями.
   Самые простые объективы имеют постоянное фокусное расстояние и не обладают системой фокусировки. При съемке камерой с объективом, обладающим постоянным фокусным расстоянием, хорошо получаются предметы, расположенные от фотографа не ближе 4-5 метров.
   У более сложных объективов тоже постоянное фокусное расстояние, но они могут фокусироваться. Фокусировка бывает ручной и автоматической. Одни камеры оснащены системой автофокусировки, другие - нет.
   Фокусное расстояние цифровых камер обычно довольно мало по сравнению с пленочными (на рис. 3.2 это расстояние обозначено буквой f).
   Рассмотрим рис. 3.2, на котором расстояние от оптического центра невелико и, выражаясь корректно, система настроена на минимальное фокусное расстояние. Угол зрения при этом достаточно широкий.  Объективы с небольшим фокусным расстоянием по этой причине называют широкоугольными или короткофокусными. Такие объективы зрительно удаляют предметы съемки, поэтому при съемке с их использованием в кадр попадает больше предметов.
   Широкоугольные объективы позволяют снимать крупные объекты (дома, деревья, целые пейзажи), так как имеют большую глубину резкости. Поэтому и расположенные близко от фотографа предметы, и удаленные от него на снимке выглядят почти одинаково четкими. Недостаток таких объективов в том, что они несколько «изгибают» линию горизонта по краю снимка.
   Теперь взгляните на рис. 3.3. Фокусное расстояние на нижнем примере увеличено вдвое, из-за чего угол зрения сузился. Увеличение фокусного расстояния вдвое еще называют двукратным зумом (от англ, zoom — приближение). Обратите внимание на то, что объект на снимке получится увеличенным: хотя угол зрения сужен, картинка занимает на матрице столько же места, сколько в первом случае. На рис. 3.3 также видно, что угол обзора камеры определяют фокусное расстояние и размер ее сенсора.
   Длиннофокусные объективы используются для съемки удаленных объектов, так как они зрительно уменьшают расстояние. Узкий угол зрения позволяет также делать фотографии крупного плана объектов: фрагмент лица, цветок во всех подробностях, глаз или кошачьи усы и т. д.
   Длиннофокусные объективы хороши для портретной съемки. Очень интересная подробность: длиннофокусные объективы обладают свойством визуального сжатия. Объекты съемки словно приближаются друг к другу. Такие искажения, исходящие от оптики, как уже было сказано, называются аберрациями и возникают обычно по краям кадра, вызывая смазанность, нечеткость краев изображения.
   Как видно из рассмотренных нами рисунков, фокусное расстояние находится в обратной зависимости от угла зрения: чем оно больше, тем меньше угол зрения, и наоборот.
   У объектива есть еще одна важная характеристика — поле изображения, то есть область, которую занимает изображение на светочувствительном материале (в случае с цифровой камерой речь идет, разумеется, о матрице). Объектив обычно круглый, а значит, поле изображения тоже ограничено окружностью. Ее диаметр зависит от фокусного расстояния. Матрица же имеет форму квадрата (рис. 3.4). Для лучшего использования поля изображения диаметр поля изображения цифрового объектива равен длине диагонали матрицы.
   Угол зрения цифрового аппарата принято сравнивать с углом зрения 35-миллиметровой камеры. Для 35-миллиметровых фотоаппаратов считается стандартным объектив с фокусным расстоянием 55 мм (угол зрения такого объектива приблизительно равен углу зрения человека). Но длина стороны матрицы цифровика намного меньше 35 мм, поэтому объектив ее укорочен.
   Получается, что если аналоговая и цифровая камеры имеют объективы с одним и тем же фокусным расстоянием, то угол зрения цифровика будет заведомо меньше. К примеру, стандартный объектив цифровой камеры с фокусным расстоянием 4,5 мм приблизительно соответствует 28-миллиметровому объективу 35-миллиметровой камеры. Следовательно, при одном и том же фокусном расстоянии объектива на датчик попадает меньшая часть снимаемой сцены.
   Помимо простых объективов с постоянным фокусным расстоянием без системы фокусировки и тех объективов, которые при постоянном фокусном расстоянии все же умеют фокусироваться, существует и третий вид объективов. Они обладают переменным фокусным расстоянием и называются вариообъективами. В таких объективах группы линз передвигаются относительно друг друга, поэтому объектив можно настраивать на нужное фокусное расстояние. Обычно фокусное расстояние в таких объективах настраивается не на весь спектр значений (от минимального до максимально возможного), а на некий средний диапазон.
   Камера с вариообъективом очень удобна, особенно если она имеет систему автофокусировки. В этом случае фотограф может забыть о технике и сосредоточиться на художественной выразительности снимка. Поэтому при прочих равных условиях лучше покупать камеру с вариообъективом.
   В последнее время русский язык многое позаимствовал из английского, поэтому длинное слово «вариообъектив» в разговорной речи сократилось до коротенького «zoom» (произносится «зум»), или «оптический зум». Зум-объектив — это объектив с переменным фокусным расстоянием.
   На практике оптический зум показывает, во сколько раз увеличивается изображение при изменении фокусного расстояния объектива от минимального до максимального. Если в вашей камере установлен вариообъектив, то вы можете изменять фокусные расстояния. При уменьшении или увеличении фокусного расстояния изменяется угол зрения зума. Впрочем, это вам уже известно.
   С помощью зум-объектива можно приближать удаленные объекты, к которым невозможно подойти, и получать широкий охват вблизи, когда нельзя отойти дальше от снимаемого объекта. При этом следует учесть, что с изменением фокусного расстояния на фотографии меняется перспектива.
   В цифровых фотоаппаратах, помимо оптического зума, имеется еще и цифровой зум. Если оптический служит для уменьшения фокусного расстояния объектива (при этом он принимает широкоугольное положение), то цифровой зум увеличивает центральную часть картинки до размера полного кадра. При этом получается эффект наезда камеры, причем происходит это без искажения картинки. Такое свойство — увеличение находящегося в поле съемки предмета средствами оптики — называется трансфокацией.
   Цифровой зум увеличивает диапазон трансфокации объектива. Но из-за того, что изображение проецируется не на всю матрицу, а на меньшее количество пикселов, его разрешение оказывается ниже, чем при использовании оптического зума. Соответственно снижается и качество изображения, при большом увеличении -весьма значительно.
   Трансфокация позволяет совмещать в кадре предметы, находящиеся на разном расстоянии от фотографа, «играть» планами и масштабами, сфотографировать силуэт дерева на фоне огромной Луны...
   Думаем, теперь вам лучше понятны слова, которыми в технических характеристиках восхваляются достоинства камеры. Если рекламный проспект сообщает, что «камера оснащена 3-кратным оптическим и 2,7-кратным цифровым зумом», то это означает, что камера обладает восьмикратным увеличением (цифра 8 получается из умножения 3 на 2,7).
   Увы, такой рекламный трюк пытается соблазнить вас обманом. В реальности цифровой зум — это просто увеличение центральной части кадра. Ту же операцию можно легко (и бесплатно!) проделать в программе редактирования изображений — лучше всего в Photoshop, которой посвящена вторая часть книги.\

Типы устройств памяти
Никакой камере не обойтись без запоминающих устройств: в пленочных фотоаппаратах картинки хранит на себе пленка, в цифровых — память того или иного вида. Очень долго одной из причин дороговизны цифровой фототехники являлась именно высокая стоимость мобильных носителей информации.
   Впрочем, за последние годы память подешевела в разы, но и сегодня она все еще стоит весьма недешево. Об этом говорит уже тот факт, что никто из владельцев мобильных цифровых устройств — будь то камеры, смартфоны (мобильники с функциями КПК) или компьютеры-наладонники — не жалуется на излишние объемы памяти. Все говорят лишь о недостаточном ее количестве, нехватке, отсутствии.