Пресечни точки (nodal points) и входна зеница (entrance pupil) в обектив и тяхната роля в панорамната фотография
При използването на стандартен фотоапарат за заснeмането на панорамни изображения има една специална точка, около която трябва да се върти апаратът, за да се предотврати разместването на обекти от предния план спрямо тези от задния при наслагването на отделните кадри. Тази точка е позната като “no-parallax point” или точка, в която отсъства паралактична грешка (паралакс е видимото изместване на положението на наблюдавания обект спрямо други обекти, дължащо се на наблюдението на обекта от две различни точки).
Разположението на тази точка е повод за много статии и разбираемо читателят може да остане объркан от множеството обяснения и термини, които в много от случаите не са съвсем коректни. Целта на тази статия е да отстрани неяснотите.
Пресечни точки
В голяма част от публикациите се казва, че точката, около която трябва да се върти обективът при снимането на панорамни изображения е пресечната точка (от анг.: nodal point). С изключение на тънките лещи ползвани за илюстрации в уроците по оптика, обективите за фотоапарати (ако разглеждаме съвкупността от лещи във фотообектива като една леща) имат две пресечни точки – предна и задна (N и N’). Тези точки се намират там, където главните равнини (P1 и P2) пресичат оптичната ос. Тези точки също се наричат главни точки (H1 и H2). На практика, при обективите главните и пресечните точки съвпадат, тъй като средата от двете страни на лещите е еднаква (в случая въздух), от което следва че индекса на пречупване на лъчите също ще е еднакъв. Те имат свойството, че ако лъч преминава през една от тях, той ще преминава и през втората и то под същия ъгъл по отношение на оптичната ос.
Център на перспективата
Центърът на перспективата (от анг.: center of perspective) за даден обектив е точката, в която липсва разместването на обекти от предния план спрямо тези от задния. Тя се явява подобно на „шпионка“, през която камерата вижда света. Това е и точката, в която би трябвало да се постави човешкото око, за да добие представа за реалната перспектива, така както камерата я вижда.
Центърът на перспективата се намира в или много близо до центъра на входната зеница и определено сравнително далеч от пресечните точки. Приемете това за даденост. Ако искате обсновано доказателство, прочетете страници 4 и 5 от статията The Proper Pivot Point for Panoramic Photography.
Входна зеница
В обективите обикновенно има непрозрачно устройство, позволяващо промяната на относителния отвор чрез множество ламели, наподобяващи работата на ириса в окото, което се нарича диафрагма и чиято цел е да контролира конусовидния сноп лъчи, който се фокусира в равнината на изображението.
Ако погледнем такъв обектив през челната леща ще видим диафрагмата, но не и нейния реален размер или разстояние от нас. Това, което ние виждаме е виртуално изображение на диафрагмата създадено от оптичните елементи, които се намират между нея и нас.
Виртуалното изображение на диафрагмата се нарича „входна зеница“ на обектива (от анг.: entrance pupil). Точно входната зеница е важна за панорамната фотография и камерата трябва да се върти около нейния център, за да бъде избегната паралактичната грешка при слепването на кадрите.
Много източници в интернет (и не само), включително и част от тези, които съм посочил в края на статията, при споменаване на пресечна точка не посочват дали става въпрос за предна или задна точка. И при двата варианта, те пак ще са неточни. За да се запази перспективата по време на въртене, което да предотврати разместването на близки до обектива обекти спрямо тези на заден фон (паралактична грешка), оста на въртене трябва да минава през равнината на входната зеница, която се явява и център на перспективата за обектива. Въпреки грешното понятие, методите за намиране положението на оста на въртене са верни.
Намиране на входната зеница
Входната зеница за даден обектив може много лесно да бъде намерена визуално. Трябват Ви два вертикални обекта, по които да се ориентирате, примерно стълбове, ъгли на стени и др. Единият трябва да е възможно близко до камерата, а другият по-надалеч. Трябва Ви и регулируем статив с панорамна глава или фокусираща релса, за да наместите положението на апарата по отношение на оста на въртене. Нивелирайте установката. Точността ще бъде по-голяма, ако единият обект е възможно най-близко до камерата.
Центрирайте обектива спрямо оста на въртене на панорамната глава. След това гледайки през LCD екрана (или визьора на SLR) и движейки апарата напред или назад, намерете това положение, при което при въртене наляво или надясно двата вертикални обекта остават съосни, тоест видимото ъглово разстояние между тях не се променя. След като сте готови, Вие вече сте намерили входната зеница на обектива.
Запомнете, че входната зеница за друг обектив (или друго фокусно разстояние, ако ползвате варио обектив) ще се намира на различно място, така че ще трябва да повторите тази процедура по същия начин описан по-горе.
Използвана литература
- The Proper Pivot Point for Panoramic Photography (pdf)
- Theory of the „No-Parallax“ Point in Panorama Photography (pdf)
- Главни равнини (оптични плоскости) и главни точки на оптичната система
- Намиране на главната равнини на непозната събирателна система (обектив)
- Determining the Nodal Point of a Lens
- Finding the Nodal Point of a Lens
- Nodal Point Alignment
Благодарности на Борислав Петров за редакцията. Снимки: Пенчо Маркишки, Bob Mellish, Ben Kreunen, VR Photography.