?

Log in

No account? Create an account
Живущая в Испании, или как можно больше из жизни в Испании.
То, что фотография до бесконечности воспроизводит, имело место всего один раз.
Почему «полтинник» — универсальный объектив 1,1; 
30-мар-2010 01:13 am
Petzold

Почему «полтинник» — универсальный объектив 1,1;
Почему «полтинник» — универсальный объектив 1,2;
Почему «полтинник» — универсальный объектив 1,3;

Общая теория перспективы Раушенбаха глазами фотографа
Почему «полтинник» — универсальный объектив

________________________________________________________________

(7-я редакция)

«… линеек, как известно, зритель с собой не носит.»
Борис Раушенбах, Общая теория перспективы, с. 114

Введение

В 1986 году академик Борис Раушенбах опубликовал книгу под названием «Общая теория перспективы». В этой работе он предложил удачную математическую модель, позволяющую создавать различные системы отображения объемного мира на плоскости картины. Его теория также позволила количественно оценивать отклонения от естественного зрительного восприятия при том или ином способе перспективных построений. Раушенбах с математической строгостью обосновал тот факт, что классическая теория, известная с времен Ренессанса, далеко не всегда позволяет создавать естественные образы на плоских изображениях.

В этой статье предпринята попытка популярного изложения основных принципов теории Раушенбаха применительно к фотографии. Материал изложен по-возможности кратко и доступно. Тем, кого не пугает научный стиль изложения, рекомендуется ознакомиться с текстом упомянутой монографии в оригинале.

При ознакомлении с этим материалом очень важно понимать следующее:

- Здесь ничего не будет говориться о том, какие объективы рисуют перспективу верно, а какие нет. В определенном смысле все они позволяют получить правильные изображения.

- Также здесь ничего не будет сказано о том, что какие-то объективы способны видеть реальность подобно человеку. Зрительное восприятие человека — это отдельная большая тема, которая в данной статье затрагивается в крайне ограниченном объеме.

- Вне всякого сомнения, и художник, и фотограф решают прежде всего задачи художественные. В этом смысле, красивая иллюзия лучше реальности, и не всегда стоит стремиться отобразить в художественном произведении естественно воспринимаемую картину мира. Тем не менее, знание законов естественного зрительного восприятия значительно помогает художнику при решении творческих задач. Иными словами, следовать законам восприятия необязательно, но знать их нелишне.

Все цитаты приводятся по изданию: Раушенбах Б.В. Системы перспективы в изобразительном искусстве. Общая теория перспективы. М., Наука, 1986.

Для начала вспомним классику

Любой фотоаппарат работает в линейной системе перспективы. Свойства такой системы хорошо известны и детально описаны в книгах по всем видам изобразительного искусства, а также по проективной геометрии. Прежде чем обсуждать теорию Раушенбаха, вспомним коротко основные классические положения и их связь с фотоискусством.

Что же подразумевается под «естественностью передачи перспективы» в классической теории?

Рассмотрим иллюстрацию, взятую мной из учебника по живописи. Она показывает, как будет выглядеть перспективное построение для различных расстояний между глазом художника и картинной плоскостью (в фотографии эти случаи соответствуют разным фокусным расстояниям объектива). Во всех четырех случаях речь идет об изображении трех людей в одной и той же комнате размером 4 х 5 м.

a. Художник слишком близок к картинной плоскости (случай широкоугольного объектива). Расстояние между ближним человеком и дальним кажется больше истинных 4 метров. Окно воспринимается весьма широким. Возле него явно могут встать несколько человек. Глубина комнаты передается неестественно преувеличено.

b. и c. Здесь использовано то расстояние до картинной плоскости, которое рекомендуют многие руководства. Глубина передается практически естественно.

d. Глаз художника далек от картинной плоскости (случай телеобъектива). Комната уже не кажется нам столь глубокой. Она выглядит так, как если бы имела глубину всего два метра, а не четыре. Дальний человек приблизился к нам. Окно выглядит очень узким. Кажется, что возле него может встать лишь один человек.

Замечу, что во всех четырех случаях перспектива строится абсолютно правильно! Нельзя утверждать, что какое-то из этих построений геометрически некорректно. Все объективы рисуют перспективу верно! Но зрителями она воспринимается по-разному. И в живописи, и в фотографии!

К сожалению, довольно часто можно встретить суждение о том, что передача перспективы никак не зависит от фокусного расстояния объектива. Сторонники этой мысли подкрепляют свою позицию следующим рассуждением: «Не сходя с места, сделаем два снимка: один — штатным объективом, а другой — телеобъективом. Если из первого снимка сделать выкадровку, соответствующую углу зрения телеобъектива, то легко обнаружить, что перспектива на равновеликих отпечатках будет выглядеть одинаково. Следовательно, все объективы передают перспективу одинаково». Точно таким же образом они «доказывают» независимость рисунка перспективы от величины диагонали кадра. «Разве что-то может принципиально измениться от того, что мы вырежем из полного кадра его центральную часть?!» — восклицают они. Однако сторонники такой позиции лишь демонстрируют своё непонимание механизма разных способов передачи перспективы и в живописи, и в фотографии. А понимать причины и следствия — очень важно! Конечно, если фотограф остается на одном месте, то изменение фокусного расстояния приведет лишь к изменению масштаба. Причины разной передачи перспективы заключаются совсем в другом!

Сторонники приведённых выше аргументов упускают из вида одну простую вещь: фокусное расстояние объектива (равно как и величина диагонали кадра) влияет на рисунок перспективы опосредствованно: через механизм изменения расстояния до объекта, и никак иначе! Дабы увидеть изменения в передаче перспективы, фотограф просто обязан сойти с места, заботясь о том, чтобы передний план занял полный кадр. Приведённый выше рисунок как раз это и демонстрирует. Таким образом, говорить о различиях в отображении перспективы при неизменном формате кадра разными объективами можно только при условии равномасштабной съемки переднего плана: f/d = const (f — фокусное расстояние объектива; d — расстояние от камеры до переднего плана)! (См. также, например, рис. 100 из урока 19 в книге В.П. Микулина «25 уроков фотографии».) Именно в этом смысле (и только в этом смысле!) можно говорить о разной передаче перспективы объективами с разным фокусным расстоянием.

Вообще говоря, передача перспективы определяется углом зрения системы «объектив + регистрирующая среда». Одинаковым углам соответствуют одинаковые отображения перспективы. Разным углам — отличающиеся перспективные построения; при этом в фотографии подразумевается, что съемка на разных углах сопровождается изменением расстояния между камерой и передним планом.

Процитирую учебник (Школа изобразительного искусства: Вып.1, Учеб. пособие. М, Изобраз. искусство, 1986): «Чаще всего художники изображают натуру, находясь на расстоянии, равном полутора или двум диагоналям картинной плоскости, то есть угол зрения избирают равным 28° или 37°». Классическая теория утверждает, что именно в этом диапазоне углов обзора и фотоизображения, и произведения живописи будут восприниматься естественно. Под словом «естественно» следует понимать формирование у зрителя максимально достоверной картины об изменении масштабов и о расстоянии между объектами вдоль оси, направленной от смотрящего (то есть, вглубь). Рекомендуемое нормальное (не путать с «правильным», ибо они все «правильные») изображение в нашем случае представлено картинкой «b».

Для тех, кто не осилит чтение этой статьи до конца :-), скажу сразу, что теория Раушенбаха (как и многие другие теории) отличается от классического подхода в основном тем, что утверждает: невозможно добиться естественного отображения масштаба и естественной передачи глубины одновременно. Используя более корректные формулировки, можно утверждать, что в рамках математической модели Раушенбаха вообще оказывается невозможно без искажений отобразить реальность на плоскости. Впрочем, это не удивительно. Такой взгляд доминирует среди специалистов, занимающихся зрительным восприятием человека.

Итак, мы вспомнили, почему объективы с нормальными фокусными расстояниями естественно передают перспективу в рамках классического подхода. Теперь перейдем к обсуждению более тонких вещей.

Что не так в классическом подходе?

Зрительное восприятие человека характеризуется таким свойством как константность.

Константность формы заставляет художника изображать мячик круглым, в каком бы месте картины он не находился, несмотря на то, что проективная геометрия требует изображать его в некоторых случаях в виде овала.

Благодаря константности цвета человек всегда видит мел белым, а уголь черным, причем даже тогда, когда по условиям освещения мел отражает меньше света, чем уголь (мел — в тени, а уголь — на солнце).

Константность величины (размера) объясняет, почему размер наблюдаемых предметов не меняется по законам классической линейной перспективы. Действительно, очень близкие предметы при восприятии автоматически уменьшаются мозгом, в то время как удаленные несколько увеличиваются. Согласно теории, для каждого объекта и окружающей обстановки существует оптимальное расстояние наблюдения, обеспечивающее наиболее естественное зрительное восприятие.

Классическая теория перспективы, как, впрочем, и фотооптика, не берет механизмы константности величины в расчет. Если мы сфотографируем многоплановый пейзаж объективом с фокусным расстоянием 35 мм, то на снимке обнаружим, что дальний план выглядит слишком мелко, а ближний — неестественно крупно. Можно немного поправить дело, если немного увеличить фокусное расстояние (50-70 мм). Это позволит сблизить дальний и средний планы почти до уровня естественного восприятия. Если при этом удалось бы уменьшить ближний план, то все было бы прекрасно. Но, увы, объективов с такими свойствами не существует. И в этом смысле никакой объектив не способен сформировать изображение близкое к естественному зрительному восприятию человека.

О роли математики в теории Раушенбаха

При первом взгляде на текст монографии Раушенбаха может возникнуть неверное представление о том, что все рассуждения и выводы математически точно обусловлены. Однако в данном случае не следует заниматься поиском логических (математических) связей между начальными условиями и выводами. Теория Раушенбаха не является исключительно логическим (математическим) следствием из какого-то набора предпосылок.

Как было сказано в предыдущем разделе, в основе теории Раушенбаха лежат механизмы константности, которые практически невозможно описать в рамках единственной математической модели восприятия.

Но если результаты невозможно получить исключительно математическими способами, то какова роль математики в этой теории? Ответ таков: математика в данном случае используется как вспомогательный инструмент на этапе оценки искажений.

Поэтому в теории Раушенбаха не следует искать процедуры математически строгого получения результатов. Восприятие — психофизическая, а не математическая, проблема.

В силу этого и в этой статье не надо пытаться выявить логические изъяны и строгие рассуждения, ведущие к единственно возможным выводам. Здесь будут изложены лишь некоторые результаты, причём в крайне усечённом виде.

Масштаб, подобие и глубина

Изображая реальный мир на плоскости, художник или фотограф всегда стремятся к естественной передаче (то есть без заметных искажений) подобий, масштабов и глубины. Увы, утверждает Раушенбах, невозможно правильно передать эти три параметра одновременно. И коль скоро это так, автор произведения всегда должен искать разумный компромисс в зависимости от сюжета, ракурса, соотношения планов на различном удалении и т.п.

Поясним сказанное небольшой иллюстрацией. Предположим, нам надо изобразить два одинаковых треугольника, находящихся от нас на разных расстояниях (см. рисунок). Будем также полагать, что расстояния до треугольников нам известны.

1. Корректное отображение подобий подразумевает соблюдение равенства a1 / b1 = a2 / b2. Все традиционные системы линейной перспективы отвечают этому условию. Все фотографические объективы общего назначения также рисуют перспективу без ошибок отображения подобия. Во всяком случае, их производители делают все возможное для минимизации подобных ошибок. (Специализированные объективы, например типа «фиш-ай», здесь не рассматриваются.)

2. Изображая дальний треугольник более мелким, мы должны выбрать масштаб, то есть отношение a1 / a2 = b1 / b2. Согласно Раушенбаху, существует некоторый масштаб отображения, соответствующий наиболее естественному восприятию. Это эталонное значение отношения a1 / a2 в общем случае зависит от сюжета всего изображения, от расстояния между нами и первым треугольником, а также от многих других факторов. Однако в первом грубом приближении можно считать, что есть некий абсолютный эталон правильного отображения масштаба. Фотограф может менять масштаб, снимая сюжет объективами с разным фокусным расстоянием.

3. Для корректного отображения глубины, автор произведения должен выбрать оптимальную величину отношения a1 / d. Как и в случае с выбором корректного масштаба, искомый оптимум определяется многими факторами. Но в качестве первого приближения опять будем считать, что существует некий универсальный эталон естественного отображения глубины. Как и во втором случае, фотограф может выбрать нужное значение отношения, характеризующего глубину, изменяя фокусное расстояние своего объектива. 

Что же во всем этом нового и удивительного? Почему автору теории потребовалось дополнять классическую теорию перспективы? Ответ прост: по мнению Раушенбаха (и я не вижу повода с ним не согласится) эталон естественного отображения масштабов и эталон естественной передачи глубины не совпадают и заставляют художника изображать перспективу по-разному. Это краеугольное место во всей теории Раушенбаха. Если бы применение двух упомянутых эталонов приводило бы к двум одинаковым изображениям, то вполне можно было бы ограничиться классической теорией. Но, увы! Сведя к нулю ошибки отображения масштаба, мы не сможем избавиться от ошибок передачи глубины. Если же мы добьемся естественности изображения глубины, ошибка масштаба останется ненулевой.

Для фотографа это означает одно: не существует фокусного расстояния объектива, годящегося на все случаи жизни. Выбор фокусного расстояния должен определяться стоящей перед фотографом задачей.

Закон сохранения искажений

Этот закон является еще одним важным открытием всей теории Раушенбаха. Он гласит: сумма ошибок передачи подобия, масштаба и глубины остается одной и той же во всех распространенных на практике случаях. Только в крайних и весьма нетипичных случаях он перестает действовать, причем в таких исключительных случаях наблюдается рост суммарной ошибки естественного отображения действительности.

В фотографии вполне можно утверждать, что данный закон справедлив для объективов с фокусными расстояниями в диапазоне от 24 до 150 мм. Вне этого диапазона суммарная ошибка будет выше нормы. Некоторые пояснения в защиту этой точки зрения будут приведены в последующих разделах.

Закон сохранения искажений имеет большое практическое значение. Он позволяет, например, пожертвовать корректностью отображения подобий для одновременного уменьшения ошибок масштаба и глубины. Более подробно об этом также будет сказано ниже.

 

PERSPECTIVE_RUS

This page was loaded май 21 2019, 9:42 am GMT.