Зоркий-4Н для ночной съёмки
кандидат технических наук Кирилл Анатольевич Занин
В статье рассматривается доработка известного дальномерного фотоаппарата Зоркий-4. Модификация называется Зоркий-4Н ("Н"-ночной) и предназначена для съёмки при низкой освещенности с рук на выдержках 1/15 - 1/30 c.
Метод конкурентного фотонного усиления (CPA -concurrent photon amplification) реализован на дальномерном фотоаппарате впервые. Достигнута хорошая равномерность освещения кадрового окна при небольшом заднем отрезке. Практически подтверждена высокая эффективность метода СРА на современных фотоэмульсиях высокой чувствительности.
В предыдущей статье был описан метод повышения квантового выхода фотоэмульсии путем ее слабой засветки непосредственно во время основного экспонирования. Автор не ставил своей целью провести очередной тест давно известного метода CPA. Хотя и было очень интересно практически подтвердить его работоспособность на современных фотоэмульсиях.
Целью проведенной работы было повышение качества снимков и осуществления фотосъёмки в ранее недоступных условиях путем создание соответствующего инструмента на основе СРА. Написание статьи было необходимо для ознакомления и популяризация возможностей метода СРА среди широкого круга отечественных фотолюбителей увлеченных плёночной фотографией.
Доработка широко распространенной среди отечественных фотолюбителей фотокамеры Зоркий-4 в ночной вариант Зоркий-4Н позволит многим получить надежный и доступный инструмент для художественной съёмки, съёмки дружеских вечеринок и клубных встреч. При съёмке с рук дальномерные фотоаппараты обеспечивают меньший уровень вибраций по сравнению с зеркальными.
Поэтому практической реализации метода конкурентного фотонного усиления, сокращенно CPA (concurrent photon amplification) был выбран именно дальномерный фотоаппарат Зоркий-4. Преимуществом Зоркого-4 является высокая надежность и широкий диапазон выдержек шторного затвора от 1/1000 до 1 с. Зоркий-4 имеет пружинный гаситель удара шторки затвора и при соответствующей регулировке механизмов имеет достаточно мягкое срабатывание затвора при невысоком усилии на кнопке спуска. У хорошо отрегулированного Зоркого-4 практическая выдержка при съёмке с рук штатным объективом 50 мм без смаза составляет 1/8 - 1/15 c. В качестве штатного объектива использовался Юпитер-8 в оправе с поводком, наиболее качественный из известных версии этого объектива.
Первая часть доработки состояла в установке светодиода и проводов в корпус фотоаппарата. Успеху способствовал тот факт, что в Зорком-4 по сравнению, например в Киевом-2 имеется достаточное пространство между кольцом крепления объектива и затвором. Однако оно все равно мало по сравнению с таковым у зеркальных фотоаппаратов. Поэтому до момента проявки первых фото-проб возникали сомнения в возможности обеспечить равномерное освещение кадрового окна на дальномерной камере (рисунок 1).
Рисунок 1. Установка светодиода накачки в Зоркий-4
Для вывода питающих светодиод проводов под опорным кольцом объектива по центру в корпусе Зоркого-4 аккуратно было просверлено отверстие диаметром 2 мм. При сверлении отверстия необходимо подложить деревянную прокладку под кольцо, что бы при выходе сверла оно не ударило по щитку шторок.
Вторая часть доработки заключалась в выборе и подготовке светодиода, а так же электрической схемы. Для подсветки использовался обычный светодиод белого свечения от фонарика. Корпус светодиода имел линзу. Что бы обеспечить равномерность засветки линза была спилена напильником до плоскости. Кроме этого напильником была обработана боковая поверхность светодиода для придания ей матовости (рисунок 2).
Рисунок 2. Светодиод накачки со спиленной линзой.
На первом этапе выбрана простейшая реализация электрической схемы. Питание светодиода состоит из двух батареек типа ААА с последовательно подключенным подстроечным резистором на 220 кОм для регулировки интенсивности свечения. В дальнейшем схему планируется доработать путем установки стабилизатора типа МАХ663. Стабилизатор питания позволит устранить необходимость перенастройки резистора при падении со временем напряжения батарей.
В качестве корпуса был выбран светодиодный фонарик под 3 батареи типа ААА (рисунок 3). Батареи ААА достаточно распространены и обладают большим запасом энергии для питания светодиода. Одна из батареек была вынута и вместо нее установлен переменный резистор и другие элементы. Преимущество такого корпуса в том, что он предоставляет достаточное место для монтажа и имеет штатный выключатель. Возможно применение и более миниатюрных фонариков. Батарейный блок подвешивается к ушку крепления ремня за штатное колечко.
Рисунок 3. Батарейный блок со схемой регулирования.
После распайки кабеля светодиод был установлен в корпус Зоркого-4. Путем включения светодиода на среднюю яркость свечения был подобран угол его установки для равномерности засветки кадрового окна. Наилучшая равномерность получилась при практически вертикальном положении светодиода (рисунок 1). На время испытаний светодиод был зафиксирован пластилином.
После съёмки пробных кадров была подтверждена хорошая равномерность засветки. Далее пластилин был убран, а жесткое крепление светодиода осуществлено быстротвердеющей эпоксидной замазкой "POXIPOL". Система в сбое изображена на рисунке 4.
При помощи резистора необходимо отрегулировать свечение диода так, что бы его свечение было еле видимым. Более точную настройку следует проводить по результатам пробной съёмки. Результирующая плотность вуали не должна превышать 0,2D. При превышении критической плотности слабые детали на изображении пропадают. В то же время результат подсветки должен быть четко различим по сравнению с не засвеченными кадрами.
Рисунок 4. Зоркий-4Н в сборе.
В качестве тестового объекта для испытания работы Зоркого-4Н был выбран объект, находящийся в темном помещении и освещенный свечёй. Съёмка проводилась на чёрно-белую фотоплёнку Fuji Neopan 400. Фотокамера удерживалась руками, выдержка составляла 1/30 c. Проявление проб проводилось в фенидон-глициновом проявителе в течении 10 минут.
На рисунках 5 и 6 показаны результаты съёмки в режиме с включенной подсветкой и без нее. Видно, что метод хорошо выявляет слабые, недоступные ранее детали изображения в тенях. Работа метода заключается не только в снижении общего контраста изображения - квантовая эффективность фотоэмульсии растёт, контраст деталей в тенях возрастает.
Рисунок 5. СРА выключен. Выдержка 1/30.
Рисунок 6. СРА включен. Выдержка 1/30.
Заключение
В настоящее время существует широкий выбор качественных (и дорогих) объективов со светосилой 1,1 и 1,2 позволяющих успешно снимать в условиях низкой освещенности. В результате возникает вопрос, нужен ли вообще метод CPA фотолюбителю. Может сложиться впечатление, что эта технология всего лишь очередной надуманный технический приём.
Ответ на этот вопрос однозначен. В период цифрового бума CPA необходимо широко применять для обеспечения конкурентоспособности плёночной технологии и продолжения развития плёночной художественной фотографии в целом.
Возможно даже, что применение сверхсветосильного объектива при общем низком квантовом выходе не позволит вытянуть глубокие тени, не говоря о проблеме маленькой ГРИП такой оптики. Преимущество метода CPA в том, что он воздействует в самой начальной стадии формирования скрытого изображения. Он достаточно прост в реализации и дает существенный прирост квантового выхода фотоэмульсии.
Далее, по мере возможностей, планируется сравнение эффективности действия метода на различные фотоэмульсии (в том числе цветные обращаемые) и сравнение с результатом съёмки цифровыми фотокамерами при фиксированной экспопаре. Необходимо опробовать метод в режиме подсветки серией коротких импульсов следующих с частотой в несколько килогерц с целью изучения возможности распространения эффекта CPA на экспозиции длительностью до десятков секунд.
г. Москва, 25 июня 2010 г.
