Юлен Очаковский - Свет в море

Хотя с помощью такого устройства можно получать вполне удовлетворительные снимки подводного мира, возможности этой примитивной фотокамеры, конечно, сильно ограничены. А нет ли какого-нибудь другого способа избавиться от преломления лучей? Оказывается, есть. Если использовать систему со сферическим иллюминатором и оптический центр объектива поместить в центре сферы, то большинство лучей, попадающих в объектив и создающих изображение предмета на фотопленке, будет падать на иллюминатор перпендикулярно к его сферической поверхности. Такой луч, как известно, проходит через стекло не преломляясь (ведь если угол падения луча равен 0°, то и угол преломления также окажется равным 0°).

Сферический иллюминатор обладает еще одним преимуществом перед плоским — большей механической прочностью, а это особенно важно для съемок на больших глубинах, где сила давления воды на стекло иллюминатора может достигнуть нескольких тонн.

При использовании сферического иллюминатора оптический центр объектива должен находиться точно в центре сферы. Малейшее перемещение объектива относительно иллюминатора вызывает значительные искажения для лучей, падающих под большим углом.

Поскольку смещение объектива предотвратить полностью невозможно (хотя бы вследствие температурных деформаций), нужно искать, способ избавиться от этих искажений. Американский оптик Е. Торндайк предложил использовать для этого корректирующую линзу.

Для уничтожения хроматических аберраций применяют светофильтры, пропускающие лишь участок спектра, близкий к спектральной чувствительности черно-белой пленки.

Широкое распространение получили оптические системы для подводной фотографии, разработанные известным французским гидрооптиком А. А. Ивановым (рис. 60). Насадки, выполненные по его схеме, позволяют добиться хорошего качества изображения по всему кадру при достаточно широком угловом поле зрения системы. Центровка объектива относительно насадки не требует высокой точности и допускает небольшие смещения объектива вдоль оптической оси и в стороны от нее.

Отличные качества в эксплуатации показывают советские фотообъективы для подводной съемки — «Гидроруссары». Несмотря на большое угловое поле зрения этих объективов, при подводных съемках через плоский иллюминатор они практически не дают искажений. Идея оптической схемы принадлежит ленинградскому оптику профессору М. М. Русинову. Суть ее заключается в том, что система вода — плоский иллюминатор служит как бы одной из линз, а сам объектив рассчитан на исправление ее искажений. Большое достоинство схемы — свободное расположение объектива относительно плоскости иллюминатора.

Рис. 60.Оптическая система А. А. Иванова

1 — иллюминатор — отрицательная линза; А' В' — изображение объекта; 2 — компенсирующая положительная линза; 3 — объектив; АБ — фотографируемый подводный объект;

Дальность фотографирования зависит прежде всего от дальности видимости предметов в воде. Последняя, как известно, определяется несколькими факторами: освещенностью предмета, ослаблением водой его видимой яркости, размытием контуров предмета световой дымкой, вызванной рассеянием.

Возможность фотосъемки при естественном освещении сильно ограничена глубиной. В прозрачных водах при ярком солнечном свете глубина, на которой еще проводят фотосъемку, достигает нескольких десятков метров, в мутных водах уже на очень небольшой глубине нельзя определить, где находится освещенная солнцем поверхность моря.

Чтобы увеличить освещенность фотографируемых объектов, применяют искусственное освещение.

В подводных киносъемках широко используются лампы накаливания. Их питание производится либо по кабелям с поверхности, либо от аккумуляторов, находящихся под водой. Наилучший источник освещения для подводных фотосъемок — электронная импульсная лампа. Она дает короткую и мощную вспышку, причем ее световой поток очень близок по своему спектральному составу к солнечному. Экспозиция при искусственном освещении зависит от чувствительности фотопленки, мощности лампы, прозрачности воды и общего пути света в воде. В случае естественного освещения общий путь света в воде складывается из расстояний от объекта до поверхности и от объекта до фотокамеры (рис. 61). При искусственном освещении этот путь равен сумме расстояний от источника света до. объекта и от объекта до фотокамеры.

Чтобы уменьшить световую дымку, возникающую при рассеянии лучей осветителя в воде, источник света следует поместить как можно ближе к снимаемому объекту. Осветитель располагают обычно под углом к оси съемки с целью избежать прямого освещения среды между объектом и фотокамерой. Предпочтение отдается лампам-фарам, дающим узконаправленный световой поток большой яркости, а не широкоугольным светильникам общего освещения. Справедливость этого вывода подтверждает случай, описанный А. А. Роговым:

«Работая в Рижском порту осенью 1962 г. в воде очень низкой прозрачности, фотографы группы подводных исследований „Союзморниипроекта“ пользовались двумя вспомогательными источниками освещения: подводными светильниками ППС-100, снабженными лампами накаливания в 1000 вт, и подводными фонариками с лампами накаливания в 6 вт. Съемка велась через контейнер, наполненный дистиллированной водой, освещение объекта для съемки было автономным.

Эффект освещения получился неожиданный. Подводный светильник, имеющий мощность почти в двести раз большую, чем фонарь, засвечивая фон между объектом и фотокамерой, создавал световой конус с телесным углом в 120°. Высота конуса в этом случае не превышала 100–150 см, а освещенное предметы из-за сильного рассеяния света плохо просматривались. Луч же света от фонарика, с углом рассеяния не более 5°, освещал на таком же расстоянии предметы довольно хорошо. В отличие от светильника, световой поток фонаря не слепил и не мешал наблюдать снимаемые предметы» [31] А. А. Рогов, Фотосъемка под водой. М., «Наука», 1964. .

Рис. 61.Общий путь света в воде при фотографировании; А+Б

1 — при естественном освещении; 2 — с помощью искусственного осветителя

Благодаря возрастанию светового фона, ослабляющего контраст предмета, увеличение мощности светильника, используемого для освещения, лишь незначительно улучшает видимость подводных объектов. При оптимальном расположении осветительных приборов с увеличением их силы света в 10 раз дальность видимости возрастает лишь на 15 %.