Przewodnik po technologii półprzepuszczalnego lustra

1. Przewodnik po technologii półprzepuszczalnego lustra

Technologia Translucent Mirror, z której od czasu premiery aparatów SLT-A33 i SLT-A55 możemy korzystać w aparatach Sony, wkracza do coraz to nowych produktów tego producenta. W chwili obecnej na rynku dostępnych jest pięć modeli aparatów z nieruchomym lustrem i oprócz w/w są to SLT-A35, SLT-A65 oraz SLT-A77. Jest to oferta skierowana zarówno do początkujących użytkowników lustrzanek, jak i do bardziej zaawansowanych fotografów. W tym artykule przyjrzymy się bliżej technologii Translucent Mirror, która na pewno będzie się rozwijać i pojawiać w coraz to nowszych aparatach.

Tradycyjne lustrzanki cyfrowe, które wywodzą się wprost ze swoich analogowych przodków odziedziczyły niemal całą mechanikę związaną z lustrem. Od około połowy lat 80-tych XX wieku, czyli od pojawienia się systemu automatycznego nastawiania ostrości, w budowie lustrzanek nie zachodziły żadne fundamentalne zmiany. Oczywiście postęp w dziedzinie produkcji coraz bardziej niezawodnych migawek oraz szybkości rejestrowania zdjęć następował i na rynku pojawiały się coraz szybsze i bardziej wytrzymałe lustrzanki. Osoby nieobeznane dobrze z techniczną stroną działania lustrzanki mogą jednak zadawać sobie pytania odnośnie lustra, potrzeby jego wykorzystania i konsekwencji, jakie to za sobą pociąga.

Warto zacząć więc cały temat od przypomnienia tego, czym jest tradycyjna lustrzanka jedoobiektywowa (SLR - Single Lens Reflex) i krótkiego omówienia zasad jej funkcjonowania.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - R E K L A M A - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Lustrzanka jedoobiektywowa to aparat fotograficzny średniej lub wysokiej klasy, wyposażony w jeden obiektyw, za którym znajduje się lustro ustawione pod kątem 45 stopni do osi optycznej obiektywu. Przed naciśnięciem spustu migawki kieruje ono światło do pryzmatu pentagonalnego, w którym promienie odbijają się dwukrotnie dzięki czemu obraz rzucany na matówkę i widoczny w wizjerze jest prosty oraz nieodwrócony stronami. W momencie naciśnięcia spustu migawki lustro podnosi się, przysłania matówkę i udostępnia światłu drogę do detektora. Lustrzanki jednoobiektywowe dzielą się na wielkoformatowe (np. 9×12 cm), średniofromatowe (np. 6×6, 6×7, 6×9 cm) i małoobrazkowe (24×36 mm), gdzie rozmiary oznaczają wielkość detektora cyfrowego, lub klatki błony analogowej.

Lustrzanka Sony DLSR-A900 to przedstawiciel aparatów z klasycznie zbudowanym wizjerem i ruchomym lustrem.

Nazwa tego typu aparatów to jest pierwszy i bardzo oczywisty sygnał, że jego działanie opiera się na wykorzystaniu lustra. Ma ono kilka funkcji, a pierwszą z nich jest odbijanie światła wpadającego do aparatu za pośrednictwem obiektywu. Lustro to znajduje się w komorze usytuowanej pomiędzy bagnetem mocowania obiektywów, a migawką i materiałem światłoczułym. Można je zobaczyć, gdy od lustrzanki odczepimy obiektyw. Gdy zaczniemy się uważnie przyglądać to stwierdzimy, że tak naprawdę w naszej lustrzance znajdują się dwa lustra, a nie tylko jedno, które widać na pierwszy rzut oka. Pod dużym lustrem, nazywanym lustrem głównym, znajduje się mniejsze lustro wtórne. Obydwa te lustra współdziałają w celu przekazania światła do czujników systemu automatycznego nastawiania ostrości znajdujących się na spodzie komory. Taka współpraca jest możliwa dlatego, że lustro główne nie do końca działa tak, jak lustra wiszące w naszych łazienkach. Jego powierzchnia jest w ściśle określonej części półprzepuszczalna i umożliwia przejście promieni światła dalej do lustra wtórnego, które z kolei kieruje je do sensorów autofokusu. Pozostałe światło jest odbijane do pryzmatu i dalej przekazywane do wizjera, dzięki czemu możemy kadrować i komponować zdjęcia widząc to, co widzi obiektyw.

Droga światła w tradycyjnej lustrzance jednoobiektywowej przy opuszczonym lustrze. Światło odbija się od lustra i po przejściu przez pryzmat jest kierowane do wizjera optycznego. Część światła przechodzi do lustra wtórnego i jest kierowana w dół do czujników AF.

Jak widać jest to stosunkowo skomplikowana konstrukcja, która jest jeszcze ponadto wprawiana w ruch podczas każdej ekspozycji. Gdy naciskamy spust migawki do połowy system autofokusu zostaje uaktywniony i dokonuje pomiaru ostrości zgodnie ze swoimi ustawieniami. Tego procesu nie ma w lustrzankach manualnych, gdzie regulacja ostrości była przeprowadzana ręcznie. W tym samym momencie odbywa się również pomiar światła i dobór parametrów ekspozycji (czas/przysłona) jeżeli aparat jest w trybie automatycznym. Gdy wciśniemy spust migawki do oporu następuje uruchomienie silników napędzających mechanizmy lustra, które zostaje uniesione. Efektem tego jest bezpośrednie przepuszczenie całości światła przechodzącego przez obiektyw w stronę materiału światłoczułego, który zostaje odsłonięty w międzyczasie przez migawkę.

Droga światła w tradycyjnej lustrzance jednoobiektywowej przy podniesionym lustrze.

Podniesienie lustra ma jednak niekorzystne skutki: pierwszy to zablokowanie wizjera, w którym prócz czerni nie widać nic, drugi skutek to drgania jakie są przez poruszające się lustro wytwarzane. Można też wspomnieć o trzecim skutku w postaci dźwięku, który w wielu sytuacjach jest niepożądany oraz o tym, że podczas naświetlania nie działa autofokus i pomiar światła. Po zakończeniu ekspozycji i zamknięciu migawki następuje opuszczenie lustra co powoduje, że wizjer jest znów użyteczny, a automatyczne nastawianie ostrości może funkcjonować.

Niezaprzeczalną zaletą rozwiązania, które polega na wykorzystaniu lustra jest to, że użytkownik aparatu może obserwować dokładnie ten sam kadr, który jest później rejestrowany w postaci zdjęcia. Była to zaleta niebagatelna w czasach, gdy lustrzanki wchodziły do powszechnego użytkowania, a było to przecież prawie 60 lat temu. Wtedy, tak oczywista dla nas rzecz rysowała się jako ogromna innowacja. Przypomnijmy, że równolegle do lustrzanek rozwijał się drugi rodzaj aparatów małoobrazkowych, które zamiast lustra i pryzmatu wykorzystywały stereoskopowy układ celowniczy nazywany dalmierzem. Ich wadą było zjawisko paralaksy, a fotograf nie obserwował świata przez obiektyw, którym fotografował.

Oczywiście źródeł sukcesów lustrzanek, które w ostateczności niemal całkowicie wyparły dalmierze z rynku należy upatrywać nie tylko w systemie wizjera. Rozwój lustrzanek na przestrzeni lat był szybki i owocował wprowadzaniem coraz ciekawszych rozwiązań technologicznych. Wspominaliśmy jednak już wcześniej, że poruszające się lustro sprawiało kłopoty, które narastały tym bardziej, im wyższe stawały się wymagania stawiane lustrzankom w zakresie szybkości pracy. Gdy lustrzanka rejestruje zdjęcia z szybkością 1 kl/s to czasu na cały proces rejestracji zdjęcia jest dużo. Zupełnie inaczej wygląda cała sprawa, jeżeli zakładamy szybkość na poziomie 5 kl/s - wtedy aparat ma tylko 0,2 s czasu na jeden cykl ekspozycji, przy 10 kl/s to już tylko 0,1 s (przy progu 12 kl/s to odpowiednio 0,083 s). Jak widać im bardziej wyśrubowana szybkość pracy tym mniej czasu na wykonanie pojedynczego zdjęcia, a przecież każda ekspozycja to bardzo złożony proces, na który składa się: pomiar ostrości i światła, uniesienie lustra głównego i wtórnego, otwarcie migawki i naświetlanie, rejestracja obrazu, zamknięcie i naciągnięcie mechanizmu migawki, upuszczenie luster i przygotowanie do wykonania następnego zdjęcia. Oczywiście jest to bardzo uproszczona lista kroków jaką pomiędzy kolejnymi zdjęciami wykonuje każda lustrzanka, ale daje obraz tego, jak bardzo złożoną pracę wykonuje. Co więcej lustro opadające na swoje miejsce po każdej ekspozycji nie zatrzymuje się w miejscu, ale wpada w drgania i odbija się ku górze co skutkuje tym, że czas pomiędzy kolejnymi cyklami musiał być długi na tyle, aby drgania samoczynnie wygasły. W prostych lustrzankach amatorskich jest to jeden z czynników technicznych, który ogranicza ich szybkość pracy. W lustrzankach profesjonalnych, gdzie szybkość pracy była i jest ciągle istotna, stosowano specjalnie opracowane mechanizmy blokujące lustro po każdym cyklu, co powodowało, że czas potrzebny na każdą sekwencję stawał się krótszy.

Lustro pracujące w sposób tradycyjny to także przeszkoda w łatwym realizowaniu funkcji podglądu na żywo w lustrzankach. Jeżeli decydujemy się na wykorzystanie panelu LCD do kadrowania, to lustro musi być podniesione a migawka otwarta, aby światło mogło paść na matrycę, co umożliwi zobaczenie na LCD tego, co widzi obiektyw. Takie rozwiązanie pociąga za sobą wyłączenie systemu autofokusu, ponieważ światło nie jest przekazywane do jego czujników ostrości. Aparat w takim ustawieniu jest pozbawiony szybkiego autofokusu opartego o detekcję fazy. Aby automatyczne nastawianie ostrości było możliwe do zrealizowania, aparat musi przejść w zdecydowanie wolniejszy tryb detekcji kontrastu, który jest znany z aparatów kompaktowych. Firma Sony w trakcie doskonalenia swoich lustrzanek pokazała prosty sposób w jaki udało się obejść to ograniczenie. W poprzedniej generacji lustrzanek zastosowano dodatkową matrycę, która odpowiadała za rejestrowanie obrazu specjalnie dla podglądu na żywo. Ponieważ była umieszczona w komorze wizjera powyżej lustra, to jego poruszanie nie było potrzebne. Zyskiwaliśmy więc podgląd na żywo nie tracąc szybkiego, fazowego autofokusu.

Zastosowanie dodatkowej matrycy do trybu Live View pozwoliło na korzystanie podczas podglądu na żywo z dobrodziejstw autofokusu bazującego na detekcji fazy.

Jednak tego rodzaju technologia nadal posiada wszystkie wady i zalety tradycyjnej lustrzanki. Poszukiwano więc rozwiązania, które nie tylko pozwoli na pozbycie się wad, ale na zachowanie podstawowych zalet lustrzanki. Okazało się, że użycie nieruchomego lustra półprzepuszczalnego może dać oczekiwane rezultaty. Sony w 2010 roku wprowadzając na rynek dwa nowe aparaty SLT-A33 i A55 rozpoczęło rozwijanie nowej gałęzi swoich produktów opartych o technologię Translucent Mirror (Półprzepuszczalne lustro). Sposób w jaki Sony zdecydowało się budować nowy rodzaj aparatów w wielu osobach przywiązanych do tradycyjnych rozwiązań może wzbudzać zaskoczenie i niedowierzanie. Pomysł na użycie nieruchomego lustra jest jednak niezwykle prosty i skuteczny, a także znany już od kilkudziesięciu lat, kiedy to był stosowany w „szybkostrzelnych” lustrzankach analogowych. Choć rozwiązanie to pociąga za sobą zasadniczą zmianę w budowie lustrzanki, to nie należy się go obawiać. Co się zmieniło, a co pozostało bez zmian? Na to pytanie odpowiadamy w dalszej części artykułu.

Lustro znajdujące się aparatach SLT pozostaje nieruchome zarówno podczas rejestracji filmów jak i zdjęć przy zachowaniu pełnej sprawności autofokusu.

Komora lustra pozostała i lustro nadal się w niej znajduje, ale zmienił się jego rodzaj. W aparatach serii SLT mamy już tylko jedno lustro główne, zamiast dwóch obecnych w tradycyjnych lustrzankach. Ponieważ jest ono nieruchome, to z wnętrza aparatu wypadły części odpowiedzialne za poruszanie nim oraz napędzanie tych mechanizmów. Skutkuje to znacznym uproszczeniem konstrukcji, ale ma też zasadniczy wpływ na pracę aparatu. Zastosowanie nieruchomego lustra wyklucza zbudowanie jasnego i wydajnego wizjera optycznego. Sama funkcja lustra pozostała - odbija ono pewną część światła, niezbędną do funkcjonowania autofokusu w stronę jego czujników. Większa część tego strumienia jest przepuszczana w stronę matrycy i to dzięki niej pozyskiwany jest obraz wyświetlany w wizjerze. Trzeba być tutaj jednak świadomym, że przy takim rozwiązaniu tracimy część światła, która nie dochodzi do matrycy, gdyż jest kierowana w stronę czujników AF. W przypadku lustrzanek Sony, producent deklaruje, iż jest to ok. 1/3 EV.

Aby zapewnić użytkownikowi możliwość kadrowania przez wizjer najbardziej zbliżony do tego, co znane jest z tradycyjnych lustrzanek, firma Sony zdecydowała się na wykorzystanie wizjera elektronicznego o dużej rozdzielczości (np. w modelu SLT-A77 znajduje się wizjer XGA OLED TruFinder o rozdzielczości 2,36 miliona punktów pokrywający 100% kadru). Na pierwszy rzut oka aparaty SLT nie różnią się więc niemal niczym od starych lustrzanek, a wizjer umiejscowiony jest tak samo, i zorientowany zgodnie z osią optyczną obiektywu. Można bez przeszkód wykorzystywać obiektywy produkowane wcześniej przez Sony dla lustrzanek tradycyjnych, ponieważ bagnet mocujący obiektywy nie zmienił się.

Technologia Translucent Mirror na przykładzie aparatu Sony SLT-A77. Czujniki autofokusu Wizjer elektroniczny Nieruchome lustro półprzeźroczyste Matryca Ekran LCD

Zastosowanie wizjera elektronicznego i nieruchomego półprzezroczystego lustra skutkuje tym, że wyzwolenie migawki nie jest poprzedzone pracą lustra, a co za tym idzie, nie są wytwarzane drgania. Aparat jest dzięki temu cichszy i szybszy - może rejestrować zdjęcia z bardzo dużą szybkością, dotychczas nieosiągalną dla aparatów klasy amatorskiej. Przykładem jest tu model SLT-A55, który jest w stanie uchwycić serię zdjęć z prędkością aż 10 kl/s jednocześnie kontrolując ostrość fotografowanych obiektów. I tu dochodzimy do kolejnej zalety SLT, ponieważ niezależnie od prędkości z jaką zapisywane są zdjęcia, system autofokusu, który jest w korpusach SLT umiejscowiony powyżej komory lustra, nieprzerwanie śledzi ostrość. Jest to wynik tego, że kolejne ekspozycje nie wymagają unoszenia lustra, a światło jest bez przerwy dostarczane do sensorów autofokusu. Dla osób, które chcą spróbować fotografowania obiektów poruszających się szybko np. samochodów rajdowych, tak duża szybkość aparatu może bardzo ucieszyć. Po naciśnięciu spustu migawki aparat wykonuje serię ujęć, z których łatwo będziemy mogli wybrać to jedno najlepsze, które najbardziej się nam będzie podobać.

SLT-A77 to najbardziej zaawansowana w chwili obecnej lustrzanka SLT produkowana przez firmę Sony

Szybkość zapisu fotografii to jednak nie koniec zalet. W SLT nie ma tego charakterystycznego wyczernienia wizjera podczas ekspozycji, które jest cechą rozpoznawczą dla tradycyjnych lustrzanek. W tym samym momencie możemy wciśnięciem spustu migawki nakazać aparatowi zapisanie kadru i jednocześnie obserwować zmieniającą się sytuacje przed obiektywem przez wizjer.

Kolejna sprawa to filmowanie, które w aparatach SLT jest ważną i użyteczną funkcją. Jak już wcześniej wspomnieliśmy, tradycyjna lustrzanka cyfrowa z podglądem na żywo korzysta w tym trybie z autofokusu wykorzystującego detekcję kontrastu. Ten sam sposób ostrzenia jest siłą rzeczy używany w trakcie rejestracji sekwencji wideo, co niejednokrotnie skutkuje tym, że ostrość jest ustawiana powoli. Wykorzystanie szybkiego autofokusu lustrzanki bazującego na detekcji fazy wymagałoby przecież opuszczenia lustra, co doprowadziłoby do przerwania filmowania. Technologia Translucent Mirror pozwala przezwyciężyć te ograniczenia. Nieruchome lustro nie wpływa na funkcjonowanie czujników autofokusu, co przekłada się na to, że aparaty serii SLT mogą śledzić nawet bardzo szybko poruszające się obiekty podczas rejestracji sekwencji wideo.

Wizjer, który jest w pełni elektroniczny, daje sposobność do wyświetlania ogromnej ilości informacji odnośnie ustawień aparatu. Nie trzeba odrywać oka od wizjera, aby zapoznać się niemal ze wszystkimi istotnymi opcjami i trybami pracy jakie wybraliśmy wcześniej. Nie ma też konieczności zaglądania do menu za pośrednictwem dużego ekranu LCD - wystarczy wcisnąć klawisz menu trzymając oko przy muszli ocznej wizjera. Na ekranie wizjera można zobaczyć nie tylko wskaźniki ustawień, ale także siatkę linii i poziomicę, która pomaga w kadrowaniu i ustawianiu aparatu w pożądanym poziomie. Wizjery aparatów SLT mają też bardzo szeroką regulację korekty dioptrycznej, która np. w modelu SLT-A55 wynosi aż −4,0 do +4,0 dioptrii. Prócz tego warto wspomnieć, że wizjery SLT-A65 i A77 mają powiększenie równe 1.09 x przy 100% polu pokrycia kadru i punkcie ocznym odległym o 27 mm od szyby wizjera. To wszytko sprawia, że także i dla osób noszących okulary wizjer elektronicznych nowych aparatów Sony SLT może się okazać warty bliższego zainteresowania, bo zapewnia duży komfort pracy.

Wizjer elektroniczny aparatu Sony SLT-A55

Oprócz właściwości związanych z wyświetlaniem przeróżnych informacji, aparaty SLT w swoich wizjerach symulują zmiany wprowadzane przez fotografującego w zakresie zmian balansu bieli oraz naświetlania. Można więc bardzo łatwo i szybko ocenić, czy wybrana w danym momencie i miejscu temperatura barwowa możliwie najlepiej odpowiada zastanym warunkom. Jeżeli jest inaczej, to zmianę można wprowadzić z pomocą wskazań w wizjerze. Podobnie ma się sprawa z symulacją ekspozycji, którą można także wyłączyć.
W optycznych wizjerach tradycyjnych lustrzanek nie można było odnaleźć tak przydatnych informacji jak np. histogram, dzięki któremu dobieranie parametrów ekspozycji jest szybsze i łatwiejsze. W zwykłych lustrzankach informacje o ilości jasnych i ciemnych tonów na zdjęciu można było uzyskać dopiero po wykonaniu zdjęcia i wyświetleniu go w odpowiednim trybie. Co więcej - nie wszystkie lustrzanki posiadały funkcję wyświetlania histogramu. W aparatach SLT taka opcja istnieje i jest dostępna nie tylko po zarejestrowaniu zdjęcia ale też w trakcie kadrowania.

Druga bardzo przydatna funkcja to elektroniczna poziomica, która może być wywołana na ekran LCD lub wizjer aparatu. Stosując ją możemy się dowiedzieć czy aparat jest wychylony na boku lub w osi obiektywu. Jest to przydatna rzecz, gdy dokładność kadrowania jest istotna, ale też w codziennym użytkowaniu - dzięki poziomicy unikniemy setek krzywych zdjęć. Sprawdza się to znakomicie w połączeniu z siatką linii, którą także można wywołać na ekranie i wizjerze.

Warto wspomnieć o jeszcze jednej niezwykle przydatnej funkcji, którą w chwili obecnej oferują tylko aparaty firmy Sony (modele z linii SLT oraz NEX). Chodzi tu mianowicie o „peaking mode”, czyli o specjalny tryb pracy aparatu, który polega na wspomaganiu manualnego ustawiania ostrości, poprzez wyświetlanie barwnego obrysu obiektów znajdujących się w głębi ostrości. Na poniższym zestawieniu widać efekt, jaki wyświetlany jest na ekranie i wizjerze w czasie manualnego ostrzenia z włączonym trybem peaking. Kręcąc pierścieniem ostrości na obiektywie można śledzić przemieszanie się głębi ostrości i dobrać jej położenie zgodnie z naszym życzeniem. Jest to bardzo proste rozwiązanie kłopotów z głębią ostrości, które zdarzają się podczas manualnego ostrzenia zwłaszcza, gdy korzystamy z manualnych obiektywów. Nie jest ważne, jaki obiektyw mamy aktualnie do aparatu podpięty, bo peaking mode nie jest od tego uzależniony. Udogodnienie w postaci wyświetlania zarysu ostrych obiektów nie byłoby możliwe bez zastosowania technologii SLT i wizjera elektronicznego. Osoby, które interesują się możliwością filmowania ucieszy fakt, że peaking mode działa także podczas rejestrowania sekwencji wideo.

Oprócz właściwości związanych z wyświetlaniem przeróżnych informacji, aparaty SLT w swoich wizjerach symulują zmiany wprowadzane przez fotografującego w zakresie ustawień balansu bieli oraz naświetlania. Można więc bardzo łatwo i szybko ocenić, czy wybrana w danym momencie i miejscu temperatura barwowa możliwie najlepiej odpowiada zastanym warunkom. Jeżeli jest inaczej, to zmianę można wprowadzić z pomocą wskazań w wizjerze. Podobnie ma się sprawa z symulacją ekspozycji, którą można także wyłączyć.

Widać więc wyraźnie, że aparaty wykorzystujące technologię Translucent Mirror są konstrukcjami, które odstawiają do lamusa znaczną część mechanicznej spuścizny po analogowych lustrzankach jednoobiektywowych. Przez swoją odmienność czasem odmawia im się miana lustrzanki, choć przecież ich integralną częścią jest lustro - nieruchome i półprzepuszczalne.

Poza właściwościami ściśle związanymi z technologią półprzepuszczalnego lustra, aparaty SLT mają także szereg innych cech. Jedną z nich jest bardzo ciekawie zbudowany ekran LCD, który np. w modelu SLT-A77 jest zawieszony na sprytnie przemyślanym ramieniu, które sprawia, że panel można obrać niemal w dowolnym kierunku. Niezależnie od tego czy robimy ujęcia z żabiej perspektywy, znad głowy czy z boku, to ekran może być ustawiony tak, aby zapewnić użytkownikowi maksimum komfortu. W pozostałych modelach z niższej półki cenowej tj. A65 i A55 ekran nie daje już tak dużej swobody ruchów, ale pozwala na swobodne fotografowanie w najróżniejszych pozycjach.

Warto podkreślić, że aparaty SLT pomimo uproszczenia konstrukcji absolutnie nie tracą nic z wyrafinowania znanego z tradycyjnych lustrzanek jeżeli chodzi o ustawienia jakości obrazu oraz funkcji pozwalających na kontrolę aparatu. Każdy korpus SLT może pracować zarówno w trybach w pełni automatycznych jak i manualnych, co czyni je produktami odpowiednimi niemal dla każdego pasjonata fotografii, niezależnie od jego poziomu zaawansowania.

Artykuł został przygotowany przy współpracy z firmą Sony.
Artykuł jest sponsorowany przez firmę Sony Europe Limited, Sp. z o.o. Oddział w Polsce.

---