/история фотографии/
ОБЪЕКТИВ ПЕТЦВАЛЯ
Владимир Зверев

Йозеф Петцваль — основоположник фотографической оптики. Петцваль не оставил после себя авторских трудов, но его помнят до сих пор. Главным открытием его жизни оказался фотографический объектив. Его так до сих пор и называют: портретный объектив Петцваля.
See more

Йозеф Петцваль родился в 1807 году в городке Ципсер Бела королевства Венгрия (ныне Словакия). Думали, что он станет башмачником, но в четвёртом классе Йозеф показал недюжинные математические способности. Ещё он был полиглотом (говорил на словацком, чешском, немецком и венгерском, французском и английском). Окончив Геометрический институт в Буде (Будапешт) в 1828 году, он получил диплом инженера и поступил на службу в Буде. Утверждают, что именно его расчёты дамб спасли город от уничтожения сильным наводнением Дуная.

С 1835 по 1877 годы служил профессором и заведующим кафедрой математики в венском университете, затем вышел в отставку. Умер в 1891 году в бедности и забвении в Каленбергском монастыре и был похоронен на Центральном кладбище Вены. Создание Й. Петцвалем в 1840 г. портретного объектива, далеко опередило оптическую технику и науку своего времени…

Начиная с XVII века тема стекла стала исключительно актуальной и вскоре превратилась в самостоятельную отрасль физики, именуемой оптикой. Успехи, достигнутые в создании разнообразных конструкций фотообъективов, были связаны, прежде всего, с развитием во второй половине XIX в. общей теории оптических систем (работы К. В. Гаусса, Зейделя, Й. Петцваля, Э. Аббе).

До этого времени объективы создавались только для телескопов и микроскопов. Это, в основном, были комбинации из двух линз. Аберрации таких объективов удавалось исправлять чисто эмпирическим путем, последовательно изменяя радиусы кривизны линз и подбирая показатели преломления стекол, из которых эти линзы были изготовлены. Сортов оптического стела было тогда немного: кронглас и флинтглас.

Когда в 1839 году была изготовлена первая камера Daguerre&Giroux, на ней использовался объектив разработки Чарльза Шевалье (Charles Chevalier). Эта камера положила начало современной аналоговой фотографии и имела принципиальное значение. Но объектив Шевалье имел несколько проблем. Он работал медленно на малой апертуре f/15; это означало, что даже в условиях яркого солнечного света, воздействие может продлиться 10 или более минут.

Вследствие резкого повышения требований к качеству изображения, даваемого фотообъективом, использование совокупности только двух линз оказалось недостаточным. Стали создаваться системы из трех и более линз. Эмпирический способ расчета оказался малоэффективным и потребовалась разработка аналитического способа расчета фотообъективов.

Работы по созданию этого объектива были осуществлены в чрезвычайно короткие сроки (1836-1840 гг.). При этом был решен целый комплекс задач технической оптики: оценка качества изображения, выбор типа оптической системы, создание техники расчета оптических систем и др.

Изучая проблемы оптических аберраций и комы, Петцваль в 1839 году, когда мир восхищался дагеротипией, пришёл к идее ультрасовременного по тем временам объектива. Шесть месяцев сложнейших расчётов, для которых при содействии эрцгерцога Австрийского Людвига были привлечены восемь канониров и три артиллерийских капрала (по тем временам артиллеристы были весьма продвинутыми математиками) — что сегодня рассматривается одним из первых примеров работы параллельной вычислительной системы, правда, с использованием живых людей, а не компьютеров, — позволили в 1840 году создать революционный по тем временам объектив, оптическая схема которого имела четыре линзы в трёх группах, склеенный дублет спереди и две раздельные линзы сзади.

Методика, которой пользовался Петцваль, не сохранилась, однако известно, что он построил свой портретный объектив на основании аналитических расчетов аберраций. Этим впервые было доказано преимущество вычислительной оптики перед пробной, ищущей ощупью, методом проб и ошибок наиболее благоприятных результатов.

Но подлинная революционность заключалась в светосиле. Стандартные объективы в дагеровские времена (конструкций Уолластона и Шевалье) имели относительное отверстие 1:16, в лучшем случае — 1:11. Учитывая более чем скромную светочувствительность тогдашних фотоматериалов, экспозиция при съёмке редко была короче 10 минут. Чаще — длиннее.

Объектив Петцваля имел большую светосилу (F 1:3,7). Напомним, что портретный объектив Й. Петцваля (1840 г.) имел поле зрения всего 12°. Бонусом к непревзойдённой по тем временам (и вполне нормальной по нынешним) светосиле шли почти полное отсутствие дисторсии, отличная резкость в фокусе и то, что сейчас называется интересным (и очень характерным) боке. Петцваль вывел закон, так называемое условие Петцваля, выполнение которого дает исправление аберрации кривизны поля зрения объектива.

Изготовление своего объектива Петцваль поручил венской оптической мастерской Фойгтлендера. Всего за 2000 гульденов, без заключения каких-либо договоров и обязательств. Производство учёного волновало гораздо меньше новых разработок и он разрешил венскому предпринимателю выпускать его объективы…

Медная конструкция была особенно популярна среди портретных фотографов из-за оперативности в работе. «Быстрый» по тем временам 3,7/159 mm Petzval Portrait lens сокращал экспозицию до полминуты в солнечные дни. Съемка велась на круглую светочувствительную пластину диаметром 80 мм. Оригинальных камер осталось мало, но в 1956 году в Брауншвейге для учебного семинара Voigtländer было выполнено 200 реплик камеры и все они имеют номер 64.

Несмотря на первый успех металлических камер, разработанных на Voigtländer, основной вклад в развитие фотографии в начале XIX века внесли объективы компании.

Петер Вильгельм Фридрих фон Фойгтлендер начал серийное производство в 1841 году и сколотил на петцвалевском объективе целое состояние. Его фамилия превратилась в до сих пор весьма уважаемый в фотографическом мире бренд. Петцваль в дальнейшем пытался заработать на своей разработке, даже пытался судиться с Фойгтлендером. В результате в 1859 году в дом Петцваля ворвались грабители и похитили все материалы по его исследованиям в области оптики.

Портретный объектив Петцваля — не единственный объектив профессора. У Йозефа Пенцваля было два оптических шедевра: ладшафтный и портретный объектив. По меркам нашего дня — «Wide» и «Tele».

Дальнейшие занятия Й. Петцваля практической оптикой привели его к созданию конструкции ландшафтного объектива. В 1857 году Й. Петцваль и австриец Карл Дитцлер (Carl Dietzler) выпустили первый объектив для ландшафтных съемок – ортоскоп. Этот рекордный объектив при диаметре 15 см весил около 15 кг и позволял делать фотографии размером до 33×42 см.

Светосильный объектив Пецваля сыграл решающую роль в развитии практической фотографии и всеобщем признании значения фотографического процесса. Таким образом, портретный объектив по схеме Й. Петцваля просуществовал около ста лет и получил заслуженную известность во всем мире.

Предпринимались многочисленные попытки усовершенствовать этот объектив. Самый светосильный объектив по схеме Петцваля был собран в 1930 г. Робертом Рихтером на фирме "Карл Цейсс". Этот объектив имел относительное отверстие 1:1,9 и был хорошо откоррегирован.

Под разными именами и в разных модификациях портретный объектив Петцваля выпускался многими производителями до 1920-х годов, а его варианты ещё долго использовались в кинокамерах и до сих пор используются в кинопроекторах, микроскопах и телескопах.

Вытесненный светосильными анастигматами, объектив Петцваля постепенно утратил своё значение в фотографии, однако его схема нашла применение в специальных объективах. Так например, киносъёмочные объективы этого типа предлагались некоторыми производителями (Dallmeyer, Astro-Berlin) вплоть до 30-х годов XX века. Кино-проекционные же объективы типа Петцваля, как классической компоновки (4 линзы в трёх группах), так и модифицированные (4 линзы в двух группах), широко применялись вплоть до второй половины XX века.

Схема объектива Петцваля до сих пор широко используется в микроскопии, в качестве схемы микрообъектива небольшого увеличения или коррекционно-силового компонента в конструкциях микрообъективов с высокими числовыми апертурами.

К схеме объектива Петцваля неоднократно обращались известные фирмы «Кэнон», «Кодак», «Цейс» и другие. В конце ХХ века на основе объектива Петцваля были разработаны некоторые объективы для художественной фотографии и киносъёмки…

Фото к статье сделано современной репликой объектива Петцваля

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *