Начало...
Я заинтересовался фотографированием монет в 2000 г., – когда я начал разбираться в разновидностях украинских монет для обращения. Эксперименты начал с WEB камеры. Если поставить на нее длиннофокусный объектив, то можно получить неплохие результаты. Кроме того, ее можно вставить вместо окуляра в микроскоп и получить изображения достаточно мелких деталей. Однако матрицы WEB камер обладают относительно небольшой фотографической широтой (диапазоном яркостей фотографируемых объектов), что затрудняет получение качественных снимков монет. Кроме того WEB камеры имеют низкое разрешение – типично 640 Х 480, – что маловато для качественных снимков. Позже я попробовал аналоговый камкодер с насадочной линзой – в нем матрица с большей широтой и большим разрешением. Очень удобным для съемки монет оказался имеющийся в камкодере зумм. Но разрешение камкодера тоже недостаточно и объектив камкодера при коротких фокусных расстояниях имеет большие геометрические искажения (дисторсию). В 2004 г. я начал использовать цифровой фотоаппарат и научился делать неплохие снимки. Полученным опытом хочу поделиться в этой статье. |
|
Фото 1. Серебряная и медно- никелевая монеты качества "Пруф". |
Теория...
Давайте разберемся в вопросе: «Почему монету сложно сфотографировать?»: 1. Размер монет колеблется от единиц миллиметров (если фотографировать фрагменты) до 100 мм. Для объектов таких размеров большинство фотоаппаратов имеют ограничения при фотографировании: у них минимальное расстояние для резкого снимка настолько велико, что даже с зуммом объект на фотографии получается очень маленьким. 2. У большинства монет поверхность имеет небольшой контраст в рассеянном свете и низкий рельеф изображения и поэтому для выявления рисунка желательно использовать источник света с небольшими размерами. 3. Многие коммеморативные монеты имеют зеркальное поле и матовое изображение. Поверхность большинства новых монет тоже близка к зеркальной. Это создает сложности при фотографировании с точечным источником света. В результате на монете можно как в зеркале увидеть изображение источника. А при попытке убрать это отражение часто возникает картинка, где полполя монеты засвеченая, а вторая половина – черная. Чтобы фотография получилась качественной, нужно чтобы изображение имело достаточное разрешение. То есть при фотографировании она должна занимать значительную часть кадра (или фотоаппарат должен иметь большое разрешение и качественную оптику, при этом мы используем только часть возможностей фотоаппарата). Решение проблемы – использование специальных макрообъективов, насадочных линз либо удлинительных колец. Наиболее дешевый и удобный вариант для непрофессионального использования – насадочные линзы. При этом мы можем фотографировать объект с более близкого расстояния, – он заполнит весь кадр, и мы сможем пользоваться зуммом для монет разных размеров. При фотографировании объектов с низким рельефом для лучшего его выявления хорошо бы использовать точечный источник света. Но точечный источник не годится для зеркальных поверхностей: когда он попадает в кадр (отраженный от фотографируемой поверхности), то создает яркий блик, при этом все остальные детали оказываются освещенными очень слабо, если не попадает – то зеркальное поле оказывается темным, а блики могут появиться на наклонных поверхностях объекта. Если использовать рассеянный свет, то хорошо получаются зеркальные поверхности, но плохо выявляется рельеф. Еще одной проблемой, возникающей при фотографировании зеркальных поверхностей, является отражение фотоаппарата, появляющееся на изображении объекта. Вот вариант решения этих проблем: Попробуем использовать рассеянный свет, например свет, отраженный от потолка. Монету положим горизонтально. Сначала, уберем отражение фотоаппарата. Для этого поставим фотоаппарат на штатив не прямо над лежащей горизонтально монетой, а несколько сбоку от нее (другими словами: отклоним оптическую ось объектива от вертикали). Фотоаппарат перестал отражаться. Но возникли проблемы: геометрические искажения изображения и, возможно, не все изображение будет резким. Для уменьшения геометрических искажений, угол отклонения фотоаппарата от вертикали нужно сделать как можно меньшим, но так чтобы отражения фотоаппарата еще не было видно (у меня он составлял около 15 градусов). Чтобы сделать это, нужно использовать как можно более длиннофокусный объектив и/или использовать максимально возможный зумм. При этом фотоаппарат будет достаточно далеко от монеты – можно отклонять на небольшой угол. Оставшиеся искажения можно откорректировать при последующей обработке изображения. Для решения проблемы с резкостью, нужно использовать минимальное относительное отверстие объектива (диафрагмы). Как известно, чем больше закрыта диафрагма, тем больше глубина резкости. Теперь возьмемся за рельеф. Мысленно попробуем следующее: сделаем источник рассеянного света не таким большим, как потолок. Скажем, размером вдвое больше монеты. И расположим его на таком же расстоянии, как фотоаппарат, в точке зеркально-симметрично относительно фотоаппарата (зеркало – это наша монета). Тогда для фотоаппарата угловой размер источника света, отраженного в монете, равен угловому размеру монеты и на изображении они совмещаются. Понятно, что тот же угловой размер будет иметь больший источник света, расположенный дальше (и наоборот: меньший - ближе, но это создает технические проблемы). Резкость наведем на монету. При этом: - Зеркальное поле монеты будет проецировать в фотоаппарат источник света. Источник света будет нерезким. - Малейшее отклонение элемента изображения монеты от горизонтали приведет к тому, что в фотоаппарат будет проецироваться не источник света, а потолок, который значительно темнее – рельеф будет выявляться отлично; Более темными также будут выглядеть более матовые участки изображения. Чем больше угловой размер источника света, тем более отклоненные от горизонтали участки монеты будут проецировать источник света в фотоаппарат. Подбирая угловой размер можно добиться наилучшего изображения – для разных монет. Похоже, решение найдено... | |
Фото 2. Еще монеты... | |
Фото 3. Еще... | |
Фото 4. Фрагменты монет. Внизу – штриховка с «мигающим» изображением на об. ст. современных 10 рублей Банка России. |
Практика... Для съемки монет я использовал фотоаппарат «Olympus C-765 UZ». Он обладает 10-Х зуммом (38-380 мм в 35 мм эквиваленте). Для съемки с близкого расстояния с использованием всего диапазона фокусных расстояний я применял насадочные линзы. Для этого я использовал линзы от объектива микроскопа МБС-9, собранные в самодельные оправы. Этот объектив состоит из 4 линз, склеенных попарно. В большинстве случаев я пользовался одной парой – я выбрал ее (и вариант установки) по минимальной хроматической аберрации (окрашивание краев изображения). При фотографировании мелких деталей я пользовался двумя парами – они были установлены так же, как в штатной оправе. Для установки линз на фотоаппарат я изготовил переходник – аналог CLA-4, но с резьбой под самодельные оправы. При конструировании необходимо было обеспечить минимальный диаметр объектива – чтобы отклонять фотоаппарат на минимальный угол от вертикали. Из штатива МБС-9 я сделал штатив для фотоаппарата. Он позволяет регулировать как высоту установки фотоаппарата, так и угол его наклона. При съемке монет расстояние от задней стенки фотоаппарата до плоскости съемки составляло около 300 мм, фотоаппарат устанавливался с отклонением от вертикали на угол около 15 градусов. При этом геометрические искажения не превышали 1.5 % (после простейшей обработки изображения в графическом редакторе, например, Photoshop,). Источником света стал самодельный светильник. Его основа - плоская люминесцентная лампа. В качестве корпуса был использован доработанный корпус светильника, предназначенного для врезки в гипсокартон. Задачей доработки было уменьшение размеров светильника – почти до размеров лампы. Под штатный светорассеиватель я положил два слоя нетканого материала – для более равномерной яркости светящейся поверхности. |
|
Фото 5. Вверху - сравнение фрагментов настоящей 25 коп. и фантазийной 20-коп. монет. Внизу - фрагмент фальшивой 50 коп. монеты. В первом случае видны шарики и изъеденное поле, указывающие на отливку фантазии. Во втором валы, оставшиеся при изготовлении штемпеля. |
Техника съемки. Для съемки монет я настраивал фотоаппарат в режим съемки с приоритетом диафрагмы, настройка резкости – «по пятну», установка экспозиции – многоточечная, значение диафрагмы – наибольшее, в моем случае «8». После установки фотоаппарата и светильника я подбирал высоту установки фотоаппарата так, чтобы он мог фокусироваться при разном зумме. Угол наклона фотоаппарата и положение светильника по горизонтали я подбирал следующим образом: фотоаппарат устанавливается под наименьшим углом, при котором еще на поле монеты не видно тени от фотоаппарата и поле равномерно освещено. Потом устанавливал баланс белого – по листу белой бумаги. Все – можем снимать… В большинстве случаев – этого достаточно. Иногда приходится увеличивать контраст – отодвигая светильник (то есть, уменьшая его угловой размер). Чтобы не смазать изображение удобно пользоваться автоспуском фотоаппарата. Для лучшего выявления рельефа я делал несколько снимков при разных поворотах монеты и выбирал лучший. Полученные изображения можно доработать в графическом редакторе: 1. Убрать искажения формы – растягивая (сжимая) изображения. 2. Установить размер изображений в выбранном разрешении. 3. Обрезать ненужные детали за краем монеты. 4. Изменить яркость/контраст/оттенок изображения. 5. Для подчеркивания деталей можно откорректировать гамму – в сторону увеличения. 6. Можно убрать дефекты монеты. 7. И так далее... |
|
Фото 6. Насадочные линзы в оправе и с переходником, штатив и светильник. | |
Фото 7. Расположение фотоаппарата, монеты и светильника при съемке. |
Еще идеи... Качество полученных изображений получается достаточным для атрибуции монет и для помещения в каталоги. Но геометрические искажения (трапециидальность) еще остаются – это может помешать сравнению монет путем совмещения их изображений. В некоторых случаях на фотографиях (особенно мелких фрагментов) видна хроматическая абберация. Идеи по совершенствованию технологии: 1. Оставшиеся искажения (трапециидальность) можно убрать в графическом редакторе. 2. Лучших результатов можно добиться при использовании фотоаппаратов со съемной длиннофокусной оптикой и удлинительных колец. 3. Для освещения монеты можно воспользоваться полупрозрачным зеркалом – тогда фотоаппарат можно будет разместить перпендикулярно монете и не будет геометрических искажений изображения. 4. В технике съемки, при которой оптическая ось объектива смещается параллельно нормали к центру кадра, не возникают трапециидальные искажения. 5. Если производить съемку с объективом без дисторсии, то можно попробовать расположить изображение монеты не в центре кадра, а сместить в центр полукадра. Вероятно, при этом фотоаппарат можно будет разместить перпендикулярно монете, что позволит сделать снимок без геометрических искажений. 6. Интересные результаты можно получить при использовании нескольких источников света. |
|
Фото 8. Монета при большем (сверху) и меньшем (снизу) угловом размере источника света. Видно, как при этом меняется проработка рельефа. |
Проблема... Единственная проблема, которую я не смог разрешить c помощью описанного способа, - фотографирование монеты с эмалью. Изображение эмали хорошо получается при боковом освещении и плохо - при верхнем. Пришлось совмещать части на компьютере. |
|
Фото 9. Монета с эмалью при верхнем и боковом освещении. |