онной зависимости между частотно-контрастной характеристикой объектива и визуальной (субъективной) оценкой качества оптического изображения полуплоскости на экране. Оценка оптических свойств объектива производится в зависимости от величин площадей под кривыми частотно-контрастных характеристик, ограниченных диапазоном пространственных частот от 0 до 40 мм 1.

Испытание кинопроекционного объектива при более высоких частотах не имеет смысла в связи со снижением контрастности объекта кинопроекции на каждом этапе многоступенчатого процесса производства фильма. При одинаковых оценках оптических свойств объектива в белом, красном и синем свете изображение края полуплоскости на экране не имеет видимой цветной каймы по контуру. Экспериментальные исследования установили следующее соответствие между субъективной оценкой качества изображения объективом полуплоскости по пятибалльной системе и величинами площадей S мм 1 под кривыми частотно-контрастных характеристик в интервале частот от 0 до 40 мм 1.

Такая градация применима как к цветным, так и черно-белым тес-тобъектам. Для оценки визуального восприятия конкретных типичных изображений (портрет, пейзаж и пр.) были введены соответствующие оценочные функции, учитывающие весовые коэффициенты для разных частот, имеющих различные значения в процессе зрительного восприятия. И в этом случае было установлено, что введение весовых коэффициентов пространственных частот для изображений конкретных типичных объектов не изменяет корреляционной зависимости между субъективными и объективными оценками качества изображения.

Еще раз отметим, что ввиду ограниченной контрастности объекта кинопроекции (фильмокопии) исследование кинопроекционного объектива на частотах более 40 мм 1 лишено смысла.

На рис. VII, 1 для пояснения сказанного приведены частотно-контрастные характеристики типичного киносъемочного объектива в центре поля, частотно-контрастные характеристики негативной и позитивной пленок, копировальной оптики и, наконец, фильмокопии как результат перемножения ординат ЧКХ всех звеньев. Таким образом, проекционный объектив должен проецировать с достаточно высоким коэффициентом передачи контраста T(N) интервал частот фильмоко-

Негативная пленка.

Позитивная пленка

W 60 Nf мм 1

Рис. VII, 1. Частотно-контрастные характеристики отдельных звеньев производства кинофильма

пии от 0 до 40 мм 1. Следовательно, разрешающая сила объектива должна быть приблизительно в три раза большей, т.е. составлять около 100 мм 1. К этому же результату можно прийти, исходя из несколько других соображений.

Требуемая разрешающая сила объектива N{°o определяется условиями проекции - увеличением р и расстоянием L от зрителя до киноэкрана. Угловой предел разрешения изображения на киноэкране равен:

-Т5Г- <VII1)

Если ф - угловой предел разрешения глаза наблюдателя, то объектив должен обеспечивать условие ф < <>, отсюда:

ыГ > £ , (VII, 2)

т^мин

где LMIIH - наименьшее расстояние от экрана до ближайшего ряда зрителей. При достаточной яркости изображения и высоком контрасте деталей этого изображения угловой предел разрешения глаза можно принять равным одной угловой минуте, т. е. ф = 0,00029 рад. По существующим нормам кинопроекции LMHH = 1,5 а', где а' - ширина

киноэкрана; р = 2р где а - ширина кадрового окна; отсюда:

Для нормального 35-лш фильма а = 20,9 мм\ это дает Np = ПО мм 1. Заметим, что вследствие движения изображаемых объектов, недостаточной устойчивости изображений кинокадров и т. п. величина No} может быть несколько меньшей.

Выполнение второго из перечисленных выше условий сводится к устранению виньетирования лучей наклонных пучков. Задача оказывается тем труднее, чем светосильнее система. У современных проекционных анастигматов с относительным отверстием 1 : 2-1 : 1,8 виньетирование на краю поля обычно не превышает 10-20%; у более светосильных систем (1 : 1,5-1 : 1,4) величина последнего может достигать 30%, а у систем с повышенным углом поля зрения (30-40°) - и того больше.

Третье условие требует сохранения увеличения системы в пределах всего поля. Глаз наблюдателя обычно не замечает искажений изображений вследствие дисторсии, если величина последней не превышает 4- 5%. Так как у съемочных объективов дисторсия может достигать 3% и более, следует ограничиться для кинопроекционных анастигматов указанной выше величиной 1-2%.

Современные объективы, как правило, просветляются не только для повышения яркости изображения, но и для уменьшения рассеяния света оптическими поверхностями и повышения контраста изображения. В объективах, предназначенных для проекции цветных фильмов,

необходимо многослойное, в частности трехслойное или двухслойное, ахроматическое химическое* просветление, обеспечивающее сохранение колориметрических характеристик проходящего светового потока и, следовательно, не искажающее цветопередачу. Иногда применение особо тяжелых флинтов, обладающих повышенным поглощением в коротковолновой области спектра, приводит к заметному изменению цветности проходящего света (на несколько цветовых порогов), который приобретает заметную желтизну, корригируемую соответствующим выбором типа просветления.

Современный уровень объективостроения позволяет создавать проекционные объективы любой светосилы. Однако при этом глубина изображения существенно уменьшается и объектив реагирует на малейшие продольные перемещения проецируемого фильма. Поэтому наиболее светосильные кинопроекционные объективы имеют отверстия не выше 1 : 1,8-1 : 1,6 при проекции нормальных 35-лш фильмов и 1 : 1,4-1 : 1,2 - при проекции 16-лш фильмов.

Отечественные серийные объективы для проекции нормального 35-мм фильма по своим оптическим схемам подразделяются на апланаты и анастигматы.

Объективы-апланаты (см. рис. IV, 9, а) состоят из двух ахроматических пар линз,причем склеенными могут быть обе пары линз или только одна пара из них. Эти двухкомпонентные системы находят применение в качестве простых и дешевых кинопроекционных объективов. Обладая хорошим исправлением элементарных аберраций - сферической аберрации, хроматизма и комы, - они имеют принципиально неустранимую кривизну поверхности изображения. Соответственно угол поля зрения апланатов невелик и даже при пониженном качестве изображения на краях экрана не превышает 15-20°. В настоящее время апланаты этого типа продолжают выпускаться под марками П-4 и П-5 для кинопроекции 35-лш фильмов при фокусных расстояниях от 90 до 180 мм и относительных отверстиях 1 : 2 (см. табл. VII, 1) и под маркой П-6 - для тех же фокусных расстояний, но при относительных отверстиях 1 : 1,6. У этих объективов один компонент состоит из двух несклеенных линз. Все они визуально разрешают около 90 мм 1 в центре экрана с равномерным снижением до 40-35 мм 1 на краю.

Ту же оптическую схему имеют апланаты РО-108 и несколько отличную схему апланаты РО-106, РО-107 и КО, у которых оба компонента - двухлинзовые склеенные.

Более совершенным качеством изображения в пределах всего поля обладают объективы-анастигматы, имеющие шестилинзовую оптическую схему Гелиос (см. рис. IV, 9, в). Все объективы, приведенные в разделе Б табл. VII, 1, имеют эту оптическую схему. Они визуально разрешают около 100 мм 1 в центре поля с плавным снижением разрешения до 65-55 мм 1 на краю.

По этой же шестилинзовой схеме нами были разработаны анастигматы для панорамной кинопроекции 35-лш фильмов при размерах кадрового окна 27,5 X 24,5 мм - объективы ОКП-76 и ОПК-97; они име-

* Еще лучше - физическое, многослойное.