Začněme číslem, protože všechno ostatní v tomto článku se od něj odvíjí. Celková hloubka ostrosti na rovině filmu je 2 × N × c, kde N je clonové číslo a c průměr kruhu neostrosti. Pro formát 35mm se konvenčně používá c = 0,03 mm. Objektiv při f/2 tedy poskytuje celkovou hloubku ostrosti 0,12 mm, tj. +/−0,06 mm; při plném otevření f/1,4 se tento rozpočet smrskne na přibližně 0,084 mm, tj. +/−0,042 mm. To je zhruba polovina průměru lidského vlasu, a právě tohoto cíle musí dálkoměr i SLR dosáhnout na každém snímku. Vše, co následuje, se týká toho, kdo trefuje cíl a jak každý systém selhává.

Mechanismus koincidentního obrazu

Dálkoměr trianguluje. Dvě okénka oddělená mechanickou délkou základny sledují objekt ze dvou mírně odlišných úhlů. Vačka spojená s helikem objektivu otáčí dělicím hranolem tak, aby se superponovaný obraz v centrálním políčku posunoval vodorovně; jakmile je objektiv zaostřen na vzdálenost objektu, oba obrazy splývají. Princip sahá ke spřaženému dálkoměru s koincidentním obrazem, který Leitz zabudoval do M3 v roce 1954.

Geometrie tvoří dlouhý úzký trojúhelník a jeho omezujícím faktorem je oko. Lidské oko rozlišuje přibližně jednu úhlovou minutu, tedy zhruba 0,0003 radiánu — to je nejmenší úhlová nerovnost mezi oběma obrazy, kterou dokážete posoudit. Tato pevná úhlová chyba, promítnutá zpět přes optiku, se stává chybou vzdálenosti, kterou objektiv převede na rozostření na rovině filmu. Čím širší základna a čím větší zvětšení políčka, tím menší chyba vzdálenosti při daném úhlovém odchýlení.

Tato triangulace je nezávislá na samotném objektivu. Dálkoměr zaostří 21mm i 90mm objektiv se shodnou mechanickou přesností, protože políčko nic neví o objektivu před ním. Háček je v tom, že požadovaná přesnost se u těchto dvou objektivů radikálně liší — a dálkoměr to také nijak neví.

Efektivní délka základny a proč záleží na zvětšení

Surová délka základny přesnost podhodnocuje, protože políčko se sleduje přes zvětšovací hledáček. Veličinou, která určuje skutečný výkon, je efektivní délka základny (EBL): mechanická délka základny vynásobená zvětšením hledáčku. Datový list Leica M-A (Typ 127) uvádí všechny tři hodnoty přímo: mechanická základna 69,25 mm, hledáček 0,72×, EBL 49,9 mm.

Zvětšení a délka základny se vzájemně vyměňují, proto je klíčovým číslem EBL, nikoli holá délka základny. Srovnání těl postavených na stejné mechanické základně 69,25 mm:

• Leica M3, hledáček 0,91×: ~63 mm EBL
• Leica M6/MP, hledáček 0,85×: ~59 mm EBL
• Standardní M6/M-A/MP, hledáček 0,72×: ~49,9 mm EBL
• Leica CL: ~18,9 mm EBL

Voigtländer R3A demonstruje opačný případ: hledáček 1,0×, ale mechanická základna jen 37 mm, takže EBL je pouhých 37 mm navzdory pohledu v životní velikosti. Malá základna za silným hledáčkem prohrává s dlouhou základnou za skromnějším. Samotný M6 to dokazuje: vyměňte hledáček 0,72× za 0,85× a EBL vzroste z 49,9 mm na přibližně 59 mm při identickém hardware.

Odvození stropu pro dlouhé objektivy

Minimální EBL potřebná pro přesné zaostření je b' = (e × f²) / (k × z), kde e je zraková ostrost v radiánech (~0,0003), f je ohnisková vzdálenost, k je clonové číslo a z je průměr kruhu neostrosti (0,03 mm). Klíčové jsou dva výrazy: požadovaná EBL roste s druhou mocninou ohniskové vzdálenosti a klesá s clonovým číslem. Dlouhé světlé objektivy jsou postihující na obou stranách.

Projděme to konkrétně. Objektiv 50mm f/1,4 vyžaduje přibližně (0,0003 × 50²) / (1,4 × 0,03) = přibližně 18 mm EBL, hluboko pod hodnotou 49,9 mm těla s hledáčkem 0,72×. Objektiv 90mm f/2 vyžaduje (0,0003 × 90²) / (2 × 0,03) = přibližně 40 mm, stále pod 49,9 mm, avšak s malou rezervou, jakmile přičteme mírně unaveného pozorovatele nebo políčko s drobnou nerovností nastavení. Přejdeme-li na 90mm f/1,4, požadavek přeskočí 57 mm — za hranicí toho, co hledáček 0,72× poskytne; potřebujete 63mm EBL M3.

To je skutečný důvod, proč nejdelší nativně spřažený M-objektiv je 135mm a nikdy rychlejší než f/2,8 místo f/2. Ten nejsvětlejší, 135mm f/2,8 Elmarit-M, byl dokonce dodáván s trvalým zvětšovacím nástavcem 1,5× na hledáčku, který záměrně zvyšoval efektivní základnu, aby tuto clonu udržel v mezích. Optika pro světlý 135mm objektiv překážkou není — překážkou je dálkoměr. Výraz f² znamená, že 135mm objektiv potřebuje více než sedminásobnou EBL oproti 50mm objektivu při stejné cloně, a žádná základna 35mm dálkoměru na to nestačí.

Snímek, který byste skutečně fotili

Představte si portrét od pasu nahoru na HP5 Plus exponovaný při EI 400, objektiv 90mm f/2 zcela otevřený, zaostřený na bližší oko. Dvě věci musí vyjít správně. Hloubka pole před objektivem rozhoduje o tom, kolik obličeje bude přijatelně ostré — řasy versus obočí — a to je vlastnost optiky a vzdálenosti, stejná u obou systémů. Zda však oko bude ostré vůbec, závisí na tom, zda chyba ostřícího systému zůstane v mezích +/−0,06 mm na rovině filmu. U dálkoměru je to úhlová odchylka políčka promítnutá skrz 49,9mm EBL, blízko svého limitu při 90mm f/2. U SLR se díváte přímo na tuto rovinu na světlé clonce f/2 na matnici a potvrzujete ji na místě. Stejný negativ, dvě různé cesty k chybě.

Ostření přes objektiv u SLR a jeho způsoby selhání

SLR triangulaci zcela obchází tím, že zaostřuje na matnici, jejíž matovaný povrch leží ve vzdálenosti opticky rovné vzdálenosti závěrkových kolejnic — přeloženou tam zrcadlovým boxem. Tato matnice bývá zřídkakdy prostou mléčnou fólií; páruje matovaný povrch s Fresnelovým polem, které vyrovnává jas po celém políčku, takže rohy nezatemní. Protože posuzujete skutečný promítaný obraz, přesnost roste s objektivem: světlejší a delší objektiv vrhá strmější kužel a výrazněji přeskočí z ostrosti do neostrosti — přesně v režimu, kde dálkoměru dochází základna.

Pomocné prvky mají vestavěný konstrukční kompromis. Štěpný obraz nebo mikroprismatický klín jsou vybroušeny pro určitý kužel paprsku; čím strmější klín, tím výraznější přeskok do ostrosti, ale tím širší clona, při níž ztmavne. Standardní matnice se štěpným obrazem a mikroprismaty — de facto standard manuálně zaostřujících 35mm SLR od osmdesátých let, odvozený od Nikonu F z roku 1959 — je navržena pro přibližně kužel f/4. Při f/5,6 musí být oko přesně vystředěno, jinak jedna polovina štěpení ztmavne; kolem f/8 je jedna polovina vždy černá a jste odkázáni zpět na prostý matovaný prstenec. Konstruktéři nemohou mít zároveň ostrý přeskok i matnici fungující při malých clonách pomalého objektivu — musí si vybrat.

Paralax a sdílená skrytá proměnná

Další vrozenou slabostí dálkoměru je ta, která dala název tomuto článku. Protože hledáček vidí ze strany vedle objektivu, nikoli skrz něj, posunují se jasné rámečky při zaostřování — to je pokus fotoaparátu o korekci paralaxu — a i po opravě jsou nejméně přesné při minimální vzdálenosti ostření, kolem 0,7 m u většiny těl M. Hledáček vám neukáže ani skutečné zorné pole, ani skutečnou hloubku ostrosti; komponujete podle aproximace. SLR, sdílející jednu optickou dráhu, komponuje přesně při jakékoli vzdálenosti, včetně makra.

Pod oběma systémy leží stejná skrytá proměnná: mechanická reference dodržovaná na přibližně 0,04 mm. U dálkoměru jsou to vačka, váleček a svislé nastavení políčka; u SLR jsou to opěrka zrcadla, uložení matnice a vzdálenost příruby od filmu. Pokud to neklape, posun ostrosti je neviditelný — a to je měřitelné tvrzení, nikoli řečnický obrat. U 90mm f/2 Summicron chyba podložky přibližně 0,04 mm spotřebuje prakticky celý rozpočet hloubky ostrosti; Hexar RF, s širokými tolerancemi příruby a krátkým hledáčkem 0,6×, je dobře zdokumentovaně náchylný k přesunu nekonečna mimo rozsah, jakmile je nastavovací šroub jen mírně vyosený — přesně chyba, kterou světlý 90mm objektiv potrestá nejvíce. Limitem dálkoměru je jeho pevná základna; limitem SLR je závislost na světlé, přesně uložené matnici. Oba žijí a umírají uvnitř stejného rozsahu +/−0,04 mm.