«Я победил свет, я твёрдо держал его в руках, потому что в мире слишком много тьмы». Эти слова, незадолго до своей смерти, произнес знаменитый физик, математик, создатель всем известного портретного объектива, Йозеф Максимилян Петцваль.
Йозеф Максимилян Петцваль родился в 1807 году в городе Spisskaé Beléa в Австро-Венгерской империи. Он изучал физику и более позднюю математику в Institutum Geometricum в Будапеште. В 1838 году он переехал в Вену и занял должность профессора математики в Венском университете.
Возможно Йозеф Петсваль так и продолжал бы работать профессором в университете, и мы знали бы его только как физика и математика, если бы не его друг и коллега Андреас фон Эттингсхаузе. Директор кафедры физики Венского Политехнического университета профессор Андреас фон Эттингсхаузен был в числе учёных присутствующих на заседании Парижской академии наук, в 1839 году 19 августа, когда было объявлено об открытии нового искусства “живописи светом” изобретенного Дагерром и Ньепсом. После возвращения в Вену Андреас фон Эттингаузен в беседе с Йозефом Петцвалем, сетовал на то, что время экспозиции при фотографировании составляло около четверти часа, так как в камере Луи Дагера использовался объектив, который имел малую светосилу f16. При таких условиях сделать портрет было практически невозможно. Поэтому возникла потребность в объективе фотоаппарата, который обеспечивал бы большую освещённость и равную или, по возможности, большую резкость. После этого Йозеф Петцваль приступил к исследованиям, чтобы посмотреть, можно ли улучшить дизайн линз для уменьшения экспозиции.
Профессор Эттингхаузен познакомил Петцвала с ведущим в то время оптиком Вены, Петером Фойгтлендером, который предоставил Петцвалю оптические данные о типах стекла и согласился на проведение расчётов новой линзы.
Австрийское государство проявило немалый интерес к этому исследованию и предоставило ему помощников. В своём докладе Петцваль писал: ». … в моё распоряжение высочайшим повелением Его Императорского и Королевского Высочества, господина директора генерала артиллерии эрцгерцога Людвига были предоставлены благодаря математическим знаниям славные известные императорские и королевские корпуса бомбардировщиков фейерверкеры (унтер-офицерский чин) Лёшнер и Хаим вместе с восемью бомбардирами, искусными в арифметике.”
При отсутствии основанных на теории расчётов в построении объективов, с помощью которых можно было бы повысить резкость по краям изображения, оптики стремились усовершенствовать телескопический объектив, чтобы адаптировать его к камере, и сделать контраст между центром и краями поля изображения менее ярким. Однако это было не так просто сделать. Если взять телескоп и подставить его плоской стороной к объекту, то хороший телескоп будет превращен в очень плохой инструмент. Причину этого, следует искать в серьёзных сферических аберрациях.
После тщательного теоретического исследования предмета, профессор Петцваль, приступил к конструированию своего первого объектива, предназначенного, главным образом, для портретной съёмки.
При этом он руководствовался некоторыми соображениями. Линза телескопа должна удовлетворять трём условиям: во-первых, обладать заданным фокусным расстоянием, во-вторых, быть ахроматической и, в-третьих, свести к минимуму сферическую аберрацию. Первое — малозначимо, так как в определённых пределах фокусное расстояние может варьироваться; ахроматизм зависит от фокусных расстояний, составляющих элементов объектива, а сферическая аберрация — от кривизны их поверхностей. Таким образом, эти три условия могут быть выполнены за счёт правильного размещения трёх оптических элементов, т.е. кривизны трёх поверхностей.
В камере, однако, число этих условий повышается с трёх до восьми, пять из которых относятся к гораздо более полному устранению сферических аберраций, два — к производству ахроматизма, а восьмое — к положению фокуса. Таким образом, вместо трёх требуется восемь оптических элементов, которые способствовали бы повышению освещённости (это одно из желаемых улучшений, может быть достигнуто только двумя способами — увеличением диафрагмы и уменьшением фокусного расстояния, что, однако, будет достигнуто за счёт использования двух конвергентных линз вместо одной). Эти линзы, конечно, должны быть ахроматическими, и, по теории, для того, чтобы получить хорошее изображение, они должны быть отделены друг от друга на расстоянии не менее одной трети фокусного расстояния объектива. Таким образом, для формирования восьми необходимых элементов можно выбрать семь поверхностей объектива и одно расстояние. При таком выборе первая линза должна иметь три поверхности, которые должны быть расположены так, чтобы её составляющие могли иметь общую поверхность; вторая же линза, чтобы составить оставшиеся четыре поверхности, должна иметь свои составляющие, даже если при этом свет теряется.
В соответствии с этими данными, профессор Петцваль рассчитал, а Фойгтландер построил новый объектив, имеющий апертуру f 3.6 и фокусное расстояние 5,2 дюймов в 1840 году. Его конструкция состояла из четырёх линз в трёх группах, склеенного дублета спереди и двух раздельных линз сзади. Объектив произвёл революцию в фотографическом обществе. С его помощью портреты делались за сорок секунд; по освещенности он в шестнадцать раз превосходил камеру Дагера, а его изображения были достаточно резкими, чтобы выдержать двадцатикратное увеличение. Основными дефектами новой камеры были изогнутое изображение и ограниченное поле обзора, оба из которых были результатом использования разделённых линз. Однако учитывая тот факт, что это был портретный объектив, данные проблемы были не критическими. Изменение конструкции в дальнейшем, частично устранило проблему и позволило использовать объектив для архитектуры и ландшафта.
Имея ограниченные средства, Йозеф Петцваль мог позволить себе запатентовать конструкцию объектива только в пределах Австро-Венгерской империи, и поэтому согласился за единовременную плату в 2000 гульденов продать производство Петеру Фойгтландеру. Фойгтландер построил дагератипическую латунную камеру с объективом Петцваля и имел большой успех на рынке фотографии (одна камера стоила 120 гульденов, а продано было около 60 000 камер). Петцваль же не получил с этих продаж ничего. В итоге, это обстоятельство привело к конфликту между господами. Впоследствии Фойгтландер переместил свой завод из Австрии в Германию, что выходило за рамки патента Петцваля, и усугубило и без того напряженные отношения.
Петцваль продолжил улучшать свой объектив и сотрудничал с производителем оптики Карлом Дицлером, эти ландшафтные линзы продавались в Австрии как “фотографический дуалит”. Однако предприятие вскоре обанкротилось.
В 1859 году в дом профессора проникли неизвестные и уничтожили его рукописи, результаты его многолетних исследований. После этого инцидента Петцваль оставил математику и оптику, и начал заниматься акустикой. В 1877 году он прекратил чтение лекций и удалился в монастырь на Каленберг. Профессор обладал непростым характером, он критически относился к себе и к другим соответственно, что приводило к различным конфликтам, например, у Петцваля были разногласия с Кристианом Доплером. Он был прекрасным учёным, однако, исходя из истории жизни профессора, только этих качеств недостаточно, чтобы добиться успеха при жизни.
Йозеф Петцваль умер в Вене в 1891 году почти забытый и в нищете.
Несмотря на все перипетии судьбы профессор Петцваль остался в истории фотографии, как отец фотографической оптики, а его дитя не забыто и по сей день.
