Фокусное расстояние объектива что это такое: Sony Global — Цифровая продукция

Sony Global — Цифровая продукция

Фокусное расстояние — это расстояние от центра объектива до матрицы (фокальной плоскости). Это расстояние может быть разным в зависимости от объектива.
Фокусное расстояние — это важный параметр, определяющий выбор доступных для съемки сцен (угла обзора). На следующих фотографиях видно, что чем меньше фокусное расстояние, тем больший диапазон попадает в кадр. Соответственно, чем больше фокусное расстояние, тем крупнее кажутся удаленные объекты.

(*) Соотношение между фокусным расстоянием и углом обзора зависит от модели камеры. В этом руководстве в качестве примера используются камеры формата APS-C, если не указано иное.

• 200 мм

• 330 мм

Объективы с фокусным расстоянием около 35 мм называются нормальноугольными,так как их угол обзора близок к полю зрения человека.

Объективы с фокусным расстоянием меньше 35 мм называются широкоугольными, а если фокусное расстояние больше 35 мм, то такой объектив называют телеобъективом. Впрочем, эти термины не основаны на жестких стандартах. В зависимости от объектов съемки используйте разные типы объективов.

Снято через широкоугольный объектив
Фокусное расстояние: 11 ммСнято через телеобъектив
Фокусное расстояние (250 мм)

Чтобы узнать фокусное расстояние объектива, найдите обозначение фокусного расстояния на самом объективе. Например, фокусное расстояние объектива SAL55200-2 составляет от 55 мм до 200 мм (см. рисунок).
На корпусе объектива со стороны байонета рядом с корпусом камеры указано значение фокусного расстояния, выставленное в данный момент. На этом рисунке значение фокусного расстояния составляет 55 мм.

На этом рисунке обозначение «55-200» с левой стороны указывает на диапазон фокусных расстояний для этого объектива. Белая линия с правой стороны указывает на значение фокусного расстояния, выставленное в данный момент.

Зум-объективы и объективы с фиксированным фокусным расстоянием

Объективы бывают двух типов: зум- объективы с переменным фокусным расстоянием и объективы с фиксированным фокусным расстоянием. Некоторые универсальные зум-объективы обладают свойствами как широкоугольного, так и телеобъектива. Такие объективы очень удобны как для повседневной съемки, так и для путешествия, так как не занимают много места.

Фокусное расстояние: 20 ммФокусное расстояние: 250 мм

Если вы используете объектив с фиксированным фокусным расстоянием, у которого нет функции зума, вам придется двигаться относительно объекта съемки, чтобы определить композицию снимка. Однако, объективы с фиксированным фокусным расстоянием отличаются быстродействием и оснащены более широкой диафрагмой, а также обладают преимуществом при съемке размытого фона и более длительной выдержкой, уменьшающей смазывание кадра в условиях низкого освещения.

К тому же, качество фотографии, снятой на такой объектив будет значительно выше, чем при использовании зум-объектива, благодаря превосходной передаче изображения.

Эта фотография была снята на объектив с фиксированным фокусным расстоянием. Выставляя параметры диафрагмы на небольшое значение f-числа, вы получите бОльшую степень размытия заднего плана.
Макрообъективы, использующиеся при съемке крупных планов при приближении к объекту, тоже являются объективами с фиксированным фокусным расстоянием. Хотя множество современных зум-объективов оснащены функцией макросъемки и обладают достаточно малой дистанцией фокусировки, результат проигрывает специальным макрообъективам.

Объектив: SAL50F18 / Фокусное расстояние: 50 мм / F-число: 2.0

Эта фотография подсолнуха была снята на макрообъектив. Используя макрообъектив, вы сможете снять объект на очень близком расстоянии.

Объектив: SAL100M28 / Фокусное расстояние: 100 мм / F-число: 3. 5

Фокусное расстояние объектива – что это такое и зачем?

Что такое фокусное расстояние объектива?

Фокусное расстояние объектива – это физическая характеристика объектива, определяющая его возможности: увеличение и угол обзора, перспективу и размытие заднего плана. А технически это расстояние между матрицей фотокамеры и точкой фокусировки объектива, в которой сходится преломляемое изображение.

Точку фокусировки называют по-разному: 

• фокус;
• фокальная точка;
• оптический центр объектива;
• точка конвергенции;
• точка схождения лучей.

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и определяет угол обзора объектива.

В зависимости от угла обзора объективы делятся на:

• Широкоугольные объективы (ширики) – охватывают фокусные расстояния от 8 до 35 мм, при этом объектив с фокусным расстоянием 8 мм дает обзор 180 градусов, а 35 мм – 63 градуса. Такие объективы используются для съемки пейзажей, интерьеров, некрупных портретов в узких улочках или для съемки большого количества людей в небольшом помещении, где нет возможности отойти подальше. Такие объективы дают масштабную картинку, однако есть и минус – искажения по краям снимка, поэтому людей лучше размещать по центру.
• Портретные объективы (портретники) – охватывают фокусные расстояния от 35 до 85 мм и считаются нормой, то есть дают меньше всего искажений и лучше всего подходят для съемки портретов. Угол обзора тут от 63 до 28 градусов.
• Длиннофокусные объективы (телевики) – охватывают фокусные расстояния от 85 до 600 мм и рассчитаны на съемку удаленных объектов с большим приближением. Используются в основном для съемки дикой природы, репортажа и слежки – ситуаций, когда ближе подойти просто невозможно. Если, к примеру, на 135 мм угол обзора примерно 18 градусов, то на сверхдлиннофокусном объективе 600 мм он сужается до 4 градусов. Дальше только телескопы.

Получается, чем меньше фокусное расстояние, тем больше объектов помещается в кадр и тем больше искажения этих объектов. А чем больше фокусное расстояние, тем лучше объектив приближает удаленные объекты и задний план.

Как влияет фокусное расстояние объектива на картинку?

Давайте посмотрим, как влияет фокусное расстояние объектива на картинку, на примерах фотографий Екатерины Пикулиной, которая фотографировала свою дочь примерно с расстояния трех метров до объекта съемки.

На широкоугольных объективах на первый план выходит красота пейзажа и архитектуры, а человек в кадре является лишь дополнением картинки, подчеркивает собой масштаб окружающего ландшафта. Обратите внимания на вертикальные линии: пространство так растянуто, что искажения видны невооруженным глазом.

Примерно такой угол обзора у человеческих глаз.

А пропорции и перспективу человеческий глаз воспринимает примерно так.

На портретных объективах обычно получается самое красивой размытие заднего плана.

На фокусных расстояниях больше 105 мм при съемке с трех метров даже маленький ребенок в кадр не влезет.

Схематически влияние фокусного расстояния объектива на масштаб снимаемого объекта при неизменном расстоянии до объекта можно представить вот так:

Фокусное расстояние человеческих глаз

Глаза человека имеют обзор до 125 градусов по вертикали и до 150 градусов по горизонтали (при условии, что оба глаза открыты). Если эти цифры перевести в фокусное расстояние в миллиметрах, то получится 22,3 мм (большинство исследователей сходятся именно на этой цифре). По углу обзора глаза похожи на широкоугольный объектив, однако перспективу и пространственные отношения между объектами мы воспринимаем примерно так, как на картинке портретного объектива (примерно 43 мм).

Фиксы и зумы

Но даже если прочесть всю информацию про фокусное расстояние объективов, все равно возникают вопросы: Объектив с каким фокусным расстоянием выбрать? Какое фокусное расстояние наиболее универсально? И что лучше: зум или фикс?

Фикс – это объектив с фиксированным фокусным расстоянием, например, только 85 мм или только 135 мм. А если хочешь приблизить или отдалить объект, придется это делать ножками, отходя или подходя к объекту съемки.

Плюсы фиксов:

• Светосила – у фиксов может быть светосила от f 1,4 (а топовые от f 0,95), тогда как у зумов обычно она стартует от f 2,8 (есть пару исключений, но они очень дорогие).
• Вес – фиксы намного легче зумов, поэтому в использовании они комфортнее.
• Стоимость – фиксы дешевле зумов аналогичного качества и светосилы.
• Качество фото – у фиксов хорошая контрастность, звенящая резкость, низкая дисторсия, эффективное подавление бликов и засветок, минимальные хроматические аберрации.
• Срок службы – поскольку в фиксах нет подвижных линз, они меньше подвержены поломке.
• Использование фильтров – светосила фиксов позволяет использовать творческие фильтры.

Минусы фиксов:

• Необходимость много бегать во время съемки вместо того, чтобы просто крутить колесико на объективе.
• Необходимость покупать дополнительные объективы для покрытия всех необходимых фокусных расстояний.
• Необходимость иметь один зум для путешествий, чтобы не тянуть с собой весь набор фиксов.
• Необходимость менять объективы во время съемки, когда приближение-отдаление ногами не помогает.
• Необходимость использовать нейтрально-серый фильтр при хорошей светосиле объектива и открытой диафрагме в солнечный день.
• Необходимость оперативной смены объектива в полевых условиях чревато загрязнением оптики.

Зум – это объектив с переменным фокусным расстоянием заданного диапазона, например, 18–55 мм или 24–70 мм.

Плюсы зумов:

• Удобство при съемке: нет необходимости бегать вперед-назад при съемке крупных и общих планов.
• Универсальность: нет необходимости брать разные объективы для съемки разных планов и жанров.

Минусы зумов: 

• Большой вес – множество линз для охвата разных фокусных расстояний дают определенный вес, не особо комфортный при съемке с рук.
• Малая светосила – из-за большого количества линз такие объективы пропускают меньше света, что будет критично при съемке в помещении и в темное время суток.
• Отсутствие резкости – из-за того, что линз в зум-объективе много и они постоянно в движении, они физически не могут обеспечить такую резкую картинку, как фиксы.
• Высокая стоимость – зумы производить сложнее, поэтому они стоят дороже аналогичных по качеству фиксов.
• Быстрый износ – в сравнении с фиксами, зумы быстрее выходят из строя, так как в них больше подвижных элементов.

Достоинства и недостатки зумов и фиксов не однозначны, так как объектив нужно подбирать под конкретные задачи. Фикс 24 мм может идеально подходить для съемки интерьеров квартир, однако совсем не подойдет для съемки футбола. Поэтому при выборе объектива нужно опираться на личные предпочтения фотографа. 

Как фокусное расстояние объектива влияет на перспективу?

В связи с фокусным расстоянием объектива необходимо также пару слов сказать о перспективе.

Перспектива – это соотношение дистанций и размеров объекта съемки и остальных объектов кадра.

Широкоугольные объективы расширяют пространство так, что в кадр попадает больше объектов, чем на стандартный или длиннофокусный объектив. Например, если вы фотографируете девушку в узкой улочке Парижа на объектив 24 мм, то, кроме девушки, в кадр попадут противоположные стены домов этой улочки, брусчатка и небо с Эйфелевой башней вдалеке.

Дома на горизонте, кажется, очень далеко. Перспектива растянута.

Длиннофокусные объективы приближают не только объект съемки, но и задний план к объекту съемки. Например, если вы фотографируете девушку на фоне Эйфелевой башни на 135 мм, то будет казаться, что башня намного ближе к девушке, чем есть на самом деле.

Дома на горизонте, кажется, очень близко. Перспектива сжата.

Получается, что широкоугольные объективы (с небольшим фокусным) растягивают перспективу, а телеобъективы (с большим фокусным) сжимают ее. 

Как влияет фокусное расстояние объектива на размытие?

Красота размытия заднего плана – характеристика субъективная. 

Размытие зависит от многих факторов:

1. Строения линз объектива. Творческое размытие заднего плана, свойственное объективам типа Gelios 58 мм или Lensbaby 50 мм, является техническим браком оптики, однако эффект радиального размытия многим фотографам очень нравится.

2. Светосилы и значения диафрагмы. Чем светосильнее объектив, тем шире можно открыть диафрагму и получить меньшую глубину резко изображаемого пространства, то есть размыть задний план. 

 

3. Расстояния от фотографа до объекта и от объекта до фона. Степень размытия заднего плана будет тем больше, чем объект съемки отдален от фона.

4. Фокусного расстояния объектива. Поскольку ширик позволяет взять в кадр больше пространства, то и размытого фона (обычно, неоднородного: небо, земля, деревья, здания) при открытой диафрагме в кадре будет больше; а телевик в кадр берет только объект съемки, а задний план за объектом приближает, за счет чего размытый фон при открытой диафрагме получается более однородным и красивым. 

На фото с мишкой показано, как меняется степень размытия фона в зависимости от фокусного расстояния при одинаковых настройках камеры. Поскольку на 105 мм перспектива сжата, то и размытый фон получился более однородным.

Как рассчитать фокусное расстояние для кропа?

Поскольку фокусное расстояние объектива – это расстояние от точки фокусировки до матрицы, и размер матрицы камеры не влияет на эту физическую величину. Однако размер матрицы влияет на конечное изображение. Давайте разберемся, каким образом.

Фулфрейм-камера – это камера с полноразмерной матрицей – дорогим сенсорным элементом, который улавливает лучи света и проявляет изображение. 

Кроп-камера – это камера с уменьшенной матрицей, которая была разработана для удешевления производства и доступности камер большинству фотолюбителей.

Объективы производятся как для фулфрейма, так и для кропа. 

Если объектив для фулфрейма надеть на кроп-камеру, то мы получим урезанное, более плотно кадрированное изображение, чем на фулфрейме.  

А если объектив для кропа надеть на фулфрейм, то, наоборот, у изображения появится виньетка в виде черной рамки. Правда, этого можно избежать, если в камере есть автокроп.

Слева объектив для фулфрейма, справа объектив для кропа. Зеленая – фулфрейм-матрица, желтая – кроп-матрица.

В зависимости от размера матрицы меняется угол обзора и размер изображения, получаемого на одинаковых фокусных расстояниях. 

Получается, что на угол обзора влияет не только фокусное расстояние объектива, но и размер матрицы фотоаппарата.

Зависимость улга обзора объектива от фокусного расстояния

Зависимость угла обзора объектива от размера матрицы камеры

Чтобы разобраться с тем, какому фокусному расстоянию соответствует тот или иной угол обзора объектива, было введено два понятия: кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние.

Эквивалентное фокусное расстояние позволяет узнать, какое фокусное расстояние будет иметь объектив с таким же углом обзора на полнокадровой (или пленочной) фотокамере. Эта характеристика будет полезна тем, кто задумался о покупке новой фотокамеры с матрицей другого размера и хочет выбрать подходящую для нее оптику, узнать, как на новой камере будут работать его старые объективы.

Кроп-фактор – это условный множитель, отражающий изменение угла обзора объектива при его использовании с матрицами меньшего размера. Например, диагональ матрицы формата APS-C меньше полнокадровой примерно в 1,5 раза. Так что кроп-фактор для матрицы APS-C будет равен 1,5. А вот диагональ матрицы формата Nikon CX меньше полнокадровой в 2,7 раз. Поэтому ее кроп-фактор будет равняться 2,7. 

Теперь, зная кроп-фактор, мы сможем рассчитать и эквивалентное фокусное расстояние для объектива 50 мм. Чтобы на кроп-камере с объективом 50 мм получить такую же картинку, как на фулфрейм, нужно фокусное расстояние умножить на кроп-фактор.

50*1,5=75 мм (На кроп-камере с объективом 50 мм получится примерно такое же по размеру изображение, как на фулфрейм-камере с объективом 75 мм).

РЕЗЮМЕ

Теперь, зная все тонкости, на которые влияет фокусное расстояние объектива, вы сможете сделать правильный выбор. Самое главное, это ответить для себя на несколько вопросов:

• В каком жанре фотографии вы снимаете? Для свадебной съемки зум-объектив предпочтительней, в то время как для портретов лучше подойдет портретный фикс. Для детских фотосессий на улице идеально подходит светосильный фикс 85 мм благодаря его светосиле и размытию.
• Какая светосила объектива необходима? Если планируете использовать объектив в разных условиях освещения, вам понадобится светосила f-1.4, а для фотосессий на улице достаточно f-1.8-2.
• Как часто вы будете менять оптику? Если в этом есть необходимость, вы можете приобрести три фикса, которые перекроют наиболее востребованный диапазон фокусных расстояний. А если менять объективы во время съемки неудобно, то лучше подумать про качественный зум.
• Какой бюджет вы готовы выделить на покупку оптики? Если вы не уверены, приобретите для начала объектив с фокусным расстоянием 50 мм и светосилой f-1.8, а потом поймете, каких фокусных расстояний вам не хватает и докупите еще.

Поделиться в социальных сетях

Вконтакте

Facebook

Twitter

23485

Фокусное расстояние объектива — PhotoDzen.com

04 Марта 2015

Объектив фотоаппарата представляет собой оптическую систему линз и одной из основных его характеристик является фокусное расстояние. Собственно, фокусное расстояние определяет масштаб изображения, которое Вы будете видеть на снимках — чем больше фокусное расстояние объектива, тем визуально ближе будет находиться снимаемый объект на фотографии.

Фокусное расстояние объектива – это расстояние от его оптического центра (правильное название – точка конвергенции) до матрицы фотоаппарата, то есть до плоскости, на которую проецируется изображение.

Лучи света отражаясь от снимаемого объекта, проходят через объектив (линзы), преломляются там и сводятся в оптический центр, после чего попадают на сенсор фотоаппарата. Плоскость, проходящая через оптический центр, перпендикулярная главной оптической оси объектива, называется фокальной плоскостью. На ней и формируется изображение, которое в «перевернутом» виде переносится на сенсор.

По сути весь принцип «перенесения» реального изображения на сенсор фотоаппарата, можно представить вот так:

При этом, с увеличением фокусного расстояния, так как изображение масштабируется и приближается, будет сужаться угол видимого объективом охвата. На рисунке видно – почему так происходит.

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и обычно указывается на корпусе объектива. Есть объективы с фиксированным фокусным расстоянием. На них указывается одно значение в миллиметрах — например 100мм.

Если указывается два значения, например 18 и 55 мм, то это минимальное и максимальное значение фокусных расстояний, которые доступны в данном объективе с переменным фокусным расстоянием. Такие объективы могут изменять фокусное расстояние в этих пределах.

Обычно, чем больше фокусное расстояние объектива, тем он длиннее…хотя есть и исключения.

Давайте, чисто практически посмотрим, чем отличаются кадры, сделанные с тем или иным фокусным расстоянием. Снимаем с одной точки и меняем фокусные расстояния от 14 до 300 мм:

Кроме того, фокусное расстояние влияет на перспективу изображения. Большое фокусное расстояние делает изображение более плоским. Ниже пример, как выглядит изображение, снятое объективами с разным фокусным расстоянием (для этого примера, линейка была расположена под углом 45 градусов к оптической оси объектива и расстояние между вазами было 8 см):

 

Фокусное Расстояние Камеры Видеонаблюдения

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения — это параметр объектива видеокамеры, который мы берем за основу при расчете зоны видеонаблюдения.  От его величины и физического размера матрицы зависит угол обзора объектива. Проведя не сложные геометрические расчеты можно довольно точно определить зону, которая будет попадать в кадр камеры видеонаблюдения.

Для ведения видеонаблюдения на обширном участке используются камеры с широким углом обзора, а при просмотре объектов «зажатых», типа длинный коридор с узким.

Параметры, влияющие на угол обзора

Как уже писалось выше, три параметра видеокамеры взаимозависимы, это:

1. Фокусное расстояние объектива;
2. Угол обзора объектива;
3. Физический размер матрицы видеокамеры.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Следовательно, можно наблюдать за объектами, которые находятся на относительно большом удалении от камер видеонаблюдения. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора. Соответственно в кадр камеры попадает больше объектов.

Угол обзора, также зависит от размера чувствительного элемента –матрицы. Чем больше размер матрицы, тем меньше угол обзора камеры и наоборот.

Расчет фокусного расстояния объектива видеокамеры

Расчет фокусного расстояния камеры видеонаблюдения необходим для правильного подбора видеокамеры. Конечно, производители указывают в технических характеристиках нам физический размер матрицы, фокусное расстояние и иногда угол обзора. Но для общего понимания, посмотрим, что влияет на выбор фокусного расстояния, это:

1. На каком расстоянии находится объект наблюдения;
2. Физического размера матрицы;
3. Размера объекта.

Итак, имея заданные  технические характеристики камеры, можно рассчитать  фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения по следующим формулам:

F= h*S/Н или F= v*S/V,

где h – размер матрицы по горизонту;

S – расстояние до объекта видеонаблюдения;

H – горизонтальный размер объекта;

 v – размер матрицы по вертикали;

 V – вертикальный размер объекта.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения приведены  в таблице:

Размер матрицы	1/4”	1/3”	1/2”
По горизонтали, мм	3,2	4,8	6,4
По вертикали, мм	2,4	3,6	4,8

 

Пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры

Необходимо наблюдать за въездом и проходом через ворота на территорию предприятия;

Задача наблюдения: обнаружение машин и людей при въезде входе на территорию предприятия;

Ширина прохода и ворот 6 метров;

Расстояние от камеры до прохода 7 метров;

Камера Proto AHD-1W-Eh20F(?)IR, после буквы F должно указываться фокусное расстояние. Его мы рассчитаем по вышеприведенной формуле:

F=3.2*7/6=3,7 мм,

где 3,2 размер матрицы по вертикали, т.к. в камере Proto AHD-1W-Eh20F(?)IR установлена матрица размером  1/4”. Так как объективы на видеокамере выполнены с фиксированными фокусными расстояниями, то выбираем ближайший меньший т.к. если выбрать ближайший больший, то часть объекта не будет попадать в кадр камеры.

Выполним ещё одну проверку камеры на пригодность. Зона контроля имеет ширину 6 метров, задача стоит обнаружение. При обнаружении человека необходимо, чтобы на один метр контроля приходилось 20-30 пиксел разрешения камеры. При несложных расчетах видно, что камере Proto AHD-1W-Eh20F36IR по силам не только обнаружение, но и распознавание человека на объекте, не говоря уже о машинах. На самом деле ещё необходимо вычислить фокусное расстояние по вертикали, а также высоту и угол установки видеокамеры, но мы эти расчеты намеренно упускаем, т.к. мы не ставим перед собой задачу полного расчета, мы хотели показать на данном примере только методику расчета фокусного расстояния и выбора камеры по этому расчету.

Скачать таблицу «Зависимость углов обзора от фокусного расстояния и размера матрицы» в формате .xlsx

Для расчетов основных параметров камер видеонаблюдения можно использовать бесплатный калькулятор, с помощью которого можно не только получить численные значения показателей, но и визуально определить, как будет выглядеть группа силуэтов людей в кадре. Скачать калькулятор можно здесь.

Часто возникают ситуации, когда нет возможности четко определить зону контроля видеокамерой, или возникает необходимость менять размер этой зоны, но с небольшой периодичностью. Бывает и так, что человек хочет на месте более точно определить зону контроля. В этих случаях поможет камера с вариофокальным объективом, на которых можно менять без особых проблем фокусное расстояние вручную. Если же у вас возникает потребность приблизить или отдалить объект оперативно, то можно использовать камеру с моторизированным объективом. Существуют камеры, позволяющие не только оперативно менять фокусное расстояние (приближать, отдалять объект), но и изменять ракурс видеонаблюдения в пределах 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали. Такие камеры называются Speed doome, о них вы можете почитать в статье «Скоростные купольные камеры»

Есть камеры с коридорным режимом видеонаблюдения. Такая камера устанавливается вертикально, а изображение поворачивается на 90 градусов. Таким образом, на мониторе отображается картинка не горизонтально, а вертикально. При этом отражается  больше «полезной» информации, чем это было бы при нормальном расположении камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

Статьи

1. Как выбрать камеру видеонаблюдения?
2. Настройка аналоговых видеокамер. OSD-меню.
3. Технология PoE (Power over Ethernet)
4. AHD DVR. Сравнение режимов 12fps и 25fps. (видео)
5. AHD технология: качество 720p/1080p по коаксиалу на 500 м без задержек и потерь
6. Технология Intelligent Heater

Конвертеры для съемки крупным планом

Если на объектив камеры установлен конвертер для съемки крупным планом, он работает как очки для чтения для дальнозоркого человека. Камера больше не сможет фокусироваться на бесконечности, но у нее будет четкая видимость объектов вблизи, которые ранее находились за пределами диапазона фокусировки. В целом, конвертер для съемки крупным планом Type 250D предназначен для объективов камер с фокусным расстоянием от 35 до 135 мм. Однако качественные результаты возможны при использовании конвертеров для съемки крупным планом с фокусным расстоянием за пределами этого диапазона.

Сила конвертеров для съемки крупным планом иногда выражается в диоптриях. Оптическая сила рассчитывается путем деления 1000 на фокусное расстояние конвертера для съемки крупным планом. Таким образом, объектив Type 250 имеет оптическую силу +4 диоптрии.

Рабочее расстояние — это расстояние между передней поверхностью конвертера для съемки крупным планом и точкой объекта, на которой фокусируется объектив. Не следует путать его с расстоянием фокусировки, которое представляет собой расстояние между фокальной плоскостью и объектом. На большинстве камер положение этой пленки или датчика обозначается на верхней части корпуса с помощью символа — круга с линией, проходящей через него. При использовании конвертера для съемки крупным планом, установленного на телеобъектив, разница между двумя расстояниями может быть значительной.

Расстояние фокусировки необходимо для некоторых расчетов при съемке крупным планом, в то время как рабочее расстояние дает возможность узнать, каково расстояние между передней частью камеры и объектом, позволяя расположить любые источники освещения.

Обычно при съемке крупным планом не рекомендуется использовать вспышку Speedlite на камере. Во-первых, минимальное рабочее расстояние для большинства вспышек Speedlite составляет около 0,7 метра. Во-вторых, разница в положении вспышки Speedlite и объектива на минимальном расстоянии означает, что большая часть света от вспышки может не попадать на основную часть объекта. Даже при использовании вспышки Speedlite с головкой вспышки, которую можно наклонить на небольшой угол, существует риск того, что объект окажется в тени, отбрасываемой объективом.

Одним из решений является использование Speedlite в качестве выносной вспышки, подключенной к камере по беспроводной сети или через кабель выносной колодки. Расположив вспышку Speedlite подальше от «горячего башмака», можно наклонить ее так, чтобы свет попадал прямо на объект. Также можно переместить вспышку Speedlite назад (на расстояние до 60 см от камеры с помощью кабеля выносной колодки), чтобы вернуть ее в нормальный рабочий диапазон. Использование вспышки вдали от камеры обеспечивает более качественное текстурное освещение объекта.

Также встроенная вспышка камеры не подходит для многих снимков крупным планом из-за риска частичного перекрытия освещенности оправой объектива.

Для простых снимков с конвертером для съемки крупным планом лучше всего подходит дневной свет. Добавление конвертера для съемки крупным планом не влияет на нормальный замер экспозиции камеры, и увеличение экспозиции не требуется. Тем не менее, рекомендуется использовать штатив, чтобы избежать последствий сотрясения камеры при повышенном увеличении.

Идеальный объектив

В предыдущей статье Вы уже определились с параметрами промышленной камеры, которая подходит для решения Вашей задачи. Настало время выбрать для нее объектив. Они различаются не только типом, разрешающей способностью, углом зрения и размерами, но и конструкцией. Кроме того следует обратить внимание на оптическое разрешение и спектральную пропускную способность объектива.

#1 Какие типы объективов существуют?

Объектив может быть обычным, с разным фокусным расстоянием: широкоугольным, макрообъективом, с переменным или фиксированным фокусным расстоянием, телецентрическим, специальным для «заглядывания» в трубу (эндоскопическим) или для 360° охвата. Кроме того, существуют специальные объективы для съемки в ближнем инфракрасном диапазоне — спектральная пропускная способность объектива.

В классической фотографии часто используются объективы с переменным фокусным расстоянием (вариофокальные или зум-объективы), с помощью которых можно приближать и отдалять «картинку». В большинстве случаев в системах машинного зрения используются объективы с фиксированным фокусным расстоянием, ведь они дают меньшие оптические искажения и имеют лучшее пространственное разрешение, что позволяет производить измерения параметров с более высокой точностью. Кроме того, при разработке система настраивается под конкретный процесс и в изменении фокусного расстояния чаще всего нет необходимости. Вариофокальный объектив может быть полезен при разработке системы высококачественного видеонаблюдения на базе машинного зрения, когда обычная IP-камера не может обеспечить требуемое качество изображения.

В данной статье речь пойдет об обычных объективах, поскольку именно они чаще всего применяются в системах машинного зрения.

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием:

• Обычные:
     ○ Широкоугольные — до 8 мм;
     ○ Нормальные — от 8 до 100 мм;
     ○ Телеобъективы — свыше 100 мм.

Такие объективы подобны зрачку человеческого глаза: удаленные объекты кажутся меньшими по размеру, тогда как приближенные — более крупными.

• Специальные:
     ○ Макрообъективы — для захвата изображения с малого расстояния. Коэффициент усиления данного объектива больше 1;
     ○ Эндоскопические — объектив, имеющий малое фокусное расстояние (от 3 до 20 мм) и угол зрения от 50 до 135°, а иногда и более;
     ○ 360° оптика — позволяет осуществлять полную проверку объекта с использованием как можно меньшего количества камер. Например, с помощью 360° объектива достаточно получить одно изображение для обзора верхней и боковой части объекта или внутренней части полости;
     ○ Телецентрический объектив — объектив, в котором отсутствуют перспективные искажения и дифракция. Это позволяет производить измерения геометрии объектов с высокой точностью.

#2 Размер сенсора

Существует термин «поле изображения объектива», который означает площадь, на которую падает свет, проходящий через объектив. Информативным параметром «поля изображения объектива» является его диаметр, который, так же как и формат сенсора камеры (d), указывается в дюймах.

При неправильном подборе оптики возможно «виньетирование» изображения — явление частичного затемнения углов изображения. Такой эффект может возникнуть, если диагональ сенсора камеры окажется больше диаметра поля изображения объектива.

В идеальном случае объектив 1/3″ с креплением C-Mount (о креплении Вы узнаете в следующем пункте) следует устанавливать на камеру с сенсором формата 1/3″. В этом случае достигается оптимальное использование поля изображения. Если тот же объектив установить на камеру с диаметром сенсора 1/2″, то возникнет виньетирование.

Запомните! Диаметр поля изображения должен соответствовать диагонали сенсора или превышать его!

#3 Чем отличаются крепления?

Соединение между корпусом камеры и объектива называется креплением. Крепления соответствуют определенному стандарту и маркируются по типу резьбового соединения на стороне камеры.

Крепление объектива	S-Mount	CS-Mount	C-Mount	M42×1	F-Mount
Размер сенсора камеры	От 1/6″ до 1/2.5″	От 1/2″, 1/3″ и меньше	1/2″, 2/3″ и 1″	13/8″ и меньше
Тип камеры	Матричная	Матричная	Матричная, линейная	Линейная
Возможность установки на камеру с резьбой CS-Mount	Необходимо переходное кольцо	Да	Необходимо переходное кольцо	Нет
Стоимость	$	$$	$$$	$$	$$

#4 О чем говорит разрешающая способность объектива?

Объектив должен обладать достаточной разрешающей способностью, соответствующей размерам пикселя матрицы. Разрешающая способность объектива указывается в парах линий на миллиметр и определяет, сколько линий можно четко различить в одном миллиметре. Чем больше пар линий различимо, тем выше разрешающая способность объектива.

Зная число пар линий на миллиметр N у объектива (указывается в технической документации), можно определить размер пикселя объектива X × X [мкм×мкм]. Для этого воспользуйтесь формулой:

Полученное значение необходимо сравнить с размером пикселя матрицы камеры, которая была выбрана ранее.

Запомните! Размер пикселя объектива должен быть меньше либо равен размеру пикселя матрицы!

#5 Объектив с каким фокусным расстоянием выбрать?

Фокусным расстоянием называется расстояние между оптическим центром объектива и матрицей. Все проходящие лучи света, параллельные оптической оси, пересекаются в точке фокусировки. Таким образом, фокусное расстояние f объектива зависит от преломляющей способности установленных в нем линз и выражается в миллиметрах.

Стоит заметить, что чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора, больше оптические искажения и меньше рабочее расстояние.

Фокусное расстояние определяется шириной сенсора, параметрами объекта и рабочим расстоянием. У каждого объектива существует минимальное рабочее расстояние (указывается в характеристиках), которое необходимо учитывать при проектировании системы. Для того чтобы Вам было проще рассчитать фокусное расстояние для Вашей системы, мы предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором.

#6 Что такое диафрагма, и на что она влияет?

Выбор значения диафрагмы объектива непосредственно влияет на качество и яркость изображения. Число F (или деление диафрагмы) представляет собой отношение фокусного расстояния к диаметру отверстия объектива и определяет, насколько раскрыта диафрагма.

Высокое число F означает, что диафрагма раскрыта мало, то есть на сенсор попадает мало света. Если же диафрагма раскрыта широко, то на сенсор попадает больше света, а значит, для получения качественного изображения потребуется меньше дополнительных источников света.

Следовательно, в условиях недостаточной освещенности съемку следует вести с широко раскрытой диафрагмой. Однако при малом раскрытии диафрагмы уменьшаются нежелательные явления, такие как виньетирование и другие аберрации, а также увеличивается глубина резко изображаемого пространства^(❓).

Подведем итог

Основываясь на данной статье, Вы можете с помощью фильтра в каталоге определить какие объективы подходят для Вашей камеры.

После подбора оптики проконтролируйте себя и ответьте на следующие вопросы:

1. Крепление объектива совпадает с креплением камеры? Если нет, то имеется ли возможность использовать переходное кольцо?
2. Рассчитанное фокусное расстояние совпадает с фокусным расстоянием, которое обеспечивает выбранный объектив?
3. Можно ли использовать выбранный объектив для Вашего рабочего расстояния?
4. Диаметр поля изображения объектива соответствует диаметру сенсора выбранной камеры?

Если Вы получили 4 утвердительных ответа, то мы Вас поздравляем! Вы абсолютно верно подобрали объектив для проектируемой системы машинного зрения.

Выбор Объектива — Photographer Alexander Nikolsky

Выбор объектива
Здесь я хочу сделать небольшое отступление и уточнить некоторые термины.

Объективы для кропнутых камер можно смело отнести к любительским, хотя среди них встречаются достаточно качественные образцы.
Объективы для полнокадровых камер можно считать профессиональными.

Разумеется, при выборе объектива вам нужно обращать внимание на все факторы объектива.
Зумы

Зум-объективы являются оптимальными инструменты для работы большинства фотографов. Увеличенное количество линз и соответственно слабая светосила компенсируются универсальностью.

Давайте рассмотрим все категории зумов и определим, чем они могут быть удобны.

Универсальные супер-зумы

Как вы уже догадались из названия, супер-зумы дают вам самый большой диапазон фокусных расстояний, совмещая в одном объективе широкоугольник, стандартный и телеобъективы.

Супер-зумы создаются как для кропнутых матриц (диапазон 18-200 мм), так и для полнокадровых (28-300 мм).

Этот объектив можно посоветовать начинающим фотографам, для которых будут перекрыты все потребности в оптике. По той же причине объектив идеально подойдет любому туристу. За счет диапазона телевика вы можете получить сильно размытый фон, что немаловажно для любителей.

Коммерческим фотографам супер-зум оптимален для полного кадра в качестве основного репортажного объектива (на вторую камеру можно надеть фикс, но об этом позже).

Однако сказок не бывает. За счет большого количества линз (например, в AF-S DX NIKKOR 18-200mm f/3.5-5.6 G ED VR II их шестнадцать!) супер-зумы обладают достаточно скромной светосилой, что может вызвать некоторые неудобства. Однако, учитывая, что современные матрицы даже на любительских зеркалках вполне хорошо держат высокие значения ISO, об этом можно не беспокоиться.

Помимо этого нужно учитывать, что супер-зумы дают менее резкую картинку, нежели другие зум-объективы. Не пугайтесь, ваши фото в любом случае будут резкие, в меру резкие.

Стандартные или нормальные зумы

Этот класс объективов самый популярный и часто используемый среди фотографов. Фокусные расстояния 24-70 мм (18-50 мм для кроп) стандартного зума — это как раз тот диапазон, который нужен для большинства задач.

Данный тип объективов условно можно разделить на любительские и профессиональные.

Первые в целом менее резкие и быстрые и обладают переменной светосилой, например Nikkor 18-55mm f/3.5-5.6G.

Если вы собираете серьезно развиваться в фотографии, я рекомендую вам задуматься о покупке профессионального стандартного зума, например (24-70mm f/2.8), и вот почему.

Стандартный зум идеален для съемки многих сюжетов, включая пейзаж, репортаж и, самое главное, портрет. При этом профессиональная оптика — самая резкая, контрастная и быстрая в работе. Такой объектив должен быть у каждого фотографа, поэтому экономия в данном случае лишена смысла.

Даже если у вас кропнутая матрица и вы лишитесь широкого угла, так как 24-70 превратятся в 36-105, не переживайте! Когда вы купите полнокадровую камеру, этот объектив останется с вами и продолжит радовать вас своим качеством картинки.

Широкоугольные зумы

Данные объективы используются для интерьерной съемки, когда площадь помещения не позволяет вам использовать оптику нормального диапазона.

В основном встречаются объективы в диапазоне 14-24 мм и 16-35 мм, оба для полнокадровой матрицы.

Такая оптика часто используется свадебными фотографами при съёмке в лимузине, ресторане, маленьких помещениях и для создания кадров с необычайно открытым пространством.

Самый большой недостаток широкоугольных объективов вообще, и зумов в частности, заключается в сильных дисторсиях, то есть искажениях перспективы пространства и объекта съёмки.

В некоторой степени дисторсии можно исправить при конвертации RAW, но это лишь косметическая мера.

Широкоугольные объективы дороги в производстве, если вы пользуетесь ими редко, есть смысл приобрести неавфотокусный фикс Samyang.

Телеобъективы

Профессиональная оптика выпускается с фокусным расстоянием 70-200 и диафрагмой f/2.8. Любительские объективы выпускаются с фокусным расстоянием 70-300 (реже 70-200) и диафрагмой f/4-5.6.

Этот диапазон фокусных расстояний позволяет снимать массу репортажных сюжетов: свадьбы, конференции, спорт и т.п.

Так же объектив прекрасно подходит для портретной съемки, ведь как вы знаете, на фокусных расстояниях больше 85 мм исчезают искажения пространства (дисторсии). Так же за счет большого фокусного расстояния телеобъектив хорошо размывает фон даже на относительно закрытых диафрагмах (например, f/8).

Обратите внимание. Съемка с телеобъективом требует более коротких выдержек. Как правило, выдержка вычисляется так — при фокусном расстоянии 100 мм выдержка должна составить 1/100, 200 мм – 1/200 и так далее. Причем желательно, чтобы выдержки были короче, чем указанные в предыдущем примере. Компенсировать шевеленку поможет применение монопода.

Помимо быстрого автофокуса, более резкой и светосильной оптики, в профессиональных моделях устанавливают стабилизатор, который может компенсировать до двух ступеней выдержки. Если ваша камера сильно шумит при чувствительности ISO 800-1000, задумайтесь о профессиональном телевике.

Фиксы

Фиксами называют объективы с постоянным фокусным расстоянием, то есть НЕзумы.

Отсутствие блока линз, отвечающих за зуммировние, позволяет конструкторам создавать более легкие и компактные объективы. Малое количество оптических элементов позволяет создавать очень резкие и светосильные объективы.

Именно благодаря большой светосиле, которая доступна только фиксам, можно получить очень малую глубину резкости и сильное, красивое боке.

Как вы уже поняли, фиксы уступают зумам в универсальности, однако превосходят по всем оптическим характеристикам. По этой причине большинство фиксов не сильно отличаются по цене от зумов.

Как и зумы, фиксы условно можно разделить на профессиональные и любительские. Последние обладают более скромными характеристиками и как правило выпускаются в фокусных расстояниях 35мм, 50мм и 85мм с светосилой f/1.8.

Фиксы покрывают все популярные фокусные расстояния и более того, даже те, которые недоступны для зумов: 8, 10, 14, 24, 35, 50, 85, 100, 135 и 200 миллиметров.

БОльшие фокусные расстояния встречаются в профессиональной репортажной оптике.

Как рассчитать фокусное расстояние линзы

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Карен Дж. Блаттлер

До 1590-х годов простые линзы, появившиеся еще у римлян и викингов, допускали ограниченное увеличение и простые очки. Захариас Янсен и его отец объединили линзы из простых увеличительных стекол для создания микроскопов, и с тех пор микроскопы и телескопы изменили мир. Понимание фокусного расстояния линз имело решающее значение для объединения их возможностей.

Типы линз

Есть два основных типа линз: выпуклые и вогнутые. Выпуклые линзы в середине толще, чем по краям, и поэтому световые лучи сходятся в одну точку. Вогнутые линзы по краям толще, чем в середине, и поэтому световые лучи расходятся.

Выпуклые и вогнутые линзы бывают разных конфигураций. Плоско-выпуклые линзы плоские с одной стороны и выпуклые с другой, в то время как двояковыпуклые (также называемые двояковыпуклыми) линзы выпуклые с обеих сторон.Плоско-вогнутые линзы плоские с одной стороны и вогнутые с другой стороны, в то время как двояковогнутые (или двояковогнутые) линзы вогнуты с обеих сторон.

Комбинированные вогнутые и выпуклые линзы, называемые вогнутыми и выпуклыми линзами, чаще называют линзами с положительным (сходящимся) мениском. Эта линза является выпуклой с одной стороны и вогнутой поверхностью с другой стороны, а радиус на вогнутой стороне больше, чем радиус выпуклой стороны.

Комбинированная выпуклая и вогнутая линза, называемая выпукло-вогнутой линзой, чаще называется линзой с отрицательным (расходящимся) мениском.Эта линза, как и вогнуто-выпуклая линза, имеет вогнутую сторону и выпуклую сторону, но радиус на вогнутой поверхности меньше, чем радиус на выпуклой стороне.

Физика фокусного расстояния

Фокусное расстояние объектива f — это расстояние от объектива до фокальной точки F . Световые лучи (одной частоты), идущие параллельно оптической оси выпуклой или вогнуто-выпуклой линзы, встретятся в точке фокуса.

Выпуклая линза сводит параллельные лучи к точке фокусировки с положительным фокусным расстоянием.Поскольку свет проходит через линзу, положительные расстояния изображения (и реальные изображения) находятся на противоположной стороне линзы от объекта. Изображение будет перевернуто (вверх ногами) относительно фактического изображения.

Вогнутая линза отклоняет параллельные лучи от точки фокусировки, имеет отрицательное фокусное расстояние и формирует только виртуальные изображения меньшего размера. Отрицательные расстояния изображения формируют виртуальные изображения на той же стороне линзы, что и объект. Изображение будет ориентировано в том же направлении (правая сторона вверх), что и исходное изображение, только меньшего размера.

Формула фокусного расстояния

Для определения фокусного расстояния используется формула фокусного расстояния и требуется знание расстояния от исходного объекта до объектива u и расстояния от объектива до изображения v . Формула линзы говорит, что расстояние, обратное расстоянию от объекта плюс расстояние до изображения, равно обратному фокусному расстоянию f . Математически уравнение записывается так:

\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}

Иногда уравнение фокусного расстояния записывается как:

\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}

, где o обозначает расстояние от объекта до линзы, i обозначает расстоянию от объектива до изображения, а f — фокусное расстояние.

Расстояния измеряются от объекта или изображения до полюса линзы.

Примеры фокусного расстояния

Чтобы найти фокусное расстояние объектива, измерьте расстояния и подставьте числа в формулу фокусного расстояния. Убедитесь, что все измерения используют одну и ту же систему измерения.

Пример 1 : Измеренное расстояние от линзы до объекта составляет 20 сантиметров, а от линзы до изображения — 5 сантиметров. Завершение формулы фокусного расстояния дает:

\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {или} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Уменьшение суммы дает} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}

Таким образом, фокусное расстояние 4 сантиметра.

Пример 2 : Измеренное расстояние от линзы до объекта составляет 10 сантиметров, а расстояние от линзы до изображения составляет 5 сантиметров. Уравнение фокусного расстояния показывает:

\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Then} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}

\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}

Фокусное расстояние линзы, следовательно, составляет 3,33 сантиметра.

Основные сведения о фокусном расстоянии и поле зрения

Это Раздел 1.3 Руководства по работе с изображениями.

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием

Объектив с фиксированным фокусным расстоянием , также известный как обычный или энтоцентрический объектив, представляет собой объектив с фиксированным угловым полем зрения (AFOV). Путем фокусировки объектива на разные рабочие расстояния (WD) можно получить поле зрения разного размера (FOV), хотя угол обзора остается постоянным. AFOV обычно определяется как полный угол (в градусах), связанный с горизонтальным размером (шириной) датчика, с которым будет использоваться объектив.

Примечание : линзы с фиксированным фокусным расстоянием не следует путать с линзами с фиксированным фокусным расстоянием и . Объективы с фиксированным фокусным расстоянием можно фокусировать на разных расстояниях; Объективы с фиксированным фокусом предназначены для использования на одном конкретном WD. Примерами линз с фиксированным фокусом являются многие телецентрические линзы и объективы микроскопов.

Фокусное расстояние объектива определяет AFOV. Для данного размера сенсора, чем короче фокусное расстояние, тем шире AFOV. Кроме того, чем короче фокусное расстояние объектива, тем короче расстояние, необходимое для получения того же поля зрения, по сравнению с объективом с большим фокусным расстоянием.{-1} {\ left (\ frac {H} {2f} \ right)} $$

Рис. 1: Для данного размера датчика H, более короткие фокусные расстояния дают более широкие AFOV.

Однако, как правило, фокусное расстояние измеряется от задней главной плоскости , редко расположенной на механической задней части объектива формирования изображения; это одна из причин, почему WD, рассчитанные с использованием параксиальных уравнений , являются лишь приблизительными, а механическая конструкция системы должна быть построена только с использованием данных, полученных с помощью компьютерного моделирования, или данных, взятых из таблиц характеристик линз.Параксиальные расчеты, как и калькуляторы линз, являются хорошей отправной точкой для ускорения процесса выбора линз, но полученные числовые значения следует использовать с осторожностью.

При использовании объективов с фиксированным фокусным расстоянием есть три способа изменить FOV системы (камера и объектив). Первый и часто самый простой вариант — сменить WD с линзы на объект; перемещение линзы дальше от плоскости объекта увеличивает FOV. Второй вариант — заменить объектив на другой с другим фокусным расстоянием.Третий вариант — изменить размер сенсора; датчик большего размера даст больший FOV для того же WD, как определено в Уравнение 1 .

Хотя может быть удобно иметь очень широкий AFOV, есть некоторые недостатки, которые следует учитывать. Во-первых, уровень искажения, связанный с некоторыми объективами с коротким фокусным расстоянием, может сильно влиять на фактический AFOV и может вызывать изменения угла по отношению к WD из-за искажения. Далее, линзы с коротким фокусным расстоянием, как правило, не могут обеспечить наивысший уровень производительности по сравнению с вариантами с более длинным фокусным расстоянием (см. Рекомендацию № 3 в Рекомендациях по улучшению изображения).Кроме того, линзы с коротким фокусным расстоянием могут иметь трудности с охватом сенсоров средних и больших размеров, что может ограничивать их удобство использования, как описано в разделах «Относительное освещение, спад и виньетирование».

Другой способ изменить угол обзора системы — использовать варифокальный объектив или зум-объектив ; эти типы линз позволяют регулировать их фокусные расстояния и, следовательно, имеют переменный AFOV. Варифокальные и зум-объективы часто имеют недостатки в размере и стоимости по сравнению с объективами с фиксированным фокусным расстоянием и часто не могут предложить такой же уровень производительности, как объективы с фиксированным фокусным расстоянием.

Использование WD и FOV для определения фокусного расстояния

Во многих приложениях требуемое расстояние от объекта и желаемое поле обзора (обычно размер объекта с дополнительным буферным пространством) являются известными величинами. Эта информация может использоваться для непосредственного определения требуемого AFOV с помощью уравнения . Уравнение 2 эквивалентно нахождению угла при вершине треугольника с его высотой, равной WD, и его основанием, равным горизонтальному FOV, или HFOV, как показано в Рисунок 2 .{-1} \ left (\ frac {\ text {FOV}} {2 \, \ times \, \ text {WD}} \ right) \\ \\ & \ text {или} \\ \\ \ text { FOV} & = 2 \, \ times \, \ text {WD} \ times \ tan \ left (\ frac {\ text {AFOV}} {2} \ right) \\ \ end {align}

После определения требуемого AFOV фокусное расстояние может быть приблизительно определено с использованием Уравнения 1 , а соответствующий объектив можно выбрать из таблицы технических характеристик объектива или таблицы данных путем нахождения ближайшего доступного фокусного расстояния с необходимым AFOV для используемого датчика. .

Значение 14,25 °, полученное в Примере 1 (см. Белое поле ниже), можно использовать для определения необходимой линзы, но необходимо также выбрать размер сенсора. При увеличении или уменьшении размера сенсора изменяется степень использования изображения объектива; это изменит AFOV системы и, следовательно, общий FOV. Чем больше датчик, тем больше доступный AFOV для того же фокусного расстояния. Например, 25-миллиметровый объектив можно использовать с датчиком ½ дюйма (6,4 мм по горизонтали) или 35-миллиметровый объектив можно использовать с 2/3 дюйма (8.8 мм по горизонтали), так как оба они будут обеспечивать угол обзора 14,5 ° на соответствующих датчиках. В качестве альтернативы, если датчик уже выбран, фокусное расстояние может быть определено непосредственно из FOV и WD путем замены Уравнение 1, в Уравнение 2 , как показано в Уравнении 3 .

(3) $$ f = \ frac {\ left (H \ times \ text {WD} \ right)} {\ text {FOV}} $$

Как указывалось ранее, необходимо учитывать некоторую степень гибкости WD системы, поскольку приведенные выше примеры являются только приближением первого порядка и также не принимают во внимание искажения.

Рисунок 2: Взаимосвязь между FOV, размером сенсора и WD для данного AFOV.

Расчет поля зрения с использованием объектива с фиксированным увеличением

Как правило, объективы с фиксированным увеличением имеют фиксированный или ограниченный диапазон WD. Хотя использование телецентрических или других объективов с фиксированным увеличением может быть более ограничивающим, поскольку они не допускают различных полей зрения за счет изменения WD, вычисления для них очень прямые, как показано в уравнении , уравнение 4, .

(4) $$ \ text {FOV} = \ frac {H} {m} $$

Поскольку желаемый угол обзора и датчик часто известны, процесс выбора объектива можно упростить, используя уравнение , уравнение 5, .

(5) $$ m = \ frac {H} {\ text {FOV}} $$

Если необходимое увеличение уже известно и WD ограничен, Уравнение 3 можно изменить (заменив $ \ small {\ tfrac {H} {\ text {FOV}}} $ на увеличение) и использовать для определения подходящего объектив с фиксированным фокусным расстоянием, как показано в уравнении , уравнение 6, .

(6) $$ m = \ frac {f} {\ text {WD}} $$

Имейте в виду, что Уравнение 6 является приближением и будет быстро ухудшаться при увеличении более 0.1 или для коротких WD. Для увеличения более 0,1 следует использовать либо объектив с фиксированным увеличением, либо компьютерное моделирование (например, Zemax) с соответствующей моделью линзы. По тем же причинам калькуляторы линз, которые можно найти в Интернете, следует использовать только для справки. В случае сомнений обратитесь к таблице технических характеристик объектива.

Примечание: Горизонтальный FOV обычно используется при обсуждении FOV для удобства, но необходимо учитывать соотношение сторон сенсора (отношение ширины сенсора к его высоте), чтобы гарантировать, что весь объект полностью вписывается в изображение. где соотношение сторон используется как дробная часть (например,грамм. 4: 3 = 4/3), Уравнение 7 .

(7) $$ \ text {Горизонтальный FOV} = \ text {Вертикальный FOV} \ times \ text {Соотношение сторон} $$

Хотя большинство датчиков 4: 3, 5: 4 и 1: 1 также довольно распространены. Это различие в соотношении сторон также приводит к разным размерам датчиков одного и того же формата . Все уравнения, используемые в этом разделе, также могут использоваться для вертикального поля зрения, если вертикальный размер датчика заменяется горизонтальным размером, указанным в уравнениях.{-1} \ left ({\ frac {50 \ text {мм}} {2 \ times 200 \ text {mm}}} \ right) \\ \ text {AFOV} & = 14,25 ° \ end {align}

Расчет поля зрения с использованием объектива с фиксированным увеличением

Пример 2: Для приложения, использующего датчик ½ дюйма, который имеет размер датчика по горизонтали 6,4 мм, желательно горизонтальное поле зрения 25 мм.

\ begin {align} m & = \ frac {6.4 \ text {mm}} {25 \ text {mm}} \\ m & = 0.256 \ text {X} \\ \ end {align}

Просматривая список объективов с фиксированным увеличением или телецентрических объективов, можно выбрать подходящее увеличение.

Примечание: По мере увеличения увеличения размер поля обзора уменьшается; обычно желательно меньшее увеличение, чем рассчитано, чтобы можно было визуализировать полное поле зрения. В случае Example 2 , объектив 0,25X является наиболее распространенным вариантом, который дает 25,6 мм FOV на том же датчике.

Рекомендуемые ресурсы

Технический инструмент

Проставки для линз, прокладки и удлинители фокусного расстояния

Это Раздел 5.2 Руководства по работе с изображениями.

Приложения могут потребовать, чтобы линза выходила за свои пределы или была точно подогнана к идеальным конструктивным параметрам. Прокладки для линз, прокладки и удлинители фокусного расстояния — это простые инструменты, которые пользователь может легко использовать для достижения этих требований. Эти инструменты используются между объективом и креплением объектива на камере. Прокладки и удлинители фокусного расстояния изменяют поле зрения (FOV) или рабочее расстояние (WD) в объективах с фиксированным фокусным расстоянием, тогда как прокладки можно использовать для точного управления WD телецентрических объективов.

Проставки для линз

Большинство объективов с фиксированным фокусным расстоянием имеют встроенную механику для фокусировки на разных WD. Конструкция с фиксированным фокусным расстоянием означает, что элементы перемещаются в определенном диапазоне (и не перемещаются относительно друг друга), что определяет WD, в которых фокус достижим. Этот предопределенный диапазон выбирается в зависимости от конструкции объектива. Однако часто бывает выгодно растянуть линзу сверх ее пределов, чтобы соответствовать приложению, где требуются меньшие FOV или более короткие WD.Дополнение системы прокладкой между камерой и объективом изменяет диапазон WD, в котором объектив работает оптимально.

Основная цель добавления проставки — увеличить увеличение системы обзора или укоротить WD; эти два изменения происходят в тандеме и объясняются гауссовыми уравнениями построения изображения.

(1) $$ \ frac {1} {d} = \ frac {1} {f} — \ frac {1} {\ text {WD}} $$

(1)

$$ \ frac {1} {d} = \ frac {1} {f} — \ frac {1} {\ text {WD}} $$

(2) $$ m = — \ frac {d} {\ text {WD}} $$

(2)

$$ m = — \ frac {d} {\ text {WD}} $$

Уравнение 1 показывает взаимосвязь между расстоянием до изображения $ \ small {\ left (d \ right)} $ и фокусным расстоянием линзы $ \ small {\ left (f \ right)} $.При увеличении расстояния изображения WD должен уменьшаться. Когда WD и расстояние до изображения изменяются, должно изменяться и увеличение $ \ small {\ left (m \ right)} $ на основе Уравнение 2 (см. Контраст для получения дополнительной информации об увеличении). На рисунке 1 этот эффект показан визуально. Линзы для визуализации — более сложные системы, и расчеты использования спейсера более сложны.

Уменьшение WD и увеличение увеличения (уменьшение FOV) — два наиболее отличительных преимущества использования спейсера.Выбор правильной проставки будет зависеть от области применения, но рассмотрим пример с объективом с фокусным расстоянием 35 мм по сравнению с тем же объективом 35 мм с проставкой 11 мм. Результат прокладки можно найти в Таблица 1 . Прокладка в этом примере оказывает наиболее значительное влияние на WD, который уменьшается более чем вдвое, а увеличение более чем вдвое. Этот тип разделителя также имеет преимущества для систем с ограниченным пространством, поскольку общая длина дорожки (длина от плоскости изображения до плоскости объекта) уменьшается.

Также важно учитывать влияние прокладок на характеристики оптической системы. Диапазон WD, в котором объектив физически работает до добавления прокладок, обычно является наилучшим, в зависимости от оптической конструкции, и производительность обычно страдает, поскольку эти расстояния изменяются с помощью прокладок. На рисунках 2 и 3 показаны кривые функции передачи модуляции (MTF) для объектива из приведенного выше примера при f / 4 и датчике 2/3 дюйма, при минимальном WD и с прокладкой 11 мм соответственно.Как показывает практика, прокладку нельзя использовать, если она составляет более половины фокусного расстояния. При правильном использовании прокладки могут стать отличным способом адаптации объектива к конкретному применению, если полностью учтены ограничения и влияние на производительность. Создание монохроматического освещения поможет смягчить эти проблемы с производительностью. Использование объектива в пределах своего конструктивного диапазона — лучший вариант для оптимальной работы. Линзы с большим фокусным расстоянием, как правило, лучше реагируют на прокладки, поскольку они часто имеют более простую конструкцию по сравнению с линзами с более коротким фокусным расстоянием.

Рис. 1: Иллюстрация взаимосвязи между расстоянием до изображения, WD и фокусным расстоянием.

	Без проставок	Прокладка 11 мм
Фокусное расстояние	35 мм	35 мм
Длина линзы	41 мм	52 мм
Расстояние до изображения	42,9 мм	53.9 мм
Рабочее расстояние	165	74,1
Всего по пути	223,5	143,6
Увеличение	0,22X	0,54X
Поле зрения (½ «)	28,5 мм	11,88 мм

Таблица 1: Сравнение технических характеристик одного и того же объектива с фокусным расстоянием 35 мм (сфокусированного при минимальном WD) с прокладкой и без нее.Наиболее важные изменения выделены жирным шрифтом.

Рис. 2: Объектив с фокусным расстоянием 35 мм при минимальном расчетном WD.

Рисунок 3: Объектив с фокусным расстоянием 35 мм с прокладкой 11 мм.

Шайбы

Прокладки соответствуют той же базовой концепции, что и прокладки, но используются для объективов с фиксированным увеличением, таких как телецентрические линзы. Прокладки представляют собой тонкие (0,025–1,0 мм) прокладки из нержавеющей стали, используемые для точного управления WD и обеспечения наилучшего качества изображения. Расстояние между фланцами может незначительно отличаться от номинального из-за допусков конструкции корпуса или размещения датчика; как таковые, можно использовать прокладки в качестве тонких прокладок между объективом и камерой, чтобы настроить и исправить это отклонение.

Поскольку расстояние до изображения меняется, может меняться и качество изображения. Если расстояние изображения смещено слишком далеко от идеального дизайна, может произойти заметное размытие или ухудшение MTF. Это может произойти при переключении объектива между разными камерами — даже при использовании одной и той же камеры и модели объектива, поскольку могут быть небольшие различия от одного компонента к другому. Незначительные регулировки могут быть выполнены с помощью прокладок, чтобы вернуть MTF и фокус обратно на оптимальные уровни. Во время настройки каждой новой системы или линии может потребоваться небольшая корректировка расстояния до изображения.Поэтому прокладки часто входят в комплект многих телецентрических объективов. При установке критических оптических параметров для каждой системы пороговые значения программного обеспечения и процедуры калибровки будут повторяться от одной системы к другой.

Телецентрические линзы часто выбирают для приложений, требующих сложных производственных измерений. Часто эти приложения включают в себя другие проблемы, такие как ограниченные диапазоны WD из-за раскачивания роботизированных манипуляторов, загрязнения поблизости или существующая механическая компоновка машины, в которую должна быть вписана новая измерительная система.Как и в случае с прокладками, добавление или удаление прокладок в задней части телецентрического объектива использует соотношение между расстоянием до изображения, WD и фокусным расстоянием (, рис. 1, ) и немного регулирует WD до приемлемого диапазона. В монохроматических приложениях прокладки также могут использоваться для компенсации или перефокусировки хроматического фокального смещения (см. Аберрации). Прокладки позволяют пользователям точно контролировать расстояние до изображения, чтобы найти наилучшее решение для своего приложения.

Удлинители / множители фокусного расстояния

Еще один способ увеличения увеличения системы машинного зрения — использование расширителя фокусного расстояния.Расширитель фокусного расстояния похож на прокладку в том смысле, что они оба помещаются между задней частью объектива и камерой. Однако удлинитель фокусного расстояния не изменит диапазон WD.

Расширители фокусного расстояния содержат отрицательный набор элементов, которые изменяют фокусное расстояние объектива на коэффициент умножения. Объектив с фокусным расстоянием 25 мм с удлинителем фокусного расстояния 2X будет иметь эффективное фокусное расстояние 50 мм и, следовательно, уменьшит FOV вдвое при том же диапазоне WD. Удлинители фокусного расстояния также могут быть наложены друг на друга и будут иметь мультипликативный эффект на фокусное расстояние объектива.Фокусное расстояние 25 мм, используемое с двумя удлинителями фокусного расстояния 1,5X и 2X, будет иметь новое фокусное расстояние 75 мм.

Точно так же, как и прокладки, не обходятся без компромиссов, при использовании расширителей фокусного расстояния следует учитывать возможное снижение качества изображения. Поскольку отдельные линзы объектива были спроектированы вместе, чтобы сбалансировать оптические характеристики, добавление дополнительного отрицательного элемента в оптическую цепь снизит характеристики из-за введения дополнительных оптических аберраций.Удлинители фокусного расстояния также уменьшают количество света, пропускаемого через объектив, за счет изменения f / #. Увеличение фокусного расстояния в 2 раза снизит светопропускание в четыре раза. Перед применением расширителя фокусного расстояния необходимо учитывать влияние на качество изображения.

Рекомендуемые ресурсы

Указания по применению

Указания по применению

Объяснение фокусного расстояния и диафрагмы

Объяснение фокусного расстояния и диафрагмы

Фокусное расстояние объектива

---

Что такое фокусное расстояние?

Проще говоря, это расстояние от объектива до пленки, при фокусировке на предмете с бесконечности.Другими словами, фокусное расстояние равно расстоянию до изображения удаленного объекта. Чтобы сфокусироваться на чем-то более близком, чем бесконечность, объектив отодвигается дальше. из фильма. Вот почему большинство линз удлиняются при повороте кольца фокусировки. Расстояния следуют этой формуле: Это означает, что длина линзы 400 мм должна составлять 400 мм. Если вы выйдете из своей линейки и Измерьте его, вы обнаружите, что он меньше 400 мм. Это потому, что объектив камеры внутри действительно много отдельных стеклянных линз, и это заставляет его вести себя как если он длиннее, чем есть на самом деле.Это называется «телефото».

---

Что такое F-Stop?

F-ступень — это фокусное расстояние, деленное на диаметр объектива. Например, объектив 200 мм f / 4 будет иметь ширину 50 мм. Достаньте свою линейку и измерьте ее. 200 мм / 50 мм = f / 4. Вот почему диафрагма обычно записывается как f / 4 , означает «фокусное расстояние более 4» или «фокусное расстояние, разделенное на четыре».

Откуда эти числа?

Линзы отмечены серией диафрагм, каждая из которых пропускает вдвое меньше света, чем предыдущая.Светосила объектива определяется его площадью, а диафрагма определяются диаметром. Площадь относится к квадрату диаметра. Последовательность диафрагм: 1 — 1,4 — 2 — 2,8 — 4 — 5,6 — 8 — 11 — 16 — 22 — 32, являются степенями квадратного корня из 2.

Чтобы узнать больше о диафрагмах, попробуйте это.

---

Таблица фокусных расстояний объектива

Для фотосъемки природы требуется набор объективов в зависимости от объекта. Обычно для пейзажных фотографий используются обычные или широкоугольные объективы, а для съемки дикой природы — очень длинные телефото.Эти восемь фотографий были сделаны из одного места с разными объективами. Сюжет — пик Лонгс из Верхнего Бобрового луга в национальном парке Роки-Маунтин.

24 мм

35 мм

50 мм

100 мм

200 мм

400 мм

800 мм

1200 мм

---

«Я хочу сделать снимок синей птицы. Какой объектив мне использовать?» Это признак того, что ваши линзы никогда не выглядят так, как фотографируются птицы. довольно долго.Это потому, что птицы такие маленькие. При фотографировании крупных животных объектив 400 мм дает приличный размер изображения. с разумного расстояния. Но помните, рост лося шесть или семь футов. Птица едва достигает шести дюймов в длину, поэтому, когда ваш объект в двенадцать раз меньше, ты должен быть в двенадцать раз ближе.

Как видите, даже огромный 800-миллиметровый объектив на относительно близком расстоянии расстояние в 20 футов не дает ожидаемого увеличения. Поле зрения составляет около десяти дюймов.Чтобы сфотографировать маленькую птицу, нужен большой объектив.

© Авторские права Дэвид Дамс

Руководство по объективам для новичков — Натан Джонс

Диафрагма или число f — это отношение диаметра диафрагмы к фокусному расстоянию объектива. Чем меньше коэффициент, тем больше диафрагма. Чем меньше число f, тем больше света пропускает объектив в камеру. Как правило, чем больше фокусное расстояние объектива, тем сложнее и дороже разработчикам объективов создавать большие диафрагмы.Итак, 50 мм f / 1,4 относительно недороги и распространены (новые несколько сотен долларов), в то время как 600 мм f / 4 — экзотические и ужасно дорогие (около 10 000 долларов новых). Объективы с широкой максимальной диафрагмой относительно их фокусного расстояния называются «быстрыми» или «яркими», а объективы с узкой максимальной диафрагмой — «медленными» или «тусклыми».

В стороне: Знакомство с диафрагмой

Если вам нужно освежить в памяти диафрагму и упоры f , остановитесь здесь, чтобы прочитать это краткое введение.

Особенно на старых объективах вы также можете встретить сумасшедшие названия, такие как «Тессар», «Планар» и «Ксенотар».«Не беспокойтесь об этом: они просто относятся к конструкции линз. Например, Tessar содержит 4 элемента в 3 группах, а Planar состоит из 6 элементов в 6 группах. По сей день Leica настаивает на том, чтобы давать своим линзам экзотические, дорогие названия, такие как «Noctilux» и «Summicron». На языке Leica эти названия относятся к максимальной диафрагме: все Noctiluxes имеют f / 1.0 (подумайте об этом на секунду!), А все Summicron — f / 2.0, независимо от фокусного расстояния или конструкции объектива.

Классификация по фокусному расстоянию

Вообще говоря, объективы можно разделить на три класса в зависимости от фокусного расстояния: обычные, широкоугольные и телефото.Обычный объектив имеет фокусное расстояние, примерно равное по длине диагонали одного кадра пленки — для пленки формата 135 это 43 мм (обычно приблизительно 45 или 50 мм), а для пленки формата 120 и квадрата 6×6 см. рамок она составляет 79,2 мм (приблизительно 80 мм). Обычные линзы передают перспективу, которая выглядит «естественной» для человеческого наблюдателя.

Объективы с меньшим фокусным расстоянием, обычно 24, 28 и 35 мм для пленки формата 135, называются широкоугольными объективами. Эти линзы характеризуются очень коротким минимальным фокусным расстоянием (например, 30 см для объектива 28 мм) и обычно дают глубокое поле фокусировки даже при умеренной диафрагме (например, объектив 28 мм может дать приемлемый фокус в любом месте от 1 .От 5 м до бесконечности при f / 8).

Строго говоря, телеобъектив — это объектив, физическая длина которого меньше его фокусного расстояния. Однако слово «телеобъектив» пришло для обозначения объектива, фокусное расстояние которого значительно больше обычного, то есть от 105 мм до 600 мм на 35-миллиметровых камерах. Эти линзы обычно имеют большое минимальное фокусное расстояние (например, 1 м для объектива 105 мм) и небольшую глубину резкости (например, объектив 105 мм может дать приемлемый фокус в пределах всего лишь 10 см из 1,5 м при f / 8.)

Prime против зум-объективов

До сих пор мы говорили только о «основных» объективах, то есть объективах с фиксированным фокусным расстоянием. Другая важная классификация линз — это «зум». Зум-объективы имеют переменное фокусное расстояние, которое может регулировать фотограф по желанию. Точно так же, как простые числа классифицируются как широкоугольные, обычные и телефото, зуммирование также классифицируется как широкоугольное (например, 14-24 мм и 16-35 мм), нормальное зуммирование (24-70 мм и 24-85 мм) и телеобъективы (70-200 мм и 200-400 мм).Раньше считалось, что зум-объективы имели худшее качество изображения по сравнению с фикс-линзами, потому что зум-объективы требовали более сложной конструкции. В наши дни, однако, высококачественные зум-объективы исключительно хороши и позволяют получать изображения, которые не уступают изображениям, сделанным с помощью объективов с постоянным фокусным расстоянием. Помимо того, что они больше и тяжелее простых, самым большим недостатком зум-объективов является то, что они, как правило, намного «медленнее» — вы просто не найдете телеобъектив с максимальной диафрагмой при f / 1,4. «Быстрое стекло» в телеобъективе находится в районе f / 2.8. Большинство зум-объективов потребительского уровня, которые обычно поставляются в комплекте с новыми корпусами камеры, так называемые «комплектные линзы», очень медленные, и их оптические характеристики ухудшаются при увеличении фокусного расстояния. Например, комплектный зум 28-70 мм может иметь f / 3,3 на широком конце и жалкий f / 5,6 на узком конце. (Помните, что объектив с f / 5,6 пропускает в 4 раза меньше света, чем объектив с f / 2,8.)

Фиксированные и сменные объективы

Также полезно рассмотреть несколько других классификаций объективов.Объективы, которые можно снимать с корпуса камеры, называются «сменными». Большинство однообъективных зеркальных фотоаппаратов (SLR) и многие дальномеры используют сменные объективы. Сменные объективы определяются их «креплениями», которые представляют собой интерфейсы между объективами и корпусами камер, которые их поддерживают. Корпуса Nikon имеют так называемые «крепления F», корпуса Canon — «крепления EF» и корпуса Pentax «крепления K». Объективы с байонетом F не совместимы с корпусами с байонетом EF или K. По сути, все они исключают друг друга, но вы найдете объективы сторонних производителей, которые совместимы с каждым из этих креплений — и часто намного дешевле, чем основные бренды.Например, Tamron производит широкий спектр объективов для байонетов F и EF.

Специальные линзы

Есть также много специальных линз для определенных целей. Высококачественные объективы для архитектурной фотографии наклоняются и смещаются для исправления перспективных искажений. Другие объективы позволяют очень, очень близко фокусироваться и увеличивать больше, чем в натуральную величину, для фотографирования крошечных объектов (это макролинзы — необъяснимо, Nikon называет их микро). Существуют даже специальные портретные линзы (Nikon называет их «DC» для «управления расфокусировкой»), которые позволяют фотографу манипулировать зонами вне фокуса, чтобы они меньше отвлекали.

Урок на вынос

Самый важный урок об объективах заключается в следующем: они более важны, более ценны и служат дольше, чем фотоаппараты. Не покупайте дорогой фотоаппарат и не ограничивайте его дешевым объективом. Гораздо лучше сделать наоборот. В конечном итоге вы окупитесь, если инвестируете в стекло. Спустя долгое время после того, как стоимость вашей камеры при перепродаже упадет до нуля, хорошее стекло, вероятно, будет стоить больше, чем вы за него заплатили. Я советую покупать самые лучшие, самые дорогие и самые светосильные линзы, которые вы можете себе позволить.

Возможно, вас также заинтересует:

Основные сведения о фокусном расстоянии на камерах смартфонов

Как d Прикрепить внешний объектив влияет на фокусное расстояние камеры смартфона?

Вы получаете различные типы дополнительных объективов для камеры смартфонов: телеобъектив, макро, сверхширокоугольный и другие.Они похожи на некоторые объективы на телефонах с несколькими камерами.

Точно так же эти разные типы дополнительных линз имеют разное фокусное расстояние. Они также находятся в том же диапазоне фокусных расстояний и углов обзора, что и объективы мобильных камер, показанные в таблице выше.

Поскольку основная задняя камера — это обычно та, которая соответствует лучшим характеристикам мобильной камеры на конкретном мобильном телефоне, большинство объективов внешних камер смартфонов предназначены для присоединения к основной камере, чтобы использовать ее качество изображения.

Основная камера большинства смартфонов оснащена широкоугольным объективом с фокусным расстоянием от 24 до 27 мм. С этой камеры вы можете делать довольно широкие снимки, которые показывают приличный объем сцены.

Прикрепив к этой камере дополнительный объектив, вы получите другой угол обзора, соответствующий фокусному расстоянию внешнего объектива.

Например, если вы прикрепите 58-миллиметровый телеобъектив (с узким углом обзора) к 26-миллиметровой широкоугольной камере на смартфоне, мобильная камера будет делать не широкоугольный снимок, а скорее увеличенный. в кадре, который соответствует фокусному расстоянию телеобъектива.

Если вы собираетесь использовать дополнительные линзы при съемке фотографий, будьте осторожны. Дешевые объективы могут быть легкими в использовании, но они часто приводят к плохому качеству изображений, несмотря на оптические возможности камеры телефона.

Два бренда, которые я настоятельно рекомендую для дополнительных линз для смартфонов: Moment и Olloclip . Они производят высококачественные линзы специально для мобильной фотографии и даже для мобильного кинопроизводства . Конечно, это не единственные варианты.Есть другие варианты для различных моделей телефонов и бюджетов.

Фокусное расстояние и выбор правильного объектива

Джон О’Коннелл
Решения, решения, решения. В зависимости от того, какие полномочия вы делегируете своей камере при съемке, один из вас (вы или ваша высокотехнологичная камера) должен выбрать диафрагму, выдержку, ISO, баланс белого, программу экспозиции (взвешенную по центру или более полную оценку ), вспышка или отсутствие вспышки, композиция, где должен быть фотограф, где должен быть объект, лучший фон, желаемая глубина резкости, эффект цветов в сцене, одиночный или многозонный фокус, точки фокусировки в камере настройки резкости, одна экспозиция или пять или шесть в течение одной секунды, сделайте снимок.jpg или RAW и многое другое. Ух! Кто знал?
Что ж, есть еще одно важное решение, которое нужно принять при съемке: какой объектив использовать с фокусным расстоянием и почему? Вот некоторая информация и несколько рекомендаций по выбору фокусного расстояния, наиболее подходящего для изображения, которое вы хотите сделать.
Есть два типа линз для фотоаппаратов: с фиксированным фокусным расстоянием (также называемые фиксированными линзами) и с зумом. Большинство компактных камер, будь то наведи и снимай или более сложные типы, имеют неизменяемый объектив, прикрепленный к корпусу камеры.Другими словами, вы не можете снять его, чтобы использовать другой объектив. В результате в этих компактных камерах обычно используется зум-объектив, фокусное расстояние которого можно быстро отрегулировать, чтобы охватить широкий угол сцены перед вами или увеличить меньшую часть этой сцены.
Чтобы немного усложнить ситуацию, есть два типа увеличения: оптический и цифровой. Оптический — это когда расстояние между центральным элементом объектива и датчиком изменяется, увеличивая или уменьшая изображение, которое попадает на пластину датчика, а цифровое — это когда камера обрезает изображение, увеличивая пиксели в центре изображения.Мой совет — используйте только оптический зум. Это позволит получить самые четкие изображения. Если вы хотите кадрировать позже, вы можете сделать это самостоятельно «после захвата» с помощью Photoshop, Lightroom и другого отличного программного обеспечения для обработки.

DSLR также имеют два варианта типа линз, зума или простого (фиксированное фокусное расстояние), которые взаимозаменяемы. Например, у DSLR-фотографов может быть установлен объектив с фиксированным фокусным расстоянием 50 мм. При съемке с этим 50 мм поле зрения останется прежним, резкость будет потрясающей, и вы будете использовать ноги для увеличения или уменьшения объекта.С зум-объективами, такими как, например, 11-16 мм, 24-120, 70-200, объектив делает вашу прогулку за вас, позволяя вам охватить столько или меньше сцены, сколько вы хотите, в пределах пределы этих фокусных расстояний.
Чем меньше число фокусного расстояния, например 11, 14 или 24, тем больше сцены перед вами попадает в кадр. Если вы хотите заполнить кадр небольшой частью сцены перед вами, используйте фокусные расстояния с большим числом, например 100, 200 или 400.
Независимо от того, фиксированное или масштабируемое, выбранное вами фокусное расстояние влияет на изображение.Снимайте на 16 мм, и ваше поле зрения будет широким или, если вы снимаете вертикально, высоким. Отлично подходит для пейзажей, городских пейзажей, полярных сияний и изображений Млечного Пути, где требуется широкое пространство. Широкие углы также полезны для уличной фотографии, когда вы хотите включить в изображение много контекста.

Широкие углы также являются отличным выбором, если вы хотите включить в изображение большую часть ограниченного пространства. Если вы хотите показать, как выглядит вся гостиная, или весь ресторан, или все 15 членов семьи, собравшихся за столом, лучше всего подойдет объектив с коротким фокусным расстоянием (широкоугольный).

Телеобъективы (длиннофокусные) в диапазоне от 100 до 600+, кажется, приближают удаленные объекты к камере. Бегемот вдали на Серенгети, лицо говорящего на кафедре, ребенок, играющий в песочнице, птица на кормушке на заднем дворе, подросток на вершине водной горки, вратарь соперника на поле для лакросса … Все эти объекты могут заполнить кадр с объективом с правильным фокусным расстоянием.

Кроме того, чем больше фокусное расстояние, тем больше «сжатых» расстояний.И наоборот, кажется, что широкоугольные объективы увеличивают расстояние. В качестве иллюстрации забор, переходящий от переднего плана к фону, будет выглядеть длиннее при широком угле и короче при телефото.

Короткие телеобъективы — объективы с эффективным фокусным расстоянием (см. Следующий абзац) от 75 до 120 — идеально подходят для портретов, поскольку они позволяют фотографу отделить объект от фона. В сочетании с широко открытой диафрагмой фокусное расстояние около 100 миллиметров может смягчить или размыть фон и сделать резкий фокус только на вашем объекте.Профессиональные фотографы-портретисты посмеются над таким упрощением того, какие объективы лучше всего, заявив, что есть много других переменных, которые следует учитывать при выборе правильного объектива и правильного фокусного расстояния, и они будут правильными. Но возьмите мои советы как отправную точку; выйди и поэкспериментируй с линзами, которые у тебя есть. Смотрите результаты, которые вы получаете с различными фокусными расстояниями, и помните об этих результатах, когда будете снимать по-настоящему.

Теперь, если все это недостаточно сложно, большинство любительских камер имеют датчики кадрирования, что означает, что эффективное поле зрения каждого объектива равно 1.На 3 или 1,5 мм больше фактического фокусного расстояния, поэтому фотографам необходимо иметь это в виду. 50-миллиметровый объектив камеры с кроп-сенсором на самом деле составляет от 65 до 75 мм или, другими словами, имеет поле зрения около 70 мм. Это отлично подходит для съемки спорта или дикой природы, поскольку объектив 200 мм — это объектив 300 мм! Однако будьте осторожны с широкоугольной стороной, потому что эти невероятно широкие 11 мм имеют эффективное поле зрения около 17 мм, а ваши 24 мм создают изображения, которые больше похожи на 36.
Для получения дополнительной информации о фотографии 101 щелкните здесь.

.

Фокусное расстояние объектива что это такое: Sony Global — Цифровая продукция