Угол обзора объектива: Фокусное расстояние, угол обзора и перспектива в фотографии

Угол обзора видеокамер с различными матрицами

Важнейшим параметром камеры видеонаблюдения (даже более важным чем разрешение и чувствительность) является угол обзора или фокусное расстояние объектива. Именно от этого параметра зависит сможете ли вы различить или опознать человека на определенном расстоянии. И очень важно найти правильный компромисс между широким углом обзора видеокамеры и необходимой детализацией изображения.

Новички часто допускают ошибку, считая, что если поставить камеру с высоким разрешением, то и при широком угле обзора, можно будет на достаточном расстоянии распознать человека. Однако, это не так. Вот один полезный совет для правильного подбора фокусного расстояния:

1. Знакомого человека, в поле зрения видеокамеры можно узнать на расстоянии не больше фокусного расстояния объектива видеокамеры в метрах. Например, видеокамера с f=9 мм. позволит узнать человека на расстоянии до 9 м.

2. Незнакомого человека, в поле зрения видеокамеры можно 100% идентифицировать на расстоянии не больше половины фокусного расстояния объектива видеокамеры в метрах. Например, видеокамера с f=9 мм. позволит идентифицировать человека на расстоянии до 4,5 м.

Пример изображения с видеокамеры с разным фокусным расстоянием (углом обзора)

Пример изображения с видеокамеры с разным фокусным расстоянием (углом обзора)

2,9 мм (104°)	6 мм (42°)
8 мм (32°)	25 мм (11°)

 

В нижеследующих таблицах указаны горизонтальные и вертикальные углы обзора видеокамер в зависимости от размера матриц и фокусного расстояния объектива.

Формат матрицы 1/4″	Формат матрицы 1/3″
Фокусное расстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 77 62 2,2 72 57 2,4 67 53 2.8 59 46 3 56 44 3,3 52 40 3,6 48 37 4 44 33 4,5 39 30 5 35 27 6 30 23 7 26 19 8 23 17 9 20 15 10 18 14 12 15 11 16 11 8,6 20 9,1 6,9 25 7,3 5,5 30 6,1 4,6 40 4,6 3,4 50 3,7 2,7 60 3,1 2,3 70 2,6 2,0 80 2,3 1,7 100 1,8 1,4 120 1,5 1,1	Фокусное расстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 100 84 2,2 95 79 2,4 90 74 2,8 81 65 3 77 62 3,3 72 57 3,6 67 53 4 62 48 4,5 56 44 5 51 40 6 44 33 7 38 29 8 33 25 9 30 23 10 27 20 12 23 17 16 17,1 12,8 20 13,7 10,3 25 11,0 8,2 30 9,1 6,9 40 6,9 5,2 50 5,5 4,1 60 4,6 3,4 70 3,9 2,9 80 3,4 2,6 100 2,7 2,1 120 2,3 1,7

 

Формат матрицы 1/2.8″	Формат матрицы 1/2.5″
Фокусное расстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 110 94 2,2 105 88 2,4 100 83 2,8 91 75 3 87 74 3,3 82 66 3,6 77 61 4 71 56 4,5 65 51 5 59 46 6 51 39 7 44 34 8 39 30 9 35 27 10 32 24 12 27 20 16 20,2 15,2 20 16,2 12,2 25 13 9,8 30 11 8 40 8,2 6,1 50 5,5 4,9 60 5,4 4,1 70 4,7 3,5 80 4,4 3,1 100 3,3 2,5 120 2,7 2,0	Фокусное расстояние, мм Угол обзора, градусов По горизонтали По вертикали 2 114 100 2,2 109 95 2,4 105 90 2,8 96 81 3 92 77 3,3 86 72 3,6 81 67 4 76 62 4,5 69 56 5 64 51 6 55 44 7 48 38 8 42 33 9 38 30 10 34 27 12 29 23 16 22 17 20 17,6 13,7 25 14,1 11,0 30 11,8 9,1 40 8,9 6,9 50 7,1 5,5 60 5,9 4,6 70 5,1 3,9 80 4,4 3,4 100 3,6 2,7 120 3,0 2,3

 

Многие упускают из виду, что размер матрицы играет не меньшую роль в формировании угла обзора камеры чем объектив. Интересно подметить, что на видеокамере с дешевой матрицей 1/4 и объектиом 2,8 угол обзора будет меньше, чем на стандартной матрице 1/3 и стандартном объективе 3,6 — 59° против 67° по горизонтали!

Угол обзора объектива камеры видеонаблюдения

Автор: Александр Старченко

Одним из важных параметров, которые необходимо брать во внимание перед покупкой камеры видеонаблюдения, является угол обзора объектива. От этой величины напрямую зависит то, какая площадь наблюдаемого участка попадет в поле зрения камеры. Например, для получения общего обзора участка или тесного помещения необходимо выбирать камеры с широким углом обзора, а при необходимости сосредоточения на каком-либо определенном объекте – с узким.

Содержание:

1. От каких параметров зависит угол обзора?
2. Определяем необходимое фокусное расстояние
3. Какой угол обзора выбрать?

От каких параметров зависит угол обзора?

Угол обзора объектива зависит от двух определяющих его параметров:

1. Фокусное расстояние, которое имеет объектив;
2. Размер чувствительного элемента (матрицы).

Следует запомнить, что чем большим ФР обладает объектив, тем меньшим будет угол его обзора, поэтому длиннофокусные объективы обладают возможностью наблюдения за относительно удаленными от камеры объектами, а широкоугольные позволяют охватить большую площадь территории или помещения.

Зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от физического размера матрицы также имеет место быть. Так, чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора, например:

• Матрица, диагональ которой составляет ¼ будет иметь угол обзора 64° при фокусном расстоянии 2,8;
• При этом матрица с диагональю ½ будет иметь угол обзора 96°.

Данные расчеты справедливы для обозначения горизонтального угла обзора, для поиска вертикального угла необходимо брать в расчет соотношение вертикальных и горизонтальных сторон матрицы.

Определяем необходимое фокусное расстояние

Практически во всех случаях возникает необходимость выбора оптимального угла обзора камеры, который может быть определен благодаря расчету ФР объектива. По сути, угол обзора является зависимой величиной от фокусного расстояния. Оно может разниться для каждого конкретного случая, и напрямую зависит от:

• Расстояния до объекта наблюдения;
• Размера матрицы;
• Размера наблюдаемого объекта.

Так, например, угол обзора в 100° хорошо подойдет для небольших тесных помещений, но будет непригоден для наблюдения за удаленными на несколько десятков метров объектами – при просмотре на записи просто невозможно будет различить детали объекта. При увеличении фокусного расстояния сужается угол обзора и появляется возможность наблюдения за относительно отдаленными объектами.

Зная несколько параметров камеры видеонаблюдения и некоторые данные об объекте наблюдения несложно определить необходимое в каждом конкретном случае ФР объектива.

Оптимальное ФР объектива рассчитывают по формуле:

F= h*S/Н или F= v*S/V, где

h – размер горизонтальной стороны матрицы;

S – расстояние до объекта слежения;

H – размер объекта наблюдения по горизонтали;

v – размер вертикальной стороны матрицы;

V – размер объекта наблюдения по вертикали.

Размер вертикальной и горизонтальной сторон сенсора камеры вы можете узнать из данной таблицы:

Для примера рассчитаем простую задачу. Дано: необходимо наблюдать за фасадной стороной небольшого гаража, шириной 4 метра, расстояние до объекта – 10 метров. Размер матрицы – ½ дюйма. Рассчитать подходящее ФР объектива камеры. Для решения воспользуемся формулой, и подставим все необходимые значения:

F=6,4*10/4=16

Рассчитав формулу мы получили, что ФР объектива должно равняться 16, но есть еще один нюанс. Очень важно, чтобы угол обзора камеры был больше рассчитанного, иначе кроме объекта наблюдения больше ничего не будет видно. Поэтому в данном случае оптимальным фокусным расстоянием объектива камеры будет 8-10 мм. Угол обзора при таких значениях будет равен около 35°, и вполне подойдет для видеонаблюдения за гаражом на расстоянии 10 метров. Ниже приведена подробная таблица с углами обзора камер с различными параметрами фокусного расстояния и размерами матрицы.

При необходимости время от времени менять угол обзора, или в любых сложных ситуациях, когда определиться с фокусным расстоянием до покупки камеры бывает проблематично, стоит приобретать камеры с вариофокальным объективом, которые позволяют регулировать угол обзора вручную. Диапазон ФР таких камер обычно лежит в пределах 2,8-12 мм. При использовании вариофокальных объективов вы можете приближать или отдалять картинку без потерь качества благодаря оптическому увеличению объектива.

Какой угол обзора выбрать?

Ответ на этот вопрос зависит от конкретной задачи, ведь каждая ситуация индивидуальна. Например, для видеонаблюдения за большой территорией без необходимости выделения конкретного объекта используют камеры с широкоугольным объективом 2,8-3,6 мм и углом обзора 70-140°.

Угол обзора 60° подобен углу обзора человеческого глаза, и является средним значением. Камеры с таким углом способны передавать детальное изображение с дальностью до объекта наблюдения до 10 м.

Камеры с длиннофокусным объективом и узким углом обзора (10-30°) применяются для наблюдения за отдаленными объектами, расстояние до которых может варьироваться от 20 до 70 метров, и зависит от ФР объектива.

Есть одна интересная особенность, которая позволяет определить расстояние уверенного распознавания объекта, и может служить своеобразной шпаргалкой при выборе камеры. Она заключается в примерном равенстве фокусного расстояния, выраженного в миллиметрах с дистанцией уверенного распознавания в метрах. Например, камера с матрицей 1/3 дюйма и объективом с фокусным расстоянием 12 мм сможет распознать человеческую фигуру на расстоянии 12 метров. На этом расстоянии размер наблюдаемой зоны будет равняться 3 метра в высоту, и 4 в ширину, что позволит достаточно уверенно провести идентификацию человека.

С этим читают:

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

Фокусное расстояние и угол обзора объектива

Фокусное расстояние и угол обзора объектива

Объективы могут снимать множество сцен перед ними, от очень широкого угла обзора до очень суженного. Обычно поле обзора человеческого таза покрывает примерно 45°, и таким образом объективы, покрывающие такой угол обзора, названы нормальными, или стандартными. Это примерно равно диагонали формата камеры. Другими словами:

Популярные оригинальные кроссовки New Balance в Москве http://newbalances574.ru

•    Для 35-мм (24 х 36 мм) камеры объектив с фокусным расстоянием в 50 мм будет являться стандартным.
•    Для 60 х 70-мм фотоаппарата для съемки на рулонную фотопленку стандартным объективом является 80-105 мм.
•    Для APS (17 х 30 мм) камер нормальным объективом считается 25 мм.
•    Цифровые мыльницы включают в себя крохотный чувствительный элемент размером 4,8 х 6,4 мм. Стандартной линзой обычно считается 6-10-мм.
•    Профессиональные цифровые однообъективные зеркальные фотоаппараты обладают сенсором около 15 х 22,5 мм, что относится к стандартной линзе около 28 мм.
•    Небольшое количество очень высококлассных цифровых однообъективных зеркальных фотокамер имеют так называемые полноформатные сенсоры размером 24 х 36 мм, так что они используют 50 мм как стандарт, как 35-мм пленочная камера.
•    Для 5 х 4-дюймового пластиночного фотоаппарата стандартным объективом будет 150 мм.

 

Рис. 3.4. Угол обзора. Все четыре объектива здесь имеют схожий угол обзора. Каждый отличается от другого фокусным расстоянием, но все они используются на камерах разного формата, образуя близкое отношение фокусного расстояния к диагонали изображения. Таким образом, каждая комбинация будет включать приблизительно одинаковое количество объектов в изображении.

 

Как показано на рисунке 2.20, чем короче фокусное расстояние, тем меньшее изображение производит объектив. Но объектив с коротким фокусным расстоянием, используемый в небольшой камере, дает такой же угол обзора, как объектив с большим фокусным расстоянием в большой камере. Для расчетов просто увеличьте или уменьшите все параметры. Все комбинации выше дают угол обзора приблизительно 45°, и таким образом каждая камера, установленная на создание фотографии объекта на одном расстоянии, будет включать примерно одно и то же количество сцены (см. рис. 3.4). Использование объективов, дающих более широкий или узкий угол обзора будет описано в следующих статьях.

Угол обзора камер видеонаблюдения и фокусное расстояние при выборе оборудование для системы.

ТАБЛИЦА УГЛОВ ОБЗОРА И РАССТОЯНИЙ ОТ КАМЕРЫ ДО ОБЪЕКТА

F — фокусное расстояние объектива	Горизонтальный угол обзора, для ПЗС–матриц 1/3″	Возможность обнаружения человека	Возможность идентификации человека	Возможность определения номера автомобиля
2.8 mm	86°	до 19 м	до 1.4 м	—
2.9 mm	83°	до 20 м	до 1.45 м	—
3.6 mm	72°	до 25 м	до 1.8 м	—
4.0 mm	67°	до 28 м	до 2 м	до 2.6 м
6.0 mm	48°	до 42 м	до 3 м	до 4 м
8.0 mm	36°	до 56 м	до 4 м	до 5 м
9.0 mm	30°	до 63 м	до 4.5 м	до 6 м
12.0 mm	25°	до 84 м	до 6 м	до 8 м
16.0 mm	17°	до 112 м	до 8 м	до 10 м
25.0 mm	12°	до 175 м	до 12.5 м	до 16 м
50.0 mm	6°	до 350 м	до 25 м	до 33 м
80.0 mm	3.3°	до 560 м	до 40 м	до 53 м
100.0 mm	2.8°	до 700 м	до 50 м	до 66 м
120.0 mm	2.1°	до 840 м	до 60 м	до 80 м

Если на то, что снимает камера не будет смотреть оператор, система видеонаблюдения теряет смысл. Следует учитывать, что помимо того, что камера что-то снимает, за происходящем должен кто-то наблюдать. Не имеет значения, насколько идеальную систему вы построите, крайне важно — что будет на экране монитора. Кроме горизонтального угла обзора, существует еще вертикальный (примерное соотношение 4 к 3), и это составляет размер видимой картинки (см. рис.).

Ниже приведены образцы изображений, полученные из одной точки, но объективами с разными фокусными расстояниями. Расстояние до черного автомобиля примерно – 60 метров.

Зависимость угла обзора от фокусного расстояния

Для выбора объектива под конкретную задачу необходимы следующие данные:
   
    1. Место установки видеокамеры (улица / помещение).
Для уличных видеокамер используются объективы с автоматической диафрагмой (изменение диаметра входного отверстия объектива/регулировка входящего потока света) с управлением Video Drive или Direct Drive. Объективы Video Drive несколько дороже и уже практически не применяются, но предпочтительнее, т.к. быстрее отрабатывают изменения освещенности. Для видеокамер, устанавливаемых в помещении используются объективы с ручной диафрагмой или без диафрагмы.
   
    2. Размер зоны наблюдения,
т.е. размеры и расстояние до объекта наблюдения. Если эти данные известны, то необходимое фокусное расстояние вычисляется по следующим формулам:
f=v*S/V или f=h*S/H,
где f- фокусное расстояние
v- вертикальный размер матрицы
V- вертикальный размер объекта
S- расстояние до объекта
h- горизонтальный размер матрицы
H- горизонтальный размер объекта.

Размер матрицы

Пример.
Необходимо с расстояния 25 м наблюдать за фасадом здания длинной 15 м.
Тогда для видеокамеры с матрицей 1/3″ получим,
f= 4,8*25/15=7,99 мм.
Следовательно, выбираем объектив с фокусным расстоянием 8 мм.

    3. Формат матрицы видеокамеры.
Видеокамеры с матрицей 1/3″ могут работать с объективами 1/2″ и 1/3″. Видеокамеры 1/2″, только с объективами 1/2″.

    4. Необходимость изменения угла поля зрения в процессе работы.
В этом случае используются ручные Manual Zoom или так называемые Вариофокальные объективы или Motor Zoom — это объективы с дистанционным управлением фокусным расстоянием.

Углы обзора 1/3″ видеокамер.
Все приведенные в таблице данные приблизительные и даны в качестве начальной справки.

 

Зависимость угла зрения (гор.) объектива от его фокусного расстояния

 

Зависимость размера видимого объекта (в метрах) от фокусного расстояния (для ПЗС — 1/3″)

 

Как выбрать объектив для камеры видеонаблюдения

 

При выборе объектива для камеры необходимо исходить из задач, которые вы ставите перед системой видеонаблюдения. Четкое определение задачи будет определять правильный выбор объектива, что в свою очередь позволит увидеть на мониторе именно то изображение, которое вы хотите получить.

В первую очередь необходимо обратить внимание на фокусное расстояние, которое и будет определять насколько далеко или как широко сможет показывать ваша камера.

Что такое Фокусное расстояние объектива?

Фокусное расстояние объектива измеряется в миллиметрах и представляет собой расстояние от объектива до матрицы видеокамеры, на которую и фокусируется изображение.

Самым популярным значением фокусного расстояния в видеокамере является величина в 4 мм, которая примерно равна углу обзора в 70° по горизонтали, а это приближенное число к углу зрения обычного человеческого глаза. Камеры с таким объективом, являются универсальным решением для инсталляции системы видеонаблюдения в типовых помещениях.

 

 

 

Таким образом, при выборе объектива помните, что чем меньше миллиметров фокусное расстояние объектива (например 2,8 мм), тем большую площадь обзора она будет охватывать. Такие широкоугольные объективы подходят для общего обзора например на парковках или придомовой территории. 

И напортив, в случае же выбора объектива с большим фокусным расстоянием (например 6 или 12 мм) – охват территории будет меньше. Такой вариант больше подойдет для решения задач, где необходимо более детальное изображение, например в банках или в магазине над кассой с охватом только денежно-расчетных операций.

 

Угол обзора видеокамеры

Вместе с тем, угол обзора указывает на то, насколько большую площадь сможет охватить ваш объектив во время видеосъемки.

Так на примере изображения находящемся справа, широкоугольные объективы позволяют увидеть большую площадь наблюдаемой территории, но с меньшей детализацией, и противоположно узкоугольные объективы позволяют детализировано рассмотреть удаленные объекты.

 

Разделяют три основных типа объективов:

 

1. Монофокальные (фиксированные) объективы имеют одну фиксированную величину фокусного расстояния. В таких объективах нельзя регулировать угол обзора видеокамеры. Из-за своей простоты и низкой стоимости они являются наиболее популярными.

 

 

 

 

 

2. Вариофокальные объективы. Из них различают с автофокусом и с ручной фокусировкой, которые позволяют регулировать фокусное расстояние объектива, и как следствие менять угол обзора видеокамеры. Этот тип объектива является универсальным, однако их стоимость выше.

 

 

3. Трансфокальные (зум-объективы) являются самыми дорогими, однако они позволяют реализовывать удаленно с пульта управления большое количество задач:

— регулировать углы обзора видеокамеры;

— производить масштабирование зоны наблюдения;

— наводить резкость;

— фокусировать изображение;

В основном, такие типы объективов применяются в роботизированных PTZ-камерах (поворотных)

 

 

 

на видео ниже пример возможностей 1,3 мегапиксельной ip камеры Hikvision DS-2DF7274-Aс использованием трансфокального объектива

 

 На основании вышеизложенного, надеюсь у вас сформировалось представление о взаимозависимости фокусного расстояния и угла обзора.

 

Вместе с тем хочу отметить, что на практике же подобрать действительно подходящий угол обзора и объектив для поставленных задач не так просто как кажется.

В связи с этим для целей надлежащей инсталляции системы видеонаблюдения и разрабатывается профессиональное ПО, позволяющего точно и без мертвых зон рассчитать необходимый для каждого конкретного случая угол обзора и как следствие зону видимости.

 

 

 

 

 

Таблица зависимости угла обзора от фокусного расстояния объектива

Для выбора объектива под конкретную задачу необходимы следующие данные: 

1. Размер зоны наблюдения, т.е. размеры и расстояние до объекта наблюдения.
Если эти данные известны, то необходимое фокусное расстояние вычисляется по следующим формулам: 

f=v*S/V или f=h*S/H, 

где f- фокусное расстояние 

v- вертикальный размер матрицы 

V- вертикальный размер объекта 

S- расстояние до объекта 

h- горизонтальный размер матрицы 

H- горизонтальный размер объекта.

Размер матрицы

Формат матрицы	1/3″	1/4″
Вертикальный размер, мм	3,6	2,4
Горизонтальный размер, мм	4,8	3,2

Пример.

Необходимо с расстояния 25 м наблюдать за фасадом здания длинной 15 м.
Тогда для видеокамеры с матрицей 1/3″ получим,
f= 4,8*25/15=7,99 мм.
Следовательно, выбираем объектив с фокусным расстоянием 8 мм.

2. Формат матрицы видеокамеры.
Видеокамеры с матрицей 1/3″ могут работать с объективами 1/2″ и 1/3″. Видеокамеры 1/2″, только с объективами 1/2″.

3. Необходимость изменения угла поля зрения в процессе работы.
Углы обзора 1/3″ видеокамер.
Все приведенные в таблице данные приблизительные и даны в качестве начальной справки.

Объектив (фокусное расстояние), мм	Угол обзора по вертикали, град	Угол обзора по горизонтали, град	Угол обзора по диагонали, град	Дистанция распознавания, м	Дистанция наилучшего качества
2,5	90	120	150	2	0,7
2,9	78	104	130	3	1,2
3,4	70	94	110	3,4	1,4
3,5	63	79	98	3,5	1,45
3,6	54	72	92	3,5	1,5
3,7	52	70	90	3,8	1,6
4,0	48	65	75	3,9	1,7
4,3	47	62	73	4	1,8
5,5	40	55	70	5	2
6,0	32	42	53	6	2,3
8,0	24	32	40	8	3
12,0	17	22	28	12	4
16,0	12	17	21	16	6
25,0	8	11	14	25	10
50,0	4	5,5	7	50	20
75	2,8	3,7	4,6	70	30

Фокусное расстояние и угол обзора — The Photo Video Guy

Несколько месяцев назад я написал статью для сотрудников Henry’s о том, почему угол обзора может быть важнее для фотографов, чем фокусное расстояние. Это было хорошо принято, хотя один парень завязал свои шорты, потому что ему не понравился подход, хотя он согласился, что все, что я написал, было правдой. Справедливо не соглашаться по поводу подхода, но когда это сочетается с оскорблениями, это свидетельствует о незрелости и отчаянной потребности в жизни.Интернет позволяет людям прикрываться анонимностью. Итак, вот в чем дело. Вам не нужно соглашаться, и если вы действительно ненавидите то, что я пишу, это круто и продолжайте.

Так или иначе, вернемся в помещение. Я встречаю много новых креативщиков, снимающих фото или видео, и их редко беспокоит физическое фокусное расстояние объектива, что особенно не имеет значения в качестве индикатора, когда задействованы камеры с датчиком кадрирования, поскольку они всегда ссылаются на объективы, как если бы они были полнокадровыми. даже если нет.Настоящих креативщиков волнует имидж, а также то, что в нем входит, а что нет. Частично это регулируется углом обзора.

Проблема

С тех пор, как производители начали создавать камеры с фокусным расстоянием от 35-миллиметровой пленки, прикрепленной к датчикам, которые были не такого же размера, как 35-миллиметровый негатив, нам приходилось иметь дело с глупостью кроп-фактора. Давайте рассмотрим ситуацию из реального мира, которую я услышал в магазине.

Заказчик: «У меня есть Nikon. У него кроп-фактор 1.5. Если я куплю объектив, на котором написано, что это 35 мм, он будет не таким, как снимки, сделанные моей старой пленочной камерой Nikon. Это так сбивает с толку ».

Продавец: «Вы правы! У вас есть камера с датчиком кадрирования, поэтому, когда вы устанавливаете 35-миллиметровый объектив, это не совсем 35-миллиметровый объектив, он выглядит как 52,5-миллиметровый объектив »

Клиент:« Но мне нужен объектив, который выглядит так, как 35-миллиметровый объектив, который выглядел на моем старом камера! »

Продавец: «Нет проблем, вы хотите купить объектив 23,3 мм, чтобы он выглядел как ваш старый 35 мм.Все дело в кроп-факторе ».

Клиент: «Забудьте об этой чепухе, я просто воспользуюсь телефоном».

Продавец точен, но к сожалению не помогает. Подобные дискуссии ведутся каждый день в мире цифровой фотографии и вызывают множество споров о том, что лучше. Это меньше подходит для людей, снимающих микро 4/3, потому что числа фокусного расстояния действительно соответствуют размеру сенсора.

Давайте вместо этого подумаем об угле обзора

На самом деле большинство из нас ищет контроль над тем, что отображается на изображении.Для подавляющего большинства нас наплевать на числа фокусных расстояний, нас действительно волнует то, что фиксирует датчик и как это передает изображение, которое мы хотим создать, и историю, которую мы хотим рассказать.

Комбинация фокусного расстояния и размера сенсора вместе определяет диагональный угол обзора, в основном меру угла между двумя наиболее удаленными друг от друга точками в кадре, диагонально противоположными углами.

Мы хотим контролировать то, что попадает на сенсор, и мы используем положение, технику и разные линзы для достижения наших целей.Если мы находимся в маленькой комнате и хотим запечатлеть все, мы обычно выбираем широкоугольный объектив. Имеет ли значение фокусное расстояние? Это не так, важно то, есть ли у нас угол обзора, достаточный для достижения нашей цели.

Вот почему я призываю людей не зацикливаться на фокусных расстояниях, а лучше попробовать разные объективы и найти тот, который соответствует вашим целям. Зум-объективы, как правило, являются отличным местом для начала решения этой проблемы, потому что, перемещая элементы при увеличении, мы можем получить диапазон углов обзора в диапазоне масштабирования.Честно говоря, мы обычно не думаем об угле обзора, поэтому идея фокусного расстояния — это простой способ определить угол обзора. Все мы знаем, что зум 11–24 мм имеет более широкий диапазон углов обзора, чем объектив 70–200 мм.

Значение фактора урожая

Вопреки некоторым небылицам, фактор урожая — это просто математический фактор, который описывает процентное изменение данного датчика на основе установленного стандарта полного кадра 35 мм отрицательного размера. Некоторые камеры, такие как Micro Four Thirds, на самом деле маркируют свои линзы должным образом в соответствии с размером используемого датчика, но все камеры с датчиком кадрирования, будь то зеркальные или беззеркальные, этого не делают.Таким образом, мы должны применить математику кроп-фактора, чтобы получить желаемый угол обзора.

Я построил для вас диаграмму, которая поможет вам проводить эти сравнения.

Сравнение коэффициента кадрирования и угла обзора

Эта таблица не охватывает все возможные углы обзора, но дает несколько очень распространенных примеров, и вы начнете понимать, почему вы можете выбрать полнокадровый датчик, если хотите действительно широкий, или, может быть, микро-четыре трети для супертелеобъектива, который не требует помощи Халка, чтобы носить его с собой.В зависимости от размера сенсора влияют и другие факторы, но это уже другой разговор.

Основные сведения о фокусном расстоянии и угле зрения

Покупая новый объектив, фотографы, скорее всего, в первую очередь ориентируются на фокусное расстояние. Но что такое фокусное расстояние объектива и как оно влияет на наши снимки? А как насчет угла зрения, идет ли он рука об руку с фокусным расстоянием? Вот что означают эти технические термины и как они влияют на ваши изображения.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние объектива — это измерение расстояния, которое часто ошибочно воспринимается как постоянное измерение между линзой и датчиком, но на самом деле это измерение от узловой точки до датчика. Эта узловая точка, также называемая «входным зрачком», является точкой в ​​линзе, где входящие световые лучи сходятся на своем пути через оптику к датчику.

Фокусное расстояние чаще всего указывается в миллиметрах, но старые широкоформатные пленочные фотографы привыкли слышать, что их объективы также описываются в дюймах.(Дюйм равен примерно 25 мм, поэтому стандартный объектив камеры обзора 210 мм часто называют 8-дюймовым объективом.) Большинство из нас, тем не менее, знакомы с объективами в миллиметрах — например, 50 мм, 100 мм, 24–70 мм и 70–200 мм. Первые — это линзы с фиксированным фокусным расстоянием, известные как простые, а вторые — это линзы с переменным фокусным расстоянием, которые мы все называем зумом.

Это технические определения, но что они означают на практике? С точки зрения непрофессионала, фокусное расстояние означает более широкий или более узкий угол обзора — и это то, о чем мы, фотографы, на самом деле думаем, когда рассматриваем композицию перед выбором линз по фокусному расстоянию.

Угол обзора

Иногда называемый полем зрения, угол обзора объектива измеряется в градусах по вертикальной и горизонтальной осям и показывает, показывает ли объектив большую часть сцены перед вами или меньше; широкий или узкий вид. Например, угол обзора 180 градусов будет означать, что объектив может воспринимать все — от поворота головы на 90 градусов влево до 90 градусов вправо и все, что между ними. (Некоторые сверхширокие линзы типа «рыбий глаз» действительно обеспечивают углы обзора 180 градусов, а иногда и больше, видя все перед объективом и кое-что из того, что находится за объективом и .)

Вот почему объективы подразделяются на категории от «широкоугольных» до «обычных» и «телефото». Чем короче фокусное расстояние объектива, тем шире его угол обзора. И чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора. На практике узкий угол обзора телеобъектива позволяет увеличивать объекты. Расположенный на одинаковом расстоянии от камеры объект, сфотографированный с более длинным фокусным расстоянием, будет занимать большую площадь на датчике, чем тот же объект на том же расстоянии, сфотографированный с более коротким фокусным расстоянием, что обеспечивает более широкий угол обзора.

Выбор подходящего объектива

Вооружившись вышеуказанными знаниями, фотографы могут сделать более осознанный выбор, какие объективы им использовать в конкретных обстоятельствах. Например, чтобы запечатлеть больше пейзажной сцены или архитектурного интерьера, фотографы выбирают более широкий угол обзора, обеспечиваемый объективом с коротким фокусным расстоянием, например 18 мм или 24 мм. Фотожурналисты часто любят добавлять контекст в свои изображения, поэтому широкоугольный 35-миллиметровый угол позволяет охватить немного больше сцены, чем «нормальный» 50-миллиметровый простой, а его угол обзора примерно соответствует тому, что воспринимает человеческий глаз.Фотографы-портретисты часто хотят изолировать свои объекты, поэтому предпочтительнее использовать более узкий угол обзора, например, от объектива 85 мм, 105 мм или даже 135 мм. Спортивные фотографы и фотографы дикой природы хотят максимально увеличить объекты, которые они снимают, поэтому они выбирают супертелеобъективы 200 мм, 400 мм и более для своего меньшего поля зрения.

Первоначально опубликовано 20 ноября 2019 г.

Объяснение поля зрения

: получение правильного угла

Перед настройкой камеры видеонаблюдения вам необходимо ознакомиться с несколькими ключевыми моментами, чтобы убедиться, что вы получаете лучший ракурс для наиболее полного отснятого материала.В зависимости от ландшафта, который вы хотите контролировать, все зависит от типа выбранного объектива и установленного угла обзора.

Что такое поле зрения?

Прежде чем что-либо делать с камерой наблюдения, важно понять некоторую основную информацию. Прежде всего, что такое «поле зрения»? Есть много противоречивых ресурсов, объясняющих эту тему, и важно понять это, прежде чем начать.

Большая часть путаницы возникает из-за попытки определить разницу между полем зрения и углом обзора.Некоторые люди считают, что эти два термина взаимозаменяемы, в то время как другие думают, что есть небольшое, но важное различие.

В рамках данной статьи поле зрения (FOV) камеры видеонаблюдения, также называемое углом обзора, — это то, что камера может захватывать или видеть. Вы измеряете FOV в градусах.

Подробнее об этом в разделе ниже.

Понимание поля зрения при выборе объектива

Перед тем, как выбрать объектив для вашего наблюдения, вы также должны иметь общее представление о том, что делают разные типы объективов.

Ваше второе по важности соображение при выборе объектива? Какой пейзаж вы хотите запечатлеть. Вы хотите запечатлеть общую картину? Или вы хотите детально рассмотреть небольшое пространство? Прежде чем выбирать тип объектива, важно определить интересующее вас поле зрения.

Ознакомьтесь с нашей разбивкой по различным типам углов обзора, которые следует учитывать, чтобы помочь вам принять решение:

Различные углы обзора для вашей камеры

• Сверхширокоугольный: Объективы этого типа создают эффект «рыбьего глаза» и покрывают угол обзора 180 ° или более.

• Wide Angle: Объективы с углом обзора от 110 до 60 градусов, что соответствует эффективному фокусному расстоянию от 10 мм до примерно 25 мм.

• Стандартный / средний : Объективы с углом обзора от 60 до 25 градусов, что соответствует эффективному фокусному расстоянию от 25 мм до примерно 65 мм.

• Telephoto : Объективы с углом обзора от 25 до 10 градусов, что соответствует фокусному расстоянию от 65 до 160 мм.

• Супертелеобъектив: Объективы с углом обзора от 10 до 1 градуса, фокусным расстоянием от 160 до 600 мм.

Выбор подходящей камеры для съемки нужного кадра

Камера с широкоугольным объективом захватывает больше объектов, но меньше деталей.

Этот ракурс идеален, если вы хотите наблюдать за большим ландшафтом. Камеры с широкоугольным объективом — популярный вариант для предприятий и больших пространств.Этот тип линз может запечатлеть общую картину любой необычной активности или движения на территории.

Если вы хотите запечатлеть что-то конкретное или детализированное, этот объектив не подойдет вам. Если вам нужно снимать меньше объектов, но с большей детализацией, лучше выбрать узкоугольный объектив.

Телеобъективы камеры захватывают объекты на расстоянии, заставляя их казаться ближе в зависимости от фактического фокусного расстояния объектива. Телеобъектив идеально подходит для защиты вашего дома или личного имущества.

Важно знать, что когда дело доходит до использования телеобъектива, чем меньше фокусное расстояние, тем шире будет обзор. Это ограничит качество записываемого материала.

Если вы все еще не уверены, какой тип объектива камеры вам подходит, мы будем рады помочь. Свяжитесь с нашей командой для получения помощи.

Основные сведения о фокусном расстоянии и поле зрения

Это Раздел 1.3 Руководства по работе с изображениями.

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием

Линза с фиксированным фокусным расстоянием , также известная как обычная или энтоцентрическая линза, представляет собой объектив с фиксированным угловым полем зрения (AFOV). Путем фокусировки объектива на разные рабочие расстояния (WD) можно получить поле зрения (FOV) разного размера, 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 . 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 более длинным 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 , которая редко находится на механической задней части объектива формирования изображения; это одна из причин, почему WD, рассчитанные с использованием параксиальных уравнений , являются только 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 FOV 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 можно приблизительно определить с помощью Equation 1 и выбрать подходящий объектив из таблицы технических характеристик объектива или таблицы данных путем нахождения ближайшего доступного фокусного расстояния с необходимым AFOV для используемого датчика. .

14,25 °, полученное в Примере 1 (см. Белое поле ниже), можно использовать для определения необходимой линзы, но также необходимо 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 можно определить непосредственно из FOV и WD, подставив Уравнение 1 в Уравнение 2 , как показано в Уравнение 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}}} $ увеличением) 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 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 помещается в изображение. где соотношение сторон используется в виде дроби (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 различным размерам датчиков одного и того же формата датчика . 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 горизонтальный размер датчика 6,4 мм, желательно горизонтальное поле обзора 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

Угол обзора

Vs. Поле зрения. Есть ли разница ?!

Изучая новый учебный контент для этого сайта, я наткнулся на тему, которая, кажется, сбила с толку многих людей, и я должен быть честен, когда я начал углубляться в нее, сначала я просто все больше и больше сбивался с толку. .

Кажется, простой вопрос: Есть ли разница между углом зрения (AOV) и полем зрения (FOV)?

Я понял, что в прошлом я использовал эти два термина как взаимозаменяемые, но я начал задаваться вопросом, было ли это неправильно, хотя я обнаружил, что многие другие люди делают то же самое, например Боб Аткинс, который ссылается на FOV при определении уравнения для него, но помечает получившийся график AOV.

Запись в Википедии о поле зрения начинается с первой строки «Об одном и том же явлении в фотографии см. Угол обзора», что, безусловно, указывает на то, что эти два понятия взаимозаменяемы.К сожалению, это быстро противоречит самому себе в самой первой строке ввода угла обзора, цитируя источник, который четко заявляет, что люди не должны относиться к FOV и AOV одинаково. Этот источник, ссылка на который приведена в предыдущем предложении, утверждает, что AOV — это угол, а FOV — это измерение линейного расстояния.

Это действительно имело для меня большой смысл, но другие источники, которым я доверяю по таким вопросам, например, отличный веб-сайт Photography Life, противоречат этому утверждению, говоря, что, хотя AOV и FOV — разные вещи, они оба измеряются как углы.В их статье говорится, что угол обзора — это свойство объектива и не изменяется независимо от размера датчика в камере, в то время как поле обзора зависит от объектива И размера датчика. Другими словами, полнокадровый объектив может иметь определенный угол обзора, но при использовании на камере с датчиком кадрирования фактическое поле обзора (FOV) будет меньше. Опять же, взятый в вакууме, это звучит как совершенно отличный способ определения обоих терминов, но он действительно противоречит другим источникам, и я изо всех сил пытался найти где-нибудь еще, что предлагало бы эту конкретную пару определений.

Затем я начал осматриваться, чтобы увидеть, как производители камер используют эту терминологию, и обнаружил, что Canon, Nikon и Sony ссылаются на угол обзора в своих характеристиках объективов на своих веб-сайтах и, похоже, предпочитают эту терминологию полю зрения. Тем не менее, они также включают угол обзора как для полнокадровых объективов, так и для объективов APS-C (см. Пример ниже), что противоречит обычно отлично исследованному контенту на сайте Photography Life, в котором говорится, что AOV для объектива является постоянным, и только FOV изменяется в зависимости от размера сенсора.

Пример спецификации с веб-сайта Sony. Canon и Nikon придерживаются того же подхода.

Из раздела веб-сайта SONY, посвященного основам объективов

«Угол обзора» описывает, какая часть сцены перед камерой будет захвачена сенсором камеры. Говоря немного более техническими терминами, это угловой размер сцены, снятой датчиком, измеренный по диагонали. Важно помнить, что угол обзора полностью определяется как фокусным расстоянием объектива, так и форматом сенсора камеры, поэтому угол обзора, который вы получаете от любого данного объектива, будет отличаться на 35-миллиметровом полнокадровом и APS- Камеры формата C.Разные объективы с одинаковым фокусным расстоянием всегда будут иметь одинаковый угол обзора при использовании с датчиком одинакового размера

С веб-сайта Nikon, посвященного основам объективов

Угол обзора — это видимая часть сцены, захваченная датчиком изображения, выраженная как угол. Широкий угол обзора охватывает большие области, малые углы — меньшие области. При изменении фокусного расстояния изменяется угол обзора. Чем короче фокусное расстояние (например, 18 мм), тем шире угол обзора и больше захватываемая область.Чем больше фокусное расстояние (например, 55 мм), тем меньше угол и тем больше кажется объект.

Nikon соглашается с Sony в этом вопросе, хотя затем они полностью обманывают и начинают говорить об «угле обзора» в разделе, озаглавленном «угол обзора», что является термином, который больше нигде не упоминается, и, на мой взгляд, вероятно, просто результат плохого перевода в какой-то момент.

Так что же такое AFOV?

В этот момент я был полностью озадачен всем этим, и все признаки указывали на тот факт, что эти два термина настолько похожи друг на друга, что Интернет полностью запутался в них.Затем я начал замечать, что третий термин появляется в некотором контенте, таком как эта статья Edmund Optics, которая относилась к AFOV, как в поле зрения angular .

Хорошо, теперь у нас есть FOV, AOV и AFOV!

В той конкретной статье использовался термин AFOV вместо того, что я определил как AOV. Я могу согласиться с этим, потому что когда вы думаете о термине поле зрения , кажется, что это не должен быть угол, поэтому добавление слова угловой имеет смысл, если вы собираетесь использовать угол как единица измерения.В некоторых случаях я также встречал людей, употребляющих термин «линейное поле зрения», что, я думаю, мы все можем согласиться, это просто способ подчеркнуть, что это расстояние, а не угол.

Вот как я собираюсь определять FOV и AOV!

У меня такое чувство, что по этой теме есть так много запутанной информации, что люди будут обсуждать (и спорить) вечно, но я не хотел сидеть сложа руки, пока не придумал набор определений, которые я был счастлив принять его для использования на этом сайте и в дальнейшем в своих учениях.Не стесняйтесь не соглашаться со мной в комментариях, я абсолютно открыт для других предложений, если они могут быть подкреплены каким-либо источником информации. Тем не менее, прочитав бесчисленные аргументы и сообщения в блогах по этой теме (серьезно, я потратил 8 часов, читая об этом сегодня), я доволен тем, как я решил заняться этими терминами в будущем. Мои определения, представленные ниже, имеют для меня наибольший смысл, когда я собираю все вместе.

Итак, вот как я собираюсь определять и использовать эти термины на этом сайте и в моей будущей работе, если только кто-то не предоставит мне некоторую хорошо собранную информацию, которая противоречит этому:

Угол обзора (AOV)

Определяется уравнением:

Угол обзора (в градусах) = 2 ArcTan (ширина сенсора / (2-кратное фокусное расстояние)) * (180/

π)

Это формула, которая чаще всего используется для определения угла зрения, и она согласуется с тем, как спецификации объектива представлены всеми основными производителями камер.

На угол обзора влияет как фокусное расстояние объектива, так и размер сенсора в камере. Большое фокусное расстояние обеспечивает очень маленький угол обзора. Короткое фокусное расстояние обеспечивает очень широкий угол обзора, отсюда и термин «широкоугольный объектив». Здесь вы можете найти таблицы общих углов обзора для различных фокусных расстояний и немного больше о математике.

Поле зрения (FOV)

Определяется уравнением:

Поле зрения = 2 (Тан (Угол зрения / 2) X Расстояние до объекта)

Поле зрения — это измерение расстояния, которое требует знания расстояния от оптического центра объектива до объекта.Если вы знаете фокусное расстояние и расстояние до объекта, вы можете рассчитать угол обзора, а затем поле зрения. Это позволит вам рассчитать размер чего-либо в вашем кадре или, наоборот, вы могли бы рассчитать расстояние до объекта, если бы вы знали его размер и какую часть кадра он заполнял.

Одна вещь, которую я обнаружил, подтверждает мою теорию о том, что это лучшее определение поля зрения, заключается в том, что именно так все производители биноклей используют эту терминологию в спецификациях биноклей.В этой отрасли в качестве расстояния до объекта используется стандартизованное расстояние в 1000 ярдов, а в биноклях часто указывается такая спецификация, как «Поле зрения: 300 футов на 1000 ярдов». Источник: allaboutbirds.org

Пример спецификации бинокля Monarch HG, взятый с веб-сайта Nikon Sport Optics. Обратите внимание на то, что они используют угловое поле зрения как угол и, что важно, поле зрения как расстояние!

Угловое поле зрения (AFOV)

То же, что и угол обзора.

Поле зрения лайнера (LFOV)

То же, что и FOV, измеряется в единицах расстояния и требует знания расстояния от объектива до объекта. Чаще всего используется вместе с термином AFOV. например, «35-миллиметровый объектив Canon имеет угловое поле зрения 54,4 градуса и линейное поле зрения 103 фута при 1000 ярдах».

Что вы думаете об этом наборе определений?

Оставьте комментарий ниже, но если вы хотите не согласиться со мной, было бы замечательно, если бы вы могли процитировать некоторые источники, потому что на форуме уже слишком много веток по этой теме, которые просто деградировали до двусторонних разговоров. в форме «Я прав», «Нет, я прав».Пусть это не станет еще одним из них! Я хочу разобраться в этом!

Фокусное расстояние и поле зрения в 4 этапа

Так же, как наши глаза — это наши окна во внешний мир, линзы — это глаза камеры во внешний мир.

И линзы, как у каждого человека, разные глаза с разными возможностями.

Это означает, что то, что видит один человек, другой может не видеть ту же сцену таким же образом.То же самое и с линзами.

Некоторые объективы имеют короткое фокусное расстояние и, следовательно, очень широкий угол зрения; другие имеют очень большое фокусное расстояние и, следовательно, узкий угол зрения.

Но что все это значит?

Давайте рассмотрим эти концепции более подробно.

Фокусное расстояние важно, но важнее поле зрения

Фокусное расстояние показывает нам длину объектива. Естественно, это важная информация для фотографов.

Однако поле зрения важнее.

Но почему?

Это просто: поле зрения сообщает нам, какую часть сцены может увидеть объектив. Другими словами, это более информативный тест на то, что вы можете фотографировать с помощью конкретной камеры и объектива, которые вы используете.

Важно отметить: поле зрения изменяется при изменении двух факторов — фокусного расстояния объектива и размера сенсора (или размера пленки), используемого вашей камерой.

Сложность в том, что поле зрения, хотя и более информативное, меняется в зависимости от размера сенсора камеры.В результате производители фотоаппаратов чаще всего используют неизменяемое фокусное расстояние. В видео ниже Ларри Беккер из B&H Photo рассказывает о датчиках камеры и кроп-факторе, а также о том, как их можно использовать для определения поля зрения.

Вот пример того, как определить поле зрения объектива:

На полнокадровой камере фиксированный объектив 50 мм имеет поле обзора 47 градусов. Поле зрения в 47 градусов — это примерно то, что мы видим собственными глазами.

Но, если поставить камеру с датчиком кадрирования, тот же объектив 50 мм имеет другое поле зрения. Теперь есть разные уровни кадрирования, но если предположить, что у камеры коэффициент кадрирования 1,6x, поле зрения уменьшается примерно до 30 градусов.

Это важное различие, потому что с этим более узким полем зрения вам придется отодвинуться дальше от объекта, чтобы сделать снимок, примерно похожий на снимок, снятый тем же объективом на полнокадровой камере.

Конечно, вы можете использовать и другой объектив.

Если фиксированный объектив 50 мм имеет поле зрения 47 градусов на полнокадровой камере, то объектив 31 мм имеет поле зрения 47 градусов на камере с датчиком кадрирования 1,6x. К сожалению, никто не делает объективы с таким фокусным расстоянием, поэтому вам придется прибегать к чему-то немного короче или длиннее, скажем, 35-мм объективу.

Глядя на приведенную выше таблицу, вы можете увидеть различные фокусные расстояния для систем полнокадрового просмотра, датчика кадрирования и камер с микро-разрешением 4/3, которые обеспечивают одинаковое поле зрения.Например, объектив 20 мм на полнокадровой камере, объектив 13 мм на камере с датчиком кадрирования 1,6x и объектив 10 мм на камере с микро 4/3 имеют поле зрения 94 градуса.

Также обратите внимание на то, как сужается поле зрения с увеличением фокусного расстояния. Внизу диаграммы объектив 400 мм на полнокадровой камере, объектив 250 мм на камере с датчиком кадрирования 1,6x и объектив 200 мм на камере с микро 4/3 имеют поле зрения только 6 градусов.

Итак, если убрать все эти технические детали, как это повлияет на вашу способность создавать фотографии?

Если вы хотите включить в сцену больше, используйте широкоугольный объектив

Широкоугольный объектив имеет самое широкое поле зрения — примерно 63 градуса.Но, как отмечалось выше, поле зрения зависит от размера сенсора камеры.

Итак, в полнокадровой камере объектив размером 35 мм или меньше считается широкоугольным, а примерно 20 мм и меньше считается широкоугольным для камеры с датчиком кадрирования. Если вы снимаете с фокусным расстоянием четыре трети, вам нужно будет сделать около 18 мм, чтобы получить широкоугольное поле зрения.

С точки зрения композиции, при использовании широкоугольного объектива следует учитывать две вещи:

• При более широком обзоре вам необходимо приблизиться к объекту, если вы хотите заполнить кадр.Если вы этого не сделаете, в кадр будет включено больше фона.
• Широкоугольные объективы имеют большую глубину резкости, то есть область изображения, которая находится в резком фокусе, чем объективы с более длинным фокусным расстоянием. В результате фон (которого, как отмечалось выше, больше) оказывается в фокусе).

Это означает, что при широкоугольной съемке вы включите в кадр больше сцены, чем если бы вы использовали более длинный объектив. Из-за этого пейзажные фотографы, как правило, любят широкоугольные объективы, потому что они могут включать в кадр больше сцены слева направо и большую часть сцены от переднего плана к фону, сохраняя при этом резкий фокус.

Эту концепцию можно увидеть на изображении пляжа выше. Обратите внимание на то, как у вас есть полный обзор слева направо и как все, от переднего плана до фона, находится в фокусе.

Кроме того, широкоугольные объективы предлагают интересную перспективу, поскольку они создают изображения с большой глубиной. Это функция, которой обычно не хватает более длинным объективам, особенно телеобъективам.

Нормальные линзы предлагают компромисс

Для более узкого поля зрения лучше всего подходят обычные линзы.

При примерно 55 градусах эти линзы имеют достаточно широкий угол обзора, чтобы включить большую часть сцены в изображение, но он также достаточно узкий, чтобы изображение не достигло той же глубины и размера, что возможно с широкоугольный объектив.

При этом нормальный объектив предлагает более широкий угол обзора, чем телефото. Вы можете включить гораздо больше фона, чем телеобъектив, но поскольку обычные объективы обычно имеют очень большую максимальную диафрагму, вы можете легко размыть фон, чтобы привлечь больше внимания к объекту.В видео выше вы увидите, как Тони и Челси Нортруп предлагают обзор этой концепции и исследуют, как можно использовать поле зрения и глубину резкости для создания улучшенных портретов.

Если вы хотите ограничить сцену, выберите телеобъектив

Как и у широкоугольных объективов, поле зрения телеобъективов меняется в зависимости от типа камеры. В полнокадровой камере объектив 85 мм считается телеобъективом, тогда как объектив 50 мм считается телеобъективом на камере с датчиком кадрирования.Для камеры с фокусным расстоянием четыре трети требуется всего 40-миллиметровый объектив для получения результатов телеобъектива.

Каждая из этих комбинаций объектива / камеры обеспечивает поле зрения около 30 градусов. По сравнению с широкоугольным полем зрения в 63 градуса вы можете увидеть, насколько ограничены телеобъективы.

В результате используются телеобъективы для создания более интимных снимков. Вам будет проще заполнить кадр объектом и исключить элементы сцены, которые не подходят или являются ненужными. Вы можете создавать изображения с небольшими дополнительными деталями, как с боковой точки зрения, так и с точки зрения глубины.

Глядя на изображение выше, вы можете увидеть, какая часть окружающей среды может быть пропущена при съемке с телеобъективом. Там, где широкоугольный снимок той же сцены, вероятно, включал бы весь мост Золотые Ворота, с телеобъективом сцена значительно ограничена, что позволяет фотографу сосредоточить наше внимание всего на нескольких элементах — единственной башне моста, горизонт города и фейерверк.

В завершение

Короче говоря, поле зрения — важный фактор, о котором нужно помнить, потому что он помогает определить внешний вид вашего снимка.Чтобы получить большую глубину и объем, выберите широкоугольный. Для более узкого и интимного снимка используйте телефото. Для чего-то среднего выберите объектив нормальной длины.

Но помните, какой тип камеры вы используете, и используйте таблицу, включенную в этот урок, чтобы определить, какое поле обзора будет создавать ваш конкретный объектив на корпусе камеры. Затем вы можете подобрать объектив к вашему объекту для достижения лучших результатов.

Хотя поначалу это, конечно, немного сбивает с толку, чем больше вы работаете с фокусным расстоянием и полем зрения, тем легче будет их понять и использовать в своих интересах для получения улучшенных фотографий.

---

Привет из PT!

Советы для начинающих по фотографии

Не знаете, что делать дальше?

Пройдите наш 30-дневный конкурс Creative Eye Challenge и раскройте последние секреты получения потрясающих снимков в любом месте и в любое время (с любой камерой).

Эквивалентное фокусное расстояние и поле зрения

Когда дело доходит до фокусных расстояний, кажется, что многих фотографов очень смущает жаргон «эквивалентное фокусное расстояние» и «поле зрения», который часто используется для описания характеристик объектива на разных камерах. датчики.Чтобы полностью понять эти термины, я решил написать небольшую статью, очень простыми словами объяснив, что они на самом деле означают.

1) Истинное фокусное расстояние

Каково истинное фокусное расстояние объектива? Это очень важно понять. Фокусное расстояние — это оптический атрибут объектива , который не имеет ничего общего с камерой или типом датчика, который она использует. Истинное фокусное расстояние объектива, как правило, указано производителем на объективе. Например, Nikon 50mm f / 1.Объектив 4G (ниже) имеет истинное фокусное расстояние 50 мм, независимо от того, на какой камере вы его используете.

2) Поле зрения

«Поле зрения» (которое иногда ошибочно называют «углом зрения», как объясняется ниже) — это просто то, что ваш объектив вместе с камерой может видеть и захватывать слева направо, чтобы сверху вниз. Если вы снимаете цифровой зеркальной камерой, поле зрения обычно соответствует тому, что вы видите внутри видоискателя. У некоторых зеркальных фотоаппаратов покрытие видоискателя менее 100%, а это означает, что то, что вы видите внутри видоискателя, на самом деле меньше по размеру, чем то, чем будет окончательное изображение.Например, если вы снимаете цифровой зеркальной камерой Nikon D90 с 96% покрытием видоискателя, то, что вы видите внутри видоискателя, будет примерно на 4% меньше, чем то, что на самом деле снимает камера. Следовательно, фактическое поле зрения — это всегда то, что фиксирует камера, а не обязательно то, что вы видите внутри видоискателя.

Вот пример различий в поле зрения между 70 и 400 мм:

Изображение 70 мм вверху слева выглядит почти «широким», в то время как изображение 400 мм показывает гораздо большее увеличение с гораздо более узким полем зрения.

3) Угол обзора

Производители линз часто публикуют термин «угол обзора» или «максимальный угол обзора» в спецификациях линз, поскольку они определяют, что объектив способен видеть в градусах. Например, объектив Nikon 24 мм f / 1,4G имеет максимальный угол обзора 84 °, а телеобъектив Nikon 300 мм f / 2,8G имеет максимальный угол обзора всего 8 ° 10 ′ при съемке на пленку или в полнокадровом режиме. камеры. Взгляните на следующую иллюстрацию:

Как видите, 84 градуса — это очень большая ширина по сравнению с 8 градусами.Вот почему при съемке с объективом 24 мм вы можете уместить большую часть сцены, а объектив 300 мм позволяет снимать более узкую, но гораздо более увеличенную часть сцены.

Основное различие между углом зрения и полем зрения состоит в том, что первый является атрибутом объектива, а второй — результатом как объектива, так и камеры. Например, указанный выше угол обзора 84 ° для 24 мм f / 1,4G предназначен только для полнокадровой камеры. После установки на камеру с кадрированным датчиком / датчиком APS-C поле зрения или то, что вы видите через камеру, фактически сужается до 61 °.Nikon публикует два разных числа для угла обзора для объективов — «Максимальный угол обзора (формат DX)» и «Максимальный угол обзора (формат FX)». В действительности фактические физические характеристики объектива (то, что он видит) не меняются. Как объясняется ниже, размер датчика просто обрезает часть кадра, что приводит к более узкому «полю обзора».

4) Эквивалентное фокусное расстояние

Давайте теперь перейдем к термину «эквивалентное фокусное расстояние», который, как я сказал в начале, является термином, который многие фотографы неправильно понимают.Слово «эквивалент» обычно относится к 35-мм пленке. Понимаете, в те времена, когда была 35-миллиметровая пленка, фокусное расстояние объектива всегда было таким, как указано на этикетке. С изобретением цифровых SLR сенсор камеры (устройство, которое фиксирует изображения) часто намного меньше, чем 35-миллиметровая пленка, в первую очередь из-за высокой стоимости. Это уменьшение размера сенсора приводит к обрезке углов изображения, процесс, который фотографы называют «кадрированием». Интересно то, что изображение на самом деле не обрезается датчиком или камерой — части изображения просто игнорируются.Взгляните на следующую иллюстрацию (красные стрелки представляют свет, попадающий в камеру):

Как видно из приведенных выше иллюстраций, 35-миллиметровые пленочные / сенсорные камеры захватывают большую площадь объектива, в то время как меньшие сенсоры (также известные как «обрезанные датчики») захватывают в основном центр. Обратите внимание, что на обоих рисунках свет попадает в камеру камеры точно так же, но меньший датчик может улавливать только определенную его часть, в то время как остальная часть света падает за пределы датчика.Термин «кадрированный датчик» может сбивать с толку, поскольку «кадрирование» изображения часто ассоциируется с его обрезкой. Опять же, в этом случае нет резки — световые лучи от краев линзы просто выходят за пределы и не доходят до сенсора.

Производители знали об этом процессе «перерегулирования», когда разрабатывали сенсоры меньшего размера, поэтому они начали производить линзы, специально разработанные для камер с кадрированными сенсорами, чтобы сделать их дешевле. Nikon называет их «DX», а Canon называет «EF-S».По сути, сам объектив проходит через меньший круг изображения, и к тому времени, когда он попадает на сенсор, на самом деле не тратится большая часть круга. Думайте об этом как о правой части приведенной выше иллюстрации, за исключением того, что круг намного меньше. Очевидно, что такие линзы не работают так, как они должны работать на полнокадровых / 35-миллиметровых камерах — только половина сцены действительно попадает на сенсор. Полнокадровые камеры Nikon запрограммированы на распознавание объективов DX и автоматически уменьшают разрешение изображения, в то время как объективы Canon EF-S вообще не работают с полнокадровыми камерами.

Каким образом две камеры с разными размерами сенсора имеют одинаковое разрешение изображения? Например, и полнокадровый Nikon D700, и кадрированный сенсор Nikon D300s имеют 12,1 мегапикселей, но имеют сенсоры разного размера. Это связано с тем, что камера Nikon D300s имеет гораздо меньшие пиксели (и, следовательно, более высокую плотность пикселей) по сравнению с Nikon D700 — именно так 12,1 миллиона пикселей могут уместиться на матрице меньшего размера. По сути, это означает, что меньшие датчики с меньшими пикселями в этом случае больше увеличивают центральную область линзы.Если объектив не очень высокого качества и не может разрешить мелкие детали, изображения могут казаться менее резкими на кадрированных датчиках.

Вернемся к термину «эквивалентное фокусное расстояние». Я уверен, что вы видели, как производители заявляли что-то вроде «Объектив 28–300 мм имеет поле зрения, эквивалентное фокусному расстоянию 42–450 мм в формате 35 мм», что является правильным выражением. Другие могут сказать что-то вроде «фокусное расстояние объектива эквивалентно 42-450 мм на датчике DX», что неверно.Как я показал выше, в отношении сенсора камеры фокусное расстояние объектива никогда не меняется — изменяется только поле зрения. По этой причине некорректно говорить что-то вроде «мой объектив 28–300 мм на моем Nikon D90 похож на объектив 42–450 мм».

Откуда берутся эти большие числа, например 42-450 мм? Давайте теперь посмотрим на кроп-фактор и на то, как на самом деле вычисляются эти «эквивалентные» числа.

5) Фактор кадрирования

К настоящему моменту вы понимаете, что на самом деле означает «эквивалентное фокусное расстояние» и как меньшие датчики игнорируют большую площадь круга.Теперь поговорим о кроп-факторе — термине, который производители и фотографы часто используют для описания сенсоров камеры и для расчета «эквивалентного фокусного расстояния». Возможно, вы слышали, как люди говорят что-то вроде «У камеры Nikon D90 кроп-фактор 1,5x» или «Canon 60D кроп-фактор 1,6x». Термин «кроп-фактор» появился после того, как были изобретены сенсоры меньшего размера, чтобы людям было легче понять, насколько уже становится поле зрения, когда объектив используется на камере с маленьким сенсором.Производителям приходилось как-то объяснять, как изображение на камере с меньшим сенсором выглядит увеличенным или «увеличенным» по сравнению с 35-миллиметровой пленкой.

Если вы возьмете область сенсора полнокадрового сенсора или 35-миллиметровой пленки и сравните ее с кадрированным сенсором, вы будете удивлены, увидев, что первый как минимум в два раза больше, чем второй. Например, полнокадровые камеры Nikon имеют размер сенсора приблизительно 36 x 24 мм, что дает нам площадь поверхности 864. Камеры с обрезанным сенсором, такие как Nikon D90, с другой стороны, имеют приблизительный размер сенсора 24 x 16 мм. , что составляет около 384 по площади — колоссальные 2.В 3 раза меньше по сравнению с Nikon D3s! Но когда дело доходит до фокусных расстояний, вы не используете площадь поверхности объектива. Коэффициент кадрирования рассчитывается путем деления диагонали полнокадрового датчика на диагональ кадрированного датчика.

Теперь вам придется вспомнить математику. Помните, как вычислить диагональ? Вот формула, если вы ее забыли: √ (X² + Y²). Полнокадровая камера имеет диагональ 43,26 (квадратный корень из 1296 + 576), а камеры с кадрированным сенсором имеют приблизительную диагональ 28.84 (квадратный корень 576 + 256). Если вы возьмете 43,26 и разделите его на 28,84, вы получите 1,5 — отношение диагонали полнокадрового сенсора к обрезанной диагонали сенсора (эти числа округлены — фактическое соотношение немного выше, около 1,52).

Что вы делаете с этим соотношением? Вы умножаете его, чтобы получить «эквивалентное фокусное расстояние». Например, объектив Nikon 24mm f / 1.4G имеет поле зрения, эквивалентное примерно 36 мм, при установке на камеру с кадрированным сенсором, например Nikon D90. Это означает, что если вы возьмете объектив 24 мм и установите его на камеру с кадрированным датчиком, а затем возьмете объектив 36 мм и установите его на полнокадровую камеру, вы получите примерно такой же вид.