Фокусное расстояние, угол обзора и перспектива в фотографии
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ОБЪЕКТИВАМ
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние или диапазон фокусных расстояний у зум-объективов — это, как правило, наиболее важная характеристика при выборе объектива для конкретных фотографических целей или жанров съемки. Фокусное расстояние объектива определяет две важнейших характеристики: коэффициент увеличения и угол обзора.
Чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение, и наоборот. Широкоугольные объективы с коротким фокусным расстоянием дают небольшое увеличение. Это значит, что вам нужно физически подойти ближе к объекту среднего размера, чтобы заполнить им кадр. Также это означает, что крупные объекты также поместятся в кадр, и для того, чтобы их сфотографировать, не нужно отступать от объекта съемки назад. Телеобъективы с длинным фокусным расстоянием дают большое увеличение, поэтому вы можете заполнять кадр объектами, находящимися далеко от камеры.
[1] Задняя (вторая) главная точка объектива [2] Фокусное расстояние [3] Угол обзора (измеряется по диагонали) [4] Фокальная плоскость (плоскость матрицы)
Техническое определение фокусного расстояния
Небольшой технический экскурс и немного математики
Фокусное расстояние объектива определяется как расстояние от задней главной точки до заднего фокуса, когда фокус наведен на бесконечность. Задняя главная точка — это одна из шести «кардинальных точек», которые используются в качестве характеристик оптической системы (передний и задний фокус, передняя и задняя узловые точки и передняя и задняя главные точки). Задняя главная точка может находиться где угодно: внутри объектива или снаружи в зависимости от оптической конструкции. Поэтому самостоятельно не так-то просто точно измерить фокусное расстояние объектива.
Фокусное расстояние и угол обзора
Угол обзора — это та часть сцены перед камерой, которая попадет на матрицу и становится изображением. В соответствии с более научным определением, это угловой размер сюжета, попадающего на матрицу, измеренный по диагонали.
Важно помнить, что угол обзора зависит от фокусного расстояния объектива и формата матрицы камеры. Поэтому угол обзора конкретного объектива на 35-мм полнокадровой камере и камере с матрицей формата APS-C будет разным. Разные объективы с одинаковым фокусным расстоянием всегда будут иметь одинаковый угол обзора при использовании на камерах с одним и тем же форматом матрицы.
Сравнение фокусного расстояния и угла обзора на рисунке иллюстрирует это соотношение для полнокадровых 35‑мм камер и камер формата APS-C.
* Фокусное расстояние, приведенное в скобках: эквивалент фокусного расстояния при использовании с полнокадровыми цифровыми камерами со сменной оптикой
Перспектива
На длинных фокусных расстояниях объекты на переднем и заднем планах изображения часто будут казаться ближе друг к другу, чем на самом деле. Такой эффект иногда называют «сжатием перспективы», однако прямая связь с самим объективом отсутствует. При использовании длиннофокусной оптики фотограф должен находиться далеко от объектов съемки.
Поэтому относительно расстояния от камеры до объектов на переднем и заднем планах эти объекты действительно находятся ближе друг к другу. Иными словами, поскольку объекты на переднем и заднем планах находятся достаточно далеко от камеры, их относительный размер на изображении будет близким к реальному. При использовании широкоугольной оптики обычно нужно наоборот подойти ближе к объекту на переднем плане так, чтобы заполнить им кадр. Поэтому более отдаленные объекты будут выглядеть меньше. Разница в видимой перспективе зависит от расстояния, на котором вы находитесь от объекта съемки.
Фокусное расстояние 24 мм, угол обзора 84 градуса
Фокусное расстояние 300 мм, угол обзора 8 градусов
Вы недавно просматривали
4. Угол поля зрения
Полем зрения (углом поля
зрения) называется
та часть пространства предметов, которая
видна или изображается с помощью данной
оптической системы.
Поле зрения оптических
систем принято характеризовать в угловой
мере. Так, рассматривая какой либо
предмет, о его размере судим по тому
углу, под которым он виден. Угол зрения
объектива понимается как телесный угол
(конический) угол, образованный линиями,
соединяющими переднюю главную точку
объектива с краями изображаемого
пространства. Выражают угол зрения
величиной плоского угла, вращение
которого образует данный конический
угол.
Изображение, даваемое объективом, не обладает одинаковым качеством по всему полю, наибольшая резкость и освещенность изображения наблюдаются в центре поля. По мере удаления от центра резкость и освещенность заметно снижаются, а у границ поля изображение весьма расплывчатое и тусклое. Так на изображении, полученном при помощи простой линзы, границы поля зрения невозможно даже установить из-за значительной потери резкости и освещенности к краям поля.
Центральная часть поля
зрения объектива, в пределах которой
изображение обладает степенью резкости,
достаточной для фотографических целей
и которая фактически используется в
фотосистеме для получения изображения
на светочувствительном материале,
называют полем
изображения объектива.
Размер поля изображения определяет
размер кадра. Диагональ кадра равна
диаметру поля изображения.
Угол, образованный лучами, соединяющими крайние точки поля изображения с задней главной точкой объектива, называется углом изображения объектива β:
где d – диагональ кадра, f — фокусное расстояние.
Поле зрения ограничивается полевой диафрагмой , которая обычно имеет форму круга в наблюдательных приборах (бинокли) и прямоугольную форму – в фотоаппаратах. Размер полевой диафрагмы определяется величиной резкого и достаточно освещенного изображения, заметно неухудшенного аберрациями, пригодного для практических целей.
Рис. Угол поля зрения
Рис. Угол поля зрения и круг изображения кадра 24*36 мм
Классификация объективов по углу изображения
В зависимости от соотношения диагонали кадра и фокусного расстояния объектива различают следующие основные типы объективов:
нормальноугольный— объектив, у которого фокусное расстояние примерно равно диагонали кадра;
узкоугольный — объектив, у которого фокусное расстояние значительно превышает диагональ кадра, имеет небольшой угол изображения и предназначен для съёмки удаленных предметов;
широкоугольный— объектив, у которого фокусное расстояние заметно меньше диагонали кадра; предназначен для съёмки в ограниченном пространстве;
сверхширокоугольный объектив(«рыбий глаз») — объектив, у которого угол изображения больше 140° или даже 180°.
Имеет очень большие
геометрические искажения и используется,
в основном, для художественной съёмки.объектив с переменным фокусным расстоянием, так называемый трансфокатор(иногда их также называютзумм-объектив, или простозум).
Имеет очень большие
геометрические искажения и используется,
в основном, для художественной съёмки.Разрешающей способностью называется способность оптической системы изображать раздельно две линии или точки, характеризуется максимальным числом прозрачных и непрозрачных штрихов, равных по ширине, различаемых на 1 мм длины изображения. Определяется по специальным штриховым тестам:
визуально — рассматриванием в микроскоп оптического изображения штриховой миры, построенного объективом, на оптической скамье, не фотографируя его на пленку, полученное значение принято называть разрешающей силойобъектива.
фотографически — фотосъемкой теста. При анализе полученного изображения применяют термин «фотографическая разрешающая способность«.
Величину разрешающей силы определяют
ряд факторов:
1) дифракция светана круглых отверстиях оправ, в которые
вмонтированы линзы и другие компоненты
объектива;
2) остаточныеаберрационные погрешностиоптической системы
объектива;
3) светорассеяние в
объективе;
4) контраст миры.
Разрешающая сила объективов неоднородна по полю изображения, центральные лучи, идущие вблизи главной оптической оси перпендикулярно плоскости пленки, обеспечивают наибольшее разрешение. Изображение на краях снимка строится наклонными лучами и имеет меньшее разрешение из-за наличия у объективааберраций, которые на краях всегда больше, чем в центре.
Разрешающая сила максимальна при определенном значенииотносительного отверстия (диафрагмы).
Фокусное расстояние, угол зрения и перспектива в фотографии
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТИВЕ
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние или диапазон фокусных расстояний в случае зумов обычно является главным соображением при выборе объектива для конкретная фотография или тип фотографии. Фокусное расстояние объектива определяет две очень важные для фотографа характеристики: увеличение и угол обзора.
Чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение, и наоборот.
Широкоугольные объективы с коротким фокусным расстоянием имеют малое увеличение, а это означает, что вам нужно подойти физически близко к объекту среднего размера, чтобы заполнить кадр. Но это также означает, что вы можете поместить в кадр крупные объекты, не снимая с большого расстояния. Телеобъективы с большим фокусным расстоянием имеют большое увеличение, поэтому вы можете заполнить кадр объектами, которые находятся дальше от камеры.
[1] Вторичная главная точка объектива [2] Фокусное расстояние [3] Угол зрения (измеренный по диагонали) [4] Фокальная плоскость (плоскость датчика изображения)
Техническое определение фокусного расстояния
— Технический разговор —
Фокусное расстояние объектива определяется как расстояние от его вторичной главной точки до задней фокусной точки, когда фокус установлен на бесконечность. Вторичная главная точка — это одна из шести «основных точек», которые используются в качестве точек отсчета в оптической линзе (передняя и задняя фокальные точки, первичная и вторичная узловые точки, а также первичная и вторичная главные точки).
В составной линзе нет предопределенного местоположения вторичной главной точки — она может быть где-то внутри оправы объектива или в какой-то точке снаружи оправы, в зависимости от конструкции линзы, — поэтому нет простого способа точно измерить фокусное расстояние объектива. объектив себе.
Фокусное расстояние и угол обзора
«Угол обзора» описывает, какая часть сцены перед камерой будет захвачена сенсором камеры. Говоря более технически, это угловой размер сцены, захваченной сенсором, измеренный по диагонали. Важно помнить, что угол обзора полностью определяется как фокусным расстоянием объектива, так и форматом сенсора камеры, поэтому угол обзора, который вы получите от любого объектива, будет разным на 35-мм полнокадровых и APS-объективах. Камеры формата -C. Различные объективы с одинаковым фокусным расстоянием всегда будут иметь одинаковый угол обзора при использовании с датчиком одинакового размера.
Сравнение «Фокусное расстояние и угол обзора» иллюстрирует эту взаимосвязь как для полнокадровых 35-мм камер, так и для камер формата APS-C.
* Фокусное расстояние в ( ): эквивалентное фокусное расстояние при установке на цифровые камеры со сменными объективами и полнокадровыми датчиками 35 мм
Перспектива
финальное изображение. Этот эффект иногда называют «телефото компрессией», хотя на самом деле он вызван не самим объективом. Что на самом деле происходит, так это то, что при использовании телеобъектива вам нужно находиться дальше от ваших объектов. Таким образом, относительно расстояния от камеры до предметов переднего и заднего плана они на самом деле ближе друг к другу. Другими словами, поскольку объекты переднего и заднего плана находятся на значительном расстоянии от камеры, их относительные размеры на конечном изображении будут ближе к реальности. При съемке широкоугольным объективом обычно необходимо приблизиться к объекту на переднем плане, чтобы он был достаточно большим в кадре, поэтому более удаленные объекты выглядят сравнительно меньше. Разница в видимой перспективе на самом деле является результатом того, насколько далеко вы находитесь от объекта.
Фокусное расстояние 24 мм , угол обзора 84 градуса
Фокусное расстояние 300 мм , угол обзора 8 градусов
Недавно просмотренные объекты
Угол обзора
Главная Пожертвовать Новое 9 0043 Поиск Галерея Обзоры Пособия Книги Ссылки Семинары О нас Контакт
B&H Фото — Видео — Профессиональное аудио лично я покупайте у Adorama, Amazon, Ritz, B&H, Calumet и J&R. Я не могу ручаться за рекламу ниже.
|
Угол обзора
© 2007 KenRockwell.com
Это помогает мне продолжать добавлять на этот сайт, когда вы тоже получаете свои по этим ссылкам.Угол = 2 * Арктангенс ((Размер изображения/2) / Фокусное расстояние)
Ø = 2 * Arctan r/f
июль 2007 г.
Введение
Угол обзора — это ширина объекта, видимая системой камер. Обычно указывается диагональ изображения, а иногда и вертикаль и горизонталь.
Большой угол показывает много очень маленьких вещей, а маленький угол показывает меньше вещей, но больше.
Это общая спецификация камеры и объектива.
История
Если вы знаете фокусное расстояние вашего объектива и размер изображения, все, что вам нужно сделать с помощью школьной тригонометрии, — это рассчитать угол зрения.
Вам нужно вычислить арктангенс, чтобы получить ответ в виде угла. Я делаю это с 11 лет, используя логарифмическую линейку.
Я страстно желал первых экзотических электронных калькуляторов логарифмической линейки Texas Instruments, чтобы мне было легче их вычислять еще в 19-м веке.70-е годы.
Сегодня
Сегодня любой научный калькулятор может сделать это за несколько долларов.Лучше гугл все знает. Google также работает как калькулятор, бесплатный. Просто введите уравнение в поле поиска, и вы получите ответ.
Вот формула в формате Google:
2 * арктангенс ([половина размера изображения]/[фокусное расстояние]) в градусах
Часть «в градусах» важна, иначе вы получите ответ в радианах!
Вот значения некоторых популярных форматов в миллиметрах:
Диагональ, мм | Вертикаль, мм | По горизонтали, мм | |
Canon 1,6x | 26,7 | 14,8 | 22,2 |
Nikon DX | 28,4 | 15,6 | 23,7 |
Canon 1,3x | 34,5 | 19,1 | 28,7 |
FX и 35 мм | 43,3 | 24 | 36 |
6×6 см | 79 | 56 | 56 |
6×7 см | 89,6 | 56 | 70 |
4×5″ | 153,0 | 95 | 120 |
Половина диагонали | Полувертикальный | Полугоризонтальный | |
Canon 1,6x | 13,3 | 7,4 | 11. |
Nikon DX | 14,2 | 7,8 | 11,8 |
Canon 1,3x | 17,2 | 9,6 | 14,4 |
FX и 35 мм | 21,6 | 12 | 18 |
6×6 см | 39,6 | 28 | 28 |
6×7 см | 44,8 | 28 | 35 |
4×5″ | 76,5 | 47,5 | 60 |
1Компактные камеры
Сенсоры компактных камер странным образом обозначаются терминами, украденными из ламповых видеокамер 1930–1970-х годов.
Число, например 2/3 дюйма, относится к диаметру вакуумного устройства формирования изображения, такого как Image Orthicon или Vidicon, на лицевой стороне которого будет меньшая активная область изображения.
Диагональ активной области изображения обычно составляет 0,625–0,67 номинального диаметра трубки (Бюрле, таблица 11-1).
Поскольку я десятилетиями работал в области телевизионной инженерии, я смеюсь над тем, что это все еще с нами спустя десятилетия после того, как видеотрубки выпали из мейнстрима.
Активная область изображения на компактной камере намного меньше, чем можно было бы вычислить, если бы вы ошибочно полагали, что номинальная ПЗС-матрица 1/1,8 дюйма имеет такую большую диагональ активного изображения (1/1,8 дюйма составляет 0,56 дюйма или 14 мм). гораздо ближе к правильному
Диагональ | Вертикальный | Горизонтальный | |
1/2,5 дюйма | 6,75 | 4,05 | 5,4 |
1/1,8 дюйма | 9,37 | 5,62 | 7,5 |
Половина диагонали | Полувертикальный | Полугоризонтальный | |
1/2,5 дюйма | 3,37 | 2,02 | 2,7 |
1/1,8″ | 4,69 | 2,81 | 3,75 |
Примеры
Большинство людей ссылаются на диагональный угол обзора, поэтому я покажу эти примеры, используя диагонали.
Для расчета горизонтальных или вертикальных углов используйте эти размеры.
18 мм на DX
Чтобы рассчитать диагональный угол обзора 18-мм объектива цифровой камеры Nikon DX, введите это в Google (скопируйте и вставьте эту строку, чтобы убедиться сами, или нажмите на ссылки):
2 * арктангенс (14,2/18) в градусах см. пример
Помните, что без «в градусах» вы получите ответ в радианах.
Объектив 14 мм на полном кадре:
2 * арктангенс (21,6/14) в градусах см. пример
Для объектива 210 мм на 4×5:»
2 * арктангенс (76,5/210) в градусах см. пример
Для объектива 2000 мм на Canon 1.6x:
2 * арктангенс (13,3/2000) в градусах см. пример
Для объектива 5,8 мм на компактную камеру Canon SD850 1/2,5 дюйма :
2 * арктангенс (3,37/5,8) в градусах см.
пример
Единицы
Используйте одну и ту же единицу измерения для каждого измерения, миллиметры, дюймы или любые другие единицы, и все будет хорошо, если вы не перепутаете две единицы измерения.
Если вы хотите использовать разные единицы измерения, не проблема, но вам придется их назвать, например, чтобы рассчитать угол обзора объектива 4-3/4″ на пленке 4×5″, используйте
2 * арктангенса (76,5 мм / 4 3/4 дюйма) в градусах
Укажите дюймы по буквам, так как Google интерпретирует знак «»» как кавычку.
При использовании дробей используйте пробел, так как тире будет интерпретироваться как вычитание.
Близкий фокус
Эта формула предполагает, что изображения находятся на бесконечности. Вещи становятся менее предсказуемыми на более близких расстояниях.
Традиционные линзы выдвигаются из вашей камеры, поскольку они фокусируются ближе, поэтому они видят немного более узкий угол.
Ничего страшного, но если вас это беспокоит, вы знаете, как обработать уравнение фокусировки в обратном порядке, чтобы вычислить небольшое удлинение линзы.
Мне лень вычислять это для вас, ребята, и даже если бы я это сделал, современные объективы с внутренней фокусировкой меняют свое фокусное расстояние в процессе фокусировки. Следовательно, эти формулы больше не применимы достаточно хорошо, чтобы беспокоиться о небольших различиях на близких расстояниях. Чистый эффект внутренней фокусировки часто заключается в сохранении того же угла зрения во время крупных планов!
Внутренняя фокусировка может сбить людей с толку, например, объектив Nikon 18-200 мм уменьшает свое эффективное фокусное расстояние при близкой фокусировке на 200 мм. На бесконечности это 200 мм, но по мере того, как он фокусируется ближе, он уменьшает свое фокусное расстояние, фактически немного увеличивая угол обзора! Традиционный объектив уменьшает угол обзора на более близких расстояниях.
Точность
Истинное фокусное расстояние объектива часто отличается от указанного на 5%.
Наряду с бочкообразным и подушкообразным искажением результаты этих расчетных прогнозов никогда не будут идеальными. Вот почему я всегда хихикал над производителями камер, которые представляют эти данные в пересчете на угловые минуты, поскольку размер чистой апертуры скользящего крепления или цифрового сенсора варьируется от модели к модели, даже если объектив идеален.
Рыбий глаз
Эта формула предполагает линзы без дисторсии. Эти расчеты не относятся к объективам типа «рыбий глаз».
В разных объективах типа «рыбий глаз» используются разные проекции, поэтому к разным объективам типа «рыбий глаз» применяются разные формулы.
Если вы знаете, дайте мне знать проекции 10,5-мм объективов Nikon и 15-мм объективов Canon и расчеты для них, и я добавлю их.
Помогите мне помочь вам начало
Я поддерживаю свою растущую семью через этот веб-сайт, каким бы сумасшедшим он ни казался.
Самая большая помощь, когда вы используете любую из этих ссылок на Adorama, Amazon, eBay, B&H, Ritz, Calumet, J&R и ScanCafe, когда вы получаете что угодно, независимо от страны, в которой вы живете. Это вам ничего не стоит, и это самый большой источник поддержки для этого сайта и, следовательно, для моей семьи. В этих местах лучшие цены и обслуживание, поэтому я пользовался ими еще до того, как появился этот сайт. Я рекомендую их все лично .
Если вы найдете это страница так же полезна, как книга, которую вам, возможно, пришлось купить, или мастер-класс, который вы, возможно, пришлось взять, не стесняйтесь помочь мне продолжать помогать всем.
Если вы получили свое снаряжение по одной из моих ссылок или помогли иным образом, вы член семьи.