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

Таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта

Обратите внимание на то, что одним из важнейших параметров  камер видеонаблюдения  является угол обзора или расстояние  от камеры до объектива, другими словами —

фокусное расстояние объектива. Именно от фокусного расстояния объектива зависит, сможете ли вы различить или опознать объект.  И очень важно найти правильный баланс между углом обзора видеокамеры и необходимой детализацией изображения.

 

Например: 

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

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=9мм позволит идентифицировать человека на расстоянии до 4,5 м.

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.

 

Фокусное растояние. Как подобрать объектив к камере видеонаблюдения

Уважаемые посетители, рекомендуем посмотреть нашу новую статью по выбору объективов для камер наблюдения. В этой статье рассмотрен выбор объективов для камер высокого разрешения и преведены примеры качества распознавания лиц, номеров автомобилей и прочих деталей в зависмости от расстояния и угла обзора.

Основная сложность при выборе камеры видео наблюдения, это фокусное расстояние линзы, именно от него зависит то, что Вы в итоге увидите. С одной стороны человеку надо видеть все вокруг, т.е. иметь максимальный угол обзора, с другой стороны нужна детализация изображения, которой можно добиться, только уменьшая угол обзора.

Для примера, устанавливаем две одинаковые камеры с фокусным расстоянием 8мм и 3.6мм, на широкоугольной камере с объективом 3.6 мм видно много объектов под очень широким углом, но какой то важный элемент на изображении, например автомобильный номер, уже не виден. Но зато он виден на узкоугольной камере с фокусом 8мм и создается впечатление, что камера с объективом 3.6 хуже, хотя на самом деле камеры одинаковые, за исключением объективов.

Как же подобрать необходимое фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения? Самый простой способ, это купить камеру наблюдения с варифокальным объективом.

Варифокальный объектив.

Это объектив, который позволяет произвести изменение фокусного расстояния и подстроить на месте тот угол обзора, который необходим. Часто такой объектив называют ZOOM
Но у варифокального объектива есть ряд существенных минусов:

1.Высокая цена объектива
2.Больший размер, по сравнению с объективом, имеющим фиксированный фокус и как следствие, больший размер самой камеры наблюдения
3.Сложность в точной фокусировки изображения. На небольшом тестовом мониторе, который можно подключить к камере, изображение мелкое и невозможно точно настроить, а просмотр на большом мониторе не всегда возможен.

4.Изображение с варифокального объектива несколько хуже, чем с фиксированного.

Как выбрать нужный фокус?
Необходимо нарисовать план помещения или объекта, отметить место планируемой установки камеры, оценить, под каким минимальным углом обзора будет видно все, что Вам необходимо. Сверить по таблице какой фокус соответствует Вашему углу.

Если на бумаге Вам работать сложно, то можно использовать программу IP Video System Design Tool 7, имеющую бесплатный триальный период, на которой можно быстро нарисовать план, разместить камеры и подобрать нужный фокус.
 
Всегда ли нужно идти на компромисс?
Как уже ранее было отмечено, нам необходимо

выбрать одно из двух – либо детализацию, либо угол обзора.
Какие еще есть варианты?
Если брать аналоговые камеры, то одним из вариантов решения является выбор видеорегистраторов и камер в стандарте 960Н, это широкоформатный стандарт, который позволяет видеть в 1.33 раза более широкую картинку с камеры при том же фокусе объектива.
Либо переход на IP видеонаблюдение, поскольку детализация HD камеры с разрешением 1280х720 по пикселям в 2.5 раза выше, чем у аналоговой камеры и примерно в 4 раза выше по субъективному взгляду на изображение.
Дело в том, что при размерности матрицы аналоговой камеры в 0.4 мегапикселей, после преобразования изображения в аналоговый сигнал происходят определенные потери. При передачи изображения по кабелю также происходят потери и при кодировании кодеком H.264 еще раз происходят потери качества. В результате мы имеем реальное соотношение, близкое к 1:4.

Таким образом, изображение с одной камеры 720р и объективом 3.6мм будет более информативно, чем изображение с двух аналоговых камер с фокусом 8мм.
Если же надо еще большую детализацию, то можно выбрать FullHD камеру с разрешением 1920х1080 или выше. Такие камеры всегда есть в нашем каталоге
При этом стоимость одной IP HD камеры примерно равна стоимости двух аналоговых камер, но затраты на монтаж делают установку одной IP камеры вместо двух аналоговых более выгодным.
 
Особенности широкоугольных объективов камер видео наблюдения

В рамках статьи хочу отметить, что чем выше угол обзора, тем выше нелинейные искажения по краям изображения. И даже хорошие объективы дают такой эффект. 

Крайним случаем широкоугольного объектива является так называемый объектив «рыбий глаз» имеющий максимальный угол обзора. Такие объективы устанавливаются, например, в центре под потолком помещения и способны обозревать всю комнату одной камерой. Потолочные камеры наблюдения типа рыбий глаз есть в нашем каталоге

Фокусное расстояние — Фотосклад.Эксперт

Как видно на фото выше, длина объектива в 110мм никак не отражается в названии Tamron 24-70 f/2.8. О чём же тогда говорят эти цифры в 24 и 70мм? Что вообще значит «широкоугольный объектив», «телеобъектив» и чего ждать от разных стекол?

Угол обзора

Обычно объективы в своем названии имеют значения в миллиметрах, позволяющее судить о том, что мы увидим с помощью этого стекла. Например, вышеупомянутый Tamron 24-70 имеет переменное фокусное расстояние от 24мм до 70мм, Canon 50мм – фиксированное в 50мм. Чем меньше это значение, тем большую часть мира получится запечатлеть на одном снимке. Это самая очевидная (но не единственная) вещь, за которую отвечает фокусное расстояние.

Эта фотография сделана 17-ти миллиметровым объективом.

А эта 200-т миллиметровым стеклом с той же самой точки (камера была на штативе), такими же настройками выдержки и диафрагмы. Очевидно, что тут видна лишь малая часть всего того, что можно наблюдать на первом снимке, но детализация на порядок выше. Если три горящих окна на 17-ти мм ещё как то можно разглядеть, то дорожный знак сразу под ними – вряд ли.

Посмотрите на изменение картинки в динамике.

Фокусное расстояние – это расстояние от оптического центра объектива до сенсора, когда линза сфокусирована на бесконечность. А оптический центр – это место схождения всех лучей в одной точке.

Причина такого странного на первый взгляд обозначения объективов отсылает нас к истокам фотографии и кроется в строении первых фотоаппаратов, где фокусировка производилась с помощью перемещения мехов, на которых находилась фоторегистрирующая пластина.

В наши дни для обычного человека это весьма абстрактная величина и понимание, что именно будет видно через конкретный объектив приходит с опытом. К сожалению, просто писать в названиях объективов их углы обзора тоже затруднительно. Ведь этот параметр помимо фокусного расстояния зависит и от размера матрицы фотоаппарата.

При установке одинакового объектива на полнокадровую камеру (размер её матрицы идентичен размеру негатива узкой 35мм пленки) угол обзора будет больше чем на камере с кропнутой матрицей (физический размер сенсора таких камер меньше).

Пример фотографии, снятой на 17мм и полнокадровую камеру. Красной рамкой я показал изображение, которое получилось бы при использовании любой НЕполнокадровой зеркалки от canon (например EOS 7D) и такого же объектива.

Перспектива, геометрия, глубина резкости и вообще

Все кадры для гифки ниже я делал с одинаковой выдержкой и диафрагмой, но разным зумом. Начал с 200-т мм, после – 140мм и так далее. Каждый раз я подходил немного ближе, что бы голова модели оставалась примерно одинакового размера и на том же месте.

С уменьшением фокусного расстояния отчётливо видно, что задний план перестаёт ограничиваться одной размытой красной машиной, растягивается и к 17-ти мм вмещает в себя уже всю парковку и здания на заднем плане. Глубина резкости тоже увеличивается с уменьшением зума. Интересные метаморфозы происходят и с лицом. При максимальном приближении оно заметно сплюснуто, приобретает привычные очертания в районе 80-50мм и сильно вытягивается уже около 24мм.

Существует условное разделение объективов на классы в зависимости от их фокусного расстояния. Каждый из них служит для определённых задач и имеет свои особенности.

1. Широкоугольные объективы. 14-35мм. На полном кадре их угол обзора примерно 114-64 градуса. Их отличительной особенностью является вытянутая перспектива и относительно большая глубина резкости даже на открытых диафрагмах. Такие объективы часто используются при съемке пейзажей, либо, наоборот, в замкнутых пространствах, позволяя вместить в один кадр на порядок больше, чем это возможно сделать другими стеклами.

   По этой же причине такие объективы популярны во время репортажей, но тут надо быть осторожным как раз из-за перспективных искажений.



2. Нормальные объективы. 35-85мм. На полном кадре их угол обзора примерно 45-30 градусов. Отличительной особенностью 50мм стёкол является то, что они передают пространство примерно так, как мы это видим своим глазом. То есть, угол обзора этих стекол не идентичен тому, что видим мы, но объекты на фотографии будут удалены друг от друга примерно так же. В целом, это можно сказать обо всем диапазоне, отсюда и название. Данные объективы считаются универсальными, подходят для многих задач, а 85мм является классикой портретной фотографии.



3. Телеобъективы. От 100мм. Большой зум, маленькая (иногда очень маленькая) глубина резкости и сильно сжатая картинка. Возможность снять удалённые объекты когда до них не добраться на своих двоих. Тяжёлые и дорогие.

   Помимо классификации по фокусному расстоянию объективы делятся на фикс и зум. Первые имеют фиксированное фокусное расстояние, отличаются малым весом и, обычно, лучшим качеством картинки при схожей цене. Вторые же могут похвастаться переменным фокусным расстоянием, повышающим оперативность съёмки и позволяющим не таскать сразу много стекол.

Шевеленка

Чем больше фокусное расстояние, тем больше у вас шансов получить смазанную из-за дрожания картинку.

Сделать чёткий кадр на 1/5 секунды на 17мм не так уж и сложно.

Но при попытке повторить этот трюк на 200мм чаще всего избежать шевеленки не выйдет.

Это происходит из-за того, что объекты, снятые на телеобъектив выглядят больше и дальше расположены. Бороться с этим, помимо навыка полностью замирать на пол минуты, можно двумя путями: либо ставить камеру на штатив или монопод, либо использовать объективы со стабилизатором изображения. За счет подвижной группы линз в своей конструкции такие стёкла могут компенсировать дрожания в некоторой степени.

Угла обзора видеокамеры в зависимости от фокусного расстояния объектива

13 апреля 2018      Одним из важных критериев, которые необходимо брать во внимание перед выбором камеры видеонаблюдения, является фокусное расстояние объектива. От фокусного расстояния 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.

ПЗС \ f (мм)	2.5 мм	2.8 мм	2.9 мм	3.7 мм	3.6 мм	4.3 мм	6.0 мм	8.0 мм	12.0 мм	16.0 мм
1/3″	93°	83,6°	86°	88°	72°	63°	43,5°	35,6°	22°	18°

Максимальные линейные размеры (метры) видимого объекта в зависимости от дистанции до него и фокусного расстояния объектива для пзс 1/3″.

(горизонтальные * вертикальные)

Дистанция \ f (мм) 2.5 мм 2.8 мм 2.9 мм 3.6 мм 3.7 мм 4.3 мм 6.0 мм 8.0 мм 12.0 мм 16.0 мм 3 м 6 * 4.5 5.1 * 3.8 5 * 3. 75 4 * 3 3.95 * 2.96 3.8 * 2.85 2.4 * 1.8 1.8 * 1.35 1.2 * 0.9 0.9 * 0.67 5 м 10 * 7.5 8.25 * 6.2 8.4 * 6.3 6.6 * 4.5 6.5 * 4.9 6 * 4.5 4 * 3 3 * 2.25 2 * 1. 5 1.5 * 1.12 10 м 20 * 15 13 * 9.7 17 * 12.8 13 * 10 13 * 9.8 12 * 9 8 * 6 6 * 4.5 4 * 3 3 * 2.2 20 м 40 * 30 34 * 25.5 34 * 25 26 * 20 28 * 19 22 * 16. 5 16 * 12 12 * 9 8 * 6 6 * 4.5 30 м 60 * 45 51 * 38 50 * 37 40 * 30 39 * 29 36 * 16.5 24 * 18 18 * 13.5 12 * 9 9 * 6.7 40 м 80 * 60 69 * 52 65 * 49 53 * 40 52 * 39 48. 36 34 * 25 24 * 18 16 * 12 12 * 9 50 м         65 * 49 95 * 71 40 * 30 30 * 22 20 * 15 15 * 11.2 80 м             64 * 48 48 * 36 32 * 24 24 * 18 100 м               60 * 44 40 * 30 30 * 22 150 м                 60 * 45 45 * 34

Фокусное расстояние камер видеонаблюдения

Поделитесь этой статьей в Соцсетях!

В описании видеокамер можно увидеть такой важный параметр, как Фокусное расстояние. На что же он влияет? Давайте разберемся в данной статье. Фокусное расстояния камеры видеонаблюдения напрямую влияет на угол обзора видеокамеры. Вместе с этим он зависит от формата матрицы видеокамеры. И чтобы определиться с нужными параметрами, необходимо учитывать некоторые правила. К примеру:

1. Чем выше фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения, тем уже будет ракурс осмотра.

2. При одном и том же фокусе видеокамеры, аппарат с крупным габаритом матрицы будет обладать большим углом осмотра.

Словом, фокусное расстояние камеры видеонаблюдения – это ключевой параметр при расчёте контролируемой зоны. Совсем несложные расчеты помогают совершенно точно установить ту зону, которая будет оказываться в поле видимости видеокамеры. Для того чтобы вести наблюдение на пространном участке требуется камера с намного более обширным углом обзора, чем при контроле длинного неширокого коридора.

То есть, от того, насколько больше или меньше удалены наблюдаемые предметы, зависит подбор фокусировки дистанции камеры видеонаблюдения. И чем вернее этот выбор, тем больше объектов оказывается в кадре. Так что, прежде чем покупать видеокамеру, необходимо уделить внимание настройкам и параметрам, особенно углу обзора, от которого находится в зависимости диапазон контролируемой территории.

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Итак, Фокусное расстояние и угол обзора видеокамеры — это важный параметр, который определит территорию захватываемую линзой объектива. Он влияет на качество изображения обозреваемой площади, показывая объект в деталях. Правильно выбранное фокусное расстояние позволяет различать требуемые объекты на необходимом расстоянии. Стоит помнить о том, что длиннофокусные объективы рекомендуется использовать, если нужно наблюдать за предметами, находящимися далеко от камеры. Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения?

Для выбора фокусного расстояния необходимо правильное вычисление. Несмотря на то, что все изготовители указывают и размер матрицы, и другие промышленные свойства. Но для понимания необходимо учитывать следующие нюансы:

1. расстояние, на котором будет находиться наблюдаемый объект;
2. размер матрицы и объекта.

Из вышесказанного становится ясно, что для различных областей лучше всего подобрать камеру, угол обзора какой охватит все помещение, либо если требуется — часть территории. На сегодняшний день стандартное фокусное расстояние видеокамеры — 3.6мм. На стандартной матрице FullHD 1/2.8” это обеспечивает ракурс осмотра 80 градусов. Это усредненное значение, которое подходит для большинства задач. Такие параметры камеры обеспечивают просмотр лиц и номеров машин на дистанции до 15 метров

Фокусное расстояние длиннофокусных камер и камеры с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальных) обычно составляет 12мм. Если наблюдаемый объект находится далеко, то рекомендуется использовать именно такое устройство. Такая камера обеспечивает детальное изображение на расстоянии до 40 метров.

К примеру, если человек находится на расстоянии 12 метров, то различить четко его сможет камера с фокусным расстоянием 12 метров при угле обзора 21 градус. Поэтому, не лишним будет напомнить, что в каждом отдельном случае следует индивидуально подбирать камеру, чтобы она выполняла те задачи, которые возлагает на нее владелец.

Широко панорамные видеокамеры

Это устройство имеет угол обзора 120 градусов и даже более того. Такой аппарат дает целую панораму происходящего. Камера в состоянии определить лицо человека, находящегося не далее, чем 3 метра от камеры. Именно поэтому выбирать такое устройство следует для того, чтобы контролировать большие открытые пространства. Одна камера вполне справится со своей задачей, и нет необходимости устанавливать дополнительные устройства. Однако нецелесообразно использовать широкоформатную камеру для контроля длинного узкого коридора.

Узко форматные устройства

Камеры с углом обзора 20 градусов, передают картинку в деталях на расстоянии 50 метров. Здесь нужно также учитывать цель установки такой видеокамеры. Большинство владельцев останавливают свой выбор на аппаратах с углом видимости 60-70 градусов, что позволяет вести наблюдение, начиная с 10 метров, и получать гарантированную четкую картинку.

Те, кто впервые устанавливает собственными силами систему наблюдения, допускают различные ошибки. Думая что, купив камеру с матрицей высочайшего разрешения, у которой объектив широкоформатный, покроют огромную площадь наблюдения. При этом рассчитывают на качественную картинку. Важно выбирать камеры с фокусным расстоянием, подходящим именно под Ваши конкретные задачи. Как мы уже отметили выше, для большинства объектов подходят камеры 3.6мм. Для более широкого обзора — 2.8мм. Если Вы затрудняетесь с выбором необходимой для Вас камеры видеонаблюдения, обратитесь к нашим специалистам и мы поможем сделать выбор!

Поделитесь этой статьей в Соцсетях!

Добавить комментарий или Ваш вопрос по статье!

Мы всегда рады ответить на любые вопросы. Заполните форму, чтобы отправить комментарий или Ваш вопрос. Email нигде не публикуется и мы не используем его для рассылки писем. Комментарий будет опубликован после проверки модератором.

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:

•    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.

Зависимость угла обзора от фокусного расстояния и размера матрицы видеокамеры

Готовые таблицы 

      На угол обзора видеокамеры влияет два параметра:фокусное расстояние,которое измеряется в миллиметрах (2,8мм;4мм;12мм и т. д.) и размер матрицы(сенсора), отображается в дюймах (физический размер: 1/3″, 1/2,9″, 1/2,7″  и т.д.), размер такого «дюйма» — 16 мм, (унаследовано от видикона диаметром 1″, рабочая диагональ там была именно 16 мм), и называется он «видиконовый дюйм». Производители матриц иногда также указывают диагональную длину размера формата в миллиметрах.

    Размеры матрицы в дюймах могут иметь разную длину диагонали в зависимости от производителя. Например, производитель матрицы может указать диагональ  сенсора 8,35 мм как 1/2 ″, а другой производитель может указать диагональ сенсара 7,9 мм как 1/2 ». В большинстве случаев обе матрицы могут использовать один и тот же объектива 1/2 ″, но иногда это может быть не так. Чем больше физический размер  сенсора, тем лучше качество картинки. 

    Фокусное расстояние объектива — это расстояние в миллиметрах между точкой схождения света в объективе и датчиком в камере. Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем шире угол обзора и тем ближе может быть ваш объект наблюдения. Большие фокусные расстояния дают меньшие углы обзора, но увеличивают(«приближает») дальние объекты делая их более детализированные. Чем выше фокусное расстояние, тем дальше может быть ваш объект наблюдения.

Этот упрощенный пример показывает отношение фокусного расстояния к углу обзора

Для удобства работы с нашим оборудованием и простоты подбора камеры мы предлагаем готовый табличные данные  углов обзора по горизонтали, вертикали и диагонали  для видеокамер  с разными фокусными расстояниями в зависимости матрицы

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/4

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/3,6

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/3,2

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/3

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2,9

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2,8

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2,7

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/1,8

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/1,7

Это приблизительные данные, но, тем не менее, они в общих чертах дают возможность упростить выбор видеокамеры, с соответствующим объективом.

Объяснение фокусного расстояния камеры

и угла обзора (AOV) — Marshall Electronics

Для многих профессиональных AV-интеграторов выбор правильного угла обзора (AOV) для конференц-зала или комнаты для совещаний может быть проблемой. Чтобы помочь, мы собрали краткий обзор фокусных расстояний объектива камеры и того, как они влияют на угол обзора конечного изображения, чтобы вы могли убедиться, что у вас есть подходящий объектив для комнаты.

Когда дело доходит до установки камер в конференц-залах или небольших помещениях, не существует объектива единого размера, подходящего для всех.Одна из замечательных особенностей POV-камер высокого разрешения Marshall заключается в том, что у них есть сменные линзы для изменения угла обзора в зависимости от размера комнаты или типа необходимого снимка.

Что такое фокусное расстояние?

Фокусное расстояние — это расстояние между передней частью объектива и точкой позади него, где свет попадает в фокус, которое для большинства современных камер располагается там, где расположен чип датчика изображения. Это расстояние между объективом и датчиком и есть фокусное расстояние объектива.

Что такое угол обзора (AOV)?

AOV — это измерение (в градусах) того, какая часть сцены может быть просмотрена через объектив. AOV можно измерять по горизонтали, вертикали или диагонали.

Для большинства профессиональных AV-интеграторов горизонтальный AOV будет играть самую большую роль в кадрировании кадра, потому что обычно основное внимание уделяется отдельным людям, когда они говорят, сидя за столом.

Как связаны фокусное расстояние и AOV?

Чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора и наоборот.

Вообще говоря, чем короче фокусное расстояние (следовательно, шире AOV), тем большую кривизну создает линза в углах изображения. Это связано с асферическими элементами дизайна в стеклянных линзах, и эти элементы дизайна усиливаются по мере приближения стекла линзы к датчику.

* На сенсоре 1/3 дюйма линзы «рыбий глаз» обычно имеют фокусное расстояние менее 5 мм; от 5 до 2 мм дает угол обзора 60 ° ~ 180 ° по горизонтали, который можно несколько улучшить или скорректировать с помощью оптической конструкции.

** Человеческий глаз имеет фокусное расстояние около 22 мм и «конус визуального внимания» AOV шириной около 55 °.

Как применить AOV к конференц-залам и комнатам для совещаний

Чтобы определить правильное фокусное расстояние объектива для конференц-зала или комнаты для совещаний, сначала учитывайте расстояние от объектива камеры до объектов, а затем учитывайте ширину и высоту желаемого кадра изображения.

Вот две иллюстрации, чтобы дать вам представление о том, как разные фокусные расстояния изменяют AOV на некоторых из наших камер серии Marshall pro:

На приведенном выше рисунке USB-камера Marshall CV502-U3 Full-HD прикреплена к проекционному монитору на стене, снимая комнату со столом для переговоров на расстоянии примерно 12 футов.По мере увеличения фокусного расстояния рамка кадрируется более плотно, и искажение перспективы исчезает.

При установке в небольшой комнате для совещаний объекты часто находятся на расстоянии около трех футов от камеры. На этом рисунке показано, как AOV камер серии Marshall CV500 становится меньше по мере увеличения фокусного расстояния (слева направо).

Marshall предлагает множество различных сменных объективов HD для своих профессиональных камер POV. Вы можете настроить фокусное расстояние для каждого, чтобы настроить угол обзора для любой установки.Узнайте больше о наших сменных варифокальных объективах здесь.

Ознакомьтесь с некоторыми другими нашими блогами о камерах и мониторах Marshall:

Камеры Marshall POV выходят на арену прямых трансляций киберспорта

Маршалл от первого лица камера получает выстрел изнутри взрыва купола Джорджии

Юго-восточный штат Миссури усиливает телевизионное и кинопроизводство с помощью мониторов Marshall

линз. Поле зрения и фокусное расстояние

Написано Полем Бурком,
, апрель 2003 г.

Люди, занимающиеся фотоаппаратами и фотографами, склонны говорить о характеристиках объективов с точки зрения «фокусное расстояние», в то время как те, кто участвует в генераторе синтетических изображений (например, трассировка лучей) склонны мыслить категориями поля зрения для модели камеры-обскуры. Ниже обсуждается (по крайней мере, идеализированный) способ оценки поля с фокусного расстояния. Посмотреть

Фокусное расстояние объектива — неотъемлемое свойство объектива, это расстояние от центр линзы до точки, в которой объекты, находящиеся на бесконечности, фокусируются. Примечание: это называется прямолинейной линзой.

Что есть три возможных способа измерения поля зрения: по горизонтали, вертикали, или по диагонали. Здесь будет использоваться горизонтальное поле зрения, два других могут быть получено из этого.На рисунке выше простая геометрия дает горизонтальное поле зрения.

горизонтальное поле зрения = 2 атана (0,5 ширины / фокусного расстояния)

где «ширина» — это горизонтальная ширина датчика (плоскость проекции). Так, например, для 35-мм пленки (кадр 24 мм x 36 мм) и объектива 20 мм (фокусное расстояние) горизонтальный Угол обзора будет почти 84 градуса (вертикальный угол обзора 62 градуса). Приведенная выше формула аналогичным образом можно использовать для расчета вертикального поля зрения, используя вертикальную высоту кинематографическая, а именно:

вертикальное поле зрения = 2 атан (0. 5 высота / фокусное расстояние)

Так, например, для 120-мм пленки среднего формата (высота 56 мм) и того же фокусного расстояния 20 мм. Как и выше, вертикальное поле зрения составляет около 109 градусов.

Написано Полем Бурком
Март 2000

См. Также: Поле зрения и фокусное расстояние.

PovRay измеряет свое поле зрения (FOV) в горизонтальном направлении, то есть У камеры FOV 60 — горизонтальное поле зрения. Некоторые другие пакеты (например, OpenGL gluPerspective ()) измерьте их FOV по вертикали.При преобразовании настроек камеры из этих других приложений один необходимо вычислить соответствующий горизонтальный FOV, если кто-то хочет просмотров, чтобы соответствовать.

Это несложно, вот решение. Рассчитав расстояние от от камеры к центру экрана получается следующее:

высота / загар (vfov / 2) = ширина / загар (hfov / 2)

Решение дает

hfov = 2 atan [ширина загар (vfov / 2) / высота]
Или наоборот
vfov = 2 atan [высота загар (hfov / 2) / ширина]

Где ширина и высота — это размеры экрана. Например, спецификация камеры должна соответствовать FOV камеры OpenGL. 60 градусов может быть:

camera {
   место расположения
   до у
   правая ширина * x / высота
   угол 60 * 1,25293
   небо
   смотреть на
}
 

Написано Полем Бурком,
, апрель 2002 г.

Ниже описано, как преобразовать стандартный объектив с искажениями. изображение в то, что можно получить с идеальной перспективной проекцией (камеры-обскуры). В качестве альтернативы его можно использовать для преобразования перспективной проекции в что бы получить с линзой.

Чтобы проиллюстрировать тип искажения рассмотрите опорную сетку, с объективом 35 мм это будет выглядеть линия изображения слева, традиционная перспективная проекция будет выглядеть как на изображении справа.

Уравнение, исправляющее (приблизительно) кривизну идеализированная линза ниже. Для многих проекций объектива _x и a _y будет таким же, или хотя бы связанным изображением отношение ширины к высоте (также принимая ширину пикселя к высоте отношения во внимание, если они не квадратные). Чем больше объектив кривизна, тем больше константы a _x и _y будет, типичное значение находится в диапазоне от 0 (без коррекции) до 0,1 (широкий угловой объектив). Знак «||» обозначение указывает модуль вектора, по сравнению с «|» что является абсолютным значением скаляра. Вектор количества показаны красным, это более важно для обратное уравнение.

Обратите внимание, что это коррекция радиального искажения. Соответствующее обратное преобразование, которое меняет перспективу изображение в изображение с кривизной линзы в первом приближении следующим образом.

На практике, если кто-то исправляет искаженное изображение объектива, то он на самом деле хочет использовать обратное преобразование. Это потому, что никто не обычно преобразуют исходные пиксели в целевое изображение, а нужно найти соответствующий пиксель в исходном изображении для каждого пикселя в конечном изображении.

Обратите внимание, что в приведенном выше выражении предполагается, что один преобразует изображение в нормализованной (от -1 до 1) системе координат в обоих топоры.

Например: P x = (2 i — ширина) / ширина P y = (2 j — высота) / высота

и обратно в другую сторону i = (P x + 1) ширина / 2 j = (P y + 1) высота / 2

Пример 1 Показана исходная фотография опорной сетки с объективом камеры 35 мм. справа.Скорректированное изображение приведено ниже, а искажения повторно применяется внизу справа. Обратите внимание на трансформацию это сокращение (для положительных x и y ), серая область соответствует точкам, отображаемым за пределами оригинала изображение.	Оригинал
Прямое преобразование	Обратное преобразование применено к прямому преобразованию

Пример 2 Показана исходная фотография опорной сетки с объективом камеры 50 мм. справа выровняйте с исправленной версией ниже и переискованной версия внизу справа.	Оригинал
Прямое преобразование	Обратное преобразование применено к прямому преобразованию

Пример кода

«Подтверждение концептуального кода» можно найти здесь: map.c Как и во всех процессах обработки / преобразования изображений, необходимо выполнить сглаживание. Простая схема суперсэмплинга используется в приведенный выше код, более эффективный подход будет включать бикубическую интерполяцию.

Добавление искажений

Эффект добавления искажения линзы к изображению показан ниже для Перспективная проекция губки Менгера работы Анджело Пеше.Изображение слева оригинал с PovRay, изображение справа линза затронула версию. (distort.c)

Список литературы

Ф. Деверней и О. Фогерас. Конференция SPIE по исследовательской и пробной обработке изображений. Сан-Диего, Калифорния, 1995 год. Автоматическая калибровка и удаление искажений в сценах структурированной среды.

Х. Фарид и А.С. Попеску.Журнал Оптического общества Америки, 2001. Слепое устранение искажений линз

Р. Сваминатха и С.К. Нет. Конференция IEEE по компьютерному зрению и распознаванию образов, стр 413, 1999. Неметрическая калибровка широкоугольных объективов и поли-камер

Г. Таубин. Конспект лекции EE-148, 3D-фотография, Калифорнийский технологический институт, 2001 г. Модель камеры для триангуляции

На примере использования OpenGL (линза.c, линза.h)

Написано Полем Бурком
Август 2000

Следующее иллюстрирует метод формирования произвольных нелинейных искажения объектива.Эту технику несложно применить к любое изображение или 3D-рендеринг, здесь будут приведены примеры для нескольких математических функции искажения но подход может использовать любую функцию, эффекты ограничены только вашим воображением. В конце Приложению OpenGL дано, что реализует технику в реальном времени (при наличии подходящего оборудования OpenGL и текстурная память).

	Это образец входного изображения, который будет использоваться для иллюстрации нескольких различные функции искажения. Рассмотрим линейную функцию ниже:
Горизонтальные оси — координаты на новом изображении, вертикальные — ось — это координата исходного изображения. Чтобы найти соответствующий пиксель в новом изображении помещает значение на горизонтальной оси и перемещается вверх до красной линии и считывает значение по вертикальной оси. Приведенная выше линейная функция приведет к выходному изображению, которое выглядит то же, что и исходное изображение.
синус Более интересный пример основан на синусоиде.Ты должен быть сможете убедить себя, что эта функция растянет значения около +1 и -1 при сжатии значений около начала координат. Важным требованием к этим функциям искажения является то, что они должны быть строго один к одному, то есть существует уникальное вертикальное значение для каждое горизонтальное значение (и наоборот). Если переворачивание изображения запрещено то это означает, что функция искажения всегда увеличивается при движении слева направо по горизонтальной оси. Есть два способа применить эту функцию к изображению, первый показан на слева в каждом примере ниже применяет функцию к горизонтальные и вертикальные координаты изображения.Пример справа применяет функцию к радиус от центра изображения, угол не искажается.
квадрат Есть несколько способов, которыми координаты изображения отображаются на диапазон функций. Подход, использованный здесь, заключался в масштабировании и переводе координаты изображения так, чтобы 0 находился в центре изображение и границы изображения варьируются от -1 до +1. Закончено дважды, один для сопоставления координат выходного изображения с диапазоном от -1 до +1, затем применяется функция, а затем обратное преобразование отображает диапазон от -1 до +1 на диапазон входного изображения. Итак, если я из и j из — координаты выходного изображения, а w out и h из размеры выходного изображения, тогда отображение на диапазон от -1 до +1 — x out = i out / (w out /2) — 1, и y out = j out / (h out /2) — 1 Применение функции к x в и y в дает x новый и y новый . Обратное отображение от x new и y new дает i в и j в (индекс во входном изображении шириной w в и h в ) всего i из = (x новый + 1) * (w из /2), и j в = (y новый + 1) * (h в /2) Учитывая i в и j в цвет на входном изображении может быть применен в пиксель i из , j из в выходном изображении.
asin Применение функции к полярным координатам немного отличается. Радиус и угол пикселя вычисляются на основе x из и y из . Радиус лежит между 0 и 1, поэтому положительная половина функции используется для преобразовать его. Координаты пикселей во входном изображении вычисляются используя новый радиус и неизменный угол. Используя приведенные выше соглашения: r из = sqrt (x из 2 + y out 2 ), и угол из = atan2 (y из , x из ) Преобразование применяется к r из , чтобы получить r новый , x новый и y новый рассчитывается как x дюйм = r новый cos (угол из ), и y in = r new sin (угол out ) i в и j в рассчитываются, как и раньше, из x в и y в . Обратите внимание, что в обоих случаях (искажение декартовых координат или полярные координаты) возможно, что существует не сопоставимая область, то есть координаты в новом изображении, которое при искажении лежат за пределами входного изображения.

Комментарии к резолюции

Некоторые части изображения сжаты, а другие раздуты, раздутым областям требуется более высокое разрешение входного изображения, чтобы их можно было представлены без эффектов наложения.Вышеупомянутые преобразования справляются с входные и выходные изображения имеют разные размеры, обычно входные изображение должно быть намного больше выходного изображения. Чтобы свести к минимуму алиасинг входного изображения должен быть больше на коэффициент, равный максимальный наклон искажающей функции. В этом примере нет заметных артефактов, потому что вход изображение было в 10 раз больше, чем выходное изображение.

OpenGL

Этот пример OpenGL реализует указанные выше функции искажения. и искажает сетку и модель пульсара.Его можно легко изменить искажать любую геометрию. Основы алгоритма можно найти в Функция HandleDisplay (). Он отображает геометрию как обычно, а затем копирует получившееся изображение и использует его как текстуру, которая применяется к обычному сетка. Координаты текстуры этой сетки формируются, чтобы дать соответствующее искажение. (линза.c, линза.h) Левая кнопка вращает камеру вокруг модели, средняя кнопка вращает камеру, правая кнопка вызывает несколько меню для изменения модель и тип искажения.Вам должно быть довольно легко добавить ваша собственная геометрия и экспериментируйте с другими функциями искажения.
В этом примере ожидается доступность библиотеки Glut.

Усовершенствования и упражнения для читателя

• Улучшение заключается в визуализации текстуры в большем размере, чтобы было больше разрешения в этих частях искаженного изображения, которые раздуваются. Примечание выше на изображении разрешение явно наблюдается в этой реализации OpenGL.

• Некоторые реализации OpenGL будут поддерживать неквадратную степень 2 текстур, в этом случае ограничения по размеру окна можно убрать.Многие реализации также поддерживают неквадратная степень двух текстур, если включено MIP-отображение.

• Если хотите попробовать другие интересные Затем функции искажения экспериментируют со следующим.
  
  Первый похож на объектив «рыбий глаз», который люди прикрепляли к окно их ute. Второй похож на волнообразное искажение зеркала, найденные на карнавальных представлениях.

Отзыв от Даниэля Фогеля

Одна вещь, которую вы, возможно, захотите рассмотреть, — это использовать вместо этого glCopyTexSubImage2D делать медленный glReadPixels.Использование первого позволяет мне играть в UT плавно с включенным искажением. glReadPixels — очень медленная операция на платах потребительского уровня. А также пока не появится расширение «рендеринг в текстуру» для OpenGL, использующее текстуру прямо из заднего буфера — самый быстрый способ — и даже оптимизирован.

Написано Полем Бурком
Сентябрь 1992 г.

Смотрите также Типы проекций в PovRay

Большинство пользователей программного обеспечения для 3D-моделирования и рендеринга знакомы с параллельные и перспективные проекции при создании каркаса, скрытая линия, простые закрашенные или высокореалистичные визуализированные изображения.это можно математически описать многие другие проекции, некоторые из что может быть недоступно, выполнимо или даже невозможно с обычное фотооборудование. Некоторые из этих методов будут проиллюстрировано и обсуждено здесь на примере компьютера на базе модель Адольфа Лооса Карнтнер-бар. 3D-модель была создана Матиу Карром в 1992 году на Школа архитектуры Оклендского университета с использованием Radiance.

Это изображение — пример обычной перспективы. проекция (угол обзора 90 градусов, 17 мм), предлагаемая большинством пакеты рендеринга.Пользователь может указать позицию и направление виртуальной камеры в сцене, а также другой камеры такие атрибуты, как FOV и глубина резкости.

Рисунок: Перспектива 90

Виртуальные камеры не страдают от некоторых наложенных ограничений настоящей камерой. Это изображение с углом обзора 140 градусов, соответствует приблизительно 6-миллиметровому объективу.

Рисунок: Перспектива 140

Полусферический «рыбий глаз» (180 градусов) отображает переднюю полусферу сфера проекции на плоскую круглую область на плоскости изображения.Изображение показывает все, что находится перед камерой.

Рисунок: Полусфера 180

Этот 360-градусный рыбий глаз — разворачивание спроецированной сцены. на сферу на круговое изображение на плоскости проекции. Те части сцены за камерой сильно искажены, так что так, чтобы окружность изображения соответствовала единственной точке позади камера.

Рисунок: Рыбий глаз 360

Ниже приведено 180 градусов (по вертикали) на 360 градусов. (по горизонтали) угловой рыбий глаз.Он разворачивает полоску вокруг проекция сферы на прямоугольную область на плоскости изображения. В расстояние от центра изображения пропорционально углу от вектора направления взгляда.

Рисунок: Рыбий глаз 180

Угловой «рыбий глаз» на 90 градусов (по вертикали) на 180 градусов (по горизонтали).

Рисунок: Рыбий глаз 90

Панорамный вид — это еще один метод создания обзора на 360 градусов. он устраняет вертикальный изгиб, но вводит другие формы искажения. Это создается с помощью виртуальной камеры с углом обзора 90 градусов. вертикальное поле зрения и горизонтальное поле зрения 2 градуса. В виртуальная камера вращается вокруг вертикальной оси с шагом 2 градуса, полученные в результате 180 полос изображений склеиваются вместе, чтобы сформировать следующее изображение.

Рисунок: Панорамный 360

Еще несколько «реальных» примеров

180-градусный панорамный вид на гавань Окленда.

Панорамный вид 360 на 180 градусов, созданный камерой разработан в Университете Монаша, Мельбурн.

4 вещи, которые вы должны знать о фокусном расстоянии и композиции

Объективы — это глаз вашей камеры.Фокусное расстояние объектива (и ваша точка зрения) определяют, какую часть объекта видит ваша камера.

Возможно, вы уже знакомы с основами и понимаете разницу между, скажем, широкоугольными и телеобъективами, но давайте углубимся в тему немного глубже, чтобы увидеть, что происходит на самом деле.

Есть четыре основных момента, которые нужно знать и понимать о фокусном расстоянии и композиции.

1. Фокусное расстояние не так важно, как поле зрения

Поле зрения объектива определяется двумя факторами:

1. Фокусное расстояние.
2. Цифровой сенсор или размер пленки

Поле зрения (иногда называемое углом обзора) гораздо важнее фокусного расстояния, потому что оно говорит вам, какую часть сцены видит объектив. Однако, поскольку поле зрения меняется в зависимости от размера сенсора, производители вместо этого сообщают нам фокусное расстояние. Фокусное расстояние — это фиксированная величина, которая не изменяется (это буквально расстояние от середины линзы до фокальной плоскости, которая является датчиком).

Вот несколько практических примеров.

Пример №1 — объектив с постоянным фокусным расстоянием 50 мм

Объектив с постоянным фокусным расстоянием 50 мм имеет поле зрения 47 градусов для полнокадровой камеры. Это поле зрения приблизительно соответствует тому, что мы видим собственными глазами. Но что произойдет, если вы установите объектив 50 мм на камеру APS-C (кроп-фактор 1,6x)? Кроп-фактор меньшего датчика означает, что объектив теперь имеет поле зрения около 30 градусов, что делает его коротким телеобъективом.

Это изменение поля зрения означает, что вам нужно отодвинуться дальше от объекта, чтобы уместить его в кадре, что также изменяет перспективу (давая эффект сжатия, характерный для коротких телеобъективов).

Если вам нужен эквивалент 50-миллиметрового объектива на камере APS-C, вам необходимо использовать фокусное расстояние около 31 мм, так как у нее такое же поле зрения (47 градусов).

Объектив с постоянным фокусным расстоянием с таким фокусным расстоянием не существует (вы можете выбрать между 28 мм или 35 мм в зависимости от того, хотите ли вы немного более широкое или более узкое поле зрения), но вы можете установить это фокусное расстояние, если у вас есть зум.

Объектив 50 мм, полнокадровая камера. Объектив имеет поле зрения 47 градусов.

Объектив 50 мм, камера APS-C.Тот же объектив имеет поле зрения 30 градусов с этой камерой.

Пример №2 — объектив 21 мм

То же самое и с широкоугольными объективами. 21-миллиметровый объектив с постоянным фокусным расстоянием имеет поле зрения около 92 градусов. Это приятное широкое поле зрения, идеально подходящее для пейзажной фотографии или создания изображений с драматической перспективой.

Но если поставить его на камеру APS-C, поле зрения сужается примерно до 65 градусов. Он по-прежнему широкоугольный, но эффект гораздо более умеренный. Теперь у него почти такое же поле зрения, как у 35-мм объектива полнокадровой камеры

.

Чтобы получить такое же поле зрения, как у объектива 21 мм (на полном кадре), вы должны использовать объектив 14 мм (на камере APS-C).

Этот снимок был сделан 14-миллиметровым объективом на камеру APS-C. У него такое же поле зрения, как у 21-мм объектива полнокадровой камеры.

Пример № 3 — линзы 16 мм

Можно даже использовать два объектива с одинаковым фокусным расстоянием, но с разными полями зрения (на одной камере).

16-миллиметровый широкоугольный объектив имеет поле зрения 107 градусов, а 16-миллиметровый «рыбий глаз» имеет поле зрения 180 градусов.

У них одинаковое фокусное расстояние, но все они предназначены для разных целей.Широкоугольный объектив 16 мм предназначен для сохранения прямых линий. Рыбий глаз не пытается этого сделать, и в результате имеет гораздо более широкое поле зрения.

В этой таблице показано поле зрения с обычными фокусными расстояниями для полнокадровых камер, камер APS-C и микро-4/3.

Следующие пункты исследуют взаимосвязь между полем зрения и композицией.

2. Широкоугольные линзы линзы включения

Любой объектив с полем обзора более 63 градусов можно рассматривать как широкоугольный.Это 35 мм или меньше для полнокадровой камеры, 20 мм для APS-C и около 18 мм для микро 4/3.

У широкоугольных объективов

есть две характеристики, влияющие на композицию:

1. Широкое поле зрения означает, что вам нужно приблизиться к объекту, чтобы заполнить кадр. Но в то же время широкоугольные объективы включают в себя довольно много фона. Чем короче фокусное расстояние, тем ближе вы должны подойти и тем больше будет фона.
2. Широкоугольные объективы также имеют большую глубину резкости при любой настройке диафрагмы, чем более длинные фокусные расстояния (на самом деле это не так, это связано с расстоянием от объектива до объекта, которое также изменяется с фокусным расстоянием).

Эти два фактора объединяются, чтобы сделать широкоугольные объективы включенными. Вы всегда можете уместить больше в кадре с помощью широкоугольного объектива, независимо от того, как близко вы подходите к объекту. Фон также с большей вероятностью окажется более сфокусированным, чем при более длинных фокусных расстояниях. Если подойти ближе, создается драматическая перспектива, которая нравится некоторым фотографам. Он подчеркивает линии и создает ощущение глубины, которого может не хватать изображениям, снятым с большим фокусным расстоянием.

Малейшее изменение вашей точки зрения кардинально меняет композицию фотографии. Чем короче фокусное расстояние, тем в большей степени это применимо. Поскольку широкоугольные объективы включают в себя такой большой фон, может быть сложно упростить композицию и убрать все отвлекающие факторы. Этого не избежать, это просто характеристика, которую нужно принять.

На этом фото, сделанном с помощью объектива 18 мм (APS-C), видны здания, городская стена, отражение в воде, исчезающие вдалеке городские деревья и все в фокусе.

3. Телеобъективы исключительные

Телеобъектив — это объектив с полем зрения около 30 градусов или меньше.Это примерно 85 мм или больше для полнокадровой камеры, 50 мм для камеры APS-C и 40 мм для микро 4/3.

Исключение составляют телеобъективы

. У них узкое поле зрения. Заполните рамку объектом, и вы не получите много фона. Также легко выбить фон из фокуса, используя широкую диафрагму и убедившись, что между объектом и фоном есть достаточное расстояние.

На этой фотографии, сделанной с объективом 50–150 мм, установленным на 72 мм (APS-C), показаны руки женщины и текстильные изделия, которые она продает. На заднем плане совсем немного.

4. Нормальные линзы занимают золотую середину

Обычные объективы, с полем зрения где-то около 55 градусов, занимают промежуточное положение между широкоугольным и телеобъективом. Они не создают изображения с драматической перспективой, которую можно получить с широкоугольным объективом, и не исключают фон в такой же степени, как телефото.

Если у вас обычный объектив с постоянным фокусным расстоянием, вы можете открыть диафрагму, чтобы расфокусировать фон, иногда довольно резко, если вы подходите достаточно близко к объекту.Но вы также можете часто останавливаться достаточно, чтобы сфокусировать все в кадре.

Я сделал это фото с объективом 35 мм, обычным объективом на камеру APS-C. Ему не хватает драматической перспективы и широкого поля зрения фотографий, сделанных с помощью широкоугольных объективов. Но он включает больше фона и показывает меньшее сжатие, чем фотографии, сделанные с помощью телеобъективов.

Твоя очередь

Можете ли вы придумать что-нибудь еще, что фотографы должны знать о фокусном расстоянии, поле зрения и композиции? Если да, дайте нам знать в комментариях.Я хотел бы услышать твои мысли.

Примечание: это вторая из серии статей о dPS на этой неделе, в которых говорится о композиции. См .: Использование кадрирования для более эффективных композиций и поищите больше в ближайшие несколько дней.

---

Мастеринг композиции

Моя новая электронная книга Mastering Composition поможет вам научиться лучше видеть и компоновать фотографии. Вы отправитесь в путешествие, выходящее за рамки правила третей, исследуя принципы композиции, которые вам необходимо понимать, чтобы создавать красивые изображения

Основы фотографии: угол обзора

Угол обзора — это мера того, какую часть сцены или объекта может охватить объектив.Выраженный в градусах, угол обзора можно измерять по горизонтали, вертикали или диагонали изображения.

Ключевым моментом является фокусное расстояние: объективы с меньшим фокусным расстоянием могут захватить большую часть сцены за один снимок, в то время как более длинные фокусные расстояния обеспечивают гораздо более узкий обзор. Вы, конечно, можете отодвинуть камеру подальше, чтобы увеличить объем кадра, или подойти ближе, чтобы получить более плотный снимок, или остаться на месте и отрегулировать настройку на зум-объективе, но угол вид для выбранного фокусного расстояния не меняется.

Что меняется, так это отношения между объектами на картинке, если вы физически приближаетесь или отдаляетесь. Сделайте шаг вперед с широкоугольным объективом, и вы продолжите захватывать больше фона относительно объекта фотографии. Длинный объектив будет по-прежнему захватывать гораздо меньшую часть фона по сравнению с объектом, когда вы удаляетесь.

Фокусное расстояние и угол обзора

Когда фотографы говорят о фокусном расстоянии объектива, на самом деле их беспокоит угол зрения. Это связано с тем, что угол обзора определяет, как сцена может быть оформлена и скомпонована. Длинные линзы с фокусным расстоянием 200 мм, 300 мм или 400 мм и более обеспечивают узкие углы обзора, что упрощает выделение объектов в более широкой сцене.

Недостатком угла обзора всего несколько градусов является то, что также легко потерять объект из виду, так как небольшое смещение положения камеры может существенно повлиять на то, какая область выделяется камерой. линза. Эта проблема усугубляется, если вы следите за движущимся объектом, о чем знает любой, кто пытался сфотографировать быстро летающих птиц с близкого расстояния через 600-миллиметровый объектив!

Широкоугольные объективы решают эту проблему с ног на голову.Фокусные расстояния в диапазоне 16-35 мм позволяют уместить большую часть сцены на одной фотографии, и, следовательно, легче изначально кадрировать снимок и быстро перекомпоновывать.

Обратной стороной использования угла обзора почти 100 градусов является то, что отвлекающие факторы легче вползают в кадр и сложнее выделить объект из всего «шума».

Узнать | Поле зрения и угловое поле зрения

Введение

Поле зрения (FOV) — это максимальная область образца, которую может отобразить камера.Это связано с двумя вещами: фокусным расстоянием объектива и размером сенсора . На рисунке 1 показано сравнение поля зрения и размера датчика. Предполагая, что фокусное расстояние объектива одинаковое, чем больше датчик, тем больше поле зрения.

Рис. 1. Сравнение сенсоров разных размеров, показывающее, как большие размеры сенсоров способствуют увеличению поля зрения. И синий (4096 x 4096 пикселей), и красный (2048 x 2048 пикселей) квадраты обозначают датчики, сделанные из пикселей 15 x 15 мкм, тогда как зеленый квадрат (1024 x 1024 пикселей) указывает датчик, сделанный из пикселей 13 x 13 мкм.

Размер сенсора определяется как количеством пикселей на сенсоре, так и размером пикселей . Пиксели разного размера используются для разных приложений, причем пиксели большего размера используются для более высокой чувствительности, а пиксели меньшего размера используются для более высокого пространственного разрешения (подробнее см. Размер пикселей и разрешение камеры ).

Фокусное расстояние объектива описывает расстояние между объективом и сфокусированным изображением на датчике.Когда свет проходит через линзу, он либо сходится, (положительное фокусное расстояние), либо расходится, (отрицательное фокусное расстояние), однако в камерах фокусное расстояние преимущественно положительное. Более короткие фокусные расстояния сводят свет сильнее (то есть под более резким углом), чтобы сфокусировать объект изображения. Для сравнения, более длинные фокусные расстояния сводят свет менее сильно к (то есть под меньшим углом), чтобы сфокусировать изображение.

Это означает, что расстояние фокусного расстояния определяется тем, насколько сильно свет сводится линзой, чтобы сфокусировать объект изображения.Это, в свою очередь, влияет на угол относительно горизонтального света, который может быть захвачен линзой. Это известно как угловое поле зрения (AFOV) и требуется для определения общего поля зрения. AFOV — это угол между любым светом, захваченным на горизонтальном , и любым светом, захваченным на краю (как показано на рисунке 2). Если у вас фиксированный размер сенсора, изменение фокусного расстояния изменит AFOV и, следовательно, общий FOV. Меньшее фокусное расстояние обеспечивает больший угол обзора и, следовательно, больший угол обзора.То же самое верно, но наоборот для больших фокусных расстояний, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Схема, показывающая, как фокусное расстояние влияет на угловое поле зрения (AFOV). Чем короче фокусное расстояние, тем больше AFOV, и наоборот, для большего фокусного расстояния. Это влияет на размер поля зрения. Красная линия указывает на свет снизу объекта, создающий верх изображения; синий свет — это свет, взятый из горизонтали; серые линии обозначают свет, который исходит от верхней части объекта, создавая нижнюю часть изображения.Высота изображения обозначается буквой h.

Расчет AFOV

При расчете AFOV необходимо сделать несколько предположений :

1. То, что отображаемый объект полностью заполняет сенсор камеры
2. То, что объектив находится в фокусе на бесконечность (т.е. когда изображение формируется из объекта, находящегося на бесконечности)
3. Объектив представляет собой точечное отверстие

Рис. 3. Диаграмма, показывающая, как три допущения могут быть использованы для расчета углового поля зрения (AFOV).Предполагая, что линза представляет собой точечное отверстие и находится в фокусе на бесконечность, и что отображаемый объект заполняет датчик, можно использовать простое уравнение для определения AFOV (в градусах). Относится к углу обзора, так как это угол, при котором захватывается самый большой объект, при этом изображение все еще соответствует изображению на датчике.

На рисунке 3 показана упрощенная версия того, как эти допущения позволяют рассчитывать AFOV. Используя тригонометрию , AFOV можно выразить как:

, где h — это горизонтальный размер сенсора, а F — фокусное расстояние объектива камеры.

Измерение FOV

Для измерения поля зрения УФ-, видимой и инфракрасной камер обычно используется оптических тестов . Во время теста свет фокусируется от черного тела (объект, который поглощает весь падающий на него свет) на тестовую цель в фокусном месте. Используя набор зеркал, можно создать виртуальное изображение , которое находится на бесконечно большом расстоянии.

Это позволяет размеры поля зрения (т.е.е. расстояние по вертикали и горизонтали) необходимо измерить без указания фокусного расстояния объектива или размера сенсора. Созданное изображение, включая цель, затем отображается на мониторе, причем целевое изображение является подмножеством отображения полного изображения. Это позволяет приблизить FOV как:

.

Где D — это полные размеры отображаемого изображения (по горизонтали или вертикали), а d — это целевые размеры (по горизонтали или вертикали).

Сводка

Поле зрения определяет максимальную площадь образца, которую может отобразить камера, определяется фокусным расстоянием объектива и размером сенсора.

Размер сенсора определяется как размером пикселей, так и количеством пикселей на сенсоре. Это можно оптимизировать для каждого приложения, используя более крупные датчики, оптимальные для приложений с ограниченной чувствительностью, и меньшие датчики, оптимальные для приложений с ограниченным разрешением.

Фокусное расстояние объектива объединяет свет, так что изображение объекта фокусируется на датчике. Это определяет угловое поле зрения, параметр общего поля зрения. Это определяется как угол между любым светом, захваченным по горизонтали, и любым светом, захваченным на краю объекта.Все эти параметры играют роль в определении поля зрения камеры и могут быть измерены либо с помощью тригонометрии и углового поля зрения, либо с помощью оптического теста, в котором черное тело используется для создания виртуального изображения

Калькулятор поля зрения

— прямолинейные линзы и линзы «рыбий глаз»

Слева: Fisheye Справа: Прямолинейное преобразование из Fisheye

С появлением цифровых камер с нестандартными размерами сенсора, похоже, возникла большая путаница в отношении фокусного расстояния, поля зрения, цифровых множителей и того, как они связаны.Эта статья предназначена для того, чтобы попытаться прояснить эту путаницу.

Сначала давайте определим несколько терминов:

Фокусное расстояние: Фокусное расстояние объектива определяется как расстояние от оптического центра объектива (или вторичной главной точки для сложного объектива, такого как объектив камеры) в точку фокусировки (датчик) , когда объектив сфокусирован на объекте, находящемся на бесконечности .Это основная физическая характеристика линзы, которую можно измерить в оптической лаборатории. Это остается неизменным независимо от того, на какой камере установлен объектив. Объектив с фокусным расстоянием 7 мм всегда имеет фокусное расстояние 7 мм, а объектив с фокусным расстоянием 300 мм всегда имеет фокусное расстояние 300 мм. линза

Поле зрения: Поле зрения объектива (иногда называемое углом покрытия или углом обзора) определяется как угол (в пространстве объекта), под которым находятся объекты. записывается на пленку или сенсор в фотоаппарате.Это зависит от двух факторов: фокусного расстояния объектива (см. Выше) и физического размера пленки или сенсора. Поскольку это зависит от Размер пленки / сенсора не является фиксированной характеристикой объектива и может быть заявлен только в том случае, если известен размер пленки или сенсора, с которым он будет использоваться. Для линзы, используемой для формирования прямоугольная рамка, часто дается три поля зрения; горизонтальный FOV, вертикальный FOV и диагональный FOV

Цифровой множитель: Цифровой множитель — это термин, который стал использоваться в связи с более широким использованием цифровых камер с сенсором, меньшим, чем размер кадра 35 мм. камера.Поскольку угол обзора объектива зависит как от фокусного расстояния объектива, так и от размера изображения, вы можете определить «цифровой множитель», который является коэффициентом, на который фокусное расстояние объектива необходимо было увеличить, чтобы получить тот же угол обзора, что и у объектива на цифровом датчике. Например, объектив с фокусным расстоянием 100 мм, установленный на цифровой камере с множителем «1,6x» датчик имеет такое же поле зрения на этой камере, как 160-миллиметровый объектив, установленный на полнокадровой 35-миллиметровой камере.Это все еще объектив с фокусным расстоянием 100 мм, но он действует так же, как 160-миллиметровый объектив на полнокадровой камере.

Что нас действительно больше всего интересует с фотографической точки зрения, так это поле зрения. Если нам нужен широкоугольный снимок, нам нужно широкое поле зрения (скажем, 84 градуса по горизонтали). Если мы нам нужен «нормальный» снимок, нам нужно «нормальное» поле зрения (скажем, 40 градусов по горизонтали), а если нам нужен телефото снимок, нам нужно узкое поле зрения (скажем, 6.5 градусов по горизонтали). Для тех, кто привык думать о 35-миллиметровых камерах, они будут соответствовать объективам с фокусным расстоянием 20 мм, 50 мм и 300 мм соответственно. Однако пользователи камеры 4×5 подумают, что с точки зрения широкоугольного объектива 80 мм, обычного объектива 200 мм и телеобъектива 1200 мм. Опять же, FOV определяется не фокусным расстоянием, а фокусным расстоянием . И размер формата . Вот почему, когда мы переходим к цифровым зеркальным фотокамерам формата APS-C (с сенсором приблизительно 15 мм x 22 мм), широкоугольный объектив теперь равен 12.5 мм, нормальный объектив теперь 32 мм а телеобъектив теперь 188 мм. Обратите внимание, что эти числа совпадают с числами 35 мм, деленными на «цифровой множитель 1,6x» (или, в данном случае, «цифровой делитель 1,6x»).

Прямолинейные линзы и линзы «рыбий глаз»

Есть два типа линз, которые вы найдете при фотографировании.

Первый — это прямолинейный объектив . Это типичный объектив, который отображает все прямые линии объекта как прямые на изображении (см. Диаграмму ниже).Это в значительной степени так, как наши глаза видят вещи, и именно так видят вещи камеры-обскуры. Для обычного и телефото использования идеально подходит прямолинейный объектив, но для очень широкого угла. использовать это не так. Объекты по краям кадра на очень широкоугольных снимках «растягиваются». Также невозможно изготовить прямолинейный объектив с охватом 180 градусов (полусферы). В Фактически, очень сложно сделать прямолинейный объектив с горизонтальным охватом более 100 градусов.

Второй тип линз — это рыбий глаз .Объектив типа «рыбий глаз» отображает прямые линии, которые не проходят через центр кадра, как изогнутые (хотя линии бегут через центр остаются прямыми). Предметы по краям кадра не растягиваются, но искажаются. Легко сделать объектив с охватом по диагонали 180 градусов («полный кадр «рыбий глаз») или даже с горизонтальным, вертикальным и диагональным полем обзора 180 градусов («круглая рамка» рыбий глаз «) — хотя в результате получается круглое изображение с темной остальной частью кадра.Линзы Fisheye были впервые созданы для научных целей, поскольку с полусферическим покрытием они могут отображать все небо в одном кадре и поэтому были полезны для астрономических и метеорологические исследования. Первой камерой «рыбий глаз» была камера-обскура, наполненная водой, но, к счастью, технологии создали более удобные способы получения изображений «рыбий глаз»!

На приведенных выше иллюстрациях показана модель с отверстием для прямолинейных линз и линз типа «рыбий глаз».В объективе типа «рыбий глаз» широкоугольные лучи больше изогнуты к центру кадра. Чтобы сделать это с Настоящие линзы необходимо использовать очень большой, очень сильно изогнутый отрицательный передний элемент, как показано на схемах линз ниже:

Расчет поля зрения

Прямолинейные линзы

Поле зрения прямолинейной линзы, сфокусированной на бесконечность, очень легко рассчитать с помощью простой тригонометрии.Это дает:

FOV (прямолинейный) = 2 * arctan (размер кадра / (фокусное расстояние * 2))

Здесь «размер кадра» относится к размеру кадра в направлении FOV, поэтому для 35 мм (что составляет 24 мм x 36 мм) размер кадра составляет 36 мм для горизонтального поля зрения, 24 мм для вертикального. FOV и 43,25 мм по диагонали.

Ниже представлен калькулятор FOV как в угловом, так и в линейном выражении.Угловое поле зрения предполагает фокус на бесконечность, и линейное поле зрения также основано на этом, что технически не правильно, но, как описано ниже, поправки для более близкой фокусировки не имеют значения, пока вы не попадете в макро-диапазон. «Цифровой множитель» составляет 1,6x для большинства потребительских зеркалок Canon, 1,3x для EOS 1D, 1x для EOS 1D, 1,5x для большинства зеркалок Pentax, Nikon и Sony и 2x для большинства зеркалок Olympus.

Поскольку объектив фокусируется на расстояниях ближе, чем бесконечность, поле зрения сужается, но если вы не попадаете в макро-диапазон, изменение очень мало.Исправленная форумула:

FOV (прямолинейный) = 2 * arctan (размер кадра / (фокусное расстояние * 2 * (м + 1)))

Где «м» — увеличение. На бесконечности m = 0, поэтому применима первая формула. 50 мм объектив, сфокусированный на бесконечность, имеет горизонтальное поле зрения около 39,6 градуса для полнокадровой 35-мм камеры. Для того же 50-миллиметрового объектива с фокусировкой 0,55 м увеличение составляет 0,1, а поле зрения сужается до 36,2 градуса, так что вы можете видеть это даже при довольно близком фокусе (0.55 м меньше 22 дюймов), угол обзора не сильно меняется.

Увеличение можно оценить по:

m = (фокусное расстояние) / (фокусное расстояние — фокусное расстояние)

Вот график зависимости горизонтального угла зрения объектива 50 мм на кадре 35 мм от расстояния фокусировки. Как видите, угол обзора остается постоянным, пока расстояние фокусировки не станет достаточно коротким.

Вот тот же график на логической оси, чтобы вы могли лучше видеть, как все меняется на коротком расстоянии фокусировки:

Линзы рыбий глаз

С линзами типа «рыбий глаз» ситуация гораздо сложнее, потому что не существует такого понятия, как уравнение «рыбий глаз».Вместо этого есть несколько разных «картографических уравнений» или «проекций». которые использовали разные производители линз типа «рыбий глаз».

Вероятно, наиболее распространенной является проекция равносолидного угла, а угол обзора на бесконечности определяется по формуле:

FOV (равномерный рыбий глаз) = 4 * arcsin (размер кадра / (фокусное расстояние * 4))

Также популярна эквидистантная проекция, а для поля зрения задается:

FOV (равноудаленный рыбий глаз) = (размер кадра / фокусное расстояние) * 57.3
( 57,3 — это преобразование радиан в градусы ).

Реже встречается ортогональная проекция, которая дает следующее поле зрения:

FOV (ортогональный рыбий глаз) = 2 * arcsin (размер кадра / (фокусное расстояние * 2)

и стереографическая проекция, которая дает:

FOV (стереографический рыбий глаз) = 4 * arctan (размер кадра / (фокусное расстояние * 4))

Конечно, точно так же, как и тот факт, что прямолинейные линзы редко бывают действительно прямолинейными (они страдают от бочкообразных и подушкообразных искажений), поэтому линзы рыбий глаз обычно не следуют точное отображение, предлагаемое этими уравнениями.Как правило, это не имеет значения, если вы не пытаетесь провести научные исследования, связанные с точным преобразованием точек на изображении «рыбий глаз». в координаты «реального мира».

Вы можете думать о различных прямолинейных проекциях и проекциях типа «рыбий глаз» как о некотором аналоге картографических проекций. Все мы знаем, что Земля — ​​это сфера, но мы можем изобразить ее на прямоугольная карта с горизонтальными и вертикальными прямыми линиями, представляющими широту и долготу с использованием проекции Меркатора.Это можно рассматривать как аналог прямолинейной линзы. отображение. Однако точно так же, как прямолинейная линза имеет тенденцию растягивать объекты по краям, такая картографическая проекция растягивает области около полюсов. Проекция объектива «рыбий глаз» тогда соответствуют различным картографическим проекциям, в которых линии широты и долготы больше не прямые, а, скажем, площади пропорциональны, например равные по азимуту площади. Каждое отображение схема каким-то образом искажает «действительность».Мы больше привыкли видеть одно, чем другое, поэтому можно думать о одном как о «нормальном», а о другом как о «искаженном», но это не совсем так.

На графике ниже показано, как поле зрения соотносится с размером кадра для объектива с заданным фокусным расстоянием для прямолинейного объектива и четырех типов объектива «рыбий глаз». Как видите, Прямолинейные линзы никогда не смогут получить угол обзора 180 градусов, независимо от размера кадра, в отличие от всех линз типа «рыбий глаз».Вы также можете видеть, что для всех линз поле зрения увеличивается с размером кадра.

C и D — равноудаленные и равносторонние углы соответственно (наиболее распространены)
B и E — стереографический и ортогональный «рыбий глаз» соответственно (мало используются)

Обратите внимание, что вы не можете просто взять любой объектив и использовать очень большую оправу, чтобы получить широкое поле зрения.Объективы имеют круг изображения , который является диаметром самого большого изображения. что линза может формировать. За пределами этого диаметра линзы виньетки, обрезая изображение из-за ограниченного размера оптических элементов или других характеристик дизайна. Линзы Предназначен для использования на полнокадровых 35-миллиметровых камерах, должен иметь диаметр изображения не менее 43,5 мм, поскольку размер диагонали 35-мм кадра составляет 43,25 мм. Это очень трудно для изготовления линз с коротким фокусным расстоянием с большими кругами изображения.

Пример

Используя приведенную выше информацию, мы можем рассчитать, например, поле зрения полнокадрового объектива «рыбий глаз», рассчитанного на использование 35 мм, при использовании с камерой APS-C. Давайте возьмем пример Объектив «рыбий глаз» 15 мм. Предположим, он использует проекцию равномерного угла, поэтому поле обзора задается как 4 * arcsin (размер кадра / (фокусное расстояние * 4)).

Для кадра 24 x 36 мм это дает горизонтальный угол обзора 147.5 градусов, вертикальный угол обзора 94,3 градуса и диагональный угол обзора 185 градусов. Canon дает номера 142, 92 и 180 для своих 15 / 2,8 объектив типа «рыбий глаз», поэтому отображение не совсем равномерный угол, а типичный полнокадровый «рыбий глаз» с охватом по диагонали примерно 180 градусов

Для сенсора 22,7 x 15,1 мм (APS-C) числа становятся следующими: горизонтальный угол обзора = 88,9 градуса, вертикальный угол обзора = 58,3 градуса, диагональный угол обзора = 108,1 градуса.Если вы «бросите вызов» изображению «рыбий глаз», то есть преобразуйте изображение в прямолинейное отображение, вы сохраняете горизонтальный и вертикальный FOV, растягиваете края изображения и уменьшаете диагональный FOV. Так что, если вы «оскорбляете» изображение, вы бы получить изображение с приблизительно 88 градусами по горизонтали и 58 градусами по вертикали. Это соответствует горизонтальному полю поля зрения 19-миллиметрового объектива и вертикальному полю обзора 22-миллиметрового объектива. Как Это возможно? Соотношение вертикали и горизонтали составляет 1: 1,5, если датчик APS-C изменяется, когда изображение становится «дефектным» и становится ближе к 1: 1.7

Paint Shop Pro имеет встроенную функцию преобразования «рыбий глаз» в прямолинейную, как и ряд других редакторов изображений, а также автономные. программы.

Руководство по определению фокусного расстояния

Есть много факторов, которые работают вместе для создания изображения, и один из самых важных — это фокусное расстояние вашего объектива.Новички в фотографии часто думают о фокусном расстоянии как о том, насколько вы «увеличены» до изображения. Это правда, но выбор фокусного расстояния — это еще не все.

Мало того, что разные фокусные расстояния имеют разные поля зрения, они также могут вносить искажение перспективы и влиять на глубину резкости. Для некоторых снимков потребуется относительно определенное фокусное расстояние, в то время как другие могут иметь возможность выбирать между разными фокусными расстояниями для творческих целей.

Объективы фотоаппаратов обладают множеством характеристик.Если вам интересно, почему вы должны выбирать одно фокусное расстояние вместо другого, мы разберем все, что вам нужно знать.

Что такое фокусное расстояние?

Фокусное расстояние — это расстояние от передней части объектива до датчика. Когда линза фокусирует свет на датчик, свет изгибается таким образом, что он сходится сам по себе, прежде чем попасть на датчик.

Точнее, фокусное расстояние — это расстояние от точки схождения до датчика. Между длиной линзы и фокусным расстоянием существует корреляция, но разные конструкции линз могут по-разному отклонять свет.Вот почему существуют «блины» 50-миллиметровые линзы, которые намного меньше стандартных 50-миллиметровых линз, и почему некоторые зум-объективы имеют фиксированные, неподвижные передние элементы. Хотя может быть интересно точно знать, что такое фокусное расстояние, более важно то, что влияет на разные фокусные расстояния на изображении. Следует учитывать несколько ключевых моментов.

Поле зрения / угол обзора

Поле или угол обзора — это то, что определяет, насколько «увеличен» объектив. Чем короче фокусное расстояние, тем шире угол обзора, тем больше сцены вы собираетесь захватить.И наоборот, чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора, тем более «увеличенным» будет изображение. Это оказывает очевидное влияние на композицию вашего изображения, но может быть некоторая гибкость с точки зрения того, какое фокусное расстояние вы можете использовать. Во многих случаях, если вы хотите, чтобы на вашем изображении было что-то большее или меньшее, вы можете подойти ближе или дальше.

Следует иметь в виду, что по определению фокусные расстояния одинаковы для всех камер. Расстояние от точки схождения до датчика будет одинаковым независимо от того, какую камеру вы используете.Однако в зависимости от размера сенсора вашей камеры поле зрения будет разным. Фокусные расстояния обычно классифицируются на основе полнокадровых датчиков (и 35-мм пленки до этого). Поскольку датчик кадрирования меньше по размеру, он будет записывать только часть того, что записывает полнокадровый датчик, что приводит к более узкому углу обзора. Если вы снимаете камеру с датчиком кадрирования, помните об этом факторе кадрирования при выборе используемого фокусного расстояния. Для получения того же изображения вам понадобится более широкий объектив.

Искажения

Пример того, как относительный размер фона и длина линзы соотносятся друг с другом из книги «Как длина линзы влияет на видимый размер фона: пример с использованием Луны».Верхний снимок сделан на 24 мм, нижний снимок сделан на 400 мм.

При приближении или удалении объект на изображении будет казаться больше или меньше, но при этом все остальное также будет казаться больше или меньше. Однако эта разница не будет одинаковой для всех. Чем ближе к вам будет объект, тем сильнее изменится его размер. Это называется перспективным искажением или сжатием линзы. В некоторых случаях искажение перспективы можно использовать творчески. Многие фотографии луны делаются с помощью линз с очень длинным фокусным расстоянием, чтобы луна выглядела намного больше по сравнению с другими объектами на снимке, чем она была бы в реальной жизни.

Однако искажение перспективы также может быть негативом, которого следует избегать. Например, изображения лиц крупным планом могут значительно пострадать от искажения перспективы, если они сняты с помощью широкоугольного объектива. Чтобы заполнить рамку лицом при использовании широкоугольного объектива, вы должны быть настолько близко, чтобы ближайшие черты лица (в частности, нос) казались намного крупнее, чем черты лица, расположенные дальше.

Кроме того, в некоторых сверхширокоугольных объективах вы сталкиваетесь с бочкообразным искажением, когда угол обзора становится настолько широким, что кажется, что детали изгибаются там, где нет в реальной жизни.Чаще всего это наблюдается в линзах типа «рыбий глаз», где все кажется сжатым в круг.

Глубина резкости

Если ваша точка фокусировки и расстояние фокусировки остаются неизменными, ваша диафрагма будет определять, какая у вас глубина резкости — узкая или большая. На это также влияют расстояние от объекта и длина объектива.

Глубина резкости — это насколько широкая или узкая область находится в фокусе. Чаще всего это связано с диафрагмой, когда большая диафрагма приводит к малой глубине резкости (и наоборот), но фокусное расстояние — еще один ключевой фактор при определении глубины резкости.

При любой данной диафрагме меньшее фокусное расстояние приведет к большей глубине резкости, а большее фокусное расстояние приведет к более узкой. Объектив 200 мм при f / 2,8 будет иметь гораздо меньшую глубину резкости, чем объектив 16 мм при f / 2,8. Если вы хотите добиться определенной глубины резкости, при выборе объектива следует учитывать фокусное расстояние.

Как найти фокусное расстояние

К счастью, производители объективов и фотоаппаратов позволяют очень легко определить, какое фокусное расстояние вы используете в любое время.Фокусное расстояние указывается в миллиметрах, поэтому ищите число, за которым следует «мм». Вы найдете это как на упаковке, так и где-нибудь на корпусе самого объектива. Для фиксированных объективов будет только одно число, в то время как для зум-объективов будет указан диапазон, как для объектива 70-200 мм.

Для зум-объективов диапазон также будет отображаться на каком-то датчике, который показывает текущее фокусное расстояние. На этом датчике будут отмечены ключевые фокусные расстояния и линия, указывающая на текущее фокусное расстояние. В некоторых объективах числа будут двигаться, пока линия статична, а в других — наоборот.

В дополнение к просмотру самого объектива во время съемки, фокусное расстояние сохраняется в данных EXIF ​​файла изображения. Если вы смотрите на изображение после его съемки, все, что вам нужно сделать, это открыть данные EXIF ​​и найти поле фокусного расстояния, чтобы увидеть эту информацию. Редакторы изображений Raw, включая Adobe Lightroom и Adobe Camera Raw, также обычно отображают фокусное расстояние вместе с выдержкой, диафрагмой и ISO на довольно заметном месте при работе с файлом.

Обычные линзы: фокусные расстояния и категории

В зависимости от стиля фотографии, которую вы снимаете, вероятно, будет определенная категория фокусных расстояний, которые вы выберете для использования.Часто, просто придерживаясь любого фокусного расстояния в категории, вы получите желаемый результат. В других случаях вы можете выбрать конкретное фокусное расстояние из-за знакомства или доступности. В любом случае, вы должны узнать, какое фокусное расстояние лучше всего подходит для каких предметов.

Обратите внимание, что все фокусные расстояния, перечисленные ниже, предназначены для полнокадровых датчиков. Для датчиков кропа фактор кроп-фактора определяет, к какой категории фокусного расстояния относится данный объектив.

Сверхширокоугольный

В то время как некоторые люди просто считают широкоугольным объективом все, что шире 35 мм, многие источники дополнительно подразделяют эту категорию и перечисляют все, что шире 24 мм, как сверхширокоугольный объектив.Сверхширокоугольные объективы обычно используются, когда вам нужен максимально широкий угол обзора, что делает их популярным выбором для пейзажных фотографов, снимающих эпические сцены. Это также отличный вариант для съемки в очень тесных условиях, когда вы не можете отодвинуться достаточно далеко, чтобы увидеть все, например архитектурную фотографию (особенно интерьеров).

Одна проблема со сверхширокоугольными объективами заключается в том, что некоторые из них могут вносить значительные искажения. Однако для некоторых фотографов этот «недостаток» может обернуться творческой возможностью использовать искажение для определенной цели.Если вы хотите снимать сверхширокоугольник, подумайте, хотите ли вы искажения.

Широкоугольный

Объективы с фокусным расстоянием 35 мм или менее считаются широкоугольными. Они позволяют фотографу втиснуть в кадр больше сцены, что делает их популярными среди фотографов любого типа, которые хотят показать окружающую среду, в которой они снимают. Широкоугольные объективы хороши не только для съемки пейзажей и архитектурной фотографии (как видно на рисунке). со сверхширокоугольным объективом выше), но также и для портретов в полный рост, когда вы хотите видеть больше, чем просто модель.Кроме того, широкие углы отлично подходят для фотожурналистики, когда вам нужно увидеть, что происходит вокруг объекта.

Обычный

Нормальные линзы — это линзы, которые наиболее точно воссоздают угол обзора, который можно было бы иметь при просмотре сцены в реальной жизни. Теоретически это работает объектив с фокусным расстоянием, равным длине диагонали сенсора, или примерно 43 мм для полнокадрового сенсора. Поскольку изображение будет отображаться по-разному (например,g., размер экрана / печати), стандартными линзами обычно считаются линзы от 35 до 70 мм.

Обычные линзы обычно используются в уличной фотографии и фотожурналистике, потому что не вносят искажений, характерных для широкоугольных объективов. Они также хороши в качестве универсальных объективов и могут быть полезны при фотографировании широкоугольных портретов, если вы не хотите покупать широкоугольный объектив.

телефото

Телеобъективы имеют фокусное расстояние более 70 мм.Это делает разные объективы подходящими для разных целей, даже оставаясь в одной категории.

Короткие телеобъективы, в частности объективы 85 мм и 135 мм, очень популярны в качестве объективов для портретной съемки и выстрела в голову, поскольку они устраняют перспективное искажение, позволяют добиться очень тонкой глубины резкости и обеспечивают комфортное рабочее расстояние, которое не является ни слишком малым, ни слишком большим. для общения при заполнении кадра лицом объекта.Объективы 70-200 мм также популярны среди некоторых пейзажных фотографов, которые хотят получать более интимные снимки, выделяющие определенные объекты или части сцены.

Телеобъективы среднего диапазона, например, от 200 мм до 400 мм, популярны среди фотографов, занимающихся спортом и дикой природой, которые могут приближаться к объекту съемки относительно близко, но при этом должны сохранять некоторое расстояние. Они позволяют этим фотографам заполнять кадр объектами, которые находятся далеко от объекта, при этом они находятся примерно столько, сколько вы можете получить, и при этом их относительно легко держать в руке, по крайней мере, на короткое время.

Супертелеобъективы длиной более 400 мм — это гигантские объективы, которые используются, когда вам нужно держаться на большом расстоянии от объекта. Чаще всего их используют при фотографировании диких животных, когда вам нужно держаться подальше, либо из-за их боязни (например, птиц), либо из-за их опасности (например, крупных хищников). Супертелеобъективы настолько большие и тяжелые, что их в основном используют со штативами или моноподами, чтобы выдерживать их вес и устранять дрожание камеры, характерное для такого длинного объектива.

Макрос

Макрообъективы не привязаны к фокусному расстоянию, а зависят от того, какое увеличение они могут достичь. Чтобы считаться макросъемкой, объектив должен быть достаточно близко сфокусирован, чтобы он мог воспроизводить изображение 1: 1 на датчике камеры. Наиболее распространенные макро-фокусные расстояния составляют около 100 мм, но доступны как более длинные, так и более короткие макрообъективы. Поскольку конечное увеличение одинаково, самое важное, что нужно учитывать при выборе фокусного расстояния макрообъектива, — это рабочее расстояние до объекта.Макрообъективы с более коротким фокусным расстоянием должны быть ближе к объекту, что может быть полезно при съемке неодушевленных объектов в небольшой студии (хотя они могут быть расположены так близко, что мешают освещению). Макрообъективы с большим фокусным расстоянием позволяют вам находиться дальше от объекта, что может быть более комфортно при съемке живых существ и дает больше возможностей для освещения.

Линзы по фокусному расстоянию

Для пейзажей, тесных интерьеров и творческого использования искажения перспективы рекомендуется сверхширокий угол.Все, что составляет 24 мм и шире, обычно относится к категории «сверхшироких». Примеры наших самых популярных сверхширокоугольных объективов:

Объектив Nikon 14-24 мм f / 2,8G AF-S ED
Объектив Nikon 10-24 мм f / 3,5-4,5G AF-S DX ED (для цифровых зеркальных фотоаппаратов Nikon с матрицей кадрирования)
Объектив Canon EF 11-24 мм f / 4L USM
Объектив Canon EF-S 10-22 мм f / 3,5-4,5 (для датчика кадрирования в зеркальных фотокамерах Canon)
Объектив Sony FE 12-24 мм f / 4 G
Объектив Sony 10-18 мм f / 4 с байонетом OSS E (для датчика кадрирования) Беззеркальные камеры Sony)
Fuji XF 10-24mm f / 4 R Lens

Для архитектуры, пейзажей, мероприятий, портретов в полный рост / групповых / средовых портретов и моды подойдет обычный широкоугольный объектив.Все, что находится в диапазоне от 24 до 35 мм, обычно считается «широким». Существуют зум-объективы, охватывающие как «широкую», так и «сверхширокую» длину, и обеспечивающие максимальную гибкость. Самый популярный из этих зумов — 16-35 мм:

.

Объектив Nikon 16-35mm f / 4G ED AF-S VR
Объектив Canon EF 16-35mm f / 2.8L III USM
Объектив Sony FE 16-35mm f / 2.8 GM

Большинство людей, начиная с самого начала, выберут объектив с «нормальным обзором», например 50 мм. Он лучше всего приближается к тому, как видит нормальный глаз, поэтому его длина так велика, чтобы учиться.Вы можете выбрать объектив с постоянным фокусным расстоянием, который фиксируется на одной длине, или выбрать зум, который будет работать в диапазоне от широкого до нормального и до короткого телефото. Из них наиболее популярными и гибкими являются линзы 24–70 мм. 24-70 мм — наши самые популярные линзы для путешествий и мероприятий благодаря их высокому качеству, относительной портативности и полезной длине диапазона:

Объектив Nikon 24–70 мм f / 2,8E AF-S ED VR
Объектив Nikon Z 24–70 мм f / 2,8 S (для новой линейки байонетов Z с большим мегапикселем от Nikon)
Canon EF 24–70 мм f / 2.Объектив 8L USM II
Объектив Sony FE 24-70mm f / 2.8 GM
Pentax D FA 24-70mm f / 2.8 ED SDM WR Lens

Помимо этого, вы начинаете выбирать более специализированные и недорогие линзы, подходящие для дикой природы и спорта. Однако наш самый популярный объектив — это 70-200 мм. Он длинный, но его можно держать в руках. Этот диапазон длин отлично подходит как для портретов, так и для занятий спортом. Посмотреть все наши объективы 70-200 мм можно здесь.

Заключение

Как новичок, легко просто надеть суперзум и выбрать любое фокусное расстояние, которое кажется нужным в данный момент.Каждое фокусное расстояние определенным образом влияет на окончательное изображение. Научившись выбирать фокусное расстояние, вы сможете более осознанно подходить к фотографии и получать желаемый снимок.

Теги: Объективы Canon, размер сенсора Последнее изменение: 22 мая 2020 г.