Определение угла обзора с помощью универсального калькулятора BEWARD
В рубрику «Видеонаблюдение (CCTV)» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Планируя развернуть систему видеонаблюдения, вы неизбежно задаетесь вопросами: куда и сколько установить камер? Как определить наилучшие места их расположения, чтобы избежать «слепых зон»? На каком расстоянии от объектов наблюдения установить камеры, чтобы в итоге получилось достаточно четкое изображение нужных деталей?
На вид и качество изображения большое влияние оказывают не только параметры видеокамеры и объектива, но и их правильное сочетание. Так, иногда отличный, дорогой объектив может давать даже худшее изображение, чем альтернативная дешевая модель.
Расскажем об основных факторах, влияющих на качество и масштаб
видеоизображения, которые следует учитывать при выборе объектива для
камеры, чтобы по максимуму использовать их возможности и при этом
избежать ненужных затрат.
Угол обзора объектива
Одной из важных характеристик систем видеонаблюдения является угол обзора объектива. От него напрямую зависит количество и возможные места установки камер на объекте. Угол обзора объектива определяет величину видимого объекта и масштаб изображения в кадре.
Рис. 1. Оптическая схема получения изображения на матрице
Из этой схемы видно, что на величину угла обзора напрямую влияет не только фокусное расстояние объектива, но и размеры матрицы:
И если с фокусное расстояние определить довольно легко, зная модель объектива, то с размером матриц не все так просто.
Размер матрицы видеокамерыВ
зависимости от соотношения сторон (4:3 или 16:9), у матриц с одной и
той же диагональю физические размеры различны (Таблица 1). Поэтому,
например, камера на матрице 1/3’’ с соотношением сторон 4:3 дает больший
угол обзора по вертикали и меньший по горизонтали, чем камера на
матрице с такой же диагональю, но соотношением 16:9.
Таблица 1. Зависимость физических размеров матрицы от соотношения сторон
В целях облегчения подбора совместимой оптики и расчета углов обзора обычно заявляют ближайшее из стандартных значений для диагонали матрицы: 1’’, 1/2’’, 1/2.5’’, 1/2.7’’, 1/2.8’’, 1/3’’, 1/4’’. При этом измерять ее принято в видиконовых дюймах. Эта единица измерения, равная 2/3 обычного дюйма, была введена со времен зарождения телевидения, когда приёмным элементом в телекамере служила электронная трубка («видикон»), а размер обозначал её диаметр (в который должен был вписываться с запасом снимаемый кадр).
Помимо этого необходимо помнить, что на некоторых режимах работы камеры
часть пикселей матрицы не используется. Поэтому при определении угла
обзора следует говорить не столько о размере матрицы, сколько о размере
активной области матрицы.
N1000 (Рис. 2): для всех возможных режимов работы активная область матрицы остается неизменной.
Рис. 2. N1000. 0.3 Мп, VGA, 1/4’’
Размер матрицы: 3.7 х 2.77мм, диагональ 4,62 мм=1/3.67 видиконовых дюйма (ближайшее значение 1/4’’).
N37210 (Рис. 3): в зависимости от режима работы активная область матрицы изменяется почти на 30% по вертикали и 25% по горизонтали.
Рис. 3. N37210. 2 Мп, FullHD, 1/2.7’’
Размер матрицы: 5.71 х 3.14 мм, диагональ 6.52 мм=1/2.6 видиконовых дюйма (ближайшее значение 1/2.7’’). При разрешении 1024х768 размер активной области матрицы уменьшается до 4.58 х 2.32 мм.
BD2570 (Рис. 4): в зависимости от режима работы активная область матрицы изменяется почти на 50% по вертикали и 25% по горизонтали.
Рис. 4. BD2570. 5 Мп, 1/2.5’’
Размер
матрицы: 5.61 х 4.31 мм, диагональ 7.08 мм=1/2.39 видиконовых дюйма
(ближайшее значение 1/2.5’’). При разрешении 1280х720 размер активной
области матрицы уменьшается до 4.
22 х 2.21 мм.
Из этих примеров видно, что величина матрицы может отличаться от указанной в паспорте, а размер ее активной области — меняться в зависимости от режима работы.
Однако, при вычислении угла обзора следует учитывать не только эту особенность, но и тот факт, что аберрации реального объектива приводят к усложнению расчетов.
В большинстве объективов, используемых в CCTV, повышение качества изображения осуществляется путем усложнением оптической системы с целью уменьшения аберраций, влияющих на разрешающую способность. Это часто приводит к увеличению геометрических аберраций, таких как дисторсия (рис. 5), воспринимаемых как побочный эффект.
Рис. 5. Идеальное изображение без дисторсии (а), изображение с дисторсией типа «подушка» (б), изображение с дисторсией типа «бочка» (в)
Например,
положительная дисторсия сокращает угол обзора непропорционально быстро
при уменьшении активной области матрицы (синяя рамка на рис.
6).
Рис. 6. Кадры, сделанные объективом с дисторсией (а) и объективом без дисторсии (б)
Этот эффект наблюдается как при смене режимов работы одной и той же камеры, так и при установке объектива на матрицы разных форматов. Например, видимый угол обзора у 8-мм дисторзирующего объектива на матрице ? может быть как у 6-мм, а на матрице 1/3 — как у 7-мм.
Непропорциональное уменьшение угла обзора реального объектива с
положительной дисторсией объясняется смещением фокальной плоскости в
центре кадра, в отличие от идеального объектива (рис. 7), для которого
верны соотношения
Рис. 7. Оптическая схема идеального объектива (а) и реального объектива с положительной дисторсией (б)
Таким
образом, спрогнозировать, какими будут качество и масштаб
видеоизображения для пары «камера-объектив» можно достаточно точно
только если учитывать все влияющие на это параметры видеосистемы.
Опубликовано: Сайт Secuteck.Ru-2013
Посещений: 16968
Автор
| |||
В рубрику «Видеонаблюдение (CCTV)» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта, рассчитать угол обзора, угол обзора видеокамер
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. | 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. |
Угол обзора
Главная Пожертвовать Новый Поиск Галерея Обзоры Практики Книги Ссылки Семинары О нас Контакт
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
я получаю вкусности в Ritz, Amazon и Adorama. 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 обзора.
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 |
А вот половина каждого из этих значений, которые представляют собой числа, которые нужно использовать, вводя в Google:
Половина диагонали | Полувертикальный | Полугоризонтальный | |
Canon 1. | 13,3 | 7,4 | 11.1 |
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 |
6x Компактные 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 — это 0,56 дюйма или 14 мм). гораздо ближе к правильному
Диагональ | Вертикальный | Горизонтальный | |
1/2,5″ | 6,75 | 4,05 | 5,4 |
1/1,8 дюйма | 9,37 | 5,62 | 7,5 |
Половина диагонали | Полувертикальный | Полугоризонтальный | |
1/2,5″ | 3,37 | 2,02 | 2,7 |
1/1,8 дюйма | 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 зрения объектива 4-3/4 дюйма на пленке 4×5 дюймов, используйте
2 * арктангенс (76,5 мм / 4 3/4 дюйма) в градусах
Укажите дюймы, 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, а также математические 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 семья.
Это замечательные люди, такие как вы, которые позволяют мне постоянно добавлять на этот сайт. Спасибо!
Если вы еще не помогли, пожалуйста, сделайте это и рассмотрите возможность помочь мне подарком в размере 5 долларов.
Поскольку эта страница защищена авторским правом и официально зарегистрирована, изготовление копий, особенно в виде распечаток для личного пользования, является незаконным. Если вы хотите сделать распечатку для личного использования, вам предоставляется разовое разрешение, только если вы платите мне 5,00 долларов США за распечатку или ее часть. Благодарю вас!
Спасибо за прочтение!
Мистер и миссис Кен Роквелл, Райан и Кэти.
Главная Пожертвовать Новый Поиск Галерея Отзывы Практические рекомендации Книги Ссылки Семинары О Контакты
Объяснение поля зрения
лучший ракурс для съемки.
В зависимости от ландшафта, который вы хотите наблюдать, типа выбранного вами объектива и установленного угла обзора все будет иметь значение.
Что такое поле зрения?
Прежде чем что-либо делать с лучшей камерой видеонаблюдения, важно понять некоторые основные сведения. Прежде всего, что такое «поле зрения»? Многие противоречивые ресурсы объясняют эту тему, и перед началом работы важно понять ее.
Большая часть путаницы связана с попытками определить разницу между полем зрения и углом зрения. Некоторые люди считают эти два термина взаимозаменяемыми, в то время как другие считают, что между ними есть небольшая разница.
В этой статье поле зрения (FOV) камеры слежения, также называемое углом обзора, — это то, что камера может зафиксировать или увидеть. Вы измеряете FOV в градусах.
Подробнее об этом в разделе ниже.
Понимание FOV при выборе объектива
Прежде чем выбрать объектив для наблюдения, вам также необходимо иметь общее представление о том, что делают различные типы объективов камер.
Второе по важности соображение для вас при выборе объектива? Какой пейзаж вы хотите запечатлеть. Вы хотите запечатлеть общую картину? Или вы хотите увидеть маленькое пространство в мельчайших деталях? Определите интересующее поле зрения, прежде чем принимать решение о типе используемого объектива.
Ознакомьтесь с нашей разбивкой по различным углам обзора, чтобы помочь вам принять решение:
Различные углы обзора для вашей камеры
Сверхширокоугольный: Этот тип объектива создает эффект «рыбий глаз» и охватывает угол обзора 180° и более.
Широкоугольный: Объективы с углом обзора от 110 до 60 градусов и эффективным фокусным расстоянием от 10 до 25 мм.
Стандартный/средний : Объективы с углом обзора от 60 до 25 градусов и эффективным фокусным расстоянием от 25 до 65 мм.
Телефото : Объективы с углом обзора от 25 до 10 градусов, что соответствует фокусному расстоянию от 65 до 160 мм.
Супертелеобъектив: Объективы с углом обзора от 10 до 1 градуса и фокусным расстоянием от 160 до 600 мм.
Выбор правильной камеры для создания желаемого снимка
Камера с широкоугольным объективом захватывает больше объектов, но меньше деталей.
Этот ракурс идеален, если вы хотите наблюдать за большим ландшафтом. Камеры с широкоугольным объективом — популярный вариант для бизнеса и больших помещений. Этот тип объектива может фиксировать общую картину любого необычного действия или движения на территории.
Если вы хотите запечатлеть что-то конкретное или очень подробное, этот объектив вам не подойдет. Если вам нужно запечатлеть меньше объектов, но с большей детализацией, лучшим выбором будет узкоугольный объектив камеры.