Фокусное: Фокусное расстояние, угол обзора и перспектива в фотографии

Содержание

Фокусное расстояние простыми словами — фокусное расстояние объектива мм, фокусное расстояние объектива мм – ФотоКто

 

Различные углы охвата поля кадра

Поле кадра, охваченное объективом, можно выразить в виде угла охвата поля кадра. Обычно, для пленки формата 35 мм фокусные расстояния от 40 до 60 мм как правило соответствуют картине, которую в перспективе воспринимает невооруженный глаз человека.

Объективы с более короткими фокусными расстояниями, чем этот стандартный диапазон фокусных расстояний, называются «широкоугольными», а объективы с более длинными фокусными расстояниями, чем стандартный диапазон, называются «телескопическими» объективами. Чем короче фокусное расстояние тем шире становится угол охвата поля кадра (отсюда и название «широкоугольные»), а чем длиннее фокусное расстояние, тем уже угол охвата поля кадра (у «телескопических» объективов).

* Отношение между фокусным расстоянием и углом охвата поля кадра всегда постоянное, независимо от используемых фокусных расстояний объектива. Однако в исключительных случаях, в связи с различными конструктивными принципами и расстояниями от камеры до объекта, углы охвата поля кадра могут отличаться.

Перспектива

Объектив отображает близко расположенные объекты как более крупные, а удаленные объекты как более мелкие. При применении широкоугольного объектива фокусное расстояние меньше, и этот эффект усиливается, то есть близко расположенные объекты воспроизводятся подчеркнуто большими, а удаленные объекты очень маленькими (усиленная перспектива).

При работе с телескопическими объективами, наблюдается обратный эффект, то есть удаленные части сюжета воспроизводятся несколько больше, а близкие части несколько меньше, чем это воспринимается невооруженным человеческим глазом (сплющенная перспектива).

Глубина резкости

При наводке объектива на резкость с определенного расстояния, существуют области перед объектом и за ним, которые тоже отображаются резко. Этот диапазон называется диапазоном резко отображаемого пространства. Если он маленький, говорят о «малой глубине резкости», а если он большой, говорят о «большой глубине резкости». 

Диапазон резко отображаемого пространства становится меньше с уменьшением заданного числа диафрагмы (т.е., когда диафрагма открывается!), и наоборот. К тому же при одинаковой настройке расстояния, глубина резко отображаемого пространства тем меньше, чем больше фокусное расстояние объектива.

Сравнение объектива с переменным фокусным расстоянием и объектива с неизменным фокусным расстоянием

Объектив с переменным фокусным расстоянием универсален

Объектив с переменным (регулируемым) фокусным расстоянием позволяет плавно регулировать фокусное расстояние без изменения наводки на резкость. В этом случае в одном единственном объективе объединены возможности целой группы объективов с неизменным фокусным расстоянием.

Фиксированное фокусное расстояние или зум?

Зум — это объектив с возможностью изменения фокусного расстояния за счет смещения линз или группы линз внутри объектива. Зум имеется в большинстве современных компакт-камер, в которых не предусмотрена смена объектива. Однако при работе с зеркальными камерами вы можете выбирать между набором объективов с фиксированным фокусным расстоянием или одним или несколькими зумами. Для изменения фокусного расстояния зума служит отдельное кольцо или, в случае компактных камер, специальные кнопки.

Высококачественные зумы представляют собой сложную оптическую систему — фокусировка не должна сбиваться, когда вы изменяете фокусное расстояние, диафрагма должна автоматически подстраиваться, чтобы диафрагменное число осталось неизменным. Кроме того, нужно следить за аберрациями во всем диапазоне дистанций и фокусных расстояний, чтобы сохранить приемлемое качество изображений. Самые лучшие зумы дают такое же качественное изображение, как и объективы с фиксированным фокусным расстоянием. У некоторых зумов на границах зумирования могут появляться искажения в виде искривления прямых линий по краям кадра.

Как показано на рис. 5.15, у стандартного набора таких объективов зумирование осуществляется в участке диапазона от нормального до длиннофокусного — от 50 до 200 мм. Вы также можете приобрести широкоугольные зумы 24-70 мм или телезумы 200-600 мм. Наиболее удобны на практике объективы с умеренным зумом — 28-80 мм.

Рис. 5.15. Зум. Фокусное расстояние некоторых зумов для 35 мм. Зум дан по отношению к самым длинным и самым коротким расстояниям (х2 для 35-70 мм или 25-50, хЗ для 35-105 мм, и т.

д)


Зум обладает следующими практическими преимуществами:

1. Возможность непрерывного изменения размеров изображения в пределах диапазона зумирования, намного более гибкая, чем позволяет набор нескольких сменных объективов с фиксированными фокусными расстояниями.

2. Возможность подбирать подходящий размер кадра при съемке движущихся объектов, при скрытой и спортивной съемке, когда часто происходит что-то неожиданное, а вы можете находиться слишком далеко или слишком близко, чтобы воспользоваться обычным объективом.

3. Вы не упустите кадр во время смены объективов.

4. С собой надо носить меньше вещей.

5. Возможность производить зум при длительной экспозиции для создания нужных эффектов.

6. У большинства объективов с зумами имеется макрорежим для работы со сверхблизкими объектами.

Недостатки зума:

1. Самая широкая апертура зума примерно на одну-полторы ступени меньше, чем у стандартного объектива с фиксированным фокусным расстоянием.

2. Объектив с зумом обычно больше и дороже, чем объектив без зума в пределах того же диапазона.

3. Непрерывная шкала фокусировки обычно не действует на близких расстояниях.

4. Дешевые объективы зачастую не обеспечивают достаточную контрастность и разрешение, а также искажают изображение на границах диапазона зумирования.

5. Зум отучает вас от использования перспективы. Заманчиво заполнять весь кадр изображением с того места, где вы стоите. Вместо этого старайтесь выбирать оптимальную точку съемки и расстояние до объекта, чтобы добиться максимальной выразительности кадра.


Лишь затем уточняйте фокусное расстояние.


Даже у высококачественных зумов максимальная апертура может изменяться в пределах диапазона зумирования, например при установке максимального фокусного расстояния он будет на полступени или ступень меньше. В таком случаем максимальная апертура обозначается дробными числами. Это не важно, если ваша камера замеряет свет через объектив, но не забывайте делать поправку, когда используете максимально открытую диафрагму и работаете с ручным экспонометром или невстроенной вспышкой.

 

Глубина резкости также меняется при зумировании, если она не компенсируется изменением диафрагменного числа. Она достигает максимума на минимальном фокусном расстоянии, поэтому на практике всегда осуществляйте наводку на резкость при максимальном фокусном расстоянии, когда точность фокусировки наибольшая, а затем устанавливайте нужное вам фокусное расстояние.

Для среднеформатных камер выпускается меньше зумов. Не только выбор объективов уже, но и сами объективы являются более массивными и тяжелыми (зум 100-200 мм с апертурой 4,8 может весить 2180 г).

При работе с мало- и среднеформатными камерами имеет смысл подумать о приобретении шифт-объектива и макрообъектива.

Покупка объективов с большим фокусным расстоянием вряд ли себя оправдывает, если вы не специалист. Например, 600-мм объектив с f/4 для 35-мм камеры стоит раз в тридцать дороже, чем стандартный объектив 50 мм. Разумнее брать их напрокат для тех случаев, когда оптические искажения и неестественная перспектива становятся важным элементом композиции. Чаще использование таких объективов только отвлекает от основной цели и при чрезмерно частом применении начинает выглядеть навязчиво. Наилучшие результаты проще получить, приближаясь или удаляясь от объекта и применяя обычную оптику (рис. 5.16).

 

Рис. 5.16. Зум 75-30 мм, использованный на крайних значениях фокусного расстояния (верхнее и среднее фото), и снятое во время зумирования (нижнее фото)

Какой выбрать объектив для камеры видеонаблюдения

На эффективность системы видеонаблюдения влияют все компоненты без исключения, даже те, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Речь пойдет об объективе видеокамеры. Именно от этого элемента во многом зависит четкость и качество картинки. Даже самая дорогая аппаратура с плохим объективом не справится с поставленной задачей, деньги будут потрачены зря. Внимательно изучите характеристики устройств, чтобы сделать правильный выбор.

Размер матрицы

К видеокамере с конкретной матрицей подбирают определенный объектив. Характеристика влияет на фактический размер картинки и указывается в дюймах. Объективы подбирают для камеры с такими же или меньшими параметрами, если подойдет крепление. Например, модель с размером матрицы 2/3 подходит для видеокамер 2/3, 1/3.

Фокусное расстояние

Характеристика измеряется в миллиметрах и показывает расстояние от матрицы камеры до объектива. Фокусное расстояние напрямую связано с углом обзора, то есть с площадью участка, который будет виден в кадре. Чем меньше миллиметров указано в параметрах модели, тем шире будет угол, и наоборот, большое фокусное расстояние означает охват небольшой территории.

Например, для видеонаблюдения на автомобильных парковках, в скверах, на площадях используют оборудование с фокусным расстоянием от 2 до 6 мм. Для систем, требующих детального изображения отдельных объектов, подходят устройства от 6 до 12 мм. Их используют на камерах, установленных в операционных залах банков, над кассами в магазинах и т. д.

Точнее определить характеристику можно по удаленности объекта наблюдения. Для этого существуют две формулы:

  • F = v*S/V, где F – фокусное расстояние, S – расстояние до предмета, V – вертикальный размер предмета, v – вертикальный размер матрицы;
  • F = h*S/H, где h – горизонтальный размер матрицы, H – ширина предмета.

Соответствие дюймов и фактических размеров матрицы можно взять из таблицы.

Формат 1” ½” 1/3” ¼”
Высота, мм 9,6 4,8 3,6 2,4
Ширина, мм 12,8 6,4 4,8 3,2

Например, необходимо установить видеонаблюдение за крыльцом здания шириной 10 м. Видеокамеру с матрицей 1/3 дюйма монтируют на расстоянии 20 м. Получаем фокусное расстояние: F = 4,8 х 20/10 = 9,6 мм. Необходимо выбирать ближайшее значение фокусного расстояния в большую сторону. При этом важно, чтобы угол обзора был максимально широким, иначе в кадре кроме основного объекта не будет видно ничего вокруг.

Ниже в таблице представлены ориентировочные данные для выбора устройства. Они могут варьироваться в большую или меньшую сторону у разных производителей.

Фокусное расстояние, мм Угол обзора Дистанция распознавания, м
По вертикали По горизонтали
2,8 90 120 2
3,5 63 79 3,4
4,0 48 65 3,8
5,5 40 55 6
6,0 32 42 6
8,0 24 32 8
12,0 17 22 12
25,0 8 11 25
50,0 4 5,5 50

Наглядно оценить качество картинки от камер с разными характеристиками поможет таблица с примерами кадров.

Угол обзора

Как уже было сказано выше, угол обзора определяет площадь участка, который сможет охватить видеокамера. Широкоугольные объективы позволяют наблюдать за крупными объектами с меньшей детализацией. Узкоугольные модели помогут разглядеть отдельные элементы в кадре, но зона охвата будет небольшой. Они хорошо подходят для установки над кассовыми аппаратами, банкоматами и т. д.


Несколько точных рекомендаций:

  • Узкоугольные устройства, от 3 до 30 градусов, выбирают для наблюдения в коридорах, вдоль ограждений, на лестницах, около стен зданий.
  • Оборудование со средним углом обзора от 30 до 70 градусов подходит для наблюдения за участками средней площади, например за офисами, кабинетами, небольшими парковками.
  • Широкоугольные модели до 95 градусов отлично характеризуются в наблюдении за входными группами, большими площадками.

Взаимосвязь всех основных характеристик (фокусное расстояние, угол обзора, размер матрицы) представлена в таблице.

Фокусное расстояние матрицы 1/3″ матрицы 1/4“
Угол обзора по Угол обзора по Угол обзора по Угол обзора по
горизонтали вертикали горизонтали вертикали
2.8 мм 82 65 65 52
2.9 мм 80 63 63 50
3 мм 77 62 62 48
3.5 мм 69 55 55 42
3.6 мм 67 53 53 41
3.7 мм 66 52 52 40
3.8 мм 65 51 51 38
4 мм 62 48 48 37
4.2 мм 60 46 46 36
4.4 ММ 57 45 45 34
4.5 ММ 56 44 44 33
5 мм 51 40 39 30
6 мм 43 33 33 25
7 мм 38 29 29 22
8 мм 34 25 25 19
8.8 мм 31 23 23 17.5
10 мм 27 20 20.5 15.4
12 мм 22.6 17 17 12.8
15 мм 18.2 13.7 13.7 10.3
16 мм 17.1 12.8 12.8 9.6
25 мм 8 11 7.3 5.5
50 мм 4 5.5 2.7 2.8

Вид объектива

Монофокальный, или фиксированный

Для фиксированных моделей характерна конкретная величина фокусного расстояния и угла обзора. Изменить параметры нельзя. Монофокальные устройства простые в использовании и недорогие. Они хорошо подходят для организации постоянного видеонаблюдения, где не придется переносить камеры с одного места на другое.

Вариофокальный

Основные характеристики объектива можно менять, настраивая четкость изображения. Диапазон регулировки производители указывают для каждого устройства, например, 3,6-8,0 мм. Существуют модели с автоматической и ручной фокусировкой. С их помощью можно «отсечь» от картинки все лишнее, определив наиболее важный участок, или наоборот, охватить всю территорию перед видеокамерой. Вариофокальные модели очень удобные в применении, но стоят дороже фиксированных.

Трансфокальные, или зум-объективы

Угол обзора и фокусное расстояние можно регулировать удаленно с пульта. Устройства также позволяют масштабировать зону видеонаблюдения, фокусировать камеру на каком-либо предмете, наводить резкость и т. д. Трансфокальные модели используют в роботизированных поворотных камерах PTZ (Pan-Tilt-Zoom).

Параметры диафрагмы

Диафрагма объектива регулирует объем светового луча, который проходит к видеоматрице. В простых моделях устройств диафрагма фиксированная. Если степень освещенности на объекте в течение суток значительно изменяется, то качество изображения будет плохим: в солнечные дни картинка будет засвечена, а в темное время объекты в кадре будут не различимыми.

Существуют объективы с автоматической диафрагмой. В таких устройствах установлен небольшой моторчик. Он управляет движением створок, сужая или расширяя просвет в зависимости от условий освещенности. Автоматическая диафрагма позволяет получать качественную картинку в разное время суток. Это особенно важно для наружных видеокамер.

При выборе также обращают внимание на число диафрагмы, которое называют светочувствительностью объектива. Чем меньше значение, тем шире открываются створки и тем лучше будет изображение при плохом освещении.

Мегапиксельные объективы: что это такое

Комплектующие предназначены специально для IP-камер. Мегапиксельные объективы характеризуются высокой контрастностью и разрешением. В конструкции таких моделей обычно установлены линзы сверхтонкой шлифовки, сочетания которых подбираются тщательным образом. Устройства дают качественное изображение практически без искажений, с хорошей детализацией, особенно в углах кадра. На многих изделиях установлены ИК-фильтры для коррекции цветопередачи в разное время суток.

Для правильного выбора объективов не всегда бывает достаточно поверхностных знаний. Необходимо разбираться в вопросе, иметь опыт работы с оборудованием. Это особенно важно для сложных структур, систем видеонаблюдения на ответственных объектах. Не стоит рисковать эффективностью охранного комплекса. Лучше всего обратиться за помощью в специализированную компанию.


Про объективы простым языком

В этой главе мы разберем виды, характеристики и функции объективов.

1. PRO Использование объективов.

Объектив — это глаз камеры. Без него невозможно получить никакое изображе­ние. От объектива зависит наше видение сцены, также зависит, какая ее часть бу­дет в фокусе, какая часть запишется, а какая нет. Разные величины фокусного расстояния дают нам разный взгляд на мир, они могут ограничивать наши фото­графические устремления, соответствовать им или расширять.

Объективы делятся на 2 категории: объективы с переменным фокусным расстоянием (зум-объективы) и объективы с постоянным фокусным расстоянием (так называемые «фиксы»)

2. PRO Фокусное расстояние объектива.

Фокусное расстояние объектива — это длинна отрезка между поверхностью матрицы, на которой формируется изображение, и оптическим центром объектива, (необязательно совпадающем с физическим) измеряемая в миллиметрах. Важно понимать, почему длиннофокусный объектив увеличивает объекты, а короткофокусный охватывает большее поле обзора. Так же запомните, чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора. Представим, что вы смотрите через дырку в заборе. Если глаз находится близко к дырке, то вы можете ви­деть больше из того, что расположено по другую сторону забора, поскольку угол об­зора шире. Но если вы отодвигаетесь дальше, то угол обзора уменьшается. Если вы растянете это изображение в уме, чтобы оно приобрело те же размеры, что и первое, то все детали в пределах дыры станут больше, как на длиннофокусном изображении.

По фокусному расстоянию объективы делятся на 3 основных вида: широкоугольный (короткофокусный), нормальный, телеобъектив (длиннофокусный).

  • Широкоугольные объективы подчеркивают перспективу пространства в кадре. Подходят для съемки пейзажей и сцен, охватывающих большой угол зрения. Широкоугольные объективы в свою очередь подразделяются на: сверхширокоугольные, умеренноширокоугольные и широкоугольные.
  • Нормальные объективы нейтральны но своему действию, то есть они не имеет эффекта ни длинно­фокусною, ни широкоугольного. Такие объективы передают перспективу аналогично человеческому глазу.  Подходят для съемки портретов
  • Телеобъективы приближают объекты создавая плотную компоновку кадра так как угол зрения, который они могут захватить очень мал. Подходят для съемки животных издалека (фото охота) и всего прочего к чему нет возможности подойти близко. Телеобъективы делятся на длиннофокусные и сверх длиннофокусные.

Кроме степени увеличения, фокусное расстояние оказывает влияние на передачу перспективы. Широкоугольная оптика, например, визуально увеличивает дистанцию между элементами снимка, предавая снимку ощущение объема. Телеобъективы наоборот сжимают перспективу, уменьшая расстояние между объектами и отделяют их от окружения, которое обычно выпадает из зоны фокуса (из-за малой глубины резкости)

Схема внизу показывает, как изменяется угол обзора в зависимости от изменения фокусного расстояния: при увеличении фокусного расстояния угол сужается.

Важно!!! Поскольку в фотографии стандарт это кадр 35 мм, то все фокусные расстояния принято выражать в масштабе этого формата, следовательно если вы выбираете объектив для фотокамеры  с матрицей меньше чем размер кадра 35 мм пленки, то для вычисления фокусного расстояния которое получите вы нужно умножить кропфактор матрицы на фокусное расстояние объектива. Например покупая объектив Canon 18-55мм f/2.8 для камеры Canon 500D (ее кропфактор равен 1,6), вы получите фокусные расстояния 28,8-88мм  

3. PRO Светосилу объектива.
Светосила определяется значением диафрагмы в открытом состоянии и служит показателем его способности пропускать свет. Чем больше относительное отверстие открытой диафрагмы, тем больше света проходит через объектив и тем выше его светосила. Преимущество светосильной оптики в том, что она дает возможность вести съемку в более затемненных местах и дает фотографу больше свободы в выборе экспозиционных параметров. Большинство профессиональных объективов имеют высокую светосилу (f/1.8 до f/2.8), а любительская оптика имеет светосилу в основном от f/3,5 до f/5.6. Здесь разница будет не только в стоимости, но в размере и весе. Если портативность для вас важнее светосилы то вашим выбором будет менее светосильный объектив, но если вы хотите делать снимки в сложных условиях, то имеет смысл потратить бОльшую сумму и носить с собой лишние килограммы веса.

Многие любительские объективы имеют невысокую светосилу, что позволяет их делать очень компактными и легкими, по сравнению со светосильными профессиональными.

Для примера: на этом рисунке изображены 2 объектива от Canon.

1) Под цифрой 1 объектив с переменным фокусным расстоянием (зум объектив) от 70 до 200 мм при максимальной светосиле f/2,8 действующей на всем отрезке фокусных расстояний.

2) Под цифрой 2  объектив с переменным фокусным расстоянием (зум объектив) от 70 до 300 мм. Этот объектив имеет максимальную светосилу f/4,5 только на минимальном фокусном расстоянии (так называемом «коротком конце») равным 70 мм, а на длинном конце в 300 мм максимальная светосила равна f/5,6.

В характеристиках объектива эти параметры указываются так: 1) 70-200mm f/2.8 2) 70-200mm f/4.5-5.6. Теперь вы знаете что означают эти цифры в описании объектива на ценнике в магазине. Разница в размере видна сразу, а по цене я примерно сориентирую, первый стоит в пределах 1800$, второй в пределах 400$.

 

 

Узнайте как правильно выбрать объектив и фотокамеру, а так же как научиться делать великолепные фотографии!

 

4. PRO Диафрагму объектива.

Чтобы уменьшить количество света, проходящего через объектив используется механическая диафрагма, позволяющая в широких пределах регулировать размер отверстия в межлинзовом пространстве объектива. На современных объективах диафрагма управляется электронно вводом значений на самой фотокамере с помощью кнопок или управляющего колеса. На некоторых объективах она управляется кольцом на самом объективе. Размер отверстия обозначается следующими значениями: f/1.4, f/2, f/2.8, f/3.5, f/4, f/5.6, f/8 ….. f/32. Эти значения представляют собой отношение фокусного расстояния объектива к диаметру отверстия диафрагмы.

На рисунке ниже изображена диафрагма объектива, которая регулирует количество света проходящее через объектив и попадающего на матрицу. При больших значениях диафрагмы (отверстие прикрыто) объектив пропускает меньше света и наоборот при малых значениях диафрагмы (отверстие открыто) объектив пропускает больше света. Кроме этого значение диафрагмы влияет на глубину резкости

 

И напоследок вот 12 советов, которые могут помочь при выборе объектива.

1 . Вы получаете то, за что платите.

Лучше иметь недорогую камеру и качественную оптику, чем наоборот. Помните, что именно объектив формирует изображение на каждой снятой вами фотографии пропуская свет к матрице через сложную систему линз. Если первичная информация не имеет должного качества, то снимок не спасет никакая компьютерная обработка. Поэтому не бросайте сразу взгляд на самую дешевую оптику.

Хотя и среди дешевой оптики бывают достойные экземпляры.

2. Зум-объективы.

Зум-объективы или объективы с переменным фокусным расстоянием, обеспечивают максимальную гибкость в построении кадра и позволяют выставлять именно то фокусное расстояние, которое вам необходимо. При выборе зум-объективов следует избегать оптики с очень большим диапазоном трансфокатора, вроде 70-500 мм или 28-300 мм, так как удобство пользования такими объективами компенсируется не самым лучшим качеством изображения.

3. Объективы с постоянным фокусным расстоянием.

Объективы с дискретным, или постоянным, фокусным расстоянием не обеспечивают такого удобства, как зум-объективы, однако в целом обладают более высоким оптическим качеством. Прежде всего, это связано с относительной простотой оптической схемы и меньшим количеством стекла, через которое проходит свет. На концах диапазона фокусных расстояний, то есть в случае сверхширокоугольных и сверхдлиннофокусных объективов, преимущество в качестве особенно заметно.

 

4. Стекло с низкой дисперсией.

Объективы, в которых используется стекло с пониженной дисперсией, отличаются улучшенной коррекцией
хроматической аберрации — явления неравномерного преломления лучей, имеющих разную длину волны. Благодаря этому снимки оказываются более четкими, а цвета — естественными.

5. Автофокусировка.

Если скорость наведения на резкость имеет для вас принципиальное значение, тестируйте лю6ой объектив перед покупкой — некоторые системы автофокусировки работают существенно медленнее, чем другие.

6. Внутренняя фокусировка.

Объективы с системой внутренней фокусировки отличаются большей компактностью и лучше защищены от пыли, чем объективы с подвижной передней линзой. Так же с таким объективом удобней пользоваться светофильтрами требующими вращение (например поляризационный)

7. Наличие ультрозвукового мотора.

Объективы с ультрозвуковым приводом фокусировки, фокусируются гораздо быстрее остальных, обратите внимание на его наличие. Он может обозначается как USM (Ultra Sonic Motor) у Canon, у Nikon это SWM (Silent Wave Motor), у Sigma это HSM (Hyper Sonic Motor).

8. Наличие стабилизатора.

Наличие стабилизатора может помочь получить резкий кадр при плохом освещении, т.к. он компенсирует дрожание камеры при увеличенных выдержках, не плохо иметь объектив с такой функцией.

9. Асферические элементы.

Объективы, в конструкцию которых входят асферические линзы, лучше справляются с оптическими аберрациями, которые особенно проявляются в случае широкоугольной оптики при съемке с открытой диафрагмой.

10. Светосила.

Максимальное значение диафрагмы объектива в значительной степени определяет диапазон, в котором вы можете выбирать параметры экспозиции. Например, в условиях низкой освещенности «несветосильный» объектив (с максимальной диафрагмой f/5.6 или менее} не позволит использовать достаточно короткую выдержку, чтобы запечатлеть движущийся объект и избежать смазывания. С другой стороны, в длиннофокусной части диапазона высокая светосила сопряжена со значительным увеличением размера и веса объективов, и их становится сложнее переносить и устанавливать. Выбирая объектив, постарайтесь заранее оценить условия, в которых вам чаще всего придется снимать, и найдите оптимальный баланс между светосилой и портативностью.

11. Светосила зум-объективов.

В случае зум-объективов светосила может быть переменной и зависеть от установленного фокусного расстояния; эта система используется
для снижения веса и размера оптики, но может ограничивать ваш выбор экспозиционных параметров. Если позволяют средства, ориентируйтесь на бъективы с постоянной светосилой.

12. Бленды.

Одной из проблем в фотографии является боковая засветка, возникающая при падении лучей от яркого источника света на незащищенную
переднюю линзу объектива. Даже если яркий объект находится за пределами кадра, его свет может многократно преломляться внутри объектива и проявляться на снимках в виде многоугольных пятен, не имеющих никакой художественной ценности. Для борьбы с этим эффектом предназначены бленды, закрывающие переднюю часть объектива со всех сторон и блокирующие часть паразитной засветки. Всегда используйте модели бленд, рекомендованные производителем оптики.

Фокусное расстояние и объективы. Цифровая фотография. Трюки и эффекты

Фокусное расстояние и объективы

Разные объективы имеют разное фокусное расстояние, то есть промежуток от оптического центра объектива до плоскости матрицы. Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах.

Главное

Фокусное расстояние определяет угол обзора объектива. Именно от фокусного расстояния зависит размер объекта съемки на фотографии.

Современные компактные и зеркальные камеры оснащаются одним объективом с постоянным или переменным фокусным расстоянием. У объективов с переменным фокусным расстоянием (зумом) указывается диапазон фокусных расстояний.

Исходя из величины фокусного расстояния все объективы делятся на нормальные, короткофокусные (широкоугольные), длиннофокусные (телеобъективы) и объективы с переменным фокусным расстоянием. Объективы, позволяющие изменять фокусное расстояние, называются варио– или зум-объективами.

С изменением фокусного расстояния меняются угол обзора объектива и перспектива. Чтобы пояснить все это, рассмотрим рис. 4.2. На нем изображены объективы с фокусными расстояниями f и f1, равноудаленные от объекта съемки. При этом фокусное расстояние f меньше, чем f1.

Рис. 4.2. Изображение, полученное объективом с коротким фокусным расстоянием f (а), крупнее: такой объектив охватывает более широкую панораму, чем длиннофокусный (б)

Как видно из схемы, изображение, полученное с помощью объектива с коротким фокусом, гораздо крупнее, чем получающееся у длиннофокусного объектива. Другими словами, короткофокусный объектив охватывает более широкую панораму, чем длиннофокусный, и его угол обзора значительно шире. Именно поэтому короткофокусные объективы иначе называют широкоугольными. Снимок, сделанный широкоугольным объективом, включает больше объектов, чем фотография, полученная штатным объективом с той же точки.

Что происходит с изображением при изменении фокусного расстояния объектива? С увеличением фокусного расстояния угол обзора объектива сужается, а широкая панорама сокращается до небольшой области пространства. В длиннофокусных объективах удаленные предметы кажутся крупнее и ближе друг к другу.

С уменьшением фокусного расстояния «угол зрения» объектива увеличивается, зона охвата кадра расширяется, а предметы на нем уменьшаются и удаляются. На рис. 4.3 два снимка одной и той же панорамы сделаны с использованием разного фокусного расстояния.

а

б

Рис. 4.3. Фокусное расстояние определяет масштаб изображения в видоискателе: первый снимок (а) сделан широкоугольным объективом, а второй (б) – длиннофокусным

Несмотря на разнообразие объективов, все они устроены и работают одинаково: фокусируют проходящие через линзы лучи света на светочувствительной пленке или, если речь идет о цифровых камерах, светочувствительной матрице (сенсоре).

Кстати

Объектив состоит из нескольких линз, объединенных в оптические системы. Оптических систем в объективе может быть от двух до пяти.

Нормальные объективы

Нормальные объективы, то есть объективы с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали кадра, почти универсальны для всех видов съемок. Но на снимках, сделанных с расстояния менее 1,5 м, такие объективы дают большие искажения. Поэтому нормальные объективы не годятся для съемок крупным планом.

Фокусное расстояние нормального (штатного) объектива для большинства 35-миллиметровых фотоаппаратов находится в пределах 45–55 мм. Угол обзора такого объектива равен 40–50° и соответствует углу зрения человека. Поэтому снимки, сделанные стандартным объективом, не отвлекают внимание искаженной или непривычной перспективой, позволяя сосредоточиться именно на сюжете и объекте съемки.

Какой объектив считать широкоугольным, какой – нормальным, а какой – длиннофокусным? Смотря какая у вас камера! Таблица 4.1 поможет разобраться, какие фокусные расстояния для каких фотоаппаратов считаются малыми и большими.

Таблица 4.1. Зависимость фокусного расстояния от типа камеры

Широкоугольные объективы

Как правило, цифровые камеры снабжены умеренно широкоугольным объективом. Такой объектив зрительно удаляет объекты съемки, поэтому в кадр попадает больше предметов. Данное свойство позволяет снимать крупные объекты – дома, деревья, целые пейзажи.

Главный недостаток таких объективов станет вам ясен при взгляде на рис. 4.4 – они совершенно непригодны для съемки портретов с близкого расстояния. Способность «широкоугольников» изменять перспективу при съемке крупным планом приводит к тому, что черты лица сильно искажаются и оно становится похожим на карикатуру.

Рис. 4.4. На близких расстояниях широкоугольные объективы дают значительные искажения

Примечание

Существуют сверхширокоугольные объективы, которые называются «рыбьим глазом». Все прямые линии, не проходящие через центр, в них искажаются и закругляются (рис. 4. 5). Стоят такие объективы довольно дорого и применяются в профессиональной фотографии.

Рис. 4.5. Сверхширокоугольные объективы «рыбий глаз» искажают все прямые линии, не проходящие через центр

В каких случаях бывают полезны широкоугольные объективы?

• При съемке вне помещения. Обладатель «широкоугольника» захватит в видоискатель все, что ему нужно, и легко исключит из кадра все лишнее, приблизившись к объекту съемки.

• Объекты, расположенные вблизи фотографа, широкоугольный объектив увеличивает, а находящиеся поодаль – уменьшает. Например, если снимать широкоугольным объективом автомобиль со стороны облицовки радиатора, то он будет казаться особенно длинным и изящным. Рука, протянутая в направлении широкоугольного объектива, кажется больше головы ее обладателя.

Эти свойства «широкоугольника» позволяют увеличить глубину и объем фотографии, включив в сюжет объект на переднем плане. Но если забыть свойства объектива, приближающего и без того близкие объекты, то можно попасть впросак.

При съемке объектов с параллельными вертикальными линиями (к примеру, высоких зданий) не стоит наклонять фотоаппарат вверх или вниз. Если это сделать, то вертикальные линии на снимке сольются в точку. Порой такой эффект используют, чтобы подчеркнуть, например, высоту здания или увеличить перспективу для создания более эффектной композиции. Но в общем случае превращение вертикальных линий в наклонные («завал» линий) фотографы рассматривают как ошибку (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Вертикальные линии зданий при съемке широкоугольным объективом превращаются в наклонные

Длиннофокусные объективы

Длиннофокусные объективы особо компактной конструкции называются телеобъективами, но в общем случае «телевиками» называют любые длиннофокусные объективы.

Увеличение фокусного расстояния приближает удаленный объект съемки. Такое приближение можно использовать, к примеру, для съемок животных в дикой природе, а также тогда, когда подойти ближе к предмету съемки по тем или иным причинам невозможно. Задний план при съемке «длинным фокусом» несколько размывается, а изображение становится плоским и неглубоким.

Зум-объективы

Главное свойство зум-объективов, которое отличает их от всех остальных, – переменное фокусное расстояние. Узнать камеру с зум-объективом просто: такой объектив выступает за переднюю панель корпуса больше, чем у камеры, обладающей постоянным фокусным расстоянием. Кроме того, зум-объективы помечаются не одним числом, а двумя (например, 38-380 мм). Эти числа определяют диапазон фокусных расстояний.

Кстати

Не стоит вести съемку на крайних положениях зума – качество снимков будет совершенно неудовлетворительным.

В компактных камерах применяются автофокусные зум-объективы. Они очень просты в использовании, так как не требуют фокусировки. Поэтому фотограф может посвятить все внимание сюжету кадра и выбору оптимального фокусного расстояния.

Важно!

Зум-объективы обладают меньшей светосилой, чем объективы с постоянным фокусным расстоянием. Следовательно, владелец камеры с мощным зум-объективом должен уделять больше внимания условиям освещения при съемке.

Чтобы показать возможности зум-объектива, рассмотрим несколько фотографий, сделанных цифровым фотоаппаратом посредством зум-объектива с диапазоном фокусных расстояний 8,9-35 мм, что в эквиваленте 35-миллиметровой камеры соответствует диапазону 71,2-280 мм. Фотографии сделаны в разных положениях зум-объектива: первая (рис. 4.7, а) – в положении объектива, соответствующем эквиваленту 35 мм, вторая (рис. 4.7, б) – 135 мм, а третья (рис. 4.7, в) – 280 мм.

а

б

в

Рис. 4.7. Съемка в разных положениях зум-объектива: а – в положении объектива, соответствующем эквиваленту 35 мм, б – 135 мм, в – 280 мм

Я задумал снять пейзаж. Как выбрать правильное фокусное расстояние? Задайте максимальный угол обзора, то есть выберите минимальное фокусное расстояние, и сделайте снимок.

Сфотографируйте тот же вид, выбрав среднее, а затем максимальное фокусное расстояние. Крайнее положение зум-объектива дает не очень хорошие результаты, так что границу между приемлемым и неприемлемым качеством снимка лучше выяснить опытным путем.

Сравните снимки и начинайте выяснять ответы на следующие вопросы. Какие искажения дает объектив? Наблюдаются ли искривление прямых линий, «завал» вертикалей? Какие из искажений можно исправить в графическом редакторе, а какие нет? Постепенно вы выясните, какие фокусные расстояния для каких объектов съемки дают наилучший результат.

Зум-объективом управляют с помощью рычажка, на котором указаны буквы W и T (рис. 4.8). Что это за буквы? Буква W (Wide Angle) означает широкоугольное положение зум-объектива, а Т – длиннофокусное. Нажимая на данный рычажок, вы изменяете положение объектива. На LCD-экране при этом положение объектива отражается на индикаторе (рис. 4.9).

Рис. 4.8. Рычажок для манипуляции фокусными расстояниями зум-объектива

Рис. 4.9. Индикатор положения объектива выводится на монитор камеры

Что такое съемка в режиме телефото? Так называют съемку зум-объективом в длиннофокусном положении. При этом удаленные объекты приближаются.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Проекционное соотношение и фокусное расстояние проектора

Термин киноиндустрии «бросок» связан с расстоянием между экранным полотном и проектором, будь то устройство для домашнего кинотеатра или для кинотеатра. Это дистанция, которую проходит изображение, «выброшенное» на экран из проектора. Оно также называется проекционным расстоянием (D) и помогает рассчитать проекционное соотношения и фокусное расстояние проектора.

Что это такое?

Скорость света — самая быстрая вещь в известной вселенной. Однако свет не всегда распространяется так далеко, как нам хотелось бы. Свет звезд, во много раз превышающих размеры Солнца, способен преодолевать невероятные расстояния и виден нам в ночное время. Однако, свет излучаемый предметами на Земле имеет более ограниченные возможности. Особенно, если это свет от электроники, такой как проекторы, фонарики с батарейками.

Законы распространения света нашли свое применение в сфере организации домашних и уличных кинотеатров. Объектив проектора сконструированы таким образом, чтобы можно было изменять проекционное расстояние. Размер спроецированного изображения зависит от величины D. Чем дальше находится устройство, тем большего размера будет проекция. Если он крайне задвинут, проекция увеличится до такой степени, что не сможет уместиться на экране. Если он выдвинут слишком близко к экрану, то изображение сожмется. Объективы с Zoom описываются двумя характеристиками фокусного расстояния:

  1. Положение с максимальным ФР соответствует положению широкоугольных объективов.
  2. Положение с минимальным ФР — положение телефото.

При помощи масштабирования можно откалибровать размер проекции. Параметр проекционного соотношения (Throw Ratio) поможет узнать как далеко следует разместить устройство по отношению к экрану. Некорректная калибровка объектива приводит к таким проблемам изображения:

  • размытое;
  • блеклое;
  • искаженное;
  • расфокусированное;
  • вытянутое.

Throw Ratio — это величина, связанная с броском. Она представляет собой соотношение дистанции от объектива до экрана к ширине экрана. Проще это можно выразить формулой:

Проекционное расстояние (D) = Ширина экрана (W) * Проекционное соотношение (TR).

Если устройство имеет большое проекционное соотношение, это означает, что у него более четко сфокусированная оптическая система. Это хорошо. Throw Rati не следует путать с проекционным расстоянием, которое представляет собой просто расстояние от экранного полотна до объектива проектора.

Знание проекционного расстояния играет решающую роль при подборе экрана и помогает определить дистанцию, на которой он должен располагаться от проектора. Для большей части устройств величина TR является изменяемой. Зная значения TR в крайних положениях объектива, можно вычислить диапазон параметров D, в пределах которых может быть размещен проектор. Правильное расположение гарантирует, что после запуска размеры изображения совпадут с размерами экранного полотна.

Если установка проекторов в границах расчетных D невозможна, то нужно использовать еще один объектив. С его помощью можно уменьшить или увеличить проекционное расстояние. При слишком близком расположении нужно добавить короткофокусный объектив. При излишне удаленном — длиннофокусный. Например, если проектор находится далеко и длиннофокусный объектив отсутствует, то изображение может выходить далеко за рамки экрана.

Как рассчитать?

Значение D необходимо знать, чтобы определить насколько далеко будет располагаться устройство. Это имеет решающее значение при размещении в домашнем кинотеатре, кабинете, гостиной, спальне или бизнес-конференц-зале. Проекционное расстояние находится методом измерения расстояния между экраном и объективом, либо рассчитывается по формуле:

D = W*TR

Проекционное соотношение — не менее необходимая величина. Она позволяет определить на каком расстоянии нужно разместить проектор от экрана. Проекционное отношение (TR) рассчитывается по ширине экрана (W) относительно расстояния (D):

TR = D / W

Перед тем как производить любые расчеты необходимо прочитать руководство по эксплуатации устройства. Производители проекторов проинформируют пользователей о том, какое проекционное соотношение у устройства. Его отображает число, которое стоит перед двоеточием в соотношении D / W. Например, 2: 1 или 1,5: 1. Также многие дают подробную инструкцию по расчетам всех параметров.

Рассчитать параметр D легко. Например, нужно использовать экран шириной 200 сантиметров. В инструкции проекционное соотношение отображается как 1,8/1 или 1,8: 1. Число 1,8 в этом соотношении представляет собой дистанцию от линзы проектора до экрана в сантиметрах и соответствует 180 сантиметрам. Число 1 означает 100 сантиметров ширины экрана. Эта формулиров отображает, что на каждые 100 сантиметров ширины экрана приходится 180 сантиметров проекционного расстоянии. Чтобы рассчитать дистанцию от экрана, на котором нужно разместить проектор, 2 (TR) умножают на 1,8 (D). На основании этих расчетов становится ясно, что проектор должен быть удален на 360 сантиметров от экрана.

Следует учитывать, что значение Throw Ratio для объективов с Zoom всегда будет приблизительным и описывается диапазоном.

Про проекторы XGIMI

Производитель XGIMI повторил успех, которого ранее добилась с моделями домашних проекторов. В 2019 году рынке одновременно появились три новые модели: MoGo Pro, MoGo Pro +, HALO. Эти устройства наделены сходными техническими характеристиками. Они базируются на похожих чипах, отличающихся разрешением. Также у моделей лампы разной мощности, что влияет на яркость.

XGIMI Halo наделен наиболее мощной лампой и чипом DLP. Лампа Halo выдает световой поток, превышающий световой поток MoGo PRO в 3 раза. Такие изменения отразились на весе и габаритах устройства.

Устройства выдают 3D изображения, для которых рекомендуют подбирать 100-дюймовые экраны. Встроенная автофокусировка Instant 10000+ регулирует фокус в авторежиме за секунды.

Прибор можно размещать под наклоном к экрану. Функция автофокусировки выявит лучший угол наклона и откорректирует трапециевидное искажение до 40 °по горизонтали и вертикали. При необходимости пользователь может провести коррекцию вручную.

Модели подходят для небольших помещений, дома, улицы. Минимальное проекционное расстояние 1,2 метра.

MoGo Pro, MoGo Pro +, HALO как и все самые современные проекторы отлично работают при подключении к планшету или смартфону. У них беспрецедентный диапазон фокусных расстояний с автоматической подстройкой фокуса. Благодаря инновационным технологиям при использовании в домашнем или уличном кинотеатре большинство проблем адаптируемости больше не актуальны. Однако, все эти удобства имеют свою цену.

Фокусное расстояние 6 шагов к пониманию

Фокусное расстояние, это один из важнейших параметров объектива. При покупке, как правило, в первую очередь все смотрят именно на фокусное расстояние. Именно оно, даёт нам понимание насколько близко и широко мы сможем увидеть объект съемки.

Что такое фокусное расстояние объектива

1. Определение

Фокусное расстояние (ФР) — расстояние от сенсора камеры до оптического центра объектива (точка конвертации).

Оптический центр объектива — величина эквивалентна сумме оптических центров, каждой линзы входящей в объектив.

Более простыми словами, ФР объектива определяет масштаб получаемого изображения, чем больше число, тем визуально будет ближе объект.

2. Единицы измерения и маркировка

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и соответственно на объективах указывается в миллиметрах. Значения соответствуют ФР для полнокадровой 35 мм камеры.

Объектив Tamron 18-200 mm

3. Виды фокусных расстояний объективов

Фокусные расстояния, а точнее объективы с разными ФР, делятся на разные виды:

Сверхширокоугольный 12-24 мм — создают широкий угол обзора, используется для съемки: архитектуры; в маленьких помещениях с ограниченным пространством. Не подходят для портретной съемки так, как дают искажения лица.

Широкоугольный 24-35 мм — применяется для репортажной и документальной съемки, пейзажей и д.р. Широкий угол позволяет захватить большое количество снимаемых объектов. Искажения перспективы намного меньше чем сверхширокоугольного, но для портретной съемки, также не подходит.

Стандартный 35-70 мм — его ещё называют штатным или нормальным. Это связано стем, что ФР примерно 50 мм соответствует углу зрения человеческого глаза. Используется в разных целях.

Длиннофокусные объективы 70-135 мм — часто используется для портретной съемки, так как на крупных планах отсутствуют искажения.

Теле от 135 мм — используется для съемки спортивных мероприятий, дикой природы и отдалённых объектов.

4. Фокусное расстояние и кроп-фактор

Как уже обговаривалось выше, фокусное расстояние принято указывать для полноразмерной матрицы Full Frame равной пленочному кадру (24×36 mm). На разный устройствах, установлены матрицы разных размеров, а величина указывающая соотношение уменьшенных сенсоров к полнокадровому называется кроп-фактор.

Если установить одинаковые объективы на камеру с полным кадром (Full Frame) и на камеру с кроп-матрицей (APS-C), изображение на последней будет иметь более крупный масштаб (меньший угол обзора). Более детально можно ознакомится в статье: Что такое кроп-фактор матрицы.

Как видно на фотографии выше, кроп матрица захватывает меньше количество изображение, из-за этого возникает эффект большего фокусного расстояния.

Для понимания реального (эффективного) фокусного расстояния, для полнокадровой матрицы, после получения снимка на камере с кром, было придумано эквивалентное фокусное расстояние.

5. Глубина резкости изображаемого пространства

Фокусное расстояние в связке с физическим расстоянием от камеры до объекта, изменяют глубину резкости.

При уменьшении значение ФР, увеличивается угол захвата изображения, а также увеличивается глубина резкости. Все объекты в кадре, становятся приблизительно одинаково резкими. При увеличении ФР уменьшается угол захвата, в кадр попадает меньше объектов, глубина резкости уменьшается. В кадре резким выглядит только объект фокусировки, остальное детали размыты.

Более детально о глубине резкости можно ознакомится в статье: Глубина резкости или ГРИП в фотографии, а также в статье Как сделать задний фон размытым.

6. Перспектива изображения

Более широкий угол создаёт хорошую перспективу кадра. Объекты имеют разные размеры, что в свою очередь создает более глубокую картинку.

Фокусное расстояние 23 мм.

В режиме теле, глубина исчезает, изображение становится более плоским.

Фокусное расстояние 200 мм

Итог

Для получения более хороших результатов, лучше использовать объективы с фиксированным ФР, такт называемые фикс. Они настроены на одно расстояние, и дают наилучшее качество без искажений.

Объективы с большим разбросом ФР, например 18-200 мм, более универсальны, но при этом качество на разных расстояниях, может заметно отличаться.

Для получения более широких возможностей и охвата всех ФР, необходимо иметь несколько объективов.

C уважением Автор блога vzest.ru

Владимир Захаров!

 

Понравилась статья? Прими участие в развитии Блога, сделай репост, поделись с друзьями.

фокус — Викисловарь

Английский [править]

Этимология [править]

Выученные заимствования из Новой латыни focālis ; синхронно анализируется как focus + -al .

Произношение [править]

Прилагательное [править]

фокусное ( несравнимо )

  1. Принадлежит, касается или находится в фокусе.
    Антонимы: нефокальные, распространенные
  2. (лекарство) Ограничено небольшой площадью.
    Антонимы: нефокальный, локорегиональный, системный, широко распространенный
Производные термины [править]
Переводы [править]

, принадлежащий или относящийся к фокусу

(лекарство) на небольшой площади

Существительное [править]

фокусное ( множественное число фокусное )

  1. (геометрия, устаревшая) Этому термину нужно дать определение. Помогите, пожалуйста, и добавьте определение , затем удалите текст {{rfdef}} .
    • 1877 , Джеймс Бут, Трактат о некоторых новых геометрических методах , стр. 209:

      Опять же, если плоскость запечатленной пары пересекает среднюю плоскость между N и C, она будет охватывать конус, фокусы находятся в положении ON, ON ‘и, следовательно, внутренняя ось которого находится в положении OA.


Этимология [править]

Выученные заимствования из Новой латыни focālis .

Произношение [править]

Прилагательное [править]

focal ( женский род единственного числа focale , мужской род множественного числа focaux , женский род множественного числа focales )

  1. focal
Производные термины [править]

Дополнительная литература [править]


Этимология [править]

Из древнеирландского focul , из прото-кельтского * woxtlom , из протоиндоевропейского * wokʷtlom , из * wekʷ- . [1]

Произношение [править]

Существительное [править]

focal m ( родительный падеж единственного числа focail , именительный падеж множественного числа focail )

  1. слово
    Ní raibh focal ag Peadar.
    Питеру нечего было сказать за себя.
    1. фраза, замечание, наблюдение, высказывание

      Страшно фокусируется на chúirt ná punt sa sparán. — Друг в суде лучше фунта в кошельке.

      — Пословица
    2. разведка, сообщение
    3. заказать
    4. обещание, гарантия
Cклонение [править]
Производные термины [править]
  • ainmfhocal m («существительное»)
  • anfhocal m («сомнительное выражение; искажение фактов»)
  • фокусный дейрид м («последнее слово»)
  • baothfhocal m («глупое слово или утверждение»)
  • beagfhoclach («бережливость слов; сдержанность»)
  • buafhocal m («эпитет; изюминка»)
  • casfhocal m («трудное слово, скороговорка»)
  • ceannfhocal m («заглавное слово»)
  • cnuasfhocal m («собирательное существительное»)
  • códfhocal m («кодовое слово»)
  • comhfhocal m («составное слово»)
  • comhfhoclacht f («игра слов, каламбур»)
  • коррфокал м («нечетное слово»)
  • crossfhocal m («кроссворд»)
  • dánfhocal m («эпиграмма») (в слоговом стихе)
  • dea-fhocal m («доброе, благотворительное, слово»)
  • dordfhocal m («модное слово»)
  • dubhfhocal m («загадка, загадка, загадка»)
  • eagarfhocal m («редакционная»)
  • focal ar fhocal («слово в слово»)
  • focalbhá м («многоточие»)
  • focal faire m («девиз; предупреждение»)
  • focal grinn m («юмористическое замечание»)
  • focal le cois m («ругательство»)
  • focal sa chúirt m («слово в суде»)
  • фокальная шкала м («клинчер»)
  • foclach («многословный, многословный», прилагательное)
  • focleolaí m («филолог»)
  • focleolaíoch («филологический», прилагательное)
  • focleolaíocht f («филология»)
  • foclóir m («словарь»)
  • géarfhoclach («остроумный; острый на язык», прилагательное)
  • gnáthfhocal m («обычное слово или выражение»)
  • grodfhoclach («говорящий, торопливый», прилагательное)
  • iarfhocal m («эпилог»)
  • imeartas focal m («каламбур»)
  • leathfhocal m («наполовину выраженное утверждение, подсказка; ключевое слово, словечко, фраза»)
  • mórfhoclach («великолепный, громкий, ораторский; напыщенный, хвастливый», прилагательное)
  • mórfhoclacht f («Великолепие, напыщенность, хвастовство»)
  • nuafhocal m («новое (придуманное) слово, неологизм»)
  • réamhfhocal m («предлог»)
  • sciorradh focail m , titim focail m («оговорка»)
  • sciorrfhocal m («оговорка»)
  • seachfhocal m («в сторону»)
  • seanfhocal m («старая поговорка, пословица»)
  • слэмфокал м («пошлое выражение»)
  • teannfhocal m («сильный, высокомерный, слово; сильное утверждение»)
  • treoirfhocal m («ключевое слово»)

Мутация [править]

Ирландская мутация
радикальный Лениция Затмение
фокусное фокал bhfocal
Примечание: Некоторые из этих форм могут быть гипотетическими.Штюбер, Карин (1998). Историческая морфология n -Стебли в кельтском . Мейнут: Департамент староирландского языка, Национальный университет Ирландии, стр. 70. → ISBN.
  • «фокус» в Foclóir Gaeilge-Béarla, An Gúm, 1977, Niall Ó Dónaill.
  • Грегори Тонер, Майре Ни Мхаонай, Шарон Арбутнот, Дагмар Водтко, Майре-Луиза Тойеркауф, редакторы (2019), «focal, focull», в eDIL: Электронный словарь ирландского языка

португальский [править]

Этимология [править]

Выученные заимствования из Новой латыни focālis .

Произношение [править]

  • IPA (ключ) : (Бразилия) / foˈkaw /, [foˈkaʊ̯]
  • IPA (ключ) : (Португалия) / fuˈkal /, [fuˈkaɫ]
  • Расстановка переносов: фокальный
  • Рифмы: -al, -aw

Прилагательное [править]

фокусное м или f ( множественное число фокусное расстояние , сопоставимое )

  1. (оптика) фокус (по фокусам)
  2. (медицина) фокусное (ограничено небольшой областью)
Связанные термины [править]

Румынский [править]

Этимология [править]

Из французского в фокусе

Прилагательное [править]

focal m или n ( женский род единственного числа focală , мужской род множественного числа focali , женский и средний род множественного числа focale )

  1. фокусное
Cклонение [править]

Испанский [править]

Этимология [править]

Выученные заимствования из Новой латыни focālis .

Прилагательное [править]

фокусное ( множественное число фокусное )

  1. focal

Дополнительная литература [править]

Определение

в кембриджском словаре английского языка

Это волнение могло стать для нее точкой и . Нет ни одной точки с фокусом — и, на данный момент, в этом суть.Конечно, состояние школьных обедов было фокусом движения за питание вот уже несколько лет. В остальном его внешний вид прост: цвет его пиджака и штанов соответствует фокальной точке .Используйте объектив с длинным фокусным расстоянием и фокусным расстоянием , чтобы увеличить луну издалека. Вещества, продуцируемые бактериями и стенками кишечника, были главной точкой фокусировки в новой модели.Длина трубки на самом деле намного больше, в зависимости от фокусного расстояния . Основная кровать — это основная фокусная точка .Классическая линза из пластика или стекла имеет изогнутую форму, которая изгибает путь падающего света к единственной фокусной точке . Вьющаяся виноградная лоза может обеспечить уединение, обозначить территорию сада или служить точкой притяжения в ландшафте.Однако он — единственная фигура на переднем плане, стоящая вертикально, так что композиционно все еще самый крупный и самый непосредственный элемент с фокусом .

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете.Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

комплектов Автомобильная аудиосистема | Focal Inside

BMW Citroën Дачия DS Автомобили Форд Мерседес Бенц Мини Nissan Пежо

Renault Сиденье Шкода Умный Тойота Фольксваген Харли-Девидсон

BMW Citroën Дачия DS Автомобили Форд Мерседес Бенц Мини Nissan Пежо Renault СИДЕНЬЕ ŠKODA УМНЫЙ TOYOTA ФОЛЬКСВАГЕН ХАРЛИ-ДЕВИДСОН Фокусная функция

— RDocumentation

Подробности

фокус использует матрицу весов для окрестностей фокальных ячеек.Функция по умолчанию — сумма . В вычислительном отношении гораздо эффективнее корректировать матрицу весов, чем использовать другую функцию через аргумент fun . Таким образом, хотя следующие два оператора эквивалентны (если нет значений NA ), первый быстрее второго:

a <- focal (x, w = matrix (1/9, nc = 3 , nr = 3))

b <- focal (x, w = матрица (1,3,3), fun = среднее)

Однако есть разница, если рассматривать значения NA .Можно использовать опцию na.rm = TRUE , которая может иметь смысл при использовании такой функции, как mean . Однако результаты были бы неверными при использовании матрицы весов.

Лапласовский фильтр: фильтр = матрица (c (0,1,0,1, -4,1,0,1,0), nrow = 3)

Фильтры Собела: fx = matrix (c (-1, -2, -1,0,0,0,1,2,1) / 4, nrow = 3) и fy = matrix (c (1,0, -1,2,0, -2,1,0, -1) / 4, nrow = 3)

см. Функцию focalWeight для создания круговых, прямоугольных или гауссовых фильтров на основе расстояния.

Примеры

 # NOT RUN {
r <- растр (ncols = 36, nrows = 18, xmn = 0)
значения (r) <- runif (ncell (r))

# 3x3 средний фильтр
r3 <- focal (r, w = матрица (1/9, nrow = 3, ncol = 3))

# 5x5 средний фильтр
r5 <- focal (r, w = матрица (1/25, nrow = 5, ncol = 5))

# Гауссов фильтр
gf <- focalWeight (r, 2, "Гаусс")
rg <- фокусное (r, w = gf)

# Максимальное значение для нижнего правого угла матрицы 3x3 вокруг фокальной ячейки
f = матрица (c (0,0,0,0,1,1,0,1,1), nrow = 3)
ж
rm <- фокусное (r, w = f, fun = max)

# глобальные данные долготы / широты: нет "краевого эффекта" для столбцов
xmin (r) <- -180
r3g <- focal (r, w = матрица (1/9, nrow = 3, ncol = 3))


#}
# НЕ РАБОТАТЬ {
## focal можно использовать для создания клеточного автомата

# Игра жизни Конвея
w <- матрица (c (1,1,1,1,0,1,1,1,1), nr = 3, nc = 3)
gameOfLife <- function (x) {
f <- focal (x, w = w, pad = TRUE, padValue = 0)
# ячейки с менее чем двумя или более чем тремя живыми соседями умирают
х [f <2 | f> 3] <- 0
Оживляются # ячейки с тремя живыми соседями
х [f == 3] <- 1
Икс
}

# функция моделирования
sim <- function (x, fun, n = 100, pause = 0. 2)
}
#}
 

FOCAL | AAHKS

Расписание ФОКУСНЫХ сессий: 2020-2021

ОСНОВНЫЕ Сессии будут проходить в последний понедельник каждого месяца , *, если не указано иное * .

Дата Тема / Регистрация Факультет
Понедельник, 25 октября 2021 г.
19:00 Центральное время
Месть стипендиатов! Конференция по сложным случаям
Зарегистрируйтесь здесь
style = "color: blue;"> Повестка дня:
- Введение
1. Сотрудник AORI представляет Hip Case докторуОстин
2. Сотрудник Mayo представляет Hip Case доктору Гамильтону
3. Сотрудник Rothman представляет Hip Case доктору Абделю
4. Сотрудник AORI представляет Knee Case доктору Abdel
5. Сотрудник Mayo представляет Hip Case доктору Остину
6. Сотрудник Ротмана представляет д-ру Гамильтону случай коленного сустава.
Обсуждение и заключение
Клиника Мэйо
• Мэтью П. Абдель, доктор медицины
• Сотрудник Mayo TBA
Институт Ротмана
• Мэтью С. Остин, MD
• Сотрудник Ротмана TBA
Институт ортопедических исследований Андерсона
• Уильям Г.Гамильтон, Мэриленд
• Сотрудник AORI TBA
Понедельник, 29 ноября 2021 г.
19:00 Central Time
На этом веб-семинаре (не относящемся к CME) будет обсуждаться ревизионная тотальная артропластика тазобедренного сустава (THA) через передний доступ.
Ревизия THA через передний доступ
Зарегистрируйтесь здесь
style = "color: blue;"> Повестка дня:
1. Введение
2. Ревизия вертлужной впадины из прямого переднего доступа
3.Расширение прямого переднего доступа к тазобедренному суставу в сложных случаях
4. Ревизия бедренной ножки с помощью прямого переднего доступа
5. Переломы, деформации и прямой передний доступ
6. Q + A
Модератор:
Joseph T. Москаль, доктор медицины, FACS
Факультет:
Тед Мэнсон, доктор медицины
Дж. Боханнон Мейсон, доктор медицины
Джон Мейсонис, доктор медицины
Понедельник, 20 декабря 2021 г.
19:00 Central Time
Основные моменты ежегодного собрания AAHKS в 2021 году
Зарегистрируйтесь здесь
style = "color: blue;"> Повестка дня:
Этот веб-семинар (не относящийся к CME) будет посвящен главные документы и плакаты Ежегодного собрания AAHKS 2021 года.
Факультет TBD
Январь 2022 г. TBA TBA
Февраль 2022 г. TBA TBA
Март 2022 г. TBA TBA
апрель 2022 года TBA TBA
май 2022 года TBA TBA
июнь 2022 г. TBA TBA
июль 2022 г. В этом месяце вебинаров нет. НЕТ

ALICE Сотрудничество

Координаторы:

Список участвующих или заинтересованных организаций

  • Центр атомных исследований им. Бхабхи, Мумбаи, Индия
  • Национальная лаборатория Лоуренса Беркли, Беркли, США
  • Институт физики, Бхубанешвар, Индия
  • Университет Бергена, Берген, Норвегия
  • Институт Бозе, Калькутта, Индия
  • Центральный китайский педагогический университет
  • Государственный университет Уэйна, Детройт, США
  • Университет Гаухати, Индия
  • LPSC Гренобль, Франция
  • Университет Хиросимы, Хиросима, Япония
  • Хьюстонский университет, Хьюстон, США
  • Университет прикладных наук Западной Норвегии, Берген, Норвегия
  • Индийский технологический институт, Бомбей, Мумбаи, Индия
  • Индийский технологический институт, Индор, Индор, Индия
  • Inst.Ядерных исследований РАН наук, Москва, Россия Университет Джамму, Джамму, Индия
  • Университет Ювяскюля, Ювяскюля, Финляндия
  • Университет Теннесси, Ноксвилл, США
  • Женский университет Нары, Нара, Япония
  • Институт Нильса Бора, Копенгаген, Дания I
  • Национальный исследовательский ядерный университет, Москва, Россия
  • Национальный институт научного образования и исследований, Бхубанешвар, Индия
  • Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL), Ок-Ридж, США
  • Осло Университет Осло, Осло, Норвегия
  • Университет Пенджаба, Чандигарх, Индия
  • Институт физико-химических исследований, РИКЕН Токио, Япония
  • Universidade de Sao Paulo (USP), Сан-Паулу, Бразилия
  • Цукуба Университет Цукуба
  • Технологический университет Цукуба
  • Федеральный университет ду Риу Гранди ду Сул
  • Утрехтский университет, Утрехт и Никхеф, Амстердам, Нидерланды
  • Циклотронный центр переменной энергии, Калькутта, Индия
  • Университет Юго-Восточной Норвегии, Консберг, Норвегия
  • Университет Йонсей, Сеул, Корея Y.Kwon

Передвижение клеток и фокальные адгезии регулируются гибкостью субстрата

Реферат

Ответы клеток на механические свойства адгезионного субстрата исследовали путем культивирования нормальных эпителиальных клеток почек крысы и фибробластических клеток 3T3 на покрытом коллагеном полиакриламидном субстрате, который позволяет варьировать гибкость при поддержании постоянной химической среды. По сравнению с клетками на жестких субстратах клетки на гибких субстратах показали меньшее распространение и повышенную скорость подвижности или ламеллиподной активности.Микроинъекция флуоресцентного винкулина показала, что очаговые адгезии на гибких субстратах имели неправильную форму и были очень динамичными, тогда как адгезии на твердых субстратах имели нормальную морфологию и были намного более стабильными. Клетки на гибких субстратах также содержали пониженное количество фосфотирозина в местах адгезии. Обработка этих клеток фениларсиноксидом, ингибитором тирозинфосфатазы, вызвала образование нормальных стабильных фокальных спаек, подобных таковым на твердых субстратах. Напротив, обработка клеток на твердых субстратах ингибиторами миозина 2,3-бутандиона моноксимом или KT5926 вызвала уменьшение как винкулина, так и фосфотирозина в сайтах адгезии.Эти результаты демонстрируют способность клеток исследовать механические свойства окружающей их среды и предполагают возможное участие в этом процессе как фосфорилирования тирозина белка, так и кортикальных сил, генерируемых миозином. Такой ответ на физические параметры, вероятно, представляет собой важный механизм взаимодействия клетки с окружающей средой в сложном организме.

Известно, что адгезии между клетками и внеклеточным матриксом (ЕСМ) модулируют многочисленные критические клеточные события, такие как экспрессия генов (1), эмбриональное развитие (1) и перемещение клеток (2).Этот процесс включает взаимодействия белков ЕСМ, например коллагена, фибронектина или витронектина, с семейством интегринов трансмембранных рецепторов. Последующий каскад событий включает фосфорилирование белков в сайтах адгезии и привлечение различных белков цитоскелета с образованием очаговых адгезий (3).

Ряд наблюдений предполагает, что реакции клеточной адгезии включают не только связывание рецептора, но также физические взаимодействия и цитоскелет (4–9). Например, хорошо известно, что для того, чтобы вызвать полный ответ, белки ЕСМ должны быть иммобилизованы или перекрестно связаны (8, 9).Кроме того, предыдущие исследования показали, что клетки могут реагировать на силы, действующие через окружающую жидкость, прилипшие шарики или субстраты (5, 6, 10–12). Таким образом, механические силы могут играть роль в реакциях адгезии, и, наоборот, клетки могут активно исследовать и реагировать на механические сигналы в окружающей среде. В соответствии с этой последней идеей, ряд исследований предполагает, что физические и химические свойства адгезионного субстрата могут глубоко влиять на локомоцию, рост и дифференцировку клеток (13-15).

Хотя предыдущие наблюдения наводят на размышления, не было прямой демонстрации того, что клетки могут зондировать и реагировать на механические свойства субстрата. Чтобы напрямую проверить эту гипотезу, необходимо культивировать клетки на субстратах с различными физическими свойствами, сохраняя при этом постоянную химическую среду. В этом исследовании мы разработали тонкий гибкий субстрат на основе полиакриламида, покрытый коллагеном. Поддерживая постоянную общую концентрацию акриламида при изменении концентрации бис-акриламида, мы смогли получить ряд химически идентичных субстратов с широким диапазоном гибкости.Используя методы визуализации, мы показываем, что клетки могут реагировать на различия в гибкости субстрата, изменяя как свои адгезионные структуры, так и подвижное поведение. Более того, ответ, по-видимому, включает как фосфорилирование тирозина, так и силы, генерируемые актин-миозиновым цитоскелетом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Подготовка полиакриламидной подложки и RIA.

Полиакриламидные гели прикрепляли к покровным стеклам по методу, описанному ранее (16).Вкратце, большой кусок покровного стекла (№ 1, 45 мм × 50 мм; Fisher) обжигали в горелке Бунзена, пропитывали 0,1 н. NaOH и сушили на воздухе. Небольшую аликвоту 3-аминопропилтриметоксисилана (Sigma) равномерно распределяли по поверхности стекла. Через 4–5 минут покровные стекла промывали и замачивали в дистиллированной H 2 О. Затем покровные стекла погружали на 30 минут в 0,5% раствор глутаральдегида (Polysciences) в PBS. Затем покровные стекла тщательно промывали дистиллированной H 2 O и сушили на воздухе.В качестве альтернативы покровные стекла покрывали нитроцеллюлозой для увеличения связывания полиакриламида (1% исходный раствор в амилацетате; Ernest F. Fullam, Schenectady, NY). Затем двадцать пять микролитров смеси акриламида / бис-акриламида, содержащей 10% акриламида и бис в концентрациях от 0,26 до 0,03%, затем помещали на покровное стекло и покрывали небольшим круглым кусочком покровного стекла (№ 1, 22 мм. диаметр; Фишер). После полимеризации круглое покровное стекло удаляли и гель промывали 200 мМ Hepes (Boehringer Mannheim, pH 8.5). Затем гель сушили блоттингом и пипеткой наносили на поверхность 200 мкл 50 мМ сульфосукцинимидил 6 (4'-азидо-2'-нитрофениламино) гексаноата (Sulfo-SANPAH; Pierce) в 200 мМ Hepes, pH 8,5. Камера для покровного стекла подвергалась воздействию ультрафиолетового света стерильного колпака на расстоянии 6 дюймов в течение 5 мин. Затем раствор сульфо-SANPAH удаляли и повторяли процедуру фотоактивации. После фотоактивации лист полиакриламида несколько раз промывали 200 мМ Hepes (pH 8,5). Затем на субстрат наносили 0,2 мг / мл раствор коллагена типа I (United States Biochemical) и оставляли реагировать в течение ночи при 4 ° C.После промывки 200 мМ Hepes гели хранили при 4 ° C. Чтобы сформировать камеру для культивирования клеток, покровные стекла прикрепляли вакуумной смазкой (Dow Corning) к пластине из оргстекла размером 70 × 50 × 6 мм с кольцом диаметром 35 мм, просверленным в центре (17). Перед посевом клеток гель замачивали на 30–45 мин в культуральной среде при 37 ° C.

Модифицированный RIA (18) с использованием mAb против коллагена типа I (клон COL-1) и 125 I-антитела мышиных IgG (Amersham) использовали для определения относительного количества коллагена, связанного на поверхности полиакриламидных листов.

Характеристика полиакриламидных гелей.

Гибкость полиакриламидных листов с различным соотношением акриламид / бис-акриламид определялась как макроскопически, так и микроскопически. Листы размером 69 мм × 30 мм × 1 мм были деформированы силой (F⊥) 0,103 Н (рис. 1A ), и модуль Юнга (19) был рассчитан по формуле: Y = (F⊥ / A ) / (Δl / l), где l - исходная длина листа, Δl - изменение длины, а A - площадь поперечного сечения.Податливость или «жесткость» тонких гелей, используемых для культивирования клеток, характеризовали микроскопически путем деформации стеклянными микроиглами (20). Те же иглы были откалиброваны путем измерения вертикальных перемещений наконечника после применения известных субмиллиграммовых весов. Податливость геля рассчитывали как деформацию Н / мкм. Непокрытые и покрытые коллагеном субстраты дали одинаковые значения податливости и модуля Юнга.

Рисунок 1

Механические характеристики полиакриламидных субстратов и влияние на морфологию клеток.( A и B ) полоски полиакриламида одинакового размера с различным соотношением акриламид / бис-акриламид были закреплены на одном конце и растянуты на другом конце с направленной вниз силой 0,103 Н. Пунктирные линии представляют величину вызываемого растяжения. по приложенной массе ( A ). Затем степень растяжения использовалась для расчета модуля Юнга, выраженного как Н / м 2 ( B ). ( C – F ) Фазовая морфология клеток NRK ( C и D ) или 3T3 ( E и F ), нанесенных на субстраты, содержащие 0.26% бис- ( C и E ) или 0,03% бис-акриламида ( D и F ). Клетки NRK на более гибком субстрате менее хорошо распределены и содержат нерегулярные складки на вентральной поверхности ( D , стрелка), как определено оптическим срезанием при большом увеличении. Точно так же клетки 3T3 на субстрате с высокой гибкостью обычно имеют меньшее распространение и поляризованную морфологию ( F ). Бар = 10 мкм.

Культура клеток и лекарственные препараты.

Нормальные почки крысы (NRK) -52E (Американская коллекция типовых культур) культивировали в среде F-12K (Sigma) с добавлением 10% фетальной телячьей сыворотки (JRH Biosciences, Lenexa, KS), 2 мМ l-глутамина, 50 мкг / мл стрептомицина, 50 единиц / мл пенициллина и 250 нг / мл амфотерицина B (GIBCO / BRL). Клетки Swiss 3T3 (ATCC) культивировали в DMEM (Sigma) с добавлением 10% донорской телячьей сыворотки (JRH Biosciences) и других добавок, как для клеток NRK. Для исследований лекарственных средств, оксид фениларсина (Sigma) и KT5926 (Calbiochem) растворяли в диметилсульфоксиде для получения исходных растворов 10 мМ и 2 мМ соответственно.Непосредственно перед лечением лекарствами аликвоты исходных запасов ингибитора разводили в среде, содержащей сыворотку, для получения конечной концентрации 5 мкМ для оксида фениларсина и 20 мкМ для KT5926. Моноксим 2,3-бутандиона (Sigma) растворяли непосредственно в культуральной среде для получения рабочего раствора с конечной концентрацией 20 мМ. Клетки инкубировали в KT5926 или моноксиме 2,3-бутандиона в течение 20 мин и оксиде фениларсина в течение 10 мин перед фиксацией и окрашиванием.

Количественная оценка подвижности клеток.

Для измерения динамики ламеллиподий в клетках NRK, покадровые последовательности клеток, расположенных на периферии колоний, регистрировали в течение 10 минут с использованием фазово-контрастной линзы Zeiss 40 × F-ахромат. Передняя кромка отслеживалась с помощью coreldraw! 5.0 (Corel, Оттава). Положение нескольких случайно выбранных точек определялось как функция времени, и SD использовалась как измерение флуктуации передней кромки. Подвижность клеток 3T3 определяли путем построения графика миграции центра ядер в случайно выбранных клетках в течение 60 мин.

Фиксация, флуоресцентная маркировка, иммуноблоттинг и микроскопия.

Для флуоресцентного окрашивания винкулина, фосфотирозина и актина клетки промывали в PBS при 37 ° C, содержащем 1 мМ ортованадата натрия (Fisher), затем фиксировали в 4% формальдегиде в течение 10 минут (16% основной раствор; Electron Microscopy Sciences, Fort Washington , PA) и экстрагировали 0,5% Triton X-100 (Boehringer Mannheim) в PBS в течение 5 мин. Иммунофлуоресцентное окрашивание проводили с использованием mAb против винкулина (клон VIN-11–5, Sigma) или фосфотирозина (клон 4G10, Upstate Biotechnology, Lake Placid, NY), каждое в разведении 1: 100.Родамин и вторичные антитела, конъюгированные с флуоресцеином, были получены от Sigma. Окрашивание клеток флуоресцеин-фаллоидином (молекулярные зонды), микроинъекцию флуоресцентно меченного винкулина и флуоресцентную микроскопию проводили, как описано (21–23). Для наблюдения флуоресцентного винкулина в живых клетках использовался объектив Nikon 60x, N.A. 1.2, PlanApo с водной иммерсией. Другие флуоресцентные изображения были получены с помощью объектива Zeiss 63 ×, N.A. 1.25 Neofluar или Zeiss 100 ×, N.A. 1.30 Линза объектива Neofluar. Фазовые и флуоресцентные изображения были записаны с помощью охлаждаемой камеры устройства с заряженной связью (TE / CCD-576EM; Princeton Instruments, Трентон, Нью-Джерси или Ch350; Photometrics, Тусон, Аризона). Иммуноблоттинг выполняли в соответствии с опубликованными процедурами (7).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Мы подготовили серию полиакриламидных подложек с 10% акриламида и с содержанием бис-акриламида от 0,03 до 0,26%. Поскольку культивируемые клетки не прилипали к голым полиакриламидным поверхностям, субстрат химически активировали фотоактивируемым гетеробифункциональным реагентом и реагировали с коллагеном I типа.РИА показали, что относительная поверхностная концентрация коллагена варьируется на <3% среди субстратов независимо от гибкости. Чтобы облегчить наблюдения с помощью фазовой и флуоресцентной оптики при большом увеличении, мы приготовили листы толщиной ≈40 мкм, которые прикрепляли к покровным стеклам либо с помощью нитроцеллюлозного покрытия, либо с помощью химической реакции.

Сначала были протестированы эластичные свойства основы путем приложения известных сил к большим подвесным листам (рис. 1 A ).Длина листов полиакриламида увеличивалась пропорционально приложенной силе и после ослабления сил полностью восстанавливалась в течение секунды. Таким образом, субстрат ведет себя как идеальный материал для проверки влияния эластичности субстрата на поведение клеток. Модуль Юнга показал 12-кратную разницу между листами с 0,26 и 0,03% бис-акриламида (рис. 1 A и B ). Субстраты также подвергались микроскопическому исследованию с помощью калиброванной микроиглы для определения «жесткости» или податливости субстрата (20).Податливость показала 16-кратную разницу (≈7,3 × 10 −7 Н / мкм против ≈4,6 × 10 −8 Н / мкм) между подложками из 0,26 и 0,03% бис-акриламида.

На более жестких субстратах как эпителиальные клетки NRK, так и фибробласты 3T3 были хорошо распределены и казались неотличимыми от клеток, культивируемых на стеклянных или пластиковых поверхностях (рис. 1 C и E ). Когда клетки культивировали на все более гибких субстратах, происходило соответствующее изменение морфологии: клетки NRK становились менее распространенными и имели неправильную форму (рис.1 D ). Не только по периферии, но и на вентральной поверхности клетки появились фазо-плотные складки (рис. 1 D , стрелка). Клетки 3T3 потеряли большую часть своих стрессовых волокон (не показаны) и стали все более веретенообразными. Клетки с удлиненным телом и ламеллиподиумом на одном конце увеличились с 47% на субстратах из 0,26% бис- до 69% на субстратах из 0,03% бис-акриламида (рис. 1 F ).

Чтобы исключить возможность того, что наблюдаемые морфологические изменения были вызваны дифференциальной потерей ковалентно связанного коллагена из субстрата, клетки культивировали либо при 0.26% или 0,03% субстрата до высокой плотности, затем лизировали 0,5% Triton X-100. РИА с антителами к коллагену типа I показал, что концентрация коллагена не снижалась ни на жестких, ни на гибких субстратах в результате роста клеток по сравнению с контрольными субстратами, не используемыми для культивирования клеток.

Измененная морфология клеток на гибких субстратах предполагает, что могут быть различия в скорости подвижности. На жестких 0,26% бис-акриламидных субстратах клетки 3T3 мигрировали со средней скоростью 0.06 мкм / мин. Эта скорость увеличивалась до 0,55 мкм / мин (рис. 2 C ; n = 68) на мягких подложках из 0,03% бис-акриламида. Как на жестких, так и на мягких субстратах эпителиальные клетки NRK оставались связанными с колониями и претерпевали небольшую чистую миграцию ядер. Однако ламеллиподиальные взъерошивания по периферии колонии были гораздо более активными на мягких субстратах. Как показано на рис.2 A , степень колебания границы ламеллиподий различалась в ≈6 раз между жесткой (0,26% бис-акриламид) и гибкой (0.03% бис-акриламида) (рис.2 A и B ).

Рисунок 2

Измерение активности ламеллиподов и подвижности клеток на субстратах различной гибкости. ( A, B ) Колебание ламеллиподий клеток NRK, культивируемых на субстратах различной гибкости. Цифры в A указывают процентную концентрацию бис-акриламида. Изображения клеток записывались каждые 2 мин в течение 10 мин, и активные ламеллоподы отслеживались и накладывались для построения графиков.Затем количественно оценивали степень ламеллиподиального выступа / втягивания на основе SD положения семи случайно выбранных точек вдоль активного края. Пятнадцать клеток анализировали при каждой концентрации бис-акриламида ( B ). Ламеллиподии становятся менее активными с увеличением жесткости субстрата. ( C ) Скорость передвижения клеток 3T3 на субстратах различной гибкости. Клетки становятся менее подвижными с увеличением жесткости субстрата.

Таким образом, возможно, что клетки могут реагировать на различия в адгезионных структурах субстрата на субстратах разной гибкости.Мы предполагаем, что ответы клеток на гибкость субстрата, скорее всего, происходят в сайтах адгезии клеточного субстрата, где механический вход может транслироваться во внутриклеточные сигналы через связанный цитоскелет или ферментные комплексы. Чтобы проверить эту гипотезу, мы сначала микроинъектировали клетки NRK, культивированные на листах из полиакриламида с флуоресцентно меченным винкулином. Клетки на более жестких субстратах (0,26% бис-акриламида) образовывали массивы стабильных удлиненных фокальных адгезий, которые демонстрировали лишь незначительные изменения в течение 10 мин (рис.3 A и C , стрелки). На гибких подложках (0,03% бис-акриламида) места склеивания выглядели как неровные точечные структуры; многие из них появлялись и исчезали в течение 10 мин (рис. 3 B и D , стрелки). Поведение адгезионных структур на гибких субстратах похоже на поведение трансформированных клеток (21).

Рисунок 3

Распределение винкулина и фосфотирозина в клетках NRK, культивируемых на субстратах с 0.26% бис-акриламида ( A, C, E ) или 0,03% бис-акриламида ( B, D, F ). ( A – D ) Клетки инъецировали винкулином, меченным родамином, и визуализировали в течение 10 мин. На более жестких субстратах ( A, C ) винкулин включается в удлиненные фокальные спайки, которые показывают лишь незначительные изменения в течение периода наблюдения. На очень гибких гелях ( B, D ) винкулин локализуется в точечных структурах неправильных размеров и форм, многие из которых появляются и исчезают в течение 10 минут (стрелки).( E, F ), Иммунофлуоресценция фосфотирозина. Фосфотирозин локализуется в удлиненных очаговых адгезиях в клетках, культивируемых на более жестких гелях ( E ), и в точечных структурах в клетках, культивируемых на очень гибких гелях ( F ). ( G ) Иммуноблоттинг против фосфотирозина лизатов целых клеток из клеток NRK, культивируемых на различных субстратах. На пластиковых чашках (CON) и жестких 0,26% бис-акриламидных субстратах (0,26%) pp125 FAK , паксиллин и белок 97 кДа сильно фосфорилируются после 48 часов культивирования.Клетки, культивированные на мягких 0,03% бис-акриламидных субстратах (0,03%), показывают значительно меньшую степень фосфорилирования на этих полосах. Бар = 10 мкм.

Поскольку передача сигналов в очаговых адгезиях, как полагают, включает протеинтирозинкиназы / фосфатазы (1, 3, 7, 24–27), мы спросили, есть ли изменение в распределении фосфотирозина в ответ на гибкость субстрата. Иммунофлуоресцентное окрашивание показало, что организация фосфотирозина аналогична организации винкулина: когда клетки помещали на все более гибкие субстраты, место окрашивания менялось с клиновидных фокальных адгезий на нерегулярные точечные структуры (рис.3 E и F , стрелки). Параллельные исследования иммуноблоттинга с антителом против фосфотирозина Py20 показали, что на гибких субстратах наблюдалось значительное снижение общей степени фосфорилирования (фиг. 3 G ) по сравнению с клетками, нанесенными на пластиковые или жесткие поверхности. Две из основных тирозин-фосфорилированных полос были идентифицированы как pp125 FAK и паксиллин на основании иммунореактивности с FAK-специфическими антителами и электрофоретической подвижности соответственно.

Таким образом, возможно, что жесткие субстраты стимулируют увеличение фосфорилирования тирозина, что затем приводит к образованию стабильных очаговых адгезий. Чтобы проверить эту возможность, клетки на очень гибких субстратах обрабатывали фениларсиноксидом (PAO), ингибитором тирозинфосфатазы (27), чтобы вызвать искусственное увеличение фосфорилирования тирозина. Обработка подавляла активность взъерошивания и вызывала появление удлиненных фокальных спаек на границе клеток (рис.4 A – D , стрелки), неотличимы от таковых на жестких подложках без PAO (рис. 3 A, C, E , стрелки). Интервальная запись клеток, которым вводили флуоресцентный винкулин, показала, что эти очаговые адгезии были такими же стабильными, как и адгезии на жестких субстратах (не показаны).

Рисунок 4

Роль фосфорилирования тирозина и миозина в модуляции адгезионных структур на гибких субстратах. Клетки обрабатывали ПАО ( A – D ) или моноксимом 2,3-бутандиона ( E – H ) и обрабатывали винкулином ( A, B, E, F ) или фосфотирозином ( C, D, G. , H ) иммунофлуоресценции.Обработка клеток ПАО приводила к образованию крупных очаговых адгезий в клетках как на мягких (0,03% бис-акриламид; B, D ), так и на жестких (0,26% бис-акриламид; A, C ) субстратах. Обработка моноксимом 2,3-бутандиона нарушает адгезионные структуры клеток, культивируемых на субстратах с 0,26% бис-акриламидом ( E, G ) или 0,03% бис-акриламидом ( F, H ), и вызывает винкулин ( E, F ) и фосфотирозин ( G, H ) для локализации в небольших точечных структурах независимо от гибкости субстрата.Бар = 10 мкм.

Чтобы проверить роль кортикального цитоскелета в клеточных ответах на гибкость субстрата, мы обрабатывали клетки на полиакриламидных субстратах KT5926, мощным ингибитором киназы легкой цепи миозина (28), или 2,3-бутандионом моноксимом, ингибитором миозина. двигатели (7, 29). Оба соединения вызывали исчезновение нормальных фокальных адгезий на твердых субстратах и ​​образование нерегулярных точечных винкулинсодержащих структур, подобных тем, которые наблюдаются на очень гибких субстратах.Параллельные изменения наблюдались при окрашивании фосфотирозином (рис. 4 E – H , стрелки). Однако, в отличие от клеток на гибких субстратах, миозин-ингибированные клетки не обнаруживают ни повышенной подвижности, ни быстрых изменений в адгезионных структурах, что, вероятно, отражает участие в этих процессах сил, генерируемых миозином.

ОБСУЖДЕНИЕ

Хотя эту проблему можно решить с помощью подложек из силиконового каучука, разработанных Харрисом и улучшенных в недавнем исследовании (20, 30–31), подложка из полиакриламида с покрытием ECM имеет несколько важных особенностей.( и ) Он позволяет систематически и воспроизводимо контролировать гибкость субстрата путем изменения относительной концентрации акриламида и бис-акриламида. ( ii ) Его превосходное оптическое качество и минимальная толщина позволяют наблюдать как иммунофлуоресцентные, так и микроинъектированные флуоресцентные аналоги при большом увеличении. ( iii ) В субстрате используются специфические молекулы ЕСМ в качестве лиганда для клеточной адгезии, тогда как сам полиакриламид не обнаруживает заметного взаимодействия с поверхностью клетки.( iv ) Пористая природа полиакриламидного геля обеспечивает более физиологическую среду для клеточной культуры (32), особенно для эпителиальных клеток. ( v ) Механические свойства подложки можно охарактеризовать как в макро-, так и в микроскопическом масштабе, с почти идеальным эластичным поведением в обоих случаях.

Наши результаты с клетками 3T3 и NRK демонстрируют способность культивируемых клеток определять гибкость окружающей среды и соответственно регулировать свои адгезионные структуры и подвижность.На гибких субстратах фибробласты мигрируют с большей скоростью, а эпителиальные клетки демонстрируют повышенную активность ламеллиподиального протрузии / ретракции. Эти ответы могут быть результатом дестабилизированной адгезии, на что указывает микроинъектированный флуоресцентный винкулин, и / или ответы на сигналы, которые исходят от сайтов адгезии.

Иммунофлуоресценция и иммуноблоты фосфотирозина предполагают, что сигналы, вызванные жестким субстратом, включают либо стимуляцию тирозинкиназы, либо ингибирование тирозинфосфатазы.Кроме того, искусственно поддерживая высокий уровень фосфорилирования тирозина посредством ингибирования PAO тирозинфосфатаз, клетки могут обходить стимул, вызванный жесткими субстратами, и всегда принимать морфологию, характерную для жестких поверхностей. Хотя трудно исключить косвенные эффекты, эти результаты согласуются с идеей о том, что увеличение фосфорилирования тирозина в ответ на жесткость субстрата вызывает образование зрелых стабильных очаговых спаек и, возможно, также снижает активность взъерошивания.

Как клетки могут почувствовать разницу между субстратами с одинаковыми химическими свойствами, но разной гибкостью? Наиболее вероятный механизм включает активное проталкивание / вытягивание его рецепторов интегрина через ассоциированный цитоскелет; ответ затем приводит к изменениям фосфорилирования тирозина. Наши наблюдения с ингибиторами миозина согласуются с идеей, что миозиновый двигатель участвует в исследовании механических свойств субстрата. Предположительно, при ингибировании миозина клетки теряют способность обнаруживать сопротивление силам адгезии и интерпретировать все субстраты как гибкие.Хотя возможны альтернативные объяснения, эта интерпретация подтверждается недавним наблюдением, что миозин необходим для увеличения фосфорилирования тирозина, индуцированного лизофосфатидной кислотой (7). Кроме того, обработка эндотелиальных клеток цитохалазином D вызывает снижение степени фосфорилирования тирозина FAK (33).

Привлекательная гипотеза состоит в том, что, когда рецепторы становятся прикрепленными к жесткому субстрату или перекрестно сшиваются, сопротивление силам, генерируемым цитоскелетом, вызывает увеличение напряжения в адгезионных структурах и активирует нижестоящие сигналы через чувствительный к силе ферментный комплекс.Однако для обнаружения гибкости клеткам необходимо модулировать и измерять силу зондирования в ответ на различное сопротивление субстрата (в противном случае клетки будут просто деформировать мягкие субстраты в большей степени, пока они не будут испытывать такое же сопротивление, как и на жестких субстратах). В качестве альтернативы, клетки могут быть способны измерять степень деформации субстрата при приложении определенной силы зондирования. Эти возможности в настоящее время являются спекулятивными, и точный механизм, с помощью которого клетки зондируют и реагируют на гибкость субстрата, еще предстоит выяснить.

Настоящие результаты вместе с растущим списком наблюдений, предполагающих, что клетки могут реагировать как на величину, так и на распределение сил адгезии (34), убедительно указывают на то, что связь посредством физических сигналов так же важна, как и связь через химические мессенджеры. Физиологически механические свойства окружающей среды клетки могут быть модулированы путем синтеза / деградации белков ЕСМ (1), движения окружающих клеток или сдвига давления / жидкости в кровотоке (10, 11).

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *