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

Содержание

Зависимость угла обзора от фокусного расстояния камер видеонаблюдения

Фокусное расстояние — это расстояние между оптическим центром линзы объектива и фокальной плоскостью матрицы камеры видеонаблюдения. От фокусного расстояния объектива зависит максимальная дистанция, на которой можно уверенно рассмотреть объект.

Расчёт зоны обзора камера видеонаблюдения 

Угол обзора α для объективов (без учёта сферической аберрации) можно рассчитать, зная размер светочувствительного элемента (матрицы) d и эффективное фокусное расстояние объектива F:

α = 2arctg(d/2F)

На сегодняшний день существует три стандартных размера матрицы видеокамеры:

· матрица формата 1/2 по вертикали 4,8мм, по горизонтали 6,4мм

· матрица формата 1/3 по вертикали 3,6мм, по горизонтали 4,8мм

· матрица формата 1/4 по вертикали 2,4мм, по горизонтали 3,2мм

Чем больше размер матрицы, тем больше площадь сенсора и выше качество получаемого изображения.

Самое качественное изображение выдает камера видеонаблюдения на матрице CCD 1/2″, но такая матрица встречается редко и имеет большую стоимость. Поэтому на практике как правило применяются матрицы формат 1/3″.

В таблице показана зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от фокусного расстояния объектива с матрицами 1/3″ и 1/4″.

Фокусное расстояние матрицы 1/3″ матрицы 1/4″
Угол обзора по горизонтали Угол обзора по вертикали Угол обзора по горизонтали Угол обзора по 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

Следует учесть, что из-за наличия сильных искажений в короткофокусных объективах угол обзора может отличаться от расчётного.

Добавить комментарий

Углы обзора камер видеонаблюдения | Аксата

Угол обзора — одна из важнейших характеристик для выбора камеры при установке системы видеонаблюдения, определяющая зону наблюдения.

Угол обзора зависит от размера матрицы и фокусного расстояния камеры.

В таблице 1 рассчитана зависимость фокусного расстояния от угла обзора

табл.1

По данным таблицы можно определить дальность распознавания и идентификации человека, а также номера автомобиля.

При расчётах расстояний, в основу положены европейские нормы:

20 пикселей/метр —разрешение при обнаружении объекта в поле обзора;
100 пикселей/метр — разрешение при распознавании объекта;
250 пикселей/метр — разрешение при идентификации.

Пример расчёта зоны обзора видеокамеры

2,6 м. — высота установки камеры.
45° — угол наклона камеры.

68° — горизонтальный угол обзора объектива.
4:3 — формат матрицы.
1080 ТВЛ — разрешение матрицы

Формула для расчета фокусного расстояния объектива:

f = R*A/L, где:
f – фокусное расстояние объектива (в миллиметрах),
R – расстояние до объекта (в метрах),
A – размер стороны матрицы (горизонтальной или вертикальной) (в миллиметрах),
L – размер объекта измеряемый в метрах.

Наибольший угол обзора, а соответственно и большую зону наблюдения, будет иметь камера с минимальным фокусным расстоянием и большим форматом матрицы. При увеличении фокусного расстояния и уменьшении формата матрицы, угол обзора камеры будет уменьшаться.

Зависимость настройки фокуса от дальности изображения

Поэтому, при выборе камеры видеонаблюдения, важно учитывать место установки. Например: для узкого длинного коридора нет необходимости устанавливать камеру с большим углом обзора.

Выделяют три группы объективов:

1. Фиксированные (монофокальные) объективы – объективы с одной фиксированной величиной фокусного расстояния.

2. Вариофокальные объективы – объективы с возможностью автоматической или ручной регулировкой фокусного расстояния.

3. Трансфокальные (зум-объективы) – объективы с возможностью регулировки углов обзора видеокамеры, масштабирования зоны наблюдения и фокусировкой изображения. Как правило, такие объективы используются в роботизированных (поворотных) PTZ-камерах и устанавливаются в системах видеонаблюдения, задача которых охватить большой объем территории, при этом сохранить четкость изображения.

Пример изображений, полученные с объективов с разными фокусными расстояниями из одной точки (расстояние 60м до черного автомобиля на последнем изображении).

Следует учитывать, что в процессе эксплуатации на работоспособность объектива оказывают следующие факторы: помутнение объектива, колебания изображения с камеры, установленной на кронштейне, рябь на мониторе и другие факторы.

Место установки, выбор камеры видеонаблюдения определяется при постановке задачи и обследования объекта, поэтому для индивидуального подбора оборудования, обращайтесь к нашим специалистам по телефонам, указанным на сайте или оставьте заявку.

Угол обзора объектива камеры видеонаблюдения

Автор: Александр Старченко

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

Содержание:

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

От каких параметров зависит угол обзора?

Угол обзора объектива зависит от двух определяющих его параметров:

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

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

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

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

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

Определяем необходимое фокусное расстояние

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

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

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

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

Оптимальное ФР объектива рассчитывают по формуле:

F= h*S/Н или F= v*S/V, где

h – размер горизонтальной стороны матрицы;

S – расстояние до объекта слежения;

H – размер объекта наблюдения по горизонтали;

v – размер вертикальной стороны матрицы;

V – размер объекта наблюдения по вертикали.

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

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

F=6,4*10/4=16

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

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

Какой угол обзора выбрать?

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

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

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

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

С этим читают:

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

Угол обзора камеры | расчет углов обзора камеры видеонаблюдения для различных фокусных расстояний и размеров матриц

При выборе видеокамеры для объекта одной из важных характеристик камеры, на которую необходимо обратить внимание — это угол обзора камеры видеонаблюдения. Что лучше выбрать для того, чтобы охватить наибольшую площадь на объекте?

Угол обзора видеокамеры


Угол обзора зависит от типоразмера (формата) матрицы видеокамеры 1/4″, 1/3″, 2/3″, 1/2 дюйма, а также от фокусного расстояния объектива. Рассмотрим расчет угла обзора для камер видеонаблюдения на основе фокусного расстояния и размера матрицы ниже.

Для начала, отметим несколько важных моментов:

  • Чем больше фокусное расстояние у камеры видеонаблюдения, тем уже угол обзора, или, наоборот, чем меньше фокусное расстояние у камеры, тем шире угол обзора. То есть, выбираем меньшее фокусное расстояние, чтобы снимать обзорное видео (всю парковку, весь двор, большой периметр, и т.п.) и большее фокусное расстояние, если необходимо приблизить объект оптикой и получить наилучшую картинку для идентификации.
  • При равном фокусном расстоянии у объективов камеры видеонаблюдения больший угол обзора будет у камеры где матрица большего размера, то есть угол обзора будет больше у камеры 1/3 дюйма, чем у камеры с типоразмером матрицы 1/4 дюйма.


В видеонаблюдении есть несколько негласных правил для выбора фокусного расстояния для идентификации и распознавания человека:

  • Распознавание знакомого человека возможно на расстоянии (приблизительно) равное фокусному. То есть для камеры видеонаблюдения с фокусным расстоянием 2.8 мм распознавание возможно на расстоянии до 3 м, для камеры с фокусным расстоянием 12 мм на расстоянии до 12 м и т.п.
  • Для идентификации незнакомого человека и четкой картинки лица расстояние равное половине фокусного.


Таким образом, можно сделать выводы, что:

  • Больший угол обзор в камере дает общую картинку происходящего на объекте. Распознать лицо человека можно на расстоянии не более 3 — 4 метров – все это широкоугольные объективы с фокусным расстоянием  2.8-3.6 мм и углом обзора 70-130°;
  • С помощью камер с меньшим углом обзора и с большим фокусным расстоянием можно приблизить объект оптикой и распознать лицо человека на расстоянии от 15 до 50 метров.

Как правило, производители указывают горизонтальный угол обзора видеокамеры и вертикальный угол обзора, но некоторые производители указывают в характеристиках для камеры только горизонтальный угол обзора.

Соответствие угла обзора и фокусного расстояния для матриц 1/3 и 1/4 дюйма (для 1 — 2 Мп матриц) приведены в таблице ниже.

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

Для расчета фокусного расстояние и угла обзора можно также использовать бесплатные калькуляторы и программы (например, все тот же CCTV Design Lens Calculator от CCTVCAD Software).


Также, обратите внимание, что кроме объективов с фиксированным фокусным расстоянием еще существуют вариофокальные и моторизированные объективы, а также роботизированные (Speed Dome) камеры видеонаблюдения, где можно менять фокусное расстояние и углы обзора, а в Speed Dome камерах вообще возможно вращение объектива на 360 градусов и многократный оптический zoom.

Угол обзора камеры видеонаблюдения и его формулы расчёта

Параметры, влияющие на угол обзора

Как уже писалось выше, три параметра видеокамеры взаимозависимы, это:

  1. Фокусное расстояние объектива;
  2. Угол обзора объектива;
  3. Физический размер матрицы видеокамеры.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Следовательно, можно наблюдать за объектами, которые находятся на относительно большом удалении от камер видеонаблюдения. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора. Соответственно в кадр камеры попадает больше объектов.

Угол обзора, также зависит от размера чувствительного элемента –матрицы. Чем больше размер матрицы, тем меньше угол обзора камеры и наоборот.

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.

Формат1”½”1/3”¼”
Высота, мм9,64,83,62,4
Ширина, мм12,86,44,83,2

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, ммУгол обзораДистанция распознавания, м
По вертикалиПо горизонтали
2,8901202
3,563793,4
4,048653,8
5,540556
6,032426
8,024328
12,0172212
25,081125
50,045,550

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 расстояниематрицы 1/3″матрицы 1/4“
Угол обзора поУгол обзора поУгол обзора поУгол обзора по
горизонталивертикалигоризонталивертикали
2.8 мм82656552
2.9 мм80636350
3 мм77626248
3.5 мм69555542
3.6 мм67535341
3.7 мм66525240
3.8 мм65515138
4 мм62484837
4.2 мм60464636
4.4 ММ57454534
4.5 ММ56444433
5 мм51403930
6 мм43333325
7 мм38292922
8 мм34252519
8.8 мм31232317.5
10 мм272020.515.4
12 мм22.6171712.8
15 мм18.213.713.710.3
16 мм17.112.812.89.6
25 мм8117.35.5
50 мм45.52.72.8

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

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

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения?

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

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

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

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

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

Широко панорамные видеокамеры

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

Узко форматные устройства

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

Те, кто впервые устанавливает собственными силами систему наблюдения, допускают различные ошибки. Думая что, купив камеру с матрицей высочайшего разрешения, у которой объектив широкоформатный, покроют огромную площадь наблюдения. При этом рассчитывают на качественную картинку.

Важно выбирать камеры с фокусным расстоянием, подходящим именно под Ваши конкретные задачи. Как мы уже отметили выше, для большинства объектов подходят камеры 3.6мм. Для более широкого обзора — 2.8мм. Если Вы затрудняетесь с выбором необходимой для Вас камеры видеонаблюдения, обратитесь к нашим специалистам и мы поможем сделать выбор!

Вид объектива

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).

Расчет фокусного расстояния объектива видеокамеры

Расчет фокусного расстояния камеры видеонаблюдения необходим для правильного подбора видеокамеры. Конечно, производители указывают в технических характеристиках нам физический размер матрицы, фокусное расстояние и иногда угол обзора. Но для общего понимания, посмотрим, что влияет на выбор фокусного расстояния, это:

  1. На каком расстоянии находится объект наблюдения;
  2. Физического размера матрицы;
  3. Размера объекта.

Итак, имея заданные  технические характеристики камеры, можно рассчитать  фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения по следующим формулам:

F= h*S/Н или F= v*S/V

где h – размер матрицы по горизонту;

S – расстояние до объекта видеонаблюдения;

H – горизонтальный размер объекта;

 v – размер матрицы по вертикали;

 V – вертикальный размер объекта.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения приведены  в таблице:

Размер матрицы1/4”1/3”1/2”
По горизонтали, мм3,24,86,4
По вертикали, мм2,43,64,8

Пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры

Необходимо наблюдать за въездом и проходом через ворота на территорию предприятия;

Задача наблюдения: обнаружение машин и людей при въезде входе на территорию предприятия;

Ширина прохода и ворот 6 метров;

Расстояние от камеры до прохода 7 метров;

Камера Proto AHD-1W-Eh20F(?)IR, после буквы F должно указываться фокусное расстояние. Его мы рассчитаем по вышеприведенной формуле:

F=3.2*7/6=3,7 мм,

где 3,2 размер матрицы по вертикали, т.к. в камере Proto AHD-1W-Eh20F(?)IR установлена матрица размером  1/4”. Так как объективы на видеокамере выполнены с фиксированными фокусными расстояниями, то выбираем ближайший меньший т.к. если выбрать ближайший больший, то часть объекта не будет попадать в кадр камеры.

Выполним ещё одну проверку камеры на пригодность. Зона контроля имеет ширину 6 метров, задача стоит обнаружение. При обнаружении человека необходимо, чтобы на один метр контроля приходилось 20-30 пиксел разрешения камеры. При несложных расчетах видно, что камере Proto AHD-1W-Eh20F36IR по силам не только обнаружение, но и распознавание человека на объекте, не говоря уже о машинах. На самом деле ещё необходимо вычислить фокусное расстояние по вертикали, а также высоту и угол установки видеокамеры, но мы эти расчеты намеренно упускаем, т.к. мы не ставим перед собой задачу полного расчета, мы хотели показать на данном примере только методику расчета фокусного расстояния и выбора камеры по этому расчету.

Что еще нужно учесть

Все описанное выше, относится к камерам с фиксированным ФР. Иногда сложно определиться с размером участка, над которым нужно установить контроль. Бывает и иная ситуация: площадь зоны наблюдения меняется, то увеличиваясь, то сокращаясь. Тут мы рекомендуем устройство с вариофокальным объективом. В нем можно самостоятельно настраивать обзор. В отдельную категорию выделяют устройства, в которых можно менять ФР и ракурс наблюдения (варьируется в до 360° в горизонтальной плоскости и до 180° в вертикальной).

Диапазон ФР, как правило, варьируется от 2,8 до 50 мм. В некоторых моделях он бывает выше. При использовании вариофокальной оптики качество изображения не ухудшается в случае приближения/отдаления. Это возможно благодаря оптическому увеличению объектива.

Если угол необходимо менять, лучше выбрать камеру с моторизированным объективом, такие обычно применяются в поворотных камерах, также это избавит от необходимости физического переноса камеры.

Советы по выбору

Выбор угла обзора определяется задачами, которые ставят перед камерой. Если необходимо вести наблюдение за территорией большой площади, не выделяя конкретный объект, подойдет устройство с объективом 2,8-3,6 мм. Оптимальным считается угол в диапазоне от 70 до 140°.

Угол в 60° близок к углу обзора глаза человека. Такое значение считается средним. Устройства могут передать детализированную картинку при расположении объекта на расстоянии до 10 м.

Длиннофокусный объектив с обзором до 30° подходит для наблюдения за объектами, которые отдалены от пункта контроля на 20–70 м.

Зная размер матрицы, вычисляют ФР объектива по таким формулам:

f= h×S/Н или f= v×S/V

где h – размер матрицы по горизонтали.

Размер матрицы1/2”1/3”1/4”
По горизонтали, мм6,44,83,2
По вертикали, мм4,83,62,4
  • S – расстояние до объекта видеонаблюдения;
  • H – величина объекта в горизонтальной плоскости;
  • v – матрица по вертикали;
  • V – величина объекта в вертикальной плоскости.

Чтобы было понятнее, приведем пример, как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения.

Есть здание с длиной фасада в 15 метров; удаленность объекта от точки наблюдения – 25 метров. Чтобы найти оптимальное расстояние камеры, подставляем в формулу, приведенную выше, известные значения, выбрав видеокамеру с матрицей 1/3″.

f= 4,8×25/15=7,99 мм.

Округляем в большую сторону (чтобы не потерять часть изображения) и получаем, что нам необходима камера на 8 мм.

Также можно воспользоваться готовыми таблицами расчета или бесплатными онлайн-калькуляторами.

Что еще нужно учесть

Все описанное выше, относится к камерам с фиксированным ФР. Иногда сложно определиться с размером участка, над которым нужно установить контроль. Бывает и иная ситуация: площадь зоны наблюдения меняется, то увеличиваясь, то сокращаясь. Тут мы рекомендуем устройство с вариофокальным объективом. В нем можно самостоятельно настраивать обзор. В отдельную категорию выделяют устройства, в которых можно менять ФР и ракурс наблюдения (варьируется в до 360° в горизонтальной плоскости и до 180° в вертикальной).

Диапазон ФР, как правило, варьируется от 2,8 до 50 мм. В некоторых моделях он бывает выше. При использовании вариофокальной оптики качество изображения не ухудшается в случае приближения/отдаления. Это возможно благодаря оптическому увеличению объектива.

Если угол необходимо менять, лучше выбрать камеру с моторизированным объективом, такие обычно применяются в поворотных камерах, также это избавит от необходимости физического переноса камеры.

Остались вопросы? Обращайтесь к сотрудникам Ivideon. Мы подскажем, как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения, определить зону, которая будет попадать в поле зрения оборудования или наоборот – подберем устройство для участка заданной площади.

ВИДЕО: Как выбрать объектив для камеры видеонаблюдения

 

Источники

  • https://systemstv.ru/fokusnoe-rasstoyanie-kamery-videonablyudeniya/
  • https://hikvisionpro.ru/news/kakoj-vybrat-obektiv/
  • https://donvision.ru/blog/focusnoe_rasstoyanie/
  • https://hqsignal.ru/camera/dom/ugol-obzora.html
  • https://RU.Ivideon.com/blog/kak-vyibrat-ugol-obzora-i-fokusnoe-rasstoyanie-obektiva-kameryi/

BSP Security — Объективы камер наблюдения

Варифокальные и фиксированные объективы.

 

В фиксированных объективах фокусное расстояние, а значит, и угол обзора жестко зафиксированы. Эти линзы, как правило, имеют фокусное расстояние в 3.6мм, 4.3мм, 8мм, 12мм, 16мм, 25мм и т.д. Чем выше число фокусного расстояния, тем больше теле эффект, и более узкий угол обзора. Важно понимать, что характеристики фокусного расстояния не имеют ничего общего с фактическим размером самого объектива. Как правило, объективы 3,6мм или даже 6мм используются для широких зон просмотра, объективы с большим фокусным расстоянием дадут более сконцентрированную вдаль картинку. Объектив 3,6мм обеспечит угол обзора порядка 90 градусов. 12мм объектив охватывает лишь около 25 градусов, поэтому до приобретения камеры или объектива важно заранее спланировать место монтажа и необходимую зону просмотра.

 

Широкоугольные (двойная дистанция до объекта)

2.8мм и менее

Стандартные (без искажений)     

3.6мм – 4мм

Узкоугольные (половина и менее дистанции до объекта)  

8мм и более

 

 

Варифокальные объективы немного дороже фиксированных, в связи с тем, что вы получаете гибкую систему настройки положения линз. Объективы переменного фокуса (или варифокальные линзы) камер наблюдения позволяют пользователю изменять угол обзора в зависимости от потребностей и задач. Некоторые линзы обеспечивают переменное фокусное расстояние в пределах 4-8мм (широчайший угол обзора на 4 мм и наиболее узкий при 8 мм фокусного расстояния), другие могут обеспечить 5-50мм (50мм для фиксирования удаленного изображения). Наиболее востребованными сегодня варифокальными линзами являются линзы с фокусным расстоянием 2,8-12мм, покрывающие наиболее стандартные потребности специалистов видеонаблюдения и конечных потребителей.

 

Важно понимать, что требуется высокая точность при ручной настройке варифокальных объективов, в то время как объективы с фиксированным фокусом изначально оптимальным образом откалиброваны на получение максимально четкой картинки.

 

Настройки варифокальных объективов.

Следующий момент, на который необходимо обратить внимание при приобретении камер с варифокальными объективами – это легкость настройки фокусного расстояния и диафрагмы. Во многих камерах настройки линзы вынесены наружу корпуса, что удобно при монтаже. Но в этом случае нужно оценивать вероятность случайного стороннего воздействия на элементы настройки линзы (сбой настройки посторонним человеком, погодными явлениями, проч.).

  • объективы с внутренней ручной настройкой – в камерах с таких подходом к настройке объектива необходимо снять лицевую часть корпуса (или открыть ее) и вручную настроить зум и фокус объектива. Существует мнение, что такой порядок несколько снижает удобство настройки камеры при монтаже. Однако, такой подход дает и свои преимущества: гибкость настройки, невозможность сбить уже поставленные настройки). 
  • камеры в ручной внешней настройкой – в камерах реализован простой механизм настройки все того же объектива через набор шестеренок. При этом настройки зума и фокуса выведены наружу камеры, т.е. для настройки нет необходимости снимать лицевую часть корпуса. Однако, набор шестеренок в механизме настройки имеет небольшую дискретность хода, что иногда чувствуется.
  • камеры с роботизированной настройкой – такие камеры содержат внутри автоматизированный механизм, работающий через IP или RS485 протоколы, позволяющий настраивать объектив камеры удаленно (не вручную) через ПО или WEB-interface. Однако, такой подход тоже имеет незначительную дискретность хода настройки и, соответственно, более высокую стоимость камер. Реализуется чаще всего в Буллет камерах из соображений свободного пространства в корпусе:
  1. настройка через ПО зума и фокуса – в таких камерах удаленно настраивается и зум, и фокус независимо друг от друга.
  2. настройка через ПО только зума, фокус автоматически подстраивается под зум – в таких камерах достаточно настроить необходимый зум, фокус подстраивается автоматически.

 

Средние углы обзора линз

При выборе той или иной линзы чаще всего возникает вопрос угла обзора. Упрощенно зависимость угла обзора линзы от фокусного расстояния можно представить таким образом:

 

               
Средние углы обзора линз

Линза / фокусное расстояние

Угол обзора

Пример

2,5мм

120°

3,6мм

92°

4,3мм

78°

6,0мм

53°

12мм

25°

25мм

18°

 

А некоторое понимание о зависимости изображени от фокусного расстояния объектива и фактического расстояния до объекта съемки можно получить из следующего изображения:

 

Камеры видеонаблюдения — как выбрать угол обзора и фокусное расстояние для улицы, дома и дачи

Одним из основных параметров, который учитывается при выборе камеры видеонаблюдения является степень детализации изображения.

Зависит она от отображаемого на мониторе размера объекта наблюдения и определяется задачами, стоящими перед системой.

Стоит заметить, что однозначно критерии этого выбора не определены — многие пользуются требованиями Британского МВД, существуют рекомендации ГУВО МВД России, отдельных производителей камер видеонаблюдения, поэтому данные различных источников могут не совпадать, что, впрочем, является некритичным.

Детализация изображения зависит от угла обзора камеры или фокусного расстояния объектива, поскольку эти величины взаимосвязаны, а вот разрешение влияет на этот параметр достаточно опосредованно.

Поэтому, чтобы правильно выбрать камеру видеонаблюдения, следует руководствоваться размером зоны обзора в которой должен находиться наблюдаемый объект (рис.1).

Данные приведены для горизонтальной плоскости и матрицы размером 1/3″. Одно очевидное замечание — камера будет отображать объекты, находящиеся также на других расстояних, но уже с иной степенью детализации.

КАК ВЫБРАТЬ ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ

Поскольку удобнее выбирать камеру по фокусному расстоянию объектива и дистанции до объекта, то можно воспользоваться формулой:

f=R*k, где:

  • f — фокусное расстояние (мм),
  • R — дистанция до объекта (м),
  • k — коэффициент для различных задач (указан на рисунке).

Следует заметить, что приведенные данные обеспечивают гарантированное и комфортное для оператора видеонаблюдения решение задач обнаружения, идентификации, опознания. На практике, чтобы выбрать нужную камеру, приведенные коэффициенты можно округлить до:

  • 0,25 — обнаружение человека,
  • 1 — опознание знакомого,
  • 2,5— идентификация незнакомого.

Например, для обнаружения человека с расстояния 20 метров f=20*0,25=5 мм, а его идентификации при том же расстоянии требует f=20*2,5=50 мм. При выборе этого параметра из стандартного ряда значений следует брать ближайшее большее, то есть фокусное расстояние объектива соответственно должно быть 6 и 50 миллиметров.

ВЫБОР РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

Теперь, что касается выбора разрешения камеры. Оно при прочих равных условиях определяет минимально различимый элемент объекта наблюдения. В свою очередь, на вертикальный размер идентифицируемого объекта должно приходиться не менее определенного количества минимально различимых элементов.

Если выбирать камеру, руководствуясь приведенными выше критериями, то при решении любой задачи разрешения аналоговых видеокамер, которое по вертикали составляет порядка 400 ТВЛ, вполне достаточно. IP камеры также без проблем обеспечивают требуемый параметр.

Камеры высокого разрешения целесообразно применять в системах, имеющих программную обработку изображения (различного рода видеоаналитика, например).

Организация же видеонаблюдения дома (в квартире) или на даче чрезмерно жестких требований к этому параметру, как правило, не предъявляет.

Кроме того, при выборе видеокамер для различных условий эксплуатации следует учитывать и другие их технические характеристики. Особенно это касается камер уличного видеонаблюдения.

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ КАМЕРУ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ УЛИЦЫ

Не будем говорить про степень климатической защиты, рабочий диапазон температур и пр. – это очевидно.

Не менее очевидно, что уличная видеокамера должна быть антивандальной или установлена в труднодоступном месте. Кстати, об антивандальности – реальную защиту от попыток повреждения обеспечивает только вариант купольного исполнения в металлическом корпусе.

Все остальные варианты уличных камер антивандальными назвать нельзя. С другой стороны, установка купольных исполнений на улице не всегда способна обеспечить требуемую зону обзора.

В этом случае придется приобретать корпусное исполнение на кронштейне и устанавливать таким образом, чтобы максимально затруднить попытки повреждения или хищения.

Вывод. Для наружной установки предпочтительным форм- фактором является купол.

Конструктивное исполнение.

Самый распространенный вариант – корпусная камера заводской сборки. То есть пользователю остается закрепить камеру на несущей конструкции и выполнить необходимые соединения.

Кроме этого можно приобрести отдельно:

  • кожух;
  • модуль;
  • объектив,

и все это собрать воедино.

Способ хорош для профессиональных инсталляторов и не менее профессиональных систем видеонаблюдения. Он позволяет гибко подбирать нужные опции и параметры, но начинающим не под силу, как с точки зрения выбора комплектующих, так и их сборки.

Кроме того, не нужно забывать, что если сборка осуществляется на улице, в условиях высокой влажности или низких температур, то высок риск последующего образования внутри камеры конденсата, что недопустимо для условий ее нормального функционирования.

Вывод. Покупайте уличные камеры видеонаблюдения заводской сборки.

Технические характеристики.

Не буду говорить про такие параметры как АРУ, компенсации засветок, автоматический баланс белого и пр. Это есть у большинства камер.

Остановлюсь на одном моменте – автоматическая регулировка диафрагмы. Для уличной камеры, работающей в условиях переменной освещенности, которая зависит не только от времени суток, но и погодных условий эта опция однозначно будет полезна.

Подробнее


КАК ВЫБРАТЬ КАМЕРУ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ ДОМА И ДАЧИ

Следует знать, что камер видеонаблюдения, на которых стоял бы штамп «для дома» или «для дачи» не существует. Разделы интернет магазинов, предлагающие оборудование видеонаблюдения для конкретных категорий объектов – маркетинговый ход продавцов.

Более того, нет особого смысла рассматривать технические характеристики. Предлагаемый большинством производителей бюджетных вариантов вполне достаточен для качественного видеонаблюдения на даче или в частном доме.

Давайте посмотрим, что нам действительно важно и более менее индивидуально.

1. Зона наблюдения.

Определяется она углом обзора камеры (или фокусным расстоянием – эти параметры взаимосвязаны и речь о них шла в начале статьи.

На этом сайте есть два калькулятора для расчета этих параметров – вот ссылки:

Там же есть необходимые пояснения. Если возьмете на себя труд заглянуть на эти страницы, то многое для вас станет ясным.

Скажу только, что если позволяют средства для наиболее ответственных зон видеоконтроля имеет смысл приобрести камеры с переменным фокусным расстоянием (варифокальные).

Автоматическая регулировка не нужна, достаточно ручной. При этом можно произвести точные настройки угла, а следовательно зоны обзора, и легко корректировать их при необходимости.

2. Технология – аналоговая или IP.

Не устаю повторять – если вы не планируете строить крупную масштабируемую систему видеонаблюдения, что для дома или дачи не практикуется , то IP камеры вам не очень то нужны. Единственно, при организации удаленного доступа IP видеонаблюдение удобней.

В остальных случаях имеет смысл приобрести аналоговые камеры (AHD, например). Это дешевле, проще в настройке (точнее, как таковая настройка не нужна), надежней в эксплуатации.

Ощутимой разницы в качестве вы не заметите. Конечно, если выбрать разрешение 1080р (2 Мpx).

Как правило, этих двух моментов вполне достаточно для выбора «правильной» камеры видеонаблюдения.

Это может быть интересно:

  *  *  *


© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Калькулятор поля зрения камеры (FoV)

Этот калькулятор вычисляет поле обзора, видимое вашей камерой и объективом. Поле обзора — это угол, который зависит от фокусного расстояния и размера датчика, но он также вычисляет размерные размеры поля обзора (ширина, высота или диагональные поля) на определенном расстоянии, например, на расстоянии объекта или на расстоянии фона. . Мы не часто заботимся о точном размере поля, но предположим, что вы планируете портрет, включающий объектную область 2×3 фута. Вы знаете, что для правильной портретной перспективы вам нужно отойти на шесть или восемь футов.Какое фокусное расстояние потребуются для этого размера поля и расстояния? (Вариант 6, и это зависит от размера вашего сенсора). А фон может быть на шесть футов дальше, тогда насколько он велик? Этот калькулятор может спланировать или проверить ваш выбор. Дополнительные описания использования находятся под калькулятором.

На следующей странице также есть большая таблица поля зрения (угловая в градусах) для многих фокусных расстояний объектива и нескольких популярных датчиков. Другая страница — это математический раздел FoV, если интересно. Калькулятор глубины резкости здесь также показывает поле зрения как на объекте, так и на заднем плане.Или в некотором роде (та же математика), другой калькулятор может вычислить расстояние или размер объекта на фотографии.

Примечания, особенно относительно компактных, телефонных камер или видеоформатов

Для этого расчета требуется точных размеров сенсора и фокусного расстояния. Калькуляторам просто НЕОБХОДИМО сообщать точные числа, иначе мусор на входе, мусор на выходе. Это означает, что ВЫ должны знать эти числа. Эти значения может быть очень сложно определить для телефонов, компактных фотоаппаратов и видеокамер, но более крупные камеры, вероятно, лучше показывают значения спецификации.Вы можете указать кроп-фактор как способ вычисления фактического размера сенсора. Или вариант 4 может вычислить коэффициент кадрирования из спецификаций эквивалентного фокусного расстояния объектива для этого датчика камеры. В данных Exif изображения обычно указывается фокусное расстояние. Используйте реальное фокусное расстояние объектива с фактическим размером сенсора. Если вы не знаете фокусное расстояние, данные Exif в файле изображения могут его показать (фокусное расстояние изменяется с увеличением).

Данные изображения Exif могут показать, что вам нужно знать, чтобы получить всю необходимую информацию о вашем мобильном телефоне или компактной камере для работы с этим калькулятором.В противном случае это может быть довольно сложной задачей (особенно для видеоформатов), и все же есть свои «если» и «но». Если вы не знаете размер сенсора, вариант 4 может быть просто билетом для телефонов и компактных устройств, но если вы не уверены в том, что он хочет, просмотрите это резюме проблем, определяющих размер сенсора, которое может помочь.

Самый большой риск для точности поля зрения заключается в незнании конкретного размера сенсора или точного фокусного расстояния, или ваше смутное предположение о расстоянии, вероятно, может быть неточным. Кажется, что спецификации DSLR легко определяются, и в их характеристиках обычно указываются все номера линз и сенсоров, даже если они немного округлены.Но характеристики компактной камеры и особенно камеры мобильного телефона не говорят нам много, поэтому вы можете не найти необходимые числа для этого калькулятора. Некоторые новейшие модели телефонов содержат две камеры (для широкоугольного и телефото, в которых используются два разных датчика — не обязательно одинаковый размер датчика или коэффициент кадрирования). Но предлагаются подсказки, которые должны определить некоторые полезные числа.

  • Поле зрения может быть выражено как угловое или размерное поле и может иметь горизонтальную ширину, вертикальную высоту или диагональ.Угловое поле зрения обычно обозначается как диагональ (т.е. вид с круглой линзой). Угол не зависит от расстояния (угол одинаков на любом расстоянии). Размерное поле зрения (в футах, метрах и т. Д.) Вычисляется на одном конкретном расстоянии (в тех же единицах).
  • Зум-объективы имеют много фокусных расстояний . Применимый, используемый для изображения, возможно, определяется в данных EXIF ​​изображения (но это может быть неточно, особенно если внутренняя фокусировка). Но обратите внимание на усложнение точности.
  • Независимо от того, упоминается ли здесь Эквивалентное фокусное расстояние, НЕ УКАЗЫВАЙТЕ какое-либо Эквивалентное фокусное расстояние как фокусное расстояние, фактически используемое на вашей камере. Это не одно и то же. Использование эквивалентного фокусного расстояния вместо фактического реального фокусного расстояния приведет к огромной ошибке. При расчете поля зрения обязательно используется реальное фокусное расстояние вашего реального объектива. Термин «эквивалентное фокусное расстояние» НЕ означает фокусное расстояние объектива, который вы используете. Вместо этого соглашение об эквивалентном фокусном расстоянии относится к сравнению другой камеры с 35-миллиметровой пленкой или полнокадровым датчиком 1x, для фокусного расстояния, которое она будет использовать, чтобы видеть поле зрения того же размера, что и ваш объектив на вашей камере.Это означает, что если вы указали здесь эквивалентное фокусное расстояние, вы также должны указать соответствующий размер полнокадрового датчика 36×24 мм 1x для вычисления этого эквивалентного поля зрения.
  • ЕДИНИЦЫ: Поле зрения рассчитывается на основе фокусного расстояния и размера сенсора, которые всегда выражаются в миллиметрах. Внешние единицы измерения вне камеры могут использовать любые единицы, включая футы, метры, мили, км, световые годы или локти и т. Д. Я буду называть их просто единицами. Результаты будут в тех же единицах., но СООТВЕТСТВУЕТ МОДУЛЯМ . Внешнее расстояние и размер поля должны быть здесь в ОДИНАКОВЫХ единицах измерения (потому что размерные единицы в подобном треугольнике перед линзой сокращаются, если они согласованы). Синие числа — это вычисленные числа результатов поля зрения.
  • Объективы «рыбий глаз», макро или необычно близкое фокусное расстояние — это разные особые случаи, которые БУДУТ отрицательно влиять на точность вычислений. Эти особые случаи здесь не рассматриваются. Макрос обычно и обязательно работает с увеличением размера (например, 1: 1) вместо поля зрения.
  • Опции 1-5 — это четыре способа указать здесь размер датчика (вариант 2 был удален после улучшений). Это загруженный экран. Введите фокусное расстояние и расстояние, выберите размер сенсора в Варианте 1-5. Затем рассчитывается поле зрения на основе фокусного расстояния, расстояния и размера сенсора.
  • Опции 6-8 являются более специализированными, но в вариантах 6-8 по-прежнему используется размер датчика, указанный в настоящее время в вариантах 1-5. Синяя кнопка FLIP просто переключает местами параметры фокусного расстояния и расстояния, чтобы указать один и найти другой.
  • После ввода здесь текстовых чисел вам нужно будет нажать кнопку ReCompute, чтобы обработать изменение. Но кнопки должны вычисляться автоматически (если в активном варианте).

Угол поля зрения не зависит от расстояния до поля зрения, но угол рассчитывается на основе размера сенсора и фокусного расстояния. Расстояние поля не ограничивается только объектом или фокусным расстоянием. Здесь это означает расстояние до точки, в которой вы хотите рассчитать размер поля. Например, это может быть расстояние до фона (которое затем будет отображать поле обзора на расстоянии фона).Для удобства можно ввести 2-е расстояние, но это тот же результат, что и простое изменение первого расстояния.

Когда вы указываете другой формат (например, видео 16: 9) на датчике камеры 3: 2 или 4: 3, это изменяет эффективный размер датчика по сравнению с исходным исходным значением формата, а также изменяет поле обзора. Калькулятор может это показать.

При использовании опций с 1 по 4 обратите внимание на правильность задания соотношения сторон. Кроп-фактор определяет размер датчика , а затем исходное соотношение сторон определяет его Shape .Это, в свою очередь, определяет размер любых смешанных форматов, содержащихся в нем, поэтому важно вычислять правильные числа. Смешанный формат — это сложность, но необходимо знать используемую область сенсора.

При нажатии оранжевой кнопки рядом с Вариантом 4 используется текущий коэффициент урожая в Варианте 3, чтобы показать более подробную информацию об этих изменениях на диаграмме (показывая все варианты разрезов в этом калькуляторе). Не всегда может быть большая разница, но изменение формата влияет на вычисляемые числа.Поэтому, если вы используете камеру с соотношением сторон 3: 2, 4: 3 или 16: 9, выберите правильный вариант исходного соотношения сторон (для вариантов 3 или 4). Соотношение сторон задается автоматически в вариантах 1 или 5, размер сенсора или пленки является любым.

Это изменение размера смешанного формата важно, поэтому может отображаться красное предупреждение, если указанное соотношение сторон не соответствует собственному коэффициенту кадрирования, вычисленному в варианте 3 или 4 (исходное соотношение сторон в варианте 1 или 5 рассчитывается на основе фактического размера датчика) . Предупреждение означает, что соотношение сторон с правильным базовым соотношением сторон (собственный размер сенсора), вероятно, не было выбрано, что кажется простым упущением, вряд ли предполагалось, но ошибки изменяют активный размер сенсора и числа степеней резкости.Проверьте, но предупреждение можно проигнорировать, если оно действительно верное (вы можете сообщить мне о фактах этой ситуации). Но это означает, что если вы выбираете соотношение сторон фильма 16: 9 в камере 4: 3, этот правильный выбор соотношения сторон определяет оба, как «16: 9 в камере 4: 3». В предупреждении делается стандартное предположение, что естественные факторы урожая меньше 2x должны быть 3: 2, или равные или большие, чем 2x, должны быть 4: 3 (за исключением 2,7x), которые являются нормальными ожидаемыми и требуемыми значениями камеры. На самом деле я использую 1.9x как граница предупреждения.

Округление : Могут отображаться четыре или пять значащих цифр, но входные значения фокусного расстояния или расстояния, или размера датчика, или значений соотношения сторон являются округленными значениями, а не такими точными (математика точна, но характеристики камеры округлены). В математике окончательный ответ может содержать столько значащих цифр, сколько наименее точное значение. Пара значащих цифр всегда должна быть правдоподобной. И я знаю это, но чрезмерные цифры отображаются в случае, если эти результаты повторно вводятся для повторного вычисления исходных значений, избегая дополнительного округления.Это просто моя прихоть — помочь проверить точность всех результатов.

Но, например, если вы можете заявить, что калькулятор не вычисляет ваши точно измеренные размеры поля, используйте их в Варианте 9 для вычисления вашего вероятного фактического фокусного расстояния. Это простая геометрия, за исключением того, что фокусные расстояния являются приблизительными значениями. Округленное, как уже упоминалось, фокусное расстояние, отмеченное на объективе, соответствует фокусному расстоянию на бесконечности. Обычно оно становится немного длиннее на близком расстоянии фокусировки, за исключением того, что внутренняя фокусировка также может изменить фокусное расстояние на другие значения.А зум-объективы сообщают о фокусном расстоянии ступенчато, а не с полной точностью. Увеличение размера поля от размера сенсора также может вычислить фактическое фокусное расстояние. Но эти закругленные проблемы, как правило, не представляют большой проблемы для рутинной работы с полем обзора. Знание точного расстояния до поля обычно является основной проблемой.

Принято Ft ‘In »
Ввод Значение
8,5 8,5
8 ‘6 « 8.5
8’6 « 8,5
8, 6 8,5
8 6 8,5
8 ‘6,5 « 8,542

Единицы измерения — футы или метры — работают, но при нажатии кнопки «Зеленые футы» (под полем «Расстояние» вверху) предполагается, что расстояние равно Футам, и результаты измерений будут отображаться в формате «Футы и дюймы». Вы можете нажать снова нажмите зеленую кнопку, чтобы включить или выключить эту опцию.

Четыре поля расстояния выше с зелеными границами (верхнее Расстояние, одно в Варианте 6 и два в Варианте 9) всегда принимают ввод расстояния в любом формате расстояния. На диаграмме справа показаны принятые форматы Ft ‘и In «(и всегда работает в этих зеленых границах, независимо от того, находится ли он в режиме Ft» In «или нет). Футы или дюймы могут быть десятичными дробями, или дюймы могут присутствовать или нет, и знаки ‘или «могут присутствовать или нет. Это означает, что в этих четырех полях два значения с пробелом между ними будут интерпретироваться как футы и дюймы. Любое единичное значение — футы или метры , как вы предполагаете по своему выбору, но предполагается, что любое второе значение добавляется как дюймы, добавленные к футам, независимо от наличия на нем ‘или «(‘ ‘или пробел здесь просто нечисловые разделители полей). Таким образом, вы всегда можете ввести футы в любом случае, точно так же, как десятичные футы без дюймов, например 8,5 футов, в том же формате, что и метры. Используйте простой четкий метод, и я бы посоветовал вводить дробный стиль 8,5 футов всегда довольно четко. Вы можете проверить, как интерпретировался результат измерения расстояния, как показано на строке увеличения результатов.

Термин Native (о размерах сенсора, соотношении сторон или кроп-факторе) используется для обозначения фактического полного размера исходной области чипа (до обрезки до других меньших форматов, например, 16: 9). Исходный размер может не соответствовать номинальному соотношению сторон 3: 2 или 4: 3, что, вероятно, очень мало, но калькулятор принимает любой размер.


Выберите вариант и нажмите кнопку «Вычислить» (для всех номеров вариантов). Варианты 1-5 — это четыре способа указать размер сенсора.В вариантах с 6 по 8 вычисляются особые требования с использованием размера датчика, указанного в параметрах 1-5.

  • Опция 1 — Наилучшая точность достигается при вводе фактических точных размеров датчика (ширина и высота в мм, исходя из фактических характеристик камеры, для любого соотношения сторон). Если вы их знаете, используйте их.
  • Вариант 2 — Удален, ненужен после доработок.

Соотношение сторон (для вариантов 3 и 4) Параметры 1 и 5 уже знают исходное соотношение сторон, но для любых специальных функций (например, формата видео 16: 9) требуется больше (см. Параметры соотношения сторон).Если срабатывает красное предупреждение, было бы хорошо дважды проверить ваши настройки, чтобы соотношение сторон и фактор урожая не расходились. Crop Factor — это размер, а Aspect Ratio — форма, но есть соглашения, соответствующие им. Обычно DSLR имеет соотношение 3: 2 для более крупных сенсоров (кроп-фактор менее 2, за исключением камер Four Thirds с 2,7-кратным увеличением), а телефонные и компактные камеры имеют 4: 3 для сенсоров меньшего размера (более крупные кроп-факторы), но некоторые камеры могут обеспечивать дополнительный аспект параметры. Модели One Inch (4: 3 2x) и Four Thirds (3: 2 2,7x) обычно предоставляют меню, позволяющее использовать 1: 1, 3: 2, 4: 3 и 16: 9.См. В конце сводки «Проблемы, связанные с определением размера сенсора» дополнительные сведения о смешанных форматах (видео и фотографии с одного и того же сенсора).

  • Вариант 3 — Второй лучший метод определения размера сенсора после 1. В противном случае известный точный кроп-фактор хорош, кроп-фактор и диагональ сенсора напрямую связаны. Фактор кадрирования просто сравнивает диагональ сенсора с размером пленки 35 мм, и мы все знаем о размере пленки 35 мм. Мы можем определить размеры сенсора по кроп-фактору сенсора (если мы знаем правильное соотношение сторон).Коэффициент урожая — еще одно округленное число; все характеристики округлены, но, вероятно, близки. См. Дополнительную информацию в разделе «Определение фактора урожая».
  • Вариант 4 — используется, когда нет информации о фактическом размере сенсора (проблемы с телефонами, компактными устройствами и видеокамерами). Он вычисляет размер сенсора, используя характеристики объектива из Эквивалентного фокусного расстояния на 35-миллиметровой пленке. Термин «эквивалентное фокусное расстояние» вызывает большую путаницу. Это не твой объектив. Вместо этого эквивалентное фокусное расстояние означает спецификацию гипотетического другого объектива, используемого на 35-миллиметровой пленке, который дает такое же поле зрения, как и другой объектив, который вы фактически используете с размером сенсора.Эквивалентным является размер поля зрения , полученного с помощью двух комбинаций линз и датчиков. Спецификация объектива компактной камеры обычно показывает оба совпадающих числа (обычно указывается для концов диапазона объектива, если он увеличивает масштаб). Но опять же, фокусное расстояние в верхнем поле калькулятора — . Реальное фокусное расстояние на ВАШЕЙ камере фактически использовалось , а НЕ какое-либо эквивалентное число. Фокусные расстояния НЕ эквивалентны, это просто означает, что поля обзора имеют одинаковый размер для этих двух ситуаций.Дополнительную информацию см. В этом обзоре проблем, определяющих размер сенсора. Здесь приведены примеры спецификаций объективов. Убедитесь, что вы понимаете показанные методы, потому что неправильный ввод просто приводит к неверным результатам.
  • Опция 5 — Вы можете выбрать одно из общих описаний датчика. Размеры пленки должны быть точными, как и более крупные датчики с фактическими размерами ШxВ, но номера датчиков «1 / x дюйм» не совсем точны, фактически даже не связаны с цифровым датчиком. Дополнительную информацию см. В этом обзоре проблем, определяющих размер сенсора.

    При использовании варианта 5, например, для сенсора размером 1 / 2,3 дюйма, 5 не предоставляет меню формата (из-за включенных подвыборов фильма, таких как 16: 9 для фильмов). Если вы хотите, чтобы поле обзора для видео 16: 9 , вы можете использовать вариант 5 для вычисления размера сенсора или кроп-фактора, а затем использовать их в вариантах 1 или 3.

    Оранжевая кнопка «Просмотреть все датчики» в варианте 5 отображает сводку всех датчиков в списке варианта 5, включая размеры, кроп-фактор, соотношение сторон и CoC.

В вариантах 6–8 по-прежнему используется датчик размера, описанного в параметрах 1–5.

Синяя кнопка «Перевернуть» (рядом с опцией 6) будет переключаться, чтобы поменять местами поиск фокусного расстояния или расстояния от другого с указанным размером изображения в опциях 6 и 8, чтобы вычислить одно из другого. Этот переворот пересчитывается, но при перевороте не будет никаких изменений, если вы не измените соответствующее число. Углы в Варианте 7 не зависят от этого переворота.

  • Опция 6 — Находит комбинацию фокусного расстояния и расстояния для обеспечения определенного поля обзора на этом расстоянии, например, поле зрения 2×3 фута для портрета на расстоянии до объекта или 15×10 футов для фона на расстоянии фона.«Переворот» позволяет либо указать расстояние, чтобы найти фокусное расстояние, либо наоборот. Он использует размер сенсора, выбранный в настоящее время в опциях с 1 по 5. Обратите внимание, что телефоны без масштабирования не могут изменять фокусное расстояние.
  • Опция 7 — Угловое поле не зависит от расстояния, поэтому вы можете ввести известную угловую цель , например, относительное число, чтобы ограничить 0,5 градуса диаметра Луны, и просто игнорировать любое расстояние. Если указано расстояние, вычисляется размер поля, но это не влияет на угол.Если расстояние пусто, в Варианте 7 по умолчанию будет установлено расстояние 10 (так что математика поля не взорвется), но тогда просто проигнорируйте его. Калькулятор по-прежнему вычисляет угол поля зрения для размера датчика и размеры поля для расстояния. Обратите внимание, что телефоны без зума не могут изменять фокусное расстояние.
  • Опция 8 Увеличение . Вы можете использовать единицы измерения в футах или метрах в любом варианте, если он согласован, и любой выбор единиц измерения расстояния будет работать для всего, что есть. Другие варианты рассчитывают увеличение для ОБЕИХ футов или метров, и один из них должен применяться к вашему использованию.Но сам вариант 8 должен знать, какой способ применим к нему. Обратите внимание, что телефоны без зума не могут изменять фокусное расстояние.

    Любое единичное число расстояния представляет различные расстояния в футах или метрах. Разделив расстояние в футах на 3,28, вы конвертируете футы в метры, и тогда будет отображаться то же соответствующее число увеличения. Число увеличения будет немного отличаться от одного или двух десятичных знаков, потому что другие значения, вероятно, имеют только пару значащих цифр.

  • Опция 9 — Сомнительный практический интерес, но технически вы можете фактически измерить и ввести размеры поля обзора, ширины и высоты на заданном точном расстоянии.Затем вариант 9 работает в обратном порядке, чтобы вычислить размер сенсора (и все остальные числа), предполагая, что фокусное расстояние и расстояние являются точными. Математика обратима. Фокусные расстояния менее точны вблизи, поэтому используемое расстояние должно быть не менее нескольких футов.

    Явная чрезмерная точность значащих цифр, используемая здесь, может не иметь практического значения, но цель состоит в том, чтобы Вариант 9 мог точно пересчитать тот же размер датчика из предыдущих результатов поля зрения.

Проблемы возникают при попытке определить размер сенсора компактных или телефонных камер, а также при смешанных форматах (как видео, так и фотоизображения с одной камеры).Видео 16: 9 может использовать предполагаемую полную ширину сенсора или не использовать в некоторых камерах. См. Это резюме проблем, определяющих размер сенсора для получения дополнительной информации, если есть какие-либо проблемы.

Масштабирование поля зрения

Увеличивается фокусное расстояние, а размер сенсора кадрируется меньшим.

Использование разных фокусных расстояний на одном и том же размере сенсора масштабирует поле обзора обратно пропорционально. Если фокусное расстояние 2x, размеры поля равны 1/2 размера, но объекты в нем имеют размер 2x на датчике.Это понятие «масштабирование».

Однако угол обзора не является линейным . 2-кратное фокусное расстояние НЕ является половинным углом (с большей разницей для больших углов). Размер поля зависит от тангенса тригонометрической функции половинного угла. Широкие углы становятся огромными полями, однако углы менее 10 градусов все еще можно считать приблизительно линейными (это «приближение малых углов», используемое в математике).

Использование одинакового фокусного расстояния на датчиках разных размеров пропорционально масштабирует размер кадра поля (половина размеров датчика равна половине размеров кадра поля), но объекты в нем имеют одинаковый размер.Это понятие «обрезанные датчики».

Увеличение

Увеличение репродукции является связанной собственностью. Большее увеличение объектива уменьшает поле обзора, и этот расчет становится неточным, если увеличение превышает примерно 0,1 (то есть, если фокус слишком близок, потому что фокусное расстояние увеличивается с увеличением расстояния). Однако, за исключением макрообъективов, обычные линзы обычно не фокусируются ближе. Но этот расчет поля зрения неточен для макро-расстояний.Для макросов гораздо проще использовать увеличение для вычислений вместо фокусного расстояния, а именно:

  • Увеличение (объекта на расстоянии фокусировки) = размер изображения объекта на датчике / размер объекта в реальной жизни.
  • Увеличение = размер сенсора / размер внешнего поля на расстоянии фокусировки.
  • Увеличение при макросе 1: 1 равно 1 (изображение на датчике того же размера, что и реальный размер объекта).
  • Увеличение объекта на бесконечности равно 0 (бесконечно малое на изображении).

Наиболее полезное общее понимание для сравнения увеличения фокусных расстояний (для одного и того же датчика и на одном и том же расстоянии) заключается в том, что размер результирующего изображения представляет собой простое соотношение двух фокусных расстояний .По сравнению с 50-миллиметровым объективом, 400-миллиметровый объектив покажет увеличенный вид в 8 раз больше размера объекта и 1/8 поля зрения (400/50 = 8). Этот пример 1/8 верен для размерного поля зрения кадра или 8x для размера объекта, однако числовое число угла обзора (в градусах) не является линейным с фокусным расстоянием.

Значение увеличения в камерах: Если увеличение указано 0,01, это означает, что изображение сенсора составляет 1/100 размера реального поля сцены (и поле в 100 раз больше, чем сенсор).Например, используя исходные настройки по умолчанию с фокусным расстоянием 24 мм и Вариант 8 с использованием датчика Варианта 1, указав размер датчика 36×24 мм (высота 24 мм составляет 0,94488 дюйма), затем:

Поле, соответствующее воспроизведению размера 0,01, в 100 раз больше, или 94,488 дюйма в высоту, что составляет 7,874 фута (высота сенсора 100 × 24 мм), а также вычислено, что оно происходит при фокусном расстоянии 100 × 24 мм = 7,874 фута, что опять же 24 мм — это 94,4488 дюйма. Это соотношение размера 1: 100. По совпадению, и высота сенсора, и фокусное расстояние здесь равны 24 мм, что не имеет значения, за исключением того, что это просто числа.

Измените вариант 8, чтобы использовать датчик варианта 3 с кадрированием 1,5, размер датчика 24×16 мм. Отношение расстояния 100: 1 к фокусному расстоянию 24 мм по-прежнему составляет 7,874 фута, но теперь ширина сенсора составляет 24 мм, поэтому размер поля ширины теперь становится 7,874 фута. Меньший датчик просто «обрезает» поле зрения меньшего размера, но увеличение остается прежним (если фокусное расстояние и расстояние фокусировки остаются такими же).

Увеличение (для фотоаппаратов) можно вычислить двумя стандартными способами, как было только что упомянуто. Предполагая такое же расстояние, тогда:

  • Увеличение = (размер датчика / размер поля зрения), например, горизонтальный размер.
    Поскольку при макросъемке фокусное расстояние сильно отличается от отмеченного, при макросъемке используется этот метод измерения.
  • Увеличение = (фокусное расстояние / расстояние поля) вычисляет такое же число (похожие треугольники).
    Обычные линзы лишь незначительно изменяют фокусное расстояние на расстояниях больше нескольких футов (менее 0,1 увеличения), поэтому фокусное расстояние может быть проще, чем измерение дальнего поля зрения.

Когда эти размеры или расстояния равны (когда размер изображения на датчике равен реальному размеру поля или, когда расстояние до поля равно расстоянию датчика), это увеличение 1x, называемое воспроизведением 1: 1.Но кроме 1: 1, «увеличение» камеры — это обычно уменьшенный размер сенсора, обычно намного меньше 1.

Увеличение 0,01 означает, что изображение датчика составляет 1/100 размера поля обзора реальной сцены. Увеличение 0,001 означает размер датчика 1/1000.

Примечание. Я говорю, что «сфокусированное расстояние до датчика» называется «фокусным расстоянием», то есть при фокусировке на датчике. Число фокусного расстояния, указанное на объективе, применяется ТОЛЬКО для фокусировки на бесконечность. При более близкой фокусировке фокусное расстояние обязательно становится немного длиннее.Это также влияет на число диафрагм, но в математике это становится значимым только тогда, когда увеличение приближается к 0,1 (что обычно немного ближе, чем фокусируется большинство объективов, за исключением макрообъективов).

Числа увеличения для бинокля и телескопа — это разные системы, они являются «устройствами просмотра», и их число «оптическое увеличение в x» соотносится с размером, видимым нашим невооруженным глазом при 1x. Если в устройстве используется увеличительный наглазник (например, в биноклях и телескопах), то их увеличение составляет (фокусное расстояние основной линзы / фокусное расстояние окуляра).Таким образом, линза основного объектива с длинным фокусным расстоянием увеличивает, как линза камеры, а короткая линза окуляра увеличивает это. Но если бы окуляр каким-то образом имел такое же фокусное расстояние, то есть увеличение на 1 или тот же размер, что и невооруженный глаз. Но фотоаппараты не используют этот окуляр как одну и ту же концепцию.

Если объектив окуляра не используется (если телескоп прикреплен как объектив камеры, это называется фотографией с фиксированным фокусом), тогда применяется обычная камера Увеличение = фокусное расстояние / расстояние до объекта .Наша Луна имеет диаметр 3474 км, а ее размер здесь, на Земле, составляет всего около 0,5 градуса, так что это резкое уменьшение размера и вряд ли значимое число. Затем бинокль с 10-кратным увеличением покажет его увеличенным до кажущегося 5-градусного размера. Некоторые астрономы в прошлом пытались сравнивать камеры и телескопы, как будто объектив 50 мм дает увеличение 1x (поэтому можно сказать, что телескоп 2000 мм, непосредственно прикрепленный как объектив с фиксированным фокусом, дает 2000/50 = 40x, в 40 раз больше, чем 50-мм объектив. объектив видит). То, что 1x 50 мм — фактор путаницы; это просто относительно 50-миллиметрового объектива, а не нашего невооруженного глаза или любого другого объектива.Раньше 50-миллиметровый объектив считался «нормальным объективом» на 35-миллиметровом пленочном корпусе, который раньше был очень популярен. Однако в ситуации с другим размером сенсора сегодня 50 мм и его поле зрения могут не иметь значения для вашей ситуации. Тем не менее, в этом случае 2000 мм 2000 / (фокусное расстояние вашего сравниваемого объектива) все равно даст значимое число для сравнения этих двух объективов. Это все, что пытается сделать сравнение 50 мм, но сегодня гораздо меньше людей используют объективы 50 мм. Объективы для компактных камер и камер сотовых телефонов обычно имеют размер около 4 мм (без увеличения).Укажите там свой номер линзы.

Но камеры являются «устройством воспроизведения», и число увеличения зависит от реального реального размера воспроизводимого поля. Может, кроме самого большого фильма, при просмотре он будет увеличен еще больше. Таким образом, очевидно, что для сенсора размер сенсора / размер поля зрения (или аналогично, фокусное расстояние / расстояние до объекта) является фактическим увеличением, обычно уменьшением размера. Например, размер воспроизведения 1/100 составляет 0,01x или 1: 100 … на датчике.

В отличие от этого, спецификация увеличения видоискателя DSLR имеет окуляр и сравнивается с обзором глаза (который называется 1x), независимо от прикрепленного объектива камеры (это касается только того, насколько хорошо мы видим изображение изображения в видоискателе. на датчике). Но в противном случае увеличение этого изображения объектива вместо этого сравнивается с размером воспроизведения удаленного поля зрения (на которое влияют фокусное расстояние и расстояние).

Увеличение объектива Не зависит от размера сенсора, объектив делает то, что он делает, а сенсор фиксирует то, что он может видеть.Монтируемый макрообъектив, который делает 1: 1, просто делает размер 1: 1 на датчике любого размера, но более крупный датчик видит большее поле. Размер поля зависит от размера сенсора, а поле зрения может быть обрезано пропорционально меньшим сенсором, но размер объекта на изображении объектива не изменяется (если фокусное расстояние и расстояние не изменились). Увеличение составляет f / d и прямо пропорционально фокусному расстоянию или обратно пропорционально расстоянию. 2-кратное фокусное расстояние — это 2-кратное увеличение размера поля. Расстояние вдвое — это 1/2 увеличения размера поля.Следовательно, комбинация 2x фокусного расстояния и 2x расстояния вместе сохраняет то же увеличение и тот же размер поля. См. Страницу «Глубина резкости», чтобы узнать больше об использовании этого принципа.


На самом деле знание точного точного размера датчика является ключом к точности поля зрения.

На следующей странице приведена таблица углового поля зрения (в градусах) для многих фокусных расстояний объектива и нескольких популярных датчиков.

И есть также раздел FoV Math для FoV.

Меню других фото и Flash страниц здесь

Эквивалентное фокусное расстояние и поле зрения

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

1) Истинное фокусное расстояние

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

2) Поле зрения

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

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

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

3) Угол обзора

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

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

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

4) Эквивалентное фокусное расстояние

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

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

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

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

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

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

5) Фактор кадрирования

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

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

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

Что вы делаете с этим соотношением? Вы умножаете его, чтобы получить «эквивалентное фокусное расстояние». Например, объектив Nikon 24mm f / 1.4G имеет поле зрения, эквивалентное примерно 36 мм, при установке на камеру с кадрированным сенсором, например Nikon D90. Это означает, что если вы возьмете объектив 24 мм и установите его на камеру с кадрированным датчиком, а затем возьмете объектив 36 мм и установите его на полнокадровую камеру, вы получите примерно такой же вид.Иначе говоря, чтобы иметь такое же поле зрения, как у 24-мм полнокадровой камеры, вам понадобится 16-миллиметровый объектив на камере с обрезанным датчиком. Например, если вы стояли с одного места и могли бы разместить дом в своем кадре, используя 24-миллиметровый объектив на полнокадровой / 35-миллиметровой камере, чтобы иметь возможность разместить этот же дом на камере с кадрированным датчиком, вам потребуется гораздо более широкий объектив с фокусным расстоянием 16 мм.

Надеюсь, это проясняет истинное определение вышеуказанных терминов для тех, кто их не понимает.Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, оставьте их в разделе комментариев ниже.

Калькулятор поля зрения — прямолинейные линзы и линзы «рыбий глаз»


Слева: Fisheye Справа: Прямолинейное преобразование из Fisheye

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

Сначала давайте определим несколько терминов:

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

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

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

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

Прямолинейные линзы и линзы «рыбий глаз»

Есть два типа линз, которые вы найдете при фотографировании.

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

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

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

Расчет поля зрения

Прямолинейные линзы

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

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

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

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

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

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

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

Увеличение можно оценить по:

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

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

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

Линзы рыбий глаз

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

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

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

Также популярна эквидистантная проекция, а для поля зрения задается:

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

Реже встречается ортогональная проекция, которая дает следующее поле зрения:

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

и стереографическая проекция, которая дает:

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

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

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

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

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

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

Пример

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

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

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

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

Поле зрения и объяснение фокусного расстояния

Поле зрения объектива

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

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

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

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

Но что все это значит?

Давайте рассмотрим эти концепции более подробно.

Фокусное расстояние важно, но важнее поле зрения

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

Однако поле зрения важнее.

Но почему?

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

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

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

Вот пример того, как определить поле зрения объектива:

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

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

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

Конечно, можно использовать и другой объектив.

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

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

Также обратите внимание на то, как сужается поле зрения при увеличении фокусного расстояния. Внизу диаграммы объектив 400 мм на полнокадровой камере, объектив 250 мм на 1.Камера с 6-кратным датчиком кадрирования и 200-миллиметровый объектив на камере с микро-разрешением 4/3 имеют поле зрения только 6 градусов.

Итак, если отвлечься от всех этих технических деталей, как это повлияет на вашу способность создавать фотографии?

Если вы хотите включить больше сцены, используйте широкоугольный объектив

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

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

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

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

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

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

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

Нормальные линзы предлагают компромисс

Для более узкого поля зрения лучше всего подходят обычные линзы.

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

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

Если вы хотите ограничить изображение в кадре, используйте телеобъектив

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

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

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

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

Обертка

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

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

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


Привет из PT!

Советы для начинающих

Не знаете, что делать дальше?

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

Объяснение фокусного расстояния камеры и угла обзора (AOV) — Marshall Electronics

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

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

Что такое фокусное расстояние?

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

Что такое угол обзора (AOV)?

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

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

Как связаны фокусное расстояние и AOV?

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

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

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

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

Как применить AOV к конференц-залам и комнатам для совещаний

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

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

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

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

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

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

Камеры Marshall POV выходят на арену прямых трансляций киберспорта

Маршалл от первого лица камера получает выстрел изнутри взрыва купола Джорджии

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

Таблица углов обзора и поля зрения Canon EOS

Таблица угла обзора и поля зрения Canon EOS
 


Угол обзора и поле зрения
с объективами со стандартным фокусным расстоянием в полнокадровом режиме по сравнению с полем обзора кадрирование цифровых зеркальных фотоаппаратов:

1 x: Полный рамка и пленка формат 24×36
1.3 x: Canon APS-H
1,5 x: Nikon и большинство других APS-C
1,6-кратный: Canon
APS-C
2,0 x: Nikon «высокий скорость «режим

Угол обзора (градусы)


горизонтальный
Вертикальный
Диагональ


Линза

1 x
35 мм
1.3 x
27 мм
1,5 x
23,7 мм
1,6 x
22,7 мм
2,0 x
17,8 мм

1 х
23.3 мм
1,3 x
17,8 мм
1,5 x
15,5 мм
1,6 x
15,1 мм
2,0 x
11,8 мм

1 х
42 мм
1.3 x
32,3 мм
1,5 x
28,3 мм
1,6 x
27,3 мм
2,0 x
21,4 мм
8 рыбий глаз 180 180 180 175 133
180 137 116 117 88
180 180 180 180 161
15 рыбий глаз 142 109 96 9 2 72
94 72 63 61 48
180 132 116 112 88
10 121 107 99 9 7 82
99 83 76 74 66
129 116 110 108 94
11 116 102 94 92 76
93 78 71 69 61
125 111 104 102 89
12 111 97 89 87 73
88 73 66 64 52
121 107 99 97 83
14 104 88 80 78 65
81 65 58 57 46
114 98 91 89 75
16 97 80 73 71 58
74 58 52 51 40
107 91 83 81 68
17 93 77 70 67 55
70 55 49 48 38
103 87 80 78 64
20 84 68 61 5 9 48
62 48 42 41 33
94 78 71 69 56
24 74 59 53 51 41
53 41 36 35 28
84 68 61 59 48
28 65 51 46 44 35
46 35 31 30 24
75 60 54 52 42
35 54 42 37 36 29
38 29 25 24 19
63 50 44 43 34
50 40 30 27 26 20
27 20 18 17 13
47 36 32 31 24
70 29 22 19 18 14
19 14 13 12 10
34 26 23 22 17
85 24 18 16 15 12
16 12 10 10 8
28 22 19 18 14
100 20 15 14 13 10
14 10.2 8,9 8,6 6,8
24 18 16 16 12
135 15 11 10 10 8
10 7.5 6,6 6,4 5,0
18 14 12 12 9
200 10 7.7 6,8 6,5 5,1
6,9 5,1 4,4 4,3 3,4
12 9.2 8,1 7,8 6,1
300 6,9 5,2 4,5 4,3 3,4
4.6 3,4 3,0 2,9 2,3
8,2 6,2 5,4 5,2 4,1
500 4.1 3,1 2,7 2,6 2,0
2,7 2,0 1,8 1,7 1,4
4.9 3,7 3,2 3,1 2,5






Поле зрения (% расстояния до объекта)

По горизонтали (HFoV)
Вертикальный (VFoV)
Диагональ (DFoV)


Линза

1 x
35 мм
1.3 x
27 мм
1,5 x
23,7 мм
1,6 x
22,7 мм
2,0 x
17,8 мм

1 х
23.3 мм
1,3 x
17,8 мм
1,5 x
25,5 мм
1,6 x
15,1 мм
2,0 x
11,8 мм

1 x
42 мм
1.3 x
32,3 мм
1,5 x
28,3 мм
1,6 x
27,3 мм
2,0 x
21,4 мм
8 рыбий глаз инф. инф. инф. 4570 460
инф. 508 320 326 193
инф. инф. инф. инф. 1194
15 рыбий глаз 579 283 222 207 146
203 140 121 114 88
инф. 452 319 295 192
10 350 270 236 227 173
233 178 157 151 130
420 323 283 273 216
11 318 245 215 206 157
212 162 143 137 118
382 294 257 248 196
12 292 225 198 189 148
194 148 129 126 98
350 269 236 228 178
14 257 193 169 162 127
171 127 111 108 84
307 231 202 195 153
16 225 169 148 142 111
150 111 97 94 74
269 202 177 171 134
17 212 159 139 134 105
141 105 91 89 69
253 190 166 161 126
20 180 135 119 114 89
120 89 78 76 59
215 162 142 137 107
24 150 113 99 95 74
100 74 65 63 49
179 135 118 114 89
28 129 96 85 81 64
86 64 55 54 42
154 115 101 98 76
35 103 77 68 65 51
69 51 44 43 34
123 92 81 78 61
50 72 54 47 45 36
48 36 31 30 24
86 65 57 55 43
70 51 39 34 32 25
34 25 22 22 17
61 46 40 39 31
85 42 32 28 27 21
28 21 18 18 14
51 38 33 32 25
100 36 27 24 23 18
24 18 16 15 12
43 32 28 27 21
135 27 20 18 17 13
18 13 11 11 9
32 24 21 20 16
200 18 14 12 11 9
12 8.9 7,8 7,6 5,9
22 16 17 14 11
300 12 9 7.9 7,6 5,9
7,8 5,9 5,2 5,0 3,9
14 11 9.4 9,1 7,1
500 7 5,4 4,7 4,5 3,6
4,7 3.6 3,1 3,0 2,4
8,4 6,5 5,7 5,5 4,3


Программа для переназначения рыбий глаз
изображения в прямоугольную проекцию

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.ПРОДУКТЫ}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}} .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.