Фокусное расстояние увеличение изображения. Фотография для чайников - что такое фокусное расстояние объектива. Что нужно запомнить о фокусном расстоянии
Читатели, приветствую. С вами на связи, Тимур Мустаев. Давайте поразгадываем загадку! Итак, какой важный параметр фотографии указан на самом фотоаппарате? Подсказка: для фиксовых объективов он постоянный, а для зумов – переменный. Конечно, это фокусное расстояние! Что это такое и на что влияет – об этом и других важных вещах вы узнаете ниже.
Каждый из них предназначен для своих целей: первым (портретные) чаще снимают людей, шириками (это сокращенный сленг фотографов, широкоугольный) – пейзажи, длиннофокусными – репортажи и т.д. Все же, фокусное расстояние объектива что это такое?
Основная терминология
Обратимся к технической стороне вопроса. По моему глубокому убеждению, чтобы делать достойные фотографии, нужно хорошо разбираться в средствах, с помощью которых вы снимаете, то есть в фотоаппарате.
Повторюсь, упомянутое физическое свойство фотографической оптики является одной из значимых ее характеристик. Начнем объяснение с того, что световая волна проникает внутрь стекла. Она преломляется через все линзы и собирается в некой точке (на пленке или матрице), которую именуют фокусом.
Расстояние оптического центра до плоскости этого светочувствительного слоя, где уже проецируется картинка, и является фокусным расстоянием.
На оправе объектива может быть выделена соответствующая шкала, если предполагается возможность варьировать F, в других же случаях имеется только одно, неизменное, значение, например, 14, 50, 85 и т.д. Единицы измерения – миллиметры.
От фокусного расстояния объектива напрямую зависит угол обзора (широкий или узкий) и возможность увеличивать масштаб предмета, приближая его.
Поэтому неудивительно, что фотографы задумываются о том: а можно ли как-то изменить имеющейся параметр, при этом не тратя деньги на новый объектив? Ответ – да. С помощью специальной насадки, располагаемой между корпусом аппарата и оптикой, можно как увеличить F, то есть сделать длинный фокус (телескопические приставки), так и уменьшить, превратив в широкоугольный.
Здесь стоит ввести понятие — фокусное расстояние линзы. Это длина, соединяющее центр линзы и ее фокус. Если эта дистанция больше нуля, то линза считается собирающей, а меньше — рассеивающей.
По этому принципу создаются насадки для фотоаппаратов. Обычно в них несколько линз: чтобы увеличить фокусное расстояние, фронтальная линза должна быть положительной (собирающей) и задняя отрицательной (рассеивающей); для уменьшения F и, соответственно, расширения угла расположение стекол должно быть противоположным.
Как видите, проще купить себе подобную приставку к оптике, весьма удобную и дешевую. Но не стоит ждать от нее больших результатов, как от полноценного объектива с нужным фокусным расстоянием. Также как макрокольцо не заменит полноценного макрообъектива.
Важные дополнительные сведения
Открою вам небольшой секрет. Указываемое значение для фокуса будет таковым только с , то есть пленочными или цифровыми, эквивалентными 35 мм-вой пленке.
Но, тогда как определить фокусное расстояние, реальное расстояние для данного комплекта оптики и фотокамеры? Для неполнокадровых камер — с матрици – будет иное фокусное расстояние.
Формула, вполне простая, способна помочь его рассчитать: F в миллиметрах (каждая величина его диапазона) умножается на константу для определенной марки фотоаппарата. Константой как раз и будет являться кроп-фактор, равный 1,6 для Canon и 1,5 для Nikon.
Приведу пример для наглядности. Допустим, у вас зум от Canon и на объективе есть цифры 18-200 что значит – у вас прекрасный универсальный объектив и большие возможности проведения разного типа съемок. А какой угол для кадра! Он идет от 100 градусов и сужается до 12.
Также ваша фотокамера сможет “увидеть”, что творится на самой верхушке большого дерева! Но сейчас речь о другом. Более подробнее про данный объектив вы можете прочитать в моей статье, .
По факту, фокусное расстояние не соответствует 18 и 200, а равно 18*1,6=28,8 и 200*1,6=320. То есть оптическое устройство так и осталось широкоугольным и длиннофокусным, но с другими показателями.
Вот мы с вами и разобрали, что такое фокусное расстояние в фотоаппарате. Его значения для конкретного объектива указаны с внешней стороны на технике, поэтому вопроса “как определить его?” в принципе не может возникнуть.
Помните, F ни в коем случае нельзя путать с фактической дистанцией между фотографом, измеряемой в метрах, и снимаемым предметом (моделью), и более сложным термином — .
Перед тем как завершить статью, хотелось задать вам один вопрос. Хотите ли вы делать хорошие фотографии на свою зеркальную фотокамеру? Хотите не просто ставить на автоматический режим, а реально контролировать весь процесс съемки? Если действительно хотите расти и развиваться как фотограф, тогда видеокурс — или Моя первая ЗЕРКАЛКА , точно не оставит вас без внимание. Это то, что станет вашей путеводной звездой, в мир качественных фотографий.
Моя первая ЗЕРКАЛКА — для фанатов зеркальной камеры CANON.
Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для фанатов зеркальной камеры NIKON.
И еще, берегите свой фотоаппарат, свои линзы и держите их в чистоте. Для этих целей, я пользуюсь карандашом и тряпочкой для чистки, которые не вытаскиваю из своего рюкзака с фотооборудованием. Такие покупал на Алиекспресс и вполне доволен результатом чистки.
Помните, как вы относитесь к аппаратуре, так и она относится к вам!
До свидания, читатели! Буду рад, если вы станете заходить почаще на мой блог. Подписывайтесь на обновление статей, будьте в курсе! Делитесь со статьей. Если вам есть что добавить, или просто высказать свое мнение по поводу статьи, пишите в комментариях.
Всех вам благ, Тимур Мустаев.
Одним из самых важных величин, которые характеризуют объектив, является фокусное расстояние. Поэтому понимание этой величины играет важную роль при выборе объектива и получения нужного результата при фотосъемке.
Для начала давайте определим, что такое объектив. Объектив - это оптическая система, состоящая из нескольких элементов (линз), которая формирует изображение. попадающее на сенсор (пленку) камеры.
Оптический центр объектива - это величина, которая эквивалентна сумме оптических центров каждой линзы, входящей в объектив. Он может находится как внутри объектива, так и за его пределами.
Фокусное расстояние - это расстояние от оптического центра объектива до сенсора камеры.
Фокусное расстояние обозначается в миллиметрах. Т.е. если у вас на объективе написано, скажем 35mm, это значит, что расстояние от оптического центра этого объектива до матрицы фотоаппарата составляет 35 мм. Также на старых объективах, выпущенных примерно до 50-60-х годов фокусное расстояние маркировалось в сантиметрах.
Внимание: не путайте фокусное расстояние с задним отрезком (расстоянием от сенсора до задней линзы), это совершенно разные величины.
Давайте рассмотрим как фокусное расстояние практически влияет на компоновку кадра.
Фокусное расстояние влияет на несколько аспектов:
- масштаб изображения (приближение объектов съемки);
- угол обзора изображения;
- перспектива изображения;
- задний план.
Рассмотрим каждый пункт поподробнее. но прежде чем перейти к рассмотрению, я хочу упомянуть об одной важной величине, без которой не будет достаточной ясности в этом вопросе, это площадь сенсора (его геометрические размеры).
Мы знаем что на разных камерах устанавливаются сенсоры с разными геометрическими размерами, это могут быть полнокадровые сенсоры 36х24 мм, ASP-C сенсоры 23,7 × 15,6 мм, а могут быть и совсем маленькие сенсоры 5,8 × 4,3 мм и менее, которые устанавливаются в мыльницах и смартфонах.
При одном и том же фокусном расстоянии объектива, на сенсорах разного размера будет совершенно разная композиция с разным масштабом, углом обзора и перспективой. Более делально этот вопрос рассмотрен в статье про кроп фактор.
Почему так происходит? Давайте проиллюстрируем:
На иллюстрации схематически изображено, как объектив проецирует реальное изображение на матрицу, но то, что мы получаем в кадре, зависит от площади сенсора.
Например на полнокадровом сенсоре мы получаем более широкий угол обзора, чем на APS-C сенсоре, площадь которого в 1,5 раза меньше.
Отсюда и появляется понятие эффективное фокусное расстояние - фокусное расстояние в пересчете на 35мм эквивалент, т.е. при котором композиция в кадре будет такая же, как при использовании объектива с фокусным расстоянием для полнокадрового сенсора. Это сделано для удобства понимания, поскольку существует много разных размеров сенсоров.
Фокусное расстояние и масштаб изображения
Чем больше фокусное расстояние объектива, тем большее увеличение снимаемого объекта он дает и соответственно на фотографии получается больший масштаб изображения.
Например, снимая широкоугольным объективом дерево, мы можем его захватить в кадр полностью, а если мы снимаем то же дерево телеобъективом, то в кадр вместится только его фрагмент. Отсюда и происходит эффект приближения.
Фокусное расстояние и угол обзора
От масштаба изображения зависит и угол обзора в кадре. Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем больший угол обзора.
Например, если мы снимаем пейзажи и панорамы, то для этих целей больше подойдет широкоугольный объектив, поскольку он захватывает больший угол обзора. А если мы снимаем диких животных, то нам больше подойдет телеобъектив, который позволит соблюдать определенную дистанцию от объекта съемки.
Давайте рассмотрим на примерах зависимость угла обзора от фокусного расстояния.
Угол обзора особенно заметен при съемке в ограниченном пространстве, например в помещении. Так даже разница между 17 мм и 20 мм имеет существенное значение.
Фокусное расстояние и перспектива изображения
Кроме угла обзора, фокусное расстояние также влияет и на перспективу изображения. Человеческий глаз видит наш мир в перспективе, которая соответствует фокусному расстоянию примерно 50 мм. Поэтому фотографии сделанные объективом 50 мм формируют изображение, которое привычнее для человеческого глаза.
Широкоугольный объектив передает перспективу более выражено, поскольку масштаб объектов на переднем плане и на заднем плане будут отличаться сильнее, от привычного для человека вида.
Телеобъективы наоборот имеют тенденцию сжимать пространство. Масштаб объектов на переднем и заднем плане различается меньше.
Для наглядности рассмотрим примеры ниже:
Перспектива заметна не только на пейзажах. Снимая например портреты, тоже важно соблюдать перспективу, чтобы на лице человека небыло перспективных искажений, нос не казался больше чем на самом деле и т.п. Поэтому классическое портретное фокусное расстояние для 35 мм камер считается 85 мм.
Фокусное расстояние и задний план изображения
Зависимость фокусного расстояния от фона на фотографии актуальна для тех, кто снимает портреты.
Чем меньше фокусное расстояние, и соответственно шире угол обзора, тем больше деталей попадает на задний план композиции. И при одном и том же масштабе снимаемого объекта, который зависит от дистанции съемки мы будем получать совершенно разную композицию, поскольку фон будет отличаться.
Также чем меньше фокусное расстояние, тем ближе нужно подходить к объекту и наоборот. Обратите внимание на мою тень на игрушке в примерах ниже, это результат того, что я подходил к ней слишком близко при съемке на коротких фокусных расстояниях.
Фотоаппарата представляет собой оптическую систему линз и одной из основных его характеристик является фокусное расстояние . Собственно, фокусное расстояние определяет масштаб изображения, которое Вы будете видеть на снимках - чем больше фокусное расстояние объектива, тем визуально ближе будет находиться снимаемый объект на фотографии.
Фокусное расстояние объектива - это расстояние от его оптического центра (правильное название - точка конвергенции ) до матрицы фотоаппарата, то есть до плоскости, на которую проецируется изображение.
Лучи света отражаясь от снимаемого объекта, проходят через объектив (линзы), преломляются там и сводятся в оптический центр , после чего попадают на сенсор фотоаппарата. Плоскость, проходящая через оптический центр, перпендикулярная главной оптической оси объектива, называется фокальной плоскостью . На ней и формируется изображение, которое в «перевернутом» виде переносится на сенсор.
По сути весь принцип «перенесения» реального изображения на сенсор фотоаппарата, можно представить вот так:
При этом, с увеличением фокусного расстояния, так как изображение масштабируется и приближается, будет сужаться угол видимого объективом охвата. На рисунке видно - почему так происходит.
Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и обычно указывается на корпусе объектива. Есть объективы с фиксированным фокусным расстоянием . На них указывается одно значение в миллиметрах - например 100мм.
Если указывается два значения, например 18 и 55 мм, то это минимальное и максимальное значение фокусных расстояний, которые доступны в данном объективе с переменным фокусным расстоянием . Такие объективы могут изменять фокусное расстояние в этих пределах.
Обычно, чем больше фокусное расстояние объектива, тем он длиннее…хотя есть и исключения.
Давайте, чисто практически посмотрим, чем отличаются кадры, сделанные с тем или иным фокусным расстоянием. Снимаем с одной точки и меняем фокусные расстояния от 14 до 300 мм:
Кроме того, фокусное расстояние влияет на перспективу изображения. Большое фокусное расстояние делает изображение более плоским. Ниже пример, как выглядит изображение, снятое объективами с разным фокусным расстоянием (для этого примера, линейка была расположена под углом 45 градусов к оптической оси объектива и расстояние между вазами было 8 см):
Фокусное расстояние объектива - это, можно сказать, его наиболее важная характеристика. В современных оптических системах содержится немалое количество линз, в фиксированных меньше, в зумирующих больше.
Разбираемся в терминологии
Если говорить как можно проще, то фокусное расстояние объектива представляет собой расстояние от линзы до фокусной точки на пленке или матрице. При этом изображаемый объект должен находиться на достаточно большом расстоянии. Человеческий глаз устроен почти так же, как и объектив. Мы видим все вокруг под углом в 45 градусов. Нормальный или штатный объектив видит все под таким же углом. Если фокусное расстояние объектива по значению равно диагонали кадра, то речь идет именно о штатном представителе. Однако оно может быть больше или меньше. Итак, чем фокусное расстояние длиннее, тем угол меньше, и наоборот.
О стандартах и видах
Стандартом всегда считался показатель фокуса, равный 35 миллиметрам. Однако современная цифровая техника может снабжаться матрицей, которая равна по размеру пленочному кадру, то есть 24*36 мм. Эти камеры принято считать полноматричными. Их оптика работает точно так же, как и у пленочных. Разговор стоит вести именно об этом стандарте. В соответствии с теоремой Пифагора, диагональ кадра будет составлять 43,3 мм. В связи с этим для штатного объектива фокусное расстояние должно быть 45 мм. Ближайшим по значению является объектив, у которого этот параметр равен 50 мм. Намного интереснее, если значение фокуса меньше или больше этого. Если фокусное расстояние объектива составляет 8-20 мм, то он будет именоваться сверхширокоугольным, позволяя осуществлять съемку в полный рост в тесном помещении, при значении 21-35 мм речь идет о широкоугольных моделях, а 50 - о штатных. Фокус 70-85 мм используется для портретных объектитвов. У телеобъективов фокусное расстояние составляет от 100 до 1000-1200 мм. Некоторые фирмы выпускают модели, у которых это значение составляет 2000 мм. С их помощью можно производить съемку очень и очень удаленных объектов.
Советы по выбору
Если перед вами встал вопрос о выборе объектива в зависимости от его фокусного расстояния, то стоит учесть ряд моментов. Вы должны решить, насколько широкий угол обзора вам требуется. Иногда и 18 мм достаточно. Стоит начать с широкого угла, так как потребность в нем всегда присутствует, однако важно определить, насколько он должен быть широким, чтобы потом не пришлось докупать еще один объектив. Если более 18 мм вам не нужно, то задача существенно упрощается, так как на данный момент представлено много объективов именно с таким начальным фокусом. Вполне возможно, что потом вам потребуется еще более широкоугольное решение, именно тогда можно будет обратить внимание на объективы с переменным фокусным расстоянием. Стоит сказать, что стартовых значений существует достаточно много. При выборе оптимального варианта стоит посмотреть отзывы о том или ином объективе, а также фото, которые можно получить с его помощью. Правильнее всего, если в вашем арсенале будет два объектива, один из которых по значению фокуса перекрывает другой.
Итак, теперь вы знаете не только о том, что такое фокусное расстояние объектива, но и множество нюансов, на которые следует обратить внимание при его выборе.
Фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения- это параметр видеокамеры, который мы берем за основу при расчете зоны видеонаблюдения. От его величины и физического размера матрицы зависит угол обзора объектива. Проведя не сложные геометрические расчеты можно довольно точно определить зону, которая будет попадать в кадр камеры видеонаблюдения.
Для ведения видеонаблюдения на обширном участке используются камеры с широким углом обзора, а при просмотре объектов «зажатых» , типа длинный коридор с узким.
Параметры, влияющие на угол обзора
Как уже писалось выше, три параметра видеокамеры взаимозависимы, это:
- Фокусное расстояние объектива;
- Угол обзора объектива;
- 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.
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:
- На каком расстоянии находится объект наблюдения;
- Физического размера матрицы;
- 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:
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-EH10F(?)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-EH10F(?)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 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.
Формат матрицы 1/4″ | Формат матрицы 1/3″ | Формат матрицы 1/2.5″ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для расчетов основных параметров камер видеонаблюдения можно использовать бесплатный калькулятор, с помощью которого можно не только получить численные значения показателей, но и визуально определить, как будет выглядеть группа силуэтов людей в кадре. Скачать калькулятор можно .
Часто возникают ситуации, когда нет возможности четко определить зону контроля видеокамерой, или возникает необходимость менять размер этой зоны, но с небольшой периодичностью. Бывает и так, что человек хочет на месте более точно определить зону контроля. В этих случаях поможет камера с вариофокальным объективом, на которых можно менять без особых проблем фокусное расстояние вручную. Если же у вас возникает потребность приблизить или отдалить объект оперативно, то можно использовать камеру с моторизированным объективом. Существуют камеры, позволяющие не только оперативно менять фокусное расстояние (приближать, отдалять объект), но и изменять ракурс видеонаблюдения в пределах 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали. Такие камеры называются Speed doome, о них вы можете почитать в статье «Скоростные купольные камеры»