Зависимость фокусного расстояния от расстояния до объекта

Приемы: Фокусное расстояние

• 21 августа 2019
• 9060
• Екатерина Семенова

Фокусное расстояние — оптическое свойство любого объектива, от значения которого зависит возможность увеличения/уменьшения расстояния до объекта съемки и угол его обзора в кадре. Расстояние между оптическим центром объектива (т.е. местом, где сходятся все световые лучи, попадающие на него) и датчиком камеры (или плоскостью пленки) измеряется в миллиметрах.

Кроп-фактор / B&H Foto and Electronics Corp. Фокусное расстояние не зависит от типа камеры за исключением камер с crop-фактором, обозначающим разницу в пропорции между диагональю кадра 35 мм пленки и матрицей цифровой камеры меньшего размера. Например, фокусное расстояние объектива 50 мм на неполнокадровой камере Nikon или Sony составляет 1.5, а на Canon — 1.6. Соответственно, подбирая к такой камере объектив, следует умножить 50 мм на 1.5 (1.

6) и высчитать эквивалентное фокусное расстояние 75 (80) мм.

На что влияет фокусное расстояние

Значение фокусного расстояния, указанное на объективе, влияет на несколько параметров, учитывая которые можно приблизить/отдалить объект в кадре без искажения перспективы, добиться четкости и естественных пропорций. Во-первых, фокусное расстояние определяет угол обзора, то есть тот объем пространства, который попадет в кадр. Чем длиннее фокусное расстояние, тем уже угол его обзора, чем короче — тем угол обзора шире. Во-вторых, фокусное расстояние влияет на пропорции объектов в кадре.

Они выглядят крупнее при использовании объективов с большим фокусным расстоянием, а при съемке с коротким фокусным расстоянием становятся визуально меньше, хотя в реальности человеческий глаз может видеть их равноудаленными.
Фокусное расстояние / B&H Foto and Electronics Corp. В-третьих, фокусное расстояние наряду с диафрагмой, размером светочувствительного материала (ISO) и расстоянием до объекта съемки влияет на ГРИП.

Глубина резко-изображаемого пространства или ГРИП — это расстояние, при котором объекты в кадре будут в фокусе. Для минимальной ГРИП следует использовать длиннофокусный объектив (а также открыть диафрагму и уменьшить расстояние до объекта съемки), для максимальной — подходят широкоугольные объективы (плюс закрытая диафрагма, съемка с большого расстояния).

Кроме того, с помощью объективов с различным фокусным расстоянием можно добиваться построения различной перспективы.

Для усиления (линейная перспектива) лучше использовать короткий фокус, для ослабления (тональная) — длинный.

Работа фотографа Надава Кандера «Dust» / Nadav Kander

Работа фотографа Франко Фонтаны «PUGLIA» / Franco Fontana

Интересное применение можно найти и широкоугольным объективам (например, 12—24 мм): они могут оказаться удачным решением для портрета в интерьере, так как позволят захватить больше пространства в кадр и передать состояние модели за счет окружающей обстановки, будь то рабочий кабинет, городской пейзаж или студия.

 Сцена из фильма «Близость» (2004)

В кино главным становится решение драматургических задач, и выбор фокусного расстояния здесь играет не последнюю роль. С помощью верно подобранного значения режиссерам и операторам удается передать различные чувства, погрузить зрителя в атмосферу места и раскрыть главную тему сюжета.

Причем во многом это зависит от личных предпочтений: одним нравится исключительно 50 мм, другие выбирают 25 мм, третьи меняют фокусное расстояние практически в каждом кадре. Вряд ли есть правильный и неправильный выбор, зато есть удачный — тот, благодаря которому снимок/сцена максимально полно выражают основную идею.

Какое бывает фокусное расстояние

Объективы делятся на два основных вида: с фиксированным фокусным расстоянием (prime) и переменным (zoom). Фиксированное, как правило, сочетается с другой важной характеристикой объективов: они имеют более широкую диафрагму, что идеально для любых условий освещенности. Тогда как диафрагма зум-объективов переменна. Например, на самом простом объективе 18—55 мм значение диафрагмы колеблется от 3.5 до 5.6.

Hunter Moranville Это значит, что при съемке на 18 мм диафрагму можно открыть максимально на 3.5, а на 55 мм — всего лишь на 5.6, что не обеспечит достаточно эффектного размытия заднего плана и не спасет снимок в условиях слабого освещения.При этом многие профессиональные зум-объективы могут иметь постоянное значение диафрагмы. Например, 24—70 мм сохраняет открытую диафрагму 2.8 при любых фокусных расстояниях.

Кроме того, фиксированное фокусное расстояние требует постоянного перемещения фотографа относительно объекта, тогда как зум-объектив без перемены положения позволяет охватить различный диапазон пространства — от крупного до среднего и дальнего планов. Существует деление фокусных расстояний в зависимости от угла обзора.

110–35 мм.

Широкоугольные объективы (угол обзора в среднем 60 градусов)

С помощью этих линз можно охватить большое пространство в кадре. Такие значения фокусного расстояния подходят для съемки событий, архитектуры, групповых портретов. Объективы 12—24 мм успешно используют и фотографы-пейзажисты. Зачастую они являются единственным выбором при попытке заснять пейзаж целиком или добиться интересного эффекта, например, при съемке неба на 12 мм создается ощущение, что облака движутся. 24 мм — оптимальное значение из данного промежутка, при котором пропорции выглядят естественно. Широкоугольный объектив незаменим для разного рода репортажных жанров, так как позволяет включить большую часть происходящего в один кадр и при этом избежать риска искажения в пропорциях.
Кадр из фильма «Печать зла» (1958) / Universal International Pictures

Считается, что широкоугольные объективы не подходят для портретов, поскольку они настолько изменяют перспективу, что черты лица могут выглядеть неестественно, однако и здесь возможны исключения. К примеру, именно этот недостаток широкоугольной оптики позволили Орсону Уэллсу добиваться передачи состояния безумия, темной атмосферы помешательства, окутавшей маленький городок и его жителей в фильме «Печать зла». Того же эффекта приближения и искажения в восприятии образов главных героев позволяло ему добиваться фокусное расстояние 25 мм, используемое при съемках «Гражданина Кейна».

Кадр из фильма «Гражданин Кейн» (1941) / RKO Radio Pictures

Недалеко от него в любимых объективах ушли Роман Полански, Тим Бертон, братья Коэны, предпочитая широкий угол обзора для того, чтобы захватить больше пространства и одновременно использовать незначительные искажения для передачи внутренних состояний главных героев.

Кадр из фильма «Ребенок Розмари» (1968) / Paramount Pictures

Кадр из фильма «Эдвард Руки-ножницы» (1990) / 20th Century Fox 

Кадр из фильма «Фарго» (1996) / Gramercy Pictures

Отдельно в этой категории следует упомянуть о сверхширокоугольном объективе — «рыбьем глазе» (fish-eye), фокусное расстояние у которого колеблется между 8 и 15 мм.

За счет сильного искажения пропорций такие снимки «втягивают» зрителя в изображение, делая его участником событий, а фотографу (оператору) дают возможность уместить в кадр больше пространства при ограниченном движении.

Однако о реалистичности происходящего тут говорить не приходится.

Довольно много кадров снято с помощью сверхширокоугольной оптики в фильме Терри Гиллиама «Бразилия». Подобное решение острее подчеркивает фантазийную сущность всего происходящего и одновременно умело нагнетает атмосферу легкого безумия.

 Трейлер фильма «Бразилия»

235–70–105 мм. Стандартные объективы (угол обзора приблизительно 40–50 градусов)

Диапазон фокусных расстояний 35—70 мм подходит абсолютно для любых жанров. В промежутке 45—50 мм достигается наиболее естественная перспектива, близкая к тому, что видят наши глаза (исключая периферическое зрение). Не зря 50 мм предпочитал такой классик, как Картье-Брессон, объясняя свой выбор чрезвычайным удобством этого расстояния: «50 мм соответствует определенному видению и в то же время обладает достаточной глубиной фокусировки, чего нет у длинных объективов. Я работал с 90 мм. Это сильно срезает передний план, если вы снимаете пейзаж, а если люди бегут на вас, нет глубины фокуса. 35 мм великолепен при необходимости, но чрезвычайно сложен, если вам нужна точность в композиции. Слишком много элементов и что-то всегда не в том месте».
Фотограф Анри Картье-Брессон /   Fondation HCB Именно в этом диапазоне находится лучшее значение для портретной съемки. Использовать конкретное фокусное расстояние требуется не так часто, но портретная фотография — как раз тот случай. Большинство профессиональных фотографов используют короткофокусные объективы, среди которых наиболее популярен диапазон 85—100. Их часто называют «портретными», поскольку они позволяют фотографировать с удобного расстояния (3—3,5 м, что оставляет достаточно пространства объекту съемки и в то же время удерживает модель в кадре). В диапазоне 85—100 мм устраняются нежелательные искажения, которыми известны широкоугольные объективы, и одновременно минимизируется сжатие, характерное для длиннофокусных объективов. Один из самых знаменитых снимков фотожурналиста Стива Маккари — «Афганская девочка» сделан на объектив с фокусным расстоянием 105 мм. Такое же фокусное расстояние предпочитает фотограф Герб Ритц, известный своими портретами актеров, рок-звезд и моделей.
Портрет Дэвида Боуи / Герб Ритц. «Афганская девочка» / Стив Маккари В этот промежуток попадают и идеальные макрообъективы 40–60 мм. Такое фокусное расстояние позволяет почти вплотную приближаться к объекту съемки, что необходимо в случае выделения в кадре мельчайших деталей — например, деталей живой природы или элементов одежды. Глубина резкости подобных объективов столь мала, что при съемке цветка лепестки на заднем плане могут оказаться размытыми. В работе с макрообъективом стоит всегда пользоваться штативом, ведь при такой высокой степени приближения даже незначительное колебания может свести на нет все усилия. Не стоит забывать, что макрообъективы, также имеют широкий диапазон значений (то есть могут быть длиннофокусными). В данном случае важно учитывать рабочее расстояние от объекта в момент съемки: чем длиннее фокусное расстояние, тем дальше вы сможете находиться от того, что снимаете.
Работа фотографа Эдварда Уэстона «Cabbage Leaf» / edward-weston.com

В кинематографе акценты на деталях порой важнее, чем общие панорамы, ведь за счет максимально крупного плана какого-то незначительного элемента, операторам удается и поддерживать интригу, не договаривая зрителю контекст, и раскрывать тайну, которая еще неизвестна герою. Так, пользуясь своим любимым фокусным расстоянием 50 мм, Альфред Хичкок удалялся и приближался к героям, сочетая общие и детальные планы для нагнетания саспенса.

 Сцена из фильма «Психо» (1960)

3105–600 мм. Длиннофокусные и сверхдлиннофокусные (телескопические объективы с углом обзора 30 и менее градусов)

Выбор таких значений фокусного расстояния обусловлен задачей съемки объектов, которые достаточно удалены от камеры. Считается, что они не слишком подходят для пейзажа, так как сглаживают перспективу композиции. При этом профессиональные фотографы-анималисты всегда используют огромные телеобъективы с фокусным расстоянием 400 мм и больше, поскольку при съемке дикой природы требуется максимальное приближение. Например, такие объективы использует известный фотограф дикой природы Франц Лантинг, добиваясь погружения в среду обитания животных за счет приближения и терпеливого ожидания идеального момента.
Работа фотографа Франца Лантинга / Frans Lanting / DPA / TASS То же относится и к спортивным репортерам, которые задействуют в съемке и широкоугольные и длиннофокусные объективы, меняя не линзы на одной камере, а сами камеры, чтобы не упустить важный момент и за считанные секунды перейти от 35 мм к 400 мм. Полезно также использование телеконвертеров (их еще называют удлинителями фокуса), которые увеличивают «дальнобойкость» теле- и объективов с переменным фокусным расстоянием. За счет такой насадки можно превратить 200 мм в 450 и даже 600 мм. 
Обложка: кадр из фильма «Мастер» (2012) / The Weinstein Company

ПопулярноеПрактика

40 лет назад «Москва слезам не верит» начала покорять зрителей. Разбираемся в истории создания и устройстве оскароносной картины Владимира Меньшова, до сих пор остающейся одной из самых популярных отечественных лент в мире

Практика

Слова

Оператор Илья Демин рассказал о проблемах индустрии, будущем операторской профессии и преподавании в Московской школе кино

Обзоры

С 20 февраля по 1 марта проходит юбилейный Берлинский кинофестиваль. Причем в этом году на нем относительно неплохо представлена Россия. Выбрали несколько самых интересных и многообещающих картин смотра

Слова

Оператор Андрей Найденов, работавший с Иваном Вырыпаевым и Андреем Кончаловским, протестировал EOS C500 Mark II и рассказал, как правильно подойти к выбору камеры для проекта и почему ему нравится работать с Canon

Источник: https://tvkinoradio.ru/article/article16047-priemi-fokusnoe-rasstoyanie

Фокусное расстояние объектива – что это такое и зачем?

Фокусное расстояние объектива – это физическая характеристика объектива, определяющая его возможности: увеличение и угол обзора, перспективу и размытие заднего плана. А технически это расстояние между матрицей фотокамеры и точкой фокусировки объектива, в которой сходится преломляемое изображение.

Точку фокусировки называют по-разному: 

• фокус;
• фокальная точка;
• оптический центр объектива;
• точка конвергенции;
• точка схождения лучей.

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и определяет угол обзора объектива.

В зависимости от угла обзора объективы делятся на:

• Широкоугольные объективы (ширики) – охватывают фокусные расстояния от 8 до 35 мм, при этом объектив с фокусным расстоянием 8 мм дает обзор 180 градусов, а 35 мм – 63 градуса. Такие объективы используются для съемки пейзажей, интерьеров, некрупных портретов в узких улочках или для съемки большого количества людей в небольшом помещении, где нет возможности отойти подальше. Такие объективы дают масштабную картинку, однако есть и минус – искажения по краям снимка, поэтому людей лучше размещать по центру.
• Портретные объективы (портретники) – охватывают фокусные расстояния от 35 до 85 мм и считаются нормой, то есть дают меньше всего искажений и лучше всего подходят для съемки портретов. Угол обзора тут от 63 до 28 градусов.
• Длиннофокусные объективы (телевики) – охватывают фокусные расстояния от 85 до 600 мм и рассчитаны на съемку удаленных объектов с большим приближением. Используются в основном для съемки дикой природы, репортажа и слежки – ситуаций, когда ближе подойти просто невозможно. Если, к примеру, на 135 мм угол обзора примерно 18 градусов, то на сверхдлиннофокусном объективе 600 мм он сужается до 4 градусов. Дальше только телескопы.

Получается, чем меньше фокусное расстояние, тем больше объектов помещается в кадр и тем больше искажения этих объектов. А чем больше фокусное расстояние, тем лучше объектив приближает удаленные объекты и задний план.

Как влияет фокусное расстояние объектива на картинку?

Давайте посмотрим, как влияет фокусное расстояние объектива на картинку, на примерах фотографий Екатерины Пикулиной, которая фотографировала свою дочь примерно с расстояния трех метров до объекта съемки.

На широкоугольных объективах на первый план выходит красота пейзажа и архитектуры, а человек в кадре является лишь дополнением картинки, подчеркивает собой масштаб окружающего ландшафта. Обратите внимания на вертикальные линии: пространство так растянуто, что искажения видны невооруженным глазом.

Примерно такой угол обзора у человеческих глаз.

А пропорции и перспективу человеческий глаз воспринимает примерно так.

На портретных объективах обычно получается самое красивой размытие заднего плана.

На фокусных расстояниях больше 105 мм при съемке с трех метров даже маленький ребенок в кадр не влезет.

Схематически влияние фокусного расстояния объектива на масштаб снимаемого объекта при неизменном расстоянии до объекта можно представить вот так:

Фокусное расстояние человеческих глаз

Глаза человека имеют обзор до 125 градусов по вертикали и до 150 градусов по горизонтали (при условии, что оба глаза открыты). Если эти цифры перевести в фокусное расстояние в миллиметрах, то получится 22,3 мм (большинство исследователей сходятся именно на этой цифре). По углу обзора глаза похожи на широкоугольный объектив, однако перспективу и пространственные отношения между объектами мы воспринимаем примерно так, как на картинке портретного объектива (примерно 43 мм).

Фиксы и зумы

Но даже если прочесть всю информацию про фокусное расстояние объективов, все равно возникают вопросы: Объектив с каким фокусным расстоянием выбрать? Какое фокусное расстояние наиболее универсально? И что лучше: зум или фикс?

Фикс – это объектив с фиксированным фокусным расстоянием, например, только 85 мм или только 135 мм. А если хочешь приблизить или отдалить объект, придется это делать ножками, отходя или подходя к объекту съемки.

Плюсы фиксов:

• Светосила – у фиксов может быть светосила от f 1,4 (а топовые от f 0,95), тогда как у зумов обычно она стартует от f 2,8 (есть пару исключений, но они очень дорогие).
• Вес – фиксы намного легче зумов, поэтому в использовании они комфортнее.
• Стоимость – фиксы дешевле зумов аналогичного качества и светосилы.
• Качество фото – у фиксов хорошая контрастность, звенящая резкость, низкая дисторсия, эффективное подавление бликов и засветок, минимальные хроматические аберрации.
• Срок службы –поскольку в фиксах нет подвижных линз, они меньше подвержены поломке.
• Использование фильтров – светосила фиксов позволяет использовать творческие фильтры.

Минусы фиксов:

• Необходимость много бегать во время съемки вместо того, чтобы просто крутить колесико на объективе.
• Необходимость покупать дополнительные объективы для покрытия всех необходимых фокусных расстояний.
• Необходимость иметь один зум для путешествий, чтобы не тянуть с собой весь набор фиксов.
• Необходимость менять объективы во время съемки, когда приближение-отдаление ногами не помогает.
• Необходимость использовать нейтрально-серый фильтр при хорошей светосиле объектива и открытой диафрагме в солнечный день.
• Необходимость оперативной смены объектива в полевых условиях чревато загрязнением оптики.

Зум – это объектив с переменным фокусным расстоянием заданного диапазона, например, 18–55 мм или 24–70 мм.

Плюсы зумов:

• Удобство при съемке: нет необходимости бегать вперед-назад при съемке крупных и общих планов.
• Универсальность: нет необходимости брать разные объективы для съемки разных планов и жанров.

Минусы зумов: 

• Большой вес – множество линз для охвата разных фокусных расстояний дают определенный вес, не особо комфортный при съемке с рук.
• Малая светосила – из-за большого количества линз такие объективы пропускают меньше света, что будет критично при съемке в помещении и в темное время суток.
• Отсутствие резкости – из-за того, что линз в зум-объективе много и они постоянно в движении, они физически не могут обеспечить такую резкую картинку, как фиксы.
• Высокая стоимость – зумы производить сложнее, поэтому они стоят дороже аналогичных по качеству фиксов.
• Быстрый износ – в сравнении с фиксами, зумы быстрее выходят из строя, так как в них больше подвижных элементов.

Достоинства и недостатки зумов и фиксов не однозначны, так как объектив нужно подбирать под конкретные задачи. Фикс 24 мм может идеально подходить для съемки интерьеров квартир, однако совсем не подойдет для съемки футбола. Поэтому при выборе объектива нужно опираться на личные предпочтения фотографа. 

Как фокусное расстояние объектива влияет на перспективу?

В связи с фокусным расстоянием объектива необходимо также пару слов сказать о перспективе.

Перспектива – это соотношение дистанций и размеров объекта съемки и остальных объектов кадра.

Широкоугольные объективы расширяют пространство так, что в кадр попадает больше объектов, чем на стандартный или длиннофокусный объектив. Например, если вы фотографируете девушку в узкой улочке Парижа на объектив 24 мм, то, кроме девушки, в кадр попадут противоположные стены домов этой улочки, брусчатка и небо с Эйфелевой башней вдалеке.

Дома на горизонте, кажется, очень далеко. Перспектива растянута.

Длиннофокусные объективы приближают не только объект съемки, но и задний план к объекту съемки. Например, если вы фотографируете девушку на фоне Эйфелевой башни на 135 мм, то будет казаться, что башня намного ближе к девушке, чем есть на самом деле.

Дома на горизонте, кажется, очень близко. Перспектива сжата.

Получается, что широкоугольные объективы (с небольшим фокусным) растягивают перспективу, а телеобъективы (с большим фокусным) сжимают ее. 

Как влияет фокусное расстояние объектива на размытие?

Красота размытия заднего плана – характеристика субъективная. 

Размытие зависит от многих факторов:

1. Строения линз объектива. Творческое размытие заднего плана, свойственное объективам типа Gelios 58 мм или Lensbaby 50 мм, является техническим браком оптики, однако эффект радиального размытия многим фотографам очень нравится.

2. Светосилы и значения диафрагмы. Чем светосильнее объектив, тем шире можно открыть диафрагму и получить меньшую глубину резко изображаемого пространства, то есть размыть задний план. 

3. Расстояния от фотографа до объекта и от объекта до фона. Степень размытия заднего плана будет тем больше, чем объект съемки отдален от фона.

4. Фокусного расстояния объектива. Поскольку ширик позволяет взять в кадр больше пространства, то и размытого фона (обычно, неоднородного: небо, земля, деревья, здания) при открытой диафрагме в кадре будет больше; а телевик в кадр берет только объект съемки, а задний план за объектом приближает, за счет чего размытый фон при открытой диафрагме получается более однородным и красивым. 

На фото с мишкой показано, как меняется степень размытия фона в зависимости от фокусного расстояния при одинаковых настройках камеры. Поскольку на 105 мм перспектива сжата, то и размытый фон получился более однородным.

Как рассчитать фокусное расстояние для кропа?

Поскольку фокусное расстояние объектива – это расстояние от точки фокусировки до матрицы, и размер матрицы камеры не влияет на эту физическую величину. Однако размер матрицы влияет на конечное изображение. Давайте разберемся, каким образом.

Фулфрейм-камера – это камера с полноразмерной матрицей – дорогим сенсорным элементом, который улавливает лучи света и проявляет изображение. 

Кроп-камера – это камера с уменьшенной матрицей, которая была разработана для удешевления производства и доступности камер большинству фотолюбителей.

Объективы производятся как для фулфрейма, так и для кропа. 

Если объектив для фулфрейма надеть на кроп-камеру, то мы получим урезанное, более плотно кадрированное изображение, чем на фулфрейме. 

А если объектив для кропа надеть на фулфрейм, то, наоборот, у изображения появится виньетка в виде черной рамки. Правда, этого можно избежать, если в камере есть автокроп.

В зависимости от размера матрицы меняется угол обзора и размер изображения, получаемого на одинаковых фокусных расстояниях. 

Получается, что на угол обзора влияет не только фокусное расстояние объектива, но и размер матрицы фотоаппарата.

Зависимость улга обзора объектива от фокусного расстояния

Зависимость угла обзора объектива от размера матрицы камеры

Чтобы разобраться с тем, какому фокусному расстоянию соответствует тот или иной угол обзора объектива, было введено два понятия: кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние.

Эквивалентное фокусное расстояние позволяет узнать, какое фокусное расстояние будет иметь объектив с таким же углом обзора на полнокадровой (или пленочной) фотокамере. Эта характеристика будет полезна тем, кто задумался о покупке новой фотокамеры с матрицей другого размера и хочет выбрать подходящую для нее оптику, узнать, как на новой камере будут работать его старые объективы.

Кроп-фактор – это условный множитель, отражающий изменение угла обзора объектива при его использовании с матрицами меньшего размера. Например, диагональ матрицы формата APS-C меньше полнокадровой примерно в 1,5 раза. Так что кроп-фактор для матрицы APS-C будет равен 1,5. А вот диагональ матрицы формата Nikon CX меньше полнокадровой в 2,7 раз. Поэтому ее кроп-фактор будет равняться 2,7. 

50*1,5=75 мм (На кроп-камере с объективом 50 мм получится примерно такое же по размеру изображение, как на фулфрейм-камере с объективом 75 мм).

РЕЗЮМЕ

Теперь, зная все тонкости, на которые влияет фокусное расстояние объектива, вы сможете сделать правильный выбор. Самое главное, это ответить для себя на несколько вопросов:

• В каком жанре фотографии вы снимаете? Для свадебной съемки зум-объектив предпочтительней, в то время как для портретов лучше подойдет портретный фикс. Для детских фотосессий на улице идеально подходит светосильный фикс 85 мм благодаря его светосиле и размытию.
• Какая светосила объектива необходима? Если планируете использовать объектив в разных условиях освещения, вам понадобится светосила f-1.4, а для фотосессий на улице достаточно f-1.8-2.
• Как часто вы будете менять оптику? Если в этом есть необходимость, вы можете приобрести три фикса, которые перекроют наиболее востребованный диапазон фокусных расстояний. А если менять объективы во время съемки неудобно, то лучше подумать про качественный зум.
• Какой бюджет вы готовы выделить на покупку оптики? Если вы не уверены, приобретите для начала объектив с фокусным расстоянием 50 мм и светосилой f-1.8, а потом поймете, каких фокусных расстояний вам не хватает и докупите еще.

в социальных сетях 2806

Источник: https://www.blenda.by/blog/fokusnoe-rasstoyanie-obektiva-chto-eto-takoe-i-dlya-chego-ono-nuzhno/

Зависимость фокусного расстояния от расстояния до объекта

06 июня 2018, 12:05,отредактированно 22 августа 2018, 10:30

В первую очередь, при выборе видеокамеры следует обращать внимание на угол обзора, так как именно он определяет зону наблюдения. В видеонаблюдении угол обзора играет важную, основополагающую роль.

Он зависит от фокусного расстояния объектива камеры и размера ее сенсора. камера, у которой сенсор большего размера, даже при одинаковом фокусном расстоянии, будет иметь большой угол обзора.

  Изображение с высокой детализацией можно получить с помощью узкого угла обзора, а не только при увеличении разрешающей способности системы.

Если угол обзора видеокамеры будет шире, то детализация объектов в кадре будет хуже.

Цель эксперимента: наглядно показать зависимость углов обзора видеокамеры от используемых объективов.

Рассмотрим примеры для видеокамер, выполняющих «обзорные» функции, которые расположены так, чтобы захватить «общий вид».

Уличные видеокамеры с различным фокусным расстоянием объектива и фиксированным размером сенсора. Камеры расположены таким образом, чтобы продемонстрировать «общий вид» парковки перед зданием.

Для сравнения возьмем следующие модели камер с фиксированными (не подстраиваемыми) объективами, имеющими разные фокусные расстояния:

PN-IP2-B3.6 v.2.6.3 – объектив 3,6 мм,

PN-IP2-B2.8 v.2.6.3 – объектив 2,8 мм,

PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2 с объективом 1,9 мм,

Размер матрицы: 1/2.9 дюйма — Sony Exmor

Для корректного процесса сравнения использовали все камеры одинакового разрешения 2 Мп на одинаковой матрице размером  1/2.9 дюйма — Sony Exmor CMOS (IMX323).

Высота расположения всех трёх камер в эксперименте одинаковая. Это 3 этаж офисного здания, примерно 10 метров от асфальта.

А с левого края, с помощью сделанных скриншотов, можно сравнить широкое или узкое видение видеокамеры по горизонтали. В результате проведенного эксперимента было сделано три скриншота.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 3.6 мм

На первом скриншоте, изготовленном с помощью видеокамеры PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3 с фокусным расстоянием 3.6мм, в левой части полученного изображения мы можем наблюдать припаркованный на стоянке грузовик и забор слева от него. Угол обзора составляет примерно 72 градуса.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 2.8 мм

На скриншоте, изготовленном с помощью видеокамерыс фокусным расстоянием 2.8мм модель PN-IP2-B2.8 v.2.6.

3, слева видно ещё порядка 15-20м забора, и часть стоянки позади грузовика. Угол обзора при использовании камеры PN-IP2-B2.8 v.2.6.

3 с фокусным расстоянием 2.8мм уже порядка 87 градусов.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 1.9 мм

Третий скриншот получен с применением видеокамеры PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2, с широкоугольным объективом, имеющем фокусное расстояние 1,9мм.

На изображении можно увидеть уже не только стоянку позади припаркованного грузовика, но и выезд другого грузовика из стоянки.

Угол обзора у данной камеры составляет примерно 112 градусов.

Стоит понимать, что чем шире видит камера, тем меньше плотность пикселей и, соответственно, хуже детализация каждого участка получаемого изображения. 

Камеры и с не самыми широкими углами обзора имеют право на жизнь и актуальны в использовании, главное правильно подобрать камеру видеонаблюдения отвечающую требованиям за наблюдаемым объектом и удовлетворяющую желаемому результату по качеству картинки.

Расчёт углов обзора видеокамер для всех 3-х случаев

Угол обзора видеокамеры рассчитать можно по формуле:

a = 2arctg (d/2f),

где:

a – угол обзора видеокамеры, в метрических градусах; arctg  — тригонометрическая функция (арктангенс); d – ширина матрицы в миллиметрах;

f – эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Источник: https://www.polyvision.ru/chasto-zadavaemyie-voprosyi/3348-zavisimost-ugla-obzora-ot-fokusnogo-rasstoyaniya-obektiva-videokameryi

Угол изображения

© 2015 Vasili-photo.com

Угол изображения или угловое поле объектива – это угол, образованный лучами, соединяющими крайние противоположные точки кадра с оптическим центром объектива. Иными словами, это максимальный угловой размер объекта, который может быть снят с помощью данного объектива.

Широкий угол изображения позволяет объективу охватить больше пространства за счёт малого масштаба изображения. Узкий угол изображения показывает меньше пространства, но в большем масштабе.

Поскольку кадр имеет прямоугольную форму, следует различать угловое поле, измеряемое по горизонтали, по вертикали и по диагонали кадра. В технических характеристиках фотографических объективов чаще всего указывается наибольший, т.е. диагональный угол изображения.

Величина углового поля обратно пропорциональна фокусному расстоянию объектива и прямо пропорциональна размеру светочувствительного материала (плёнки или матрицы), т.е. чем длиннее объектив и чем меньше матрица, тем меньше угол изображения, и наоборот, чем короче объектив и чем больше матрица, тем угол изображения больше.

Объективы, угол изображения которых составляет 40-60°, считаются нормальными или стандартными. Если угол изображения больше 60°, объектив является короткофокусным или широкоугольным, а если угол меньше 40° – длиннофокусным или телеобъективом.

Ниже вы сможете ознакомиться с формулами для расчёта углового поля объектива, а в случае если математические подробности вам не слишком интересны, у вас есть возможность сразу перейти к интерактивному калькулятору, который способен выполнить все вычисления за вас.

Расчёт угла изображения

Чтобы найти угол изображения, достаточно знать фокусное расстояние объектива и линейные размеры матрицы. Угол изображения рассчитывается по формуле:

, где

α – угол изображения (угловое поле) в радианах;

d – расстояние между крайними точками кадра (ширина, высота или диагональ) в миллиметрах;

f – фокусное расстояние объектива в миллиметрах.

Как видите, школьная тригонометрия действительно может пригодиться в жизни.

Для примера найдём диагональный угол изображения для стандартного объектива с фокусным расстоянием 50 мм, установленного на полнокадровую камеру. Размеры полного кадра 36 × 24 мм. Через теорему Пифагора находим диагональ кадра:

мм.

рад.

Чтобы перевести ответ из радиан в градусы, достаточно умножить его на 180°/π (грубо говоря, в одном радиане содержится примерно 57,3 градуса). Таким образом, угол изображения будет равен 46,8°.

Зная угловое поле объектива, можно рассчитать максимальный линейный размер объекта, вписывающегося в кадр. Очевидно, что в отличие от углового поля, линейный охват пространства напрямую зависит от расстояния до объекта. Для расчёта линейного поля используется следующая формула:

D = 2 • R • tg (α / 2), где

D – охват пространства (линейное поле),

R – расстояние до объекта.

Например, на расстоянии 10 м охват пространства для уже упоминавшегося 50-мм объектива на полнокадровой камере будет равен:

Дабы не тратить время на все эти тригонометрические расчёты можно воспользоваться специальным калькулятором, но прежде я должен сделать одну важную оговорку.

Фокусировка и фокусное расстояние

Приведённая выше формула углового поля предполагает, что объектив сфокусирован на бесконечность. Лишь в этом случае эффективное фокусное расстояние объектива соответствует номинальному.

При фокусировке объектива на более близких объектах эффективное фокусное расстояние может изменяться в определённых пределах, что влечёт за собой пропорциональное изменение угла обзора.

В большинстве случаев плавание фокусного расстояния весьма незначительно и им можно смело пренебречь, однако при макросъёмке, когда расстояние до объекта сопоставимо с фокусным расстоянием объектива, эффект изменения угла обзора может стать вполне очевидным.

В идеале нам следовало бы подставлять в формулу значение именно эффективного фокусного расстояния для каждой конкретной дистанции фокусировки, но, к сожалению, это не всегда возможно.

Расчёт эффективного фокусного расстояния объектива сравнительно прост и прямолинеен только для классических фиксов, фокусировка которых осуществляется посредством выдвижения вперёд всего оптического блока.

Иными словами, их эффективное фокусное расстояние увеличивается по мере увеличения масштаба съёмки, а угол обзора соответственно уменьшается.

Эффективное фокусное расстояние в данном случае можно найти по формуле:

, где

F – эффективное фокусное расстояние;

f – номинальное фокусное расстояние;

R – дистанция фокусировки.

Впрочем, для большинства современных объективов эта формула практически бесполезна, поскольку при внутренней фокусировке эффективное фокусное расстояние может меняться самым неожиданным образом.

Обычно объектив стараются проектировать так, чтобы по возможности свести к минимуму эффект изменения угла обзора при наводке на резкость.

Некоторые зумы имеют парадоксальную тенденцию к незначительному увеличению угла обзора на малых фокусировочных дистанциях. То есть по сравнению с традиционными объективами они ведут себя достаточно противоестественно.

Впрочем, повторюсь: при съёмке с нормальных дистанций всем этим колебаниям не стоит придавать слишком большого значения.

Калькулятор угла изображения

Настоящий калькулятор позволяет определить угол обзора любого объектива, а также линейный охват пространства в зависимости от расстояния до объекта съёмки.

Для начала вам необходимо указать следующие параметры:

Фокусное расстояние

Истинное (не эквивалентное!) фокусное расстояние объектива в миллиметрах.

Формат

Формат матрицы фотоаппарата. Выберите нужный вариант из выпадающего списка. В скобках указан кроп-фактор.

Расстояние до объекта

Для вычисления линейного охвата пространства необходимо указать расстояние до объекта съёмки в метрах.

При желании вы можете также включить опцию «учитывать изменение фокусного расстояния при фокусировке». В этом случае калькулятор примет в расчёт увеличение эффективного фокусного расстояния по мере уменьшения дистанции фокусировки.

Дистанцией фокусировки будет считаться расстояние до объекта, указанное ранее. Напомню, что это работает только при использовании традиционных объективов с фиксированным фокусным расстоянием.

Если вы пользуетесь современным объективом с внутренней фокусировкой или плавающими элементами, вам стоит проигнорировать данный пункт.

Исходные данные

Источник: https://vasili-photo.com/articles/angle-of-view.html

Как выбрать угол обзора и фокусное расстояние объектива камеры

(с)

У любой камеры есть три параметра, которые тесно связаны между собой:

• размер матрицы (измеряется в дюймах, например: 1/2″, 1/3″, 1/4″);
• фокусное расстояние (ФР) объектива (обозначается буквой f, указывается в мм);
• угол обзора (измеряется в градусах).

При широком угле обзора ФР будет маленьким.

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.

Источник: https://center-avtomatiki.com/zavisimost-fokusnogo-rasstoyaniya-ot-rasstoyaniya-do-obekta/

Свойства FF и FX объективов

Можно найти много статей о влиянии фокусного расстояния объектива на передачу перспективы на снимке. За этими описаниями как-то забылось основное предназначение сменной фотографической оптики (сменных объективов для системных фотокамер). Этим свойствам оптики для FF и FX фотокамер посвящён предлагаемый ниже материал…

Как всегда немного истории. Первые объективы конструировались исходя из простой предпосылки, суть которой сводилась к передаче перспективы так, как её видит глаз человека, точнее так, как эту перспективу воспринимает его мозг.

Конечно, художники экспериментировали в попытках передать перспективу несколько иначе, чем это видят глаза человека, однако экспериментами дело и ограничивалось.

Первых фотографов вполне устраивало такое положение, ведь многие из них были прекрасными рисовальщиками.

Тем не менее, по мере развития фотографии и совершенствования, как самих фотокамер, так и фотоматериалов, стали возникать новые потребности.

Прежде всего, эти потребности были связаны с фотографированием удалённых объектов, к которым сложно или невозможно подойти. Например, дом, находящийся на противоположном берегу реки. Стали появляться, говоря образным языком, попытки совместить фотоаппарат и подзорную трубу. Это вызвало к жизни длиннофокусные объективы, фокусное расстояние которых превышало фокусное расстояние штатного объектива.

С другой стороны, была съёмка в тесных помещениях или на тесных улицах, а также в других местах, где фотограф не мог отступить на нужное расстояние, так, чтобы объект съёмки полностью вписался в кадр. При такой съёмке нужен был объектив с углом охвата превышающим угол охвата штатного объектива.

Другими словами сменные объективы изначально служили для того, чтобы «приблизить» или «отдалить» объект съёмки.

Удаление от объекта при съёмке объективами с разными фокусными расстояниями

Существует простое эмпирическое правило, связывающее три величины: размеры объекта съёмки, дистанцию съёмки и фокусное расстояние объектива.

Ввиду большой популярности «леечного» формата, такое правило было разработано как раз для него. В цифровую эпоху к «леечному» формату относятся форматы FF и FX, у которых размер светочувствительной матрицы равен 24х36 мм.

Рис.1. Удаление от объекта при съёмке объективами 24, 35, 50 и 100 мм

Правило очень простое: если объект съёмки имеет постоянные размеры (в нашем примере 2.4х3.6 м), то дистанция съёмки (расстояние от объекта съёмки до камеры) прямо пропорциональна фокусному расстоянию съёмочного объектива.

Размеры объекта съёмки выбраны не случайно. Они в 100 раз больше размеров кадра FF и FX фотокамеры. Другими словами речь идёт о том, что фотосъёмка производится с уменьшением в 100 раз. Соответственно и расстояние от фотокамеры до объекта съёмки также в 100 раз больше. Это удобно при устном счёте.

О применении этого правила можно узнать из материала в разделе Теория

Расстояние до объекта съёмки в зависимости от фокусного расстояния при одинаковом масштабе

Масштаб съёмки 1:100

Таблица 1

2.4х3.6 м — размеры объекта съёмки для FF и FX фотокамер

масштаб съёмки 1:100

Фокусное расстояние объектива, мм	Дистанция съёмки, м
20	2.0
24	2.4
27	2.7
28	2.8
35	3.5
40	4.0
50	5.0
55	5.5
60	6.0
70	7.0
85	8.5
100	10.0
105	10.5
135	13.5
150	15.0
180	18.0
200	20.0
250	25.0
300	30.0
400	40.0
500	50.0
600	60.0
800	80.0
1000	100.0

Пример использования:

Предположим, фотографу предстоит фотосъёмка автомобиля. Автомобиль находится в помещении. Максимальное расстояние, на которое фотограф может отнести свою фотокамеру, равняется 5 метрам. Длина автомобиля – 4 метра. С расстояния 5 м, снимая 50 мм объективом, фотограф получит поле объекта съёмки размером 2.4х3.6 м. Иначе говоря, автомобиль в кадр не войдёт. Выход прост: использовать умеренный широкоугольник. Это может быть 35-40 мм объектив.

© Prostophoto, 2013

© abcIBC.com, 2013

Удачных снимков!

Справочные таблицы по фотографии

Источник: http://abcibc.com/photo-reference-tables.php?art=16