Что такое «угол зрения» в фотографии?

Question

Я читал в Руководстве по покупке объектива @ neocamera :

Фокусное расстояние определяет угол зрения, видимый через объектив для данный размер датчика. С полнокадровым сенсором объектив дает то же самое угол обзора, как на 35-мм пленочной камере. С меньшим датчик, угол обзора становится меньше. Коэффициент урожайности, также называется FLM, это отношение, представляющее разницу в эквиваленте Координационные длины. Таким образом, 150 мм на полнокадровой зеркальной камере, такой как Nikon D700 дает тот же угол обзора, что и 100 мм на D7000, так как его FLM 1.5X.

Короткие фокусные расстояния показывают больший угол обзора по сравнению с более длинными из них. [...]

С точки зрения непрофессионала, что такое угол зрения? Это так же, как фокусное расстояние? Если нет, то чем он отличается? Как это используется? Зачем мне об этом знать?

Answer 1

С точки зрения непрофессионала (при условии, что непрофессионал знает некоторую базовую геометрию), представьте, что ваш нос - это точка треугольника. Левая сторона треугольника - это левый край вашего периферийного зрения, а правая сторона - это правый край. Горизонтальный угол обзора - это просто угол между этими краями, а вертикальный угол обзора - это то же самое, что и вверх и вниз.

Для человеческого глаза угол обзора составляет около 95 °, но поскольку ваши глаза движутся неосознанно и ваш мозг заполняет детали, он ощущается гораздо шире.

Термины поле зрения и угол обзора в основном взаимозаменяемы - угол зрения является одним из способов измерения поля зрения. (Можно также сказать что-то вроде «10 метров на расстоянии 20 метров») ... это описывает различные аспекты одной и той же геометрии, и с помощью базового триггера можно понять одну вещь из другой.)

Как следует из текста, который вы цитировали, «Фокусное расстояние определяет угол зрения, видимый через объектив для данного размера датчика». Это также базовый триггер, и вы можете фактически нарисовать его на листе бумаги и измерить для себя. Очевидно, что с линзой это трехмерная проблема, но мы можем просто рассмотреть горизонтальное измерение и уменьшите это до двух. (Представьте, что это вид сверху на мир в разрезе.)

Нарисуйте линию длиной 23,6 мм - ширину датчика в D7000 (и многих аналогичных камерах) - в центре внизу чистого листа бумаги.

Вы можете просто посмотреть на изображения, которые я сделал ниже, но если вы такой же практический ученик, как и я, то действительно полезно получить какую-то настоящую бумагу, цветные карандаши и линейку. и следуй в физическом мире.

Из центра этой линии нарисуйте свет перпендикулярная линия из этого центральная точка к середине страница, так что у вас есть перевернутая Т-образная форма. (Это для удобство. Думайте об этом как о «линии к тому, на что вы указываете камеру».)

Измерьте расстояние от вашего датчика вдоль центральной линии, которую вы только что нарисовали. Поставить точку на 35мм. Маркируйте этот «35-мм объектив». Это представляет собой отверстие диафрагмы идеализированного 35 мм объектива.

Теперь измерьте от вашего датчика вдоль центральной линии. Поставить точку на 50мм. Маркируйте этот «объектив 50 мм». (И, конечно, это представляет собой диафрагму с точечным отверстием идеализированного 50-мм объектива.)

С помощью линейки нарисуйте линию от левого края сенсорной линии через точку 35-мм диафрагмы и продолжайте до самого края страницы. Затем сделайте то же самое с правого края сенсорной линии. Это должно создать большую X форму. Пометьте обе линии верхнего конуса X «поле зрения 35 мм».

Сделайте то же самое с точкой объектива 50 мм. Обозначьте это, конечно, «полем зрения 50 мм».

Теперь вы можете непосредственно видеть, что более короткое фокусное расстояние создает более широкое поле зрения. Все, что находится внутри этих линий, будет на вашей картинке, а все, что находится снаружи, будет вне кадра. Обратите внимание, что линза может излучать гораздо более широкий конус света, который не попадает на сенсор - линии, которые вы нарисовали, игнорируют это, поскольку свет, который не записывается, на самом деле не имеет значения .

Если вы измеряете угол, вы должны увидеть, что он составляет около 36,5 ° для 35-мм объектива и около 26 ° для 50-мм объектива.

Затем два дальнейших эксперимента:

Эксперимент первый: выберите несколько разных фокусных расстояний (15 мм, 200 мм) и посмотрите, что они вам дают.

экспертиЭлемент 2: Увеличьте размер сенсорной линии до 36 мм, как в полнокадровых фотокамерах Nikon «FX». Конечно, держите линию по центру одной и той же точки. Используйте те же те же точки для объектива, но нарисуйте новые линии X к большему левому и правому краю датчика. Сразу видно, что включение этой дополнительной части светового конуса делает записанное поле зрения с таким же фокусным расстоянием намного шире.

Обратите внимание, что 35-миллиметровый объектив D7000 примерно дает поле обзора 50-миллиметрового FX, поэтому люди говорят об "эквивалентных" объективах.

Вы можете видеть, что линии для APS-C 35 мм и «Full-Frame» 50 мм расположены не друг на друге, как можно было бы ожидать для «эквивалента». Это потому, что это немного ломается на макро-расстоянии. Если вы отодвинетесь на несколько миллиметров, он выровняется правильно (но слегка изменит перспективу). Тем не менее, линии примерно параллельны, поэтому эти несколько миллиметров по-прежнему составляют всего несколько миллиметров по всей комнате, где они несущественны. Если вы нарисуете это на большом листе бумаги вместо маленького на экране, это станет ясно. (И, конечно, они не совсем параллельны, потому что линзы не совсем соответствуют кроп-фактору - 32,7777 ... мм и 50 мм были бы более точными. Ах, реальный мир, всегда мешающий объяснить просто. Применяются и другие факторы реального мира, например, фокусное расстояние изменяется с расстоянием фокусировки, а также записываемое на объективе фокусное расстояние часто округляется до красивого числа.)

Это аккуратно (я надеюсь) отвечает на вопрос о взаимосвязи между фокусным расстоянием и углом зрения / полем зрения, а также объясняет влияние датчиков разных размеров - и, в качестве бонуса, показывает, как обрезка взаимозаменяема с масштабированием (если вы не против использовать меньше вашего датчика).

Answer 2

Фокусное расстояние является свойством объектива.

Угол зрения - это, по сути, его название - подмножество пространства, которое вы можете видеть, и оно ОБА зависит от используемого фокусного расстояния и размера кадра. http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view

Угол зрения - это то, что на самом деле имеет значение на практике, фокусное расстояние объектива просто удобнее использовать в качестве эквивалентного значения, когда размер кадра фиксирован и общеизвестен (например, стандартная рамка 35 мм). В качестве логического следствия размер сенсора в наши дни обычно указывается вместе с фокусным расстоянием объектива, чтобы понять используемый угол обзора.

Answer 3

Последнее, что спросили в запросе, было то, почему мы должны заботиться об этом. Позвольте мне ответить на этот пример. Я пытался решить, будет ли смысл приобретать 20-миллиметровый объектив для камеры с коэффициентом обрезки 1,5 с учетом того факта, что у меня уже есть 24-мм объектив. Вот цифры (из онлайн калькулятора). На корпусе Dx 24 дает 53,1 по горизонтали, 36,9 по вертикали и 63 градуса по диагонали. 20 обеспечивает 61,9, 43,6 и 71,6 соответственно. Но когда вы смотрите на то, что находится в рамке картинки, эти цифры складываются. На 10 футах от датчика, 24 охватывает площадь 10 футов на 6,7 фута или 67 квадратных футов. 20 мм обрамляют 96 квадратных футов (12x8) на том же расстоянии. На 20 футах разница в том, что находится в пределах структуры, составляет 118 квадратных футов (266 против 384). Таким образом, 20-миллиметровая линза охватывает на 44,4% больше земли в пределах кадра на 20 футов, чем 24-миллиметровая.

Тем не менее, если вы можете подняться на 2 фута от 10-футового объекта, увеличив расстояние до датчика до 12 футов, то для 24 мм будет точно такое же поле зрения, что и для 10 футов, для 20 мм. На 20 футов вам придется отступить на 4 фута. Таким образом, в ситуациях, когда вы снимаете, можете ли вы сделать один или два шага назад (учитывая, что изменение расстояния до объекта также меняет перспективу)?

Конечный результат для меня - я все еще не определился. Но, по крайней мере, я количественно определил свою дилемму. Вот почему угол и поле зрения имеют значение. (Конечно, широкоугольный зум мог бы решить мою дилемму; но, чтобы сохранить эквивалентную скорость, цена покера возрастает более чем на 1 400,00 долл. США и 1,5 фунта, и, избегая ЭТО, именно поэтому я и вернулся к простым числам. )

Answer 4

Угол обзора зависит от фокусного расстояния и размера используемого датчика.

Таким образом, для 50-мм объектива на 35-мм сенсоре (или пленке) у вас будет поле зрения 46 ° по диагонали. Поскольку фокусное расстояние удваивается, поле зрения уменьшается вдвое, поэтому объектив с фокусным расстоянием 100 мм на 35-мм камере имеет угол обзора 24 ° по диагонали.

Если вы используете датчик меньшего размера, вы фактически обрезаете изображение, поэтому, хотя объектив может создавать изображение, достаточно хорошее для 35-мм кадра, меньший датчик будет игнорировать части, которые падают с края. Этот коэффициент обрезки делит угол обзора, так что 50-мм объектив будет иметь поле зрения около 31 ° по диагонали, если вы используете датчик размера APS-C. С другой стороны, и то, как большинство людей думают об этом, является эквивалентным фокусным расстоянием, если бы вы использовали 35 мм, что было бы в случае умножения реального фокусного расстояния на коэффициент обрезки, так что объектив 50 мм на D7000 эквивалентно 75-мм объективу на 35-мм камере.

Answer 5

Угол обзора - это фактически три разных угла (диагональ, горизонталь / пейзаж и вертикаль / портрет), каждый из которых является мерой угла в верхней части равностороннего треугольника, измеренного от фокуса объектива (где все световые лучи пересекаются) и охватывают самые дальние точки (от угла к углу, слева направо или сверху вниз) через плоскость, параллельную плоскости фокальной плоскости. Обратите внимание, что фокальная плоскость не всегда параллельна плоскости спины камеры (пленка / сенсор), и при этом она не всегда плоская: линзы со смещением наклона перемещают фокальную плоскость параллельно спине, поэтому угол обзора не Обязательно расскажите, что будет в фокусе, а некоторые линзы имеют размытые углы из-за того, как фокусная плоскость отображается на чашеобразный (или даже более сложный) коллектор. В результате этого типичные расчеты AoV лучше всего рассматривать как близкое приближение, особенно для широкоугольных объективов.

Как упоминается в посте с правильным ответом, AoV зависит от размера области захвата на задней панели камеры. 35-миллиметровая пленка была стандартом в течение 50 лет или около того, и в результате люди связывают определенные углы с фокусным расстоянием, используемым для их достижения на 35-мм пленочных камерах. Первоначально потребительские цифровые камеры со сменными объективами (например, зеркальные фотокамеры) использовали сенсоры меньшего формата, а люди использовали «множитель фокусного расстояния» для вычисления «эквивалентного фокусного расстояния 35-мм формата». Например, в так называемых датчиках формата «APS-C» от ​​Canon, например, множитель фокусного расстояния составил 1,6.

На форумах DPReview.com в начале 2000-х годов шли споры об этом, потому что фокусное расстояние также влияет на глубину поля, и поэтому люди думали, что, поскольку множитель фокусного расстояния изменил фокусное расстояние, это изменит другие свойства, такие как глубина резкости, а не только угол зрения. Однако меньший размер датчика только уменьшает угол, но не влияет на глубину резкости или другие свойства. Поэтому один человек предложил вместо использования фразы «множитель фокусного расстояния» использовать фразу «фактор кадрирования», чтобы люди понимали, что изображение такое же, только с меньшим углом зрения, как если бы фотография была обрезана.

Первоначальным предложением для «фактора кадрирования» было использование процента, эквивалентного инверсии множителя фокусного расстояния (например, 1 / 1,6, для APS-C 62,5% изображения перед кадрированием обрезается), поскольку обрезка - это сокращение, и поэтому ее следует выражать в процентах менее 100%. Однако, поскольку цель рисунка - сделать математику легкой в ​​уме, а умножить на 1,6 проще, чем делить на 0,625, промышленность продолжала использовать множитель фокусного расстояния и просто переименовала его в «коэффициент обрезки». «

Сегодня, с преобладанием смартфонов, удобно использовать приложение для расчета фактического угла зрения и расстояния до объекта, а также для визуализации размеров датчиков, вычисления коэффициентов кадрирования и эквивалентных фокусных расстояний и т. Д. Существует Хорошее iOS-приложение под названием «Угол обзора», которое позволяет вам увидеть три угла зрения, которые вы получили бы от заданного фокусного расстояния объектива при заданном размере сенсора, и что это эквивалентно четырем другим размерам сенсора. Он также рисует пять размеров сенсоров для масштабирования, сообщает вам расстояние по вашему снимку на заданном расстоянии до объекта и производит регулировку на основе соотношения сторон, в котором вы снимаете (например, если вы используете квадратный режим на вашем камера). Вот веб-ссылка на страницу разработчика.

Answer 6

Угол обзора - это измерение площади плоскости обзора оптической системы в градусах дуги.