Как найти используемое фокусное расстояние, просматривая содержимое изображения, не изучая метаданные?

Question

Глядя на фотографию, как определить, какое фокусное расстояние было использовано, не глядя на метаданные фотографии?

Answer 1

Было бы точнее сказать, что вы можете оценить угол зрения , продемонстрированный фотографией. Угол обзора зависит от фокусного расстояния и размера датчика. В случае обрезанной фотографии только та часть датчика, которая содержит информацию, включенную в обрезанную фотографию, должна рассматриваться как «размер датчика».

Даже в этом случае необходимо иметь контекстные подсказки, чтобы оценить угол зрения, под которым была сделана фотография.

Если фотография представляет собой плоскую тестовую диаграмму, перпендикулярную оптической оси объектива и параллельную датчику изображения, то мы не можем точно сказать, даже если мы знаем точный размер диаграммы. В таком случае мы можем определить только поле зрения . Но одно и то же поле зрения может быть получено при съемке с разных расстояний с разными углами зрения.

Например, при условии того же размера 35 мм / полнокадровой камеры / датчика, мы могли бы получить то же поле зрения плоского объекта, используя объектив 50 мм с 10 футов, объектив 100 мм с 20 футов или объектив 600 мм. от 120 футов. В первом случае горизонтальный угол обзора 40 ° с 10 футов с 50-миллиметровым объективом показывает то же поле зрения (то есть ту же ширину и высоту) плоской тестовой таблицы, что и горизонтальный угол обзора 20 ° с 20 футов с Объектив 100 мм и горизонтальный угол обзора 3,5 ° от 120 футов с объективом 600 мм.

Answer 2

Зависит от фотографии.

Если нет четких ссылок, например, представьте фотографию простой стены, нет.

Если у вас есть какие-то ссылки, вы можете принять общее фокусное расстояние. Широкоугольный, телеобъектив.

При точных измерениях два человека стоят в разных местах с ростом человека, это было бы более точно.

С известными параллельными линиями, например, коридором, вы можете использовать программу 3D, чтобы воссоздать кадрирование и затем установить фокусное расстояние.

Answer 3

Очень сложно прибить точное фокусное расстояние. Однако, поскольку широкие, нормальные, телеобъективы и супер-телеобъективы имеют разные уровни искажения и разные уровни сжатия перспективы, можно сделать обоснованное предположение. Например, изображение, полученное рыбьим глазом, будет иметь совершенно уникальный вид с сильно изогнутыми линиями. Существуют программы, такие как Lightroom, которые могут исправить этот тип искажения, а не другие виды искажения в перспективе.

Телеобъективы будут иметь узкую глубину резкости, особенно если они сняты с большой диафрагмой. Фон часто будет выглядеть размытым и выглядеть ближе и больше к элементам, которые находятся ближе к камере. Из-за узкого угла обзора телеобъективы будут показывать меньше фона, чем широкоугольные объективы. Все эти факторы в совокупности позволяют телеобъективам выглядеть очень отчетливо по сравнению с обычными или широкими объективами.

Учитывая это, легко определить разницу между снимком, сделанным широкоугольным (короткофокусным) объективом, и телефото. Сужение точного фокусного расстояния до 24 или 28 мм намного, намного труднее, если вообще возможно.

Answer 4

Как уже указывалось в предыдущих ответах, если вы знаете размер сенсора (при условии отсутствия дополнительного кадрирования) и имеете достаточно точное чувство масштаба для сцены, лучшее, что вы можете сделать в общем случае, - это оценить поле зрения и выведите фокусное расстояние.

Теоретически, возможно, будет лучше и вывести фокусное расстояние независимо от размера датчика и дополнительного кадрирования. Вам все равно нужно точное чувство масштаба для сцены.

Используя эти модели для ближнего и дальнего пределов DoF , если у вас хватит терпения разрешить систему уравнений, вы сможете устранить f-число N и получить выражение фокусного длина f, которая зависит только от расстояния (расстояний) фокусировки, ближнего предела DO (Dn) и дальнего предела DO (Df). Если все 3 значения s, Dn и Df можно измерить на снимках, их значения можно использовать для вычисления фокусного расстояния f.

Описание метода высокого уровня:

1. заменить H его выражением (из первого уравнения) в выражении для Dn (второе уравнение)
2. Из полученного второго уравнения выведите выражение для f ^ 2 / N / C = (Dn * f-Dn * s) / (Dn-s)
3. Используйте это выражение, чтобы переписать H как выражение f, Dn и s (исключая N и c)
4. В 3-м выражении замените H предыдущим выражением и переставьте, чтобы получить выражение f, которое зависит только от s, Dn и Df

Обратите внимание, что это чисто теоретический характер и очень маловероятно, что в большинстве практических случаев это приведет к хорошему приближению. Маловероятно, что сцена обеспечит точный масштаб, и даже если бы это было так, очень маловероятно, что s, Dn и Df могут быть точно измерены на изображении.

Редактировать: , как правильно указал scottbb в своем первом комментарии, существует зависимость между выражениями Dn и Df, и поэтому невозможно разрешить f и N из этих выражений с помощью одного захвата. , Лучшее, что можно сделать с помощью одного захвата, - это определение f ^ 2 / N / c. Например, предполагая, что f намного меньше, чем H и s, выражение H можно аппроксимировать как H = f ^ 2 / N / c = sDf / (Df-s).

В отношении второго комментария scottbb кружок путаницы - это произвольное значение, которое определяется на изображении - обычно около 2 пикселей, но это может быть что угодно. Значение s - это расстояние до плоскости фокусировки, и плоскость фокусировки часто можно определить как часть сцены, которая максимизирует контраст. Если какая-либо из точек в плоскости фокусировки находится на известном расстоянии, это дает значение s. Как Dn, так и Df зависят от произвольного выбора круга путаницы: плоскости для Dn и Df - это те, где острый край размыт в области, равной c. Это подразумевает, что если на известном расстоянии (за пределами плоскости фокуса) имеется размытый острый край, то на этом расстоянии можно оценить спутанный круг и узнать предел глубины резкости (Dn или Df) для предполагаемого значение c.