Что такое фокусное расстояние объектива?

Фокусное расстояние и объективы

Разные объективы имеют разное фокусное расстояние, то есть промежуток от оптического центра объектива до плоскости матрицы. Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах.

Главное

Фокусное расстояние определяет угол обзора объектива. Именно от фокусного расстояния зависит размер объекта съемки на фотографии.

Современные компактные и зеркальные камеры оснащаются одним объективом с постоянным или переменным фокусным расстоянием. У объективов с переменным фокусным расстоянием (зумом) указывается диапазон фокусных расстояний.

Исходя из величины фокусного расстояния все объективы делятся на нормальные, короткофокусные (широкоугольные), длиннофокусные (телеобъективы) и объективы с переменным фокусным расстоянием. Объективы, позволяющие изменять фокусное расстояние, называются варио– или зум-объективами.

С изменением фокусного расстояния меняются угол обзора объектива и перспектива. Чтобы пояснить все это, рассмотрим рис. 4.2. На нем изображены объективы с фокусными расстояниями f и f1, равноудаленные от объекта съемки. При этом фокусное расстояние f меньше, чем f1.

image

Рис. 4.2. Изображение, полученное объективом с коротким фокусным расстоянием f (а), крупнее: такой объектив охватывает более широкую панораму, чем длиннофокусный (б)

Как видно из схемы, изображение, полученное с помощью объектива с коротким фокусом, гораздо крупнее, чем получающееся у длиннофокусного объектива. Другими словами, короткофокусный объектив охватывает более широкую панораму, чем длиннофокусный, и его угол обзора значительно шире. Именно поэтому короткофокусные объективы иначе называют широкоугольными. Снимок, сделанный широкоугольным объективом, включает больше объектов, чем фотография, полученная штатным объективом с той же точки.

Что происходит с изображением при изменении фокусного расстояния объектива? С увеличением фокусного расстояния угол обзора объектива сужается, а широкая панорама сокращается до небольшой области пространства. В длиннофокусных объективах удаленные предметы кажутся крупнее и ближе друг к другу.

С уменьшением фокусного расстояния «угол зрения» объектива увеличивается, зона охвата кадра расширяется, а предметы на нем уменьшаются и удаляются. На рис. 4.3 два снимка одной и той же панорамы сделаны с использованием разного фокусного расстояния.

image

а

б

Рис. 4.3. Фокусное расстояние определяет масштаб изображения в видоискателе: первый снимок (а) сделан широкоугольным объективом, а второй (б) – длиннофокусным

Несмотря на разнообразие объективов, все они устроены и работают одинаково: фокусируют проходящие через линзы лучи света на светочувствительной пленке или, если речь идет о цифровых камерах, светочувствительной матрице (сенсоре).

Кстати

Объектив состоит из нескольких линз, объединенных в оптические системы. Оптических систем в объективе может быть от двух до пяти.

Нормальные объективы

Нормальные объективы, то есть объективы с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали кадра, почти универсальны для всех видов съемок. Но на снимках, сделанных с расстояния менее 1,5 м, такие объективы дают большие искажения. Поэтому нормальные объективы не годятся для съемок крупным планом.

Фокусное расстояние нормального (штатного) объектива для большинства 35-миллиметровых фотоаппаратов находится в пределах 45–55 мм. Угол обзора такого объектива равен 40–50° и соответствует углу зрения человека. Поэтому снимки, сделанные стандартным объективом, не отвлекают внимание искаженной или непривычной перспективой, позволяя сосредоточиться именно на сюжете и объекте съемки.

Какой объектив считать широкоугольным, какой – нормальным, а какой – длиннофокусным? Смотря какая у вас камера! Таблица 4.1 поможет разобраться, какие фокусные расстояния для каких фотоаппаратов считаются малыми и большими.

Таблица 4.1. Зависимость фокусного расстояния от типа камеры

Широкоугольные объективы

Как правило, цифровые камеры снабжены умеренно широкоугольным объективом. Такой объектив зрительно удаляет объекты съемки, поэтому в кадр попадает больше предметов. Данное свойство позволяет снимать крупные объекты – дома, деревья, целые пейзажи.

Главный недостаток таких объективов станет вам ясен при взгляде на рис. 4.4 – они совершенно непригодны для съемки портретов с близкого расстояния. Способность «широкоугольников» изменять перспективу при съемке крупным планом приводит к тому, что черты лица сильно искажаются и оно становится похожим на карикатуру.

Рис. 4.4. На близких расстояниях широкоугольные объективы дают значительные искажения

Примечание

Существуют сверхширокоугольные объективы, которые называются «рыбьим глазом». Все прямые линии, не проходящие через центр, в них искажаются и закругляются (рис. 4. 5). Стоят такие объективы довольно дорого и применяются в профессиональной фотографии.

Рис. 4.5. Сверхширокоугольные объективы «рыбий глаз» искажают все прямые линии, не проходящие через центр

В каких случаях бывают полезны широкоугольные объективы?

• При съемке вне помещения. Обладатель «широкоугольника» захватит в видоискатель все, что ему нужно, и легко исключит из кадра все лишнее, приблизившись к объекту съемки.

• Объекты, расположенные вблизи фотографа, широкоугольный объектив увеличивает, а находящиеся поодаль – уменьшает. Например, если снимать широкоугольным объективом автомобиль со стороны облицовки радиатора, то он будет казаться особенно длинным и изящным. Рука, протянутая в направлении широкоугольного объектива, кажется больше головы ее обладателя.

Эти свойства «широкоугольника» позволяют увеличить глубину и объем фотографии, включив в сюжет объект на переднем плане. Но если забыть свойства объектива, приближающего и без того близкие объекты, то можно попасть впросак.

При съемке объектов с параллельными вертикальными линиями (к примеру, высоких зданий) не стоит наклонять фотоаппарат вверх или вниз. Если это сделать, то вертикальные линии на снимке сольются в точку. Порой такой эффект используют, чтобы подчеркнуть, например, высоту здания или увеличить перспективу для создания более эффектной композиции. Но в общем случае превращение вертикальных линий в наклонные («завал» линий) фотографы рассматривают как ошибку (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Вертикальные линии зданий при съемке широкоугольным объективом превращаются в наклонные

Длиннофокусные объективы

Длиннофокусные объективы особо компактной конструкции называются телеобъективами, но в общем случае «телевиками» называют любые длиннофокусные объективы.

Увеличение фокусного расстояния приближает удаленный объект съемки. Такое приближение можно использовать, к примеру, для съемок животных в дикой природе, а также тогда, когда подойти ближе к предмету съемки по тем или иным причинам невозможно. Задний план при съемке «длинным фокусом» несколько размывается, а изображение становится плоским и неглубоким.

Зум-объективы

Главное свойство зум-объективов, которое отличает их от всех остальных, – переменное фокусное расстояние. Узнать камеру с зум-объективом просто: такой объектив выступает за переднюю панель корпуса больше, чем у камеры, обладающей постоянным фокусным расстоянием. Кроме того, зум-объективы помечаются не одним числом, а двумя (например, 38-380 мм). Эти числа определяют диапазон фокусных расстояний.

Кстати

Не стоит вести съемку на крайних положениях зума – качество снимков будет совершенно неудовлетворительным.

В компактных камерах применяются автофокусные зум-объективы. Они очень просты в использовании, так как не требуют фокусировки. Поэтому фотограф может посвятить все внимание сюжету кадра и выбору оптимального фокусного расстояния.

Важно!

Зум-объективы обладают меньшей светосилой, чем объективы с постоянным фокусным расстоянием. Следовательно, владелец камеры с мощным зум-объективом должен уделять больше внимания условиям освещения при съемке.

Чтобы показать возможности зум-объектива, рассмотрим несколько фотографий, сделанных цифровым фотоаппаратом посредством зум-объектива с диапазоном фокусных расстояний 8,9-35 мм, что в эквиваленте 35-миллиметровой камеры соответствует диапазону 71,2-280 мм. Фотографии сделаны в разных положениях зум-объектива: первая (рис. 4.7, а) – в положении объектива, соответствующем эквиваленту 35 мм, вторая (рис. 4.7, б) – 135 мм, а третья (рис. 4.7, в) – 280 мм.

а

б

в

Рис. 4.7. Съемка в разных положениях зум-объектива: а – в положении объектива, соответствующем эквиваленту 35 мм, б – 135 мм, в – 280 мм

Я задумал снять пейзаж. Как выбрать правильное фокусное расстояние? Задайте максимальный угол обзора, то есть выберите минимальное фокусное расстояние, и сделайте снимок.

Сфотографируйте тот же вид, выбрав среднее, а затем максимальное фокусное расстояние. Крайнее положение зум-объектива дает не очень хорошие результаты, так что границу между приемлемым и неприемлемым качеством снимка лучше выяснить опытным путем.

Сравните снимки и начинайте выяснять ответы на следующие вопросы. Какие искажения дает объектив? Наблюдаются ли искривление прямых линий, «завал» вертикалей? Какие из искажений можно исправить в графическом редакторе, а какие нет? Постепенно вы выясните, какие фокусные расстояния для каких объектов съемки дают наилучший результат.

Зум-объективом управляют с помощью рычажка, на котором указаны буквы W и T (рис. 4.8). Что это за буквы? Буква W (Wide Angle) означает широкоугольное положение зум-объектива, а Т – длиннофокусное. Нажимая на данный рычажок, вы изменяете положение объектива. На LCD-экране при этом положение объектива отражается на индикаторе (рис. 4.9).

Рис. 4.8. Рычажок для манипуляции фокусными расстояниями зум-объектива

Рис. 4.9. Индикатор положения объектива выводится на монитор камеры

Что такое съемка в режиме телефото? Так называют съемку зум-объективом в длиннофокусном положении. При этом удаленные объекты приближаются.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

1. Определения

Важнейшей характеристикой объективов является фокусное расстояние:

Определение фокусного расстояния

Если говорить про фотообъективы, то сухим языком определений — «это расстояние вдоль оптической оси от второй главной точки объектива (задней узловой точки) до фокуса при вхождении в объектив параллельного пучка лучей параллельно оптической оси. Говоря чуть проще, фокусное расстояние — это расстояние от главной точки объектива до плёнки или матрицы:

Фокусное расстояние в фотоаппарате

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах. И чаще всего мы привыкли видеть его в эквиваленте 35-мм камер: даже если фотоаппарат снимает на цифру и размер матрицы не соответствует 35-мм плёнке, всё равно для удобства фокусные расстояния часто указываются такими, какие они были бы на 35-мм плёночном фотоаппарате.

Если же абстрагироваться от определений, то самое важное в фокусном расстоянии для нас то, что именно этот технический момент влияет на угол зрения объектива:

Определение диагонального угла зрения

…и, как следствие, на приближение или удаление объектов в кадре:

Чем меньше фокусное расстояние, тем шире угол зрения объектива и тем больше окружающего пространства окажется в кадре:

Снимок, сделанный с широкоугольными настройками объектива, в кадре видна вся бухта

И наоборот, чем больше фокусное расстояние, тем уже угол зрения объектива и на картинке будет только фрагмент того, что мы видим глазами:

Снимок с того же места, но только с длиннофокусными настройками объектива, в кадре только один из катеров в бухте

Вот общая сводная таблица, на которой видно, как в зависимости от фокусного расстояния меняется угол зрения объектива и как от этого изменяется картинка:

Зависимость фокусного расстояния и диагональных углов зрения объективов на матрице 24 х 36 мм

2. Деление объективов по фокусному расстоянию

В определении типов объективов соблюдается такое правило: если фокусное расстояние меньше диагонали кадра, то объектив называется«короткофокусным», если больше —«длиннофокусным».

При создании объективов конструкторы сталкиваются с определёнными сложностями, которые разнятся в зависимости от того, под какое фокусное расстояние делается объектив. То есть, работая над короткофокусными объективами, конструкторы будут решать одни задачи, а делая длиннофокусную оптику — другие. Очень часто решения этих задач являются взаимоисключающими. Поэтому, увы, создать такой объектив, который был бы одинаково хорош на всех фокусных расстояниях — задача на сегодняшний день практически невыполнимая.

Можно, конечно, подойти формально и сконструировать универсальный объектив, перекрывающий большой отрезок фокусных расстояний. Но тогда надо понимать, что это будет некий компромисс — либо этот объектив будет хорош только на длинном фокусе, либо только на коротком, либо, что бывает чаще всего, ни там, ни здесь этот объектив не будет отличаться выдающимися характеристиками.

Именно поэтому принято делить все фокусные расстояния на несколько небольших отрезков и делать объективы, которые работали бы только в этих границах. Такое решение позволяет конструкторам сосредоточиться на решении проблем, связанных с конкретным отрезком фокусных расстояний. Но из-за этого фотографам нужно иметь набор оптики — чтобы было несколько объективов, каждый их которых хорош на каком-то одном ограниченном отрезке фокусных расстояний.

Если более подробно, то, исходя из классификации по фокусным расстояниям, условно объективы делятся на такие типы:

Фишай

Снимок, сделанный на фишай

Фишай (англ. Fisheye, «рыбий глаз»). Такие объективы отличаются широким углом зрения в 180 градусов и даже более. Это — сверхширокоугольный объектив с другой проекцией построения изображения (расстояние об центра кадра до точки пропорционально углу к этой точке, а у обычных объективов — линейная проекция). Поэтому, при фотографировании фишаем всё получается как бы пузатым. Принцип работы этого объектива реализован всё в том же в дверном глазке – заглянув в него, можно получить впечатление о том, какое изображение даёт фишай. Обычно он имеет фокусное расстояние от 8 до 16 мм. Чем короче фокусное расстояние — тем ярче выражены искажения у этих линз.

Фишай — объектив, не предназначенный для каких-то конкретных видов съемки. Им можно фотографировать пейзажи, портреты, архитектуру, в принципе, всё что угодно, потому что основное его предназначение — это творческие эксперименты.

Сверхширокоугольные объективы

Снимок, сделанный на сверхширокоугольный объектив

Объективы такого типа имеют очень маленькое фокусное расстояние и, соответственно, широкий угол зрения. Их фокусные расстояния колеблются от 10 до 25 мм. Современные сверхширокоугольные объективы практически не имеют дисторсий, свойственных фишаям, но обладают заметными перспективными искажениями. То есть, стены здания, например, уже не идут по кругу, как у фишая, но при этом их геометрия может сильно «разваливаться» или «сходиться», не смотря на то, что в жизни эти стены параллельны друг другу:

Демонстрация перспективных искажений, возникающих при фотографировании сверхширокоугольным объективом

Основное применение таких объективов — съёмка пейзажей, архитектуры, интерьеров в сильно ограниченном пространстве или съемка людей в очень небольших помещениях.

Конструктивно это очень сложные объективы и их создание — очень трудоемкое в конструкторском плане дело: в таком объективе возникает слишком много разных искажений, с которыми довольно тяжело бороться. Зачастую, создать и производить хороший сверхширокоугольный объектив гораздо дороже, чем любой другой. И это, конечно, отражается на их цене.

Широкоугольные объективы

Снимок, сделанный широкоугольным объективом

Пожалуй, самый распространенный вид объективов. Его отличает фокусное расстояние от 25 до 35 мм. Такие объективы обычно используются как постоянные: они замечательно подходят для съёмки событий, пейзажей, помещений, и разве что для тесных комнат их не всегда хватает. Именно широкоугольные объективы чаще всего идут в поставке вместе с фотоаппаратом.

Нормальные объективы

Снимок, сделанный на нормальный объектив

Это объектив, у которого фокусное расстояние примерно равно диагонали кадра. Для 35-мм стандарта — это около 43 мм, для «кропнутых» матриц меньше, но это уже не так существенно. Чаще всего, на практике нормальным объективом будет объектив с фокусным расстоянием около 50 мм. Нормальный объектив тоже часто используется в качестве штатного.

Со многими оговорками эквивалентное фокусное расстояние человеческого глаза примерно равно 50 мм. То есть, угол зрения человеческого глаза и нормального объектива очень близки, что делает последний очень удобным в повседневной съемке. Правда, с глазами у человека всё устроено далеко не так просто, поэтому это сравнение приведено как некое подобие (чуть подробнее мы поговорим об этом позже).

Нередко можно слышать ошибочное мнение о том, что объектив этого типа — это портретный объектив. Это не совсем так. Формально, любой объектив, на который вы снимаете портреты, можно назвать «портретным». но для получения портрета с корректными пропорциями лица и чтобы все его части выглядели так, как мы привыкли видеть их глазами, нужно использовать объектив с таким фокусным расстоянием, которое бы не вносило в кадр существенных перспективных искажений. А на 50 мм (или около того) искажения всё же весьма заметны. Поэтому, снимать портреты нормальным объективами, конечно, можно, но, строго говоря, 50 мм — это не портретное фокусное расстояние, а скорее универсальное.

Длиннофокусные объективы

Снимок, сделанный на длиннофокусный объектив

Длиннофокусные объективы отличает фокусное расстояние от 70 до 135 мм. Часто такое фокусное расстояние характерно и для макрообъективов, но о них поговорим чуть позже. Обычно объективы этого фокусного расстояния используются для портретной съемки, так как при нём минимальны искажения при передаче деталей и пропорций в портрете. С этой же целью их обычно делают светосильными для получения размытого фона в портретах. Они позволяют акцентировать внимание на объекте за счет размытого заднего и/или переднего плана.

Скорее всего, идеальным фокусным расстоянием для портретного объектива является 85 мм: с одной стороны, перспективные искажения пропорций лица и фигуры уже минимальны, а с другой стороны — вполне можно фотографировать человека как крупным планом, так и в полный рост, и расстояние при этом между вами будет достаточным для комфортного общения. Ведь портрет — это когда есть контакт модели и зрителя (через фотографа) и если этот контакт разорвать, то будет уже скорее жанровый снимок (типичный пример жанровой съёмки — фотографирование людей за их повседневными делами, когда они не обращают внимания на фотографа). На 135 мм можно будет фотографировать уже только крупные и средние планы, а при создании ростового портрета прийдётся отойти уже довольно далеко и общение будет сильно затруднено. Впрочем, здесь всё отдаётся на откуп фотографу и всё зависит о его личных вкусов и предпочтений.

Телеобъективы

Снимок, сделанный на телеобъектив

К этому классу можно отнести объективы с фокусным расстоянием от 135 мм и более. Объективы с фокусным расстоянием больше 400 мм еще называют сверхдлиннофокусными. Это самые дорогие объективы, их изготовление сопряжено со многими технологическими трудностями — например, необходимо обеспечить четкое изображение при значительном удалении объекта съемки, невзирая на различные атмосферные флуктуации, влияющие на рассеивание и поглощение света в воздухе.

При фокусном расстоянии больше 200 мм снимать крайне желательно со штатива, потому что даже наличие стабилизатора изображений не всегда способно гарантировать четкий снимок. Телеобъективы отличаются большими габаритами и весом, причем чем больше и/или светосильнее объектив, тем больше будут размеры, вес и цена.

Основное предназначение — съёмка удаленных объектов. Обычно это спортивные мероприятия и фотографирование диких животных. Также этими объективами зачастую пользуются папарацци, не имеющие возможности близко подойти к объекту съёмки:

Фотограф дикой природы в полном обмундировании

Часто спрашивают о том, какой лучше объектив взять для своего первого зеркального фотоаппарата? А для этого необходимо понимать, какие бывают объективы и определится с объектом съемки (это могут быть люди, пейзажи, архитектура, мир макро и т.д.). В этой статье мы постараемся как можно доступней дать классификацию объективов по различным параметрам, не углубляясь в специальную терминологию и законы физики.

Объективы

Все объективы можно классифицировать по нескольким категориям: 1. В зависимости от величины фокусного расстояния объективы бывают: — короткофокусные объективы (фокусное расстояние < 50мм (широкоугольные, фишай)) — 50mm объективы (фокусное расстояние=50мм (полтинники, штатники)) — длиннофокусные (фокусное расстояние >50мм (телеобъективы)) 2. В зависимости от постоянного или переменного фокусного расстояния объективы бывают: — фиксы (объективы с постоянным фокусным расстоянием) — зумы (объективы с переменным фокусным расстоянием) 3. В зависимости от светосилы объективы бывают: — светосильные — не светосильные 4. В зависимости от типа байонета. Байонет — это уникальный тип крепления объектива к фотоаппарату (у каждого производителя свой уникальный байонет) 5. В зависимости от специализации (назначения) объективы бывают: — макро объективы — творческие объективы 6. В зависимости от типа фокусировки объективы бывают: — автоматической фокусировки — ручной фокусировки 7. В зависимости от расположения мотора автофокуса: — в фотоаппарате (тушке) — в объективе Теперь более подробно рассмотрим вышеперечисленные категории: Фокусное расстояние объектива определяет его угол зрения и степень увеличения предмета в точке съёмки и обозначается на объективе в виде «mm». Если числа записаны через чёрточку, например 18-55mm, это означает переменное фокусное расстояние от 18 до 55 миллиметров. Такой объектив называется зум объектив. Если написано одно число, например 44mm, то объектив имеет фиксированное значение фокусного расстояния 44 мм. Такой объектив называется фикс. Объективы называются широкоугольными, если их фокусное расстояние меньше 50mm и характеризуются углом обзора гораздо большим, чем у человеческого глаза и хорошей глубиной резкости. Обычно такие объективы используют для съемки архитектуры, пейзажей и репортажной фотографии. Внешний вид линзы такого объектива имеет выпуклую форму. Чем больше линза выпирает – тем больше угол обзора этого объектива. Широкий угол обзора придаёт фотографии определённые искажения: всё, что находится в центре кадра – растягивается. А всё что по бокам – принимает бочковидную форму. Тем не мене эти искажения не должны вас пугать, так как при съемке на фокусном расстоянии порядка 40мм искажения будут минимальными. Искажения, возникающие на более широком угле, имеют ряд преимуществ, относящихся к художественной съемке. Именно с помощью этих искажений можно подчеркнуть те стороны жизни, которые увидите только ВЫ! Но самое главное: только широкоугольник поможет Вам снять бескрайние просторы гор, рек, каменные джунгли наших городов и, конечно, огромные площади стадионов.               Фотография, сделанная на широкоугольный объектив Canon 14mm f/2.8 Особой разновидностью широкоугольного объектива является объектив фишай или рыбий глаз. Угол зрения такого объектива составляет 180°, в результате чего на фотографиях получаются очень сильные искажения перспективы.

Фотографии, сделанные на объектив фишай Canon EF 15 mm F/2.8 Fish-eye

50 мм объективы характеризуются углом зрения сопоставимым с тем, как видит человеческий глаз. На фотографиях, сделанных с этого объектива, искажения не заметны. Такие объективы называются еще полтинниками и считаются в среде фотографов классическими объективами для портретов. Они, как правило, светосильные и доступны по цене. Часто именно 50 ммфиксы являются штатными объективами.                                Фотография, сделанная на штатный объектив Pentax 50mm 1.4 Длиннофокусные объективы или телевики, позволяют сфотографировать далеко расположенные объекты, и предназначены для съемки природы, портретов, концертов и спорта. Объективы считаются длиннофокусными, если их фокусное расстояние больше 50mm. Телевики «сжимают» пространство, благодаря чему портреты людей, сделанные на такие объективы, смотрятся более красиво и благородно (подробнее об этом можно прочитать в статье 10 способов получить отличный портрет), а задний фон размывается более сильно, что позволяет хорошо выделить объект съемки. К минусам таких объективов можно отнести необходимость жёсткой фиксации фотоаппарата (для этого надо использовать штатив или монопод) или очень короткой выдержки, для избежания смазывания фотографии, так при естественном дрожании рук получается смазанная картинка. Телевики зумы с постоянной хорошей светосилой стоят очень дорого.           Фотографии, сделанные на объектив Tamron 90mm 2.8, который считается хорошим   портретным объективом
Особой разновидностью длиннофокусных объективов являются супер телевики, (объективы с очень большим фокусным расстоянием) которые предназначены для фотографирования дикой природы. Съемка с такими объективами больше похожа на охоту. Большое фокусное расстояние объектива позволяет фотографу притаиться в ожидании чудесного кадра за сотни метров от пугливых представителей нашей фауны.                                       Супер телевик 600mm f/4D ED-IF AF-S II NIKKOR
Подведем итоги: в зависимости от фокусного расстояния, объективы бывают трех видов — широкоугольные (фокусное расстояние меньше 50mm), полтинники (фокусное расстояние равно 50mm) и длиннофокусные (фокусное расстояние больше 50mm). Возможно ли, чтобы объектив одновременно был широкоугольником, телевиком и полтинником? Да, если объектив является зумом, например Nikon 18-200mm f/3.5-5.6 Но вы должны понимать, что качество картинки объектива зум всегда хуже, чем картинки объектива-фикс. Компромиссом являются зумы с небольшим диапазоном фокусного расстояния. Фотографировать, используя зуммирование гораздо удобней. Чем пожертвовать — удобством или качеством картинки, каждый фотограф выбирает для себя сам =) Источник: http://goodshoot.ru/

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения — это параметр объектива 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:

  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.

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 матрицы 1/4” 1/3” 1/2”
По горизонтали, мм 3,2 4,8 6,4
По вертикали, мм 2,4 3,6 4,8

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-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 Proto AHD-1W-EH10F36IR 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.

Скачать таблицу «Зависимость углов обзора от фокусного расстояния и размера матрицы» в формате .xlsx

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 здесь.

Камеры видеонаблюдения с моторизированным зумом с Aliexpress.com Если вас интересуют камеры видеонаблюдения с моторизированным зумом с Aliexpress.com, перейдите по ссылке: Камеры видеонаблюдения с моторизированным зумом с Aliexpress.com

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»

Есть камеры с коридорным режимом видеонаблюдения. Такая камера устанавливается вертикально, а изображение поворачивается на 90 градусов. Таким образом, на мониторе отображается картинка не горизонтально, а вертикально. При этом отражается  больше «полезной» информации, чем это было бы при нормальном расположении камеры.

Статьи

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

Считается, что единственно правильный объектив для съемки портретов — с фокусным расстоянием(ФР) ~85мм. В этом случае достигается максимальная точность передачи пропорций частей тела на снимке.Объективы с ФР меньше 50мм искажают пропорции, а больше 100мм — делают объект плоским.На самом деле, все обстоит несколько иначе, хотя в этом и есть свой смысл.Но давайте по порядку.1. Снимем грудной портрет зеркальной камерой с кроп фактором 1.5x объективом с ФР 55мм (эквивалентное 82.5мм для полнокадрового сенсора).

@55мм:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

Вышел портрет на классическом ФР ~85мм, в которой чувствуется объем, а лицо сохранило правильные пропорции.

2. Теперь давайте сделаем такой же грудной портрет на ФР 17мм (25.5мм для FF).

@17мм:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

Лицо вытянутое, нос, уши не пропорциональны остальным частям лица — привычные последствия съемки широкоугольным объективом.

3. Третий же снимок мы сняли с того же расстояния, как и в первом случае, но на широкоугольном положении объектива и так, чтобы положение оси объектив-лицо не изменялось по сравнению с первым вариантом.

@17мм:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

А теперь давайте сделаем кроп снимка до размеров первого варианта и сравним.

@17мм, кроп:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

@55мм:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

Характер портретов идентичен. И тут у прозорливого читателя должна возникнуть мысль: “Пропорции объекта зависят ТОЛЬКО от расстояния до этого самого объекта”. И не важно, какой объектив, используемая камера и размер ее сенсора.

Конечно же возникает вопрос — неужели можно “нарезать” из общего снимка группы людей кучу отличных портретов, снятых на широкоугольный объектив? Ответ — нет. Того, кто находится в центре — вполне возможно, но чем дальше к краю тем эффект от искажений будет проявляться больше.

4. В качестве примера, мы сняли портрет на том же ФР (17мм), с того же расстояния, как и в первом случае, но сделали так, что бы объект находился в углу снимка.@17мм:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

И обрезали фотографию до нужного масштаба.@17мм, кроп:

Мифы и факты. Часть I. Фокусное расстояние.

Помимо искажений, заметно еще и значительное падение резкости, что характерно абсолютно всем объективам в большей или меньшей степени.

Вывод: если вы пошли на прогулку, но взяли с собой только объектив с фиксированным ФР 20-30мм и вдруг понадобилось снять портрет — не отчаивайтесь. Просто отойдите от снимаемого на 2,5-3 метра, поместите его в центр кадра, а потом в фоторедакторе обрежьте лишнее — и у вас получится хороший портрет.Отличных снимков 🙂

Follow me @OlegKucherenko

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий