Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

В чем измеряется фокусное расстояние: Процесс измерения фокусного расстояния линзы

Содержание

Процесс измерения фокусного расстояния линзы

Линза — прибор, выполненный из прозрачного материала однородной консистенции (стекло, пластмасса, прозрачные кристаллы). Состоит из двух поверхностей — сферической или плоской, вершины которых находятся на одной оптической плоскости. Также существуют асферические устройства, которые имеют форму поверхности, отличающуюся от сферической.

Классификация

С учетом формы различают собирающие и рассеивающие линзы. С учетом свойств первые называют положительными, вторые — отрицательными. У собирающей линзы середина толще краев, она имеет выпуклую форму. У рассеивающей наоборот, края толще середины, она имеет вогнутую форму. С учетом сказанного, линзы бывают двояковыпуклыми, плосковыпуклыми, выпукло-вогнутыми, двояковогнутыми, плосковогнутыми, вогнуто-выпуклыми. Первые три категории относятся к устройствам собирающего типа, последующие три — рассеивающего.

К основным характеристикам относятся:

  • оптическая сила — измеряется в диоптриях;
  • фокусное расстояние.

Также существуют и другие параметры — показатели преломления, поглощения или рассеивания, коэффициент дисперсии.

Фокусным, называется расстояние от передней главной точки до переднего главного фокуса. Соответственно используется понятие расстояния для заднего фокуса.

Измерение фокусного расстояния

Формула фокусного расстояния выглядит следующим образом: 1/F=1/d+1/f.

В данном соотношении величина F — это непосредственно искомая величина. Дистанция до объекта — d. Под f понимают дистанцию от устройства до полученного изображения. Величина, обратная F, называется оптической силой и обозначается буквой D, единица измерения — диоптрий.

Для любой линзы формула имеет другой вид: D=1/F=(n-1)(1/R2-1/R1).

В данной формуле n — это относительный показатель преломления.

R1, R2 — радиусы кривизны соответственно передней и задней частей прибора.

Измерение фокусного показателя выполняется с помощью нескольких методов: по удалению предмета и изображения от линзы, по величине предмета и изображения, методом Бесселя. В первом случае применяется формула тонкой линзы. Второй метод подразумевает геометрические построения, измерение размеров предметов и также применение указанной ранее формулы. Измерение методом Бесселя основано на понимании того, что при расстоянии между предметом и экраном более 4F, один и тот же оптический прибор собирательного типа дает как увеличенное, так и уменьшенное изображение. В этом случае необходимо измерить удаление экрана, предмета и положениями устройства, при которых оно дает четкие изображения.

Для измерения параметров оптических систем в промышленных масштабах, в том числе фокусного расстояния, используются специальные установки. Это сложные приборы, состоящие из оптической и электронной части.

Наша компания «ЮСТАС» огромным опытом по юстировке крупномасштабных оптических систем.

Объективы. Методы измерения фокусного расстояния – РТС-тендер

        
  ГОСТ 13095-82

Группа У99

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ОКП 44 4500

Дата введения 1984-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 апреля 1982 г. N 1590 срок введения установлен с 01.01.84

ВЗАМЕН ГОСТ 13095-67

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 1988 г.

Настоящий стандарт распространяется на объективы различного назначения и устанавливает три метода измерения фокусного расстояния в зависимости от требуемой точности измерения в видимой области спектра.

Стандарт не распространяется на микрообъективы.

1.1. Метод увеличения — основан на измерении линейного увеличения оптической системы, состоящей из объектива коллиматора и испытуемого объектива. Погрешность измерения — не более 0,5%.

1.2. Аппаратура

1.2.1. Измерение следует проводить на установке по схеме, приведенной на черт.1.

          

1 — источник света; 2 — конденсор; 3 — молочное (опаловое) стекло; 4 — светофильтр; 5 — штриховая шкала; 6 — объектив коллиматора; 7 — испытуемый объектив; 8 — микроскоп с окуляр-микрометром или микрометрическим поперечным перемещением

     
Черт.1

1.2.2. Фокусное расстояние объектива коллиматора должно быть не менее чем в 3 раза больше фокусного расстояния испытуемого объектива , погрешность измерения фокусного расстояния объектива коллиматора не должна быть более 0,1%.

1.2.3. Числовая апертура объектива микроскопа должна быть 0,5 расчетного относительного отверстия испытуемого объектива.

Увеличение микроскопа должно быть не менее 100.

1.2.4. Штриховая шкала должна быть аттестована с погрешностью не более 0,002 мм.

Размеры штриховой шкалы должны быть такими, чтобы ее изображение, видимое в плоскости шкалы окуляра микроскопа, было не менее 5 мм.

1.2.5. Погрешность положения штриховой шкалы коллиматора, соответствующего фокусировке его на бесконечность для заданной длины волны, не должна превышать 0,1% фокусного расстояния.

1.2.6. Относительная погрешность определения цены деления шкалы барабана окуляр-микрометра для предметной плоскости микроскопа не должна быть более 0,2%.

1.2.7. Относительная погрешность определения размера изображения штриховой шкалы по шкале механизма микрометрического перемещения микроскопа не должна быть более 0,2%.

1.2.8. Допуск перпендикулярности опорного торца объективодержателя к оптической оси объектива коллиматора не должен превышать ±5′.

1.2.9. Допуск параллельности направляющей поперечного перемещения микроскопа плоскости опорного торца объективодержателя не должен превышать ±10′.

1.3. Подготовка к измерению

1.3.1. Испытуемый объектив устанавливают в объективодержатель.

1.3.2. Штриховую шкалу устанавливают в задней фокальной плоскости объектива коллиматора и равномерно освещают источником света.

1.3.3. Для выделения расчетной длины волны испытуемого объектива между осветителем и штриховой шкалой устанавливают светофильтр. Тип светофильтра должен быть указан в технических условиях на испытуемый объектив.

Примечание. Измерение фокусного расстояния объектива коллиматора, установку штриховой шкалы в задней фокальной плоскости объектива коллиматора проводят с одним и тем же светофильтром.

1.4. Проведение измерений

1.4.1. Микроскоп фокусируют на резкое изображение штриховой шкалы. Окуляр-микрометром или поперечным перемещением микроскопа последовательно совмещают перекрестья микроскопа с изображениями штрихов шкалы и .

1.4.2. По шкале барабана окуляр-микрометра микроскопа снимают отсчет при наведении на изображение штриха и отсчет — при наведении на изображение штриха . Наведение на изображение штрихов и и снятие отсчетов повторяют не менее трех фаз.

1.4.3. По шкале поперечного перемещения микроскопа снимают отсчет при наведении перекрестья микроскопа на изображение штриха и отсчет — при наведении на изображение штриха .

Наведение на изображение штрихов и и снятие отсчетов повторяют не менее трех раз.

1.5. Обработка результатов

1.5.1. Фокусное расстояние испытуемого объектива при использовании окуляр-микрометра микроскопа определяют по формуле

,

где — фокусное расстояние объектива коллиматора, мм;

— линейное увеличение;

— расстояние на штриховой шкале между штрихами и (размер объекта), мм;

— расстояние между изображениями штрихов и (размер изображения объекта), мм;

— цена деления шкалы барабана окуляр-микрометра, определяемая в предметной плоскости микроскопа с помощью объект-микрометра, мм;

и — отсчеты по шкале барабана окуляр-микрометра;

— постоянный коэффициент для штриховой шкалы данного коллиматора и используемого микрообъектива, заранее определенный по форм

уле: .

1.5.2. Фокусное расстояние испытуемого объектива при использовании поперечного микрометрического перемещения микроскопа определяют по формуле

,

где и — отсчеты по шкале поперечного перемещения микроскопа;

     — постоянный коэффициент для данной штриховой шкалы и коллиматора, заранее определенный по формуле: .

2. МЕТОД ФАБРИ-ЮДИНА

2.1. Метод Фабри-Юдина — основан на внефокальном наблюдении двух следов узких световых пучков, прошедших через контролируемую систему и зрительную трубу, и измерении расстояния между ними. Метод позволяет измерить фокусное расстояние в пределах 100-2000 мм. Погрешность измерения — не более 0,4%.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Измерение следует проводить на установке по схеме, приведенной на черт.2.

          

1 — источник света; 2 — конденсор; 3 — щель коллиматора; 4 — объектив коллиматора; 5 — диафрагма с набором пар щелей; 6 — испытуемый объектив; 7 — объектив зрительной трубы; 8 — окуляр-микрометр

     
Черт.2

2.2.2. Фокусное расстояние объектива коллиматора — 550-900 мм, относительное отверстие — 1:10.

2.2.3. Раздвижную щель располагают в фокальной плоскости объектива коллиматора.

2.2.4. Диафрагму устанавливают параллельно щели коллиматора.

2.2.5. Установка должна иметь набор диафрагм с парами параллельных щелей. Относительная погрешность измерения расстояния между щелями не должна быть более 0,2%. Размеры щелей в зависимости от диапазона измерения фокусных расстояний приведены в рекомендуемом приложении.

2.2.6. Погрешность определения фокусного расстояния объектива зрительной трубы не должна быть более 0,1%.

2.3. Подготовка к измерению

2.3.1. Осветитель устанавливают так, чтобы щель коллиматора находилась в центре светового пучка.

2.3.2. Установку коллиматора проверяют на бесконечность.

2.3.3. Разворотом зрительной трубы в горизонтальной плоскости и наклоном коллиматора в вертикальной плоскости устанавливают изображение щели коллиматора в центре поля зрения, при этом диафрагма со щелями выведена из поля зрения.

2.3.4. Окуляр зрительной трубы устанавливают на резкое изображение нитей винтового микрометра.

2.3.5. Испытуемый объектив устанавливают в объективодержатель.

2.3.6. В зависимости от размера измеряемого фокусного расстояния выбирают и устанавливают одну из рекомендуемых пар щелей диаграммы. При смене пар щелей добиваются получения самого большого расстояния между центрами пучков лучей в фокальной плоскости объектива зрительной трубы (см. рекомендуемое приложение).

2.3.7. Изображение щели коллиматора устанавливают параллельно вертикальной нити микрометра.

2.4. Проведение измерений

2.4.1. Для определения расстояния между следами изображений пары щелей вертикальную нить окуляр-микрометра наводят на середину правого и левого следов изображения щели и каждый раз выполняют отсчет по шкалам окуляр-микрометра (, ).

2.4.2. Наведение на середину каждого следа изображения щели повторяют не менее пяти раз. За результат измерения принимают среднее арифметическое значение.

2.4.3. Для повышения точности измерение расстояния между следами изображений пары щелей повторяют, но с другой парой щелей

,

где — цена деления окуляр-микрометра.

2.5. Обработка результатов измерений

2.5.1. Фокусное расстояние объектива определяют по формуле

,

где — расстояние между щелями, мм;

— фокусное расстояние зрительной трубы, мм;

— расстояние между следами изображения выбранной пары щелей, измеренное окуляр-микрометром, мм.

2.5.2. За результат измерения фокусного расстояния объектива принимают среднее арифметическое двух его значений, полученных с двумя парами щелей.

3.1. Угломерный метод — основан на измерении углов, под которыми видны изображения шкалы, установленной в фокальной плоскости объектива. Погрешность измерения — не более 0,2%.

3.2. Аппаратура

3.2.1. Измерение следует проводить на одной из двух установок, схемы которых представлены на черт.3 и 4.

Примечание. Конкретную схему установки указывают в технических условиях на объективы конкретного вида.

          

1 — зрительная труба; 2 — угломерное устройство; 3 — продольные направляющие; 4 — испытуемый объектив; 5 — объективодержатель; 6 — поворотное устройство; 7 — измерительная шкала; 8 — конденсор; 9 — источник света; 10 — автоколлимационная труба; 11 — светофильтр

     
Черт.3

     

          

1 — вспомогательная зрительная труба; 2 — теодолит; 3 — испытуемый объектив; 4 — объективодержатель; 5 — продольные направляющие; 6 — измерительная шкала; 7 — конденсор; 8 — светофильтр; 9 — источник света

     
Черт.4

3.2.2. Отклонение оси вращения поворотного устройства от вертикали не должно быть более 5′.

3.2.3. Продольные направляющие должны быть жестко связаны с поворотным устройством.

3.2.4. Объективодержатель должен иметь возможность перемещаться по направляющим и надежно закрепляться на них.

3.2.5. Центр крепежного отверстия объективодержателя (см. черт.3) должен лежать в плоскости, проходящей через вертикальную ось поворотного устройства, и визирную ось зрительной трубы в положении поворотного устройства, когда опорный торец объективодержателя перпендикулярен к автоколлимационной трубе. Несовпадение центра отверстия объективодержателя с указанной плоскостью должно быть не более 3 мм.

3.2.6. Визирная ось автоколлимационной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения поворотного устройства. Допуск перпендикулярности указанных элементов должен быть не более 2′.

3.2.7. Визирная ось измерительной трубы должна быть параллельна визирной оси автоколлимационной трубы и соосна ей. Допуск параллельности указанных элементов не должен превышать 1′.

3.2.8. Увеличение зрительной трубы должно быть не менее ,

где — диаметр входного зрачка испытуемого объектива, мм.

3.2.9. Диаметр входного зрачка зрительной трубы должен быть равен или больше входного зрачка испытуемого объектива.

3.2.10. Угломерное устройство должно обеспечивать измерение углов с погрешностью не более 2″.

Примечание. Теодолит с вспомогательным коллиматором, используемый в качестве угломерного устройства (см. черт.3), должен быть жестко связан с поворотным устройством, его вертикальная ось должна быть совмещена с осью поворотного устройства с погрешностью не более 5 мм. Вспомогательный коллиматор должен быть жестко связан с основанием скамьи, его оптическая ось должна быть совмещена с оптической осью теодолита с допуском ±3 мм.

3.2.11. Измерительная шкала должна представлять собой стеклянную пластину, на непрозрачном (зеркальном) покрытии которой нанесены прозрачные штрихи. Разница в расстояниях до симметричных штрихов вправо и влево от нуля не должна быть более 0,05 мм. Погрешность измерения расстояний между штрихами не должна быть более 0,002 мм.

3.2.12. Измерительная шкала должна быть параллельна опорному торцу испытуемого объектива и совмещена с его фокальной плоскостью. Погрешность несовмещения шкалы с фокальной плоскостью не должна превышать глубины резкости изображения. Допуск параллельности шкалы опорному торцу не должен быть более 1′.

3.2.13. Конденсор в осветителе штрихов шкалы должен иметь апертуру, обеспечивающую заполнение светом входного зрачка испытуемого объектива.

3.2.14. Спектральную область пропускания светофильтра, при которой измеряют фокусное расстояние объектива, указывают в технических условиях на объектив конкретного вида.

3.2.15. Теодолит (см. черт.4) следует устанавливать как можно ближе к первой линзе испытуемого объектива. Точка пересечения осей теодолита должна совпадать с оптической осью испытуемого объектива. Несовпадение указанных элементов не должно быть более 5 мм.

3.2.16. Ось зрительной трубы теодолита (см. черт.4) при ее разворотах во время измерения должна пересекать плоскость входного зрачка испытуемого объектива на расстоянии от центра зрачка, не превышающем его диаметра*.

______________

* Не распространяется на практически безаберрационные объективы.

3.3. Подготовка к измерению по схеме, приведенной на черт.3.

3.3.1. Снимают отсчет с угломерного устройства, соответствующий положению поворотного устройства, когда опорный торец объективодержателя перпендикулярен к визирной оси автоколлимационной трубы.

3.3.2. Закрепляют объектив в объективодержателе первой линзой к зрительной трубе.

3.3.3. Совмещают плоскость входного зрачка объектива с вертикальной осью поворотного устройства. Для этого объективодержатель с испытуемым объективом сместить по направляющим до такого положения, чтобы изображение входного зрачка объектива не смещалось в выходном зрачке зрительной трубы при наблюдении его с помощью лупы.

3.3.4. Устанавливают измерительную шкалу на направляющие и перемещают ее до тех пор, пока изображение центрального штриха шкалы не будет резким. Контроль проводят зрительной трубой, установленной на бесконечность для указанной спектральной области.

3.3.5. Выставляют шкалу перпендикулярно к автоколлимационной трубе в положении поворотного устройства по п.3.3.1, когда отсчет на угломерном устройстве, контролируя п.3.3.4.

3.3.6. Выставляют шкалу так, чтобы при развороте поворотного устройства изображения штрихов шкалы не смещались по высоте в поле зрения зрительной трубы.

3.3.7. В положении поворотного устройства по п.3.3.1 изображение нуля шкалы совместить с перекрестьем зрительной трубы, смещая шкалу по направляющим параллельно фокальной плоскости.

3.4. Подготовка к измерению по схеме, приведенной на черт.4.

3.4.1. Закрепляют объектив в объективодержателе.

3.4.2. Выполняют юстировку по п.3.3.4 с использованием вспомогательной зрительной трубы.

3.4.3. Выставляют измерительную шкалу параллельно фокальной плоскости испытуемого объектива. Для этого необходимо развернуть шкалу так, чтобы изображения крайних штрихов, наблюдаемые вспомогательной зрительной трубой, были одинаковой резкости. Контроль — по п.3.4.2.

3.4.4. Устанавливают перед первой линзой испытуемого объектива теодолит в соответствии с требованиями п.3.2.15.

3.4.5. Выставляют ось вращения теодолита по уровню. Отклонение оси теодолита от вертикали не должно быть более 5′.

3.4.6. Выставляют шкалу так, чтобы при развороте зрительной трубы теодолита изображения штрихов не смещались по высоте в поле ее зрения.

3.4.7. Изображение нулевого штриха шкалы совмещают с оптической осью испытуемого объектива по бликам в объективе, смещая шкалу в поперечном направлении при подсветке только нулевого штриха.

3.5. Проведение измерений по схеме, приведенной на черт.3.

3.5.1. Совмещают перекрестье зрительной трубы с изображением нулевого штриха шкалы и снимают отсчет с угломерного устройства, соответствующий этому положению.

3.5.2. Поворачивают рычаг (стоп) до совмещения перекрестья зрительной трубы с изображением штриха, соответствующего точке поля зрения объектива плюс и снимают отсчет с угломерного устройства, соответствующий этому положению рычага.

3.5.3. Поворачивают рычаг до совмещения перекрестья зрительной трубы с изображением штриха, соответствующего точке поля зрения объектива минус , и снимают отсчет с угломерного устройства, соответствующий этому положению рычага.

3.5.4. Повторяют измерения по п. 3.5-3.5.3 для нескольких точек поля зрения объектива .

Примечание. Зоны поля зрения должны быть указаны в технических условиях на испытуемый объектив.

3.5.5. Измерения по пп.3.5.1-3.5.4 повторяют не менее трех раз.

3.6. Проведение измерений по схеме, приведенной на черт.4.

3.6.1. Совмещают перекрестье зрительной трубы теодолита с изображением нулевого штриха шкалы и снимают отсчет с горизонтального лимба теодолита.

3.6.2. Совмещают перекрестье зрительной трубы теодолита с изображением штриха шкалы в точке поля зрения испытуемого объектива плюс и снимают отсчет .

3.6.3. Совмещают перекрестье зрительной трубы теодолита с изображением штриха шкалы в точке поля зрения испытуемого объектива минус и снимают отсчет .

3.6.4. Повторяют измерения по пп.3.6.2-3.6.3 для нескольких точек поля .

3.6.5. Измерения по пп.3.6.1-3.6.4 повторяют не менее трех раз.

3.7. Обработка результатов

3.7.1. Вычисляют среднее арифметическое значение , и .

3.7.2. Вычисляют для точек поля зрения , соответствующие им углы: и .

3.7.3. Вычисляют фокусные расстояния для зон поля по формуле

,

где и — расстояния на измерительной шкале между нулевым штрихом и симметричными от него штрихами в зоне поля зрения объектива .

Примечание. Для определения фокусного расстояния для центра поля зрения объектива в прямоугольной системе координат построить кривую, откладывая по оси абсцисс значения вычисленных фокусных расстояний, а по оси ординат — квадраты расстояния до соответствующих зон поля объектива . Точка пересечения продолжения прямолинейного участка кривой с осью абсцисс определит значение фокусного расстояния для центра поля зрения объектива.

3.7.4. Относительную погрешность измерения определяют по формуле

,

где — фокусное расстояние испытуемого объектива, мм;

— расстояние от оптической оси до точки поля зрения, в которой проводят измерение, мм;

— погрешность измерения расстояния между штрихами шкалы, мм;

— диаметр входного зрачка испытуемого объектива, мм;

— погрешность отсчета угла по теодолиту, рад.

ПРИЛОЖЕНИЕ


Рекомендуемое

     

   
мм

Номер щели на диске

Фокусное расстояние

Ширина щели

Расстояние между серединами щелей

1

100-120

0,2

2,0

2

150-250

0,3

3,0

3

5,0

4

250-450

0,4

5

9,0

6

400-600

0,5

7

13,0

8

600-1500

0,6

16,0

9

1500-2000

0,8

20,0

Как правильно рассчитать фокусное расстояние

Для чего необходим расчет фокусного расстояния?

И пусть камеры в смартфонах становятся все более крутыми, но объектная съемка — это пока не их стезя. Для тех, кто хочет развиваться в фотографии, не остается ничего иного, как обратить свой взор на объектив переменного фокусного расстояния или на сменный объектив с фиксированным фокусом («фикс»).

Но какое фокусное расстояние подходит именно для вашего объекта съемки? Если предмет слишком близко, он уже не сможет полностью вписаться в кадр. Если он слишком далеко, то он не способен заполнить кадр. Кроме того, важно учитывать следующие факторы:

  • Изображение, сделанное с нормальным фокусным расстоянием 50 мм ближе всего к стандартам человеческого зрения и поэтому воспринимается как естественное.
  • При нормальном фокусе пропорции не искажаются. Расстояния изображенных объектов по отношению друг к другу отображаются правильно.
  • При этом фотографии, сделанные с помощью телеобъектива, выглядят плоскими, в то время как фотографии с небольшим фокусным расстоянием делают расстояние между объектом и фоном больше, чем оно есть на самом деле.

Какое фокусное расстояние выбрать

Для нормального фокусного расстояния применяется простая формула: его значение соответствует длине диагонали матрицы. Если это так называемая полнокадровая матрица, то ее размер составляет 24 x 36 мм. Соответственно, длина ее диагонали и нормальный фокус будет составлять 43 мм. Но на практике упрощенно говорят о фокусном расстоянии 50 мм.

Эффективное фокусное расстояние также зависит от размера датчика камеры. Есть множество камер с меньшими матрицами, соответственно, длина диагонали у них меньше, и, следовательно, нормальное фокусное расстояние для них будет другим.

Данные о фокусных расстояний на объективах всегда даны для камер с полнокадровыми матрицами, также известных как «полный кадр». Если матрица вашей камеры имеет другой формат, например Micro Four Third, DX или APS-C, вам придется пересчитывать фокус с помощью так называемого «кроп-фактора».

Когда изображение делается с меньшим фокусным расстоянием, чем нормальное, оно показывает больше, чем воспринимает глаз. При большем фокусном расстоянии, наоборот, фрагмент изображения выглядит меньше, чем та картинка, которую видит глаз. Поэтому для фотографий пейзажей или архитектуры рекомендуется использовать объектив с маленьким фокусным расстоянием, а для съемки животных, наоборот, с большим. 

Формула для расчета фокусного расстояния

Для фокусного расстояния можно провести множество различных вычислений в зависимости от того, соотношение каких величин вас интересует. Можно использовать и упрощенные формулы — такие результаты тоже будут достаточно точны.

Например, если вы хотите вычислить нормальное фокусное расстояние для размера сенсора вашей камеры, то вам поможет теорема Пифагора. Вам понадобиться выяснить длину диагонали сенсора, а она равна корню суммы квадратов длины и ширины матрицы.

Если вы хотите знать, какому объективу полнокадровой камеры соответствует ваше оборудование, сначала понадобится выяснить кроп-фактор фотоаппарата. Затем просто умножьте фокусное расстояние вашего объектива на значение кроп-фактора. Например, кроп-фактор для камер с сенсором Micro Four Thirds равняется 2. Соответственно, фокусное расстояние 25 мм на камерах Micro Four Thirds соответствует фокусному расстоянию 50 мм на камерах с полнокадровой матрицей.

И, наконец, в целом для тонкой линзы отношение фокусного расстояния (F) к расстоянию от линзы до предмета (d) и расстоянию от линзы до изображения (f) выражено в следующей формуле: 1/F = 1/d + 1/f.

Читайте также:

Что такое фокусное расстояние объектива и на что оно влияет

Фокусное расстояние объектива – это один из самых важных параметров объектива. Фокусное расстояние объектива показывает, на сколько ‘далеко’ или ‘близко’ (широко) может ‘видеть’ объектив.

Фокусное расстояние объективов – статья от Радоживы

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах, сантиметрах и метрах. Например, обозначение фикс объектива Nikon 85mm F/1.8D AF Nikkor говорит о том, что фокусное расстояние у него фиксированное и составляет 85 миллиметров. А обозначение Tamron 28-200mm 1:3.8-5.6 Macro AF Aspherical XR (IF) A03 говорит о том, что фокусное расстояние у объектива может изменяться от 28 миллиметров до 200 миллиметров. Объективы, у которых фокусное расстояние может изменяться, называют зум объективама (zoom lens, вариообъектив). Кратность зума рассчитывается делением большего числа на меньшее, в данном примере 200мм\28мм=7 раз.

Обычно, чем больше фокусное расстояние объектива, тем больше сами размеры объектива, особенно его длина.

Фокусное расстояние – это первое, на что нужно обращать внимание при выборе объектива. Именно оно показывает, какой угол обзора будет захватывать камера при работе с тем или иным объективом.

Внимание: фокусное расстояние объектива – это физическая величина самого объектива, она не изменяется и не зависит от типа камеры, на которой используется объектив. Но для кропнутых камер и для камер с разными физическими размерами матриц придумали параметр ЭФР (Эквивалентное фокусное расстояние), он показывает реальный угол обзора для 35мм пленки, который получается при использовании того или иного объектива на камерах с разными размерами матриц. Более детально в разделе кроп-фактор.

Вот пример того, как изменяется пространство, которое может охватить камера при использовании объективов с разным фокусным расстоянием.

17мм

Фокусное расстояние 17мм

24мм

Фокусное расстояние 24мм

35мм

Фокусное расстояние 35мм

50мм

Фокусное расстояние 50мм

70мм

Фокусное расстояние 70мм

85мм

Фокусное расстояние 85мм

100мм

Фокусное расстояние 100 мм

135мм

Фокусное расстояние 135 мм

200мм

Фокусное расстояние 200 мм

300мм

Фокусное расстояние 300 мм

Для примеров я использовал камеру Nikon D200, установленную на штатив. Все фото сняты на F/5.6, использовались следующие объективы:

Часто говорят, что у фотографа должен быть набор объективов, который покрывает нужный диапазон фокусных расстояний и таким образом охватывает все возможные ситуации в работе фотографа. Одним из самых классических наборов для полнокадровых камер можно считать: 14-24мм, 24-70мм, 70-200мм, 200-400мм. Для кропнутых камер обычно хороший набор состоит из объективов 11-16мм, 16-50мм, 50-135мм. За покрытием всего диапазона фокусных расстояний не стоит гоняться, можно спокойно обойтись вообще одним фикс объективом. Разделение на разные типы объективов можете найти здесь.

Кроме самого угла (поля) зрения, фокусное расстояние влияет на перспективу изображения (из-за разности дистанций до объекта съемки при равных пропорциях снимаемого объекта). На разных фокусных расстояниях размеры объектов по разному соотносятся на фотографиях. Длиннофокусные объективы приближают не только сам объект съемки, но и все пространство за объектом и перед объектом фокусировки. А широкоугольные объективы усредняют размеры всех элементов на фотографиях. Также, разное фокусное расстояние влияет на размытие заднего плана.

17mm

Соотношение размеров при 17мм

24mm

Соотношение размеров при 24мм

35mm

Соотношение размеров при 35мм

50mm

Соотношение размеров при 50мм

70mm

Соотношение размеров при 70 мм

85mm

Соотношение размеров при 85 мм

100mm

Соотношение размеров при 100 мм

135mm

Соотношение размеров при 135 мм

200mm (195)

Соотношение размеров при 195 мм

300mm

Соотношение размеров при 300 мм

Личный опыт:

Я не люблю переводить фокусное расстояние из миллиметров в градусы поля зрения, кому интересно, то на Радоживе есть статья ‘Взаимосвязь фокусного расстояния, угла обзора и дистанции фокусировки‘. На практике достаточно раз понять какие примерно углы дает объектив с определенным фокусным расстоянием, чтобы чисто интуитивно знать, как поведет себя другой более длиннофокусный или широкоугольный объектив на камере. Советую поэкспериментировать с симулятором объективов. Еще есть интересная статья про зависимость фокусного расстояние объектива от дистанции фокусировки.

Выводы:

Выбор объектива, в первую очередь, влечет за собой определение нужного диапазона фокусных расстояний. Фокусное расстояние показывает как широко или узко ‘видит’ объектив. Фокусное расстояние очень сильно влияет на уровень размытия зоны нерезкости и на перспективу изображения.

Полезная информация по фото: подписывайтесь на канал и добавляйтесь в ФБ.

Материал подготовил Аркадий Шаповал. Ищите меня на Youtube | Facebook | VK | Instagram | Twitter.

Фокусное расстояние объектива — PhotoDzen.com

04 Марта 2015

Объектив фотоаппарата представляет собой оптическую систему линз и одной из основных его характеристик является фокусное расстояние. Собственно, фокусное расстояние определяет масштаб изображения, которое Вы будете видеть на снимках — чем больше фокусное расстояние объектива, тем визуально ближе будет находиться снимаемый объект на фотографии.

Фокусное расстояние объектива – это расстояние от его оптического центра (правильное название – точка конвергенции) до матрицы фотоаппарата, то есть до плоскости, на которую проецируется изображение.

Лучи света отражаясь от снимаемого объекта, проходят через объектив (линзы), преломляются там и сводятся в оптический центр, после чего попадают на сенсор фотоаппарата. Плоскость, проходящая через оптический центр, перпендикулярная главной оптической оси объектива, называется фокальной плоскостью. На ней и формируется изображение, которое в «перевернутом» виде переносится на сенсор.

По сути весь принцип «перенесения» реального изображения на сенсор фотоаппарата, можно представить вот так:

При этом, с увеличением фокусного расстояния, так как изображение масштабируется и приближается, будет сужаться угол видимого объективом охвата. На рисунке видно – почему так происходит.

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и обычно указывается на корпусе объектива. Есть объективы с фиксированным фокусным расстоянием. На них указывается одно значение в миллиметрах — например 100мм.

Если указывается два значения, например 18 и 55 мм, то это минимальное и максимальное значение фокусных расстояний, которые доступны в данном объективе с переменным фокусным расстоянием. Такие объективы могут изменять фокусное расстояние в этих пределах.

Обычно, чем больше фокусное расстояние объектива, тем он длиннее…хотя есть и исключения.

Давайте, чисто практически посмотрим, чем отличаются кадры, сделанные с тем или иным фокусным расстоянием. Снимаем с одной точки и меняем фокусные расстояния от 14 до 300 мм:

Кроме того, фокусное расстояние влияет на перспективу изображения. Большое фокусное расстояние делает изображение более плоским. Ниже пример, как выглядит изображение, снятое объективами с разным фокусным расстоянием (для этого примера, линейка была расположена под углом 45 градусов к оптической оси объектива и расстояние между вазами было 8 см):

 

Главное фокусное расстояние. Практическая фотография

Главное фокусное расстояние

Если направить на собирательную (например, двояковыпуклую) линзу пучок лучей света, параллельных главной оптической оси линзы, как показано на рис. 7, в левом верхнем углу, то после преломления в линзе эти лучи соберутся в главном фокусе. Расстояние от линзы до главного фокуса и есть главное фокусное расстояние линзы.

Рис. 7. Таким способом можно приблизительно определить главное фокусное расстояние линзы

С достаточным приближением его можно определить, если поместить линзу или объектив на пути солнечных лучей, которые практически параллельны, и получить на бумаге резкое изображение солнца. Расстояние между линзой и бумагой и будет главным фокусным расстоянием линзы. Его можно измерить линейкой.

Почему же это расстояние называется главным?

Пользуясь линзой, можно заметить, что с изменением расстояния между предметом и линзой расстояние от линзы до изображения предмета также изменяется.

Проделаем следующий опыт. Возьмем двояковыпуклую линзу и лист белой бумаги и, поместив линзу на небольшом расстоянии от горящей лампы, получим на бумаге резкое изображение лампы. Измерив расстояние между линзой и бумагой, начнем отходить от лампы все дальше, поддерживая резкость изображения. Легко заметить, что расстояние между линзой и бумагой сначала будет сокращаться довольно быстро, а затем все медленнее, как бы затухая, и наконец наступит момент, когда оно перестанет сокращаться. И как бы далеко мы не отошли от лампы, расстояние от линзы до бумаги практически сокращаться уже не будет. Оно останется таким же и в том случае, если мы попробуем получить на бумаге резкое изображение удаленных домов, далеких гор, облаков или даже солнца. Иными словами, это расстояние является самым коротким из всех, при которых возможно получить резкое изображение предметов. Для линз с разной оптической силой это расстояние будет разным, но для каждой линзы оно постоянное, что позволяет пользоваться им как основной оптической характеристикой данной линзы. Поэтому оно и называется главным.

Сказанное относится и к любому фотографическому объективу. Независимо от числа линз, из которых он состоит, каждый фотообъектив представляет собой собирательную оптическую систему, т. е. действует подобно одиночной линзе. Поэтому объектив прежде всего характеризуется величиной его главного фокусного расстояния. Это расстояние обозначается буквой f или F и выражается в сантиметрах (иногда в миллиметрах). Итак, обозначение «F = 5 см» показывает, что главное фокусное расстояние данного объектива равно 5 см.

Для упрощения главное фокусное расстояние обычно называют просто фокусным расстоянием.

Рис. 8. Масштаб изображения прямо пропорционален величине главного фокусного расстояния

Каково же практическое значение фокусного расстояния объектива? Прежде всего от него зависит масштаб получаемого изображения[5]. Он прямо пропорционален величине фокусного расстояния объектива. Сравните два снимка, помещенных на рис. 8. Оба они были сделаны одним и тем же аппаратом с одного и того же расстояния, но в первом случае фокусное расстояние объектива было вдвое меньше, чем во втором. Как видите, линейный масштаб изображения на первом снимке получился вдвое меньше. На этом явлении основано применение в одних и тех же фотоаппаратах так называемых сменных объективов с разными фокусными расстояниями, что позволяет, не сходя с места, т. е. с одной и той же точки, вести съемку в разных масштабах. Позже мы познакомимся с такими объективами более подробно.

Каждый фотоаппарат выпускается в продажу только с одним объективом, но у фотоаппаратов разных форматов объективы имеют разные фокусные расстояния. У фотоаппаратов марки «Смена» объективы имеют фокусное расстояние 4 см, у других малоформатных фотоаппаратов — 5 см. У фотоаппарата «Любитель» и почти у всех других фотоаппаратов формата 6 х 6 см объективы имеют фокусное расстояние 7,5-8 см, а фотоаппараты формата 6 х 9 см снабжены объективами с фокусным расстоянием 10,5 см.

Как видите, между форматом фотоаппарата и величиной фокусного расстояния объектива имеется связь: чем больше формат фотоаппарата, тем больше и фокусное расстояние установленного на нем объектива. Можно также обнаружить, что связь эта закономерна и что фокусное расстояние объектива обычно равно или близко к диагонали того кадра, для которого объектив предназначен. И в самом деле диагональ кадра фотоаппарата формата 24 x 36 мм (малоформатные аппараты) равна 43,3 мм и фокусное расстояние объективов таких фотоаппаратов обычно находится в пределах от 4 до 5 см. Диагональ кадра 6 x 9 см равна 10,8 см и объективы у таких фотоаппаратов имеют почти такое же фокусное расстояние. Чем же это объясняется?

Площадь, на которой объектив дает изображение, ограничена размерами кадра, т. е. форматом фотоаппарата.

Фотографический кадр всегда представляет собой прямоугольник или квадрат, а наибольшей линейной величиной в таких геометрических фигурах служит диагональ. Зная диагональ кадра и величину фокусного расстояния объектива, можно с помощью простого графического построения определить одно очень важное свойство объектива: под каким углом он охватывает снимаемое пространство. Для этого достаточно начертить на листе бумаги в натуральную величину прямоугольник размером с кадр, как это показано на рис. 9, и провести диагональ этого прямоугольника AB, опустить к середине диагонали перпендикуляр и, отложив на нем отрезок OC, равный фокусному расстоянию объектива, соединить точку C с концами диагонали АВ. Угол АСВ и есть искомый угол, называемый углом поля изображения.

Рис. 9. Таким построением легко определить угол поля изображения объектива

Проделав такое построение для объективов, установленных на фотоаппаратах разных форматов, можно увидеть, что угол поля изображения у всех объективов примерно одинаков и находится в пределах 40-55°. В величине этого угла и кроется секрет закономерности, о которой было сказано выше.

Опыт показал, что наиболее удобны для подавляющего большинства фотосъемок объективы, угол поля изображения которых находится в указанных выше пределах. Разница между величинами фокусных расстояний объективов различных по формату фотоаппаратов объясняется не чем иным, как стремлением конструкторов сохранить у всех фотоаппаратов один и тот же наиболее удобный угол поля изображения. Объективы с таким углом поля изображения называются нормальными. Их часто называют универсальными. Именно с такими объективами, как основными, фотоаппараты и выпускаются в свет.

Один из начинающих фотолюбителей пытался уверить другого в том, что чем больше формат фотоаппарата, тем большее пространство можно им охватить при съемке. Мне хочется предостеречь вас от такого заблуждения. Все фотоаппараты с нормальными объективами охватывают почти одинаковое пространство. Два снимка, показанных на рис. 10, это убедительно подтверждают. Один из них был сделан фотоаппаратом формата 24 x 36 мм, другой — с той же точки фотоаппаратом формата 6 x 9 см. Хотя размеры снимков и масштабы изображения на них различны, границы сфотографированного пространства у них одинаковы.

Рис. 10. Все фотоаппараты с нормальными объективами охватывают при съемке одинаковое пространство

От фокусного расстояния зависит также не менее важная техническая характеристика объектива — его светосила.

Как видите, с фокусным расстоянием связаны очень важные свойства объектива. Не случайно величину его всегда обозначают на оправе объектива. Но, выбирая фотоаппарат, менее всего следует руководствоваться величиной фокусного расстояния его объектива. Вы уже знаете, что фокусное расстояние основного объектива наилучшим образом согласовано с форматом кадра и подобрано в соответствии с наиболее удобным углом поля изображения. Выбирать аппарат по величине фокусного расстояния объектива было бы бесполезным занятием, но знать это расстояние и его практическое значение важно.

Автоколлиматор | Измерение фокусного расстояния линзы

Уникальная концепция фирмы OEG обеспечивает высочайшую точность измерений.

Высокая степень автоматизации моторизированных перемещений и обработки измерительной информации обеспечивается программным обеспечением, разработанным фирмой OEG.
Программно контролируемые измерения гарантируют объективность независимо от оператора.
Установки OTS одинаково эффективны как при серийных измерениях в промышленности, так и при индивидуальных измерениях в лаборатории.
Модульная конструкция установки позволяет, по желанию заказчика, оснащать её дополнительными функциями.

Установки обеспечивают измерение следующих параметров для сферической оптики:

— Измерение фокусного расстояние линзы:

  • Эффективное фокусное расстояние EFL (ЭФР)
  • Заднее фокусное расстояние BFL(ЗФР)
  • геометрическое фокусное расстояние FFL (ГФР)

— Радиус R (Р)
— Функция передачи модуляции MTF(МТФ)
— Ошибка центрирования
— Изгиб цилиндрических линз
— Симметрия цилиндрических линз
— Угол наклона оси цилиндричой линзы

OTS может быть доукомплектованa для измерения плоской оптики. Для этого необходим дополнительный механический модуль базирования и программный модуль. Это позволяет измерять плoскопараллелность оптических пластин и призм или отклонение от угла 90° y призм. Если у вас возникли сомнения, отвечает ли оборудование вашим потребностям, пожалуйста, свяжитесь с нами. Доступен широкий выбор функций.

Базовая конфигурация
Основными оптико-механическими компонентами OTS являются:

  • Базовая рама с интегрированным коллиматором;
  • Моторизированный программно управляемый механизм смены образцовых штрихпластин;
  • Измерительная головка, состоящая из электронного автоколлиматора с дополнительными линзами;
  • Моторизированная программно управляемая Z-ось для высокоточного позиционирования измерительной головки.

Автоколлиматор измерительной головки может быть использован, в зависимости от функции измерения, в режиме автоколлимации или как телескоп (в сочетании с измерительным коллиматором). Элементы подсветки оснащены электронным регулятором яркости с целью корректировки отражающих характеристик измеряемого объекта (используя автоколлимацию) или свободной апертуры измеряемой линзы (измерения в проходящем свете). Длина волны освещения может быть адаптирована в зависимости от специальных требований. Точность позиционирования измерительной головки (Z — ось)-5 мкм, разрешение-1 мкм. Таким образом, обеспечивается точное определение плоскости положения изображения. Функция автоматической фокусировки позволяет устранить субъективное воздействие оператора на результаты измерений. Во избежание влияния ошибки базирования линзы на результат измерения,  используется самоцентрирующийся держатель с диаметром зажима до 100 мм, распространенный  в оптической промышленности.

Типы OTS
В основном существуют два стандартных типа: OTS 200 и OTS 500. Главные различия описываются в таблице:

OTS 200 OTS 500
ЭФР коллиматора измерений 200 мм 500 мм
свободная апертура   коллиматора измерений 28 мм 65 мм
диапазон измерений для ЭФР, ЗФР, ГФР, радиуса +/- 600 мм +/- 1200 мм
Z-ось

шариковая направляющая,
ШВП

воздуш. подшипник,
линейный мотор

Базовые функции измерения
Основная система располагает такими функциями измерения, как измерение фокусного расстояния линзы- эффективное фокусное расстояние (ЭФР), заднее фокусное расстояние (ЗФР), граница фокусного расстояния (ГФР), и радиус (Р).
Измерительные принципы в оптической промышленности, как правило, общие. Благодаря электронной обработке и оценке данных, а также автоматической фокусировке обеспечивается предельно высокая точность и достоверность. Более подробную информацию об измерительных принципах можно найти в руководстве пользователя. Поскольку измерения управляются программно, работа с OTS не вызывает никаких трудностей. Разумеется, программное обеспечение работает в соответствии с современными операционными системами и отвечает требованиям каждого пользователя в оптической промышленности. Для отдельных измерений, процессом можно управлять с помощью джойстика.

Измерение ошибки центрирования
Измеряемая линза устанавливается на кромку базирующей трубки, включается вакуум(- 0,6 бар) , линза прижимается к базирующей призме при помощи фрикционного диска, установленного на сервомоторе. Набор базирующих трубок и призм (для различных диаметров линз) поставляется в комплекте с модулем для измерения ошибки базирования. Положения базирующей призмы и фрикционного диска регулируются по трём осям, таким образом они подходят для всех размеров линз. Ошибка центрирования линзы измеряется в проходящем свете при вращении линзы.

MTF измерение
Одним из дополнительных модулей OTS является измерение MTF. MTF может быть измерена на оси горизонтально и вертикально. Кроме того, могут быть измерены функция линейного и краевого распространения и распределение шкалы серых тонов. Для измерения MTF, вместе с соответствующим программным обеспечением поставляется специальный измерительный объектив.

Измерение плоской оптики
С помощью OTS могут быть измерены элементы плоской оптики. Для этой функции измерительная линза не требуется. В отсутствие измерительной линзы OTS работает как коллиматор-телескоп, либо только как автоколлиматор. Контрольное измерение производится без образца. После контрольного измерения образец помещается под измерительный луч. Измеряется плоскостность.

Измерение цилиндрической оптики
Оптическая испытательная установка OTS может быть использована для измерения цилиндрической оптики. Для больших цилиндрических линз она может быть оборудована площадкой X / Y. Помимо стандартных измерительных функций (ЭФР, ОФЗ / ГФР, радиус и MTF), имеются следующие дополнительные измерительные функции:

1. Измерение симметрии (смещения)
Симметрия описывает смещение оптической оси по отношению к механическим осям симметрии цилиндрической линзы.

2. Измерение изгиба
Изгиб описывает угловое смещение цилиндрических осей относительно механической опорной кромки цилиндрической линзы.

3. Измерение угла оси цилиндрической линзы
Это угол между плоской поверхностью и осью цилиндрической линзы.

Основные сведения о фокусном расстоянии | B&H Explora

Первичным измерением объектива является его фокусное расстояние. Фокусное расстояние объектива, выраженное в миллиметрах, — это расстояние от оптического центра объектива (или узловой точки) до плоскости изображения в камере (часто обозначается знаком «Ф» на верхней пластине корпуса камеры), когда объектив сфокусирован на бесконечность. Плоскость изображения в камере — это то место, где вы найдете цифровой датчик или пленочную пластину. Если вы инженер-оптик, это очень важно.Однако фотографу не нужно знать об узловых точках или почему 200-миллиметровый объектив в нашем шкафу имеет длину всего 193 мм, чтобы делать отличные фотографии. Как фотографам нам нужно знать, что фокусное расстояние означает для наших изображений. Когда мы говорим о линзах, фокусное расстояние связано не только с физической длиной линз, линейное измерение представляет угловое поле зрения.

Фокусное расстояние и типы линз

На 35-миллиметровой пленочной камере оказывается, что угол обзора, обеспечиваемый 50-миллиметровым объективом, обеспечивает поле зрения, которое приблизительно соответствует полю зрения человеческого глаза.(Когда мы говорим «35-мм пленочная камера», мы имеем в виду размер кадра пленки, а не фокусное расстояние.) Все мы знаем, что наши глаза имеют широкое поле зрения и что мы также видим объекты на периферии куда мы смотрим — периферическое зрение — но когда вы смотрите через 50-миллиметровый объектив на 35-миллиметровую камеру, то, что вы видите, очень похоже на то, что видит ваш глаз. Таким образом, 50-миллиметровый объектив и линзы размером около 50 мм (скажем, от 35 до 70 мм, мнения разнятся) в совокупности известны как «нормальные» или «стандартные» линзы.

Прежде чем продолжить, мне нужно сказать пару слов о «кроп-факторе». В разных цифровых камерах датчики разного размера. Это вызывает эффективное изменение поля зрения камеры, но не фокусного расстояния данного объектива. Поскольку размер сенсора не зависит от фокусного расстояния, мы часто говорим о различном поле зрения, создаваемом сенсором меньшего размера, как о поле зрения или фокусном расстоянии, эквивалентном 35 мм. Я расскажу о кроп-факторе в следующей статье, но для целей этой статьи мы будем говорить о фокусном расстоянии по отношению к 35-мм пленке или полнокадровому цифровому датчику, поскольку это стандартная базовая линия для обсуждения фокусного расстояния. .

Мы уже говорили, что объектив 50 мм дает нам «нормальную» перспективу поля зрения. А как насчет объективов с разным фокусным расстоянием?

Если объектив короче 50 мм, скажем, объектив 24 мм, то изображение, создаваемое этим объективом, даст фотографу широкоугольную перспективу окружающего мира — шире, чем ваше «нормальное» зрение. Поле зрения объектива шире, чем у стандартного объектива.

Объектив с фокусным расстоянием более 50 мм даст фотографу телеобъектив, создавая впечатление, что вы находитесь ближе к объекту, поскольку поле зрения уже, чем у стандартного объектива.

Просто, правда?

Семейство широкоугольных объективов включает линзы типа «рыбий глаз», которые обеспечивают поле зрения более 180 градусов; намного больше человеческого глаза, включая его периферию, настолько, что, если вы не замечаете этого, вы можете сфотографировать свои ноги в кадре, держа камеру на уровне глаз. Телеобъективы, особенно экстремальные «супертелеобъективы», могут сузить поле зрения до такой степени, как будто вы смотрите через соломинку с содовой, хотя и действительно большую и тяжелую!

Масштабирование и простота

Объективы с постоянным фокусным расстоянием — это объективы с фиксированным фокусным расстоянием.Зум-объективы — это объективы с переменным фокусным расстоянием. Это достигается за счет физического изменения длины линзы, внутренней или внешней.

Что касается фокусного расстояния, вы не можете сказать больше о зуме и простом, но важно знать, что обычно есть оптические компромиссы для удобства зума. Более подробное обсуждение применения объективов с разным фокусным расстоянием и споры между фиксированными объективами и зум-объективами см. В моей статье «Выходя за рамки стандартного объектива.”

дрожание изображения

Одним из «побочных эффектов» фокусного расстояния является дрожание изображения, камеры или объектива. Когда вы держите камеру в руке, независимо от того, насколько устойчивы ваши руки, между руками и механическими элементами камеры, вещи будут двигаться, когда вы нажимаете кнопку спуска затвора. Это движение вызывает размытие изображения в разной степени; иногда не заметно, а иногда, тьфу.

К сожалению, когда вы отваживаетесь на телеобъектив фокусных расстояний, это движение усиливается тем фактом, что поле зрения объектива меньше, чем у широкоугольных или обычных объективов.Поэтому получить резкое изображение на телефото фокусных расстояниях, особенно на экстремальных фокусных расстояниях, сложнее.

Чтобы противодействовать этой дрожи, вы можете стабилизировать камеру на штативе или другой опоре и сократить время открытия затвора. Чем короче выдержка, тем меньше движения будет зафиксировано. Чтобы сохранить ту же экспозицию, вам может потребоваться увеличить размер отверстия диафрагмы или повысить чувствительность ISO.

Общее правило для поддержания достаточной выдержки для данного фокусного расстояния во избежание появления дрожания изображения — просто использовать выдержку меньше 1 / фокусное расстояние.Поэтому вам следует попытаться снимать объектив 300 мм со скоростью затвора меньше 1/300 секунды и отрегулировать диафрагму и / или ISO, чтобы помочь вам достичь этой скорости затвора.

Перспектива

Еще одна вещь, на которую влияют линзы с разным фокусным расстоянием, — это так называемая «перспектива». Проще говоря, широкоугольные объективы искажают сцену, а телеобъективы сжимают обзор.

Сначала вы могли подумать, что для достижения одного и того же поля зрения с объективами с разным фокусным расстоянием все, что вам нужно сделать, это подойти ближе или дальше от объекта.Отчасти это правда, но то, как изменяется ваше изображение, будет очень очевидно, даже если объект примерно такого же размера на изображении, сделанном с помощью широкоугольного объектива, а затем телеобъектива.

Если вы приблизитесь к объекту с широкоугольным объективом, характеристики искажения этого объектива будут искажать объект. Если вы мне не верите, сделайте портрет друга крупным планом с помощью широкоугольного объектива или объектива «рыбий глаз» и спросите, нравится ли ему изображение. Скорее всего, они этого не сделают.

Стандартный объектив обеспечивает наиболее нормальную перспективу данного объекта.

Когда вы снимаете через телеобъектив, вы увидите, как изображение становится практически «плоским». Это означает, что изображение будет иметь меньшую глубину — фон позади вашего объекта будет казаться намного ближе, и ваш портрет будет более лестным для объекта.

Последняя мысль

Опять же, если вы не создаете объектив с нуля, вы, как фотограф, свободны от знания нюансов измерения фокусного расстояния, и вам следует помнить о том, как объективы с разным фокусным расстоянием влияют на то, как ваши изображения выглядят с точки зрения близости. , искажение и перспектива.К счастью, основная часть математических расчетов по этому поводу остается за инженерами!

Если вы все еще жаждете большего, обязательно посмотрите этот выпуск FocusEd, в котором обсуждается фокусное расстояние объектива для фотографов. Вы узнаете, что такое фокусное расстояние, как размер сенсора и фокусное расстояние объектива влияют на угол обзора и многое другое!

«>

Как рассчитать фокусное расстояние линзы

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Карен Дж. Блаттлер

До 1590-х годов простые линзы, появившиеся еще у римлян и викингов, допускали ограниченное увеличение и простые очки.Захариас Янсен и его отец объединили линзы из простых увеличительных стекол для создания микроскопов, и с тех пор микроскопы и телескопы изменили мир. Понимание фокусного расстояния линз имело решающее значение для объединения их возможностей.

Типы линз

Есть два основных типа линз: выпуклые и вогнутые. Выпуклые линзы в середине толще, чем по краям, и поэтому световые лучи сходятся в одну точку. Вогнутые линзы по краям толще, чем в середине, и поэтому световые лучи расходятся.

Выпуклые и вогнутые линзы бывают разных конфигураций. Плоско-выпуклые линзы плоские с одной стороны и выпуклые с другой, в то время как двояковыпуклые (также называемые двояковыпуклыми) линзы выпуклые с обеих сторон. Плоско-вогнутые линзы плоские с одной стороны и вогнутые с другой стороны, в то время как двояковогнутые (или двояковогнутые) линзы вогнуты с обеих сторон.

Комбинированные вогнутые и выпуклые линзы, называемые вогнутыми и выпуклыми линзами, чаще называют линзами с положительным (сходящимся) мениском.Эта линза является выпуклой с одной стороны и вогнутой поверхностью с другой стороны, а радиус на вогнутой стороне больше, чем радиус выпуклой стороны.

Комбинированная выпуклая и вогнутая линза, называемая выпукло-вогнутой линзой, чаще называется линзой с отрицательным (расходящимся) мениском. Эта линза, как и вогнуто-выпуклая линза, имеет вогнутую сторону и выпуклую сторону, но радиус на вогнутой поверхности меньше, чем радиус на выпуклой стороне.

Фокусное расстояние Физика

Фокусное расстояние объектива f — это расстояние от объектива до фокальной точки F .Световые лучи (одной частоты), идущие параллельно оптической оси выпуклой или вогнуто-выпуклой линзы, встретятся в точке фокуса.

Выпуклая линза сводит параллельные лучи к точке фокусировки с положительным фокусным расстоянием. Поскольку свет проходит через линзу, положительные расстояния изображения (и реальные изображения) находятся на противоположной стороне линзы от объекта. Изображение будет перевернуто (вверх ногами) относительно фактического изображения.

Вогнутая линза отклоняет параллельные лучи от точки фокусировки, имеет отрицательное фокусное расстояние и формирует только виртуальные изображения меньшего размера.Отрицательные расстояния изображения формируют виртуальные изображения на той же стороне линзы, что и объект. Изображение будет ориентировано в том же направлении (правая сторона вверх), что и исходное изображение, только меньшего размера.

Формула фокусного расстояния

Для определения фокусного расстояния используется формула фокусного расстояния и требуется знание расстояния от исходного объекта до объектива u и расстояния от объектива до изображения v . Формула линзы говорит, что расстояние, обратное расстоянию от объекта плюс расстояние до изображения, равно обратному фокусному расстоянию f .Математически уравнение записывается так:

\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}

Иногда уравнение фокусного расстояния записывается как:

\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}

, где o обозначает расстояние от объекта до линзы, i обозначает расстоянию от объектива до изображения, а f — фокусное расстояние.

Расстояния измеряются от объекта или изображения до полюса линзы.

Примеры фокусного расстояния

Чтобы найти фокусное расстояние объектива, измерьте расстояния и подставьте числа в формулу фокусного расстояния. Убедитесь, что все измерения используют одну и ту же систему измерения.

Пример 1 : Измеренное расстояние от линзы до объекта составляет 20 сантиметров, а от линзы до изображения — 5 сантиметров. Завершение формулы фокусного расстояния дает:

\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {или} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Уменьшение суммы дает} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}

Таким образом, фокусное расстояние 4 сантиметра.

Пример 2 : Измеренное расстояние от линзы до объекта составляет 10 сантиметров, а расстояние от линзы до изображения составляет 5 сантиметров. Уравнение фокусного расстояния показывает:

\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Then} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}

\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}

Фокусное расстояние линзы, следовательно, составляет 3,33 сантиметра.

Фокусное расстояние измеряется относительно сенсора или объектива?

Фокусное расстояние — это расстояние от точки преобразования до плоскости изображения.Плоскость изображения может быть пленкой или цифровым датчиком.

Чтобы понять фокусное расстояние, представьте, что линза представляет собой точечное отверстие, которое представляет собой фокусное расстояние от датчика. Чем дальше вы отодвинете точечное отверстие (увеличите фокусное расстояние), тем больше будет изображение на датчике.

Однако изображение также становится более тусклым, поскольку тот же свет, который проходит через точечное отверстие, распространяется на большую площадь. Если вы удвоите фокусное расстояние, то объекты на изображении удвоятся по длине и ширине .Это означает, что они занимают в 4 раза больше площади изображения. Поскольку один и тот же свет распространяется по площади в 4 раза, результат становится в 4 раза более тусклым. Яркость обратно пропорциональна квадрату фокусного расстояния.

Теперь представьте, что вы компенсируете затемненность из-за удвоенного фокусного расстояния, увеличивая точечное отверстие. (Это также делает изображение более размытым, но не в этом суть.) Вам нужно будет увеличить площадь точечного отверстия в 4 раза, что означает, что вы сделаете его диаметр вдвое больше.

Если вы следили за всем этим, вы можете видеть, что для измерения яркости проекции линзы вы берете отношение диаметра к фокусному расстоянию. Это именно то, что такое числа диафрагмы. «f / 8» буквально означает, что диаметр — это фокусное расстояние, деленное на 8. Объективы 50 мм и 200 мм, установленные на f / 8, будут проецировать любую часть сцены, которую они показывают, с одинаковой яркостью. 50 мм покажут более широкий вид, спроецированный на тот же датчик. Эффективное отверстие объектива 200 мм будет в 4 раза больше диаметра объектива 50 мм.

Настоящие линзы все еще можно рассматривать как точечные отверстия для понимания фокусного расстояния и диафрагмы. Особенность линз со всеми этими стеклянными элементами заключается в том, что они создают резкое изображение сцены на определенном расстоянии в соответствии с настройкой фокуса. Эти линзы дают резкий фокус на одном расстоянии и хуже на другом. Точечные отверстия одинаково резкие или нерезкие на всем диапазоне расстояний.

Простое руководство по использованию и пониманию объективов камеры

2.1 короткое ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ

Сжать пространство

Более длинные фокусные расстояния сжимают изображение, заставляя задний план казаться ближе к объекту. Это сжатие также приводит к тому, что объекты (или акторы), находящиеся друг за другом, оказываются ближе друг к другу, чем они есть на самом деле.

По сути, вы можете создать небольшую глубину резкости и «сгладить» объекты и их фон, снимая с большого расстояния объективом с большим фокусным расстоянием. Это форма искажения, известная как сжатие линзы.

Вы можете сжать пространство для достижения следующих результатов.

Build Suspense

Этот клип из Tinker Tailor Soldier Spy является сильно преувеличенным примером, поскольку они использовали невероятно большое фокусное расстояние 2000 мм. Наиболее часто используемые длинные телеобъективы имеют максимальную длину около 300 мм.

В этом видео подчеркивается, что большое фокусное расстояние можно использовать для интересных творческих приложений, например, для создания ощущения опасности в этой сцене.

Однако он также выполняет практическое применение, манипулируя перспективой и позволяя опасным спецэффектам, последовательностям действий или, возможно, приземляющимся самолетам находиться дальше, чем они кажутся, устраняя риск для актеров.

Фокусное расстояние и малая глубина резкости в Tinker Tailor Soldier Spy

Создайте интимность

Еще одно приложение для сжатия линз — сделать два персонажа ближе друг к другу и, следовательно, сделать снимок более интимным, как в этой сцене из года. Офис.

Если вы посмотрите на разницу между двумя кадрами в сцене, то кадры с более длинным объективом заставят Холли и Майкла почувствовать себя намного ближе, что уместно в контексте.

Фокусное расстояние и сжатие объектива в офисе

На этом кадре Майкл воссоединяется с Холли. Теперь они просто друзья, но он пытается ухаживать за ней. Этот снимок устанавливает сцену, но также имеет некоторый уровень интимности — как вы могли заметить, создатели фильма использовали большое фокусное расстояние, чтобы изолировать Майкла и Холли и заглушить другие отвлекающие факторы — их взаимодействия здесь находятся в центре внимания.

Фокусное расстояние и малая глубина резкости в офисе

Создатели фильма продолжают использовать здесь длинный объектив, благодаря чему Холли и Майкл кажутся еще ближе, чем в предыдущем кадре.Очень уютный образ. В финальном кадре создатели фильма увеличивают масштаб еще больше. Обратите внимание на размытый фон.

Фокусное расстояние усиливает интимность в офисе

Похоже, Холли и Майкл плечом к плечу. Интимный момент и намерения Майкла продаются в том, как он смотрит на нее, когда она хватает и ест свою клубнику.

Если вы посмотрите эту сцену, становится ясно, что он все еще любит ее. Кадр помогает наглядно донести эту информацию до аудитории.

Станьте вуайеристом

Более длинные фокусные расстояния изолируют объект от фона. Эта точка зрения сильно отличается от того, как мы обычно воспринимаем мир.

Из-за этих эффектов более длинная линза может создать ощущение, что за персонажем шпионят (особенно в сочетании с другими методами).

Это может быть буквально, или сделано так, чтобы у аудитории было ощущение, что они смотрят приватный момент.

Длинное фокусное расстояние в короткометражном фильме: Sacramentum

В этом кадре из короткометражного фильма Sacramentum комбинация приемов создает ощущение, что происходит что-то таинственное.

В частности, культист затащил человека в лес для принесения в жертву. Глядя на человека, находящегося без сознания, сверху (как камера видеонаблюдения), с длинным объективом (как бинокль) и с объектами на переднем плане (как если бы кто-то наблюдает) — все это усиливает это ощущение.

2,2 длинное ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ

Увеличить пространство

Более широкие фокусные расстояния увеличивают расстояние между объектами. Другими словами, они на самом деле принимают обычную перспективу: объекты становятся больше по мере приближения и меньше по мере приближения, и это различие усиливается.

Используйте широкое фокусное расстояние для следующих целей.

Enrich setting

Вот пример того, как широкоугольные объективы расширяют пространство. Посмотрите трейлер The Favorite ниже и посчитайте, во сколько раз более широкие фокусные расстояния (и даже снимки с объективом «рыбий глаз») обогащают мир Англии начала 18 века.

Посмотрите, как объектив «рыбий глаз» расширяет пространство в трейлере к фильму «Фаворит».

Далекие объекты кажутся еще меньше, а более близкие — даже крупнее, чем они обычно кажутся человеческому глазу.

Сюда входит отображение более удаленного фона по сравнению с обычным и длинным фокусным расстоянием. Это часто используется для пейзажа и архитектуры, поскольку он усиливает существующие формы и ведущие линии изображения для создания визуального интереса.

Изолировать персонажей

Поскольку более широкое фокусное расстояние преувеличивает размер объектов, близких к кадру, это может дать аудитории ощущение, что они находятся рядом с вашим персонажем, вблизи и лично.

Широкое фокусное расстояние передает изоляцию в научно-фантастическом микропленке.

Это более объективная перспектива для зрителей, потому что такая перспектива похожа на сидение рядом с другом.

Использование длинного объектива сделало бы черты его лица более плоскими, создавая у зрителей впечатление, будто они наблюдают за ним издалека, а не переживают вместе с ним события.

Это довольно тонкая разница, но все ваши небольшие визуальные предпочтения будут учтены. Фактически, вы можете добиться противоположного эффекта — заставить вашего персонажа казаться одиноким — используя широкоугольный объектив, чтобы преувеличить восприятие пространства, в котором он находится, и заставить его казаться маленьким.

2.3 ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ: ТВОРЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ

Действие захвата

Более длинные фокусные расстояния преувеличивают поперечное движение.То есть движение перпендикулярно камере будет усилено за счет увеличения воспринимаемой скорости объекта по сравнению с его фоном.

Почему это?

Причина номер один заключается в том, что из-за сжатия пространства с более длинными фокусными расстояниями кажется, что объект в кадре движется быстрее по отношению к его фону.

Мы не можем объяснить это лучше, чем показав вам эту великолепную сцену из фильма « Fast & Furious ». Создатели фильма используют эту технику бокового действия на протяжении всего фильма, но в этой конкретной сцене есть несколько отличных примеров.

Определение фокусного расстояния постоянно меняется в Fast & Furious

Другая причина заключается в том, что из-за увеличения более длинных объективов даже малейшее движение оператора камеры может быть сильно преувеличено. В сочетании с визуальным сжатием это приводит к дрожанию камеры, что может быть желательным эффектом, создающим ощущение срочности и энергии.

Тем не менее, им легко злоупотреблять, и при чрезмерном использовании он может слишком дезориентировать аудиторию, так что имейте это в виду.

2.4 ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ в движении

Преувеличенное движение

Широкие линзы и более короткие фокусные расстояния увеличивают восприятие скорости, когда объект движется к камере или от нее.

Это своего рода побочный эффект от того факта, что широкие линзы увеличивают расстояние между объектами. Поскольку более близкие объекты кажутся крупнее, чем шире ваш объектив, тем быстрее объект увеличивается в кадре по мере приближения.

Размер линзы усиливает преследование в Minority Report

Это увеличивает восприятие скорости, когда что-то движется в сторону или в сторону камеры.Поскольку широкоугольный объектив увеличивает расстояние до камеры, для создания более интенсивного эффекта движения к камере или от нее вам необходимо использовать широкоугольный объектив.

Дополнительным эффектом широкоугольных объективов является то, что они сводят к минимуму восприятие дрожания камеры, тем самым сглаживая снимок.

Широкоугольные объективы можно использовать для преувеличения следующего.

Скорость персонажей

Погоня за ногами снова является отличным примером того, как использовать широкоугольные линзы в ваших интересах. Если вы хотите показать злодея, преследующего вашего героя по коридору, вы можете заставить его движения казаться быстрее, чем они, с помощью этой техники.

Пробежка фокусного расстояния в No Way Out

Это не только делает сцену более захватывающей, но и повышает ставки для вашего героя, потому что вы почти чувствуете, что он не может сбежать.

Движение предметов

Конечно, преувеличение стремительного приближения человека — не единственное применение. Он работает практически со всем, включая автомобили.

Фокусное расстояние в фокусе в американском граффити

Если что-то вроде автомобиля приближается к аудитории на большой скорости, это добавляет интенсивности вашей сцене.

Черты лица

Поскольку длинные и широкие линзы сжимают или преувеличивают восприятие того, насколько близко объект находится в кадре, это также влияет на то, как лица выглядят в кадре.

Например, черты лица будут пропорционально выровнены или «сглажены» более длинными линзами. С другой стороны, более широкие линзы имеют тенденцию преувеличивать черты лица или, по крайней мере, то, что ближе всего к линзе в данный момент.

Конечно, если ваш объект находится довольно далеко от камеры, этот эффект не будет очень заметен, если вообще будет, но если объект находится близко, он окажет значительное влияние на ваше изображение.

2.5 ИЗМЕНИТЬ ПЕРСПЕКТИВУ

Перемещение камеры

Когда вы добавляете движение камеры, все становится более сложным, поскольку вы затем меняете перспективу аудитории, физически изменяя близость к объектам, предметам и фону.

Возможно, вы захотите снять в своем следующем проекте крупный кадр с отслеживанием движения, а это значит, что вы будете перемещать камеру вместе с объектом.

Подумайте о том, как вы хотите, чтобы зритель чувствовал себя, а затем определите фокусное расстояние, стабильность камеры, скорость движения и производственный дизайн, чтобы вызвать это желаемое ощущение.Чем продуманнее, тем лучше результат.

Перемещайте камеру и используйте разные объективы, чтобы рассказать свою историю.

В зависимости от того, какой объектив вы используете, ваше изображение будет меняться в соответствии с эффектом, создаваемым фокусным расстоянием.

Вот почему так важно изучить различные эффекты, которые фокусное расстояние оказывает на ваше изображение и, в конечном итоге, на вашу аудиторию.

Когда вы знаете, как использовать доступные вам инструменты, вы можете использовать их для своих целей, например, для создания комедийного эффекта.

Уникальная техника, использующая силу фокусного расстояния и движения камеры, — это знаменитый эффект «головокружения», популяризированный такими режиссерами, как Альфред Хичкок, а затем Стивен Спилберг.

Масштабирование и фокусное расстояние Dolly могут вызвать головокружение

Причина, по которой этот эффект возможен, заключается в том, что он использует взаимосвязь между тем, как объектив сжимает изображение, и физическим движением камеры в унисон для искажения визуальной перспективы.

Еще одно применение — культовый снимок «Бейхема», который добавляет драматичности кадру.

Создает параллаксное движение и глубину за счет движения объекта в направлении, противоположном направлению движения камеры, с помощью длинного объектива, который преувеличивает движение.

Фон, кажется, проносится мимо актера из-за сжатия изображения.

Майкл Бэй использует фокусное расстояние, чтобы приблизить «Бейхема»

Ваша камера и объектив — это зрители. Ваша аудитория видит не больше и не меньше того, что вы им показываете.Крайне важно, чтобы, рассказывая свою историю, вы учитывали все аспекты визуального повествования для вашего фильма.

Важны все те небольшие творческие варианты повествования, которые вы делаете для каждого изображения в своем фильме. Эти небольшие выборы объединяются в мощные эффекты, которые ваша аудитория почувствует по мере того, как ваша история разворачивается перед ними.

Бонус для бесплатной загрузки

Скачать бесплатно

Объективы для фотоаппаратов

Объективы каждого типа обладают особыми качествами и визуальными характеристиками, которые должен понимать каждый создатель изображений.Загрузите нашу БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу, чтобы получить подробные объяснения по основным и зум-объективам, анаморфным и сферическим объективам, широкоугольным, стандартным, телеобъективам и даже специальным объективам, которые рассказывают немного разные истории.

UP NEXT

Понимание глубины резкости

Теперь, когда вы лучше разбираетесь в фокусных расстояниях, ознакомьтесь с нашей статьей The Essential Guide to Depth of Field.

Глубина резкости и фокусное расстояние — одни из самых мощных визуальных инструментов для любого режиссера, независимо от того, снимаете ли вы музыкальные клипы, телешоу или онлайн-контент.

Наверх Следующее: Руководство по глубине резкости →

Калькулятор фокусного расстояния

Калькулятор фокусного расстояния — это простой инструмент, который упрощает процесс вычисления увеличения , фокусного расстояния и угла обзора .

Съемка объекта на расстоянии может оказаться сложной задачей — мы поможем вам подобрать правильное фокусное расстояние для создания изображения, которое идеально соответствует размеру сенсора вашей камеры . 📷

В приведенной ниже статье мы научим вас, как найти фокусное расстояние, познакомимся с уравнением объектива и поговорим о нескольких основных принципах фотографии и выборе объектива.

Какое фокусное расстояние?

Фокусное расстояние — одно из основных значений фотографического объектива. Производители обычно указывают миллиметров (мм) .

Фокусное расстояние описывает расстояние между задней главной точкой и датчиком — другими словами, это пространство, начинающееся от центра линзы, до точки, где световые лучи сходятся в фокусной точке (чтобы сформировать резкое изображение на поверхности цифрового сенсора или 35-мм пленки).

Двояковыпуклая линза — поведение световых лучей из точки фокусировки.
Кредит: Kvr.lohith, CC BY-SA 4.0, через Wikimedia Commons.

💡 Фокусное расстояние можно определить, только если объектив сфокусирован на бесконечность .

🖼️ Благодаря фокусному расстоянию мы можем рассчитать угол обзора — эта переменная информирует нас о размере сцены, которая будет снята. Чем шире угол, , тем большая часть сцены может быть передана на датчик и видна на фотографии.Благодаря опции угла обзора нам особо не нужно дополнительное поле зрения Калькулятор — у нас все готово!

🔍 Благодаря нашему калькулятору фокусного расстояния объектива вы также можете найти увеличение — оно позволяет нам измерить, как размер объекта изменяется при переносе в фотографию.

Все еще жаждете знаний? Попробуйте другие наши калькуляторы линз:

Как пользоваться калькулятором фокусного расстояния?

Наш калькулятор уравнения линзы имеет простую структуру; заполните не менее трех полей для получения результатов.

  • Типичный размеров изображения :

    • 3,6, 4,8, 5,8, 6,4, 8,8, 12,8 мм,
    • или 1/4, 1/3, 1 / 2,5, 1/2, 2/3, 1 дюйм.

    (Эй, если вы все еще не знакомы с другими единицами измерения, попробуйте наш инструмент для преобразования длины 😉)

  • Расстояние до объекта измеряется от передней главной плоскости объектива до самого объекта.

💡 Помните, наши калькуляторы работают в обоих направлениях .Ваш результат может просто стать очередным запросом!

Линза, которая заставляет объекты казаться маленькими, будет иметь малое увеличение — с другой стороны, линза, увеличивающая изображение, будет иметь большое увеличение .

Как рассчитать фокусное расстояние?

Определение фокусного расстояния — простая и очень необходимая способность; следуйте нашему простому руководству по , чтобы найти все подробности этих расчетов !

  1. Типичная формула фокусного расстояния выглядит следующим образом:

    1 / Фокусное расстояние = 1 / Расстояние до изображения + 1 / Расстояние до объекта ,

    где:

    • Расстояние до изображения и Расстояние до объекта указано в мм.
  2. А вот преобразованное уравнение, которое мы используем:

    Фокусное расстояние = (Расстояние до объекта / ((1 / Увеличение) + 1)) * 1000 ,

    где:

    • Расстояние до объекта указано в мм; и
    • Увеличение не имеет единицы.
  3. Чтобы скопировать калькулятор увеличения объектива , вам понадобится следующее уравнение (посмотрите внимательнее — оно также может служить формулой расстояния до изображения !):

    Увеличение = Размер изображения / Размер объекта = - (Расстояние до изображения / Расстояние до объекта) ,

    где:

    • Размер объекта — реальный размер объекта, выраженный в миллиметрах; и
    • Размер изображения — размер цифрового сенсора фотокамеры или 35-мм пленки, выраженный в миллиметрах.
  4. Чтобы рассчитать угол обзора , вам нужно использовать самое сложное уравнение из всех:

    Угол обзора = (180 / π) * 2 * aTan (Размер изображения / (2 * Фокусное расстояние * (Увеличение + 1))) ,

    где:

    • aTan (x) означает арктангенс, описанный как арктангенс функции x (в радианах).

Что такое фокусное расстояние в фотографии?

Эдгар Сервантес / Android Authority

Фотография полна замысловатых терминов и сложной науки, но мы здесь, чтобы объяснить вам все проще.Сегодня мы делаем упор на фокусное расстояние. Этот термин часто встречается, особенно когда вы смотрите на линзы, поэтому вы должны с ним ознакомиться.

Не пропустите: Вы должны знать термины в фотографии


Что такое фокусное расстояние?

Проще говоря, фокусное расстояние — это расстояние между датчиком камеры (или пленкой) и точкой схождения объектива.

Самое сложное — понять, где находится точка конвергенции (также известная как оптический центр). Когда световые лучи попадают в линзу, они проходят сквозь стекло и изгибаются, чтобы сходиться в одной точке.В этой точке собираются световые данные для формирования четкого изображения для записи датчиком. Производители измеряют фокусное расстояние до бесконечности, чтобы сохранить стандарт.

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах. У 50-миллиметрового объектива точка схождения находится на расстоянии 50 мм (или 5 см) от датчика.

На приведенном выше графике точка схождения отмечена буквой «F», а фокусное расстояние — «ƒ».


Как выбрать правильное фокусное расстояние

Мы можем сидеть здесь и объяснять различные элементы объектива и всю науку, стоящую за стеклом, но в конечном итоге важно то, как фокусное расстояние влияет на вашу способность снимать изображение.Это очень важно, когда вы пытаетесь выбрать, какой объектив использовать или купить.

Фокусное расстояние определяет, насколько вы «увеличены». Эдгар Сервантес

Чем меньше фокусное расстояние, тем меньше объект, а при большем — его увеличивают. Кроме того, у него большее поле зрения, которое определяет, насколько большую область вы можете сфотографировать. Проще говоря, он определяет, насколько вы «увеличены». Вы должны выбрать меньшее фокусное расстояние, чтобы снимать пейзажный снимок, и большее, чтобы сфокусироваться на дереве вдалеке.

Типы линз:

  • Сверхширокоугольный: 24 мм и меньше
  • Широкоугольный: 24-35 мм
  • Стандарт: 35-85 мм
  • Телеобъектив: 85 мм и более

Как это влияет на боке

Эдгар Сервантес / Android Authority

Вы видели эти прекрасные фотографии с объектом в фокусе и размытым фоном. Этот эффект размытия известен как боке и вызван малой глубиной резкости. Больше всего за это благодарит диафрагму, но большее фокусное расстояние также уменьшает глубину резкости и изолирует объект с великолепным боке.

Большое спасибо за боке благодаря диафрагме, но фокусное расстояние не менее важно. Эдгар Сервантес

Согласно приведенному выше определению, фокусное расстояние остается неизменным независимо от размера сенсора. Что изменится, так это то, как будет выглядеть изображение.

Полнокадровая матрица имеет размер 35 мм, стандарт, который был взят из размера пленки. Все, что меньше 35 мм, считается «датчиком урожая». Меньший датчик будет записывать меньшее изображение, что, по сути, делает фотографию более увеличенной.

Большинство сенсоров с кадрированной рамкой имеют кроп-фактор около 1,6x. Это означает, что объектив 50 мм на камере с датчиком кадрирования будет выглядеть как объектив 80 мм на полнокадровой камере.

Чтобы рассчитать эквиваленты фокусного расстояния, сначала необходимо определить кроп-фактор сенсора. Для этого нужно разделить длину диагонали полнокадрового сенсора (43,27) на длину диагонали сенсора. Затем вы можете умножить кроп-фактор на фокусное расстояние, чтобы получить эквивалент датчика кропа.


Понимание этой концепции и ее влияния на фотографии будет иметь решающее значение для вашего продвижения в фотографии.Этого поста должно быть достаточно, чтобы вы начали, но помните, что фотография — это все, что нужно для практического применения. Экспериментируйте!

Хотите узнать больше о фотографии? Ознакомьтесь с приведенными ниже ссылками!

У нас также есть много рекомендаций для тех, кто хочет приобрести новое фотооборудование!

Основное руководство по фокусному расстоянию видеокамеры

Выбор фокусного расстояния для каждой снимаемой сцены — огромное творческое решение. Он определяет, какая часть сцены попадет в кадр, насколько близко аудитория будет чувствовать себя к объектам и какого типа размытие фона вы сможете добиться.Выбор правильного фокусного расстояния объектива так же важен, как и выбор качества света и цветовой градации для внешнего вида вашей работы. Если это вас немного утомляет, не волнуйтесь: вот вам объяснение фокусного расстояния.

Что такое фокусное расстояние?

Фокусное расстояние измеряет расстояние от оптического центра объектива, где сходятся световые лучи, до сенсора или пленки в камере. Он измеряется в миллиметрах, и чем больше число, тем длиннее линза или фокусное расстояние.(Это может показаться очевидным, но, учитывая принцип работы диафрагмы, это стоит подтвердить.)

Чем длиннее ваш объектив, тем уже будет ваш угол обзора, а это означает, что меньшая часть сцены попадет в кадр, но ваш объект будет казаться больше.

Объективы

Prime имеют фиксированное фокусное расстояние, например 35 мм или 50 мм. С другой стороны, зум-объективы могут охватывать диапазон фокусных расстояний, например 18-35 мм или 70-200 мм.

Не путайте фокусное расстояние с фокусным расстоянием.Фокусное расстояние — это расстояние от объекта до объектива. Все объективы имеют минимальное расстояние фокусировки, определяющее, насколько близко вы можете подойти к объекту, прежде чем ваш объектив перестанет фокусироваться на нем.

Поле зрения и угол обзора

Вы услышите, как люди говорят как об «угле зрения», так и о «поле зрения» относительно фокусного расстояния. Это не совсем одно и то же, но они очень похожи, и по этой причине их часто используют как взаимозаменяемые.

Оба они относятся к тому, насколько ваш объектив может «видеть».Поле зрения — это то, какую часть сцены вы можете попасть в кадр. Вы можете думать об этом как о горизонтальном расстоянии, которое ваш объектив может зафиксировать слева направо. Угол обзора — это точное измерение в градусах того, что ваш объектив может «видеть». Как и следовало ожидать из названия, широкоугольный объектив имеет более широкий угол обзора, чем телеобъектив.

Фокусное расстояние мм

Угол обзора

Рыбий глаз, около 15 мм

180º

11

117.1º

14

104,3º

16

96,7º

24

73,7º

35

54,4º

50

39,6º

85

23,9º

100

20.4º

150

13,7º

200

10,3º

300

6.9º

400

5.2º

500

4,1º

600

3,4º

800

2.6º

1000

2,1º

Объектив 50 мм на датчике 35 мм будет иметь угол обзора 39,6 °; фокусное расстояние 24 мм имеет угол обзора 73,7 °; угол обзора для фокусного расстояния 200 мм составляет 10,3 °.

Полнокадровый датчик и датчики кропа

Когда мы говорим о фокусном расстоянии объектива, в большинстве случаев мы предполагаем, что объектив используется с полнокадровым датчиком 35 мм. Однако, если ваша камера оснащена датчиком кадрирования, установка объектива 50 мм не даст вам того угла обзора, который вы ожидаете от объектива 50 мм на датчике 35 мм.Таким образом, датчик меньшего размера эффективно увеличит фокусное расстояние и уменьшит угол обзора.

Если вы используете камеру с датчиком кадрирования, вы можете рассчитать эквивалентное фокусное расстояние объектива, умножив его на коэффициент кадрирования датчика. Например, датчики Canon APS-C имеют кроп-фактор 1,6. Следовательно, объектив с фокусным расстоянием 50 мм будет иметь эквивалентное фокусное расстояние 80 мм. Многие объективы, изготовленные специально для беззеркальных камер, будут продаваться с их фактическим фокусным расстоянием и иметь 35-миллиметровый эквивалент, указанный в спецификации.

Широкоугольные объективы

У широкоугольных объективов

фокусное расстояние меньше размера диагонали сенсора вашей камеры. Обычно они колеблются от 23 до 35 мм. Менее 23 мм называется сверхширокоугольным объективом.

Обычные или стандартные линзы

Нормальные линзы называются нормальными, потому что они считались наиболее близкими к тому, как человеческий глаз видит мир. Расчет фокусного расстояния для объектива с нормальным расстоянием ничем не отличается от измерения диагонали сенсора вашей камеры.Для сенсора 35 мм это 43 мм. Нормальный (или стандартный) объектив составляет от 35 до 70 мм.

Телеобъектив

Объектив с фокусным расстоянием более 70 мм — это телеобъектив, поэтому их часто называют длинными объективами.

Преувеличение

Широкоугольные объективы усиливают ощущение пространства в кадре. Они создают впечатление, будто объекты находятся дальше друг от друга, чем они есть на самом деле, и подчеркивают глубину сцены. Широкоугольные объективы также увеличивают размер: маленькие объекты на заднем плане будут казаться меньше обычных, а более крупные объекты на переднем плане будут выглядеть неестественно большими.Если вы снимаете человека, находящегося очень близко к камере, с помощью широкоугольного объектива, его нос и подбородок будут выглядеть комично большими.

Полезный совет: если у вас маленькая комната и вы хотите создать впечатление, что она больше, используйте широкоугольный объектив.

Не заставляя персонажей казаться слишком большими, поднося к ним широкоугольный объектив, вы можете привить своей аудитории чувство близости. Вместо того, чтобы быть наблюдателями, зрители будут чувствовать себя участниками сцены.

Сжатие

Там, где широкоугольные объективы могут усилить ощущение пространства в сцене, телеобъективы делают наоборот: они создают эффект сжатия. Телеобъективы показывают, что фон ближе к объектам или объектам в сцене, чем они есть на самом деле, что фактически сглаживает его. Они также могут показать персонажей как более близких друг к другу, что может подчеркнуть их близость. Объекты на заднем плане могут выглядеть примерно того же размера, что и объекты на переднем плане.Но в то время как широкоугольный объектив может приблизить аудиторию к объектам, телеобъектив может сделать это издалека. Это может заставить зрителей почувствовать себя наблюдателями или даже вуайеристами.

Часто думают, что телеобъективы «имеют» меньшую глубину резкости, чем более широкие объективы. Это не совсем так. Что делают телеобъективы, так это увеличивают объект в сцене, что делает фон более размытым, обеспечивая небольшую глубину резкости.

Движение и фокусное расстояние

Если вы хотите увеличить воспринимаемую скорость, когда кто-то или что-то движется к камере или от нее, используйте широкоугольный объектив.Например, автомобиль, несущийся к камере на скорости, заставит зрителей сидеть на краю сидений, если вы снимаете это с помощью широкоугольного объектива. Для лучшего ощущения скорости движения человека или объекта по экрану используйте телеобъектив.

Если вы планируете использовать отслеживающий снимок в сцене, фокусное расстояние, которое вы используете с ним, а также скорость и направление движения, изменит ваши ощущения. Если вы не уверены, попробуйте!

Прайм или зум?

У фиксированных и зум-объективов есть свои плюсы и минусы.Самым большим преимуществом зум-объектива является универсальность, заключающаяся в том, что он обеспечивает широкий диапазон фокусных расстояний. Но объективы с постоянным фокусным расстоянием обычно намного резче и имеют более широкую диафрагму, что может быть очень полезно при съемке в условиях слабого или естественного освещения, так что вам не нужно выбирать слишком высокое значение ISO.

Какое фокусное расстояние мне следует использовать?

На этот вопрос нет правильного или неправильного ответа. Фокусное расстояние, которое вы должны использовать, зависит от того, насколько близко вы хотите, чтобы аудитория чувствовала себя к персонажам; насколько близко вы хотите, чтобы предметы приближались друг к другу; как вы хотите, чтобы фон выглядел; и сколько ощущения пространства вы хотите в сцене.Кроме того, многие из ваших вариантов фокусного расстояния зависят от того, как вы видите мир. Вам нравится смотреть на картину в целом или на более мелкие детали? Эти предпочтения также могут повлиять на ваш выбор линз.

Далее объясняется фокусное расстояние.

О Даниэле

Даниэла — писатель и редактор из Великобритании. С 2010 года сфокусировалась на фотографии. За это время она написала три книги и внесла свой вклад во многие другие, работала редактором на двух веб-сайтах, написала тысячи статей для многочисленных публикаций, как в печатных, так и в Интернете, и руководит школой фотокритики.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *