Фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения- это параметр 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:
- Фокусное расстояние объектива;
- Угол обзора объектива;
- 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:
- На каком расстоянии находится объект наблюдения;
- Физического размера матрицы;
- 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:
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 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.
Формат матрицы 1/4″ | Формат матрицы 1/3″ | Формат матрицы 1/2.5″ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 .
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»
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние — это расстояние от оптического центра объектива до точки фокусировки (в мм), т.е. до плёнки (матрицы), где образуется резкое изображение объекта. Например, фокусное расстояние 50, или 120 мм. А в чём, собственно, разница? Разница заключается в выборе границ кадра. Посмотрим, какие снимки можно сделать из одной и той же точки съёмки: фотограф не перемещается, а меняет фокусное расстояние объектива (или меняет на фотокамере сами объективы).
фокусное расстояние 24 мм, 30 мм, 50 мм, 120 мм, 180 мм, 300 мм
съёмка велась с расстояния 15-17 метров (из окна 4 этажа обычной пятиэтажки), использовались 2 объектива: широкоугольный зум от Pentax, и длиннофокусный советский объектив Гранит-11м
 |
 |
|
 |
 |
 |
В общем, всё не сложно: чем больше мы увеличиваем фокусное расстояние, тем больше мы приближаем объект фотосъёмки (или, наоборот, уменьшаем). Ещё проще: то, что более 50 мм, мы увеличиваем, всё что менее 50 — уменьшаем. И, совсем просто: фокусное расстояние 100 мм — это 2-х кратное увеличение, 180 мм — увеличение в 3.6 раза. Проще некуда. Но почему точкой отсчёта выбрано именно 50 мм? Принято считать — такое фокусное расстояние соответствует углу зрения человеческого глаза (на самом деле периферийное зрение глаз охватывает гораздо больший угол). А ещё считают, что стандартный объектив имеет фокусное расстояние 50 мм, поскольку это близко к диагонали плёночного кадра (43 мм). Не ищите в этом сложностей. Иногда их создают только для того, чтобы затем успешно преодолевать:)
Как узнать фокусное расстояние объектива
Это уже рассматривалось в статье "объективы", повторим для тех, кто зашёл сюда с других страничек.
Как узнать фокусное расстояние? Очень просто. Фокусное расстояние указывается на оправе объектива, рядом указывается его светосила. На фотографии слева мы видим старый советский Гелиос 44к-4, который имеет фокусное расстояние 58 мм, а светосилу f2 (обозначена 1:2). Фокусное расстояние я указал на фотографии жёлтой стрелочкой.
Что ещё можно рассказать про объектив, глядя на его обозначения? Немного.
Эта модель Гелиоса имеет байонетное крепление "К" (пойдёт под зеркалку Pentax без всяких адаптеров), многослойное просветление, постоянное фокусное расстояние 58 мм, светосилу f2, посадочную резьбу для светофильтров - М52x0,75, сам объектив выпускался для фотоаппаратов Зенит с байонетом "К" на Красногорском механическом заводе, о последнем говорит значок призмы с преломлённым лучом... Можно, конечно, рассказать про данную оптику значительно больше, чем говорят её обозначения — но это выходит за рамки статьи про фокусное расстояние...
Что такое зум
Я уже упоминал в статье "Как выбрать фотокамеру" о том, что в магазинах нередко упоминают эту характеристику. Собственно, что такое зум? Зум — это объектив с переменным фокусным расстоянием, он же "трансфокатор", он же "вариообъектив" — названий много, а смысл один. А если точнее, полное отсутствие такового:) Например, имеем типичное фокусное расстояние объектива 28-55 мм. Делим 55 на 28 и получаем примерно цифру 2. Это значит 2х-кратный зум:) Цифра эта не несёт абсолютно никакой пользы, поскольку, например, объектив с переменным фокусным 100-200 мм тоже имеет 2х-кратный зум, но это совершенно разные объективы, с разным углом зрения и для совершенно разных задач. В этом плане полезной характеристикой является только фокусное расстояние, посему вернёмся к изучению оного, а маркетинговое слово зум забудем, или станем использовать его не для бессмысленных расчётов, а только для обозначения объектива-трансфокатора. Поэтому:
Зум — это объектив, имеющий переменное фокусное расстояние. И не более того!
Зум, конечно, удобен, но в минусе на длинном конце зума светосила почти всегда падает (особенно у дешёвой оптики). Например, на объективе компакта указано 5.8-24/2.8-4.8. Две последних цифры означают светосилу объектива, на коротком конце она будет 2.8, на длинном, соответственно, меньше — 4.8. Т.е. при увеличении фокусного расстояния светосила будет падать! Поэтому один небольшой совет: не стоит гнаться за огромным зумом! Есть цифрокомпакты (читаем — маленькая матрица!), с 20-30-кратным (и даже более) зумом. И вот тут, при съёмке на длинном конце зума, диафрагма объектива резко закрывается, света в итоге поступает меньше. Это значит, что короткие выдержки станут недоступны, а снимать на длинных (не используя штатив) приведёт к шевелёнке и смазанным снимкам; либо автоматика (или вы) в ответ повышает светочувствительность матрицы, т.е. увеличивает сигнал на ней, и маленькая матрица фотокамеры шумит, а что в итоге? Отвратительные снимки. Поэтому, выбирайте 3-4 кратный зум, иначе, если не собираетесь работать со штативом, это будут выкинутые на ветер деньги!
Не зум является фикс объективом, он же фикс-фокал, он же дискретник... я ничего не упустил? Да! Он же объектив с постоянным фокусным расстоянием:) Фикс вы уже видели на картинке Гелиоса выше. Когда-то все объективы были фиксами, первые зумы появились в 60-х годах прошлого века, например, объектив Рубин 1ц, фокусное расстояние 37-80, светосила 2.8, являлся штатным объективом для фотоаппарата "Зенит-6".
Зумы того времени имели интересную характерную особенность — они не теряли фокусировку при изменении фокусного расстояния! Современные объективы лишены этого: увы, наводиться на резкость нужно каждый раз после зуммирования... А сделана эта гадость во имя удешевления продукции. Автофокус, конечно, помогает, но если необходима ручная фокусировка (а она бывает необходима!), то можно лишь позавидовать чудесам старинной механики (а главное — отношению к делу).
Фокусное расстояние в 35 мм эквиваленте (ЭФР)
Различают два фокусных расстояния — реальное, и эквивалентное камерам 35 мм формата. Реальное указывается на объективе, эквивалентное в природе не существует, оно рассчитывается. Зачем такие сложности и для чего это нужно? Дело в том, что у плёночных камер (35 мм формата) размер кадра одинаков: 24 х 36 мм, и потому сравнивать их объективы было легко. Если у одной камеры фокусное расстояние объектива было 50 мм (стандартный полтинник), то объектив, скажем, в 28 мм называли широкоугольником, 70-100 мм — портретником, а свыше 100-150 мм — телефото (или длиннофокусный объектив). Деление это было условным, но оно было понятно и всех устраивало — у одних был более широкий угол зрения, у других более узкий. Собственно, и речь у нас идёт именно об угле зрения объектива, просто "нехорошие" фотографы путают новичка жуткими терминами: "фокусное расстояние", "эквивалентное фокусное расстояние", "ЭФР", "Кроп-фактор матрицы", просто "кроп", и прочей белибердой, имеющей лишь побочное отношение к углу зрения фотосъёмки, а значит и компоновке кадра:) В общем, в эпоху 35 миллиметровой фотоплёнки было проще сравнивать объективы и заниматься фотографией, а не ерундой:)
Фотографы вообще несколько странные люди. Если спросить у них — в каких единицах измеряется светосила, то вместо однозначного ответа можно услышать довольно пространную речь об отношении фокусного расстояния к диаметру действующего отверстия объектива. Углы они измеряют не в градусах, а в миллиметрах, сам угол именуют фокусным расстоянием, а фотоплёнку называют 35-ти миллиметровой (и даже 135 мм) хотя размер кадра у неё... 36х24. Откуда взялись, чёрт возьми, эти 35 мм? Всё просто, не будем выдумывать новые стандарты, а лучше попытаемся понять старые.
Что такое 35 мм формат? 35 мм это ширина плёнки вместе с перфорированной частью.
Иногда 35 мм фотоплёнку обозначают как тип 135. Индекс 1 перед числом 35 в 1934 году ввела фирма Кодак, чтобы обозначить перфорацию (до этого плёнка была неперфорированной). Потом предлагались и другие форматы, но они не прижились: 35 мм фотоплёнка вытеснила всех. И лишь отдельную нишу занимают фотоаппараты среднего и большого форматов.
Однако, с приходом цифровых камер ситуация изменилась. Если бы у цифровиков размер матрицы был бы такой же — 24 х 36 мм, то сложностей в сравнении объективов не возникало. Но такой размер из цифровых фотоаппаратов имеют только очень дорогие зеркалки профессионального класса. Любительские зеркалки имеют размер матрицы меньше в 1.5-2 раза "полноразмерных", а цифрокомпакты — ещё меньше чем любительские. Подобные фотокамеры считаются не 35 мм формата и в зависимости от размера сенсора имеют обозначения APS-C, 4/3 и другие. Естественно, чем меньше матрица, тем меньше угол зрения объектива. Поэтому одно и то же фокусное расстояние стало невозможно сравнивать, если камеры имеют разный размер матриц. Во избежание путаницы решили ввести термин "эквивалентное фокусное расстояние" (ЭФР), т.е. фокусное расстояние для фотокамер 35 мм формата — чтобы сравнить с фотоплёнкой, имеющей ширину 35 мм и размер кадра 36х24 мм. На объективе, как правило, указывают реальное фокусное расстояние, а в руководстве пользователя можно узнать какому ЭФР он соответствует. Иногда это можно узнать в кратком описании камер в магазине.
Фокусное расстояние одного и того же объектива не меняется при установке на камеру с меньшей матрицей — меняется угол зрения. Но, если хотите, изменилось фокусное расстояние всей системы (матрица + объектив).
ЭФР используют только для сравнения объективов фотокамер с разным кроп-фактором — сравнения по углу зрения. Терминология здесь такая: если объектив с фокусным расстоянием 50 мм установить на матрицу в 1,5 раза меньшую чем полнокадровая, то говорят, что ЭФР стало 75 мм — угол зрения стал таким же, как если бы фокусное расстояние было бы 75 мм. Получается вот что. Да, фокусное расстояние всей системы изменилось (у самих линз – нет!), но не изменились искажения в рамках данного объектива, поскольку они были "заточены" под 50мм, а не 75.
На меньшей матрице — при одном и том же фокусном расстоянии — кадр будет обрезан, а угол зрения меньше
Если известен размер матрицы, то эквивалент несложно рассчитать. Во сколько раз матрица фотокамеры меньше плёночного кадра, то на столько надо умножать реальное фокусное расстояние, чтобы узнать эквивалентное. Эту разницу (а точнее множитель), как правило, называют кроп-фактором матрицы. Например, зеркалки Nikon имеют размер матрицы 23.7 х 15.6. Если широкую сторону плёночного кадра (т.е. 36 мм) поделить на 23.7, то кроп-фактор (здесь под кропом имею ввиду соотношение сторон) будет примерно 1.5. Можно поделить и другую сторону: 24 на 15.6, будет тот же кроп. Это значит, что реальное фокусное расстояние, которое указано на объективе, нужно умножить на 1.5, чтобы получить эквивалентное. Например, китовый объектив (от английского KIT — комплект) для Nikon имеет реальное фокусное расстояние 18-55 мм. Умножаем 18 на полтора, и 55 на полтора, в итоге получаем 27-82 в 35 мм эквиваленте. И что это значит? Радуйтесь, это объектив-универсал — есть широкий угол для пейзажей, а на длинном можно худо-бедно даже портреты снимать! Жаль только, что у кит-а светосила слабая, но это уже совсем другой разговор.
Эквивалентное фокусное расстояние используют для сравнения объективов фотокамер с разным кроп-фактором.
Т.е. когда матрица таких фотоаппаратов имеет неодинаковый размер.
Таблица кроп-факторов разных форматов фотокамер
Русское слово "множитель" давно заменили выражением "Кроп-фактор", видимо для придания своей речи диковинных заморских оттенков, типа, не подумайте, что я из рашен, я типа из штатов:-) Посмотрим множитель (или кроп) для типичных размеров светочувствительных элементов фотокамер:
| Компания | Обозначение | Размер мм | Кроп |
|---|---|---|---|
| ФЭД | плёнка 35 мм | 36 мм x 24 мм | 1 |
| Nikon | "APS-C" | 23.7 x 15.6 | 1.5 |
| Pentax | "APS-C" | 23.5 x 15.7 | 1.5 |
| Sony | "APS-C" | 23.6 x 15.8 | 1.5 |
| Canon | "APS-C" | 22.3 x 14.9 | 1.6 |
| Olympus | 4/3 | 18.3 x 13.0 | 2 |
| компакт | 1/1.8 | 7.2 x 5.3 | 4.8 |
| компакт | 1/2.5 | 5.8 x 4.3 | 6.2 |
| компакт | 1/3.2 | 4.5 x 3.4 | 8 |
Что касается компактов, то они имеют матрицы в 4-8 раз меньше, чем размер плёночного кадра! Например, типовая матрица 1/2.5"" имеет размер по широкой стороне 5.8 мм, т.е. в 6.2 раза меньше 36 мм стороны плёнки. Объектив такой камеры с фокусным расстоянием, например, 5.6 - 17.7 мм, будет соответствовать 35 - 110 мм ЭФР. Возьмём зеркальную фотокамеру с кропом 1.5 и объективом, на котором промаркировано фокусное расстояние 16 - 45 мм. После умножения на 1.5 получаем эквивалентное фокусное расстояние — оно будет 24 - 67 мм. Теперь можно сравнить объективы этих фотокамер — у данного компакта более длиннофокусный объектив, а у зеркалки с более широким углом. Как ни крути, а все размеры долго ещё будут сравниваться с 35 мм фотоплёнкой!
Фокусное расстояние и типы объективов
А если точнее, эквивалентное фокусное расстояние, виды фотосъёмки и угол зрения объективов для 35 мм фотокамер. Вот здесь мы чётко видим, насколько бессмысленно слово зум, а точнее кратность зума:) Фокусное расстояние рулит!
| фокусное расстояние |
объектив | цели фотосъёмки | угол зрения |
|---|---|---|---|
| 4 - 16 мм | рыбий глаз | пейзаж, арт, специ- фические ландшафты | 180° и более |
| 10 - 24 мм | сверх- широкоугольник | интерьер, пейзаж, намере- нное искажение пропорций | 84 - 109° |
| 24 - 35 мм | широкоугольник | пейзаж, архитектура, стрит-фотография | 62 - 84° |
| 50 мм (35 - 65) | стандартный | пейзаж, портрет, макро* и всё что угодно! | 46° (32 - 62) |
| 65 - 300 мм | телеобъектив | портрет, спорт природа, макро* | 8 - 32° |
| 300 - 600 и более мм | супер- телеобъектив |
животные и спорт издалека | 4 - 8° |
* макросъёмка больше зависит от спецсвойств объектива, чем от фокусного расстояния.
Например, широкоугольником хорошо снимать пейзаж: у такой оптики глубина резкости выше, а на широком угле съёмки больше влезет). Широкий угол важен в пейзаже, в квартире, архитектуре, городе, в любом ограниченном и неограниченном пространстве, и везде где требуется подчеркнуть экспрессивность или динамику сюжета. А телеобъективом удобно увеличивать, т.е. приближать труднодоступный объект съёмки. Например, морду льва на воле и во весь кадр:) Широкоугольник имеет фокусное расстояние менее 35 мм, стандартный 35-65 мм, телеобъектив — от 65 до 300 мм и даже выше.
А универсал может иметь их все в одном флаконе, например, 24-200, 35-105, 28-116 мм и т.д., что и является его главным достоинством.
Недостаток всех универсалов — они уступают специализированному (например, телеобъективу) как правило, по светосиле, либо по максимальному фокусному расстоянию, либо по цене (при одинаковой светосиле цена будет выше), либо по качеству.
Простая (проще некуда!) картинка слева поможет усвоить всё вышесказанное об угле зрения различных объективов. Мы наглядно видим, как фокусное расстояние изменяет угол охвата кадра, т.е. снимаемой сцены, или сюжета. Деление это, конечно, весьма условно. Длиннофокусным телевиком снимают и пейзажи, а широкоугольником — всё, вплоть даже до портретов.
Понятно, что выбор объектива всегда зависит от задач, творческих пристрастий и даже настроения фотографа. Начинающие могут взять большой зум с охватом 28-200 мм (или 24-1000 мм, есть даже и такой!), и получить в итоге огромный выбор фокусных расстояний, тут тебе и широкоугольник + стандартный + телевик + очень большой телевик, и всё счастье в одном флаконе.
Действительно, зачем заморачиваться подборкой килограммов дополнительной оптики! Однако минусом такого выбора является маленькая светосила (особенно на максимальном фокусном расстоянии), и оптические искажения (аберрации), увы, подобные минусы есть у всех больших зумов.
Фокусное расстояние и аберрации
Чем больше разница между широким углом и длинным, тем сильнее оптические искажения всех родов, называемые аберрациями. Инженеры сводят их к минимуму путём добавления в оптическую схему низкодисперсионных и асферических линз, но тогда и вес и цена объектива будут гораздо выше. Причём до конца аберрации так и не устраняются, их просто делают менее заметными, настолько, насколько это возможно. Поэтому универсальный объектив, решая одни задачи, порождает новые:)
Лучшим в этом плане будет фикс — объектив, имеющий фиксированное фокусное расстояние (оно у него одно единственное). Искажения в таком убрать проще, чем в зуме. Кроме того, фиксы отличаются большей светосилой, меньшими габаритами, и самым достойным соотношением цена/светосила. И, тем не менее, охват сразу нескольких фокусных расстояний (что и делает универсал), притягивает многих…
Имеется три основные группы аберраций: дисторсия (геометрические искажения), хроматические аберрации (цветовые искажения) и, наконец, дифракция (потеря резкости на сильно зажатых диафрагмах). Самым типичным примером для широкоугольного объектива является дисторсия. Чем шире угол и размах зума, тем больше т.н. бочкообразная дисторсия (если не исправлять её дополнительными линзами). Чтобы яснее представлять эту штуковину, смотрим картинку.
Очень кривая по краям фотография присуща, конечно, недорогим объективам, либо оптике типа "рыбий глаз", но не кривым рукам. Хотя… как сказать, случаи бывают разные. Например, кривые руки не в состоянии исправить дисторсию ни в Фотошопе, ни в любом ином графическом редакторе!
Ниже пример геометрических искажений (бочкообразная дисторсия) весьма дорогого фикс-объектива Pentax DA 15mm f/4 AL Limited по сравнению с широкоугольным зум-объективом Pentax DA 16-45 мм f/4 ED AL. Пара тестовых снимков была сделана метров с двух, с одинаковыми настройками, и на самом широком угле. Разница заключалась лишь в фокусном расстоянии: у фикса оно единственное — 15 мм, а у данного зума самое широкое — 16 мм, что равно, соответственно, 23 и 24 мм в ЭФР. Снимки лучше увеличить и смотреть дисторсию по краям...
фокусное расстояние 15 мм (ЭФР 23 мм), Pentax 15mm f/4 Limited
Фокусное расстояние 16 мм (ЭФР 24 мм), Pentax 16-45 mm f/4
Чем шире угол, тем больше дисторсия. Поскольку у Limited фокусное шире, то ожидалось, что искажений будет несколько больше, или, во всяком случае, разгорится борьба. Но её не получилось: фикс победил безоговорочно! Геометрические искажения у него минимальны, а у Pentax 16-45 налицо, что для любого зума вполне ожидаемо (а для зума этого класса вполне приемлемо).
При прочих равных, по цене самыми дорогими являются объективы с широким углом, и, конечно, длиннофокусные (телеобъективы). Но особенно дорогими из них будут светосильные, и, разумеется, пылевлагозащищённые профессиональные объективы с ультразвуковыми моторчиками и уменьшенными оптическими искажениями. Как правило, такие объективы большие и тяжёлые, поскольку для устранения аберраций имеют больше линз в оптической схеме.
Меньшие искажения дают объективы с фокусным расстоянием небольшого диапазона "вокруг" 50 мм, их ещё называют "стандартные", или "нормальные". В стандартные, кроме зумов, входят ещё и некоторые фиксы, например, "полтинники" (фокусное расстояние = 50 мм). Искажения у таких фиксов самые минимальные, а недостаток один (и весьма существенный!) — нет зума. :)
Одна из типовых схем фикс - объектива. Линзы разнообразной формы
предназначены для устранения искажений.
Нелишне упомянуть, что кроме фокусного расстояния объективы могут подразделяться на макрообъективы и портретники. Искажения первых убраны в минимальной дистанции фокусировки, а вторых в "портретной" зоне (в районе 1.5-2-х метров).
Нужно помнить, что на кропнутой зеркалке (формат APS-C) нормальным (или стандартным) будет фокусное расстояние не 50, а 30-35 мм. Кто не понял, читаем ещё раз про эквивалентное фокусное расстояние:) Если и после этого будет непонятно, тогда советую выбрать полнокадровый фотоаппарат, там реальное фокусное равно эквивалентному, и вам не придётся пересчитывать одно в другое:)
Самые широкоугольные компактные фотокамеры.
Какое же минимальное фокусное расстояние бывает у цифровых фотокамер с несменным объективом (т.е. у компактов)? В ЭФР широкий угол большинства моделей начинается с 35-38 мм, т.е. не такой уж он и широкий. Есть и с большим углом обзора, например, Nikon Coolpix 5400 — минимальное фокусное расстояние 28 мм, некоторые модели Панасоников имеют ещё меньшее фокусное расстояние, например, Panasonic Lumix DMC-FX37 — 25 мм. Но таким широким углом уже никого не удивишь.
Но есть компакты с действительно широкоугольной оптикой: фокусное расстояние 24 мм (и даже ещё меньше!). Начиная с 2010 года я провёл опрос, который выглядел так:
«Если кто знает компактную камеру с более широким углом (с меньшим фокусным расстоянием в ЭФР) — присылайте название модели, я укажу её на сайте.»
Вот фамилии приславших (как и обещал):
Юрій Дзюбина с Украины, Сергей Баум из Москвы, Афонасенков Евгений из Волгограда (указал 2 камеры), автор этого сайта (ну как же себя не упомянуть?), Ельцов Роман из Ярославля, не пожелавший назваться «shifted» и Андронов Андрей из Волгоградской области.
Но с тех пор появилось множество компактов, имеющих фокусное расстояние 24 мм., поэтому я не буду перечислять все модели, названия которых сообщили для сайта его читатели. Но пару запомнившихся камер всё же укажу.
Samsung EX1, фокусное расстояние 24 мм, матрица 1/1.7", 10 Мп, светосила f1.8 - f2.4, ручные настройки, вес 160 г. Фотокамера с очень приличной светосилой и немаленькой для компакта матрицей! А стоит фотоаппарат примерно 100 рублей за каждый грамм:)
KODAK EASYSHARE V570 с двумя встроенными в корпус объективами(!). Широкоугольный фикс — фокусное расстояние 23 мм, светосила f2.8. Второй объектив — зум, имеющий фокусное расстояние 39-117 мм, и гораздо более слабую светосилу: f3,9-f4,4. Этот двуглавый цифровик имеет ещё и 2 матрицы, а вот таких настроек как выдержка и диафрагма, похоже, нет... Но решение оригинальное. Вес 125 г. Мог быть ещё легче и дешевле, если оставить 1 широкоугольный фикс, а зум убрать — получился бы отличный пейзажник с идеальным соотношением цена/качество!
Но есть ещё более короткое фокусное расстояние.
Найден угол ещё шире: 21 мм!
26.02.2011 г. Фотокамера Casio TRYX. Фокусное расстояние 21 мм ЭФР, размер матрицы 1/2.3", 12 Mп, светосила — f2.8. Указал некто shifted.
31.07.2011 г. Найден ещё 1 компакт с таким же углом! Фотоаппарат Samsung WB210. Фокусное расстояние объектива 24-288 мм, но в спецрежиме выдаёт 21 мм ЭФР. Размер матрицы 1/2.3", 14 Mп, светосила — f2.9-f5.9 (и f3.4 в режиме 21 мм). Указал камеру Андронов Андрей, Волгоградская область.
28.08.2013 г. Найден компакт с ещё более широким углом! Фотоаппарат LUMIX DMC-FZ72. Фокусное расстояние объектива 20-1200(!) мм, видимо, самый большой в мире суперзум (60х). Размер матрицы 1/2.3", 16.1 Mп, светосила — f2.8-f5.9, ручные настройки, вес: 606 г. Указал камеру Виктор, Кемерово.
На 2013 год самое широкоугольное фокусное расстояние из компактов
имеет
LUMIX DMC-FZ72 — 20 мм в ЭФР!
Вот так все вместе мы ищем и найдём самый широкий угол!
Прошло 5 лет, а более широкий угол чем 20 мм так и не найден (возможно, это предел для компактных камер). Однако, пришло письмо о ещё одном фотоаппарате c ЭФР 20 mm.
04.04.2018 г. Фокусное расстояние объектива 20 мм с углом обзора 94°. Фотоаппарат FC330 в составе квадрокоптера DJI Phantom 4. Размер матрицы 1/2.3", 12.4 Mп, светосила - f2.8. Указал камеру некто, пожелавший остаться инкогнито.
На 2018 год самое широкоугольное фокусное расстояние 20 мм в ЭФР из компактов
имеют
всего лишь 2 камеры упомянутые выше.
Фокусное расстояние, как правило, описывается в миллиметрах (мм) и является основным параметром объектива. Это не измерение фактической длины объектива, а расчёт оптического расстояния от точки, где лучи света сходятся, формируя чёткое изображение объекта на цифровом датчике в фокальной плоскости. Фокусное расстояние объектива определяется, когда он сфокусирован на бесконечность.
Фокусное расстояние говорит об угле зрения, о том, какую часть сцены можно захватить с помощью него, а также о том, насколько большими могут быть отдельные элементы. Чем больше фокусное расстояние, тем уже угол зрения и выше увеличение. Чем короче фокусное расстояние, тем шире угол зрения и меньше увеличение.
Фикс против зума
Есть два типа линз - фикс и зум. У фикс-объективов фиксированное фокусное расстояние, а у зум-объективов переменное. Преимущество зум-объективов в их универсальности. Они идеально подходят, когда вы фотографируете разнообразные объекты, пейзажи и портреты, и хотите иметь один объектив на все случаи. Использование зум-объектива также снижает вероятность того, что вам придётся менять объектив на фотокамере, что сэкономит время и ограничит возможность попадания пыли на линзу объектива или на сенсор.
Основные преимущества фиксов - это их размер и вес, а также максимальное значение диафрагмы. Фиксы, как правило, более компактные и лёгкие, чем зум-объективы.
Также фиксы имеют большие значения диафрагмы (от f/1.4 до f/2.8), что даёт преимущество при съёмке в условиях низкой освещённости, поскольку это увеличивает возможность съёмки предметов с рук без «шевеленки» или расфокуса, вызванными длительными экспозициями. Фотографирование с помощью фикс-объектива с большой диафрагмой также означает, что вы можете выставить малую глубину резкости при портретной съёмке и получить более мягкий или размытый фон (также известный как боке).
Широкоугольные объективы являются популярным выбором для съёмки пейзажей, интерьеров, фотографий больших групп и при работе в замкнутых пространствах.
Фикс-объективы в формате FX, 50-60 мм / в формате DX 35мм
Стандартные объективы популярны, поскольку они отображают действительность близкой к тому, какой её видят люди. Эти линзы имеют минимальное искажение, что позволяет показывать объекты в выгодном свете. Они, как правило, используют большие диафрагмы и поглощают большое количество света, что позволяет делать быстрые снимки в условиях низкой освещённости. Большие диафрагмы (f/1.8-f/1.4) также позволяют сохранять изображение чётким не только в фокусе, но и на заднем плане. Стандартные линзы также популярны при съёмке портретов в условиях низкой освещённости, когда фотограф не может использовать вспышку или ищет возможность снять фотографию, используя имеющийся свет.
Телеобъективы в формате FX 70-200 мм / в формате DX 55-200 мм
Телеобъективы 70-200 мм очень популярны для портретной и предметной съёмки, а также фотографий природы и животных. Они позволяют фотографу приближаться к предмету съёмки. При создании портретов телеобъектив позволяет фотографу делать снимок на расстоянии, не вторгаясь в личное пространство снимаемого человека.
Супер-телеобъективы в формате FX 300 - 600 мм/в формате DX 200-600 мм
Эти линзы обладают хорошим диапазоном для съёмок спорта и дикой природы, фотографий, где фотограф не может подойти близко к объекту съёмки.
Макро-объективы: FX-форматы 60 мм, 105 мм, и 200 мм/формат DX 85 мм
При съёмках крупным планом используют определённый диапазон линз, которые позволяют воспроизведение до 1:1. Эти линзы позволяют фотографу сильно приблизиться к объекту и воспроизводить его при соотношении 1:1 в натуральную величину на датчике объектива. Данные линзы пользуются популярностью при съёмке таких объектов, как цветы, насекомые и небольшие предметы.
Знать, что такое фокусное расстояние и в чем заключаются особенности, особенно важно при покупке объективов. Этот урок даст вам информацию о том, как работают объективы с различным фокусным расстоянием, как использовать их творчески и выбрать те, которые подходят именно вам.
Шаг 1 - Что это на самом деле означает?
Фокусное расстояние вашего объектива в основном определяет, какой масштаб изображения будет в ваших фотографиях: чем больше число, тем больше будет эффект увеличения и приближения.
Очень часто неправильно понимают фокусное расстояние, говоря что оно измеряется от передней или задней линзы. В действительности это расстояние от точки конвергенции до сенсора или пленки в фотоаппарате. Посмотрите на диаграмму ниже, где это объясняется
Шаг 2 - Различные фокусные расстояния и как они используются
Сверхширокоугольный 12-24 мм
Эти объективы считаются узкоспециализированными и не часто входят в комплект объективов обычного фотографа. Они создают столь широкий угол обзора, что изображение может выглядеть искаженным, так как наши глаза не привыкли к такого рода диапазонам. Они часто используются в событийной и архитектурной фотографии, для съемки в ограниченном пространстве. Широкоугольные объективы как бы помещают фотографа в центр событий, делая его уже не наблюдателем, а участником, создают эффект присутствия. Они не очень подходят для портретной съемки, так как увеличивают перспективу настолько, что черты лица могут искажаться и выглядеть неестественно.
Широкоугольный 24-35 мм
Здесь вы найдете много комплектных объективов для полнокадровых камер, они начинаются с фокусного расстояния 24 мм, когда угол широкий, но искажения еще не столь выражены. Эти объективы широко применяются для репортажной фотографии, фотожурналистами для документальных съемок, поскольку они обладают достаточно широким углом, чтобы включить большое количество объектов, и при этом искажения не столь значительны.
Стандартный 35-70 мм
Именно в этом диапазоне фокусных расстояний 45-50 мм угол зрения объектива будет примерно соответствовать тому, как видят наши глаза (исключая боковое зрение). Я лично хотел бы использовать этот диапазон при съемке на улице или на встречах с друзьями в пабе или за обеденным столом. Стандартный объектив, такой как 50 мм f/1.8 - отличный недорогой и дает отличные результаты. Объектив с фиксированным фокусным расстоянием всегда даст лучшее качество изображения, чем зум. Это потому, что он построен с единственной целью. Он делает одну работу хорошо, а несколько заданий плохо.
Начальное телефото 70-105 мм
Этот диапазон обычно является крайним для комплектных объективов. С него начинаются телеобъективы и фикс-объективы для портретной съемки (около 85 мм). Это хороший выбор для портретной съемки, так как им можно снимать крупноплановые портреты без искажений, а также получать отделение объекта от фона.
Теле 105-300 мм
Объективы в этом диапазоне часто используются для далеких сцен, таких как здания, горы. Они не подходят для пейзажей, так как сжимают перспективу. Линзы более длиннофокусного диапазона в основном используются для съемки спорта или диких животных.
Шаг 3 - Как фокусное расстояние влияет на перспективу?
Об этом я уже говорил в предыдущем разделе, но чтобы дать вам более полное представление о влиянии фокусного расстояния на перспективу, я сделал 4 фото одних и тех же предметов на разных фокусных расстояниях и сравнил их. Три предмета (банки с супом) находились в одном и том же положении на расстоянии 10 см друг от друга на каждой фотографии. Стоит отметить, что снимки сделаны на кроп-камеру, поэтому фокусное расстояние будет несколько больше.
Теперь поговорим о том, что такое кроп-фактор. В сущности это означает, что если любую линзу для полного кадра (EF, FX и т.д.) поставить на тушку с кроп-фактором, то часть изображения обрежется. Коэффициент обрезки будет составлять примерно 1.6. В реальном выражении это означает, что если вы снимаете объективом 35 мм, получите результат, как будто снимали объективом 50 мм.
Как это работает - показано на рисунках ниже. Это фактически зуммированое изображение, сужение угла зрения объектива.
Даже на объективах, которые сконструированы для кроп-камер (EF-S, DX), будет наблюдаться подобный эффект, так как фокусные расстояния всегда указывается для полного кадра. Просто эти объективы на полном кадре дадут сильный эффект виньетирования, так как изображение проецируется не на всю площадь кадра.
Вот и все! И еще два совершенно разных снимка, сделанных на разных фокусных расстояниях. Первый на 24 мм, второй на 300 мм (оба на камере с кроп-сенсором).
Как видно на фото выше, длина объектива в 110мм никак не отражается в названии Tamron 24-70 f/2.8. О чём же тогда говорят эти цифры в 24 и 70мм? Что вообще значит «широкоугольный объектив», «телеобъектив» и чего ждать от разных стекол?
Угол обзора
Обычно объективы в своем названии имеют значения в миллиметрах, позволяющее судить о том, что мы увидим с помощью этого стекла. Например, вышеупомянутый Tamron 24-70 имеет переменное фокусное расстояние от 24мм до 70мм, Canon 50мм – фиксированное в 50мм. Чем меньше это значение, тем большую часть мира получится запечатлеть на одном снимке. Это самая очевидная (но не единственная) вещь, за которую отвечает фокусное расстояние.
Эта фотография сделана 17-ти миллиметровым объективом.
А эта 200-т миллиметровым стеклом с той же самой точки (камера была на штативе), такими же настройками выдержки и диафрагмы. Очевидно, что тут видна лишь малая часть всего того, что можно наблюдать на первом снимке, но детализация на порядок выше. Если три горящих окна на 17-ти мм ещё как то можно разглядеть, то дорожный знак сразу под ними – вряд ли.
Посмотрите на изменение картинки в динамике.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
Фокусное расстояние – это расстояние от оптического центра объектива до сенсора, когда линза сфокусирована на бесконечность. А оптический центр – это место схождения всех лучей в одной точке.
Причина такого странного на первый взгляд обозначения объективов отсылает нас к истокам фотографии и кроется в строении первых фотоаппаратов, где фокусировка производилась с помощью перемещения мехов, на которых находилась фоторегистрирующая пластина.
В наши дни для обычного человека это весьма абстрактная величина и понимание, что именно будет видно через конкретный объектив приходит с опытом. К сожалению, просто писать в названиях объективов их углы обзора тоже затруднительно. Ведь этот параметр помимо фокусного расстояния зависит и от размера матрицы фотоаппарата.
При установке одинакового объектива на полнокадровую камеру (размер её матрицы идентичен размеру негатива узкой 35мм пленки) угол обзора будет больше чем на камере с кропнутой матрицей (физический размер сенсора таких камер меньше).
Пример фотографии, снятой на 17мм и полнокадровую камеру. Красной рамкой я показал изображение, которое получилось бы при использовании любой НЕполнокадровой зеркалки от canon (например EOS 7D) и такого же объектива.
Перспектива, геометрия, глубина резкости и вообще
Все кадры для гифки ниже я делал с одинаковой выдержкой и диафрагмой, но разным зумом. Начал с 200-т мм, после – 140мм и так далее. Каждый раз я подходил немного ближе, что бы голова модели оставалась примерно одинакового размера и на том же месте.
С уменьшением фокусного расстояния отчётливо видно, что задний план перестаёт ограничиваться одной размытой красной машиной, растягивается и к 17-ти мм вмещает в себя уже всю парковку и здания на заднем плане. Глубина резкости тоже увеличивается с уменьшением зума. Интересные метаморфозы происходят и с лицом. При максимальном приближении оно заметно сплюснуто, приобретает привычные очертания в районе 80-50мм и сильно вытягивается уже около 24мм.
Существует условное разделение объективов на классы в зависимости от их фокусного расстояния. Каждый из них служит для определённых задач и имеет свои особенности.
Шевеленка
Чем больше фокусное расстояние, тем больше у вас шансов получить смазанную из-за дрожания картинку.
Сделать чёткий кадр на 1/5 секунды на 17мм не так уж и сложно.
Но при попытке повторить этот трюк на 200мм чаще всего избежать шевеленки не выйдет.
Это происходит из-за того, что объекты, снятые на телеобъектив выглядят больше и дальше расположены. Бороться с этим, помимо навыка полностью замирать на пол минуты, можно двумя путями: либо ставить камеру на штатив или монопод, либо использовать объективы со стабилизатором изображения. За счет подвижной группы линз в своей конструкции такие стёкла могут компенсировать дрожания в некоторой степени.
Похожие статьи
