Фокусное расстояние и перспектива. Что такое фокусное расстояние
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.
В первую очередь, при выборе видеокамеры следует обращать внимание на угол обзора, так как именно он определяет зону наблюдения. В видеонаблюдении угол обзора играет важную, основополагающую роль. Он зависит от фокусного расстояния объектива камеры и размера ее сенсора. Видеокамера, у которой сенсор большего размера, даже при одинаковом фокусном расстоянии, будет иметь большой угол обзора. Изображение с высокой детализацией можно получить с помощью узкого угла обзора, а не только при увеличении разрешающей способности системы. Если угол обзора видеокамеры будет шире, то детализация объектов в кадре будет хуже.
Цель эксперимента: наглядно показать зависимость углов обзора видеокамеры от используемых объективов.
Рассмотрим примеры для видеокамер, выполняющих «обзорные» функции, которые расположены так, чтобы захватить «общий вид».
Уличные видеокамеры с различным фокусным расстоянием объектива и фиксированным размером сенсора. Камеры расположены таким образом, чтобы продемонстрировать «общий вид» парковки перед зданием.
Для сравнения возьмем следующие модели камер с фиксированными (не подстраиваемыми) объективами, имеющими разные фокусные расстояния:
Объектив 3,6 мм,
Объектив 2,8 мм,
С объективом 1,9 мм,
Размер матрицы: 1/2.9 дюйма - Sony Exmor
Для корректного процесса сравнения использовали все камеры одинакового разрешения 2 Мп на одинаковой матрице размером 1/2.9 дюйма - Sony Exmor CMOS (IMX323).
Высота расположения всех трёх камер в эксперименте одинаковая. Это 3 этаж офисного здания, примерно 10 метров от асфальта. Для того, чтобы более наглядно просмотреть ширину углов обзора камеры, она выравнивалась по правому нижнему углу. А с левого края, с помощью сделанных скриншотов, можно сравнить широкое или узкое видение видеокамеры по горизонтали. В результате проведенного эксперимента было сделано три скриншота.
Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 3.6 мм
На первом скриншоте, изготовленном с помощью видеокамеры PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3 с фокусным расстоянием 3.6мм, в левой части полученного изображения мы можем наблюдать припаркованный на стоянке грузовик и забор слева от него. Угол обзора составляет примерно 72 градуса.
Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 2.8 мм
На скриншоте, изготовленном с помощью видеокамерыс фокусным расстоянием 2.8мм модель PN-IP2-B2.8 v.2.6.3, слева видно ещё порядка 15-20м забора, и часть стоянки позади грузовика. Угол обзора при использовании камеры PN-IP2-B2.8 v.2.6.3 с фокусным расстоянием 2.8мм уже порядка 87 градусов.
Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 1.9 мм
Третий скриншот получен с применением видеокамеры PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2, с широкоугольным объективом, имеющем фокусное расстояние 1,9мм. На изображении можно увидеть уже не только стоянку позади припаркованного грузовика, но и выезд другого грузовика из стоянки. Угол обзора у данной камеры составляет примерно 112 градусов.
Стоит понимать, что чем шире видит камера, тем меньше плотность пикселей и, соответственно, хуже детализация каждого участка получаемого изображения.
Камеры и с не самыми широкими углами обзора имеют право на жизнь и актуальны в использовании, главное правильно подобрать камеру видеонаблюдения отвечающую требованиям за наблюдаемым объектом и удовлетворяющую желаемому результату по качеству картинки.
Расчёт углов обзора видеокамер для всех 3-х случаев
a = 2arctg (d/2f),
a - угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
arctg - тригонометрическая функция (арктангенс);
d - ширина матрицы в миллиметрах;
f - эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;
Для PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3
а1=2*arctg*5,376мм/2*3,6 мм = 73,4 градуса
Для PN-IP2-B2.8 v.2.6.3
a2=2*arctg*5,376мм/2*2.8 мм = 87 градусов
Для PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2
а3=2*arctg*5.376мм/2*1,9 мм = 109 градусов
Наглядно можно изобразить так:
Если Вы хотите получать уведомления о похожих постах, присоединяйтесь к нашему Телеграмм-каналу.
— 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 объектива говорит о том, что фокусное расстояние у него фиксированное и составляет 85 миллиметров. А обозначение 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 рассчитываетс я 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 .
Вот пример того, как изменяется пространство, которое может охватить камера при использовании объективов с разным фокусным расстоянием.
Для примеров я использовал камеру , установленную на штатив. Все фото сняты на F/5.6, использовались следующие объективы:
- 17мм, 24мм —
- 35мм —
- 50мм —
- 70мм, 100мм, 200мм, 300мм —
- 85мм —
- 135мм —
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 объективом. Разделение на разные типы объективов можете найти .
Личный опыт:
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 и на перспективу изображения.
Редко какой фотограф не мечтает о новом объективе. Причины для этого индивидуальны. Но вот как фокусное расстояние соотносится со сжатием пространства в кадре и дисторсией, и почему именно это соотношение нужно ставить во главу угла, собираясь покупать новый объектив или выбирая из имеющихся в наличии, помнят и знают не все. Давайте ознакомимся с мнением профессионального фотографа. M.d. Welch - специально приглашенный автор Lensrentals.
Только через несколько дней работы над статьей я понял, что подробно и тщательно обсуждая модели объективов, мы совершенно забываем об их характере и поведении в целом. Как и многие фотографы, я уже потерял счет времени, убитого чтением и просмотром обзоров. Я терял время, копя деньги на «тот самый» объектив, но не задавался главным вопросом - что привнесет такое фокусное расстояние именно в мою фотографию?
Как оказалось, я не одинок. На фотосеминаре Shooting the West в Неваде, мне довелось выступать перед большой группой фотографов с рассказом о разнице в фокусных расстояниях и поведении объективов. Выяснилось, что многие фотографы, и новички, и опытные мастера, не всегда отдают себе отчет, почему они в разных ситуациях используют тот или иной объектив, и не понимают, что выбор не должен основываться лишь на расстоянии до объекта съемки или качестве размытия заднего плана.
В этой статье я не стану тратить ваше время на сравнение боке разных объектив и попиксельное разглядывание кадров. Я постараюсь очертить некие критерии фокусного расстояния объектива, посмотреть, как фокусное расстояние соотносится со сжатием пространства в кадре и дисторсией, и почему именно это соотношение нужно ставить во главу угла, собираясь покупать новый объектив или выбирая из имеющихся в наличии.
Для меня первейшим критерием выбора объектива выступает сжатие пространства в кадре, другими словами - сколько заднего плана должно присутствовать в кадре позади объекта съемки. Чтобы наглядно продемонстрировать сжатие пространства при портретной съемке, я попросил моего хорошего знакомого и фотомодель Тревиса Стюарта поработать и не двигаться с места, пока я не сделаю несколько кадров. Я снимал на разных фокусных, стараясь, чтобы Тревис занимал одинаковую часть каждого кадра. 
Я начал с широкоугольных объективов, постепенно увеличивая фокусное расстояние. Фокусные расстояния 16 мм, 24 мм и 35 мм редко используют для съемки портретов, но обратите внимание, сколько заднего плана попадает в кадр в этом диапазоне фокусных.
Тревис, конечно, присутствует, но кадр получается не только о нем, и такие фокусные расстояния подойдут, когда важно показать не только героя, но одновременно его окружение, место, где он живет или работает. Дисторсия или перспективные искажения на этих фокусных ожидаемо присутствует (о ней мы поговорим чуть позже), но даже на 24 мм искажения не настолько сильны, чтобы загубить снимок. Можно просто изменить композицию и, к примеру, снять ростовой портрет.
Фокусные 50 мм и 70 мм отлично сбалансированы: Тревис уже не теряется в кадре, а выделяется - он «оторван» от заднего плана, в то же время присутствует немалая часть окружающего его пейзажа. Эти фокусные расстояния также подойдут для случаев, когда нужно показать героя в окружении.
На фокусном 100 мм задний план сжимается так, что из кадра пропадает горная цепь, и остаются видны только холмы прямо за Тревисом. На фокусных 135 мм и 200 мм холмы становятся будто бы ближе. На этих фокусных расстояниях кажется, что холмы расположены прямо за спиной Тревиса, хотя на самом деле до них метров 800, если не больше.
Дисторсия - еще один критерий, по которому нужно оценивать фокусные расстояния. На кадрах, сделанных на фокусных 16 и 24 мм видно, насколько она меняет лицо модели. Для большей наглядности, я сделал серию лицевых портретов - на них дисторсия будет более заметна. На широком угле искажения делают нос Тревиса больше, а тело и лицо будто сжимаются и уменьшаются. На фокусных 50 и 70 мм дисторсия снижается, нос возвращается к нормальному размеру, а тело подтверждает, что хозяин немало времени проводит в тренажерном зале. 
Именно из-за дисторсии большинство портретных фотографов отказываются от широкоугольных объективов. Но вот вам пример, когда дисторсия может помочь и поработать на ваш замысел.
Я попросил Тревиса держать перед собой бутылку воды и сделал серию кадров. На фокусном 16 мм бутылка воды выглядит огромной, именно она становится главным объектом и центром внимания кадра. На фокусном 200 мм размер бутылки совсем не велик и не привлекает особо внимания. Представьте, что у вас два заказа: один от спортивной команды, второй - от производителя спортивного инвентаря. Требуется изображение спортсмена, держащего мяч на вытянутой в сторону камеры руке. Неверно выбрав фокусное расстояние, можно совершенно неправильно расставить акценты на снимке. Широкоугольный, или близкий к широкому углу объектив, сделает мяч больше и привлечет внимание именно к нему - производитель мячей останется доволен. Телеобъектив акцентирует внимание на спортсмене, пусть и с мячом в руке. 
Не стоит, конечно, забывать о соотношении глубины резкости и фокусного расстояния объектива. Посмотрите на примеры - глубина резкости уменьшается с ростом фокусного расстояния объектива. Все кадры были сделаны на f/10. Немалое влияние на глубину резкости оказывает расстояние от фотоаппарата до объекта съемки. В нашем случае даже на фокусном 16 мм задний план размыт из-за расстояния от фотоаппарата до Тревиса.
Вряд ли я открыл что-то новое, но было полезно экспериментально проверить, как фокусное расстояние объектива влияет не только на дисторсию и глубину резкости, но и на пространство в кадре. По итогам такого упражнения я сейчас использую в качестве портретных два объектива с постоянным фокусным расстоянием - 35 мм и 100 мм.
Именно такие критерии нужно использовать при выборе или покупке объектива. Если вы работаете в небольшой студии или помещении, то телеобъектив не только поможет снизить дисторсию и даст хорошее размытие заднего плана, но и сожмет пространство вокруг объекта съемки. Снимая же владельца предприятия на фоне сборочного конвейера, разумнее будет использовать объектив с фокусными 35-70 мм, чтобы показать объект в его окружении.
Разглядывать тестовые таблицы и сравнивать боке разных объективов, конечно интересно, но если речь идет о работе, то убедитесь, что вы правильно расставляете акценты».
M.d. Welch, специально приглашенный автор Lensrentals
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).
