Фокусное расстояние это кратко
Обновлено: 04.07.2024
Фо́кусное расстоя́ние — физическая характеристика оптической системы. Для центрированной оптической системы, состоящей из сферических поверхностей, описывает способность собирать лучи в одну точку при условии, что эти лучи идут из бесконечности параллельным пучком параллельно оптической оси.
Для системы линз, как и для простой линзы конечной толщины, фокусное расстояние зависит от радиусов кривизны поверхностей, показателей преломления стёкол и толщин.
Определяется как расстояние от передней главной точки до переднего фокуса (для переднего фокусного расстояния), и как расстояние от задней главной точки до заднего фокуса (для заднего фокусного расстояния). При этом, под главными точками подразумеваются точки пересечения передней (задней) главной плоскости с оптической осью.
Величина заднего фокусного расстояния является основным параметром, которым принято характеризовать любую оптическую систему.
Камеры видеонаблюдения
Расчёт угла обзора в зависимости от фокусного расстояния и типа матрицы:
f = v × S/V или f = h × S/H, где f — фокусное расстояние v — вертикальный размер матрицы V — вертикальный размер объекта S — расстояние до объекта h — горизонтальный размер матрицы H — горизонтальный размер объекта
размер матрицы:
| Формат матрицы | 1/3" | 1/4" |
| вертикальный размер, мм | 3,6 | 2,4 |
| горизонтальный размер, мм | 4,8 | 3,2 |
Ориентировочные углы обзора 1/3" видеокамер:
| Объектив (фокусное расстояние), мм | Угол обзора по вертикали, град | Угол обзора по горизонтали, град |
|---|---|---|
| 2,5 | 90 | 120 |
| 2,9 | 78 | 104 |
| 3,4 | 70 | 94 |
| 3,5 | 63 | 79 |
| 3,6 | 54 | 72 |
| 3,7 | 52 | 70 |
| 4,0 | 48 | 75 |
| 5,5 | 40 | 55 |
| 6,0 | 32 | 42 |
| 8,0 | 24 | 32 |
| 12 | 17 | 22 |
| 16 | 12 | 17 |
| 50 | 4 | 5,5 |
См. также
Литература
- Бегунов Б. Н. Геометрическая оптика, Изд-во МГУ, 1966.
- ГОСТ 7427-76. Геометрическая оптика. Термины, определения и буквенные обозначения. М. Изд-во стандартов, 1988.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Фокусное расстояние" в других словарях:
ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ — оптической системы, расстояние от её главного фокуса до ближайшей к нему главной точки (см. КАРДИНАЛЬНЫЕ ТОЧКИ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия
ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ — Расстояние до пункта, в котором собираются лучи от зажигательного стекла. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. Михельсон А.Д., 1865. ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ расстояние от точки преломления … Словарь иностранных слов русского языка
ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ — расстояние от главного фокуса линзы или оптического зеркала до их оптического центра. От фокусного расстояния зависит увеличение системы, светосила и т. п … Большой Энциклопедический словарь
ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ — ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ, расстояние от средней точки кривого зеркала или центра тонкой линзы до точки фокуса системы. Для сходящихся систем является величиной положительной, для расходящихся отрицательной … Научно-технический энциклопедический словарь
ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ — объектива, расстояние между его задней главной и задней фокальной плоскостями. От фокусного расстояния зависят (при фиксированных размерах кадра) угол зрения объектива и перспективные соотношения в кадре, а также относительное отверстие и глубина … Энциклопедия кино
фокусное расстояние — Расстояние от геометрического центра рабочей поверхности фокусирующего преобразователя до фокуса. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.]… … Справочник технического переводчика
ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ — расстояние от главного (см.) линзы (или зеркала) до её оптического центра (). От фокусного расстояния зависит увеличение (см.), (см.) и др … Большая политехническая энциклопедия
фокусное расстояние — 2.5.10 фокусное расстояние: Расстояние от фокуса до источника звука для фокусирующих преобразователей (см. рисунок 20). Источник: ГОСТ Р ИСО 5577 2009: Контроль неразрушающий. Ультразвуковой контроль. Словарь … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
фокусное расстояние — расстояние от главного фокуса линзы или оптического зеркала до их оптического центра. От фокусного расстояния зависит увеличение системы, светосила и т. п. * * * ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ, расстояние от главного фокуса линзы или… … Энциклопедический словарь
фокусное расстояние — židinio nuotolis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Atstumas tarp pagrindinės glaudžiamojo lęšio plokštumos ir jo židinio taško. atitikmenys: angl. focal distance; focal length vok. Brennweite, f; Fokalweite, f rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Добрый день, друзья! Постепенно мы подбираемся к ключевым понятиям в фотографии (речь про технические аспекты), без понимания которых немыслимо дальнейшее продвижение в обучении фотографии и вообще осознанная съемка, а именно это дает хорошие стабильные результаты. Позволю себе привести цитату о соблюдении правил в фотографии:
Неумение соблюдать это правило – дает мусор.
Умение соблюдать это правило – дает надежный ремесленный уровень.
Умение нарушать это правило – дает шедевры.
Так вот я считаю, что новичкам нужно стремиться освоить основные техники и выработать базовые навыки съемки (уверенно снимать в ручном режиме, понимать, как композиционно выстраивать кадр, на что делать акцент в кадре, как обрабатывать снимки…). А уверенная база и опыт обязательно принесут плоды в виде более интересных результатов, даже не сомневайтесь!)
Понятие фокусного расстояния объектива
Фокусное расстояние – одна из важнейших характеристик объектива. Если коротко и просто, то этот параметр определяет, насколько приближенное изображение мы сможем получить. Выбор объектива следует начинать с него, потому что ваш стиль съемки требует определенных фокусных.
Предполагаю, что вы уже знакомы с устройством фотоаппарата, которое мы рассматривали ранее. Обратите внимание на следующую схему зеркального фотоаппарата:
Свет, попадающий в камеру и идущий в обратном направлении, преломляется по-разному. Точки преломления называются главными плоскостями (передняя и задняя). С точки зрения фотографии важна именно задняя плоскость, как отвечающая за преломление света, идущего в сторону матрицы. Она же считается ее оптическим центром.
Задержите ваше внимание на этой схеме на небольшое время и рассмотрите подробнее. Ничего сложного в этом нет, достаточно один раз вникнуть.
Фокусное расстояние – это расстояние от оптического центра объектива до фокальной плоскости (матрицы). Смотрите схематический рисунок выше.
В объективах с нормальным фокусным расстоянием (примерно равным диагонали матрицы) задняя плоскость находится около диафрагмы. В телеобъективах за счет сложных оптических схем может смещаться за пределы объектива в сторону снимаемого объекта, в широкоугольных — в сторону матрицы. Это делается для компактности телеобъективов и возможности создания широкоугольных, как класса (т.к. их сложно расположить настолько близко к матрице).
Точное расположение оптического центра знают разработчики объектива. А точку, которая соответствует фокальной плоскости, т.е. матрице, можно определить по обозначению кружка с пересекающей его прямой на корпусе камеры справа от колеса, переключающего режимы съемки (на Nikon).
Именование. В речи фотографов можно слышать следующие названия:
- фокусное расстояние;
- фокусное;
- ФР (сокращение);
- focal length (английский эквивалент);
- FL (сокращение английского эквивалента).
В чем измеряется фокусное расстояние?
Размерность в миллиметрах, мм. Лучше рассмотреть на примере. Допустим, у нас есть популярный объектив Nikon 35 mm f/1.8G AF-S DX Nikkor. В маркировке указано 35 mm, т.е. его фокусное расстояние постоянно и составляет 35 миллиметров. На остальные характеристики пока не обращайте внимание, их будем рассматривать, когда поговорим про объективы.
Популярное заблуждение. Иногда доводится слышать, что фокусное расстояние зависит от чего-либо. Это не так. Как описывал выше, фокусное расстояние – это физическая характеристика объектива, которая заложена конструкторами. Оно не меняется ни при каких условиях.
На что влияет фокусное расстояние?
Внимание! Мы приближаемся к критически важной для понимания части нашей беседы. Если вы поймете то, о чем пойдет речь ниже, то сделаете себе отличный задел для понимания композиции, что крайне важно. Если нет… Вы не сможете не понять! В случае чего, я всегда к вашим услугам в комментариях.
Параметры, на которые влияет фокусное расстояние:
- Угол обзора;
- Масштаб изображения;
- Степень размытия и ГРИП;
- Перспектива (опосредованно).
Рассмотрим все детально. Небольшие условности – в статье о матрицах мы рассматривали параметры, которые зависят от размера матрицы. Там мы говорили о том, что угол обзора тем шире, чем больше матрица. Тут мы примем определенный размер матрицы и все изменения параметров будем рассматривать, исходя того факта, что матрица не меняется. Для того, чтобы не было путаницы в разных фокусных расстояниях в зависимости от размера матрицы, приняли ЭФР (эффективное фокусное расстояние), которое пересчитывает фокусное в эквиваленте полнокадровой камеры. Про это мы поговорим в следующей статье о кроп-факторе. Все нижеследующие примеры привожу с кроп-камеры, т.е. если бы эти же кадры снимались полнокадровым фотоаппаратом, угол обзора был бы шире.
Влияние фокусного расстояния на угол обзора
С увеличением фокусного расстояния уменьшается угол обзора, и наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем шире угол обзора. Посмотрите на примерах – снято с одной и той же точки на разных фокусных расстояниях.
Можно сделать вывод, что:
- Чем больше окружающего пространства мы хотим захватить в кадр, тем более широкоугольным (с меньшим фокусным расстоянием) должен быть объектив.
- И наоборот, если нужно снимать сравнительно отдаленный объект, то лучше предпочесть телеобъектив (с большим фокусным расстоянием).
Влияние фокусного расстояния на масштаб изображения
Фактически, это взаимосвязано с первым пунктом. Дело в том, что при большем фокусном расстоянии на итоговом снимке снимаемый объект получится больше. Говорят, что такой объектив даст большее увеличение или больший масштаб изображения.
Пример – мы стоим на одной точке, не двигаясь, и снимаем человека на расстоянии 10 м широкоугольным объективом с ФР 18 мм. Получаем фотографию человека во весь рост и много пространства по краям. Поменяв объектив на другой, например, с ФР 85 мм, мы также получим изображение человека во весь рост, но теперь пустого пространства по краям будет меньше, и сам человек будет больше. В итоге мы получим изображение в большем масштабе.
Влияние фокусного расстояния на степень размытия
Вполне возможно, что вы уже наслышаны об этом и знаете, что чем больше фокусное расстояние, тем задний план будет более размытым. Именно поэтому портретисты так любят телеобъективы (с большим фокусным расстоянием). Посмотрите на примере игрушки, как меняется размытие:
Стоит упомянуть, что с увеличением фокусного расстояния глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) будет становиться меньше, тем самым формируя размытие. Просто учтите это, про ГРИП будем говорить чуть позже.
Влияние фокусного расстояния на перспективу
Для начала, что такое перспектива? Это характер передачи соотношений размеров снимаемого объекта и прочих элементов в кадре, его формы. Рассмотрим следующий кадр, снятый на ФР 17 мм (широкий угол):
Здесь есть ограждающие элементы дороги и дома вдалеке. В случае съемки широкоугольным объективом получаем интересные геометрические соотношения – масштаб ограждения будет заметно больше дома на горизонте. Это непривычно для человеческого глаза, и позволяет строить интересные композиционные решения.
Во втором случае, снятом на 125 мм (теле- диапазон фокусного расстояния) разница в масштабе между ограждением и домом будет меньше.
В общем случае при съемке объектов с одного места разными фокусными расстояниями перспектива изменяться не будет.
Фокусное расстояние влияет на перспективу только в том случае, если в кадр попадают близко или далеко расположенные объекты. На примере выше (1е фото) видно, что в кадре есть ограждение, расположенное к нам вплотную. Находясь близко к нам, ограждение изображается в кадре крупно, а дома на контрасте кажутся маленькими. Поэтому нам видится, будто перспектива растянута. Другой пример — если снимать далекий объект длиннофокусным объективом, а еще намного дальше него будет еще один объект, то будет казаться, будто между ними минимальное расстояние, и они находятся рядом. Как говорят, сжатая перспектива. Это происходит вследствие очень сильной удаленности фотографа от снимаемого объекта, и разница в масштабе снимаемого объекта и очень далекого фонового не настолько велика. Это также видно на примере выше (2е фото). Ограждение находится далеко, дом очень далеко, но кажется, будто расстояние между ними не слишком большое.
Широкоугольные объективы с небольшим фокусным расстоянием отлично применяются для пейзажной съемки. Но при этом их не рекомендуется использовать при съемке портретов, потому что форма лица будет более вытянутой и смотреться неестественно. Говорят, что широкоугольные объективы (с небольшим фокусным) растягивают перспективу, а телеобъективы (с большим фокусным) сжимают ее. Но происходит это в первую очередь не из-за изменения самого фокусного расстояния, а из-за необходимости изменять расстояние между объектом и фотографом.
Съемка с рук на больших фокусных расстояниях
Задачка.
Допустим, вы снимаете портрет крупным планом вечером на камеру с APS-C матрицей. Заката еще нет, но кажется, что с освещением уже могут быть проблемы, его недостаточно. Цель – снять красивый портрет с сильным размытием заднего плана.
На самом деле, если вы изучаете фотографию с нуля и последовательно читаете мои статьи (смотрите раздел Уроки), то понимаете, что ваших знаний недостаточно. Но ничего страшного в этом нет – порассуждаем с тем, что есть и постепенно будем расширять горизонт неизведанного) Не волнуйтесь, очень скоро паззл знаний сложится в голове. Только не ленитесь думать.
Недавно мы рассуждали о матрице, рассматривали параметр ее чувствительности (ISO). Так вот, при том же ISO на камере с меньшей матрицей (сравниваем камеры примерно равного поколения и производителя) картинка будет более шумной. Обычно за эталон принимают уровень шума у полнокадровых камер. Отсюда следует, что весьма вероятно, наша камера сможет зарегистрировать меньше света с таким же качеством. Поясню – снимая на полнокадровую камеру на ISO 1600, мы получаем изображение определенной шумности. Снимая на камеру с APS-C матрицей, чтобы получить такой же уровень шума, нам уже нужно снимать, например, на ISO 400. А значит, света будет попадать меньше, что в наших условиях явно не является хорошим фактором.
Нам нужно добиться сильного размытия. Сделать это можно только с помощью телеобъектива с большим фокусным расстоянием. Степень размытия зависит от других факторов (например, от расстояния до снимаемого объекта, диафрагмы), но об этом позже. Допустим, мы выбрали 105 мм. Это достаточно большое фокусное, и…
Чем больше фокусное расстояние, тем более короткую выдержку нужно выбирать. Это позволит компенсировать дрожь в руках и получить четкий, не размытый снимок.
Можно провести сравнение – представьте, что вы в школе и нужно указать на маленькую деталь на доске. Чем это будет проще сделать – короткой ручкой или длинной указкой? Конечно же, ручкой. Причина в том, что при использовании указки минимальное отклонение вашей кисти приведет к значительному отклонению противоположной стороны указки. Используя ручку, даже при значительном отклонении кисти ее противоположный край отклонится не настолько сильно. Т.е., используя длинный предмет в качестве указки, нам нужно четко фиксировать положение кисти.
Так какой же ответ? А он весьма прост – нужно найти баланс, оптимальное соотношение всех параметров. Свести к минимуму проблемы и достичь максимально возможного результата. Что-то мне это напоминает универские времена) Этому мы будем учиться.
Что нужно запомнить о фокусном расстоянии?
Что это такое и на что влияет, я думаю, вы уже поняли. Теперь кратко для повторения основная информация:
Предлагаю вам выйти на улицу и попробовать поснимать, например, пейзажи с разными фокусными, находясь на одной точке. И понаблюдать, насколько объекты приближаются, как меняются геометрические соотношения. Поснимать близко расположенные объекты, например, ветку дерева. Можно даже не снимать, а просто изменять фокусное расстояние (если у вас зум-объектив) и наблюдать изменения в видоискатель.
Со временем вы настолько привыкнете к своей камере и объективу, что будете навскидку, не глядя в видоискатель, определять, какой примерно получится результат.
Зная, что такое фокусное расстояние и как оно влияет на выбор объектива, вы всегда сможете подобрать подходящий объектив для каждой задачи.
Хорошие фотографии можно делать с помощью любого оборудования. Тем не менее чем больше у вас объективов с разным фокусным расстоянием, тем больше возможностей для фотосъемки.
Понимая принцип работы фокусного расстояния и зная, какое фокусное расстояние лучше всего подходит для той или иной цели, будь то портретная или пейзажная фотография, вы получаете не только свободу творчества, но и возможность специализации. Это похоже на то, как спортсмены выбирают специальную обувь для своего вида спорта: футболисты надевают бутсы с шипами, которые обеспечивают сцепление с травой, а баскетболистам нужна обувь, подошва которой не скользит по твердой поверхности. Умение установить фокусное расстояние объектива в соответствии с необходимым углом обзора (видимое пространство, которое может захватить объектив) — это мастерство, благодаря которому вы всегда будете чувствовать себя хорошо подготовленным.
Что считается фокусным расстоянием, а что нет
При использовании объектива с коротким фокусным расстоянием, например 18 мм, снимок получится с более широким углом обзора. Объективы с более длинным фокусным расстоянием, например 200 мм, обеспечивают более узкий угол обзора.
Фокусное расстояние объектива — это оптическое расстояние (обычно измеряемое в миллиметрах) от точки схождения лучей света внутри объектива до матрицы камеры.
Это то, что касается технической стороны. Далее перейдем к практике.
Использование объектива с фиксированным фокусным расстоянием
Такие объективы имеют постоянное фокусное расстояние. Это означает, что вы можете снимать только с одним фокусным расстоянием — никакого зума или увеличения.
Постоянная практика в съемке с одним фокусным расстоянием, на улице или еще где-либо, поможет вам натренировать свой глаз фотографа.
Как только ваш стиль начнет формироваться, значит пришло время изменить перспективу. Экспериментирование с различными фокусными расстояниями — это познавательный процесс, который поможет доработать ваш стиль. Особенно важно понимать преимущества различных фокусных расстояний, если вы хотите создать набор супермена с объективами для более сложных съемок.
Изменение фокусного расстояния влияет на результат
Съемка мероприятия — это отличный способ понять, как фокусное расстояние влияет на сделанные фотографии. Вам придется перемещаться по месту в поисках идеального ракурса, и иногда может потребоваться изменить фокусное расстояние, чтобы использовать все возможности.
Именно в такие моменты набор супермена будет как нельзя кстати. Всегда берите с собой дополнительное оборудование.
Для свадебной съемки Пликаник использует три объектива: 50 мм, 16–35 мм и 70–200 мм. Разные события и разные снимки предъявляют разные требования, и как гольфист тщательно выбирает подходящую клюшку для следующего удара, так и понимание фокусного расстояния поможет вам добиться успеха в погоне за идеальной фотографией.
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.
-
Широкоугольные объективы. 14-35мм. На полном кадре их угол обзора примерно 114-64 градуса. Их отличительной особенностью является вытянутая перспектива и относительно большая глубина резкости даже на открытых диафрагмах. Такие объективы часто используются при съемке пейзажей, либо, наоборот, в замкнутых пространствах, позволяя вместить в один кадр на порядок больше, чем это возможно сделать другими стеклами.
По этой же причине такие объективы популярны во время репортажей, но тут надо быть осторожным как раз из-за перспективных искажений.
Помимо классификации по фокусному расстоянию объективы делятся на фикс и зум. Первые имеют фиксированное фокусное расстояние, отличаются малым весом и, обычно, лучшим качеством картинки при схожей цене. Вторые же могут похвастаться переменным фокусным расстоянием, повышающим оперативность съёмки и позволяющим не таскать сразу много стекол.
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.
Читайте также: