Порой, меня спрашивают какое расстояние будет до объекта съемки, если фотографировать на тот или иной объектив. В этой статье я вывел несложную формулу расчета.

Если мы будем снимать ту же модель на тот же полтинник с горизонтальной ориентацией камеры, но уже на камеру Nikon DX (Kf=1.5), то нужно будет отойти на 5,6 метра. А если учитывать, что кроме самой модели нужно еще захватить немного пространства снизу и сверху, то на полтинник нужно будет отходить метров на 7-мь.

Чтобы воспользоваться подсчетом для кропнутых камер, в формулах задайте значения ширины w и высоты h для вашей камеры. Для камер Nikon DX: w=23.5 mm, h=15.6 mm. f нужно брать такое, какое оно указано на объективе без всякого пересчета. Основные формулы выделены цветом. Если не можете найти значение w и h в инструкции, то обычно w=36/Kf, h=24/Kf, где Kf — значение камеры.

Очень просто узнать дистанцию фокусировки до объекта уже по снятой фотографии. Для этого достаточно проверить фото с помощью http://regex.info/exif.cgi (Сайт поддерживает любые форматы фотографий)

Пример работы regex. Значение ‘At 60cm’ указывает на то, что снимок был сделан с расстояния 60 см.

Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.

Понимание особенностей объективов может помочь вам контролировать создание цифровых фотографий. Выбор правильного объектива для решения съёмочной задачи может оказаться комплексным компромиссом между стоимостью, размером, весом, скоростью фокусировки и качеством изображения. Данная глава призвана улучшить понимание этого выбора, предоставив начальный обзор концепций качества изображения, фокусного расстояния, перспективы, объективов с постоянным и переменным фокусным расстоянием, а также апертуры диафрагмы или числа f.

Элементы объектива и качество изображения

Все камеры, кроме самых простейших, укомплектованы объективами, которые состоят из нескольких «оптических элементов». Каждый из этих элементов помогает направить поток световых лучей так, чтобы воссоздать на цифровом сенсоре изображение настолько точно, насколько это возможно. Цель состоит в минимизации аберраций, используя при этом наименьшее число наименее дорогостоящих элементов.

Оптические аберрации возникают, когда элементы сцены не транслируются в аналогичные элементы изображения после прохождения через объектив, создавая размытие изображения, сниженный контраст или расхождение цветов (хроматическую аберрацию). Объективы могут также страдать дисбалансом, круговым затемнением (виньетированием) или искажениями перспективы. Наведите курсор на каждый из нижеприведенных вариантов, чтобы увидеть, как эти дефекты влияют на качество изображения в предельных случаях.

Исходное изображение	Потеря контраста	Размытие
	Хроматическая аберрация	Искажение перспективы
	Виньетирование	Оригинал

Каждая из этих проблем представлена в некоторой степени в любом объективе. Далее в этой главе, когда объектив упоминается как имеющий худшее оптическое качество, чем другой объектив, это означает некоторую комбинацию вышеописанных дефектов . Одни из этих дефектов могут быть менее нежелательными, чем другие, в зависимости от предмета съёмки.

Влияние фокусного расстояния объектива

Фокусное расстояние объектива определяет его угол зрения и заодно степень увеличения предмета в данной точке съёмки. Широкоугольные объективы имеют малые фокусные расстояния, тогда как телеобъективам присущи существенные фокусные расстояния.

Примечание: точка пересечения световых лучей необязательно эквивалентна фокусному расстоянию, как это показано выше, но дистанция приблизительно пропорциональна. Таким образом, увеличение фокусного расстояния действительно приводит к сокращению угла зрения, как нарисовано.

Многие скажут, что фокусное расстояние также определяет перспективу изображения, но строго говоря, перспектива меняется только с изменением положения фотографа относительно предмета съёмки. Если попытаться снять один и тот же предмет широкоугольным и телеобъективом, перспектива действительно изменится, поскольку фотографу придётся перемещаться ближе к предмету съёмки или дальше от него. Только в этих случаях широкоугольный объектив преувеличит или растянет перспективу, тогда как телеобъектив сожмёт или сгладит её.

Управление перспективой может служить мощным композиционным инструментом в фотографии и часто определяет выбор фокусного расстояния (если существует возможность съёмки с любой позиции). Наведите курсор на вышеприведенное изображение, чтобы увидеть сдвиг перспективы вследствие широкого угла. Заметьте, что предметы в кадре остаются практически идентичными и тем самым требуют для широкоугольного объектива более близкой позиции. Относительные размеры объектов меняются настолько, что удалённая дверь становится меньше относительно ламп на переднем плане.

Следующая таблица предоставляет сведения о том, какие фокусные расстояния нужны, чтобы объектив считался широкоугольным или телеобъективом, а также их типовое применение. Учтите, что указаны лишь приблизительные диапазоны фокусных расстояний , и реальное применение может варьироваться соответственно; многие, например, используют телеобъективы при съёмке протяжённых ландшафтов для сжатия перспективы.

* Примечание: фокусные расстояния объективов действительны для камер, в которых размер сенсора эквивалентен плёнке 35 мм . Если вы используете компактную или бюджетную зеркальную камеру,
скорее всего, размер сенсора в ней другой. Чтобы скорректировать эти цифры для вашей камеры,
используйте конвертор фокусных расстояний в главе о размерах сенсоров цифровых камер .

Прочие факторы тоже могут зависеть от фокусного расстояния объектива. Телеобъективы более чувствительны к сотрясениям камеры, поскольку минимальное движение руки приводит к значительному смещению изображения, как можно убедиться, попытавшись удержать дрожащими руками бинокль с большим приближением. Широкоугольные объективы в целом меньше бликуют, в частности потому, что при их разработке учитывалось, что при широком угле более вероятно попадание солнца в кадр. Наконец, ближние телеобъективы обычно обеспечивают лучшее оптическое качество при сходной цене.

Фокусное расстояние и съёмка с рук

Фокусное расстояние объектива может также существенно влиять на простоту получения резкого снимка с рук. Увеличение фокусного расстояния требует сокращения времени выдержки, чтобы минимизировать размытие, вызванное дрожанием рук. Представьте, каково удержать неподвижно лазерную указку: на близлежащем объекте её луч прыгает заметно меньше, чем на удалённом.

Это происходит потому, что легчайшие круговые вибрации существенно нарастают с расстоянием, тогда как если бы колебания были только горизонтальными или только вертикальными, расстояние от лазера до объекта сохранялось бы.

Общепринятый практический метод определения необходимой выдержки для заданного фокусного расстояния делитединицу на фокусное расстояние . Это значит, что для камеры 35 мм время экспозиции должно быть не более единицы, делённой на фокусное расстояние, долей секунды. Другими словами, при использовании фокусного расстояния 200 мм на камере 35 мм выдержка должна быть не более 1/200 секунды, иначе избежать размытия будет сложно. Не забывайте, что это крайне приблизительное правило, кто-то сможет удерживать кадр значительно дольше или, наоборот, меньше. Владельцам цифровых камер с уменьшенным сенсором придётся рассчитывать эффективное (истинное) фокусное расстояние с учётом размера кадра.

Вариобъективы (зумы) и простые объективы (фиксы)

Вариобъективом называется такой, фокусное расстояние которого может изменяться в заданных пределах, тогда как в «простых» или фиксированных объективах оно неизменно. Основное преимущество вариобъектива заключается в простоте достижения разнообразия композиций или перспектив (поскольку нет необходимости менять объективы). Это преимущество зачастую критично для динамической съёмки, например, в фотожурналистике и детской фотографии.

Не забывайте, что использование зума не обязательно означает, что перемещаться больше не нужно ; зумы всего лишь повышают гибкость. В нижеприведенном примере показано исходное положение, а также два варианта использования вариобъектива. Если бы использовался простой объектив, изменение композиции было бы невозможно без кадрирования изображения (если требовалось приблизить композицию). Аналогично примеру в предыдущем разделе, изменение перспективы было достигнуто сокращением фокусного расстояния и приближением к предмету. Чтобы получить противоположное изменение перспективы, следовало бы увеличить фокусное расстояние и отойти от предмета дальше.

Две возможности вариобъективов:
Изменение композиции	Изменение перспективы

Зачем же намеренно ограничивать свои возможности, используя простой объектив? Простые объективы существовали задолго до появления вариобъективов и по-прежнему имеют много преимуществ над своими более современными аналогами. Когда зумы впервые появились на рынке, их использование означало принесение в жертву значительной части оптического качества. Однако более современные высококачественные вариобъективы в целом не вносят заметных ухудшений в качество изображения, если не всматриваться тренированным глазом (или не печатать очень большой оттиск).

Основными преимуществами простых объективов являются стоимость, вес и скорость (светосила). Недорогие простые объективы как правило могут обеспечить не худшее (если не лучшее) качество изображения по сравнению с дорогостоящими вариобъективами . Кроме того, если мы рассматриваем зум с небольшим диапазоном фокусных расстояний, простой объектив с аналогичным фокусным расстоянием будет значительно меньше и светлее. Наконец, лучшие простые объективы практически всегда обеспечивают лучшую светосилу (максимальную диафрагму), чем наилучшие зумы - что порой бывает критично для съёмки спорта или в театре в условиях низкой освещённости, когда необходима малая глубина резкости .

Для компактных цифровых камер объективы, на которых указан зум 3x, 4x, и т. д., это число означает диапазон между наименьшим и наибольшим фокусным расстоянием. Таким образом, большее число необязательно означает, что изображение может быть сильнее увеличено (поскольку у этого зума может просто быть более широкий угол на минимальном фокусном расстоянии). Кроме того, цифровой зум - это не то же самое, что оптический, поскольку в нём увеличение изображения достигается за счёт интерполяции . Прочтите то, что написано мелким шрифтом, чтобы убедиться, что вас не ввели в заблуждение.

Влияние диафрагмы или число f

Диапазон ступеней диафрагмы объектива означает степень, в которой объектив может быть открыт или закрыт, чтобы пропустить больше или меньше света, соответственно. Диафрагмы указываются в терминах чисел f, которые количественно описывают относительную площадь светопропускания (показано ниже).

Примечание: данное сравнение приблизительно: лепестки диафрагмы редко образуют
идеальный круг, поскольку обычно диафрагма состоит из 5-8 лепестков.

Учтите, что чем больше площадь светопропускания, тем меньше число f (это часто сбивает с толку). Эти два термина часто ошибочно взаимозаменяют. Остаток этой статьи рассматривает объективы как диафрагмы. Объективы с более широкими диафрагмами часто называют более «быстрыми» , поскольку при одинаковой светочувствительности ISO для одинаковой экспозиции может использоваться более короткая выдержка. Кроме того, меньшая диафрагма означает, что объекты могут оставаться в фокусе в большем диапазоне расстояний, эта концепция описывается термином «глубина резкости ».

При покупке объективов обращайте внимание на характеристики, где указана максимальная (и иногда минимальная) возможная диафрагма. Объективы с большим диапазоном диафрагм обеспечивают большую гибкость как по возможной выдержке, так и по глубине резкости. Максимальная диафрагма является, вероятно, самой важной характеристикой объектива и зачастую указывается на коробке вместе с фокусным расстоянием.

Число f может быть также указано как 1:X (вместо f/X), как например на объективе Canon 70-200 f/2.8 (его коробка показана выше, и на ней написано f/2.8).

Съёмка портретов, а также в театре или на спортивных соревнованиях часто требует от объектива максимально возможных диафрагм, чтобы обеспечить короткие выдержки или малую глубину резкости, соответственно. Малая глубина резкости при съёмке портрета помогает отделить предмет съёмки от фона. Для цифровых камер объективы с большей диафрагмой обеспечивают значительно более яркое изображение в видоискателе , что может оказаться критичным для съёмки ночью и в условиях малой освещённости . Зачастую они также обеспечивают более быстрый и точный автофокус при малой освещённости. Ручная фокусировка также упрощается , поскольку изображение в видоискателе имеет меньшую глубину резкости (таким образом проще заметить, когда объект попадает в фокус).

Минимальные диафрагмы объективов обычно далеко не так важны, как максимальные. Они редко используются в связи с размытием снимка в результате дифракции , а также поскольку могут потребовать невозможно долгих выдержек. В случаях, когда нужна экстремальная глубина резкости, можно использовать объективы с меньшей максимальной диафрагмой (большим числом f).

Наконец, некоторые зумы на цифровых зеркальных и компактных цифровых камерах часто указывают диапазон максимальных диафрагм, поскольку величина диафрагмы может зависеть от фокусного расстояния. Эти диапазоны диафрагм определяют только максимальные возможные диафрагмы, а не полный диапазон. Например, f/2.0-3.0 означает, что максимально возможная диафрагма постепенно уменьшается от f/2.0 (на самом широком угле) до f/3.0 (на максимальном фокусном расстоянии). Основное преимущество вариобъектива с постоянной максимальной диафрагмой состоит в том, что параметры экспозиции более предсказуемы независимо от фокусного расстояния.

Учтите также, что даже если максимальная диафрагма объектива не может быть использована, это необязательно означает, что такой объектив не нужен. Аберрации объективов обычно меньше, когда используется экспозиция на одну или две f-ступени меньше максимального раскрытия (например, при использовании f/4.0 на объективе с максимальной диафрагмой f/2.0). Это может означать, что для фотографии при диафрагме f/2.8 объектив с f/2.0 или f/1.4 может достичь более высокого качества, чем объектив с максимальной апертурой диафрагмы f/2.8.

Прочие соображения включают в себя цену, размер и вес. Объективы с большими максимальными апертурами диафрагмы обычно намного тяжелее, больше и дороже. Размер и вес могут быть критичны для съёмок дикой природы, походов и путешествий, поскольку в них оборудование подлежит длительным переноскам.

Фотокамеры различаются на компактные, полупрофессиональные и профессиональные зеркальные. В третьем типе камер есть возможность смены объектива. Это значительно влияет на получаемое в результате изображение и творческие возможности. Хотя речь в статье пойдет про фототехнику, в видео камерах используются схожие типы оптики.

Рассмотрим основные характеристики объектива, и их значение.

Фокусное расстояние - определяет какая часть сцены попадет в кадр (угол охвата кадра).
Главное фокусное расстояние объектива - расстояние от главного фокуса до главной задней плоскости, обозначается f ` или f .

Приближенно фокусное расстояние можно определить как расстояние от передней линзы объективы до матрицы фотоаппарата, соответственно чем эта дистанция больше тем длиннее фокусное расстояние.

Объективы делятся на две категории с фиксированным и переменным фокусным расстоянием.

Объективы с постоянным фокусным расстоянием позволяют устанавливать наименьшие значения диафрагменного числа чем с переменным, что позволяет снимать в условиях плохого освещения без вспышки. так же просто более высокие оптические качества.

Объективы с переменным фокусным расстоянием , более распространены, позволяет приближать и удалять изображение не сходя с места (т.н. эффект зумма).
По фокусному растсоянию объективы делятся на:

• широкоугольный 10 - 20 мм.
• стандартный зум 18 - 70 мм.
• телеобъектив 70 - 300 мм.

Широкоугольные объективы (10 - 20 мм), применяются для съемки пейзажей, интрерьеров, репортажной съемки, создания необычных кадров с заметными искажениями. Обладают наибольшей глубиной резкости.

Стандартный зум (18 - 70 мм), применяется для репортажной и бытовой съемки, позволяют получать как портретные так и панорамные фотографии. Наиболее распространенный в силу своей универсальности. Большинство зеркальных камер комплектуются такими объективами. Обладают возможностью значительно менять глубину резкости. Установив специальную линзу спереди такого объектива, можно уменьшить его фокусное расстояние, тем самым превращая его в широкоугольный.

Телеобъектив (70 - 300 мм), предназначен для съемки удаленных объектов, например исплнителя на концерте, спортивной съемки и фотографий с минимальными перспективными искажениями как портретная, студийная. Не рекомендуется к использованию как основной объектив. Обладают наименьшей глубиной резкости, особенно на больших фокусных расстояниях.

По назначению - стандартные, макро - позволяют снимать предмет находящийся очень близко к объективу, tilt-shift – со смещаемой оптической осью, «рыбий-глаз» и д.р. Несмотря на большое разнообразе наиболее распрострены несколько универсальных типов, осталные как правило применяются только для решения специализированных задач, таких как предметная или медицинская съемка.

Диафрагма - регулируемый проем в объективе, определяющий сколько света попадет на матрицу. Величина открытия отверстия диафрагмы измеряется с помощью диафрагменного числа. Его значение в свою очередь определяет глубину резко изображаемого пространства (ГРИП). Чем меньше диф. число. тем меньше Глубина резкости. Минимально возможное диафрагменное число объектива является косвенным показателем качества оптики (чем оно меньше тем лучше). Указвается в названии объектива например 18-50/2.8 (где 2,8 минимально диафрагменное число) или например 18-120/3,5-5,6 (где 3,5 мин. диф. число при фокусном расстоянии 18 мм, а 5,6 про f=120 мм.).

Глубина резкости тем меньше, чем больше фокусное расстояние.

Как видно чем больше фокусное расстояние, тем меньше фона попадает в кадр.

Размер матрицы

Влияние размера матрицы на фокусное расстояние. До последнего времени большинство зеркальных цифровых фотоаппаратов были оснащены матрицей (цифровой аналог пленки) небольшого формата DX (примерный размер 16-24 мм). Позже с развитием технологии начали внедрятся камеры с «полноформатной» матрицей большей чем у предшественников, по размеру аналогичной пленке шириной 35 мм FX (примерный размер 24 – 36 мм). Размер матрицы так же влияет на то какая часть изображения попадет в кадр.

Чем больше матрица в фотоаппарате тем больше угол обзора при использовании одного и того же объектива.

• Индекс DX в названии - имеют объективы для камер с уменьшенной матрицей, например 18-70 DX
• Индекс FX в названии - имеют объективы для камер с полноразмерной матрицей, например 18-70 FX

Причем FX объективы могут использоваться на камерах DX формата.

В обратной ситуации сложнее.

В снимках сделанных c полукадровым (DX ) объективом на полноформатную (FX ) камеру может присутствовать заметное затемнение по краям кадра.

Большинство объективов имеют обозначение фокусного расстояния в расчете на полноформатную 35 мм матрицу, соответственно пользуясь камерой с матрицей меньшего формата, фокусное расстояние так же уменьшаятся пропорционально размеру матрицы. Т.е. 18 мм будет равно 18 * 1,5 = 24. Так же чем больше физический размер матрицы тем выше детализация и цветопередача изображения.

Пленочные фотоаппараты рассчитаны на пленку определенной ширины от 10 до 60 мм для разных моделей что влияет на размер камеры и ассортимент объективов.

Совместимость - большинство крупных производителей фототехники предлагают широкий ассортимент объективов к своим камерам, обычно покрывающий все потребности рядового фотографа. Однако установить на камеру фирмы А объектив фирмы Б (так же производящей фотоаппараты), нельзя без специального переходника. Помимо них существует несколько сторонних производителей продающих оптику для всех популярных моделей, как правило чуть дешевле фирменных аналогов. За некоторым исключением, крепление объективов сделано таким образом что бы его можно было установить только на камеры данного производителя.

Объективы рассчитанные на модели камер разных производителей, как правило не взаимозаменяемы.

Цена - возможно это прозвучит непривычно, но в условиях большого ассортимента объективов разных производителей со схожими данными,

один из эффективных способов оценивать качество является цена объектива.

На практике это означает что, высококачественный объектив стоит дороже остальных, и то что не стоит рассчитывать на хорошее качество изображения от объектива с ценой в 10 раз ниже рыночной.

© 2016 сайт

Формат APS-C (красная рамка) на фоне полного 35-мм кадра.

При работе с большинством цифровых фотоаппаратов (за исключением, разве что, полнокадровых моделей) фотограф постоянно вынужден принимать в расчёт такой параметр, как кроп-фактор фотоматрицы, а также тесно связанную с кроп-фактором концепцию эквивалентного фокусного расстояния . Эти понятия приобретают особое практическое значение, когда речь заходит о сравнении камер различного формата, а также объективов, предназначенных для этих камер.

У большинства цифровых аппаратов размеры фоточувствительной матрицы меньше размеров стандартного кадра малоформатной 35-мм плёнки . Лишь полнокадровые камеры обладают сенсором, размер которого совпадает с размером традиционного плёночного кадра т.е. 36 x 24 мм.

Отношение между линейными размерами полного 35-мм кадра и кадра уменьшенного формата называется кроп-фактором (от англ. to crop – обрезать). Иными словами, кроп-фактор говорит нам о том, во сколько раз матрица обсуждаемой фотокамеры меньше полнокадровой матрицы. Чем меньше матрица, тем больше её кроп-фактор, и наоборот.

Поскольку соотношение сторон кадра в различных системах может разниться, для расчёта кроп-фактора обычно используется длина диагонали рабочей области фотоматрицы. Таким образом, кроп-фактор равен отношению диагонали полного кадра (43,3 мм) к диагонали данного конкретного сенсора.

Ниже приведены значения кроп-фактора для наиболее распространённых цифровых форматов:

Компактные цифровые фотоаппараты (иначе – мыльницы) в целях уменьшения стоимости и габаритов, но в ущерб качеству изображения, оснащаются, за редким исключением, маленькими сенсорами с кроп-фактором в районе 3-8. Объектив с фокусным расстоянием 8 мм будет являться нормальным для матрицы с кроп-фактором 6. У камер, встроенных в мобильные устройства, сенсоры обычно совсем крошечные, а кроп-факторы могут быть даже двузначными.

Сравнительные размеры малоформатных фотоматриц.

Эквивалентное фокусное расстояние

Предположим, что сенсор вашей фотокамеры имеет размеры 24 x 16 мм (формат APS-C). Линейные размеры такого сенсора в 1,5 раза меньше размеров полного кадра (36 x 24 мм), а значит, его кроп-фактор – 1,5. Диагональ матрицы APS-C равна примерно 28,9 мм, т.е. опять-таки в 1,5 раза меньше диагонали полного кадра, которая, как уже было сказано, составляет 43,3 мм. Мы помним, что стандартным или нормальным объективом принято считать объектив, фокусное расстояние которого приблизительно равно диагонали кадра. Например, объектив с фокусным расстоянием 50 мм на полнокадровом аппарате может считаться стандартным. Но стоит установить тот же объектив на камеру формата APS-C, как выяснится, что теперь фокусное расстояние объектива оказывается значительно длиннее диагонали кадра, т.е. объектив из нормального превратился в длиннофокусный. Более того, угол изображения объектива также уменьшился пропорционально уменьшению размера матрицы, и теперь соответствует углу изображения именно длиннофокусного объектива. Почему так получается?

Разумеется, при смене камеры истинное фокусное расстояние объектива не изменилось и измениться не могло. Изменился угол изображения. Фокусное расстояние это характеристика, относящаяся исключительно к объективу. Оно никак не зависит от камеры, на которую он установлен, и от размеров её сенсора. А вот угол изображения зависит как от фокусного расстояния объектива, так и от размеров матрицы.

Для удобства описания работы объективов на камерах с различными размерами фотосенсора применяется искусственный термин «эквивалентное фокусное расстояние » (ЭФР), описывающий кажущееся увеличение фокусного расстояния объектива вследствие уменьшения угла его изображения при использовании матрицы с кроп-фактором. Экфивалентное фокусное расстояние указывает на то, какой следовало бы взять объектив при съёмке на полный кадр, чтобы получить такой же угол изображения, какой получается с имеющимся объективом при съёмке на камеру с матрицей меньшего формата.

Эквивалентное фокусное расстояние равняется истинному фокусному расстоянию (ФР или ƒ ), умноженному на кроп-фактор (K f). Например, объектив с фокусным расстоянием 35 мм в связке с вышеупомянутой матрицей с кроп-фактором 1,5 будет иметь эквивалентное фокусное расстояние 53 мм, т.е. превратится в стандартный объектив. Зум-объектив с диапазоном фокусных расстояний18-55 мм, которым оснащаются многие любительские камеры, имеет переменное эквивалентное фокусное расстояние 27-84 мм, а, стало быть, является практичным универсальным объективом, захватывая как широкоугольный, так и в меру длиннофокусный диапазон. У полнокадровых фотоаппаратов кроп-фактор равен, как несложно догадаться, 1, а эквивалентное фокусное расстояние соответствует реальному.

Само словосочетание «эквивалентное фокусное расстояние» не должно вводить вас в заблуждение. У двух объективов, установленных на камеры разного формата и имеющих одинаковое эквивалентное фокусное расстояние, по-настоящему эквивалентным будет только и исключительно угол изображения. Эквивалентность в данном случае не распространяется на светосилу, боке, глубину резкости и пр. Эти параметры зависят от многих факторов и потому у разных объективов могут, как совпадать, так и не совпадать. И наоборот, при использовании одного и того же объектива на разных камерах изменение эквивалентного фокусного расстояния будет выражаться лишь в изменении угла изображения. Все прочие параметры объектива (включая его истинное фокусное расстояние) остаются неизменными.

Соответствие истинного и эквивалентного фокусных расстояний для сенсоров с различными кроп-факторами

* Обычно не 1,5, а 1,52.
** На самом деле – 1,62.

Я не привожу здесь цифры для компактных фотокамер, поскольку среди них существует огромное разнообразие форматов и моя таблица заняла бы слишком много места. Загляните в спецификации своей камеры, чтобы узнать размеры сенсора, и попробуйте самостоятельно рассчитать интересующие вас значения ЭФР. Также я прохожу мимо аппаратуры более крупной, нежели 35-мм цифровая зеркальная камера, коп-факторы которой, как нетрудно догадаться, меньше единицы. Полагаю, что если вы снимаете на средний, и уж тем более на крупный формат, то, скорее всего, вы уже не нуждаетесь в моей скромной помощи.

Объективы для камер с кроп-фактором

Объективы, предназначенные для малоформатных плёночных, а также цифровых полнокадровых камер, проектируются таким образом, чтобы круг изображения, проецируемый объективом, полностью покрывал рабочую часть кадра. Очевидно, что при использовании сенсоров меньшего размера необходимость в столь большом круге изображения отсутствует. В связи с этим, производители фототехники, выпускающие камеры с кроп-фактором, выпускают и соответствующие этим камерам объективы с уменьшенным кругом изображения. Такие объективы легче, компактнее и дешевле объективов традиционного формата, но они не рассчитаны на использование вместе с полнокадровыми аппаратами, поскольку из-за малого круга изображения углы кадра получатся чёрными. В свою очередь, полнокадровые объективы можно использовать как на полнокадровых, так и на кропнутых камерах (при условии механической совместимости), делая в последнем случае лишь поправку на изменение эквивалентного фокусного расстояния.

Следует подчеркнуть, что вне зависимости от того, для какого формата предназначен объектив, на нём практически всегда указывается истинное , а вовсе не эквивалентное фокусное расстояние. ЭФР не является постоянной величиной, поскольку зависит от камеры, на которую устанавливается объектив, т.е. эквивалентное фокусное расстояние не является характеристикой объектива , а скорее характеризует систему объектив+матрица в целом.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект , внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Хотите, чтобы система видеонаблюдения выполняла свои функции на все сто? Для этого необходимо правильно рассчитать фокусное расстояние.

Очень часто в попытке сэкономить люди самостоятельно подбирают видеокамеры, после чего сильно разочаровываются в работе построенной системы наблюдения. Причин тому может быть множество: неверная схема размещения камер, не тот тип объектива, неправильно подобранные углы обзора. Как бы там ни было, клиент получает не то, чего ожидал. Чтобы вы не попали в подобную ситуацию, рекомендуем ознакомиться с изложенным ниже материалом.

Камера - не глаз

Несмотря на все достижения технического прогресса, даже самой лучшей камере наблюдения всё ещё очень далеко до человеческого глаза. Сколь высоким бы ни было разрешение сенсора, ни одна компактная камера не может тягаться с глазом по части динамического диапазона, различимости деталей и скорости фокусировки на отдельном объекте. Мы можем смотреть вдаль вплоть до самого горизонта и в следующую секунду рассматривать линии на собственной руке. Мы можем наблюдать за объектом, находящимся справа, затем молниеносно перевести взгляд на другой объект, находящийся на 130° левее. Камера же вынуждена смотреть прямо и всегда на то расстояние и под таким углом, на которое ей позволяет фокусное расстояние объектива. Многие специалисты в сфере видеонаблюдения считают этот параметр чуть ли не более значимым, чем разрешение сенсора, ведь от него напрямую зависит, опознаем ли мы лицо злоумышленника или нет.

Влияние фокусного расстояния на угол обзора

Угол обзора видеокамеры определяется фокусным расстоянием её объектива: чем это расстояние больше, тем меньше угол. Широкий угол зрения позволяет вам держать в кадре большую площадь, но не даёт нужной детализации. В то же время узкий угол даёт прекрасную детализацию обозреваемого сектора, но вместе с тем сужает поле зрения - вы видите меньше. Широкий угол отлично подходит для наблюдения за обширной территорией, например, за участком возле контрольно-пропускного пункта или за стоянкой авто.

Узконаправленный объектив хорошо себя проявляет, когда важно наблюдать один объект с максимально возможной детализацией: это может быть касса супермаркета или рабочее место офисного сотрудника. К слову, достаточно часто покупатели совершают ошибку, полагая, что недостаток детализации при широком угле обзора удастся компенсировать высокой разрешающей способностью. К сожалению, это невозможно: аберрации оптической системы просто не дадут донести до матрицы свет без искажений. Судите сами:

В Сети содержится масса таблиц и формул, помогающих рассчитать фокусное расстояние объектива. Однако все они носят лишь приблизительный характер, а зачастую и вовсе могут ввести в заблуждение неискушённого клиента. Как правило, подобные формулы заимствованы из устаревших справочников и ГОСТов, составленных для аналоговых камер с весьма посредственной матрицей. Чтобы по-настоящему оценить возможности оборудования и понять, с какого расстояния та или иная камера сможет распознать лицо человека или номерной знак авто, нужно посмотреть отснятое ею видео.

Предлагаем вам ознакомиться с нашим роликом, в котором наглядно показана способность камер распознавать лица и номера машин в зависимости от формата (HD или Full HD) и фокусного расстояния объектива. Нами были протестированы объективы 3,6 мм, как наиболее универсальные, а также чуть более узкоспециализированные 6 мм.

Мы настоятельно рекомендуем нашим покупателям опираться на личный визуальный опыт при выборе фокусного расстояния объектива. Слишком уж много факторов, влияющих на качество изображения: начиная от разрешения и чувствительности матрицы и заканчивая банальным качеством оптики. Если же у вас нет возможности протестировать оборудование в магазине или нет времени искать ролик, демонстрирующий способности камеры к распознаванию номерных знаков и лиц, можете воспользоваться изложенным ниже советом.

СОВЕТ:
Чтобы узнать расстояние, с которого можно будет распознать лицо человека и номерной знак авто:

• умножьте фокусное расстояние Full HD камеры на 5;
• умножьте фокусное расстояние HD камеры на 3.

Разумеется, такой расчёт носит лишь приблизительный характер. Для получения более точных данных о фокусном расстоянии рекомендуем полагаться на личный опыт или же воспользоваться математической формулой, которую мы приведём позже.

Как вы уже поняли, при выборе фокусного расстояния крайне важно найти оптимальный баланс между детальностью изображения и полем зрения. Следует также иметь в виду, что все короткофокусники (2,8 мм и меньше) грешат оптическим искажением по краям кадра, из-за чего возникает ощущение, будто смотришь в дверной глазок. Чтобы избежать этого, стоит остановить свой выбор на объективах с бóльшим фокусным расстоянием. Наиболее универсальными в данном отношении являются объективы 3.6 мм. Они дают достаточно широкий угол обзора и вместе с тем не нарушают симметрию кадра. Вместе с тем не рекомендуем зацикливаться на одном типе камер, даже если их угол обзора кажется вам оптимальным. Помните: качественные системы наблюдения всегда основываются на тщательной компоновке нескольких камер с различными углами обзора и типами объективов.

Вычисляем фокусное расстояние под определённую задачу

Чтобы правильно подобрать тип объектива и его фокусное расстояние, нужно обладать следующими данными:

1. Место, где будет смонтирована камера наблюдения.

Для отображения качественной, детализированной картинки камера наблюдения должна правильно подбирать диафрагму, то есть менять диаметр затвора в зависимости от степени освещённости сцены. Все современные уличные видеокамеры способны автоматически регулировать данный параметр, так как освещение постоянно меняется в зависимости от погоды и времени суток. Более того, топовые модели способны производить анализ освещённости на более глубоком уровне. Этому помогает технология WDR (Wide Dynamic Range), способная «вытягивать» картинку даже при ярком фронтальном освещении.

2. Дистанция до объекта и размер охватываемого периметра.

Зная эти параметры, можно вычислить приблизительное фокусное расстояние. Оно рассчитывается по формуле:

f = v S/V,

где:
f - фокусное расстояние;
v - размер сенсорной матрицы по вертикали;
S - дистанция до наблюдаемого объекта (в метрах);
V - высота объекта (в метрах).

Размер матрицы можно определить, пользуясь данной таблицей:

Приведём пример расчёта.
Предположим, нам нужно вести наблюдение за сегментом здания высотой 18 метров с дистанции 30 метров. Для камеры наблюдения, оснащённой матрицей формата 1/3", получаем:
f = 3,6 30/18 = 6 мм
Следовательно, для наших целей лучше всего подойдёт объектив с фокусным расстоянием 6 миллиметров. Однако следует иметь в виду, что такой расчёт вовсе не гарантирует распознавания лиц и номеров авто. Руководствуясь данной формулой, можно лишь понять, будет ли камера охватывать нужную территорию.;

3. Потребность в изменении угла зрения по мере использования.

Если в процессе наблюдения предстоит менять угол съёмки, следует подыскать камеру с ручным или механическим трансфокатором. В противном случае подойдёт любая камера без такового. Ручной трансфокатор настраивается с помощью отвёртки, механический позволяет регулировать приближение/удаление прямо с пульта.

СОВЕТ:
Всегда подбирайте фокусное расстояние в соответствии с размером наблюдаемого периметра и не пытайтесь заменить две камеры одной. Если перед объективом вдруг окажутся хорошо освещённые предметы или люди, частично перекрывающие обзор, электроника откорректирует экспозицию матрицы в соответствии с общей освещённостью кадра. Это равносильно понижению чувствительности камеры, в связи с чем дальность обнаружения существенно ухудшится.

Типы объективов

В сфере видеонаблюдения широко распространены шесть типов объективов.

Фиксированные

С фиксированными объективами всё предельно просто - они не позволяют менять фокусное расстояние и их конструкция предельно проста. По этой причине они стоят дёшево и пользуются широким спросом. Такие объективы обычно выбирают, когда настраивают систему наблюдения один раз и надолго.

Варифокальные

Варифокал позволяет вручную настраивать фокусное расстояние, в связи с чем имеет более широкую область применения. Варифокальные объективы предпочитают фиксированным, когда есть вероятность перемонтирования камер на другой объект или имеется необходимость настройки углов непосредственно на объекте с целью полного устранения слепых зон.

Трансфокаторы (варифокал с мотором)

Существуют камеры, оснащённые трансфокатором - моторизированным варифокальным объективом, позволяющим менять фокусное расстояние дистанционно. Их главным минусом является высокая цена. Ещё один минус заключается в полном отсутствии или очень плохой работе автофокуса. Как правило, такие камеры используются в сложных системах наблюдения, когда необходимо контролировать большое открытое пространство.

Рыбий глаз

Объективы «рыбий глаз» в какой-то мере уникальны. Они дают возможность вести панорамную съёмку всего помещения, а потом программно разбивать видеопоток на несколько виртуальных камер. Хранить материал можно в изначальном сферическом виде, а при необходимости доставать из архива и отсматривать нужный сектор с цифровым увеличением.

PTZ

Камера PTZ даёт пользователю полный удалённый контроль над выбором направления съёмки и зумом. Устройство может управляться автоматически (по заранее заданному алгоритму) или вручную. Топовые модели имеют встроенную на уровне прошивки функцию автослежения за движущимся объектом. Если камера засекает изменение пикселей в поле своей видимости, она тут же перемещает видоискатель и фокусируется на этом месте.

SpeedDome

SpeedDome - это очень скоростные поворотные купольные камеры с мощным оптическим зумом (до 35X). Они имеют широкие настройки управления и отлично подходят для наблюдения за большой открытой территорией.

Заключение

Надеемся, наша статья, основанная на опыте применения различных объективов с широким диапазоном фокусных расстояний, будет для вас полезной. Подбирайте правильное оборудование, опираясь на собственный визуальный опыт или же математические расчёты, произведённые специалистами. Только в этом случае система наблюдения будет выполнять свои охранные функции на все сто!