Co to jest „kąt widzenia” w fotografii?

Przeczytałem w Lens Buying Guide @ neocamera :

Ogniskowa określa kąt widzenia widziany przez obiektyw dla danego rozmiaru czujnika. Dzięki pełnoklatkowej matrycy obiektyw zapewnia taki sam kąt widzenia, jak w kamerze 35 mm. Przy mniejszym czujniku kąt widzenia staje się mniejszy. Współczynnik kadrowania, zwany także FLM, to stosunek reprezentujący różnicę w równoważnych ogniskowych. Tak więc 150 mm na pełnoklatkowej lustrzance cyfrowej, takiej jak Nikon D700, zapewnia taki sam kąt widzenia, jak 100 mm na D7000, ponieważ jego FLM wynosi 1,5X.

Krótkie ogniskowe pokazują większy kąt widzenia w porównaniu do dłuższych. [...]

W kategoriach laika, jaki jest kąt widzenia? Czy to to samo, co ogniskowa? Jeśli nie, to czym się różni? Jak to jest używane? Dlaczego muszę o tym wiedzieć?

W kategoriach laika (zakładając, że laik zna pewną bardzo podstawową geometrię), wyobraź sobie swój nos jako punkt trójkąta. Lewa strona trójkąta jest lewą krawędzią twojego pola widzenia, a prawa strona jest prawą krawędzią. Poziomy kąt widzenia to po prostu kąt między tymi krawędziami, a pionowy kąt widzenia jest taki sam dla góry i dołu.

Dla ludzkiego oka kąt widzenia wynosi około 95 °, ale ponieważ twoje oczy poruszają się nieświadomie, a mózg wypełnia szczegóły, wydaje się znacznie szerszy.

Pojęcia pole widzenia i kąt widzenia są w zasadzie zamienne - kąt widzenia jest jednym ze sposobów pomiaru pola widzenia. (Można również powiedzieć coś w stylu „10 metrów w odległości 20 metrów” ... opisuje to różne aspekty tej samej geometrii, a przy podstawowym wyzwalaniu można rozpoznać jedną rzecz z drugiej).

Jak cytowany tekst mówi: „Ogniskowa określa kąt widzenia widziany przez obiektyw dla danego rozmiaru czujnika”. Jest to również podstawowy wyzwalacz i możesz go wydrukować na kartce papieru i zmierzyć sam. Oczywiście w przypadku soczewki jest to problem trójwymiarowy, ale możemy po prostu rozważyć wymiar poziomy i zmniejszyć go do dwóch. (Wyobraź to sobie jako z góry na dół wycięty świat.)

Narysuj linię o długości 23,6 mm - szerokość czujnika w aparacie D7000 (i wielu podobnych aparatach) - pośrodku u dołu pustej kartki papieru.

Możesz po prostu spojrzeć na obrazy, które zrobiłem poniżej, ale jeśli jesteś praktycznym uczniem, takim jak ja, naprawdę przydatne jest wydobycie prawdziwego papieru, kolorowych ołówków i linijki, a następnie śledzenie świat fizyczny.

Od środka tej linii narysuj jasną prostopadłą linię od tego środkowego punktu w kierunku środka strony, aby uzyskać odwrócony kształt litery T. (Jest to dla wygody. Pomyśl o tym jako o „linii do tego, na co celujesz kamerą”.)

Zmierz od czujnika wzdłuż właśnie narysowanej linii środkowej. Umieść kropkę na 35 mm. Oznacz ten „obiektyw 35 mm”. To reprezentuje otwór otworkowy wyidealizowanego obiektywu 35 mm.

Teraz zmierz od czujnika wzdłuż linii środkowej. Umieść kropkę w odległości 50 mm. Oznacz ten „obiektyw 50 mm”. (I oczywiście reprezentuje to otwór otworkowy wyidealizowanego obiektywu 50 mm.)

Za pomocą linii prostej narysuj linię od lewej krawędzi linii czujnika przez punkt apertury 35 mm i kontynuuj całą drogę do krawędzi strony. Następnie zrób to samo z prawej krawędzi linii czujnika. To powinno dać duży Xkształt. Oznacz obie linie górnego stożka X „pola widzenia 35 mm”.

Zrób to samo z kropką obiektywu 50 mm. Oznacz to oczywiście „polem widzenia 50 mm”.

Teraz możesz bezpośrednio zobaczyć, że krótsza ogniskowa daje szersze pole widzenia. Wszystko, co znajduje się w tych liniach, będzie na twoim zdjęciu, a wszystko na zewnątrz będzie poza ramką. Pamiętaj, że soczewka może emitować znacznie szerszy stożek światła, który nie wszystkie pada na czujnik - narysowane linie ignorują to, ponieważ światło, które nie jest rejestrowane, nie ma tak naprawdę znaczenia .

Jeśli zmierzysz kąt, powinieneś zobaczyć, że wynosi on około 36,5 ° dla obiektywu 35 mm i około 26 ° dla obiektywu 50 mm.

Następnie dwa dalsze eksperymenty:

Eksperyment pierwszy: wybierz różne ogniskowe (15 mm, 200 mm) i zobacz, co ci dają.

Eksperyment 2: Zwiększ rozmiar linii czujnika do 36 mm, jak w pełnoklatkowych aparatach Nikona. Oczywiście, linia powinna być wyśrodkowana na tej samej kropce. Użyj tych samych kropek obiektywu, ale narysuj nowe linie X na większej lewej i prawej krawędzi czujnika. Od razu widać, że włączenie tej dodatkowej części stożka światła powoduje, że zarejestrowane pole widzenia tej samej ogniskowej jest znacznie szersze.

Zauważ, że 35 mm w twoim D7000 daje z grubsza pole widzenia 50 mm w FX - dlatego ludzie mówią o „równoważnych” obiektywach.

Widać, że linie dla APS-C 35 mm i „Full-frame” 50 mm nie są ustawione jedna nad drugą, jak można się spodziewać po „ekwiwalencie”. To dlatego, że rozkłada się nieco w odległości makro. Jeśli cofniesz się o kilka milimetrów, wyrówna się prawidłowo (ale nieznacznie zmieni perspektywę). Linie są w przybliżeniu równoległe, więc te kilka milimetrów wciąż dzieli zaledwie kilka milimetrów w poprzek pokoju, gdzie są nieistotne. Jeśli narysujesz to na naprawdę dużym kawałku papieru zamiast tego małego na ekranie, to stanie się jasne. (I oczywiście nie są one dokładnie równoległe, ponieważ obiektywy nie do końca pasują do współczynnika przycięcia - 32,7777 ... mm i 50 mm byłyby bardziej dokładne. Ach, prawdziwy świat zawsze przeszkadza w wyjaśnianiu rzeczy po prostu: obowiązują również inne czynniki rzeczywiste;

To zgrabnie (mam nadzieję) odpowiada na pytanie o związek między ogniskową a kątem widzenia / polem widzenia, a także wyjaśnia wpływ różnych rozmiarów czujników - i, jako bonus, pokazuje, jak kadrowanie jest wymienne z zoomem (jeśli nie przeszkadza używanie mniejszej ilości czujnika).

Ogniskowa jest własnością obiektywu.

Kąt widzenia jest zasadniczo taki, jak mówi jego nazwa - podzbiór przestrzeni, który można zobaczyć, i ZARÓWNO zależy od użytej ogniskowej i rozmiaru ramki. http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view

Kąt widzenia jest tak naprawdę ważny w praktyce, ogniskowa obiektywu jest po prostu wygodniejsza w użyciu jako równoważna wartość, gdy rozmiar ramki jest stały i dobrze znany (jak standardowa ramka 35 mm). Jako logiczną konsekwencję, zwykle podaje się dzisiaj rozmiar matrycy wraz z ogniskową obiektywu, aby lepiej zrozumieć zastosowany kąt widzenia.

Ostatnie pytanie w pytaniu brzmiało: dlaczego powinniśmy się tym przejmować. Pozwól, że odpowiem na to przykładem. Próbowałem zdecydować, czy uzyskanie obiektywu 20 mm do mojego aparatu o współczynniku kadrowania 1,5 miałoby sens w świetle faktu, że mam już obiektyw 24 mm. Oto liczby (z kalkulatora online). Na korpusie Dx 24 daje 53,1 w poziomie, 36,9 w pionie i 63 stopnie po przekątnej. 20 zapewnia odpowiednio 61,9, 43,6 i 71,6. Ale kiedy spojrzysz na to, co znajduje się w ramce obrazu, liczby te się sumują. W odległości 10 stóp od czujnika 24 obejmuje obszar 10 stóp na 6,7 ​​stóp lub 67 stóp kwadratowych. Ramki 20 mm 96 stóp kwadratowych (12 x 8) w tej samej odległości. Na 20 stóp różnica w tym, co znajduje się w kadrze, wynosi 118 stóp kwadratowych (266 na 384). Obiektyw 20 mm obejmuje zatem 44.

Mimo to, jeśli możesz cofnąć się o 2 stopy od obiektu o długości 10 stóp, zwiększając odległość obiektu od czujnika do 12 stóp, to dokładnie takie samo pole widzenia jest dostępne dla 24 mm, jak dla 10 stóp dla 20 mm. Na wysokości 20 stóp musisz wykonać kopię zapasową o 4 stopy. Czy w sytuacjach, w których fotografujesz, czy możesz wykonać jeden lub dwa kroki wstecz (biorąc pod uwagę, że zmiana odległości od fotografowanego obiektu również zmienia perspektywę)?

Końcowy rezultat jest taki, że nadal nie jestem zdecydowany. Ale przynajmniej skwantyfikowałem mój dylemat. Właśnie dlatego kąt i pole widzenia mają znaczenie. (Oczywiście, szerokokątny zoom prawdopodobnie rozwiązałby mój dylemat; ale aby zachować równoważną szybkość, cena pokera wzrasta o ponad 1400,00 $ i 1,5 funta, i unikając tego, właśnie dlatego wróciłam do liczb pierwszych. )

Kąt widzenia jest związany z ogniskową i rozmiarem używanego czujnika.

Tak więc w przypadku obiektywu 50 mm na matrycy 35 mm (lub filmie) pole widzenia po przekątnej wynosi 46 °. Wraz z podwojeniem ogniskowej pole widzenia ulega zmniejszeniu o połowę, więc obiektyw 100 mm w aparacie 35 mm ma pole widzenia 24 ° na przekątnej.

Jeśli użyjesz mniejszego czujnika, skutecznie przycinasz obraz, więc chociaż obiektyw może wygenerować obraz wystarczająco dobry dla klatki 35 mm, mniejszy czujnik zignoruje części spadające z krawędzi. Ten współczynnik przycinania dzieli kąt widzenia, dzięki czemu obiektyw 50 mm miałby pole widzenia o przekątnej około 31 ° na przekątnej, jeśli byłby używany czujnik o rozmiarze APS-C. Alternatywnie, a jak większość ludzi o tym myśli, to równoważna długość ogniskowej, gdybyś używał 35 mm, co byłoby przypadkiem pomnożenia rzeczywistej długości ogniskowej przez współczynnik przycięcia, tak że obiektyw 50 mm w aparacie D7000 jest równoważny obiektywowi 75 mm w aparat 35 mm.

Kąt widzenia to tak naprawdę trzy różne kąty (przekątna, pozioma / pozioma i pionowa / pionowa), z których każdy jest miarą kąta na górze trójkąta równobocznego mierzonego od punktu ogniskowego obiektywu (gdzie całe światło promienie krzyżują się) i rozciągają się od najdalszych punktów (od rogu do rogu, od lewej do prawej lub od góry do dołu) w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny ogniskowej. Należy pamiętać, że płaszczyzna ogniskowej nie zawsze jest równoległa do płaszczyzny tylnej części aparatu (film / czujnik), ani też nie jest zawsze płaska: obiektywy z odchylanym przesunięciem przesuwają płaszczyznę ogniskowej na zewnątrz równolegle do tyłu, więc kąt widzenia nie koniecznie powiem ci, co będzie ostre, a niektóre obiektywy mają rozmyte rogi, ponieważ płaszczyzna ogniskowania jest odwzorowana na kolektorze w kształcie misy (lub nawet bardziej złożonego). W wyniku tego

Jak wspomniano w poprawnej odpowiedzi, AoV zależy od wielkości obszaru przechwytywania z tyłu aparatu. Film 35 mm był standardem przez około 50 lat, w wyniku czego ludzie kojarzą pewne kąty z ogniskową zastosowaną do ich uzyskania w aparatach 35 mm. Początkowo cyfrowe aparaty fotograficzne z wymiennymi obiektywami (takie jak lustrzanki cyfrowe) używały mniejszych formatów czujników, a ludzie używali „mnożnika ogniskowej” do obliczenia „równoważnej ogniskowej formatu 35 mm”. Na przykład tak zwane czujniki formatu „APS-C” firmy Canon, na przykład mnożnik ogniskowej wynosił 1,6.

Na forach DPReview.com na początku 2000 roku toczyła się debata na ten temat, ponieważ ogniskowa wpływa również na właściwości głębi pola, i dlatego ludzie sądzili, że ponieważ mnożnik ogniskowej zmienia ogniskową, zmienia inne właściwości, takie jak głębokość pola, nie tylko kąt widzenia. Jednak mniejszy rozmiar czujnika tylko zmniejsza kąt, ale nie wpływa na głębię pola ani inne właściwości. Dlatego jedna osoba zasugerowała, aby zamiast wyrażenia „mnożnik ogniskowej” użyć wyrażenia „współczynnik przycięcia”, aby ludzie zrozumieli, że obraz jest taki sam, tylko z mniejszym kątem widzenia, jakby zdjęcie zostało przycięte.

Początkowa sugestia dla „współczynnika kadrowania” polegała na zastosowaniu procentu równoważnego odwrotności mnożnika ogniskowej (np. 1 / 1,6, dla APS-C, 62,5% obrazu przed kadrowaniem zostaje wykadrowane), ponieważ kadrowanie jest i dlatego należy je wyrazić jako odsetek mniejszy niż 100%. Ponieważ jednak chodzi o to, aby matematyka była łatwa do zrobienia w twojej głowie i łatwiej jest pomnożyć przez 1,6 niż podzielić przez 0,625, przemysł nadal używał mnożnika ogniskowej i po prostu zmienił nazwę na „współczynnik przycięcia”. „

Obecnie przy powszechnym korzystaniu ze smartfonów wygodnie jest korzystać z aplikacji do obliczania rzeczywistego kąta widzenia i odległości do fotografowanego obiektu, a także do wizualizacji rozmiarów czujników, obliczania współczynników kadrowania i równoważnych ogniskowych itp. Istnieje dobra aplikacja na iOS o nazwie „Kąt widzenia”, który pozwala zobaczyć trzy kąty widzenia, które można uzyskać z danej ogniskowej obiektywu na danym rozmiarze czujnika - i to, co jest równoważne z czterema innymi rozmiarami czujnika. Rysuje również pięć rozmiarów czujników do skalowania, informuje o odległości w poprzek ujęcia przy danej odległości od obiektu i dokonuje regulacji w oparciu o proporcje, na które fotografujesz (np. Jeśli używasz trybu kwadratowego na aparat fotograficzny). Oto link do strony programisty.

Kąt widzenia jest pomiarem powierzchni płaszczyzny widzenia układu optycznego w stopniach łuku.