Что собой представляет фокусное расстояние, что это такое и как его определить?

Зависимость отверстия диафрагмы от фокусного расcтояния объектива

Относительное отверстие диафрагмы

Во время вы наверное заметили ещё одно различие – в более длинной трубке меньше света, несмотря на такой же диаметр. Это влияние мы будем учитывать, когда речь пойдёт об экспозиции, а сейчас рекомендую вам взять в руки свой фотоаппарат и сделать простой опыт.

Поставьте зум объектива вашего фотоаппарата на максимальное фокусное расстояние (максимальное приближение), при этом угол зрения объектива станет минимальным. После этого посмотрите как изменился диапазон возможных значений диафрагмы. Вы заметили, что значения диафрагмы изменились, потому, что уменьшилось относительное отверстие объектива, (диафрагма как бы прикрылась за счёт увеличения фокусного расстояния.

Теперь вы догадываетесь, почему значение диафрагмы обозначают как натуральную дробь с буквой f в числителе, например f/11, и часто называют относительным отверстием?

Кто не догадался, подскажу: f — это focus (или фокусное расстояние) вашего объектива, а цифра в знаменателе показывает во сколько раз изменилось соотношение длины и площади сечения (отверстия) нашей трубочки! Эта величина обратно пропорциональна фокусному расстоянию объектива, поэтому и принято её измерять относительно f.

Здесь нужно отметить, что в некоторых книгах по фотографии и, даже в инструкции к фотоаппарату диафрагму обозначают просто заглавной буквой F с цифрой — F11 (наверное для простоты написания)

Поэтому, там где важно понимание связи относительного отверстия и фокусного расстояния я буду обозначать диафрагму в виде дроби, во всех остальных случаях буквой F. В любом случае, присутствие буквы F или f говорит о том, что речь идёт о диафрагме. Вы наверняка слышали термин светосила объектива, но вы не знаете, что это такое? Могу вас обрадовать, вы только что узнали о зависимости светосилы объектива от его фокусного расстояния

Вы наверняка слышали термин светосила объектива, но вы не знаете, что это такое? Могу вас обрадовать, вы только что узнали о зависимости светосилы объектива от его фокусного расстояния.

Максимальное отверстие диафрагмы объектива (когда диафрагма полностью открыта) это и есть светосила объектива.

Особенности

Основой современной системы видеонаблюдения является цифровая камера видеонаблюдения с датчиком движения, инфракрасной подсветкой и встроенным микрофоном. От качества работы камеры зависит безошибочная и быстрая реакция охранника на происходящие на охраняемом объекте события.

Фокусное расстояние объектива – расстояние от задней плоскости линзы объектива до точки пересечения прошедших через объектив параллельных лучей. При правильной настройке фокус (точка пересечения первоначально параллельных лучей) должна находиться на светочувствительной матрице.

При малых значениях фокусного расстояния по краям картинки заметны искривления вертикальных линий (сферические аберрации).

Фокусное расстояние 22-24 мм соответствует параметрам здорового человеческого глаза при взгляде на уделенные предметы.

От горизонтального угла обзора зависит количество объектов, которые одновременно находятся в зоне наблюдения. Это одна из наиболее важных характеристик камеры. Расчетная зависимость горизонтального угла обзора от фокусного расстояния приведена в таблице.

Фиксы

Фиксами называют объективы с постоянным фокусным расстоянием, то есть НЕзумы.

Отсутствие блока линз, отвечающих за зуммировние, позволяет конструкторам создавать более легкие и компактные объективы. Малое количество оптических элементов позволяет создавать очень резкие и светосильные объективы.

Именно благодаря большой светосиле, которая доступна только фиксам, можно получить очень малую глубину резкости и сильное, красивое боке.

Как и зумы, фиксы условно можно разделить на профессиональные и любительские. Последние обладают более скромными характеристиками и как правило выпускаются в фокусных расстояниях 35мм, 50мм и 85мм с светосилой f/1.8.

Фиксы покрывают все популярные фокусные расстояния и более того, даже те, которые недоступны для зумов: 8, 10, 14, 24, 35, 50, 85, 100, 135 и 200 миллиметров.

БОльшие фокусные расстояния встречаются в профессиональной репортажной оптике.

О фиксах мы подробнее расскажем в будущих статьях.

На что влияет фокусное расстояние?

Параметры, на которые влияет фокусное расстояние:

  1. Угол обзора;
  2. Масштаб изображения;
  3. Степень размытия и ГРИП;
  4. Перспектива (опосредованно).

Рассмотрим все детально. Небольшие условности – в статье о матрицах мы рассматривали . 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.

У некоторых новичков зеркалка (или беззеркалка) ассоциируется с возможностью сильного размытия заднего плана, что они и делают, «дорвавшись» до такого аппарата. На самом деле размытие заднего плана «в хлам» далеко не всегда полезно

Да, так у нас все внимание сконцентрировано на снимаемом объекте, но ничего другого на снимке-то и нет! Во многих случаях лучше, чтобы детали фона все-таки прослеживались. И немаловажную роль в этом играет правильный выбор фокусного

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.

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.

ПРАВИЛО РАССТОЯНИЙ

Если, не изменять расстояние от объекта съёмки до фона, а увеличить фокусное расстояния объектива и/или уменьшить расстояние от фотоаппарата до объекта съёмки, размытие фона увеличивается
больше фокусное расстояние — меньше ГРИПменьше расстояние до объекта съёмки — меньше ГРИП

Побочные эффекты фокусного расстояния объектива

Если вы внимательно рассматривали зависимость глубины резкости и фокусного расстояния объектива, вы могли заметить, что при съёмке с близкого расстояния короткофокусным объективом (ФР меньше 30мм) — черты лица искажаются до неузнаваемости!

Фотографируя широкоугольным (короткофокусным) объективом, нужно помнить, что искажения тем сильнее, чем ближе объект съёмки. Иногда это можно использовать, как художественный прием, но, в большинстве случаев, подобных искажений нужно стараться избегать — нужно отойти дальше. А если фото-модель в кадре стала совсем маленькой, увеличьте фокусное расстояние объектива. Таким образом, вы уже можете ответить на вопрос, мучающий многих начинающих фотографов:

Объектив с каким фокусным расстоянием выбрать для фотосъёмки портрета

Для красивого портрета больше подойдёт длиннофокусный объектив (ФР более 80) — и лицо фотомодели будет выглядеть естественно, и фон размывается сильнее!

 

Фокусное расстояние объектива и сжатие пространства

Ещё одна особенность фокусного расстояния объектива — изменение перспективы пространства. Посмотрите внимательно, как длиннофокусный объектив может приблизить удалённые предметы на фоне — сравните кажущееся расстояние от модели до заднего плана (зелёный мост) на заднем плане при съёмке объективом с фокусным расстоянием 16мм и 200мм.

Не углубляясь в теорию оптических явлений скажу максимально упрощённо: это происходит потому, что при увеличении фокусного расстоянии объектива (для объектива с переменным фокусным расстоянием — зуммировании), уменьшается угол зрения объектива и пространство как бы сжимается. Это утверждение довольно условное, но простое для понимания — мы ведь не физики-исследователи, а творческие люди :o) Впрочем, кому интересно читайте о влиянии фокусного расстояния объектива на передачу глубины перспективы

Фокусное расстояние и угол зрения объектива

Чтобы представить себе угол зрения объектива, скрутите из листа бумаги трубку, диаметром примерно 2-3 см и посмотрите через неё на мир. Теперь, сделайте трубку в 2 раза короче (просто обрежьте) и снова посмотрите на тот же мир и с того же места. Разницу заметили?

Разница в том, что через короткую трубку вы видите больше объектов! В данном, случае, длина трубки имитирует фокусное расстояние объектива. Так же работает и zoom, он меняет угол зрения объектива (УЗО). Вы наверное слышали в разговорах профессиональных фотографов такие слова: широкоугольник или широкоугольный объектив – это и есть условный аналог короткой трубки. А у телеобъектива (телевик или длиннофокусный объектив) всегда угол поля зрения меньше.

На рисунке ниже показано, как изменяется ваше поле зрения в зависимости от длины трубочки. Точно так, же изменяется угол зрения объектива при изменении его фокусного расстояния.

Конечно же, здесь я немного слукавил :о), чтобы не утомлять вас изучением законов оптики. Дело в том, что в реальности зум-объектив работает намного сложнее, чем это показано на иллюстрации. Но несмотря на это, достаточно запомнить рисунок, и вы никогда уже не забудете, чем отличаются фотообъективы с разным фокусным расстоянием и как угол зрения объектива зависит от его фокусного расстояния.

Теперь вы знаете, что на глубину резкости (ГРИП) влияет объектив вашего фотоаппарата. Если вы захотите размыть фон, то согласно первому правилу ГРИП, вам придётся увеличить фокусное расстояние объектива, а чтобы в кадр поместилось то, что вы фотографируете — вам нужно будет отойти от объекта съёмки, а не удалять объекты съёмки объективом, поскольку при этом фон станет более резким и изменится перспектива пространства в кадре.

Относительное отверстие

Обычно объектив имеет два значения относительного отверстия — (1:F) или апертуры. Максимальное значение F — минимальное значение F; полностью открытая диафрагма — F минимально, максимальное F — диафрагма закрыта. Значение F влияет на выходное изображение. Малое F означает, что объектив пропускает больше света, соответственно, камера лучше работает в тёмное время суток. Объектив с большим F необходим при высоком уровне освещённости или отражения. Такой объектив будет препятствовать «ослеплению» камеры, обеспечивая постоянный уровень сигнала. Все объективы с автодиафрагмой используют фильтр нейтральной плотности для увеличения максимального F. Апертура (F) влияет так же и на глубину резкости.

Основные параметры

Основных параметров у объектива всего два: фокусное расстояние и светосила. Они отражены в названии любого объектива и наиболее просты для понимания.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние – это дистанция между оптическим центром объектива и сенсором фотоаппарата, выраженная в миллиметрах. Для объективов с фиксированным фокусным расстоянием указывается единственное значение, например, 50 мм, а для объективов с переменным фокусным расстоянием или зум-объективов всегда указывается диапазон, например, 24-85 мм. Для встроенных объективов компактных камер с маленькой матрицей часто указано не абсолютное, а эквивалентное (для 35-мм кадра) фокусное расстояние.

Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол изображения и тем большим увеличением обладает объектив. Длиннофокусные или телеобъективы обычно используют для съёмки удалённых предметов. Короткофокусные или широкоугольные объективы, напротив, обладают большим углом изображения и способны охватить обширные пространства.

Никакое фокусное расстояние не может быть лучше или хуже другого – всё зависит от нужд фотографа. Телеобъективы незаменимы для фотоохоты, репортажей, портретной съёмки. Без широкоугольного объектива не обойтись при съёмке пейзажей и интерьеров. Объективы с экстремальными фокусными расстояниями всегда сложнее и дороже стандартных объективов.

Отношение между максимальным и минимальным значением фокусного расстояния зум-объектива называется кратностью зума. Этот параметр очень любим продавцами фотооборудования, согласно заверениям которых, чем больше кратность зума, тем лучше. На самом деле кратность зума не имеет абсолютно никакого значения. Будучи относительной величиной, кратность зума, взятая сама по себе, ничего не говорит о конкретном диапазоне фокусных расстояний. Например, объектив с фокусным расстоянием 16-35 мм – в сущности двукратный зум, а 70-300 мм – четырёхкратный. Означает ли это, что второй лучше первого? Ни в коем случае. Ведь если вам нужен именно широкоугольный объектив, то 70-300 вам никак не поможет, а 16-35 будет весьма кстати. Кроме того, большая кратность зума всегда означает переусложнённую конструкцию объектива, а значит невысокую резкость, малую светосилу, большие размеры, вес и цену. Во многих же ситуациях вполне можно обойтись объективами с фиксированным фокусным расстоянием, которые всегда резче, светлее, меньше, легче и при этом дешевле зумов аналогичного класса.

Светосила

Геометрическая светосила – это максимальный размер относительного отверстия, или, иначе говоря, минимальное значение диафрагмы конкретного объектива. Обозначается как отношение фокусного расстояния к диаметру отверстия диафрагмы. Например, светосила f/4 означает, что диаметр отверстия диафрагмы в четыре раза меньше фокусного расстояния. Многие зум-объективы имеют переменное значение светосилы в зависимости от фокусного расстояния. В таких случаях указывается диапазон, например, f/3,5-5,6, т.е. f/3,5 для широкоугольного положения и f/5,6 для телеположения. Фиксы считаются светосильными при минимальной диафрагме от f/2 и меньше, зумы – от f/2,8 и меньше.

Чем больше светосила (т.е. чем меньше диафрагменное число), тем больше света пропускает объектив, а значит, тем более короткие выдержки он позволяет использовать. В общем виде, чем больше светосила, тем лучше, однако светосильные объективы всегда крупнее и дороже более тёмных аналогов, поэтому, если вы, к примеру, фотограф-пейзажист и всегда снимаете с диафрагмой f/8 и больше, то погоня за большой светосилой для вас не имеет никакого практического смысла.

Какие бывают объективы для фотоаппаратов

Широкий угол обзора

Если перед фотографом стоит задача вместить в фотоснимок максимальный угол обзора, — ему необходимы широкоугольные объективы.

Широкоугольными принято назвать линзы, с углами обзора от 60 градусов (при фокусном расстоянии до 35 миллиметров — короткий фокус). Это позволяет снимать пейзажи, интерьеры домов, ограниченное пространство и многое другое.

Как дополнительный подвид выделяют сверхширокоугольные линзы.

Они имеют угол обзора более 85 градусов (минимальное фокусное расстояние — до 14 миллиметра). К особенностям съёмки можно отнести физический эффект искажения геометрических фигур (они становятся похожими на бочку). Вместе с тем, многие фотографы используют эту «изюминку», которая позволяет им добавлять в фотографии контрастность и выразительность.

Замыкающим идёт линза вида «рыбьей глаз».

Угол обзора (точнее — обзорного поля) — 180 градусов! В этом типе линзы нет возможности регулировать углы осмотра, но невероятная передача изображения — позволяет снимать почти всё пространство вокруг фотоаппарата.

Искажение геометрических линий здесь присутствует на максимальном уровне, что активно используется в творческих фотографиях. Также, используя две линзы данного типа, можно полностью покрыть поле обзора в 360 градусов. Именно по такому принципу работают некоторые охранные коммерческие камеры наблюдения.

Классический обзор

Нормальный объектив.

Данный тип призван максимально точно передавать истинную цветовую палитру изображения. Фокус может составлять до 70 миллиметров. Практически не присутствует искажение геометрических фигур, что при угле обзора в 60 градусов, создаёт максимально аутентичный снимок, относительно окружающей действительности. Благодаря максимальному реализму, широко применяется в научной деятельности и публицистике.

Стоимость таких приспособлений для фото может «кусаться» своей дороговизной, вместе с тем — это лучшее решение для профессиональных фотографов, которые решили запечатлеть городской пейзаж или провести съёмку моделей ночью и прочие.

Портретный.

Фокусное расстояние в 85 миллиметров позволяет производить максимальную фокусировку на мимику. При других параметрах фокус может искажать геометрию лица и его естественные пропорции. Также важны элементы зашиты от солнечных лучей, которые снижают вероятность засвета фото, и минимизируют влияние яркого солнечного света на фотоматрицу устройства

Некоторые производители окрашивают корпус данного типа модуля камеры в яркие цветовые решения, что дополнительно привлекает внимание модели на камеру, позволяет взгляду проще искать нужное место для удачного кадра

Длиннофокусный.

Фокусное расстояние максимальное — от 70 миллиметров, но при этом — угол обзора минимальный — 39 градусов. Используя такой тип объектива, фотограф может профессионально снимать объекты на большом расстоянии от себя. Это может быть актуально для съёмки диких животных или необычной творческой задумки. Иногда применяются криминалистами.

Сверх длиннофокусный.

Подвид длиннофокусных объективов, которые имеют угол обзора в 9 градусов и фокусное расстояние от 300 миллиметров. Унитарные фотолинзы, которые используются для съёмок диких животных на безопасном расстоянии, для криминалистических и милитаризированных целей и для особых творческих задумок.

Микросъёмка

Микро объектив.

Позволит фотографировать незначительные объекты крупным планом. Фокусное расстояние от 60 миллиметров, но «зацепиться» на объекте линзы могут только на расстоянии нескольких сантиметров от первого стекла. Стёкла линз очень чувствительны к царапинам и пылевым загрязнениям, а также обычным пото-жировым разводам (возникают во время протирания тяпкой и прочие). Не рекомендуется использовать в экстремальных условиях, — стёкла отличаются своей хрупкостью.

Есть возможность создать минимальную глубину резкости.

Коммерческие подвиды

Тилт Шифт

Одни из самых дорогих типов. Их главная особенность — возможность, механическим способом, корректировать перспективу фотоснимка. С их помощью можно создать панорамное фото, без «критического» преломления геометрической фигуры — лучшее решение для съёмки сложных архитектурных построек и прочие.

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 (Kf). 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector