Как рассчитать фокусное расстояние

Как правильно рассчитать фокусное расстояние

Уметь рассчитывать фокусное расстояние стоит не только профессионалам, но и фотографам-любителям. По сути, это знание помогает выбрать подходящий объектив. Мы объясним, как определить правильное фокусное расстояние, чтобы все детали съемки оптимально вписывались в кадр.

Для чего необходим расчет фокусного расстояния?

И пусть камеры в смартфонах становятся все более крутыми, но объектная съемка — это пока не их стезя. Для тех, кто хочет развиваться в фотографии, не остается ничего иного, как обратить свой взор на объектив переменного фокусного расстояния или на сменный объектив с фиксированным фокусом («фикс»).

Но какое фокусное расстояние подходит именно для вашего объекта съемки? Если предмет слишком близко, он уже не сможет полностью вписаться в кадр. Если он слишком далеко, то он не способен заполнить кадр. Кроме того, важно учитывать следующие факторы:

Какое фокусное расстояние выбрать

Для нормального фокусного расстояния применяется простая формула: его значение соответствует длине диагонали матрицы. Если это так называемая полнокадровая матрица, то ее размер составляет 24 x 36 мм. Соответственно, длина ее диагонали и нормальный фокус будет составлять 43 мм. Но на практике упрощенно говорят о фокусном расстоянии 50 мм.

Эффективное фокусное расстояние также зависит от размера датчика камеры. Есть множество камер с меньшими матрицами, соответственно, длина диагонали у них меньше, и, следовательно, нормальное фокусное расстояние для них будет другим.

Данные о фокусных расстояний на объективах всегда даны для камер с полнокадровыми матрицами, также известных как «полный кадр». Если матрица вашей камеры имеет другой формат, например Micro Four Third, DX или APS-C, вам придется пересчитывать фокус с помощью так называемого «кроп-фактора».

Когда изображение делается с меньшим фокусным расстоянием, чем нормальное, оно показывает больше, чем воспринимает глаз. При большем фокусном расстоянии, наоборот, фрагмент изображения выглядит меньше, чем та картинка, которую видит глаз. Поэтому для фотографий пейзажей или архитектуры рекомендуется использовать объектив с маленьким фокусным расстоянием, а для съемки животных, наоборот, с большим.

Формула для расчета фокусного расстояния

Для фокусного расстояния можно провести множество различных вычислений в зависимости от того, соотношение каких величин вас интересует. Можно использовать и упрощенные формулы — такие результаты тоже будут достаточно точны.

Например, если вы хотите вычислить нормальное фокусное расстояние для размера сенсора вашей камеры, то вам поможет теорема Пифагора. Вам понадобиться выяснить длину диагонали сенсора, а она равна корню суммы квадратов длины и ширины матрицы.

Если вы хотите знать, какому объективу полнокадровой камеры соответствует ваше оборудование, сначала понадобится выяснить кроп-фактор фотоаппарата. Затем просто умножьте фокусное расстояние вашего объектива на значение кроп-фактора. Например, кроп-фактор для камер с сенсором Micro Four Thirds равняется 2. Соответственно, фокусное расстояние 25 мм на камерах Micro Four Thirds соответствует фокусному расстоянию 50 мм на камерах с полнокадровой матрицей.

Источник

Что такое фокусное расстояние

Содержание

Содержание

Покупка камеры со сменными объективами подталкивает пользователя к расширению парка оптики. Профессионалы ясно понимают, что им нужно, и выбирают модели, максимально подходящие для решения своих задач. Новичкам бывает непросто определиться в обилии предложений, доступных на рынке. Материал поможет начинающим фотографам разобраться с ключевым параметром любой оптической системы — фокусным расстоянием.

Теория вопроса

Объективы фотокамер — сложная комбинация линз разной геометрии, выполненных из материала с различными оптическими свойствами. Это необходимо для того, чтобы окружающий мир проектировался на матрицу без искажений и цветовых артефактов.

Проходя через линзы, лучи многократно преломляются, изменяя свою траекторию, и в конечном итоге пересекаются в одной точке, находящейся внутри объектива. Она называется точкой фокусировки. Длина отрезка от нее до матрицы и является фокусным расстоянием объектива.

Фокусное расстояние (ФР) измеряется в миллиметрах и всегда указывается в названии модели. В зависимости от него объективы делятся на сверхширокоугольные (менее 12 мм), широкоугольные (от 12 до 35 мм), стандартные / нормальные (35 – 90 мм), телеобъективы (90 – 200 мм), супертелеобъективы (более 200 мм).

Фокусное расстояние — это не качественная, а количественная характеристика. Объективы с одинаковым ФР представлены в разных ценовых категориях. Бюджетные экземпляры отличаются упрощённой оптической схемой, что так или иначе отражается на получающейся картинке.

Но какое влияние имеет само фокусное расстояние? В первую очередь, оно меняет угол обзора. Зависимость здесь обратная: чем меньше фокусное расстояние, тем больше пространства помещается на фото. На сайте nikon.ru доступен удобный симулятор фокусных расстояний. В нем можно оценить угол зрения объективов с ФР от 14 до 800 мм.

ФР влияет на пропорции объектов в кадре. Они выглядят крупнее при использовании объективов с большим фокусным расстоянием, а при съемке на широкий угол кажутся меньше. Это же относится и к визуальной удаленности объектов. Если сравнить снимки, снятые на 24 и 105 мм, можно заметить, насколько меньше пространства на заднем плане поместилось на фото и как сильно «приблизились» здания.

Кроме того, объективы с разным фокусным расстоянием по-разному относятся к геометрии. На широком угле горизонтальные линии приобретают «бочкообразное искажение» — дисторсию. В таком случае горизонтальные линии как бы стремятся от центра.

Для телеобъективов характерна подушкообразная дисторсия — тип геометрических искажений, при котором горизонтальные линии «проваливаются» в середину кадра. Из-за этого эффекта изображения, снятые на телеобъективы, кажутся плоскими, так как «подушкообразность» визуально уменьшает объем.

Искажения накладывают ограничения на использование широкоугольных объективов для портретной съемки. Черты лица выглядят неестественно крупно, тело визуально уменьшается.

Помимо изменения геометрии и пропорций объектов съемки, фокусное расстояние влияет на глубину резко изображаемого пространства (ГРИП). Зависимость обратная — ГРИП уменьшается с увеличением ФР. Другими словами, при прочих одинаковых настройках камеры и расстоянии до объекта съемки, у широкоугольного объектива в фокусе оказывается больше пространства, чем у стандартных и телеобъективов.

Влияние размера матрицы на фокусное расстояние

При определении нужного фокусного расстояния необходимо делать поправку на размер матрицы фотоаппарата. Коэффициент, показывающий во сколько раз площадь матрицы отличается от размера полного кадра, называется кроп-фактор. Фокусное расстояние объектива указывается в полнокадровом эквиваленте.

Чтобы узнать фактическое значение ФР, необходимо умножить его на кроп-фактор используемой камеры. Например, классический полтинник на камерах APS-C превращается в 75 мм, а на фотоаппаратах системы micro 4/3 — во все 100 мм.

Пользователь, не учитывающий эту особенность, рискует ошибиться с выбором. Вместо универсального он получит портретный объектив, на который в помещении снять что-то, помимо крупного плана, невозможно. Если вы хотите иметь в распоряжении те самые классические 50 мм, то для камер APS-C разумнее выбрать объектив 35 мм, а для micro 4/3 — 24 мм.

«Fish-eye» и широкоугольные объективы

Объективы «Fish-eye» (фокусное расстояние менее 10 мм) имеют ярко выраженную дисторсию, что вызывает сильные геометрические искажения кадра. По количеству помещающегося в поле зрения пространства им нет равных. Однако упомянутые искажения, которые остаются даже после корректировки программными средствами, делают работу с такой оптикой очень сложной.

Сверхширокоугольная оптика не отличается рекордной светосилой (лучшие модели имеют показатель не выше f/2.8-f/3.5), для нее характерны дисторсия и веньетирование, невысокая резкость картинки. Такие объективы приобретаются под конкретные проекты, и это точно не лучший выбор новичка.

Широкоугольная оптика (от 12 до 35 мм) имеет те же особенности. С увеличением фокусного расстояния их влияние на картинку уменьшается. Так, 28-миллиметровые объективы уже редко страдают от дисторсии. Если она все-таки заметна, то легко правится в редакторе.

Самый распространенный пример широкофокусного объектива — основная камера смартфона. Обычно имеет эквивалент 24 мм. Чтобы понять, нужно такое стекло или нет, достаточно поснимать на мобильный телефон.

Область применения широкофокусной оптики значительна: фокусные расстояния от 12 до 16 мм используют для фотографии ночного неба и пейзажной съемки. ФР от 16 до 24 мм часто применяются в архитектурной съемке. Модели в промежутке от 24 до 35 мм наиболее универсальны. Подойдут для стрит-фото и съемок в помещении. Это лучший вариант объектива на каждый день.

Объективы с нормальным фокусным расстоянием

Под «нормальными» принято понимать фокусные расстояния от 35 до 90 мм. В категорию входит универсальная оптика, подходящая для съемки портретов и пейзажей. А перспектива, полученная на изображении, наиболее близка к восприятию пространства человеческим зрением.

Такие системы имеют наилучшие оптические характеристики, поэтому модели обладают самыми высокими показателями светосилы и резкости. А геометрические искажения наименее выражены. На ресурсе DXOmark, занимающемся составлением рейтингов различной мобильной электроники, топ позиций занимают объективы с «нормальным» фокусным расстоянием.

Несмотря на клеймо универсальности, для повседневных задач такая оптика может быть менее применима. Например, диапазон 80-90 мм больше подходит для портретной съемки. Работа в ограниченном пространстве вызовет сложности.

Наиболее универсальным здесь является диапазон от 35 до 60 мм в полнокадровом эквиваленте.

Телеобъективы

Теле- и супертелеобъективы — инструменты весьма узкопрофильные. Диапазон фокусных расстояний от 90 до 135 мм идеален для портретной съемки, 150 – 200 мм хорошо подходят для спортивных мероприятий. Все, что выше 200, используется для спортивной репортажной съемки (когда корреспонденты находятся на значительном удалении от спортсменов) или для фотоохоты.

В сети можно найти ролики с нетипичным использованием больших фокусных расстояний. Например, стрит-фото на 400 мм. Но это скорее исключение из правил.

Сильное приближение супертелеобъективов позволяет наблюдать за дикими животными без риска привлечь излишнее внимание или спугнуть их.

Из-за сложной конструкции такие модели имеют внушительные габариты и еще более внушительный ценник. Он зачастую многократно превышает стоимость камеры и может перевалить за миллион рублей.

Немаленькая цена, крупные габариты и узкоспециализированная направленность делают такие модели прерогативой профессионалов.

Подведение итогов

Выбор фокусного расстояния очень важен на этапе знакомства с фотографией. Правильный выбор усилит интерес к фотоискусству. А ошибка способна свести на нет все желание заниматься фотографией.

Однозначный совет в этом вопросе дать невозможно. Все зависит от желаний конкретного пользователя: кто-то хочет заниматься фотоохотой, других привлекает уличная съемка, а третьи любят снимать пейзажи. Для каждого сценария нужно разное фокусное расстояние.

Но вначале стоит приобрести что-то универсальное (в диапазоне от 28 до 60 мм), подходящее для разных сюжетов. Во-первых, таким образом можно лучше изучить себя, свои интересы и ожидания от увлечения фотографией. Во-вторых, если вы поймете, что универсальное ФР не подходит для ваших задач, такой объектив легче продать на вторичном рынке.

Все примеры значений фокусных расстояний приведены в полнокадровом эквиваленте. Чтобы получить актуальные цифры для конкретной камеры, необходимо разделить фокусное расстояние на кроп-фактор матрицы камеры. Его значение можно найти в соответствующем пункте характеристик в карточке товара.

Источник

БЛОГ ДМИТРИЯ ЕВТИФЕЕВА

Мои эксперименты в области фотосъемки, статьи по фототехнике и оптике

Калькуляторы для макросъемки

Расчёт эффективного фокусного расстояния для макросъемки

Для расчёта такого крайне полезного параметра, как глубины резкости в макросъемки необходимо точно знать фокусное расстояние вашего объектива. Производитель даёт фокусное расстояние объектива с учётом использования его при фокусировке на бесконечность. Если же дело касается макросъемки или ультра-зум объективов, то указанное на объективе фокусное расстояние и реальное фокусное расстояние объектива могут сильно отличаться.

Макрообъективы

Современные макрообъективы почти все имеют внутреннюю фокусировку. Это сделано для удобства пользования, чтобы выдвигающийся «хобот» объектива не побеспокоил, например, насекомое, которое вы снимаете. В результате меняется расстояние между оптическими элементами в объективе при неизменной его общей длине, что ведёт к изменению фокусного расстояния.
Эффективное фокусное расстояние легко посчитать, исходя из данных производителем минимальной дистанции фокусировки и масштаба при этой дистанции.

Пример 1
Например, Canon EF 100/2.8L IS USM имеет МДФ равное 300 мм при масштабе 1:1. Легко посчитать, что его фокусное расстояние при этом масштабе составит 75 мм, а не 100 мм, как указано на объективе. Прим.ред.:Также изменится и относительное отверстие, из 2.8 оно станет 5.6.
В результате вы должны считать ГРИП не для 100/2.8, а для 75/5.6 при масштабе 1:1.

Пример 2
Обычно объективы с выдвигающимся «хоботом» не меняют своего фокусного расстояния при макросъемке. Возьмем Carl Zeiss Makro- Planar 100/2 ZE. Его МДФ = 440 мм. При этом он может достигать масштаба 1:2 (0.5х). Подставим значения в калькулятор и убедимся, что это соответствует 97.8 мм фокусного расстояния.

В макросъемке на самом деле выгодно использовать объектив не меняющий фокусное расстояние, т.к. искажения ввиду дисторсии минимальны и постоянны, что позволяет «сшивать» результирующее фото с минимальными усилиями и артефактами.
В качестве примера возьмем программу Helicon Remote, которая позволяет делать стекинг, используя фокусировку объективом. В зависимости от масштаба объекта меняется его фокусное и дисторсия на картинке, что ведёт к необходимости эту дисторсию корректировать по-разному на каждом снимке.

Ультра-зум объективы

Производители почти никогда не указывают реальное фокусное расстояние объектива. А в ультра-зум объективах допускается перемещение небольшой группы линз внутри объектива для фокусировки на различных дистанциях. Плюсы такого решения в том, что фокусировка осуществляется быстрее (маленькую группу линз двигать легче) и легче скорректировать аберрации, если смещается только одна группа линз.
Возьмем новейший Canon EF 70-200mm f/2.8L IS II USM. По паспорту у него максимальный масштаб 0,21x на МДФ = 1200 мм и фокусном установленном на 200мм. Подставив в формулу значения масштаба и расстояния мы получим, что реальное фокусное у него в этот момент 172.1 мм.
Но это не предел.
Canon EF 24-105mm f/4L IS USM имеет масштаб 0,23х на МДФ = 450 мм при фокусном установленном на 105 мм. При этом расчётное фокусное показывает нам, что в реальности у него в этот момент фокусное расстояние 68.4 мм.

Еще интереснее более мощные зумы. Например, Canon 100-400/4.5-5.6 II.
Объектив даёт масштаб 0,31х на МДФ = 980 мм при фокусном, установленном на 400 мм. Расчет показывает, что реальное фокусное у него в этот момент 177 мм.

Расчёт

Расчёт представленный ниже является приближением к действительной цифре.

Расчёт угла зрения объектива

Многие фотографы выбирают объектив по фокусному расстоянию, но не все знают, что тот же самый объектив будучи установленным на другую камеру может давать совершенно другой угол обзора. Возникает диссонанс в сознании и непонимание ситуации, выражающийся в словах: «. на камере Х этот объектив будет иметь Y фокусное расстояние. ». Но на самом деле фокусное расстояние это постоянная характеристика объектива и она не меняется при установке его на другую камеру, а вот что меняется — это угол обзора.
Гораздо правильнее будет сравнивать объективы, пользуясь углом обзора в качестве критерия и для этого в формулу нужно поставить размер сенсора камеры, на которую вы собираетесь установить ваш объектив.
Таким образом, вы легко посчитаете, например, соответствие объектива 35мм системы со среднеформатными объективами по фокусному расстоянию.

Расчет масштаба, получаемого с помощью Close-Up фильтра

Close-up фильтры это компромиссный способ получить бОльший масштаб съемки за счёт уменьшения дистанции фокусировки. Плюсы этого метода в том, что close-up фильтры не уменьшают светосилу объектива и позволяют рассчитывать камере экспозицию как обычно.
Минусом является то, что close-up фильтр — это линза, которая наворачивается перед объективом и вносит свои искажения. Стоит избегать дешевых close-up фильтров т.к. они значительно портят изображение и условно годным остается только самый центр картинки.
Выбирая close-up фильтр обратите внимание, чтобы он был ахроматом. Ахромат — это склейка из нескольких линз (обычно двух), которая позволяет скорректировать основные аберрации (хроматические и сферические). Если close-up фильтр не ахромат, то он по сути обычная лупа и качества невысокого.
close-up фильтры маркируются диоптриями. Чем больше диоптрий — тем сильнее будет увеличен масштаб (как с очками).
Некоторые производители маркируют свои диоптрийные линзы фокусным расстоянием.
Вот формулы для пересчета: d = 1000 мм/f, f = 1000 мм/d.
Сюда можно обращаться по поводу покупки Close-up фильтров, в наш мини-магазин
Мы занимаемся лучшими брендами фильтров: B+W, Carl Zeiss, Hoya.

Расчет

Расчёт масштаба для удлинительных колец (макроколец)

Удлинительные кольца — одно из самых эффективных средств увеличения масштаба при макросъемке. Плюс их в том, что они не имеют линз в конструкции и потому никак не влияют на качество получаемого изображения. Минус же их в том, что они влияют на относительное отверстие при съемке в сторону его уменьшения (грубо говоря светосилу объектива, изображение становится намного темнее).
Из-за особенности затемнения изображения рекомендуется использовать объективы с электродиафрагмой и удлинительные кольца с электроконтактами. Таким образом вы сможете фокусироваться на открытой диафрагме, что облегчит задачу фокусировки.
Если же вы будете использовать объектив с установкой диафрагмы за счёт диафрагменного кольца, где диафрагма закрывается физически в момент переключения её на объективе, то в видоискателе будет совсем темно. В этом случае рекомендую использовать фонарь для подсветки места фокусировки.
Степень влияния удлинительных колец зависит от фокусного расстояния вашего объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше влияют удлинительные кольца. Потому фокусное расстояние объектива для использования с макрокольцами рекомендуется в 85 мм и короче (тем не менее я использую 100 мм объектив).
Для фокусировки в большом масштабе рекомендуется использовать фокусировочные рельсы.
Предметная фотосъемка: обзор фокусировочных рельсов
Обзор электрических фокусировочных рельсов для стекинга Stackshot
По поводу заказа фокусировочных рельсов можете обращаться ко мне

Расчёт

Расчёт масштаба для макромехов

Макромех — еще один очень эффективный способ увеличить масштаб съемки. В отличие от макроколец он не ограничен какой-то фиксированной длиной, может быть сложен максимально плотно, а может быть раздвинут на максимальную длину для максимального масштаба.
Принцип работы тут такой же, как у макроколец, но еще бОльшая потребность в фокусировочных рельсах. Обычно макромех на них и смонтирован.
Положительный момент в использовании макромеха — возможность получения большого масштаба и регулировки его плавным изменением длины меха с помощью ручки-винта.
Минус макромеха в том, что, насколько знаю, есть только один вид макромеха, который поддерживает электрическое сопряжение камеры и объектива. Это макромех Novoflex и он не дешевый.

Все остальные макромеха вынуждают нас фокусироваться в относительной темноте (на забываем про подсветку фонариком, если позволяют условия).

Расчёт

Расчёт шага для стекинга

Стекинг — мощное программное средство для увеличения ГРИП на снимке. Используется множество снимков с малой ГРИП, чтобы из них «сшить» одно изображение с большой ГРИП.

Первейший вопрос, который задаёт себе макро фотограф при съемке со стекингом: какой шаг я должен использовать, чтобы с одной стороны у меня точно была вся необходимая ГРИП без пробелов и при этом не делать избыточное число кадров, чтобы не затруднять сшивку и не увеличивать время на съемку. Данный калькулятор призван помочь решить этот вопрос.

Источник