Разница фокусных расстояний. Что такое фокусное расстояние

Объектива — это расстояние между задней главной точкой объектива и задним фокусом оптической системы.

Как видно, академическое определение, с точки зрения простого человека, несколько путанное. Поэтому фотографу-любителю важно не столько знать определение такой, безусловно, важной характеристики, как фокусное расстояние объектива, сколько представлять себе, на что эта характеристика влияет. А влияет она на приближение/удаление объекта съемки в видоискателе/на экране/на снимке, а также на перспективу.

Существуют объективы с переменным фокусным расстоянием ("зумы") и объективы с постоянным фокусным расстоянием ("фиксы"). При делятся на зум-объективы и вариообъективы. Зум-объективы, как правило, используются в а также "псевдозеркалках" (фотоаппаратах, принцип фокусировки которых аналогичен обычным мыльницам, но органы управления, да и сам внешний вид под стать зеркальным фотокамерам). Оптическая схема таких объективов такова, что дает возможность сфокусироваться на всем диапазоне фокусных расстояний, заявленных производителем для данного устройства. Вариообъективы таким полезным свойством не обладают и позволяют владельцу съемку только на некотором определенном наборе фокусных расстояний. При этом они компактнее, проще и дешевле, чем зум-объективы. Но большинство пользователей таких "стекол" даже не подозревают о подобном ограничении. Практически все "мыльницы" нижнего и среднего ценового диапазона оснащаются именно вариообъективами.

Фокусное расстояние объектива, как правило, либо присутствует в его названии (для сменной оптики), либо маленькими циферками и буковками просто нанесено на нем (характерно для "мыльниц"). В последнем случае очень важно не попасть впросак, т.к. некоторые производители указывают только эффективное фокусное расстояние объектива, некоторые — только реальное, а некоторые — и то, и другое. После появления цифровых фотоаппаратов в обиход фотографов вошло такое понятие, как "кроп-фактор". Это отношение линейных размеров к линейным размерам стандартного узкопленочного кадра (36 мм х 24 мм). Все матрицы цифрокомпактов являются "кропнутыми", т.е. их размеры гораздо меньше указанных выше линейных параметров пленки. Поэтому для определения так называемого эффективного фокусного расстояния (такого, как будто вы снимаете обычной узкопленочной "мыльницей") необходимо реальное фокусное расстояние объектива умножить на кроп-фактор матрицы. Иногда этот параметр называют еще фокусным расстоянием в 35-милиметровом эквиваленте. цифромыльницы можно узнать из документации, идущей вместе с фотоаппаратом, или же на сайте производителя. Скорее всего, размер будет выглядеть необычно, как-то так — 1/2,5". Далее в интернете можно найти таблицы определения кроп-фактора для наиболее распространенных форматов матриц.

По величине фокусного расстояния (как правило, реального, а не эффективного) объективы делятся на следующие категории:

• сверхширокоугольные (менее 20 мм). Как правило, служат для пейзажей, архитектуры;
• широкоугольные (24-35 мм). Их удел — съемка в помещениях, особенно небольших, пейзажи, групповые портреты;
• нормальные (35-70 мм). Угол зрения человека эквивалентен фокусному расстоянию примерно 50 мм. Поэтому такая категория объективов чаще всего используется для повседневной съемки. Фотографии, сделанные на этих фокусных расстояниях, смотрятся естественно;
• длиннофокусные (70-135 мм). Таким фокусным расстоянием обладает большинство объективов для макросъемки, а также так называемых "портретников" (объективов, предназначенных для портретной съемки);
• телеобъективы (свыше 135 мм). Тут все понятно — съемка объектов, сильно удаленных от фотографа. Такой объектив будет незаменим при съемке спортивных мероприятий, концертов. Или, скажем, при фотоохоте на диких животных.

Разумеется, такое деление объективов по величине фокусного расстояния весьма условно, однако при подборе оптики для фотокамеры даже фотограф-любитель должен учитывать то, что он планирует делать при помощи данного "стекла".

Как видно на фото выше, длина объектива в 110мм никак не отражается в названии Tamron 24-70 f/2.8. О чём же тогда говорят эти цифры в 24 и 70мм? Что вообще значит «широкоугольный объектив», «телеобъектив» и чего ждать от разных стекол?

Угол обзора

Обычно объективы в своем названии имеют значения в миллиметрах, позволяющее судить о том, что мы увидим с помощью этого стекла. Например, вышеупомянутый Tamron 24-70 имеет переменное фокусное расстояние от 24мм до 70мм, Canon 50мм – фиксированное в 50мм. Чем меньше это значение, тем большую часть мира получится запечатлеть на одном снимке. Это самая очевидная (но не единственная) вещь, за которую отвечает фокусное расстояние.

Эта фотография сделана 17-ти миллиметровым объективом.

А эта 200-т миллиметровым стеклом с той же самой точки (камера была на штативе), такими же настройками выдержки и диафрагмы. Очевидно, что тут видна лишь малая часть всего того, что можно наблюдать на первом снимке, но детализация на порядок выше. Если три горящих окна на 17-ти мм ещё как то можно разглядеть, то дорожный знак сразу под ними – вряд ли.

Посмотрите на изменение картинки в динамике.

Фокусное расстояние – это расстояние от оптического центра объектива до сенсора, когда линза сфокусирована на бесконечность. А оптический центр – это место схождения всех лучей в одной точке.

Причина такого странного на первый взгляд обозначения объективов отсылает нас к истокам фотографии и кроется в строении первых фотоаппаратов, где фокусировка производилась с помощью перемещения мехов, на которых находилась фоторегистрирующая пластина.

В наши дни для обычного человека это весьма абстрактная величина и понимание, что именно будет видно через конкретный объектив приходит с опытом. К сожалению, просто писать в названиях объективов их углы обзора тоже затруднительно. Ведь этот параметр помимо фокусного расстояния зависит и от размера матрицы фотоаппарата.

При установке одинакового объектива на полнокадровую камеру (размер её матрицы идентичен размеру негатива узкой 35мм пленки) угол обзора будет больше чем на камере с кропнутой матрицей (физический размер сенсора таких камер меньше).

Пример фотографии, снятой на 17мм и полнокадровую камеру. Красной рамкой я показал изображение, которое получилось бы при использовании любой НЕполнокадровой зеркалки от canon (например EOS 7D) и такого же объектива.

Перспектива, геометрия, глубина резкости и вообще

Все кадры для гифки ниже я делал с одинаковой выдержкой и диафрагмой, но разным зумом. Начал с 200-т мм, после – 140мм и так далее. Каждый раз я подходил немного ближе, что бы голова модели оставалась примерно одинакового размера и на том же месте.

С уменьшением фокусного расстояния отчётливо видно, что задний план перестаёт ограничиваться одной размытой красной машиной, растягивается и к 17-ти мм вмещает в себя уже всю парковку и здания на заднем плане. Глубина резкости тоже увеличивается с уменьшением зума. Интересные метаморфозы происходят и с лицом. При максимальном приближении оно заметно сплюснуто, приобретает привычные очертания в районе 80-50мм и сильно вытягивается уже около 24мм.

Существует условное разделение объективов на классы в зависимости от их фокусного расстояния. Каждый из них служит для определённых задач и имеет свои особенности.

Шевеленка

Чем больше фокусное расстояние, тем больше у вас шансов получить смазанную из-за дрожания картинку.

Сделать чёткий кадр на 1/5 секунды на 17мм не так уж и сложно.

Но при попытке повторить этот трюк на 200мм чаще всего избежать шевеленки не выйдет.

Это происходит из-за того, что объекты, снятые на телеобъектив выглядят больше и дальше расположены. Бороться с этим, помимо навыка полностью замирать на пол минуты, можно двумя путями: либо ставить камеру на штатив или монопод, либо использовать объективы со стабилизатором изображения. За счет подвижной группы линз в своей конструкции такие стёкла могут компенсировать дрожания в некоторой степени.

Знать, что такое фокусное расстояние и в чем заключаются особенности, особенно важно при покупке объективов. Этот урок даст вам информацию о том, как работают объективы с различным фокусным расстоянием, как использовать их творчески и выбрать те, которые подходят именно вам.

Шаг 1 - Что это на самом деле означает?

Фокусное расстояние вашего объектива в основном определяет, какой масштаб изображения будет в ваших фотографиях: чем больше число, тем больше будет эффект увеличения и приближения.

Очень часто неправильно понимают фокусное расстояние, говоря что оно измеряется от передней или задней линзы. В действительности это расстояние от точки конвергенции до сенсора или пленки в фотоаппарате. Посмотрите на диаграмму ниже, где это объясняется

Шаг 2 - Различные фокусные расстояния и как они используются

Сверхширокоугольный 12-24 мм

Эти объективы считаются узкоспециализированными и не часто входят в комплект объективов обычного фотографа. Они создают столь широкий угол обзора, что изображение может выглядеть искаженным, так как наши глаза не привыкли к такого рода диапазонам. Они часто используются в событийной и архитектурной фотографии, для съемки в ограниченном пространстве. Широкоугольные объективы как бы помещают фотографа в центр событий, делая его уже не наблюдателем, а участником, создают эффект присутствия. Они не очень подходят для портретной съемки, так как увеличивают перспективу настолько, что черты лица могут искажаться и выглядеть неестественно.

Широкоугольный 24-35 мм

Здесь вы найдете много комплектных объективов для полнокадровых камер, они начинаются с фокусного расстояния 24 мм, когда угол широкий, но искажения еще не столь выражены. Эти объективы широко применяются для репортажной фотографии, фотожурналистами для документальных съемок, поскольку они обладают достаточно широким углом, чтобы включить большое количество объектов, и при этом искажения не столь значительны.

Стандартный 35-70 мм

Именно в этом диапазоне фокусных расстояний 45-50 мм угол зрения объектива будет примерно соответствовать тому, как видят наши глаза (исключая боковое зрение). Я лично хотел бы использовать этот диапазон при съемке на улице или на встречах с друзьями в пабе или за обеденным столом. Стандартный объектив, такой как 50 мм f/1.8 - отличный недорогой и дает отличные результаты. Объектив с фиксированным фокусным расстоянием всегда даст лучшее качество изображения, чем зум. Это потому, что он построен с единственной целью. Он делает одну работу хорошо, а несколько заданий плохо.

Начальное телефото 70-105 мм

Этот диапазон обычно является крайним для комплектных объективов. С него начинаются телеобъективы и фикс-объективы для портретной съемки (около 85 мм). Это хороший выбор для портретной съемки, так как им можно снимать крупноплановые портреты без искажений, а также получать отделение объекта от фона.

Теле 105-300 мм

Объективы в этом диапазоне часто используются для далеких сцен, таких как здания, горы. Они не подходят для пейзажей, так как сжимают перспективу. Линзы более длиннофокусного диапазона в основном используются для съемки спорта или диких животных.

Шаг 3 - Как фокусное расстояние влияет на перспективу?

Об этом я уже говорил в предыдущем разделе, но чтобы дать вам более полное представление о влиянии фокусного расстояния на перспективу, я сделал 4 фото одних и тех же предметов на разных фокусных расстояниях и сравнил их. Три предмета (банки с супом) находились в одном и том же положении на расстоянии 10 см друг от друга на каждой фотографии. Стоит отметить, что снимки сделаны на кроп-камеру, поэтому фокусное расстояние будет несколько больше.

Теперь поговорим о том, что такое кроп-фактор. В сущности это означает, что если любую линзу для полного кадра (EF, FX и т.д.) поставить на тушку с кроп-фактором, то часть изображения обрежется. Коэффициент обрезки будет составлять примерно 1.6. В реальном выражении это означает, что если вы снимаете объективом 35 мм, получите результат, как будто снимали объективом 50 мм.

Как это работает - показано на рисунках ниже. Это фактически зуммированое изображение, сужение угла зрения объектива.

Даже на объективах, которые сконструированы для кроп-камер (EF-S, DX), будет наблюдаться подобный эффект, так как фокусные расстояния всегда указывается для полного кадра. Просто эти объективы на полном кадре дадут сильный эффект виньетирования, так как изображение проецируется не на всю площадь кадра.

Вот и все! И еще два совершенно разных снимка, сделанных на разных фокусных расстояниях. Первый на 24 мм, второй на 300 мм (оба на камере с кроп-сенсором).

Редко какой фотограф не мечтает о новом объективе. Причины для этого индивидуальны. Но вот как фокусное расстояние соотносится со сжатием пространства в кадре и дисторсией, и почему именно это соотношение нужно ставить во главу угла, собираясь покупать новый объектив или выбирая из имеющихся в наличии, помнят и знают не все. Давайте ознакомимся с мнением профессионального фотографа. M.d. Welch - специально приглашенный автор Lensrentals.

Только через несколько дней работы над статьей я понял, что подробно и тщательно обсуждая модели объективов, мы совершенно забываем об их характере и поведении в целом. Как и многие фотографы, я уже потерял счет времени, убитого чтением и просмотром обзоров. Я терял время, копя деньги на «тот самый» объектив, но не задавался главным вопросом - что привнесет такое фокусное расстояние именно в мою фотографию?

Как оказалось, я не одинок. На фотосеминаре Shooting the West в Неваде, мне довелось выступать перед большой группой фотографов с рассказом о разнице в фокусных расстояниях и поведении объективов. Выяснилось, что многие фотографы, и новички, и опытные мастера, не всегда отдают себе отчет, почему они в разных ситуациях используют тот или иной объектив, и не понимают, что выбор не должен основываться лишь на расстоянии до объекта съемки или качестве размытия заднего плана.

В этой статье я не стану тратить ваше время на сравнение боке разных объектив и попиксельное разглядывание кадров. Я постараюсь очертить некие критерии фокусного расстояния объектива, посмотреть, как фокусное расстояние соотносится со сжатием пространства в кадре и дисторсией, и почему именно это соотношение нужно ставить во главу угла, собираясь покупать новый объектив или выбирая из имеющихся в наличии.

Для меня первейшим критерием выбора объектива выступает сжатие пространства в кадре, другими словами - сколько заднего плана должно присутствовать в кадре позади объекта съемки. Чтобы наглядно продемонстрировать сжатие пространства при портретной съемке, я попросил моего хорошего знакомого и фотомодель Тревиса Стюарта поработать и не двигаться с места, пока я не сделаю несколько кадров. Я снимал на разных фокусных, стараясь, чтобы Тревис занимал одинаковую часть каждого кадра.

Я начал с широкоугольных объективов, постепенно увеличивая фокусное расстояние. Фокусные расстояния 16 мм, 24 мм и 35 мм редко используют для съемки портретов, но обратите внимание, сколько заднего плана попадает в кадр в этом диапазоне фокусных.

Тревис, конечно, присутствует, но кадр получается не только о нем, и такие фокусные расстояния подойдут, когда важно показать не только героя, но одновременно его окружение, место, где он живет или работает. Дисторсия или перспективные искажения на этих фокусных ожидаемо присутствует (о ней мы поговорим чуть позже), но даже на 24 мм искажения не настолько сильны, чтобы загубить снимок. Можно просто изменить композицию и, к примеру, снять ростовой портрет.

Фокусные 50 мм и 70 мм отлично сбалансированы: Тревис уже не теряется в кадре, а выделяется - он «оторван» от заднего плана, в то же время присутствует немалая часть окружающего его пейзажа. Эти фокусные расстояния также подойдут для случаев, когда нужно показать героя в окружении.

На фокусном 100 мм задний план сжимается так, что из кадра пропадает горная цепь, и остаются видны только холмы прямо за Тревисом. На фокусных 135 мм и 200 мм холмы становятся будто бы ближе. На этих фокусных расстояниях кажется, что холмы расположены прямо за спиной Тревиса, хотя на самом деле до них метров 800, если не больше.

Дисторсия - еще один критерий, по которому нужно оценивать фокусные расстояния. На кадрах, сделанных на фокусных 16 и 24 мм видно, насколько она меняет лицо модели. Для большей наглядности, я сделал серию лицевых портретов - на них дисторсия будет более заметна. На широком угле искажения делают нос Тревиса больше, а тело и лицо будто сжимаются и уменьшаются. На фокусных 50 и 70 мм дисторсия снижается, нос возвращается к нормальному размеру, а тело подтверждает, что хозяин немало времени проводит в тренажерном зале.

Именно из-за дисторсии большинство портретных фотографов отказываются от широкоугольных объективов. Но вот вам пример, когда дисторсия может помочь и поработать на ваш замысел.

Я попросил Тревиса держать перед собой бутылку воды и сделал серию кадров. На фокусном 16 мм бутылка воды выглядит огромной, именно она становится главным объектом и центром внимания кадра. На фокусном 200 мм размер бутылки совсем не велик и не привлекает особо внимания. Представьте, что у вас два заказа: один от спортивной команды, второй - от производителя спортивного инвентаря. Требуется изображение спортсмена, держащего мяч на вытянутой в сторону камеры руке. Неверно выбрав фокусное расстояние, можно совершенно неправильно расставить акценты на снимке. Широкоугольный, или близкий к широкому углу объектив, сделает мяч больше и привлечет внимание именно к нему - производитель мячей останется доволен. Телеобъектив акцентирует внимание на спортсмене, пусть и с мячом в руке.

Не стоит, конечно, забывать о соотношении глубины резкости и фокусного расстояния объектива. Посмотрите на примеры - глубина резкости уменьшается с ростом фокусного расстояния объектива. Все кадры были сделаны на f/10. Немалое влияние на глубину резкости оказывает расстояние от фотоаппарата до объекта съемки. В нашем случае даже на фокусном 16 мм задний план размыт из-за расстояния от фотоаппарата до Тревиса.

Вряд ли я открыл что-то новое, но было полезно экспериментально проверить, как фокусное расстояние объектива влияет не только на дисторсию и глубину резкости, но и на пространство в кадре. По итогам такого упражнения я сейчас использую в качестве портретных два объектива с постоянным фокусным расстоянием - 35 мм и 100 мм.

Именно такие критерии нужно использовать при выборе или покупке объектива. Если вы работаете в небольшой студии или помещении, то телеобъектив не только поможет снизить дисторсию и даст хорошее размытие заднего плана, но и сожмет пространство вокруг объекта съемки. Снимая же владельца предприятия на фоне сборочного конвейера, разумнее будет использовать объектив с фокусными 35-70 мм, чтобы показать объект в его окружении.

Разглядывать тестовые таблицы и сравнивать боке разных объективов, конечно интересно, но если речь идет о работе, то убедитесь, что вы правильно расставляете акценты».

M.d. Welch, специально приглашенный автор Lensrentals

В первую очередь, при выборе видеокамеры следует обращать внимание на угол обзора, так как именно он определяет зону наблюдения. В видеонаблюдении угол обзора играет важную, основополагающую роль. Он зависит от фокусного расстояния объектива камеры и размера ее сенсора. Видеокамера, у которой сенсор большего размера, даже при одинаковом фокусном расстоянии, будет иметь большой угол обзора. Изображение с высокой детализацией можно получить с помощью узкого угла обзора, а не только при увеличении разрешающей способности системы. Если угол обзора видеокамеры будет шире, то детализация объектов в кадре будет хуже.

Цель эксперимента: наглядно показать зависимость углов обзора видеокамеры от используемых объективов.

Рассмотрим примеры для видеокамер, выполняющих «обзорные» функции, которые расположены так, чтобы захватить «общий вид».

Уличные видеокамеры с различным фокусным расстоянием объектива и фиксированным размером сенсора. Камеры расположены таким образом, чтобы продемонстрировать «общий вид» парковки перед зданием.

Для сравнения возьмем следующие модели камер с фиксированными (не подстраиваемыми) объективами, имеющими разные фокусные расстояния:

Объектив 3,6 мм,

Объектив 2,8 мм,

С объективом 1,9 мм,

Размер матрицы: 1/2.9 дюйма - Sony Exmor

Для корректного процесса сравнения использовали все камеры одинакового разрешения 2 Мп на одинаковой матрице размером 1/2.9 дюйма - Sony Exmor CMOS (IMX323).

Высота расположения всех трёх камер в эксперименте одинаковая. Это 3 этаж офисного здания, примерно 10 метров от асфальта. Для того, чтобы более наглядно просмотреть ширину углов обзора камеры, она выравнивалась по правому нижнему углу. А с левого края, с помощью сделанных скриншотов, можно сравнить широкое или узкое видение видеокамеры по горизонтали. В результате проведенного эксперимента было сделано три скриншота.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 3.6 мм

На первом скриншоте, изготовленном с помощью видеокамеры PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3 с фокусным расстоянием 3.6мм, в левой части полученного изображения мы можем наблюдать припаркованный на стоянке грузовик и забор слева от него. Угол обзора составляет примерно 72 градуса.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 2.8 мм

На скриншоте, изготовленном с помощью видеокамерыс фокусным расстоянием 2.8мм модель PN-IP2-B2.8 v.2.6.3, слева видно ещё порядка 15-20м забора, и часть стоянки позади грузовика. Угол обзора при использовании камеры PN-IP2-B2.8 v.2.6.3 с фокусным расстоянием 2.8мм уже порядка 87 градусов.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 1.9 мм

Третий скриншот получен с применением видеокамеры PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2, с широкоугольным объективом, имеющем фокусное расстояние 1,9мм. На изображении можно увидеть уже не только стоянку позади припаркованного грузовика, но и выезд другого грузовика из стоянки. Угол обзора у данной камеры составляет примерно 112 градусов.

Стоит понимать, что чем шире видит камера, тем меньше плотность пикселей и, соответственно, хуже детализация каждого участка получаемого изображения.

Камеры и с не самыми широкими углами обзора имеют право на жизнь и актуальны в использовании, главное правильно подобрать камеру видеонаблюдения отвечающую требованиям за наблюдаемым объектом и удовлетворяющую желаемому результату по качеству картинки.

Расчёт углов обзора видеокамер для всех 3-х случаев

a = 2arctg (d/2f),

a - угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
arctg - тригонометрическая функция (арктангенс);
d - ширина матрицы в миллиметрах;
f - эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Для PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3

а1=2*arctg*5,376мм/2*3,6 мм = 73,4 градуса

Для PN-IP2-B2.8 v.2.6.3

a2=2*arctg*5,376мм/2*2.8 мм = 87 градусов

Для PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2

а3=2*arctg*5.376мм/2*1,9 мм = 109 градусов

Наглядно можно изобразить так:

Если Вы хотите получать уведомления о похожих постах, присоединяйтесь к нашему Телеграмм-каналу.