D f фокусное расстояние. Влияние фокусного расстояния на угол обзора. В чем измеряется фокусное расстояние

21.09.2019

Объектив фотоаппарата представляет собой систему линз и одной из основных его характеристик является фокусное расстояние.

Для того чтобы разобраться с вопросом что такое фокусное расстояние объектива и на что оно влияет, придется немного вспомнить физику.

Итак, лучи света, отражаясь от объектов, проходят через линзу объектива (в объективах устанавливается не одна, а несколько линз, но пока усложнять не будем). Поскольку снимаемый объект обычно находится на значительном удалении от линзы, то лучи отраженного света можно считать параллельными друг другу.

При прохождении линзы лучи преломляются и на некотором удалении от нее они «собираются» в точку. Эта точка называется фокусом, а расстояние от фокуса до линзы – фокусным расстоянием. Плоскость, которая перпендикулярна главной оптической оси линзы и проходящая через фокус, называется фокальной плоскостью. На ней и формируется изображение.

На рисунке представлена идеальная ситуация, но тем не менее будем исходить именно из нее.
По сути весь принцип «перенесения» реального изображения на матрицу фотоаппарата, можно представить вот так:

Можно сказать, что фокусное расстояние объектива – это расстояние от его оптического центра до матрицы фотоаппарата, то есть до плоскости, на которую проецируется изображение.

Это мы рассмотрели физический смысл понятия «фокусное расстояние», но если не вдаваться в подробности оптики и вообще забыть про физику, то фокусное расстояние определяет на сколько объектив будет способен «приблизить» объект съемки. Поэтому можно запомнить одно простое правило:

чем больше фокусное расстояние объектива, тем визуально ближе будет находиться снимаемый объект на фотографии

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и обычно указывается на объективе фотоаппарата.

Различные углы охвата поля кадра

Поле кадра, охваченное объективом, можно выразить в виде угла охвата поля кадра. Обычно, для пленки формата 35 мм фокусные расстояния от 40 до 60 мм как правило соответствуют картине, которую в перспективе воспринимает невооруженный глаз человека.

Объективы с более короткими фокусными расстояниями, чем этот стандартный диапазон фокусных расстояний, называются «широкоугольными», а объективы с более длинными фокусными расстояниями, чем стандартный диапазон, называются «телескопическими» объективами. Чем короче фокусное расстояние тем шире становится угол охвата поля кадра (отсюда и название «широкоугольные»), а чем длиннее фокусное расстояние, тем уже угол охвата поля кадра (у «телескопических» объективов).

* Отношение между фокусным расстоянием и углом охвата поля кадра всегда постоянное, независимо от используемых фокусных расстояний объектива. Однако в исключительных случаях, в связи с различными конструктивными принципами и расстояниями от камеры до объекта, углы охвата поля кадра могут отличаться.

Перспектива

Объектив отображает близко расположенные объекты как более крупные, а удаленные объекты как более мелкие. При применении широкоугольного объектива фокусное расстояние меньше, и этот эффект усиливается, то есть близко расположенные объекты воспроизводятся подчеркнуто большими, а удаленные объекты очень маленькими (усиленная перспектива).

При работе с телескопическими объективами, наблюдается обратный эффект, то есть удаленные части сюжета воспроизводятся несколько больше, а близкие части несколько меньше, чем это воспринимается невооруженным человеческим глазом (сплющенная перспектива).

Глубина резкости

При наводке объектива на резкость с определенного расстояния, существуют области перед объектом и за ним, которые тоже отображаются резко. Этот диапазон называется диапазоном резко отображаемого пространства. Если он маленький, говорят о «малой глубине резкости», а если он большой, говорят о «большой глубине резкости».
Диапазон резко отображаемого пространства становится меньше с уменьшением заданного числа диафрагмы (т.е., когда диафрагма открывается!), и наоборот. К тому же при одинаковой настройке расстояния, глубина резко отображаемого пространства тем меньше, чем больше фокусное расстояние объектива.

Сравнение объектива с переменным фокусным расстоянием и объектива с неизменным фокусным расстоянием

Объектив с переменным фокусным расстоянием универсален

Объектив с переменным (регулируемым) фокусным расстоянием позволяет плавно регулировать фокусное расстояние без изменения наводки на резкость. В этом случае в одном единственном объективе объединены возможности целой группы объективов с неизменным фокусным расстоянием.

Стандартный диапазон фокусных расстояний	Стандартный объектив (28-80 мм), Телескопический диапазон фокусных расстояний (80-210 мм).
Расширенный диапазон фокусных расстояний	Сверхширокоугольный диапазон (11-18 мм, 17-35 мм, 19-35 мм), Высококлассный телескопический объектив с низким рассеянием (70-300 мм LD), Ультра телескопический объектив (200-500 мм).
Диапазон Megazoom	Высококлассные широкоугольные объективы(24-135 мм), Стандартные объективы с регулируемым фокусным расстоянием (28-105 мм), Объективы типа Megazoom (18-200 мм, 28-200 мм, 28-300 мм).
Светосильные ZOOM-объективы	Широкоугольные ZOOM-объективы (17-35 мм F/2,8-4), Стандартные ZOOM-объективы (28-75 мм F/2,8).

Объективы с неизменным фокусным расстоянием и максимальным качеством изображения

Объектив с неизменным фокусным расстоянием можно оптимально применять в своей специальной области, что обеспечит комбинацию компактности с необыкновенно высоким качеством снимков. Фирма Tamron предлагает целый ряд объективов с неизменным фокусным расстоянием, в которых успешно реализованы все преимущества технологий, первоначально разработанных для объективов с регулируемым фокусным расстоянием.

Сверхширокоугольный объектив (AF 14 мм),
Объектив для макросъемки (90 мм F/2.8 1:1, 180 мм F/3.5 1:1),
Светосильный телескопический объектив (300 мм F/2.8),
Зеркально-линзовый объектив (500 мм F/8) (поставляется только как объектив с ручной фокусировкой).

Макросъемка (съемка с близкого расстояния)

Специальный объектив для макросъемки

Объектив для макросъемки (MACRO) оптимизирован для фотографирования маленьких объектов как можно большими по размеру. Объективы MACRO корректируют погрешности отображения, более четко проявляющиеся при съемки с близких расстояний.

Масштаб отображения

Масштаб отображения выражается как отношение исходного размера отображаемого объекта (1) к размеру его воспроизведения на пленке (1/Х) в числах: 1:Х.
Чем больше число Х, тем меньшая часть исходного объекта отображается на пленке. Монета, отображаемая на пленке с таким же размером, как в действительности (в натуральную величину) воспроизводится в масштабе отображения 1:1. Масштаб отображения 1:2 означает, что на пленке она отображается только в половину своего истинного размера.

Макросъемка ZOOM объективом

Как уже говорилось выше, макросъемка - это метод отображения на фотографии маленьких объектов. Макросъемка возможна не только со специальными объективами, но и с телескопическими объективами, имеющими переменное фокусное расстояние (ZOOM объективами) при условии, что у телеско-пического объектива есть соответствующая настройка. Объективы Tamron, имеющие на тубусе обозначение "MACRO", позволяют получить масштаб отображения не менее 1:4.

Солнечная бленда

За исключением нескольких моделей, большинство объективов Tamron поставляются с солнечной блендой (ее еще неправильно называют «Бленда защиты от заднего света»). Эти солнечные бленды Tamron являются существенным компонентом при оптической прорисовке, они необходимы для подавления нежелательного рассеянного света и потери контраста. Это относится не только к объективам с неизменным фокусным расстоянием, но и (в большей степени) к объективам с переменным фокусным расстоянием, где самое короткое фокусное расстояние служит исходной точкой для оптической прорисовки изображения.

Просмотры: 16140

Выбор объектива для фотографа даже более важен, чем выбор фотоаппарата. В этом обзоре вы найдёте описание фокусных расстояний от 14мм до 300мм . Каждое фокусное расстояние имеет свою специфику, это нужно учитывать при выборе объектива. Начинать, я считаю, нужно с китового объектива. Можно даже с зума вроде 18-135, а уже потом подходить к выбору более специализированной оптики. Это процесс индивидуальный и творческий.

Оптимальное фокусное расстояние зависит от:

жанра съемок
места съемок
специфики работы
творческого видения каждого фотографа

Со всем этим можно определиться только уже имея определенный опыт в фотографии. Ниже я поделюсь своими наблюдениями. Вся информация касается работы с . Если у вас камера с кроп матрицей, умножайте цифры фокусного расстояния на полтора.

Рыбий глаз (fish eye)

Кадр сверху сделан на объектив . Этот объектив даёт полное покрытие кадра на кроп камере и круг с чёрными краями на . Угол зрения — 180 градусов по диагонали. Кадры, грамотно сделанные на фишай, выглядят завораживающе. Особенность этого фокусного расстояния (бывают от 4мм до 15мм ) в том, что у него очень узкая сфера применения. Фишай — объектив с максимально широким углом обзора, но при этом без коррекции дисторсии. В итоге мы имеем закруглённые линии, которые должны быть прямыми, и очень специфическую перспективу. Такой объектив берется с собой ради нескольких ярких кадров. Пользоваться им долго затруднительно.

14мм

Объектив с фокусным расстоянием также очень специфичен. Это касается геометрии получаемого изображения. Малейший неверный наклон камеры вызывает сильные искажения. Особенно это ощущается при . На природе же легко заваливается горизонт. Угол зрения очень широк — нужно понимать, нужно ли это вам. В нем есть плюсы: можно, к примеру, снять салон машины изнутри целиком; в любом тесном помещении вас не будет проблем с углом обзора; на природе можно делать интересные панорамы с объёмным передним планом. Снимать портреты с таким фокусным расстоянием можно только очень осторожно и в полный рост. Вообще, снимать людей на объектив с таким фокусным нужно крайне вдумчиво. Это, впрочем, касается любых съемок — здесь перед тем как сделать кадр нужно думать. Объектив 14мм — не каждодневный инструмент.

24мм

24мм — довольно широкий угол. Работая с широкоугольным объективом всегда нужно думать о том, что должно попасть в кадр, а что не должно. С этим фокусным расстоянием работать проще. Он не так искривляет пространство и больше соответствует обычному восприятию. На 24мм очень комфортно снимать в помещении. Захватить комнату целиком не составит проблемы. В то же время, геометрические искажения куда менее выражены. Это удобное фокусное расстояние, с ним можно путешествовать (что я не советовал бы делать имея только 14мм), снимать репортаж внутри небольших помещений, делать пейзажные снимки. Для портретов объектив 24мм, опять же, малопригоден.

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).

Очень часто ошибочно считают, что фокусное расстояние - это дистанция до объекта фокусировки. Это, разумеется, не так. Фокусное расстояние - одна из самых важных характеристик объектива, которая определяет его угол обзора, то есть тот сектор пространства который попадает в кадр. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора объектива.

В зависимости от угла обзора объективы делятся на широкоугольные, нормальные и телеобъективы .

Широкоугольным считается объектив, имеющий угол зрения больше, чем человеческий глаз. Фокусное расстояние широкоугольных объективов - 35 миллиметров и меньше.

Изображение, получаемое таким объективом имеет довольно ярко выраженную перспективу и объекты заднего плана кажутся мельче, чем мы их привыкли видеть, зато угол обзора у такого объектива без проблем позволяет снимать в тесных помещениях. Вот примеры фотографии, сделанных со сверхширокоугольным объективом с фокусным расстоянием 16 мм.

Мы видим, насколько большой угол обзора имеет этот объектив, однако за это приходится расплачиваться значительными искажениями перспективы - особенно они заметны по углам изображения. Вот еще одна фотография, сделанная с 16-мм объективом:

То же самое - огромный угол зрения позволил вместить в кадр громадных размеров амфитеатр. Также заметен ярко выраженный эффект перспективы - небольшие объекты на переднем плане кажутся огромными, а крупные объекты заднего плана - непривычно мелкими.

Широкоугольные объективы применяются в тех случаях, когда одним кадром нужно охватить большое пространство - преимущественно в пейзажной и интерьерной съемке. За большой угол зрения приходится расплачиваться специфической "агрессивной" перспективой - объектив искажает пропорции объектов, находящихся на переднем и заднем планах (см. фото с амфитеатром), а так же имеет склонность к заваливанию вертикальных линий (см. фото в помещении).

Нормальным считается объектив, угол зрения которого приближен к углу зрения человеческого глаза. Другое, более правильное определение нормального объектива - это объектив, имеющий фокусное расстояние, равное диагонали кадра (в случае с пленочным кадром - 43 мм). Фокусное расстояние нормальных объективов может немного отличаться и составляет от 40 до 50 мм. Если сравнивать с широкоугольником, у нормального объектива угол зрения может показаться небольшим, но объектив имеет более "спокойную" перспективу. Фотографии, сделанные с таким объективом воспринимаются наиболее естественно, иногда это называют "эффектом присутствия". Вот пример фотографии, сделанной с объективом 50 мм.

Обратите внимание, что перспектива у нормального объектива намного привычнее и "спокойнее", чем у широкоугольника. Соотношение размеров объектов на переднем и заднем планах привычно для глаз - это главное достоинство нормального объектива. Обратная сторона медали - чтобы сфотографировать достаточно крупный объект, нужно отходить от него достаточно далеко. Это не очень удобно и не всегда возможно. Нормальный объектив наилучшим образом подходит для съемки на открытом пространстве, так называемой "уличной фотографии" (street photo). Для пейзажной съемки и съемки в помещениях у этого объектива может не хватить угла обзора, чтобы вместить в кадр все нужное.

Телеобъективы имеют фокусное расстояние от 60 мм и более. Несложно догадаться, что чем больше фокусное расстояние, тем сильнее объектив "приближает". Телеобъективы с фокусным расстоянием до 135 мм часто называют "портретниками". Они дают имеют относительно небольшой эффект приближения, поэтому снимать удаленные объекты крупным планом ими не получится, однако перспектива у этих объективов оптимальным образом подходит для портретной съемки - искажения пропорций лица минимальны. Вот два примера: первый портрет снят широкоугольником (28 мм):

На фотографии видно, что пропорции лица серьезно искажены - оно выглядит излишне выпуклым и даже глаза как будто смотрят в разные стороны. Вывод - если снимать портрет широкоугольником, получится скорее шарж!

Другой пример - фотография, сделанная с фокусным расстоянием 80 мм:

Теперь с пропорциями все в порядке! Плюс ко всему, увеличенное фокусное расстояние позволило "растянуть" и размыть задний план, теперь он нас не отвлекает от главных объектов.

При съемке портретов еще более крупным планом (closeup), когда лицо занимает большую часть кадра используются объективы с еще большим фокусным расстоянием - до 135 мм. Большее фокусное расстояние в классическом портрете используется редко, поскольку из-за слабо выраженной перспективы лицо может выглядеть излишне плоским. С другой стороны, это может сгладить некоторые недостатки, например, слишком длинный нос.

Объективы с большим фокусным расстоянием применяются, когда нет возможности близко к объекту съемки.

Обратите внимание, что на фотографии плохо передана глубина пейзажа - объекты на переднем плане примерно такие же по размерам, что и на заднем. Из-за этого пейзаж выглядит не естественно. Еще телеобъективы применяются при съемке пугливых птиц и животных, для съемки спортивных фоторепортажей, когда приходится вести съемку с трибуны, а до объекта съемки расстояние может быть несколько десятков метров.

Итак мы определились, какие сюжеты на каких фокусных расстояниях лучше снимать. Для простоты сведем эту информацию в небольшую таблицу.

Разумеется, диапазоны фокусных расстояний ориентировочные - в небольшой табличке невозможно предусмотреть всех жанров и всех авторских задумок! В реальных ситуациях оптимальное фокусное расстояние может существенно отличаться от того, что приведено в таблице.

Как узнать фокусное расстояние объектива?

Для того, чтобы узнать фокусное расстояние объектива, достаточно прочитать его маркировку. Возьмем распространенный объектив Canon - "китовый" (на картинке слева)...

Стрелкой на рисунке помечена надпись, обозначающая диапазон фокусных расстояний - от 18 до 55 миллиметров. Подобные надписи есть на всех без исключения объективах. Если число всего одно, значит объектив имеет фиксированное фокусное расстояние и зума у него нет.

Еще один важный момент, о котором нельзя не упомянуть - это так называемое эквивалентное фокусное расстояние . Те фокусные расстояния, о которых шла речь в разделе про угол обзора и перспективу относятся к пленочным аппаратам, а также цифровым, имеющим матрицу размером с пленочный кадр - 36*24 мм. Такие матрицы называются "фуллфрейм" или FF (от английского Full Frame - полный кадр). Их "вставляют" в основном в профессиональные фотоаппараты. У большинства же любительских и полупрофессиональных аппаратов размер матрицы меньше, чем пленочный кадр в 1.5-1.6 раза. Матрицы такого размера называются APS-C (Advanced Photo System - Classic). Что будет, если, скажем объектив с фокусным расстоянием 50 мм прикрутить, например к Canon EOS 650D с матрицей APS-C? Как картинка при этом будет отличаться от полнокадрового Canon EOS 5D Mark II? Смотрим картинки...

Если на матрицу EOS 5D попадает все изображение, формируемое объективом, то на матрицу любительского 650D попадает только центральная части изображения, она помечена желтой пунктирной рамкой.

В итоге, фотографии, полученные разными аппаратами с одним и тем же объективом будут немного отличаться друг от друга.

Нетрудно заметить, что на матрице APS-C объектив 50 мм как будто дает меньший угол обзора. Следовательно, чтобы получить такой же угол обзора, как на полном кадре, нужно уменьшить фокусное расстояние. На сколько его надо уменьшить, чтобы получить такую же картинку, как на полном кадре? Правильно! Во столько же, во сколько матрица APS-C меньше матрицы FF, то есть, в 1.6 раза! Кстати, коэффициент 1.6 называется кроп-фактором . Чем больше кроп-фактор, тем меньше физический размер матрицы.

50мм: 1.6 = 31.25 мм

Таким образом мы вычислили, какое фокусное расстояние должен иметь объектив, чтобы на матрице APS-C обеспечить такой же угол обзора, который имеет объектив 50 мм на полном кадре - примерно 31 мм. В подобных случаях говорят: объектив с реальным фокусным расстоянием 31 мм на кропе 1.6 имеет эквивалентное фокусное расстояние 50 мм.

Теперь внесем дополнение в таблицу с фокусными расстояниями, которую рисовали выше...

А теперь посмотрим на шкалу расстояний китового объектива и воображаемыми разноцветными маркерами пометим на нем области применения, примерно так:

Естественно, картинка приблизительная, но она наглядно помогает определить - для каких видов съемки подойдет китовый объектив. Диапазон 18-55 мм выбран не с проста - он позволяет выполнять наиболее востребованные виды любительской съемки. Разумеется, возможности китового объектива не безграничны. Им не рекомендуется делать closeup-портреты (самым крупным планом, лицо во весь кадр), для этого желателен объектив с фокусным расстоянием около 85 мм (чтобы эквивалентное фокусное расстояние было 135 мм). Если пытаться снимать подобные портреты на фокусном расстоянии 55 мм, придется это делать со слишком близкого расстояния, что сделает заметными перспективные искажения пропорций лица (конечно, не так сильно как на широкоугольнике, но все же будет заметно). Также китовым объективом невозможно качественно снимать удаленные объекты по причине нехватки фокусного расстояния.

Часто меня спрашивают - если купить "суперзум" (например, 18-200 мм), можно ли им делать красивые портреты? Согласитесь, идея заманчивая - купить один объектив на все случаи жизни! Увы, все не так просто. С одной стороны, диапазон фокусных расстояний у "суперзума" действительно делает его универсальным, но с другой - из-за относительно небольшой светосилы он не всегда может обеспечить малую глубину резкости, а именно она в большинстве случаев определяет красоту портрета. О том, что такое глубина резкости, для чего она нужна и как ей управлять, пойдет речь в следующей главе!

Симулятор фотосъемки с разными фокусными расстояниями от Nikon

Посмотрите, как изменяется поле зрения объектива при изменении фокусного расстояния и при использовании на полнокадровой матрице (FX) и на кропе 1.5 (DX).

Вопросы для самоконтроля

Определите диапазон реальных и эквивалентных фокусных расстояний у вашего объектива.
Для каких видов съемки ваш объектив подходит наилучшим образом?
Какие виды съемки ваш объектив не может обеспечить?