Kalkulátor zorného pole fotoaparátu - Kalkulátor zorného pole

Co je kalkulátor zorného pole fotoaparátu?

Kalkulátor zorného pole (FOV) fotoaparátu vypočítá, jak širokou scénu může fotoaparát zachytit. Používá dvě hodnoty: velikost snímače fotoaparátu a ohniskovou vzdálenost objektivu. Výsledkem je úhel, obvykle uváděný ve stupních, a to pro vodorovný, svislý i diagonální směr.

Zorné pole je důležité, protože určuje, co se vejde do záběru. Široké zorné pole zachytí rozsáhlou scénu, například krajinu. Úzké zorné pole zachytí jen malou část scény, ale vzdálené objekty zobrazí větší.

Jak vypočítat zorné pole

Zorné pole závisí na dvou věcech: rozměru snímače (šířce nebo výšce v milimetrech) a ohniskové vzdálenosti objektivu (rovněž v milimetrech). Vzorec používá funkci arkus tangens, zapisovanou jako arctan nebo tan⁻¹:

$\theta = 2 \arctan\left(\frac{d}{2 f}\right)$

• θ je zorné pole vyjádřené jako úhel.
• d je rozměr snímače: šířka pro vodorovné FOV, výška pro svislé FOV.
• f je ohnisková vzdálenost objektivu v milimetrech.
• Výsledek je v radiánech a pro zobrazení se převádí na stupně.

Vzorec předpokládá rektilineární objektiv zaostřený na nekonečno, což je obvyklý referenční případ. Zaostření na blízký objekt posune objektiv dále od snímače a skutečné zorné pole mírně zúží.

Diagonální FOV používá stejný vzorec, ale místo šířky nebo výšky dosazuje délku úhlopříčky snímače. Úhlopříčka se určí pomocí Pythagorovy věty:

$D = \sqrt{w² + h²}$

kde D je úhlopříčka snímače, w šířka snímače a h výška snímače.

Výška snímače, pokud je známa pouze šířka a poměr stran, se určí vydělením šířky poměrem stran:

$h = \frac{w}{a}$

kde a je poměr stran.

Poměr stran 3:2 (hodnota poměru stran 1,5) je standardní pro většinu fotografií zrcadlovkami DSLR a bezzrcadlovkami. Poměr 16:9 (1,778) je standardní pro video. Poměr 4:3 (1,333) používají fotoaparáty Micro Four Thirds a mnoho starších kompaktů. Filmové produkce někdy používají poměr 2,39:1 k dosažení širokoúhlého vzhledu.

Běžné velikosti snímačů

Velikost snímače mění zorné pole, i když ohnisková vzdálenost zůstává stejná. Větší snímač zachytí se stejným objektivem širší úhel.

Kalkulátor uvádí tyto rozměry ve formátu šířka × výška:

• Střední formát: 43,8 × 32,9 mm
• Plný formát (35 mm): 36 × 24 mm
• APS-H: 28,7 × 19,0 mm
• APS-C (Nikon/Sony): 23,5 × 15,6 mm
• APS-C (Canon): 22,3 × 14,9 mm
• Micro Four Thirds: 17,3 × 13,0 mm
• 1 palec: 13,2 × 8,8 mm, používá se ve špičkových kompaktních fotoaparátech a mnoha dronech
• 2/3 palec: 8,8 × 6,6 mm
• 1/1.7-inch: 7,6 × 5,7 mm
• 1/2.3-inch: 6,17 × 4,55 mm, běžný u chytrých telefonů a akčních kamer

Jakýkoli jiný snímač lze zadat volbou možnosti „Vlastní“ a napsáním jeho šířky a výšky.

Úhlopříčka plného formátu (43,3 mm) dělená úhlopříčkou snímače se nazývá faktor ořezu. Používá se k porovnávání objektivů mezi různými fotoaparáty a je popsán v níže uvedených často kladených otázkách. APS-C (Nikon/Sony) má hodnotu přibližně 1,5, APS-C (Canon) přibližně 1,6 a Micro Four Thirds 2,0.

Praktický příklad

Uvažujme fotoaparát s plnoformátovým snímačem (36 × 24 mm), osazený objektivem 50 mm.

Vodorovné FOV: HFOV = 2 × arctan(36 / (2 × 50)) = 2 × arctan(0,36) ≈ 39,60°

Svislé FOV: VFOV = 2 × arctan(24 / (2 × 50)) = 2 × arctan(0,24) ≈ 26,99°

Diagonální FOV: Úhlopříčka = √(36² + 24²) ≈ 43,27 mm DFOV = 2 × arctan(43,27 / 100) ≈ 46,79°

Objektiv 50 mm na plném formátu se nazývá „normální“ objektiv, protože jeho ohnisková vzdálenost je blízká úhlopříčce snímače 43,3 mm. Objektivy kratší než úhlopříčka jsou širokoúhlé, delší objektivy jsou teleobjektivy.

Rychlý přehled: ohniskové vzdálenosti pro plný formát

Kratší ohnisková vzdálenost vždy znamená širší zorné pole. Delší ohnisková vzdálenost je vždy zužuje.

Jak používat kalkulátor

1. Vyberte velikost snímače ze seznamu nebo zvolte „Vlastní“ a zadejte přesnou šířku a výšku v milimetrech.
2. Zadejte ohniskovou vzdálenost objektivu v milimetrech.
3. Odvoďte výšku z poměru stran, pokud výška snímače není známá. Tato možnost se zobrazí pouze u vlastního snímače: zaškrtněte „Vypočítat výšku z poměru stran“ a vyberte 3:2, 4:3, 16:9, 1:1 nebo 2,39:1. Kalkulátor poté nastaví výšku = šířka ÷ poměr.
4. Přečtěte výsledky: rozměry snímače a poté vodorovné, svislé a diagonální FOV zobrazené ve stupních nebo radiánech podle zvolené jednotky.

Každý rozměr musí být kladné číslo. Ohnisková vzdálenost rovná nule nebo menší, šířka či výška snímače rovná nule nebo menší a jakákoli hodnota, která není reálným číslem, jsou odmítnuty a kalkulátor místo výsledku zobrazí zprávu.

Proč je zorné pole důležité

Fotografové používají FOV k výběru objektivu před fotografováním. Širokoúhlý objektiv (14-35mm na plném formátu) vměstná do záběru větší část místnosti nebo krajiny. Teleobjektiv (85 mm a delší) oddělí vzdálený objekt a zkomprimuje pozadí.

Kameramani počítají FOV při plánování záběrů, aby poloha kamery a volba objektivu odpovídaly zamýšlené kompozici. Technici instalující bezpečnostní systémy pomocí něj určují, jak velkou část místnosti nebo parkoviště pokryje jediná kamera. Piloti dronů ho využívají při plánování letových tras, které bez mezer pokryjí celou zaměřovanou oblast.

Velikost snímače tato čísla také mění. Menší snímač zužuje zorné pole daného objektivu, proto stejný objektiv 50 mm působí na fotoaparátu APS-C jako delší teleobjektiv než na plnoformátovém fotoaparátu.

Často kladené otázky

Co je zorné pole ve fotografii?

Zorné pole je úhel scény, který objektiv a snímač společně zachytí, měřený ve stupních. Široký úhel, například 74°, pokrývá rozsáhlou scénu. Úzký úhel, například 10°, pokrývá jen malou část scény, ale zvětšuje vzdálené objekty.

Jak velikost snímače ovlivňuje zorné pole?

Větší snímač zachytí větší část obrazu promítaného objektivem, a poskytne tak širší zorné pole. Menší snímač tentýž promítnutý obraz ořízne, čímž zorné pole zúží. Proto má objektiv 50 mm na plnoformátovém fotoaparátu jiné zorné pole než na fotoaparátu APS-C.

Co je faktor ořezu?

Faktor ořezu je úhlopříčka plného formátu 43,3 mm dělená úhlopříčkou snímače. Snímač APS-C (Nikon/Sony) má faktor ořezu přibližně 1,5×, snímač APS-C (Canon) přibližně 1,6× a Micro Four Thirds přibližně 2×. Vynásobením ohniskové vzdálenosti objektivu faktorem ořezu získáme ekvivalentní ohniskovou vzdálenost pro plný formát, což je užitečné při porovnávání objektivů mezi různými systémy fotoaparátů. Při výpočtu skutečného zorného pole daného fotoaparátu se nemá používat místo skutečných rozměrů snímače.

Jaká ohnisková vzdálenost poskytuje „normální“ zorné pole?

Normální objektiv má ohniskovou vzdálenost blízkou úhlopříčce snímače, takže obraz nepůsobí ani protaženě, ani stlačeně. U plného formátu je úhlopříčka 43,3 mm a běžný objektiv 50 mm je jí dostatečně blízko: poskytuje vodorovné zorné pole přibližně 39,6° a diagonální zorné pole přibližně 46,8°. U menších snímačů je k dosažení stejného zobrazení potřeba kratší objektiv, protože úhlopříčka je kratší.

Jak poměr stran mění zorné pole?

Poměr stran určuje vztah mezi šířkou a výškou snímače, a tím při pevné šířce mění svislé zorné pole. Široký poměr, například 16:9, poskytuje při stejné šířce a ohniskové vzdálenosti menší svislé pokrytí než 4:3, protože snímač je relativně nižší.

Lze zorné pole změnit po pořízení fotografie?

Oříznutí obrazu zúží jeho účinné zorné pole, ale nemůže je rozšířit nad rámec toho, co objektiv původně zachytil. Techniky, jako je spojování panoramat, mohou zkombinovat několik fotografií do širšího zorného pole, vyžadují však pořízení několika snímků v okamžiku fotografování, nikoli pouze následné úpravy.

Reference

1. "Angle of view." Wikipedia, Wikimedia Foundation. https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view
2. Ray, Sidney F. Applied Photographic Optics. Focal Press, 2002.
3. Jacobson, Ralph E. The Manual of Photography. Focal Press, 2000.