Calculadora de FOV de Cámara - Calculadora de Campo de Visión

¿Qué es una calculadora del campo de visión de una cámara?

Una calculadora del campo de visión (FOV) de una cámara calcula qué amplitud de una escena puede captar una cámara. Utiliza dos valores: el tamaño del sensor de la cámara y la distancia focal del objetivo. El resultado es un ángulo, normalmente expresado en grados, para las direcciones horizontal, vertical y diagonal.

El campo de visión es importante porque determina qué cabe en el encuadre. Un campo de visión amplio capta una escena extensa, como un paisaje. Un campo de visión estrecho capta una pequeña parte de la escena, pero hace que los sujetos lejanos parezcan más grandes.

Cómo calcular el campo de visión

El campo de visión depende de dos factores: la dimensión del sensor (anchura o altura, en milímetros) y la distancia focal del objetivo (también en milímetros). La fórmula utiliza la función arcotangente, escrita como arctan o tan⁻¹:

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

• θ es el campo de visión, expresado como un ángulo.
• d es la dimensión del sensor: la anchura para el FOV horizontal y la altura para el FOV vertical.
• f es la distancia focal del objetivo, en milímetros.
• El resultado se obtiene en radianes y se convierte a grados para mostrarlo.

La fórmula supone un objetivo rectilíneo enfocado al infinito, que es el caso de referencia habitual. Enfocar un sujeto cercano aleja el objetivo del sensor y estrecha ligeramente el campo de visión real.

El FOV diagonal utiliza la misma fórmula, pero sustituye la anchura o la altura por la longitud diagonal del sensor. La diagonal se obtiene mediante el teorema de Pitágoras:

$D = \sqrt{w² + h²}$

donde D es la diagonal del sensor, w la anchura del sensor y h la altura del sensor.

La altura del sensor, cuando solo se conocen la anchura y la relación de aspecto, se obtiene dividiendo la anchura por la relación de aspecto:

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

donde a es la relación de aspecto.

Una relación de aspecto 3:2 (valor de relación de aspecto 1,5) es estándar en la mayoría de las fotografías tomadas con cámaras DSLR y sin espejo. Una relación 16:9 (1,778) es estándar para vídeo. Las cámaras Micro Four Thirds y muchas compactas antiguas utilizan una relación 4:3 (1,333). En ocasiones, las producciones cinematográficas utilizan una relación 2,39:1 para obtener un formato panorámico.

Tamaños habituales de los sensores

El tamaño del sensor cambia el campo de visión aunque la distancia focal se mantenga igual. Un sensor más grande capta un ángulo más amplio con el mismo objetivo.

La calculadora muestra estos tamaños, en anchura × altura:

• Formato medio: 43,8 × 32,9 mm
• Formato completo (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 pulgada: 13,2 × 8,8 mm, utilizado en cámaras compactas de gama alta y muchos drones
• 2/3 pulgada: 8,8 × 6,6 mm
• 1/1.7-inch: 7,6 × 5,7 mm
• 1/2.3-inch: 6,17 × 4,55 mm, habitual en teléfonos inteligentes y cámaras de acción

Se puede introducir cualquier otro sensor seleccionando «Personalizado» y escribiendo su anchura y altura.

La diagonal de formato completo (43,3 mm) dividida por la diagonal de un sensor se denomina factor de recorte. Se utiliza para comparar objetivos de distintas cámaras y se describe en las preguntas frecuentes siguientes. APS-C (Nikon/Sony) da aproximadamente 1,5, APS-C (Canon) aproximadamente 1,6 y Micro Four Thirds 2,0.

Ejemplo resuelto

Tomemos una cámara de formato completo (sensor de 36 × 24 mm) equipada con un objetivo de 50 mm.

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

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

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

Un objetivo de 50 mm en formato completo se denomina objetivo «normal» porque su distancia focal es cercana a la diagonal del sensor, de 43,3 mm. Los objetivos más cortos que la diagonal son gran angulares; los más largos son teleobjetivos.

Referencia rápida: distancias focales en formato completo

Una distancia focal más corta siempre proporciona un campo de visión más amplio. Una distancia focal más larga siempre lo estrecha.

Cómo utilizar la calculadora

1. Elija un tamaño de sensor de la lista, o seleccione «Personalizado» e introduzca la anchura y la altura exactas en milímetros.
2. Introduzca la distancia focal del objetivo, en milímetros.
3. Calcule la altura a partir de una relación de aspecto si se desconoce la altura del sensor. Esta opción solo aparece para un sensor personalizado: marque «Calcular la altura a partir de la relación de aspecto» y elija 3:2, 4:3, 16:9, 1:1 o 2,39:1. La calculadora establece entonces altura = anchura ÷ relación.
4. Lea los resultados: las dimensiones del sensor y, después, los FOV horizontal, vertical y diagonal, mostrados en grados o radianes, según la unidad seleccionada.

Toda medida debe ser un número positivo. Se rechazan una distancia focal igual o menor que cero, una anchura o altura del sensor igual o menor que cero y cualquier valor que no sea un número real; en su lugar, la calculadora muestra un mensaje y no un resultado.

Por qué es importante el campo de visión

Los fotógrafos utilizan el FOV para elegir un objetivo antes de una sesión. Un objetivo gran angular (14-35mm en formato completo) permite incluir una mayor parte de una habitación o un paisaje en el encuadre. Un teleobjetivo (85 mm o más largo) aísla un sujeto distante y comprime el fondo.

Los directores de fotografía calculan el FOV al planificar las tomas, para que la posición de la cámara y la elección del objetivo se ajusten al encuadre previsto. Los instaladores de sistemas de seguridad lo utilizan para calcular qué parte de una habitación o un aparcamiento cubre una sola cámara. Los pilotos de drones lo emplean para planificar rutas de vuelo que cubran por completo una zona de inspección sin dejar espacios.

El tamaño del sensor también cambia estos valores. Un sensor más pequeño estrecha el campo de visión con un objetivo determinado; por eso el mismo objetivo de 50 mm parece un teleobjetivo más largo en una cámara APS-C que en una cámara de formato completo.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el campo de visión en fotografía?

El campo de visión es el ángulo de la escena que captan conjuntamente el objetivo y el sensor, medido en grados. Un ángulo amplio, como 74°, abarca una escena extensa. Un ángulo estrecho, como 10°, abarca una pequeña parte de la escena, pero amplía los sujetos lejanos.

¿Cómo afecta el tamaño del sensor al campo de visión?

Un sensor más grande capta una mayor parte de la imagen proyectada por el objetivo, lo que proporciona un campo de visión más amplio. Un sensor más pequeño recorta esa misma imagen proyectada y estrecha el campo de visión. Por eso un objetivo de 50 mm tiene un campo de visión diferente en una cámara de formato completo que en una cámara APS-C.

¿Qué es el factor de recorte?

El factor de recorte es la diagonal de formato completo de 43,3 mm dividida por la diagonal de un sensor. Un sensor APS-C (Nikon/Sony) tiene un factor de recorte cercano a 1,5×, un sensor APS-C (Canon) cercano a 1,6× y Micro Four Thirds cercano a 2×. Multiplicar la distancia focal de un objetivo por el factor de recorte proporciona su distancia focal equivalente en formato completo, lo que resulta útil para comparar objetivos de distintos sistemas de cámaras. No debe utilizarse en lugar de las dimensiones reales del sensor al calcular el campo de visión real de esa cámara.

¿Qué distancia focal proporciona un campo de visión «normal»?

Un objetivo normal tiene una distancia focal cercana a la diagonal del sensor, por lo que la imagen no parece ni estirada ni comprimida. En formato completo, la diagonal es de 43,3 mm, y el objetivo habitual de 50 mm es suficientemente cercano: proporciona un campo de visión horizontal de aproximadamente 39,6° y un campo de visión diagonal de aproximadamente 46,8°. En sensores más pequeños se necesita un objetivo más corto para obtener esa misma perspectiva, porque la diagonal es menor.

¿Cómo cambia la relación de aspecto el campo de visión?

La relación de aspecto establece la relación entre la anchura y la altura del sensor, lo que cambia el campo de visión vertical para una anchura fija. Una relación de aspecto amplia como 16:9 proporciona menos cobertura vertical que 4:3 con la misma anchura y distancia focal, porque el sensor es relativamente más corto.

¿Se puede cambiar el campo de visión después de tomar una fotografía?

Recortar una imagen estrecha su campo de visión efectivo, pero no puede ampliarlo más allá de lo que captó originalmente el objetivo. Técnicas como la unión de panorámicas pueden combinar varias fotografías para obtener un campo de visión más amplio, pero es necesario tomar varias imágenes durante la captura, no limitarse a editar después.

Referencias

1. "Angle of view." Wikipedia, Fundación Wikimedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view
2. Ray, Sidney F. Óptica fotográfica aplicada. Focal Press, 2002.
3. Jacobson, Ralph E. El manual de fotografía. Focal Press, 2000.