Kalkulator FOV Kamera: Medan Pandangan mengikut Sensor & Kanta

Apakah kalkulator medan pandangan kamera?

Kalkulator medan pandangan (FOV) kamera mengira selebar mana pemandangan yang boleh dirakam oleh kamera. Ia menggunakan dua nombor: saiz penderia kamera dan panjang fokus kanta. Hasilnya ialah sudut, biasanya dinyatakan dalam darjah, bagi arah mendatar, menegak dan pepenjuru.

Medan pandangan penting kerana ia menentukan perkara yang muat dalam bingkai. Medan pandangan yang lebar merakam pemandangan yang luas, seperti landskap. Medan pandangan yang sempit merakam sebahagian kecil pemandangan tetapi menjadikan subjek yang jauh kelihatan lebih besar.

Cara mengira medan pandangan

Medan pandangan bergantung pada dua perkara: dimensi penderia (lebar atau tinggi, dalam milimeter) dan panjang fokus kanta (juga dalam milimeter). Formula ini menggunakan fungsi tangen songsang, yang ditulis sebagai arctan atau tan⁻¹:

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

• θ ialah medan pandangan, sebagai sudut.
• d ialah dimensi penderia: lebar untuk FOV mendatar, tinggi untuk FOV menegak.
• f ialah panjang fokus kanta, dalam milimeter.
• Hasilnya diperoleh dalam radian dan ditukar kepada darjah untuk paparan.

Formula ini mengandaikan kanta rektilinear yang difokuskan pada infiniti, iaitu keadaan rujukan biasa. Memfokuskan subjek yang dekat mengalihkan kanta lebih jauh dari penderia dan mengecilkan medan pandangan sebenar sedikit.

FOV pepenjuru menggunakan formula yang sama, tetapi dengan panjang pepenjuru penderia menggantikan lebar atau tinggi. Panjang pepenjuru dikira menggunakan teorem Pythagoras:

$D = \sqrt{w² + h²}$

dengan D ialah pepenjuru penderia, w lebar penderia dan h tinggi penderia.

Tinggi penderia, apabila hanya lebar dan nisbah aspek diketahui, diperoleh dengan membahagikan lebar dengan nisbah aspek:

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

dengan a ialah nisbah aspek.

Nisbah aspek 3:2 (nilai nisbah aspek 1.5) ialah piawai bagi kebanyakan foto DSLR dan kamera tanpa cermin. Nisbah 16:9 (1.778) ialah piawai untuk video. Nisbah 4:3 (1.333) digunakan oleh kamera Micro Four Thirds dan banyak kamera kompak lama. Produksi sinema kadangkala menggunakan nisbah 2.39:1 untuk rupa skrin lebar.

Saiz penderia yang biasa

Saiz penderia mengubah medan pandangan walaupun panjang fokus kekal sama. Penderia yang lebih besar menangkap sudut yang lebih lebar daripada kanta yang sama.

Kalkulator menyenaraikan saiz ini, dalam lebar × tinggi:

• Format sederhana: 43.8 × 32.9 mm
• Bingkai penuh (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 inci: 13.2 × 8.8 mm, digunakan dalam kamera kompak kelas atasan dan banyak dron
• 2/3 inci: 8.8 × 6.6 mm
• 1/1.7-inch: 7.6 × 5.7 mm
• 1/2.3-inch: 6.17 × 4.55 mm, biasa digunakan dalam telefon pintar dan kamera aksi

Mana-mana penderia lain boleh dimasukkan dengan memilih "Tersuai" dan menaip lebar serta tingginya.

Pepenjuru bingkai penuh (43.3 mm) yang dibahagikan dengan pepenjuru penderia disebut faktor pemangkasan. Ia digunakan untuk membandingkan kanta merentas kamera yang berbeza, dan dihuraikan dalam soalan lazim di bawah. APS-C (Nikon/Sony) menghasilkan kira-kira 1.5, APS-C (Canon) kira-kira 1.6, dan Micro Four Thirds kira-kira 2.0.

Contoh pengiraan

Ambil sebuah kamera bingkai penuh (penderia 36 × 24 mm) yang dipasang dengan kanta 50 mm.

FOV mendatar: HFOV = 2 × arctan(36 / (2 × 50)) = 2 × arctan(0.36) ≈ 39.60°

FOV menegak: VFOV = 2 × arctan(24 / (2 × 50)) = 2 × arctan(0.24) ≈ 26.99°

FOV pepenjuru: Pepenjuru = √(36² + 24²) ≈ 43.27 mm DFOV = 2 × arctan(43.27 / 100) ≈ 46.79°

Kanta 50 mm pada bingkai penuh dipanggil kanta "normal" kerana panjang fokusnya hampir dengan pepenjuru penderia 43.3 mm. Kanta yang lebih pendek daripada pepenjuru ialah kanta sudut lebar; kanta yang lebih panjang ialah kanta telefoto.

Rujukan pantas: panjang fokus bingkai penuh

Panjang fokus yang lebih pendek sentiasa memberikan medan pandangan yang lebih lebar. Panjang fokus yang lebih panjang sentiasa mengecilkannya.

Cara menggunakan kalkulator

1. Pilih saiz penderia daripada senarai, atau pilih "Tersuai" dan masukkan lebar serta tinggi tepat dalam milimeter.
2. Masukkan panjang fokus kanta, dalam milimeter.
3. Dapatkan tinggi daripada nisbah aspek jika tinggi penderia tidak diketahui. Pilihan ini hanya muncul untuk penderia tersuai: tandakan "Kira tinggi daripada nisbah aspek" dan pilih 3:2, 4:3, 16:9, 1:1 atau 2.39:1. Kalkulator kemudian menetapkan tinggi = lebar ÷ nisbah.
4. Baca hasilnya: dimensi penderia, kemudian FOV mendatar, menegak dan pepenjuru, yang ditunjukkan dalam darjah atau radian, mengikut unit yang dipilih.

Setiap ukuran mestilah nombor positif. Panjang fokus sifar atau kurang, lebar atau tinggi penderia sifar atau kurang, serta sebarang nilai yang bukan nombor nyata akan ditolak, dan kalkulator memaparkan mesej dan bukannya hasil.

Mengapa medan pandangan penting

Jurugambar menggunakan FOV untuk memilih kanta sebelum penggambaran. Kanta lebar (14-35mm pada bingkai penuh) memuatkan lebih banyak ruang atau landskap ke dalam bingkai. Kanta telefoto (85 mm dan lebih panjang) mengasingkan subjek yang jauh dan memampatkan latar belakang.

Jurukamera mengira FOV ketika merancang syot supaya kedudukan kamera dan pilihan kanta sepadan dengan pembingkaian yang dikehendaki. Pemasang sistem keselamatan menggunakannya untuk mengira keluasan bilik atau tempat letak kereta yang diliputi oleh satu kamera. Juruterbang dron menggunakannya untuk merancang laluan penerbangan yang meliputi sepenuhnya kawasan tinjauan tanpa jurang.

Saiz penderia turut mengubah nombor ini. Penderia yang lebih kecil mengecilkan medan pandangan bagi kanta tertentu, sebab itu kanta 50 mm yang sama kelihatan seperti telefoto yang lebih panjang pada kamera APS-C berbanding kamera bingkai penuh.

Soalan lazim

Apakah medan pandangan dalam fotografi?

Medan pandangan ialah sudut pemandangan yang dirakam bersama oleh kanta dan penderia, diukur dalam darjah. Sudut lebar, seperti 74°, meliputi pemandangan yang luas. Sudut sempit, seperti 10°, meliputi sebahagian kecil pemandangan tetapi membesarkan subjek yang jauh.

Bagaimanakah saiz penderia mempengaruhi medan pandangan?

Penderia yang lebih besar menangkap lebih banyak imej yang dipancarkan oleh kanta, lalu memberikan medan pandangan yang lebih lebar. Penderia yang lebih kecil memangkas imej yang sama, lalu mengecilkan medan pandangan. Sebab itu kanta 50 mm mempunyai medan pandangan yang berbeza pada kamera bingkai penuh berbanding kamera APS-C.

Apakah faktor pemangkasan?

Faktor pemangkasan ialah pepenjuru bingkai penuh 43.3 mm yang dibahagikan dengan pepenjuru penderia. Penderia APS-C (Nikon/Sony) mempunyai faktor pemangkasan hampir 1.5×, penderia APS-C (Canon) hampir 1.6×, dan Micro Four Thirds hampir 2×. Pendaraban panjang fokus kanta dengan faktor pemangkasan memberikan panjang fokus setara bingkai penuh, yang berguna untuk membandingkan kanta merentas sistem kamera. Faktor ini tidak boleh digunakan menggantikan dimensi penderia sebenar ketika mengira medan pandangan sebenar kamera tersebut.

Apakah panjang fokus yang memberikan medan pandangan "normal"?

Kanta normal mempunyai panjang fokus yang hampir dengan pepenjuru penderia, jadi gambar kelihatan tidak diregangkan atau dimampatkan. Pada bingkai penuh, pepenjurunya ialah 43.3 mm, dan kanta 50 mm yang biasa digunakan cukup hampir: ia memberikan medan pandangan mendatar kira-kira 39.6° dan medan pandangan pepenjuru kira-kira 46.8°. Pada penderia yang lebih kecil, kanta yang lebih pendek diperlukan untuk menghasilkan pandangan yang sama kerana pepenjurunya lebih pendek.

Bagaimanakah nisbah aspek mengubah medan pandangan?

Nisbah aspek menetapkan hubungan antara lebar dan tinggi penderia, yang mengubah medan pandangan menegak bagi lebar yang tetap. Nisbah lebar seperti 16:9 memberikan liputan menegak yang lebih sedikit berbanding 4:3 pada lebar dan panjang fokus yang sama kerana penderia itu secara relatifnya lebih pendek.

Bolehkah medan pandangan diubah selepas foto diambil?

Pemangkasan imej mengecilkan medan pandangan berkesannya tetapi tidak boleh meluaskannya melebihi perkara yang asalnya dirakam oleh kanta. Teknik seperti cantuman panorama boleh menggabungkan beberapa foto menjadi medan pandangan yang lebih lebar, tetapi beberapa syot perlu diambil semasa rakaman, bukan sekadar menyunting selepas itu.

Rujukan

1. "Angle of view." Wikipedia, Yayasan Wikimedia. 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.