Calculator FOV Cameră - Calculator Câmp Vizual

Ce este un calculator al câmpului vizual al unei camere?

Un calculator al câmpului vizual (FOV) al unei camere determină cât de largă este scena pe care o poate surprinde camera. Folosește două valori: dimensiunea senzorului camerei și distanța focală a obiectivului. Rezultatul este un unghi, exprimat de obicei în grade, pentru direcțiile orizontală, verticală și diagonală.

Câmpul vizual este important deoarece stabilește ce încape în cadru. Un câmp vizual larg surprinde o scenă extinsă, cum ar fi un peisaj. Un câmp vizual îngust surprinde o porțiune mică din scenă, dar face subiectele îndepărtate să pară mai mari.

Cum se calculează câmpul vizual

Câmpul vizual depinde de două lucruri: dimensiunea senzorului (lățimea sau înălțimea, în milimetri) și distanța focală a obiectivului (tot în milimetri). Formula folosește funcția arctangentă, scrisă arctan sau tan⁻¹:

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

• θ este câmpul vizual, exprimat ca un unghi.
• d este dimensiunea senzorului: lățimea pentru FOV orizontal și înălțimea pentru FOV vertical.
• f este distanța focală a obiectivului, în milimetri.
• Rezultatul este exprimat în radiani și convertit în grade pentru afișare.

Formula presupune un obiectiv rectiliniu focalizat la infinit, acesta fiind cazul de referință obișnuit. Focalizarea pe un subiect apropiat îndepărtează obiectivul de senzor și îngustează ușor câmpul vizual real.

FOV diagonal folosește aceeași formulă, dar în locul lățimii sau înălțimii utilizează diagonala senzorului. Diagonala se determină cu teorema lui Pitagora:

$D = \sqrt{w² + h²}$

unde D este diagonala senzorului, w lățimea senzorului, iar h înălțimea senzorului.

Înălțimea senzorului, atunci când sunt cunoscute doar lățimea și raportul de aspect, se determină împărțind lățimea la raportul de aspect:

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

unde a este raportul de aspect.

Un raport de aspect de 3:2 (valoarea raportului de aspect 1,5) este standard pentru majoritatea fotografiilor realizate cu aparate DSLR și mirrorless. Un raport de aspect de 16:9 (1,778) este standard pentru video. Raportul de aspect 4:3 (1,333) este folosit de camerele Micro Four Thirds și de multe aparate compacte mai vechi. Producțiile cinematografice folosesc uneori raportul de aspect 2,39:1 pentru un aspect panoramic.

Dimensiuni uzuale ale senzorilor

Dimensiunea senzorului modifică câmpul vizual chiar și atunci când distanța focală rămâne aceeași. Un senzor mai mare surprinde un unghi mai larg cu același obiectiv.

Calculatorul listează aceste dimensiuni, în format lățime × înălțime:

• Format mediu: 43,8 × 32,9 mm
• Cadru întreg (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 inch: 13,2 × 8,8 mm, folosit în camere compacte de înaltă performanță și în multe drone
• 2/3 inch: 8,8 × 6,6 mm
• 1/1.7-inch: 7,6 × 5,7 mm
• 1/2.3-inch: 6,17 × 4,55 mm, întâlnit frecvent în telefoane inteligente și camere de acțiune

Orice alt senzor poate fi introdus selectând „Personalizat” și tastând lățimea și înălțimea.

Diagonala unui senzor full-frame (43,3 mm) împărțită la diagonala unui senzor se numește factor de crop. Este folosită pentru compararea obiectivelor de pe camere diferite și este explicată în întrebările frecvente de mai jos. Pentru APS-C (Nikon/Sony) rezultatul este aproximativ 1,5, pentru APS-C (Canon) aproximativ 1,6, iar pentru Micro Four Thirds 2,0.

Exemplu rezolvat

Să luăm o cameră full-frame cu un senzor de 36 × 24 mm, echipată cu un obiectiv de 50 mm.

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

Un obiectiv de 50 mm montat pe un aparat full-frame este numit obiectiv „normal”, deoarece distanța sa focală este apropiată de diagonala senzorului, de 43,3 mm. Obiectivele mai scurte decât diagonala sunt obiective grandangulare; cele mai lungi sunt teleobiective.

Referință rapidă: distanțe focale pentru format full-frame

O distanță focală mai scurtă oferă întotdeauna un câmp vizual mai larg. O distanță focală mai lungă îl îngustează întotdeauna.

Cum se utilizează calculatorul

1. Alegeți o dimensiune a senzorului din listă sau selectați „Personalizat” și introduceți lățimea și înălțimea exacte în milimetri.
2. Introduceți distanța focală a obiectivului, în milimetri.
3. Determinați înălțimea pe baza unui raport de aspect dacă înălțimea senzorului nu este cunoscută. Această opțiune apare doar pentru un senzor personalizat: bifați „Calculează înălțimea pe baza raportului de aspect” și alegeți 3:2, 4:3, 16:9, 1:1 sau 2,39:1. Calculatorul stabilește apoi înălțimea = lățimea ÷ raportul.
4. Citiți rezultatele: dimensiunile senzorului, apoi FOV orizontal, vertical și diagonal, afișate în grade sau radiani, în funcție de unitatea selectată.

Orice măsurătoare trebuie să fie un număr pozitiv. O distanță focală egală cu zero sau negativă, o lățime sau o înălțime a senzorului egală cu zero sau negativă și orice valoare care nu este un număr real sunt respinse, iar calculatorul afișează un mesaj în locul unui rezultat.

De ce este important câmpul vizual

Fotografii folosesc FOV pentru a alege un obiectiv înaintea unei ședințe foto. Un obiectiv grandangular (14-35mm pe full-frame) include în cadru o parte mai mare dintr-o încăpere sau dintr-un peisaj. Un teleobiectiv (85 mm sau mai lung) izolează un subiect îndepărtat și comprimă fundalul.

Directorii de fotografie calculează FOV atunci când planifică filmările, astfel încât poziția camerei și alegerea obiectivului să corespundă încadrării dorite. Instalatorii de sisteme de securitate îl folosesc pentru a determina cât de mult dintr-o încăpere sau dintr-o parcare acoperă o singură cameră. Piloții de drone îl folosesc pentru a planifica trasee de zbor care acoperă complet o zonă de cartografiere, fără spații neacoperite.

Și dimensiunea senzorului modifică aceste valori. Un senzor mai mic îngustează câmpul vizual pentru un anumit obiectiv, motiv pentru care același obiectiv de 50 mm pare un teleobiectiv mai lung pe o cameră APS-C decât pe una full-frame.

Întrebări frecvente

Ce este câmpul vizual în fotografie?

Câmpul vizual este unghiul scenei captate împreună de obiectiv și senzor, măsurat în grade. Un unghi larg, precum 74°, acoperă o scenă extinsă. Un unghi îngust, precum 10°, acoperă o porțiune mică din scenă, dar mărește subiectele îndepărtate.

Cum afectează dimensiunea senzorului câmpul vizual?

Un senzor mai mare surprinde o parte mai mare din proiecția realizată de obiectiv, oferind un câmp vizual mai larg. Un senzor mai mic decupează aceeași proiecție, îngustând câmpul vizual. De aceea, un obiectiv de 50 mm are un câmp vizual diferit pe o cameră full-frame față de una APS-C.

Ce este factorul de crop?

Factorul de crop este diagonala full-frame de 43,3 mm împărțită la diagonala unui senzor. Un senzor APS-C (Nikon/Sony) are un factor de crop apropiat de 1,5×, un senzor APS-C (Canon) unul apropiat de 1,6×, iar Micro Four Thirds unul apropiat de 2×. Înmulțirea distanței focale a unui obiectiv cu factorul de crop oferă distanța focală echivalentă full-frame, utilă pentru compararea obiectivelor între sisteme de camere. Factorul nu trebuie folosit în locul dimensiunilor reale ale senzorului la calcularea câmpului vizual real al camerei respective.

Ce distanță focală oferă un câmp vizual „normal”?

Un obiectiv normal are o distanță focală apropiată de diagonala senzorului, astfel încât imaginea nu pare nici întinsă, nici comprimată. Pentru formatul full-frame, diagonala este 43,3 mm, iar obiectivul uzual de 50 mm este suficient de apropiat: oferă un câmp vizual orizontal de aproximativ 39,6° și un câmp vizual diagonal de aproximativ 46,8°. Pentru senzorii mai mici este necesar un obiectiv mai scurt pentru a obține aceeași perspectivă, deoarece diagonala este mai mică.

Cum modifică raportul de aspect câmpul vizual?

Raportul de aspect stabilește relația dintre lățimea și înălțimea senzorului, ceea ce modifică câmpul vizual vertical pentru o lățime fixă. Un raport lat, precum 16:9, oferă o acoperire verticală mai mică decât 4:3 la aceeași lățime și distanță focală, deoarece senzorul este relativ mai scund.

Se poate modifica câmpul vizual după realizarea unei fotografii?

Decuparea unei imagini îngustează câmpul vizual efectiv, dar nu îl poate lărgi dincolo de ceea ce a captat inițial obiectivul. Tehnici precum îmbinarea fotografiilor panoramice pot combina mai multe fotografii într-un câmp vizual mai larg, dar acest lucru necesită realizarea mai multor cadre în momentul fotografierii, nu doar editarea ulterioară.

Referințe

1. "Angle of view." Wikipedia, Fundația 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.