Kalkulačka zorného poľa fotoaparátu - Kalkulačka zorného poľa

Čo je kalkulačka zorného poľa fotoaparátu?

Kalkulačka zorného poľa (FOV) fotoaparátu vypočíta, akú širokú scénu dokáže fotoaparát zachytiť. Používa dve hodnoty: veľkosť snímača fotoaparátu a ohniskovú vzdialenosť objektívu. Výsledkom je uhol, zvyčajne uvádzaný v stupňoch, pre horizontálny, vertikálny a diagonálny smer.

Zorné pole je dôležité, pretože určuje, čo sa zmestí do záberu. Široké zorné pole zachytí rozsiahlu scénu, napríklad krajinu. Úzke zorné pole zachytí iba malú časť scény, ale vzdialené objekty sa javia väčšie.

Ako vypočítať zorné pole

Zorné pole závisí od dvoch vecí: rozmeru snímača (šírky alebo výšky v milimetroch) a ohniskovej vzdialenosti objektívu (tiež v milimetroch). Vzorec používa funkciu arkustangens, zapisovanú ako arctan alebo tan⁻¹:

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

• θ je zorné pole vyjadrené ako uhol.
• d je rozmer snímača: šírka pre horizontálne FOV, výška pre vertikálne FOV.
• f je ohnisková vzdialenosť objektívu v milimetroch.
• Výsledok je v radiánoch a pri zobrazení sa prevádza na stupne.

Vzorec predpokladá rektilineárny objektív zaostrený na nekonečno, čo je obvyklý referenčný prípad. Zaostrenie na blízky objekt posunie objektív ďalej od snímača a skutočné zorné pole sa mierne zúži.

Diagonálne FOV používa rovnaký vzorec, ale namiesto šírky alebo výšky sa dosadí uhlopriečka snímača. Uhlopriečka sa určí pomocou Pytagorovej vety:

$D = \sqrt{w² + h²}$

kde D je uhlopriečka snímača, w šírka snímača a h výška snímača.

Výška snímača, ak je známa iba šírka a pomer strán, sa určí vydelením šírky pomerom strán:

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

kde a je pomer strán.

Pomer strán 3:2 (hodnota pomeru strán 1,5) je štandardom pre väčšinu fotografií zo zrkadloviek DSLR a bezzrkadloviek. Pomer 16:9 (1,778) je štandardom pre video. Pomer 4:3 (1,333) používajú fotoaparáty Micro Four Thirds a mnohé staršie kompakty. Pri filmovej produkcii sa niekedy používa pomer 2,39:1 na dosiahnutie širokouhlého vzhľadu.

Bežné veľkosti snímačov

Veľkosť snímača mení zorné pole aj vtedy, keď ohnisková vzdialenosť zostáva rovnaká. Väčší snímač zachytí rovnakým objektívom širší uhol.

Kalkulačka uvádza tieto veľkosti v poradí šírka × výška:

• Stredoformátový: 43,8 × 32,9 mm
• Full frame (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, používaný vo fotoaparátoch vyššej triedy a mnohých dronoch
• 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, bežný v smartfónoch a akčných kamerách

Akýkoľvek iný snímač možno zadať výberom možnosti „Vlastné“ a zadaním jeho šírky a výšky.

Uhlopriečka full-frame snímača (43,3 mm) vydelená uhlopriečkou snímača sa nazýva crop faktor. Používa sa na porovnávanie objektívov v rôznych fotoaparátoch a je opísaný v často kladených otázkach nižšie. Pre APS-C (Nikon/Sony) vychádza približne 1,5, pre APS-C (Canon) približne 1,6 a pre Micro Four Thirds 2,0.

Vyriešený príklad

Uvažujme full-frame fotoaparát so snímačom 36 × 24 mm a objektívom 50 mm.

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

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

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

Objektív s ohniskovou vzdialenosťou 50 mm na full-frame snímači sa nazýva „normálny“ objektív, pretože jeho ohnisková vzdialenosť je blízka uhlopriečke snímača 43,3 mm. Objektívy s kratšou ohniskovou vzdialenosťou než uhlopriečka sú širokouhlé, dlhšie objektívy sú teleobjektívy.

Rýchly prehľad: ohniskové vzdialenosti pre full frame

Kratšia ohnisková vzdialenosť vždy poskytuje širšie zorné pole. Dlhšia ohnisková vzdialenosť ho vždy zužuje.

Ako používať kalkulačku

1. Vyberte veľkosť snímača zo zoznamu alebo vyberte možnosť „Vlastné“ a zadajte presnú šírku a výšku v milimetroch.
2. Zadajte ohniskovú vzdialenosť objektívu v milimetroch.
3. Odvoďte výšku z pomeru strán, ak výška snímača nie je známa. Táto možnosť sa zobrazí iba pri vlastnom snímači: začiarknite „Vypočítať výšku z pomeru strán“ a vyberte 3:2, 4:3, 16:9, 1:1 alebo 2,39:1. Kalkulačka potom nastaví výšku = šírka ÷ pomer.
4. Prečítajte si výsledky: rozmery snímača a potom horizontálne, vertikálne a diagonálne FOV zobrazené v stupňoch alebo radiánoch podľa vybratej jednotky.

Každé meranie musí byť kladné číslo. Ohnisková vzdialenosť rovná nule alebo menšia, šírka či výška snímača rovná nule alebo menšia a každá hodnota, ktorá nie je reálnym číslom, sa odmietnu a kalkulačka namiesto výsledku zobrazí hlásenie.

Prečo je zorné pole dôležité

Fotografi používajú FOV na výber objektívu pred fotografovaním. Širokouhlý objektív (14-35mm na full-frame snímači) zachytí do záberu väčšiu časť miestnosti alebo krajiny. Teleobjektív (85 mm a dlhší) izoluje vzdialený objekt a stláča perspektívu pozadia.

Kameramani počítajú FOV pri plánovaní záberov, aby poloha fotoaparátu a výber objektívu zodpovedali zamýšľanej kompozícii. Montážnici bezpečnostných systémov pomocou neho zisťujú, akú časť miestnosti alebo parkoviska pokryje jedna kamera. Piloti dronov ho používajú na plánovanie letových trás, ktoré bez medzier pokryjú celú skúmanú oblasť.

Veľkosť snímača tiež mení tieto hodnoty. Menší snímač pri danom objektíve zužuje zorné pole, preto sa ten istý objektív 50 mm javí na fotoaparáte APS-C ako dlhší teleobjektív než na full-frame fotoaparáte.

Najčastejšie otázky

Čo je zorné pole vo fotografii?

Zorné pole je uhol scény, ktorý objektív a snímač spolu zachytia, meraný v stupňoch. Široký uhol, napríklad 74°, pokrýva rozsiahlu scénu. Úzky uhol, napríklad 10°, pokrýva iba malú časť scény, ale zväčšuje vzdialené objekty.

Ako veľkosť snímača ovplyvňuje zorné pole?

Väčší snímač zachytí väčšiu časť obrazu premietaného objektívom, čím poskytne širšie zorné pole. Menší snímač tento premietnutý obraz oreže a zorné pole zúži. Preto má objektív 50 mm na full-frame fotoaparáte iné zorné pole než na fotoaparáte APS-C.

Čo je crop faktor?

Crop faktor je uhlopriečka full-frame snímača 43,3 mm vydelená uhlopriečkou snímača. Snímač APS-C (Nikon/Sony) má crop faktor približne 1,5×, snímač APS-C (Canon) približne 1,6× a Micro Four Thirds približne 2×. Vynásobením ohniskovej vzdialenosti objektívu crop faktorom získame ohniskovú vzdialenosť ekvivalentnú full frame, čo je užitočné pri porovnávaní objektívov v rôznych systémoch fotoaparátov. Pri výpočte skutočného zorného poľa daného fotoaparátu sa nemá používať namiesto skutočných rozmerov snímača.

Aká ohnisková vzdialenosť poskytuje „normálne“ zorné pole?

Normálny objektív má ohniskovú vzdialenosť blízku uhlopriečke snímača, takže obraz nepôsobí ani roztiahnuto, ani stlačene. Na full-frame snímači je uhlopriečka 43,3 mm a bežný objektív 50 mm je dostatočne blízko: poskytuje horizontálne zorné pole približne 39,6° a diagonálne zorné pole približne 46,8°. Pri menších snímačoch je na dosiahnutie rovnakého zobrazenia potrebný kratší objektív, pretože uhlopriečka je kratšia.

Ako pomer strán mení zorné pole?

Pomer strán určuje vzťah medzi šírkou a výškou snímača, čím pri pevnej šírke mení vertikálne zorné pole. Široký pomer, napríklad 16:9, poskytuje pri rovnakej šírke a ohniskovej vzdialenosti menšie vertikálne pokrytie než 4:3, pretože snímač je vzhľadom na šírku nižší.

Dá sa zorné pole zmeniť po nasnímaní fotografie?

Orezanie obrazu zúži jeho efektívne zorné pole, ale nemôže ho rozšíriť za hranicu toho, čo objektív pôvodne zachytil. Techniky, ako je spájanie panorámy, môžu skombinovať viacero fotografií do širšieho zorného poľa, vyžaduje si to však nasnímanie viacerých záberov pri fotografovaní, nielen následnú úpravu.

Referencie

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.