Фокусное расстояние объектива – что это такое и зачем?

Фокусное расстояние объектива — это оптическое расстояние от точки схождения лучей света внутри объектива до матрицы камеры. Узнайте подробнее!

Теория вопроса

Объективы фотокамер — сложная комбинация линз разной геометрии, выполненных из материала с различными оптическими свойствами. Это необходимо для того, чтобы окружающий мир проектировался на матрицу без искажений и цветовых артефактов.

Проходя через линзы, лучи многократно преломляются, изменяя свою траекторию, и в конечном итоге пересекаются в одной точке, находящейся внутри объектива. Она называется точкой фокусировки. Длина отрезка от нее до матрицы и является фокусным расстоянием объектива.

Фокусное расстояние (ФР) измеряется в миллиметрах и всегда указывается в названии модели. В зависимости от него объективы делятся на сверхширокоугольные (менее 12 мм), широкоугольные (от 12 до 35 мм), стандартные / нормальные (35 – 90 мм), телеобъективы (90 – 200 мм), супертелеобъективы (более 200 мм).

Фокусное расстояние — это не качественная, а количественная характеристика. Объективы с одинаковым ФР представлены в разных ценовых категориях. Бюджетные экземпляры отличаются упрощённой оптической схемой, что так или иначе отражается на получающейся картинке.

Но какое влияние имеет само фокусное расстояние? В первую очередь, оно меняет угол обзора. Зависимость здесь обратная: чем меньше фокусное расстояние, тем больше пространства помещается на фото. На сайте nikon.ru доступен удобный симулятор фокусных расстояний. В нем можно оценить угол зрения объективов с ФР от 14 до 800 мм.

ФР влияет на пропорции объектов в кадре. Они выглядят крупнее при использовании объективов с большим фокусным расстоянием, а при съемке на широкий угол кажутся меньше. Это же относится и к визуальной удаленности объектов. Если сравнить снимки, снятые на 24 и 105 мм, можно заметить, насколько меньше пространства на заднем плане поместилось на фото и как сильно «приблизились» здания.

Кроме того, объективы с разным фокусным расстоянием по-разному относятся к геометрии. На широком угле горизонтальные линии приобретают «бочкообразное искажение» — дисторсию. В таком случае горизонтальные линии как бы стремятся от центра.

Для телеобъективов характерна подушкообразная дисторсия — тип геометрических искажений, при котором горизонтальные линии «проваливаются» в середину кадра. Из-за этого эффекта изображения, снятые на телеобъективы, кажутся плоскими, так как «подушкообразность» визуально уменьшает объем.

Искажения накладывают ограничения на использование широкоугольных объективов для портретной съемки. Черты лица выглядят неестественно крупно, тело визуально уменьшается.

Помимо изменения геометрии и пропорций объектов съемки, фокусное расстояние влияет на глубину резко изображаемого пространства (ГРИП). Зависимость обратная — ГРИП уменьшается с увеличением ФР. Другими словами, при прочих одинаковых настройках камеры и расстоянии до объекта съемки, у широкоугольного объектива в фокусе оказывается больше пространства, чем у стандартных и телеобъективов.

Понятие фокусного расстояния объектива

Фокусное расстояние – одна из важнейших характеристик объектива. Если коротко и просто, то этот параметр определяет, насколько приближенное изображение мы сможем получить. Выбор объектива следует начинать с него, потому что ваш стиль съемки требует определенных фокусных.

Предполагаю, что вы уже знакомы с устройством фотоаппарата, которое мы рассматривали ранее. Обратите внимание на следующую схему зеркального фотоаппарата:

оптический центр объектива на схеме фотоаппарата

Здесь красным пунктиром обозначена оптическая ось объектива, фактически его центр. Тут мы смотрим на камеру с объективом «в разрезе», вид сверху. Если вы повернете объектив передней линзой к себе, отметите (мысленно, конечно!) центр окружности, то, проведя от него перпендикуляр вниз, и получите оптическую ось. Зеленым слева отмечен снимаемый объект. Красные прямые изображают прохождение света через объектив.

Свет, попадающий в камеру и идущий в обратном направлении, преломляется по-разному. Точки преломления называются главными плоскостями (передняя и задняя). С точки зрения фотографии важна именно задняя плоскость, как отвечающая за преломление света, идущего в сторону матрицы. Она же считается ее оптическим центром.

Задержите ваше внимание на этой схеме на небольшое время и рассмотрите подробнее. Ничего сложного в этом нет, достаточно один раз вникнуть.

Фокусное расстояние – это расстояние от оптического центра объектива до фокальной плоскости (матрицы). Смотрите схематический рисунок выше.

В объективах с нормальным фокусным расстоянием (примерно равным диагонали матрицы) задняя плоскость находится около диафрагмы. В телеобъективах за счет сложных оптических схем может смещаться за пределы объектива в сторону снимаемого объекта, в широкоугольных — в сторону матрицы. Это делается для компактности телеобъективов и возможности создания широкоугольных, как класса (т.к. их сложно расположить настолько близко к матрице).

Точное расположение оптического центра знают разработчики объектива. А точку, которая соответствует фокальной плоскости, т.е. матрице, можно   определить по обозначению кружка с пересекающей его прямой на корпусе камеры справа от колеса, переключающего режимы съемки (на Nikon).

знак на корпусе, указывающий на расположение матрицы

Именование. В речи фотографов можно слышать следующие названия:

  • фокусное расстояние;
  • фокусное;
  • ФР (сокращение);
  • focal length (английский эквивалент);
  • FL (сокращение английского эквивалента).

Почему вы должны знать, что такое фокусное расстояние?

Знать, что такое фокусное расстояние и в чем заключаются особенности, особенно важно при покупке объективов. Этот урок даст вам информацию о том, как работают объективы с различным фокусным расстоянием, как использовать их творчески и выбрать те, которые подходят именно вам.

Калькуляторы по физике

Решение задач по физике, подготовка к ЭГЕ и ГИА, механика термодинамика и др. Калькуляторы по физике
  

В чем измеряется фокусное расстояние?

Размерность в миллиметрах, мм. Лучше рассмотреть на примере. Допустим, у нас есть популярный объектив Nikon 35 mm f/1.8G AF-S DX Nikkor. В маркировке указано 35 mm, т.е. его фокусное расстояние постоянно и составляет 35 миллиметров. На остальные характеристики пока не обращайте внимание, их будем рассматривать, когда поговорим про объективы.

Другой пример – стандартный китовый объектив Nikon 18-55 mm f 3.5-5.6 GII VR II AF-S DX Nikkor. Здесь указано 18-55 mm, фокусное расстояние переменно. Т.е., покрутив кольцо зуммирования на объективе, вы сможете изменить его от 18 до 55 мм. Забегая наперед, такие объективы называются вариообъективами или зум-объективами.

Популярное заблуждение. Иногда доводится слышать, что фокусное расстояние зависит от чего-либо. Это не так. Как описывал выше, фокусное расстояние – это физическая характеристика объектива, которая заложена конструкторами. Оно не меняется ни при каких условиях.

См. также

  • Заднее фокусное расстояние
  • Вершинное фокусное расстояние
  • Сопряжённое фокусное расстояние
  • Главное фокусное расстояние

«Fish-eye» и широкоугольные объективы

Объективы «Fish-eye» (фокусное расстояние менее 10 мм) имеют ярко выраженную дисторсию, что вызывает сильные геометрические искажения кадра. По количеству помещающегося в поле зрения пространства им нет равных. Однако упомянутые искажения, которые остаются даже после корректировки программными средствами, делают работу с такой оптикой очень сложной.

Сверхширокоугольная оптика не отличается рекордной светосилой (лучшие модели имеют показатель не выше f/2.8-f/3.5), для нее характерны дисторсия и веньетирование, невысокая резкость картинки. Такие объективы приобретаются под конкретные проекты, и это точно не лучший выбор новичка.

Широкоугольная оптика (от 12 до 35 мм) имеет те же особенности. С увеличением фокусного расстояния их влияние на картинку уменьшается. Так, 28-миллиметровые объективы уже редко страдают от дисторсии. Если она все-таки заметна, то легко правится в редакторе.

Самый распространенный пример широкофокусного объектива — основная камера смартфона. Обычно имеет эквивалент 24 мм. Чтобы понять, нужно такое стекло или нет, достаточно поснимать на мобильный телефон.

Область применения широкофокусной оптики значительна: фокусные расстояния от 12 до 16 мм используют для фотографии ночного неба и пейзажной съемки. ФР от 16 до 24 мм часто применяются в архитектурной съемке. Модели в промежутке от 24 до 35 мм наиболее универсальны. Подойдут для стрит-фото и съемок в помещении. Это лучший вариант объектива на каждый день.

Например

Более подробно можно разобраться с этим на примере портрета. Мы видим пять фотографий девушки. И каждая фотография имеет своё фокусное расстояние. Минимальное – 10 миллиметров. Что мы наблюдаем? Полный и четкий охват девушки, но и оптический дефект — очень большое искажение, похоже на дружеский шарж.

фокусное расстояние объектива что это такое4

Поэтому следует быть очень аккуратным при работе с маленьким фокусными, и не использовать его в портрете (если это, конечно, не является задвижкой фотосессии).

В этом примере постепенно увеличивается расстояние. К концу, когда оно равно 300 миллиметров, мы видим только один четкий портрет. На фото не наблюдается никаких оптических дефектов, что очень хорошо для портерной съемки.

Физика 7,8,9,10,11 класс, ЕГЭ, ГИА

Основная информация по курсу физики для обучения и подготовки в экзаменам, ГВЭ, ЕГЭ, ОГЭ, ГИА
Физика 7,8,9,10,11 класс, ЕГЭ, ГИА
  

Литература

  • Гордийчук О. Ф., Пелль В. Г. Раздел III. Киносъёмочные объективы // Справочник кинооператора / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1979. — С. 143—173. — 440 с.
  • Е. А. Иофис. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 351. — 447 с.

Покупка аккумуляторов: что нужно знать?

Доводилось ли вам использовать свою камеру с объективами от стороннего производителя? Предполагаю, что большинство ответит да. Причина этого в том, что на рынке есть много…

Читать дальше

09/03/2020. Основы — Все основы. Перевод: Алексей Шаповал

5 162

1

mini.jpg

Типы объективов в зависимости от ЭФР

В зависимости от эквивалентного фокусного расстояния различают следующие объективы.

  • Сверхширокоугольные – от 14 до 24mm
  • Широкоугольные – от 24mm до 42mm
  • Нормальные – от 42mm до 50mm
  • Телеобъективы – от 50mm до 500mm
  • Сверхдлиннофокусные – от 500mm

Телеобъективы и длиннофокусные объективы – по сути одно и то же. Телеобъективы имеют немного другую конструкцию, но общий смысл такой оптики – она «приближает» изображение.

Смотрите также

  • Глубина резкости
  • Диоптрий
  • f-число или фокусное отношение

Видео обзор

Вот еще небольшое видео по этому вопросу, хочется, чтобы вам стало все понятно хотя бы теоретически, и, прочитав эту статью, вы начали для себя понимать суть данной темы.

Фокусное расстояние в фотографии | Урок 2

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...