视角与镜头焦距换算

视角与镜头焦距换算

视场角(FOV)

在摄影学中,视角(angle of view)是在一般环境中,相机可以接收影像的角度范围,也可以常被称为视野。 视角(angle of view)与成像范围(angle of coverage)是不同的,他是描述镜头可以撷取的影像角度,一般来说镜头的成像圈都够大到涵盖底片或者感光元件(或许会有一点点的边缘暗角)。假如镜头的成像范围无法涵盖整个感光元件,则成像圈会被看见,一般会伴随严重的边缘暗角,在这个状态下,视角会被成像范围所限制。

视场角 英文 field angle; angle of view; field angle; 又称:视场 在光学工程中,视场角又可用FOV表示,其与焦距的关系如下:

h = f\*tan\[Theta\]

像高 = EFL*tan (半FOV)

EFL为焦距

FOV为视场角

定义:

在光学仪器中,以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。如图一。 视场角的大小决定了光学仪器的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率就越小。通俗地说,目标物体超过这个角就不会被收在镜头里。

在显示系统中,视场角就是显示器边缘与观察点(眼睛)连线的夹角。 例如在图二中,AOB角就是水平视场角,BOC就是垂直视场角。

分类:

视场角分物方视场角和像方视场角。一般光学设备的使用者关心的是物方视场角。对于大多数光学仪器,视场角的度量都是以成像物的直径作为视场角计算的。如:望远镜、显微镜等。而对于照相机、摄像机类的光学设备,由于其感光面是矩形的,因此常以矩形感光面对角线的成像物直径计算视场角,如图一左。也有以矩形的长边尺寸计算视场角的,如图一右。计算方法可参看图一。 也可以使用度量的方法获得视场角参数。度量一般使用广角平行光管,因其形似漏斗,俗称:漏斗仪。测量方法如图二。在被测镜头的一端,查看广角平行光管底部玻璃平面上的刻度,读取其角度值,其最大刻度值即为该被测光学仪器的视场角。 被测镜头可能因焦距不同,导致肉眼不能观测到刻度。可加入一片焦距适当的凸透镜作为辅助镜片察看测量 结果。测量时应沿光轴方向前后移动被测镜头,直至观测的角度最大,即为该被测镜头的视场角。 相机的测量方法同上,相机测量时可察看取景窗,因数码相机的液晶屏分辨率较低,可查看相机所拍之照片。 视场角与焦距的关系:一般情况下,视场角越大,焦距就越短。以下列举几个实例:长焦距镜头视场角窄于40°,例如:镜头焦距2.5 mm,视场角为 45°左右。镜头焦距5.0 mm,视场角为 23°左右。镜头焦距7.5 mm,视场角为 14°左右。镜头焦距10 mm,视场角为 12°左右。镜头焦距15 mm,视场角为 8°左右。

按视场角将镜头分类

标准镜头:视角45度左右,使用范围较广。

远摄镜头:视角40度以内,可在远距离情况下拍摄。

广角镜头:视角60度以上,观察范围较大,近处图像有变形

一台相机的视角(FOV)

针对直线投射镜头(无空间扭曲)产生的遥远物体影像,有效焦距与影像格式尺寸足以定义视角。 计算非线性影像相对复杂许多,而且在大部分的实际应用上并不是非常有用。(在透镜扭曲的的情况下,譬如鱼眼镜头,有扭曲的长段镜头可以比较低扭曲的短镜头有较宽的视角)[1] 视角也许可以用水平(从影像的左端至右端),垂直(从影像顶端至底端)或者斜角(从影像一角至对角)等方式计算出来。 对于直线投射影像,视角 (α)可以由被选择的大小(d),以及有效焦段(f)计算出来如下:

α=2arctan(d/2f)

d表示底片(或感光元件)的大小再一个方向的计算。譬如,对于36mm宽的底片, d=36 mm 可以被拿来取得水平视角。 由于这是三角函数方程式,视角不会与焦距呈线性关系。然而,除了宽角度镜头,他是合理的近似 α≈d/f 弧度或(180d/pi *f)角度.

有效焦距趋近等于标示的镜头焦距(F),除了微距摄影镜头至拍摄物距离与焦距接近。在此案例中,放大倍率(m) 必须加以考虑

f=F\*(1+m)

(在摄影学中m 通常被定义为正值,尽管是被颠倒的影像。) 举例来说, 在放大倍率1:2的状况下, 我们发现 f=1.5F 而与一个对远处的物体具有相同焦距相比视角减少了33%。

另一个影响因素在微距摄影中,是 lens asymmetry (镜头 asymmetric 是指镜头的光圈从前后看上去大小不一的情况)Lens asymmetry 会造成节面(nodal plane)与 pupil positions。 The effect can be quantified using the ratio § between apparent exit pupil diameter and entrance pupil diameter. The full formula for angle of view now becomes

α=2arctan(d/(2f(1+m/p))

视角还可以用 视野表 (FOV tables)或纸张,或镜头计算软件来求出(本站底部有焦距视角计算器)。

1.视角(弧度)与焦距换算公式:

α=2 x arctan (d/2f)

d 为画幅的对角线长度(全幅长宽为 36*24mm,所以对角线长度为

d= √(24² + 36²) =43.266615305568mm), f 为焦距值。

全画幅主要焦距视角:

焦距(单位:mm)视角(单位:度)9mm134.822922410mm130.382503811mm126.095587112mm121.965718814mm114.182131415mm110.527037416mm107.026721918mm100.475681720mm94.4932135221mm91.7021051824mm84.0622275425mm81.7413890828mm75.3806496230mm71.5915198331mm69.8184178235mm63.439966640mm56.8119437643mm53.4139531645mm51.3509264350mm46.7930033455mm42.9426903158mm40.9098299660mm39.6540573170mm34.3472407377mm31.3856331380mm30.2636135785mm28.5583222590mm27.03156212100mm24.41373028135mm18.20811949180mm13.70644967200mm12.3469684300mm8.24903628400mm6.191454161500mm4.954898587600mm4.129238800mm3.098031200mm2.0656322.视角求焦距

比如今年12月22土木0.1°,换算成焦距

0.1°=2 x arctan (d/2f)

arctan (d/2f)= 0.05°

tan0.05° = d/2f

f=d/2tan0.05°=43.266615305568/(2\*0.00087266) = 24790mm

所以常用业余爱好者望远镜肯定都能装下土木

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