Нормальный объектив
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
В фотографии и кинематографии нормальный объектив — это объектив , который воспроизводит поле зрения , которое кажется человеку-наблюдателю «естественным». Напротив, сжатие и расширение глубины при более коротких или длинных фокусных расстояниях вносит заметные, а иногда и тревожные искажения.
Имитирование человеческого зрения
[ редактировать ]Фототехнологии используют физические методы, отличные от человеческого глаза, для захвата изображений. Таким образом, производство оптики, которая создает изображения, кажущиеся естественными для человеческого зрения, проблематично.
Глаз имеет номинальное фокусное расстояние примерно 17 мм. [1] но это зависит от проживания . Природа бинокулярного зрения человека , в котором используются две линзы вместо одной и постобработка корой головного мозга, сильно отличается от процесса создания и рендеринга фотографии, видео или фильма и последующего просмотра их.
Структура человеческого глаза имеет вогнутую сетчатку , а не плоский сенсор. Это вызывает эффекты, наблюдаемые Абрахамом Боссе , который в своей иллюстрации 1665 года, чтобы доказать, что нельзя ни определять, ни рисовать так, как видит глаз , продемонстрировал, как круговая проекция зрительного конуса конфликтует с плоской плоскостью поверхности изображения. [2] вызывая продолжающиеся споры о том, воспринимаются ли прямые линии в мире как прямые или изогнутые в форме бочкообразного искажения , и следует ли их изображать прямыми в картинной плоскости. [3]
Фигура Германа фон Гельмгольца на шахматной доске с подушечками для булавок демонстрирует, что прямые линии в мире не всегда воспринимаются как прямые и, наоборот, что изогнутые линии в мире иногда можно рассматривать как прямые. [4] Кроме того, сетчатка имеет переменную чувствительность в горизонтальном поле зрения более 180°, а также различия в разрешении между периферическим и фовеальным зрением. [5]
Учитывая эти различия между человеческим зрением и объективами фотоаппаратов, объяснения этого несоответствия в текстах по фотографиям, тем не менее, имеют тенденцию замалчивать или просто переформулировать проблему с точки зрения наблюдаемых явлений или утверждать, что использование объективов 50 мм «приближает угол обзора и увеличение человеческого зрения», [6] или что «нормальное фокусное расстояние для данного формата наиболее точно соответствует зрению человека и проецирует изображение с наименьшими искажениями и сжатием пространства от переднего плана к фону», [7] или что «перспектива правильная, и нам удобнее всего делать снимки, снятые 50-мм объективом». [8]
Что такое «нормальный»?
[ редактировать ]Тогда проверка того, что такое нормальный объектив, состоит в том, чтобы найти тот, который отображает напечатанную (или отображаемую иным образом) фотографию сцены, которая, если держать ее на «нормальном» расстоянии просмотра (обычно на расстоянии вытянутой руки) перед исходной сценой и просматривать с помощью один глаз соответствует реальному миру и визуализированной перспективе, хотя Морис Пиренн (в 1970 году) и другие демонстрируют, что можно увидеть сцену, созданную с помощью любого объектива, в нормальной перспективе, если отрегулировать расстояние просмотра; но этот диапазон становится непрактично близким для широкоугольных фотографий или слишком длинным для телефото, и он требует рассмотрения его из статической точки в центре перспективы, из которой было сделано изображение, [9] поддерживая наблюдения за перспективными картинами Леонардо да Винчи . [10]
Изображение круга
[ редактировать ]Обычный объектив обычно имеет угол зрения, близкий к одному радиану оптической системы (~ 57,296˚) от окружности изображения . [ нужна ссылка ] Для формата 135 (24 х 36 мм) при диаметре вписанной окружности изображения, равном диагонали кадра (43,266 мм), фокусное расстояние, имеющее угол вписанной окружности в один радиан, составляет 39,6 мм; фокусное расстояние, имеющее угол в один радиан к горизонтально вписанному кругу изображения, составляет 33 мм; фокусное расстояние, имеющее угол в один радиан к вертикально вписанной окружности, составляет 22 мм. Это коррелирует с популярностью объективов с фокусным расстоянием 35 и 24 мм, а также с существованием объективов с фокусным расстоянием 40 мм, хотя последние и в более сдержанном предложении. Объектив с фокусным расстоянием 50 мм имеет угол зрения вписанной окружности по вертикали ~0,5 радиан. Фокусное расстояние 70 мм имеет угол зрения по горизонтальной вписанной окружности ~ 0,5 радиана. Объектив с фокусным расстоянием 85 мм имеет угол зрения вписанной (диагонали кадра) окружности ~0,5 радиан. Фактически трио фокусных расстояний 24, 35 и 40 мм имеет отношение 1:2 к трио фокусных расстояний 50, 70 и 85. «Нормальные» линзы, те, которые покрывают один радиан хотя бы в одном из вписанных или вписанных в них кругов изображения, относятся к первой группе: линзы 35 и 40 мм ближе к одному радиану, чем линзы 50 мм.
Перспективные эффекты объективов с коротким или длинным фокусным расстоянием
[ редактировать ]Линзы с более длинным или коротким фокусным расстоянием создают расширенное или суженное поле зрения, которое искажает перспективу при взгляде с нормального расстояния просмотра. [11] [12] Объективы с более коротким фокусным расстоянием называются широкоугольными объективами , а объективы с более длинным фокусным расстоянием — длиннофокусными. [13] (наиболее распространенными из них являются телеобъективы ) . Для наложения отпечатка широкоугольного изображения на исходную сцену потребуется держать его ближе к глазу, в то время как телефотоизображение нужно будет поместить глубоко в глубину сфотографированной сцены, или крошечный отпечаток нужно будет держать на расстоянии вытянутой руки, чтобы соответствовать их взглядам. [ нужна ссылка ]
Степень искажения перспективы этими линзами настолько велика, что их нельзя использовать в качестве юридического доказательства. [14]
Энциклопедия ICP фотографии отмечает, что в юридических целях:
«Судьи не допустят фотографию, которая, по-видимому, была подделана или которая искажает какой-либо аспект сцены [или не передает нормальную перспективу]... То есть соотношение размеров объектов на фотографии должно быть эквивалентно тому, что они на самом деле есть». [15]
«Нормальные» линзы различаются для разных форматов.
[ редактировать ]объектив с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали формата пленки или сенсора Для фотосъемки нормальным объективом считается ; его угол обзора аналогичен углу, образуемому достаточно большим отпечатком, рассматриваемому на типичном расстоянии просмотра, равном диагонали отпечатка; [12] этот угол обзора составляет около 53° по диагонали. Для кинематографии, где изображение больше по сравнению с расстоянием просмотра, «нормальным» считается более широкий объектив с фокусным расстоянием примерно четверти диагонали пленки или сенсора. Термин «нормальная линза» также может использоваться как синоним прямолинейной линзы . Это совершенно другое использование этого термина. [ нужна ссылка ]
Типичные нормальные фокусные расстояния для разных форматов
[ редактировать ]Фильм еще
[ редактировать ]
Типичными нормальными объективами для различных форматов пленок для фотографии являются: [ нужна ссылка ]
| Формат фильма | Размеры изображения | Диагональ изображения | Нормальное фокусное расстояние объектива |
|---|---|---|---|
| 9,5 мм Минокс | 8 × 11 мм | 13,6 мм | 15 мм |
| Полукадр | 24 × 18 мм | 30 мм | 30 мм |
| АПС С | 16,7 × 25,1 мм | 30,1 мм | 28 мм, 30 мм |
| 135 , 35 мм | 24 × 36 мм | 43,3 мм | 40 мм, 50 мм, 55 мм |
| 120 / 220 , 6 × 4.5 (645) | 56 × 42 мм | 71,8 мм | 75 мм |
| 120/220, 6 × 6 | 56 × 56 мм | 79,2 мм | 80 мм |
| 120/220, 6 × 7 | 56 × 68 мм | 88,1 мм | 90 мм |
| 120/220, 6 × 9 | 56 × 84 мм | 101,0 мм | 105 мм |
| 120/220, 6 × 12 | 56 × 112 мм | 125,0 мм | 120 мм |
| 120/220, 6 х 17 | 56 х 168 мм | 177,1 мм | 180 мм |
| большого формата 4×5 листов пленка | 93 × 118 мм (область изображения) | 150,2 мм | 150 мм |
| пленка большого формата 5×7 листов | 120 × 170 мм (область изображения) | 208,0 мм | 210 мм |
| пленка большого формата 8×10 листов | 194 × 245 мм (область изображения) | 312,5 мм | 300 мм |
Для 35-мм камеры с диагональю 43 мм чаще всего используется обычный также считаются фокусные расстояния примерно от 40 до 58 мм объектив 50 мм, но нормальными . Фокусное расстояние 50 мм было выбрано Оскаром Барнаком , создателем камеры Leica . [16] [17]
Обратите внимание, что угол обзора также зависит от соотношения сторон . Например, «обычный» объектив на 35 мм не имеет такого же обзора, как «обычный» объектив на 645 . [ нужна ссылка ]
Цифровой фотоаппарат
[ редактировать ]В цифровой фотографии многие сенсоры меньшего размера обозначаются, например, 1 дюйм или 2/3 дюйма.Эти измерения не соответствуют непосредственно размерам датчика, а скорее соответствуют размерам эквивалентной трубки видеокамеры (VCT) .Обычное фокусное расстояние объектива составляет примерно 2/3 диаметра трубки видеокамеры.
| Тип датчика | экв. Диаметр ВКТ | Размеры изображения | Диагональ изображения | Нормальное фокусное расстояние объектива |
|---|---|---|---|---|
| 1/3,6 дюйма | 7,1 мм | 3,0 × 4,0 мм | 5,0 мм | 5 мм |
| 1/3,2 дюйма | 7,9 мм | 3,4 × 4,5 мм | 5,7 мм | 5,7 мм |
| 1/3" | 8,5 мм | 3,6 × 4,8 мм | 6,0 мм | 6 мм |
| 1/2,7 дюйма | 9,4 мм | 4,0 × 5,4 мм | 6,7 мм | 6,7 мм |
| 1/2,5 дюйма | 10,2 мм | 4,3 × 5,8 мм | 7,2 мм | 7 мм |
| 1/2" | 12,7 мм | 4,8 × 6,4 мм | 8,0 мм | 8 мм |
| 1/1,8 дюйма | 14,1 мм | 5,3 × 7,2 мм | 8,9 мм | 9 мм |
| 1/1,7 дюйма | 14,9 мм | 5,7 × 7,6 мм | 9,5 мм | 9,5 мм |
| 2/3" | 16,9 мм | 6,6 × 8,8 мм | 11,0 мм | 11 мм |
| 1" | 25,4 мм | 9,6 × 12,8 мм | 16,0 мм | 16 мм |
| Четыре трети [18] | 33,9 мм | 13 × 17,3 мм [19] | 21,63 мм | 22 мм |
| 4/3" | 33,9 мм | 13,5 × 18,0 мм | 22,5 мм | 23 мм |
| АПС-С | 45,7 мм | 15,1 × 22,7 мм | 27,3 мм | 27 мм |
| DX | н/д | 15,8 × 23,7 мм | 28,4 мм | 28 мм |
| ФФ (пленка 35 мм) | н/д | 24 × 36 мм | 43,3 мм | 50 мм |
| (6 × 5 см) | н/д | 36,7 × 49,0 мм | 61,2 мм |
Кино
[ редактировать ]В кинематографии превышающего диагональ экрана . нормальным считается фокусное расстояние, примерно эквивалентное удвоенной диагонали изображения, проецируемого в камере, поскольку фильмы обычно просматриваются с расстояния, примерно в два раза [20]
| Формат фильма | Размеры изображения | Диагональ изображения | Нормальное фокусное расстояние объектива |
|---|---|---|---|
| Стандарт 8 | 3,7 × 4,9 мм | 6,11 мм | 12–15 мм |
| Сингл-8 (ФУДЗИ) | 4,2 × 6,2 мм | 7,5 мм | 15–17 мм |
| Супер-8 | 4,2 × 6,2 мм | 7,5 мм | 15–17 мм |
| 9,5 мм | 6,5 × 8,5 мм | 10,7 мм | 20 мм |
| 16 мм | 7,5 × 10,3 мм | 12,7 мм | 25 мм |
| 35 мм | 18,0 × 24,0 мм | 30,0 мм | 60 мм |
| 35 мм , звук | 16,0 × 22,0 мм | 27,2 мм | 50 мм |
| 65 мм | 52,6 × 23,0 мм | 57,4 мм | 125 мм |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Покок, Джиллиан, Ричардс, Кристофер Д. и Ричардс, Дэйв А. (2013). Физиология человека (4-е изд.). Издательство Оксфордского университета, Оксфорд, стр. 214.
- ^ Авраам Боссе; Селье, Антуан, 17 век; Королевская академия живописи и скульптуры (Франция) (1665 г.), Трактат о геометрических практиках и перспективах, преподаваемый в Королевской академии живописи и скульптуры , в Париже, у автора , получено 28 июля 2018 г.
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Тайлер, CW (2009) Редакционное эссе: Прямолинейность и сфера зрения. Восприятие 38, стр. 1423–1427.
- ^ Роджерс, Б., и Бречер, К. (2007). Прямые линии, «неизогнутые линии» и «большие круги на небесной сфере» Гельмгольца. Восприятие , 36 (9), 1275–1289.
- ^ Купер Э., Пьяцца Э. и Бэнкс М. (2012). Перцептивная основа обычной фотографической практики. Журнал Vision , 12(5), 8.
- ^ Модрак Р. и Антес Б. (2011) Переосмысление фотографии , Нью-Йорк: Routledge
- ^ Белт, А.Ф. (2008) Элементы фотографии: понимание и создание сложных изображений . 2-е изд. Берлингтон, Массачусетс: Focal Press
- ^ Текущий, И. (1990) Лучшее расстояние просмотра для фотографов. Журнал PSA , 16 сентября
- ^ Пиренн, Морис Анри Леонард (1970). Оптика, живопись и фотография . Университетское издательство, Кембридж [Англия]
- ^ Да Винчи Л. (1970) В Richter JP (Ред.) Литературные произведения Леонардо да Винчи , Лондон: Phaidon
- ^ Эрнст Вильди (2001). Создание фотографий мирового уровня: как любой фотограф может создавать технически безупречные фотографии . Амхерст Медиа, Инк. с. 44. ИСБН 978-1-58428-052-1 .
- ^ Jump up to: а б Лесли Д. Штробель (1999). Техника просмотра камеры (7-е изд.). Фокальная пресса. стр. 135–140. ISBN 978-0-240-80345-6 .
- ^ Брюс Уоррен, Фотография, стр. 71.
- ^ Хэмптон Диллинджер (1997) «Достаточно слов: проблемное использование фотографий, карт и других изображений в заключениях Верховного суда». В Harvard Law Review Vol. 110, № 8 (июнь 1997 г.), стр. 1704–1753. Гарвардская ассоциация по обзору права.
- ^ Международный центр фотографии (1984). Энциклопедия фотографии (1-е изд.). Crown Publishers, Нью-Йорк, примечание 88 выше, стр. 208.
- ^ Риммаш, Пол (июль 2017 г.). «Тестирование линз: переоценка правила 50 мм». Журнал судебно-медицинской идентификации . 67 (3): 323–340.
- ^ Ли, Сян; Лю, Цзяньчжэн; Барон, Джессика; Луу, Хоа; Паттерсон, Эрик (март 2021 г.). «Оценка влияния фокусного расстояния и угла обзора в сравнении последних методов определения ориентиров лица и выравнивания» . Журнал EURASIP по обработке изображений и видео . 2021 (1). дои : 10.1186/s13640-021-00549-3 . S2CID 232414675 .
- ^ Стандарт Four Thirds , Консорциум Four Thirds, 2008 г., заархивировано из оригинала 7 марта 2009 г. , получено 17 апреля 2009 г.
- ^ «Больше никаких компромиссов: стандарт Четырех Третей» . Олимп Европа. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 г.
- ^ Антон Уилсон, Киномастерская Антона Уилсона , американский кинематографист, 2004 (стр. 100) онлайн .