Что такое фокусное расстояние фотоаппарата? Доступно о миллиметрах. Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

Объектив - важнейший элемент любой фотокамеры. А фокусное расстояние - важнейшая характеристика объектива. Однако у начинающих фотографов-любителей с этой характеристикой наблюдается полная неразбериха. Они не могут понять: вот, например, объектив с фокусным расстоянием 24-70 мм на полноматричном фотоаппарате - это хорошо или плохо? А 15-44 мм на "кропнутой" зеркалке - это нормально или маловато? А 7,1-28,4 мм на "мыльнице" - это совсем мало или все же можно жить? Ну так давайте разберемся, что такое вообще фокусное расстояние объектива и что означают его различные значения. Объектив - это система, состоящая из нескольких линз. Изображение снимаемого объекта попадает в объектив, преломляется там и сводится в одну точку на определенном расстоянии от задней части объектива. Эта точка называется фокусом (точкой фокусировки), а расстояние от фокуса до линзы (системы линз) называется фокусным расстоянием .

Теперь о том, что чисто практически означают те или иные значения фокусных расстояний. Первоначально условимся о том, что мы говорим сейчас об объективе, предназначенном для съемки на полноматричный фотоаппарат (в этой статье мы говорили о том, что такое "полная матрица"). Давайте чисто практически посмотрим, чем отличаются кадры, сделанные с тем или иным фокусным расстоянием. Снимаем с одной точки и меняем фокусные расстояния от 24 до 200 мм. Фокусное расстояние 24 мм.
Фокусное расстояние 35 мм.
Фокусное расстояние 50 мм.
Фокусное расстояние 70 мм.
Фокусное расстояние 100 мм.
Фокусное расстояние 135 мм.
Фокусное расстояние 200 мм.
Очевидно, что чем меньше фокусное расстояние, тем больше помещается в кадр, а чем больше фокусное расстояние - тем ближе объектив приближает удаленные предметы. Маленькие фокусные расстояния используются для съемки всяких видов: пейзажи, архитектура, большие группы людей. Большие фокусные расстояния используются для съемки, например, животных и птиц, для спортивной съемки, когда нужно поймать крупным планом какой-нибудь эффектный кадр. Фокусное расстояние в 50 мм примерно соответствует углу обзора человеческого глаза (46°). Объективы с фокусным расстоянием менее 35 мм называются широкоугольными. С их помощью удобно снимать природу и архитектуру, однако следует иметь в виду, что чем шире угол (меньше фокусное расстояние), тем большие искажения, вызванные законами оптики, будут присутствовать на снимках. Например, если вы снимаете высотные дома на объектив с фокусным расстоянием в 24 мм, то ближе к краям кадра справа и слева здания будут выглядеть наклоненными - вот пример.
Объективы с фокусным расстоянием менее 20 мм называются сверхширокоугольными, и они очень сильно искажают изображение. (Там есть еще отдельный вид объективов с эффектом "рыбьего глаза").Вот пример фотографии (отсюда), снятой широкоугольником "рыбий глаз" с фокусным расстоянием 8 мм.
Объективы с большим фокусным расстоянием называются "длиннофокусниками", а с очень большим - "телеобъективами". Вообще, классификация там примерно следующая: Объективы бывают с фиксированным фокусным расстоянием (так называемые "фиксы") и с переменным фокусным расстоянием (так называемые "зумы" от слова zoom , приближать). Как правило, объективы с фиксированным фокусным расстоянием снимают лучше (и стоят дешевле), чем зум, выставленный на такое же фокусное расстояние. То есть, например, в общем случае широкоугольник на 24 мм будет давать лучше качество, чем зум 24-70 мм, выставленный на 24 мм. (Там бывают исключения, но мы в эти дебри сейчас лезть не будем.) И вот теперь мы подошли к очень важному вопросу. А что же за такой странный диапазон фокусных расстояний у моего Fujifilm X20, можете спросить вы? Там написано 7,1-28,4 мм. Это как - супермегаэкстраширокоугольник? Нет. Дело в том, что когда мы говорим о фотоаппаратах с кропнутой матрицей, там физическое фокусное расстояние объектива не меняется (оно не может меняться), однако так как в кадр на кропе помещается заметно меньше, получается, что "угол зрения" объектива сужается, а соответственно, для данной матрицы фокусное расстояние будет как бы другим. Именно "как бы другим", потому что если у объектива фокусное расстояние 50 мм, физически оно таким и останется на любых матрицах. Но кадры будут разные. Сейчас поясню. Предположим, у нас есть объектив с фокусным расстоянием в 50 мм. Он формирует круглое изображение, которое, накладываясь на полноразмерную матрицу, дает нам полный кадр - вон он, отмечен на иллюстрации.
Ставим тот же объектив на фотоаппарат с кропнутой матрицей - например, с кроп-фактором 2. Как у нас будет выглядеть кадр, сделанный тем же объективом? Он будет выглядеть в границах синего прямоугольника на иллюстрации. То есть меньше. А меньше - объект будет ближе, поэтому получается что при съемке на объектив с фокусным расстоянием в 50 мм на фотоаппарат с матрицей кроп-фактора 2 фокусное расстояние будет эквивалентно съемке на объектив в 100 мм (50 мм, умноженные на кроп-фактор) на фотоаппарат с полноразмерной матрицей. Проблема в том, что на объективах кропнутых фотокамер обычно указывают именно физическое фокусное расстояние объектива. И чтобы понять, что вообще означают эти цифры, надо указанное фокусное расстояние умножить на размер кропа - тогда вы получите цифры фокусного расстояния (расстояний - для зума) в эквиваленте полноматричного фотоаппарата (матрицы 35мм) и станете понимать, какой диапазон фокусных расстояний присутствует в данном фотоаппарате. Пример. Камера Fujifilm Finepix X20, диапазон зума - 7,1-28,4 мм. Кроп-фактор у матрицы этой камеры - 3,93. Так что умножаем 7,1 на 3,93 и 28,4 на 3,93 - получаем диапазон (округляя) 28-112 мм в 35-миллиметровом эквиваленте. В общем, самый обычный диапазон для цифровой камеры. Второй пример. Любительская зеркалка с китовым объективом. На объективе указан диапазон 18-55 мм. Кроп-фактор матрицы - 1,6. Перемножаем - получаем 29-88 мм. Диапазончик очень так себе, но пользоваться можно. Таким образом, чтобы четко себе представлять, какие именно фокусные расстояния доступны в вашем фотоаппарате (или в фотокамере, которую вы собираетесь покупать), нужно указанные на объективе цифры диапазона фокусных перемножить на кроп-фактор - так вы получите данные о фокусных расстояниях в 35-мм эквиваленте, который вам будет вполне понятен. Понятно, что для полноформатных камер с их "родными" объективами никакие пересчеты делать не нужно. Кстати, иногда для удобства пользователей производители пишут на несменных объективах камер и их физическое фокусное расстояние, и его эквивалент для 35 мм - вот как, например, у камеры Sony RX10, где физический диапазон - 8,8-73,3, а на установленном кропе 2,7 получается прекрасный диапазон 24-200 мм: от хорошего широкоугольника до очень приличного телеобъектива.

Одним из самых важных величин, которые характеризуют объектив, является фокусное расстояние. Поэтому понимание этой величины играет важную роль при выборе объектива и получения нужного результата при фотосъемке.

Для начала давайте определим, что такое объектив. Объектив - это оптическая система, состоящая из нескольких элементов (линз), которая формирует изображение. попадающее на сенсор (пленку) камеры.

Оптический центр объектива - это величина, которая эквивалентна сумме оптических центров каждой линзы, входящей в объектив. Он может находится как внутри объектива, так и за его пределами.

Фокусное расстояние - это расстояние от оптического центра объектива до сенсора камеры.

Фокусное расстояние обозначается в миллиметрах. Т.е. если у вас на объективе написано, скажем 35mm, это значит, что расстояние от оптического центра этого объектива до матрицы фотоаппарата составляет 35 мм. Также на старых объективах, выпущенных примерно до 50-60-х годов фокусное расстояние маркировалось в сантиметрах.

Внимание: не путайте фокусное расстояние с задним отрезком (расстоянием от сенсора до задней линзы), это совершенно разные величины.

Давайте рассмотрим как фокусное расстояние практически влияет на компоновку кадра.

Фокусное расстояние влияет на несколько аспектов:
- масштаб изображения (приближение объектов съемки);
- угол обзора изображения;
- перспектива изображения;
- задний план.

Рассмотрим каждый пункт поподробнее. но прежде чем перейти к рассмотрению, я хочу упомянуть об одной важной величине, без которой не будет достаточной ясности в этом вопросе, это площадь сенсора (его геометрические размеры).

Мы знаем что на разных камерах устанавливаются сенсоры с разными геометрическими размерами, это могут быть полнокадровые сенсоры 36х24 мм, ASP-C сенсоры 23,7 × 15,6 мм, а могут быть и совсем маленькие сенсоры 5,8 × 4,3 мм и менее, которые устанавливаются в мыльницах и смартфонах.

При одном и том же фокусном расстоянии объектива, на сенсорах разного размера будет совершенно разная композиция с разным масштабом, углом обзора и перспективой. Более делально этот вопрос рассмотрен в статье про кроп фактор.

Почему так происходит? Давайте проиллюстрируем:

На иллюстрации схематически изображено, как объектив проецирует реальное изображение на матрицу, но то, что мы получаем в кадре, зависит от площади сенсора.

Например на полнокадровом сенсоре мы получаем более широкий угол обзора, чем на APS-C сенсоре, площадь которого в 1,5 раза меньше.

Отсюда и появляется понятие эффективное фокусное расстояние - фокусное расстояние в пересчете на 35мм эквивалент, т.е. при котором композиция в кадре будет такая же, как при использовании объектива с фокусным расстоянием для полнокадрового сенсора. Это сделано для удобства понимания, поскольку существует много разных размеров сенсоров.

Фокусное расстояние и масштаб изображения

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем большее увеличение снимаемого объекта он дает и соответственно на фотографии получается больший масштаб изображения.

Например, снимая широкоугольным объективом дерево, мы можем его захватить в кадр полностью, а если мы снимаем то же дерево телеобъективом, то в кадр вместится только его фрагмент. Отсюда и происходит эффект приближения.

Фокусное расстояние и угол обзора

От масштаба изображения зависит и угол обзора в кадре. Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем больший угол обзора.

Например, если мы снимаем пейзажи и панорамы, то для этих целей больше подойдет широкоугольный объектив, поскольку он захватывает больший угол обзора. А если мы снимаем диких животных, то нам больше подойдет телеобъектив, который позволит соблюдать определенную дистанцию от объекта съемки.

Давайте рассмотрим на примерах зависимость угла обзора от фокусного расстояния.

Угол обзора особенно заметен при съемке в ограниченном пространстве, например в помещении. Так даже разница между 17 мм и 20 мм имеет существенное значение.

Фокусное расстояние и перспектива изображения

Кроме угла обзора, фокусное расстояние также влияет и на перспективу изображения. Человеческий глаз видит наш мир в перспективе, которая соответствует фокусному расстоянию примерно 50 мм. Поэтому фотографии сделанные объективом 50 мм формируют изображение, которое привычнее для человеческого глаза.

Широкоугольный объектив передает перспективу более выражено, поскольку масштаб объектов на переднем плане и на заднем плане будут отличаться сильнее, от привычного для человека вида.

Телеобъективы наоборот имеют тенденцию сжимать пространство. Масштаб объектов на переднем и заднем плане различается меньше.

Для наглядности рассмотрим примеры ниже:

Перспектива заметна не только на пейзажах. Снимая например портреты, тоже важно соблюдать перспективу, чтобы на лице человека небыло перспективных искажений, нос не казался больше чем на самом деле и т.п. Поэтому классическое портретное фокусное расстояние для 35 мм камер считается 85 мм.

Фокусное расстояние и задний план изображения

Зависимость фокусного расстояния от фона на фотографии актуальна для тех, кто снимает портреты.

Чем меньше фокусное расстояние, и соответственно шире угол обзора, тем больше деталей попадает на задний план композиции. И при одном и том же масштабе снимаемого объекта, который зависит от дистанции съемки мы будем получать совершенно разную композицию, поскольку фон будет отличаться.

Также чем меньше фокусное расстояние, тем ближе нужно подходить к объекту и наоборот. Обратите внимание на мою тень на игрушке в примерах ниже, это результат того, что я подходил к ней слишком близко при съемке на коротких фокусных расстояниях.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние — это расстояние от оптического центра объектива до точки фокусировки (в мм), т.е. до плёнки (матрицы), где образуется резкое изображение объекта. Например, фокусное расстояние 50, или 120 мм. А в чём, собственно, разница? Разница заключается в выборе границ кадра. Посмотрим, какие снимки можно сделать из одной и той же точки съёмки: фотограф не перемещается, а меняет фокусное расстояние объектива (или меняет на фотокамере сами объективы).

фокусное расстояние 24 мм, 30 мм, 50 мм, 120 мм, 180 мм, 300 мм

съёмка велась с расстояния 15-17 метров (из окна 4 этажа обычной пятиэтажки), использовались 2 объектива: широкоугольный зум от Pentax, и длиннофокусный советский объектив Гранит-11м

В общем, всё не сложно: чем больше мы увеличиваем фокусное расстояние, тем больше мы приближаем объект фотосъёмки (или, наоборот, уменьшаем). Ещё проще: то, что более 50 мм, мы увеличиваем, всё что менее 50 — уменьшаем. И, совсем просто: фокусное расстояние 100 мм — это 2-х кратное увеличение, 180 мм — увеличение в 3.6 раза. Проще некуда. Но почему точкой отсчёта выбрано именно 50 мм? Принято считать — такое фокусное расстояние соответствует углу зрения человеческого глаза (на самом деле периферийное зрение глаз охватывает гораздо больший угол). А ещё считают, что стандартный объектив имеет фокусное расстояние 50 мм, поскольку это близко к диагонали плёночного кадра (43 мм). Не ищите в этом сложностей. Иногда их создают только для того, чтобы затем успешно преодолевать:)

Как узнать фокусное расстояние объектива

Это уже рассматривалось в статье "объективы", повторим для тех, кто зашёл сюда с других страничек. Как узнать фокусное расстояние? Очень просто. Фокусное расстояние указывается на оправе объектива, рядом указывается его светосила. На фотографии слева мы видим старый советский Гелиос 44к-4, который имеет фокусное расстояние 58 мм, а светосилу f2 (обозначена 1:2). Фокусное расстояние я указал на фотографии жёлтой стрелочкой.

Что ещё можно рассказать про объектив, глядя на его обозначения? Немного.

Эта модель Гелиоса имеет байонетное крепление "К" (пойдёт под зеркалку Pentax без всяких адаптеров), многослойное просветление, постоянное фокусное расстояние 58 мм, светосилу f2, посадочную резьбу для светофильтров - М52x0,75, сам объектив выпускался для фотоаппаратов Зенит с байонетом "К" на Красногорском механическом заводе, о последнем говорит значок призмы с преломлённым лучом... Можно, конечно, рассказать про данную оптику значительно больше, чем говорят её обозначения — но это выходит за рамки статьи про фокусное расстояние...

Что такое зум

Я уже упоминал в статье "Как выбрать фотокамеру" о том, что в магазинах нередко упоминают эту характеристику. Собственно, что такое зум? Зум — это объектив с переменным фокусным расстоянием, он же "трансфокатор", он же "вариообъектив" — названий много, а смысл один. А если точнее, полное отсутствие такового:) Например, имеем типичное фокусное расстояние объектива 28-55 мм. Делим 55 на 28 и получаем примерно цифру 2. Это значит 2х-кратный зум:) Цифра эта не несёт абсолютно никакой пользы, поскольку, например, объектив с переменным фокусным 100-200 мм тоже имеет 2х-кратный зум, но это совершенно разные объективы, с разным углом зрения и для совершенно разных задач. В этом плане полезной характеристикой является только фокусное расстояние, посему вернёмся к изучению оного, а маркетинговое слово зум забудем, или станем использовать его не для бессмысленных расчётов, а только для обозначения объектива-трансфокатора. Поэтому:

Зум — это объектив, имеющий переменное фокусное расстояние. И не более того!

Зум, конечно, удобен, но в минусе на длинном конце зума светосила почти всегда падает (особенно у дешёвой оптики). Например, на объективе компакта указано 5.8-24/2.8-4.8. Две последних цифры означают светосилу объектива, на коротком конце она будет 2.8, на длинном, соответственно, меньше — 4.8. Т.е. при увеличении фокусного расстояния светосила будет падать! Поэтому один небольшой совет: не стоит гнаться за огромным зумом! Есть цифрокомпакты (читаем — маленькая матрица!), с 20-30-кратным (и даже более) зумом. И вот тут, при съёмке на длинном конце зума, диафрагма объектива резко закрывается, света в итоге поступает меньше. Это значит, что короткие выдержки станут недоступны, а снимать на длинных (не используя штатив) приведёт к шевелёнке и смазанным снимкам; либо автоматика (или вы) в ответ повышает светочувствительность матрицы, т.е. увеличивает сигнал на ней, и маленькая матрица фотокамеры шумит, а что в итоге? Отвратительные снимки. Поэтому, выбирайте 3-4 кратный зум, иначе, если не собираетесь работать со штативом, это будут выкинутые на ветер деньги!

Не зум является фикс объективом, он же фикс-фокал, он же дискретник... я ничего не упустил? Да! Он же объектив с постоянным фокусным расстоянием:) Фикс вы уже видели на картинке Гелиоса выше. Когда-то все объективы были фиксами, первые зумы появились в 60-х годах прошлого века, например, объектив Рубин 1ц, фокусное расстояние 37-80, светосила 2.8, являлся штатным объективом для фотоаппарата "Зенит-6".

Зумы того времени имели интересную характерную особенность — они не теряли фокусировку при изменении фокусного расстояния! Современные объективы лишены этого: увы, наводиться на резкость нужно каждый раз после зуммирования... А сделана эта гадость во имя удешевления продукции. Автофокус, конечно, помогает, но если необходима ручная фокусировка (а она бывает необходима!), то можно лишь позавидовать чудесам старинной механики (а главное — отношению к делу).

Фокусное расстояние в 35 мм эквиваленте (ЭФР)

Различают два фокусных расстояния — реальное, и эквивалентное камерам 35 мм формата. Реальное указывается на объективе, эквивалентное в природе не существует, оно рассчитывается. Зачем такие сложности и для чего это нужно? Дело в том, что у плёночных камер (35 мм формата) размер кадра одинаков: 24 х 36 мм, и потому сравнивать их объективы было легко. Если у одной камеры фокусное расстояние объектива было 50 мм (стандартный полтинник), то объектив, скажем, в 28 мм называли широкоугольником, 70-100 мм — портретником, а свыше 100-150 мм — телефото (или длиннофокусный объектив). Деление это было условным, но оно было понятно и всех устраивало — у одних был более широкий угол зрения, у других более узкий. Собственно, и речь у нас идёт именно об угле зрения объектива, просто "нехорошие" фотографы путают новичка жуткими терминами: "фокусное расстояние", "эквивалентное фокусное расстояние", "ЭФР", "Кроп-фактор матрицы", просто "кроп", и прочей белибердой, имеющей лишь побочное отношение к углу зрения фотосъёмки, а значит и компоновке кадра:) В общем, в эпоху 35 миллиметровой фотоплёнки было проще сравнивать объективы и заниматься фотографией, а не ерундой:)

Фотографы вообще несколько странные люди. Если спросить у них — в каких единицах измеряется светосила, то вместо однозначного ответа можно услышать довольно пространную речь об отношении фокусного расстояния к диаметру действующего отверстия объектива. Углы они измеряют не в градусах, а в миллиметрах, сам угол именуют фокусным расстоянием, а фотоплёнку называют 35-ти миллиметровой (и даже 135 мм) хотя размер кадра у неё... 36х24. Откуда взялись, чёрт возьми, эти 35 мм? Всё просто, не будем выдумывать новые стандарты, а лучше попытаемся понять старые.

Что такое 35 мм формат? 35 мм это ширина плёнки вместе с перфорированной частью.

Иногда 35 мм фотоплёнку обозначают как тип 135. Индекс 1 перед числом 35 в 1934 году ввела фирма Кодак, чтобы обозначить перфорацию (до этого плёнка была неперфорированной). Потом предлагались и другие форматы, но они не прижились: 35 мм фотоплёнка вытеснила всех. И лишь отдельную нишу занимают фотоаппараты среднего и большого форматов.

Однако, с приходом цифровых камер ситуация изменилась. Если бы у цифровиков размер матрицы был бы такой же — 24 х 36 мм, то сложностей в сравнении объективов не возникало. Но такой размер из цифровых фотоаппаратов имеют только очень дорогие зеркалки профессионального класса. Любительские зеркалки имеют размер матрицы меньше в 1.5-2 раза "полноразмерных", а цифрокомпакты — ещё меньше чем любительские. Подобные фотокамеры считаются не 35 мм формата и в зависимости от размера сенсора имеют обозначения APS-C, 4/3 и другие. Естественно, чем меньше матрица, тем меньше угол зрения объектива. Поэтому одно и то же фокусное расстояние стало невозможно сравнивать, если камеры имеют разный размер матриц. Во избежание путаницы решили ввести термин "эквивалентное фокусное расстояние" (ЭФР), т.е. фокусное расстояние для фотокамер 35 мм формата — чтобы сравнить с фотоплёнкой, имеющей ширину 35 мм и размер кадра 36х24 мм. На объективе, как правило, указывают реальное фокусное расстояние, а в руководстве пользователя можно узнать какому ЭФР он соответствует. Иногда это можно узнать в кратком описании камер в магазине.

Фокусное расстояние одного и того же объектива не меняется при установке на камеру с меньшей матрицей — меняется угол зрения. Но, если хотите, изменилось фокусное расстояние всей системы (матрица + объектив).

ЭФР используют только для сравнения объективов фотокамер с разным кроп-фактором — сравнения по углу зрения. Терминология здесь такая: если объектив с фокусным расстоянием 50 мм установить на матрицу в 1,5 раза меньшую чем полнокадровая, то говорят, что ЭФР стало 75 мм — угол зрения стал таким же, как если бы фокусное расстояние было бы 75 мм. Получается вот что. Да, фокусное расстояние всей системы изменилось (у самих линз – нет!), но не изменились искажения в рамках данного объектива, поскольку они были "заточены" под 50мм, а не 75.

На меньшей матрице — при одном и том же фокусном расстоянии — кадр будет обрезан, а угол зрения меньше

Если известен размер матрицы, то эквивалент несложно рассчитать. Во сколько раз матрица фотокамеры меньше плёночного кадра, то на столько надо умножать реальное фокусное расстояние, чтобы узнать эквивалентное. Эту разницу (а точнее множитель), как правило, называют кроп-фактором матрицы. Например, зеркалки Nikon имеют размер матрицы 23.7 х 15.6. Если широкую сторону плёночного кадра (т.е. 36 мм) поделить на 23.7, то кроп-фактор (здесь под кропом имею ввиду соотношение сторон) будет примерно 1.5. Можно поделить и другую сторону: 24 на 15.6, будет тот же кроп. Это значит, что реальное фокусное расстояние, которое указано на объективе, нужно умножить на 1.5, чтобы получить эквивалентное. Например, китовый объектив (от английского KIT — комплект) для Nikon имеет реальное фокусное расстояние 18-55 мм. Умножаем 18 на полтора, и 55 на полтора, в итоге получаем 27-82 в 35 мм эквиваленте. И что это значит? Радуйтесь, это объектив-универсал — есть широкий угол для пейзажей, а на длинном можно худо-бедно даже портреты снимать! Жаль только, что у кит-а светосила слабая, но это уже совсем другой разговор.

Эквивалентное фокусное расстояние используют для сравнения объективов фотокамер с разным кроп-фактором.

Т.е. когда матрица таких фотоаппаратов имеет неодинаковый размер.

Таблица кроп-факторов разных форматов фотокамер

Русское слово "множитель" давно заменили выражением "Кроп-фактор", видимо для придания своей речи диковинных заморских оттенков, типа, не подумайте, что я из рашен, я типа из штатов:-) Посмотрим множитель (или кроп) для типичных размеров светочувствительных элементов фотокамер:

Что касается компактов, то они имеют матрицы в 4-8 раз меньше, чем размер плёночного кадра! Например, типовая матрица 1/2.5"" имеет размер по широкой стороне 5.8 мм, т.е. в 6.2 раза меньше 36 мм стороны плёнки. Объектив такой камеры с фокусным расстоянием, например, 5.6 - 17.7 мм, будет соответствовать 35 - 110 мм ЭФР. Возьмём зеркальную фотокамеру с кропом 1.5 и объективом, на котором промаркировано фокусное расстояние 16 - 45 мм. После умножения на 1.5 получаем эквивалентное фокусное расстояние — оно будет 24 - 67 мм. Теперь можно сравнить объективы этих фотокамер — у данного компакта более длиннофокусный объектив, а у зеркалки с более широким углом. Как ни крути, а все размеры долго ещё будут сравниваться с 35 мм фотоплёнкой!

Фокусное расстояние и типы объективов

А если точнее, эквивалентное фокусное расстояние, виды фотосъёмки и угол зрения объективов для 35 мм фотокамер. Вот здесь мы чётко видим, насколько бессмысленно слово зум, а точнее кратность зума:) Фокусное расстояние рулит!

* макросъёмка больше зависит от спецсвойств объектива, чем от фокусного расстояния.

Например, широкоугольником хорошо снимать пейзаж: у такой оптики глубина резкости выше, а на широком угле съёмки больше влезет). Широкий угол важен в пейзаже, в квартире, архитектуре, городе, в любом ограниченном и неограниченном пространстве, и везде где требуется подчеркнуть экспрессивность или динамику сюжета. А телеобъективом удобно увеличивать, т.е. приближать труднодоступный объект съёмки. Например, морду льва на воле и во весь кадр:) Широкоугольник имеет фокусное расстояние менее 35 мм, стандартный 35-65 мм, телеобъектив — от 65 до 300 мм и даже выше.

А универсал может иметь их все в одном флаконе, например, 24-200, 35-105, 28-116 мм и т.д., что и является его главным достоинством. Недостаток всех универсалов — они уступают специализированному (например, телеобъективу) как правило, по светосиле, либо по максимальному фокусному расстоянию, либо по цене (при одинаковой светосиле цена будет выше), либо по качеству.

Простая (проще некуда!) картинка слева поможет усвоить всё вышесказанное об угле зрения различных объективов. Мы наглядно видим, как фокусное расстояние изменяет угол охвата кадра, т.е. снимаемой сцены, или сюжета. Деление это, конечно, весьма условно. Длиннофокусным телевиком снимают и пейзажи, а широкоугольником — всё, вплоть даже до портретов.

Понятно, что выбор объектива всегда зависит от задач, творческих пристрастий и даже настроения фотографа. Начинающие могут взять большой зум с охватом 28-200 мм (или 24-1000 мм, есть даже и такой!), и получить в итоге огромный выбор фокусных расстояний, тут тебе и широкоугольник + стандартный + телевик + очень большой телевик, и всё счастье в одном флаконе.

Действительно, зачем заморачиваться подборкой килограммов дополнительной оптики! Однако минусом такого выбора является маленькая светосила (особенно на максимальном фокусном расстоянии), и оптические искажения (аберрации), увы, подобные минусы есть у всех больших зумов.

Фокусное расстояние и аберрации

Чем больше разница между широким углом и длинным, тем сильнее оптические искажения всех родов, называемые аберрациями. Инженеры сводят их к минимуму путём добавления в оптическую схему низкодисперсионных и асферических линз, но тогда и вес и цена объектива будут гораздо выше. Причём до конца аберрации так и не устраняются, их просто делают менее заметными, настолько, насколько это возможно. Поэтому универсальный объектив, решая одни задачи, порождает новые:)

Лучшим в этом плане будет фикс — объектив, имеющий фиксированное фокусное расстояние (оно у него одно единственное). Искажения в таком убрать проще, чем в зуме. Кроме того, фиксы отличаются большей светосилой, меньшими габаритами, и самым достойным соотношением цена/светосила. И, тем не менее, охват сразу нескольких фокусных расстояний (что и делает универсал), притягивает многих…

Имеется три основные группы аберраций: дисторсия (геометрические искажения), хроматические аберрации (цветовые искажения) и, наконец, дифракция (потеря резкости на сильно зажатых диафрагмах). Самым типичным примером для широкоугольного объектива является дисторсия. Чем шире угол и размах зума, тем больше т.н. бочкообразная дисторсия (если не исправлять её дополнительными линзами). Чтобы яснее представлять эту штуковину, смотрим картинку.

Очень кривая по краям фотография присуща, конечно, недорогим объективам, либо оптике типа "рыбий глаз", но не кривым рукам. Хотя… как сказать, случаи бывают разные. Например, кривые руки не в состоянии исправить дисторсию ни в Фотошопе, ни в любом ином графическом редакторе!

Ниже пример геометрических искажений (бочкообразная дисторсия) весьма дорогого фикс-объектива Pentax DA 15mm f/4 AL Limited по сравнению с широкоугольным зум-объективом Pentax DA 16-45 мм f/4 ED AL. Пара тестовых снимков была сделана метров с двух, с одинаковыми настройками, и на самом широком угле. Разница заключалась лишь в фокусном расстоянии: у фикса оно единственное — 15 мм, а у данного зума самое широкое — 16 мм, что равно, соответственно, 23 и 24 мм в ЭФР. Снимки лучше увеличить и смотреть дисторсию по краям...

фокусное расстояние 15 мм (ЭФР 23 мм), Pentax 15mm f/4 Limited

Фокусное расстояние 16 мм (ЭФР 24 мм), Pentax 16-45 mm f/4

Чем шире угол, тем больше дисторсия. Поскольку у Limited фокусное шире, то ожидалось, что искажений будет несколько больше, или, во всяком случае, разгорится борьба. Но её не получилось: фикс победил безоговорочно! Геометрические искажения у него минимальны, а у Pentax 16-45 налицо, что для любого зума вполне ожидаемо (а для зума этого класса вполне приемлемо).

При прочих равных, по цене самыми дорогими являются объективы с широким углом, и, конечно, длиннофокусные (телеобъективы). Но особенно дорогими из них будут светосильные, и, разумеется, пылевлагозащищённые профессиональные объективы с ультразвуковыми моторчиками и уменьшенными оптическими искажениями. Как правило, такие объективы большие и тяжёлые, поскольку для устранения аберраций имеют больше линз в оптической схеме.

Меньшие искажения дают объективы с фокусным расстоянием небольшого диапазона "вокруг" 50 мм, их ещё называют "стандартные", или "нормальные". В стандартные, кроме зумов, входят ещё и некоторые фиксы, например, "полтинники" (фокусное расстояние = 50 мм). Искажения у таких фиксов самые минимальные, а недостаток один (и весьма существенный!) — нет зума. :)

Одна из типовых схем фикс - объектива. Линзы разнообразной формы
предназначены для устранения искажений.

Нелишне упомянуть, что кроме фокусного расстояния объективы могут подразделяться на макрообъективы и портретники. Искажения первых убраны в минимальной дистанции фокусировки, а вторых в "портретной" зоне (в районе 1.5-2-х метров).

Нужно помнить, что на кропнутой зеркалке (формат APS-C) нормальным (или стандартным) будет фокусное расстояние не 50, а 30-35 мм. Кто не понял, читаем ещё раз про эквивалентное фокусное расстояние:) Если и после этого будет непонятно, тогда советую выбрать полнокадровый фотоаппарат, там реальное фокусное равно эквивалентному, и вам не придётся пересчитывать одно в другое:)

Самые широкоугольные компактные фотокамеры.

Какое же минимальное фокусное расстояние бывает у цифровых фотокамер с несменным объективом (т.е. у компактов)? В ЭФР широкий угол большинства моделей начинается с 35-38 мм, т.е. не такой уж он и широкий. Есть и с большим углом обзора, например, Nikon Coolpix 5400 — минимальное фокусное расстояние 28 мм, некоторые модели Панасоников имеют ещё меньшее фокусное расстояние, например, Panasonic Lumix DMC-FX37 — 25 мм. Но таким широким углом уже никого не удивишь.

Но есть компакты с действительно широкоугольной оптикой: фокусное расстояние 24 мм (и даже ещё меньше!). Начиная с 2010 года я провёл опрос, который выглядел так:

«Если кто знает компактную камеру с более широким углом (с меньшим фокусным расстоянием в ЭФР) — присылайте название модели, я укажу её на сайте.»

Вот фамилии приславших (как и обещал):

Юрій Дзюбина с Украины, Сергей Баум из Москвы, Афонасенков Евгений из Волгограда (указал 2 камеры), автор этого сайта (ну как же себя не упомянуть?), Ельцов Роман из Ярославля, не пожелавший назваться «shifted» и Андронов Андрей из Волгоградской области.

Но с тех пор появилось множество компактов, имеющих фокусное расстояние 24 мм., поэтому я не буду перечислять все модели, названия которых сообщили для сайта его читатели. Но пару запомнившихся камер всё же укажу.

Samsung EX1, фокусное расстояние 24 мм, матрица 1/1.7", 10 Мп, светосила f1.8 - f2.4, ручные настройки, вес 160 г. Фотокамера с очень приличной светосилой и немаленькой для компакта матрицей! А стоит фотоаппарат примерно 100 рублей за каждый грамм:)

KODAK EASYSHARE V570 с двумя встроенными в корпус объективами(!). Широкоугольный фикс — фокусное расстояние 23 мм, светосила f2.8. Второй объектив — зум, имеющий фокусное расстояние 39-117 мм, и гораздо более слабую светосилу: f3,9-f4,4. Этот двуглавый цифровик имеет ещё и 2 матрицы, а вот таких настроек как выдержка и диафрагма, похоже, нет... Но решение оригинальное. Вес 125 г. Мог быть ещё легче и дешевле, если оставить 1 широкоугольный фикс, а зум убрать — получился бы отличный пейзажник с идеальным соотношением цена/качество!

Но есть ещё более короткое фокусное расстояние.
Найден угол ещё шире: 21 мм!

26.02.2011 г. Фотокамера Casio TRYX. Фокусное расстояние 21 мм ЭФР, размер матрицы 1/2.3", 12 Mп, светосила — f2.8. Указал некто shifted.

31.07.2011 г. Найден ещё 1 компакт с таким же углом! Фотоаппарат Samsung WB210. Фокусное расстояние объектива 24-288 мм, но в спецрежиме выдаёт 21 мм ЭФР. Размер матрицы 1/2.3", 14 Mп, светосила — f2.9-f5.9 (и f3.4 в режиме 21 мм). Указал камеру Андронов Андрей, Волгоградская область.

28.08.2013 г. Найден компакт с ещё более широким углом! Фотоаппарат LUMIX DMC-FZ72. Фокусное расстояние объектива 20-1200(!) мм, видимо, самый большой в мире суперзум (60х). Размер матрицы 1/2.3", 16.1 Mп, светосила — f2.8-f5.9, ручные настройки, вес: 606 г. Указал камеру Виктор, Кемерово.

На 2013 год самое широкоугольное фокусное расстояние из компактов
имеет LUMIX DMC-FZ72 — 20 мм в ЭФР!

Вот так все вместе мы ищем и найдём самый широкий угол!

Прошло 5 лет, а более широкий угол чем 20 мм так и не найден (возможно, это предел для компактных камер). Однако, пришло письмо о ещё одном фотоаппарате c ЭФР 20 mm.

04.04.2018 г. Фокусное расстояние объектива 20 мм с углом обзора 94°. Фотоаппарат FC330 в составе квадрокоптера DJI Phantom 4. Размер матрицы 1/2.3", 12.4 Mп, светосила - f2.8. Указал камеру некто, пожелавший остаться инкогнито.

На 2018 год самое широкоугольное фокусное расстояние 20 мм в ЭФР из компактов
имеют всего лишь 2 камеры упомянутые выше.

Фокусное расстояние, как правило, описывается в миллиметрах (мм) и является основным параметром объектива. Это не измерение фактической длины объектива, а расчёт оптического расстояния от точки, где лучи света сходятся, формируя чёткое изображение объекта на цифровом датчике в фокальной плоскости. Фокусное расстояние объектива определяется, когда он сфокусирован на бесконечность.

Фокусное расстояние говорит об угле зрения, о том, какую часть сцены можно захватить с помощью него, а также о том, насколько большими могут быть отдельные элементы. Чем больше фокусное расстояние, тем уже угол зрения и выше увеличение. Чем короче фокусное расстояние, тем шире угол зрения и меньше увеличение.

Фикс против зума

Есть два типа линз - фикс и зум. У фикс-объективов фиксированное фокусное расстояние, а у зум-объективов переменное. Преимущество зум-объективов в их универсальности. Они идеально подходят, когда вы фотографируете разнообразные объекты, пейзажи и портреты, и хотите иметь один объектив на все случаи. Использование зум-объектива также снижает вероятность того, что вам придётся менять объектив на фотокамере, что сэкономит время и ограничит возможность попадания пыли на линзу объектива или на сенсор.

Основные преимущества фиксов - это их размер и вес, а также максимальное значение диафрагмы. Фиксы, как правило, более компактные и лёгкие, чем зум-объективы.

Также фиксы имеют большие значения диафрагмы (от f/1.4 до f/2.8), что даёт преимущество при съёмке в условиях низкой освещённости, поскольку это увеличивает возможность съёмки предметов с рук без «шевеленки» или расфокуса, вызванными длительными экспозициями. Фотографирование с помощью фикс-объектива с большой диафрагмой также означает, что вы можете выставить малую глубину резкости при портретной съёмке и получить более мягкий или размытый фон (также известный как боке).

Широкоугольные объективы являются популярным выбором для съёмки пейзажей, интерьеров, фотографий больших групп и при работе в замкнутых пространствах.

Фикс-объективы в формате FX, 50-60 мм / в формате DX 35мм

Стандартные объективы популярны, поскольку они отображают действительность близкой к тому, какой её видят люди. Эти линзы имеют минимальное искажение, что позволяет показывать объекты в выгодном свете. Они, как правило, используют большие диафрагмы и поглощают большое количество света, что позволяет делать быстрые снимки в условиях низкой освещённости. Большие диафрагмы (f/1.8-f/1.4) также позволяют сохранять изображение чётким не только в фокусе, но и на заднем плане. Стандартные линзы также популярны при съёмке портретов в условиях низкой освещённости, когда фотограф не может использовать вспышку или ищет возможность снять фотографию, используя имеющийся свет.

Телеобъективы в формате FX 70-200 мм / в формате DX 55-200 мм

Телеобъективы 70-200 мм очень популярны для портретной и предметной съёмки, а также фотографий природы и животных. Они позволяют фотографу приближаться к предмету съёмки. При создании портретов телеобъектив позволяет фотографу делать снимок на расстоянии, не вторгаясь в личное пространство снимаемого человека.

Супер-телеобъективы в формате FX 300 - 600 мм/в формате DX 200-600 мм

Эти линзы обладают хорошим диапазоном для съёмок спорта и дикой природы, фотографий, где фотограф не может подойти близко к объекту съёмки.

Макро-объективы: FX-форматы 60 мм, 105 мм, и 200 мм/формат DX 85 мм

При съёмках крупным планом используют определённый диапазон линз, которые позволяют воспроизведение до 1:1. Эти линзы позволяют фотографу сильно приблизиться к объекту и воспроизводить его при соотношении 1:1 в натуральную величину на датчике объектива. Данные линзы пользуются популярностью при съёмке таких объектов, как цветы, насекомые и небольшие предметы.

Дата публикации: 19.01.2015

Как влияет размер матрицы фотоаппарата на угол обзора объектива?

Это третья часть урока, рассказывающего про объективы для фотокамер. В первой и второй части мы познакомились с устройством и основными характеристиками объективов. О том, что угол обзора и фокусное расстояние объектива - главные характеристики, мы говорили в прошлых уроках. Мы уже знаем, что эти характеристики взаимосвязаны:

Чем меньше фокусное расстояние объектива - тем шире его угол обзора.

Чем больше фокусное расстояние объектива - тем уже его угол обзора.

Когда человек пользуется собственной фотокамерой, он со временем привыкает, что при определенных фокусных расстояниях, его объектив дает тот или иной угол обзора: “приближает” снимаемый сюжет сильнее или слабее. Сохранятся или изменятся эти соотношения между фокусным расстоянием и углом обзора в случае смены фотоаппарата? Сегодня мы это выясним. Часто при обсуждении снимков фотографы говорят: “эта картинка снята с таким-то фокусным расстоянием”, характеризуя тем самым угол обзора, при котором было снято изображение. Даже под фотопримерами в наших статьях часто указано фокусное расстояние объектива, на который эти изображения были сняты. Как узнать, какое фокусное расстояние на вашем фотоаппарате соответствует такому же углу обзора? Как на вашу камеру сделать такое же фото?

Нам предстоит разобраться с тем, как будет зависеть угол обзора объектива от модели вашей камеры, познакомиться с понятиями “кроп-фактор” и “эквивалентное фокусное расстояние”.

Экскурс в историю

Раньше, в пленочную эпоху, широчайшее распространение имела пленка формата 35 мм - обычная фотопленка, знакомая каждому человеку. Она использовалась повсеместно, начиная от простейших компактных фотоаппаратов (пожалуй, у каждого была пленочная “мыльница”), заканчивая серьезной профессиональной техникой. Поскольку все аппараты имели одинаковую площадь светочувствительного элемента (пленочного кадра), на всех аппаратах объективы с одинаковым фокусным расстоянием давали одинаковый угол обзора. К примеру, на любом фотоаппарате, работающем с 35-мм пленкой, объектив с фокусным расстоянием 50 мм имел угол обзора 45°. Напомним, что и в современных полнокадровых цифровых камерах используется сенсор, по размеру равный кадру фотопленки - 24х36 мм.

Угол обзора объектива и размер матрицы

Сегодня же ситуация изменилась. Матрицы в цифровых фотоаппаратах бывают разного размера.

Поэтому при одинаковых фокусных расстояниях объектива на разных камерах угол обзора будет зависеть еще и от того, каков размер матрицы фотоаппарата. Взглянем на схему:

Получается, что если на полнокадровой матрице (или на пленочном кадре) объектив с фокусным расстоянием 50 мм обеспечит угол обзора 45°, то на матрице формата APS-C - уже 35°. На фотокамере системы Nikon 1 с еще более компактной матрицей формата 1” тот же объектив даст угол обзора всего лишь 15°. Чем меньше в фотоаппарате матрица, тем сильнее объектив с тем же фокусным расстоянием будет “приближать”. Один и тот же объектив, будучи установленным на разные фотоаппараты, будет давать совершенно разную картинку. Это нужно учитывать при выборе оптики.

Поскольку сегодня в различных камерах установлены матрицы совершенно разного размера, легко запутаться с тем, какой угол обзора даст объектив с тем или иным фокусным расстоянием на той или иной фотокамере.

Фотографам старой закалки, привыкшим к работе с пленочной фототехникой и к классическим значениям фокусных расстояний, четко ассоциируют их с конкретными углами обзора. Чтобы разобраться с тем, какому фокусному расстоянию соответствует тот или иной угол обзора объектива на современных аппаратах, было введено два понятия: кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние.

Эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР)

Данная характеристика не нужна новичкам, тем кто купил свою первую фотокамеру - ему цифры эквивалентного фокусного расстояния ни о чем не скажут. А вот опытным фотографам, привыкшим к пленочной фототехнике, эта характеристика окажется полезной. Также она будет полезна тем, кто задумался о покупке новой фотокамеры с матрицей другого размера и хочет выбрать подходящую для нее оптику, узнать, как на новой камере будут работать его старые объективы.

Эквивалентное фокусное расстояние позволяет узнать, какое фокусное расстояние будет иметь объектив с таким же углом обзора на полнокадровой (или пленочной) фотокамере. Эта характеристика позволяет сравнивать объективы, всех типов камер, в том числе и компактных. В характеристиках объектива, рассчитанного не под полнокадровую камеру, зачастую можно найти пункт “эквивалентное фокусное расстояние” или “фокусное расстояние в 35-мм эквиваленте”. Этот пункт нужен для того, чтобы фотограф, смог разобраться с тем, какой угол обзора даст данный объектив. К примеру, для объектива с фокусным расстоянием 50 мм, установленного на камеру с матрицей APS-C эквивалентными фокусным расстоянием будет 75 мм. Крохотное фокусное расстояние 4,3 мм, используемое в объективе компактной камеры, соответствует по углу обзора 24-мм объективу на полном кадре.

Как рассчитать самому эквивалентное фокусное расстояние? Для этого нужно знать кроп-фактор . Это условный множитель, отражающий изменение угла обзора объектива при его использовании с матрицами меньшего размера. Этот множитель выводится при сопоставлении диагоналей матриц цифровых аппаратов с пленочным кадром 24х36 мм. Слово “кроп-фактор” происходит от английских слов crop - “обрезать” и factor - “множитель”.

Например, диагональ матрицы формата APS-C меньше полнокадровой примерно в 1,5 раза. Так что кроп-фактор для матрицы APS-C будет равен 1,5. А вот диагональ матрицы формата Nikon CX меньше полнокадровой в 2,7 раз. Поэтому ее кроп-фактор будет равняться 2,7. Теперь, зная кроп-фактор, мы сможем рассчитать и эквивалентное фокусное расстояние для объектива. Для этого нужно фактическое фокусное расстояние объектива умножить на кроп-фактор. Допустим, нам необходимо узнать эквивалентное фокусное расстояние для объектива 35 мм, если он будет установлен на камеру с матрицей APS-C. 35х1,5=50мм. Итак, эквивалентное фокусное расстояние такого объектива будет равно 50 мм. То есть на любительской зеркалке 35-мм объектив будет вести себя так же, как классический “полтинник” на полном кадре.

В дальнейших уроках мы будем изучать, какими объективами пользуются при съемке различных сюжетов, укажем их фокусные расстояния как для фотокамер с матрицей APS-C, так и для полнокадровых аппаратов.

Размеры матриц и кроп-фактор фототехники Nikon

В современных системных зеркальных и беззеркальных фотокамерах Nikon применяется всего три стандарта матриц различного размера. В них легко разобраться.

Полнокадровые матрицы (Nikon FX). Имеют физический размер 36х24 мм, то есть равны по размерам кадру с 35-мм пленки. На такие фотоаппараты рассчитано большинство современных объективов. И на них они могут раскрыть весь свой потенциал. Среди современных аппаратов Nikon, полнокадровыми матрицами оснащаются: Nikon D610, Nikon D750, Nikon D800/D800E, Nikon D810, Nikon D4/D4s, Nikon Df. Поскольку матрица таких фотоаппаратов равна по размерам пленочному кадру, то и понятие кроп-фактора и ЭФР для таких аппаратов не нужно.

Матрицы формата APS-C (Nikon DX). Имеют физический размер 25,1х16,7 мм и кроп-фактор 1,5. Такая матрица незначительно меньше полнокадровой, но зато значительно дешевле. Подобные матрицы иногда называют “кропнутыми” (обрезанными). Такой размер матриц используют почти все производители цифровых зеркальных фотоаппаратов. Среди современных аппаратов Nikon матрицы APS-C имеют камеры Nikon D3300, Nikon D5300, Nikon D5500, Nikon D7100. С ними по-прежнему можно использовать полнокадровую оптику, однако, все объективы будут значительно сильнее “приближать”, что не всегда удобно, ведь некоторые объективы рассчитаны на сугубо определенный вид съемки и потеря ими нужного угла обзора не позволяет их использовать по назначению. Прежде всего это касается широкоугольной, портретной и репортажной оптики. Полнокадровая широкоугольная оптика теряет свое главное достоинство - большой угол обзора; портретные полнокадровые объективы на “кропе” начинают слишком сильно приближать, и на них становится сложно снимать, приходится очень далеко отходить. Например, установив классический портретный объектив с фокусным расстоянием 85 мм на кропнутую камеру, придется отойти от фотографируемого человека на 5-7 метров, чтобы снять хотя бы портрет по пояс. Полнокадровая репортажная оптика (прежде всего зум-объективы с фокусным расстоянием 24-70 мм) получает на кропе неудобные углы обзора, не очень подходящие на практике для быстрой, динамичной репортажной съемки.

Чтобы создать подходящие для этих задач объективы, для “кропа” выпускают специально разработанные объективы. В системе Nikon такие объективы маркируются буквами “DX” в названии. Поскольку такие объективы рассчитываются для использования на меньшей по размеру матрице, они и сами становятся компактнее и дешевле своих полнокадровых собратьев.

По этой же причине они не смогут корректно работать на полнокадровых матирцах. Что будет, если установить “кропнутый” объектив на полнокадровую камеру? В отличие от фотоаппаратов Canon, у Nikon есть такая возможность. В таком случае будет получаться очень сильное затемнение по краям кадра. Кстати, современные полнокадровые аппараты Nikon могут распознавать “кропнутую” оптику в случае ее установки, они автоматически обрезают кадр до размеров матрицы APS-C. Такую настройку можно включить или выключить в меню камеры.