Угловое поле объектива

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Угловое поле может быть измерено по горизонтали, вертикали и диагонали кадра

Углово́е по́ле объекти́ва в простра́нстве предме́тов —

полевой диафрагмы)[1][2]. Для ортоскопического объектива при фиксированных размерах кадрового окна угловое поле обратно пропорционально фокусному расстоянию[3]
.

По́ле зре́ния объекти́ва — часть

полевыми диафрагмами, например, кадровым окном или блендой. В практической фотографии и кинематографе
чаще используется понятие угловое поле объектива.

Максимальное угловое поле всегда меньше, чем у́гол по́ля зре́ния, который равен плоскому углу между линиями, соединяющими центр входного зрачка объектива с наиболее удалёнными от оптической оси точками, отображаемыми с приемлемой резкостью и допустимым

аберраций и виньетирования[6]. Величина угла поля зрения определяется конструкцией оптической системы[4]
.

Значение углового поля

В практической фотографии величина углового поля объектива определяет масштаб, в котором отображаются предметы. Чем меньше угловое поле, тем крупнее отображается объект съёмки. Небольшие угловые поля характерны для длиннофокусных и телеобъективов. В то же время, крупные объекты, например здания, могут быть сняты целиком с близкого расстояния только широкоугольным объективом с достаточно большим угловым полем. Нормальные объективы, которыми штатно оснащается большинство фотоаппаратов, обладают угловым полем в пределах 45—60° по диагонали кадра[5].

Для большинства объективов, которые принято называть ортоскопическими благодаря их незначительной дисторсии, угловое поле однозначно выражается соотношением фокусного расстояния и размеров кадрового окна. Для дисторсирующих объективов (например, типа «рыбий глаз») вычисление углового поля значительно сложнее из-за необходимости учёта искажений[5]. Угол, определяющий поле зрения, может лежать как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной или в плоскости диагонали кадрового окна. В фотографии чаще всего вычисляется диагональное угловое поле, как самое большое из всех, и определяющее минимальный необходимый угол поля зрения объектива. В кинематографе и на телевидении пропорции кадрового окна считаются более важными, и поэтому принимаются в расчёт горизонтальное и вертикальное угловые поля.

В российской и советской литературе угловое поле выражается удвоенным углом между оптической осью и линией, соединяющей выходной зрачок с крайней отображаемой точкой[1]. В иностранных источниках чаще используется полный угол между линиями, соединяющими противоположные крайние точки. Для ортоскопического объектива, сфокусированного на «бесконечность», угловое поле вычисляется по следующей формуле[7][6]:

где:  — половина углового поля в заданном направлении;  — соответствующий направлению размер кадрового окна;  — заднее

зум-объективов
изменяется одновременно с фокусным расстоянием.

При фокусировке на конечные дистанции угловое поле уменьшается в результате

выдвижения объектива. Однако, в большинстве случаев этим уменьшением можно пренебречь, поскольку его величина незначительна[8]. Уменьшение углового поля приобретает заметные величины только в случае макросъёмки
, когда выдвижение объектива сопоставимо с его фокусным расстоянием.

Угловое поле в пространстве изображений

Угловому полю в пространстве предметов соответствует угловое поле в

выходного зрачка
с крайними точками кадрового окна. В иностранных источниках фигурирует полный угол , тогда как в российских и советских принято использовать удвоенный угол между оптической осью и краем кадрового окна. Точно так же углу поля зрения, расположенному в пространстве предметов, соответствует
угол поля изображения[2].

Соотношение угловых полей в пространствах предметов и изображений зависит от

линейного увеличения во входном и выходном зрачках[9]
. В случае однородной среды в обоих пространствах и при симметричной конструкции объектива, угловые поля совпадают. В объективах специальных конструкций угловое поле в пространстве предметов может превосходить этот же параметр в пространстве изображений, или быть меньше него.

Наиболее известным примером разных угловых полей считаются

зеркальным обтюратором. Все телеобъективы обладают угловым полем в пространстве предметов, значительно меньшим, чем в пространстве изображений. Для широкоугольных объективов характерно обратное соотношение. В первом случае конструкция объектива позволяет сохранить небольшие размеры его линз и оправы при большом масштабе изображения. Ретрофокусные широкоугольники дают возможность сохранить за объективом пространство для подвижного зеркала при достаточно широком угловом поле[10]
.

Угловые поля разных пространств также не совпадают в телецентрических объективах, один из зрачков которых находится в «бесконечности».

См. также

Примечания

Литература

  • Д. С. Волосов. Фотографическая оптика. — 2-е изд. — М.,: «Искусство», 1978. — С. 64—68. — 543 с.
  • Гордийчук О. Ф., Пелль В. Г. Раздел III. Киносъёмочные объективы // Справочник кинооператора / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1979. — С. 143—173. — 440 с.
  • Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В. И. Кузичев. Глава VI. Ограничение пучков в оптических системах // Теория оптических систем / Т. В. Абивова. — М.: «Машиностроение», 1992. — С. 92—103. — 448 с. — 2300 экз. — ISBN 5-217-01995-6.
  • Е. А. Иофис. Техника фотографии. — М.: «Искусство», 1973. — 349 с.
  • Фомин А. В. § 5. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 12—25. — 256 с. — 50 000 экз.