Что такое фокусное расстояние в объективе. Что такое фокусное расстояние объектива

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.

Фотоаппарата представляет собой оптическую систему линз и одной из основных его характеристик является фокусное расстояние . Собственно, фокусное расстояние определяет масштаб изображения, которое Вы будете видеть на снимках - чем больше фокусное расстояние объектива, тем визуально ближе будет находиться снимаемый объект на фотографии.

Фокусное расстояние объектива - это расстояние от его оптического центра (правильное название - точка конвергенции ) до матрицы фотоаппарата, то есть до плоскости, на которую проецируется изображение.

Лучи света отражаясь от снимаемого объекта, проходят через объектив (линзы), преломляются там и сводятся в оптический центр , после чего попадают на сенсор фотоаппарата. Плоскость, проходящая через оптический центр, перпендикулярная главной оптической оси объектива, называется фокальной плоскостью . На ней и формируется изображение, которое в «перевернутом» виде переносится на сенсор.

По сути весь принцип «перенесения» реального изображения на сенсор фотоаппарата, можно представить вот так:

При этом, с увеличением фокусного расстояния, так как изображение масштабируется и приближается, будет сужаться угол видимого объективом охвата. На рисунке видно - почему так происходит.

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и обычно указывается на корпусе объектива. Есть объективы с фиксированным фокусным расстоянием . На них указывается одно значение в миллиметрах - например 100мм.

Если указывается два значения, например 18 и 55 мм, то это минимальное и максимальное значение фокусных расстояний, которые доступны в данном объективе с переменным фокусным расстоянием . Такие объективы могут изменять фокусное расстояние в этих пределах.

Обычно, чем больше фокусное расстояние объектива, тем он длиннее…хотя есть и исключения.

Давайте, чисто практически посмотрим, чем отличаются кадры, сделанные с тем или иным фокусным расстоянием. Снимаем с одной точки и меняем фокусные расстояния от 14 до 300 мм:

Кроме того, фокусное расстояние влияет на перспективу изображения. Большое фокусное расстояние делает изображение более плоским. Ниже пример, как выглядит изображение, снятое объективами с разным фокусным расстоянием (для этого примера, линейка была расположена под углом 45 градусов к оптической оси объектива и расстояние между вазами было 8 см):

Объектив фотоаппарата представляет собой систему линз и одной из основных его характеристик является фокусное расстояние.

Для того чтобы разобраться с вопросом что такое фокусное расстояние объектива и на что оно влияет, придется немного вспомнить физику.

Итак, лучи света, отражаясь от объектов, проходят через линзу объектива (в объективах устанавливается не одна, а несколько линз, но пока усложнять не будем). Поскольку снимаемый объект обычно находится на значительном удалении от линзы, то лучи отраженного света можно считать параллельными друг другу.

При прохождении линзы лучи преломляются и на некотором удалении от нее они «собираются» в точку. Эта точка называется фокусом, а расстояние от фокуса до линзы – фокусным расстоянием. Плоскость, которая перпендикулярна главной оптической оси линзы и проходящая через фокус, называется фокальной плоскостью. На ней и формируется изображение.

На рисунке представлена идеальная ситуация, но тем не менее будем исходить именно из нее.
По сути весь принцип «перенесения» реального изображения на матрицу фотоаппарата, можно представить вот так:

Можно сказать, что фокусное расстояние объектива – это расстояние от его оптического центра до матрицы фотоаппарата, то есть до плоскости, на которую проецируется изображение.

Это мы рассмотрели физический смысл понятия «фокусное расстояние», но если не вдаваться в подробности оптики и вообще забыть про физику, то фокусное расстояние определяет на сколько объектив будет способен «приблизить» объект съемки. Поэтому можно запомнить одно простое правило:

чем больше фокусное расстояние объектива, тем визуально ближе будет находиться снимаемый объект на фотографии

Фокусное расстояние измеряется в миллиметрах и обычно указывается на объективе фотоаппарата.

Различные углы охвата поля кадра

Поле кадра, охваченное объективом, можно выразить в виде угла охвата поля кадра. Обычно, для пленки формата 35 мм фокусные расстояния от 40 до 60 мм как правило соответствуют картине, которую в перспективе воспринимает невооруженный глаз человека.

Объективы с более короткими фокусными расстояниями, чем этот стандартный диапазон фокусных расстояний, называются «широкоугольными», а объективы с более длинными фокусными расстояниями, чем стандартный диапазон, называются «телескопическими» объективами. Чем короче фокусное расстояние тем шире становится угол охвата поля кадра (отсюда и название «широкоугольные»), а чем длиннее фокусное расстояние, тем уже угол охвата поля кадра (у «телескопических» объективов).

* Отношение между фокусным расстоянием и углом охвата поля кадра всегда постоянное, независимо от используемых фокусных расстояний объектива. Однако в исключительных случаях, в связи с различными конструктивными принципами и расстояниями от камеры до объекта, углы охвата поля кадра могут отличаться.

Перспектива

Объектив отображает близко расположенные объекты как более крупные, а удаленные объекты как более мелкие. При применении широкоугольного объектива фокусное расстояние меньше, и этот эффект усиливается, то есть близко расположенные объекты воспроизводятся подчеркнуто большими, а удаленные объекты очень маленькими (усиленная перспектива).

При работе с телескопическими объективами, наблюдается обратный эффект, то есть удаленные части сюжета воспроизводятся несколько больше, а близкие части несколько меньше, чем это воспринимается невооруженным человеческим глазом (сплющенная перспектива).

Глубина резкости

При наводке объектива на резкость с определенного расстояния, существуют области перед объектом и за ним, которые тоже отображаются резко. Этот диапазон называется диапазоном резко отображаемого пространства. Если он маленький, говорят о «малой глубине резкости», а если он большой, говорят о «большой глубине резкости».
Диапазон резко отображаемого пространства становится меньше с уменьшением заданного числа диафрагмы (т.е., когда диафрагма открывается!), и наоборот. К тому же при одинаковой настройке расстояния, глубина резко отображаемого пространства тем меньше, чем больше фокусное расстояние объектива.

Сравнение объектива с переменным фокусным расстоянием и объектива с неизменным фокусным расстоянием

Объектив с переменным фокусным расстоянием универсален

Объектив с переменным (регулируемым) фокусным расстоянием позволяет плавно регулировать фокусное расстояние без изменения наводки на резкость. В этом случае в одном единственном объективе объединены возможности целой группы объективов с неизменным фокусным расстоянием.

Объективы с неизменным фокусным расстоянием и максимальным качеством изображения

Объектив с неизменным фокусным расстоянием можно оптимально применять в своей специальной области, что обеспечит комбинацию компактности с необыкновенно высоким качеством снимков. Фирма Tamron предлагает целый ряд объективов с неизменным фокусным расстоянием, в которых успешно реализованы все преимущества технологий, первоначально разработанных для объективов с регулируемым фокусным расстоянием.

• Сверхширокоугольный объектив (AF 14 мм),
• Объектив для макросъемки (90 мм F/2.8 1:1, 180 мм F/3.5 1:1),
• Светосильный телескопический объектив (300 мм F/2.8),
• Зеркально-линзовый объектив (500 мм F/8) (поставляется только как объектив с ручной фокусировкой).

Макросъемка (съемка с близкого расстояния)

Специальный объектив для макросъемки

Объектив для макросъемки (MACRO) оптимизирован для фотографирования маленьких объектов как можно большими по размеру. Объективы MACRO корректируют погрешности отображения, более четко проявляющиеся при съемки с близких расстояний.

Масштаб отображения

Масштаб отображения выражается как отношение исходного размера отображаемого объекта (1) к размеру его воспроизведения на пленке (1/Х) в числах: 1:Х.
Чем больше число Х, тем меньшая часть исходного объекта отображается на пленке. Монета, отображаемая на пленке с таким же размером, как в действительности (в натуральную величину) воспроизводится в масштабе отображения 1:1. Масштаб отображения 1:2 означает, что на пленке она отображается только в половину своего истинного размера.

Макросъемка ZOOM объективом

Как уже говорилось выше, макросъемка - это метод отображения на фотографии маленьких объектов. Макросъемка возможна не только со специальными объективами, но и с телескопическими объективами, имеющими переменное фокусное расстояние (ZOOM объективами) при условии, что у телеско-пического объектива есть соответствующая настройка. Объективы Tamron, имеющие на тубусе обозначение "MACRO", позволяют получить масштаб отображения не менее 1:4.

Солнечная бленда

За исключением нескольких моделей, большинство объективов Tamron поставляются с солнечной блендой (ее еще неправильно называют «Бленда защиты от заднего света»). Эти солнечные бленды Tamron являются существенным компонентом при оптической прорисовке, они необходимы для подавления нежелательного рассеянного света и потери контраста. Это относится не только к объективам с неизменным фокусным расстоянием, но и (в большей степени) к объективам с переменным фокусным расстоянием, где самое короткое фокусное расстояние служит исходной точкой для оптической прорисовки изображения.

Просмотры: 16140

Выбор объектива для фотографа даже более важен, чем выбор фотоаппарата. В этом обзоре вы найдёте описание фокусных расстояний от 14мм до 300мм . Каждое фокусное расстояние имеет свою специфику, это нужно учитывать при выборе объектива. Начинать, я считаю, нужно с китового объектива. Можно даже с зума вроде 18-135, а уже потом подходить к выбору более специализированной оптики. Это процесс индивидуальный и творческий.

Оптимальное фокусное расстояние зависит от:

• жанра съемок
• места съемок
• специфики работы
• творческого видения каждого фотографа

Со всем этим можно определиться только уже имея определенный опыт в фотографии. Ниже я поделюсь своими наблюдениями. Вся информация касается работы с . Если у вас камера с кроп матрицей, умножайте цифры фокусного расстояния на полтора.

Рыбий глаз (fish eye)

Кадр сверху сделан на объектив . Этот объектив даёт полное покрытие кадра на кроп камере и круг с чёрными краями на . Угол зрения — 180 градусов по диагонали. Кадры, грамотно сделанные на фишай, выглядят завораживающе. Особенность этого фокусного расстояния (бывают от 4мм до 15мм ) в том, что у него очень узкая сфера применения. Фишай — объектив с максимально широким углом обзора, но при этом без коррекции дисторсии. В итоге мы имеем закруглённые линии, которые должны быть прямыми, и очень специфическую перспективу. Такой объектив берется с собой ради нескольких ярких кадров. Пользоваться им долго затруднительно.

14мм

Объектив с фокусным расстоянием также очень специфичен. Это касается геометрии получаемого изображения. Малейший неверный наклон камеры вызывает сильные искажения. Особенно это ощущается при . На природе же легко заваливается горизонт. Угол зрения очень широк — нужно понимать, нужно ли это вам. В нем есть плюсы: можно, к примеру, снять салон машины изнутри целиком; в любом тесном помещении вас не будет проблем с углом обзора; на природе можно делать интересные панорамы с объёмным передним планом. Снимать портреты с таким фокусным расстоянием можно только очень осторожно и в полный рост. Вообще, снимать людей на объектив с таким фокусным нужно крайне вдумчиво. Это, впрочем, касается любых съемок — здесь перед тем как сделать кадр нужно думать. Объектив 14мм — не каждодневный инструмент.

24мм

24мм — довольно широкий угол. Работая с широкоугольным объективом всегда нужно думать о том, что должно попасть в кадр, а что не должно. С этим фокусным расстоянием работать проще. Он не так искривляет пространство и больше соответствует обычному восприятию. На 24мм очень комфортно снимать в помещении. Захватить комнату целиком не составит проблемы. В то же время, геометрические искажения куда менее выражены. Это удобное фокусное расстояние, с ним можно путешествовать (что я не советовал бы делать имея только 14мм), снимать репортаж внутри небольших помещений, делать пейзажные снимки. Для портретов объектив 24мм, опять же, малопригоден.

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.