相機視場角和焦距 視場角 FOV

2021-10-13 23:28:01 字數 2679 閱讀 8005

視場角(fov)

在攝影學中,視角(angle of view)是在一般環境中,相機可以接收影像的角度範圍,也可以常被稱為視野。視角(angle of view)與成像範圍(angle of coverage)是不同的,他是描述鏡頭可以擷取的影像角度,一般來說鏡頭的成像圈都夠大到涵蓋底片或者感光元件(或許會有一點點的邊緣暗角)。假如鏡頭的成像範圍無法涵蓋整個感光元件,則成像圈會被看見,一般會伴隨嚴重的邊緣暗角,在這個狀態下,視角會被成像範圍所限制。

視場角 英文 field angle; angle of view; field angle; 視角fov是指鏡頭所能覆蓋的範圍,(物體超過這個角就不會被收在鏡頭裡),乙個攝像機鏡頭能涵蓋多大範圍的景物,通常以角度來表示,這個角度就叫鏡頭的視角fov。被攝物件透過鏡頭在焦點平面上結成可見影像所包括的面積,是鏡頭的視場。又稱:視場 在光學工程中,視場角又可用fov表示,其與焦距的關係如下: 

h = f*tan\[theta] 

像高 = efl*tan (半fov) 

efl為焦距 

fov為視場角

目錄

定義:1. 在光學儀器中,以光學儀器的鏡頭為頂點,以被測目標的物像可通過鏡頭的最大範圍的兩條邊緣構成的夾角,稱為視場角。如圖一。視場角的大小決定了光學儀器的視野範圍,視場角越大,視野就越大,光學倍率就越小。通俗地說,目標物體超過這個角就不會被收在鏡頭裡。 

圖一

2. 在顯示系統中,視場角就是顯示器邊緣與觀察點(眼睛)連線的夾角。例如在圖二中,aob角就是水平視場角,boc就是垂直視場角。

分類: 

視場角分物方視場角和像方視場角。一般光學裝置的使用者關心的是物方視場角。對於大多數光學儀器,視場角的度量都是以成像物的直徑作為視場角計算的。如:望遠鏡、顯微鏡等。而對於照相機、攝像機類的光學裝置,由於其感光面是矩形的,因此常以矩形感光面對角線的成像物直徑計算視場角,如圖一左。也有以矩形的長邊尺寸計算視場角的,如圖一右。計算方法可參看圖一。也可以使用度量的方法獲得視場角引數。度量一般使用廣角平行光管,因其形似漏斗,俗稱:漏斗儀。測量方法如圖二。在被測鏡頭的一端,檢視廣角平行光管底部玻璃平面上的刻度,讀取其角度值,其最大刻度值即為該被測光學儀器的視場角。被測鏡頭可能因焦距不同,導致肉眼不能觀測到刻度。可加入一片焦距適當的凸透鏡作為輔助鏡片察看測量 結果。測量時應沿光軸方向前後移動被測鏡頭,直至觀測的角度最大,即為該被測鏡頭的視場角。相機的測量方法同上,相機測量時可察看取景窗,因數位相機的液晶屏解析度較低,可檢視相機所拍之**。視場角與焦距的關係:一般情況下,視場角越大,焦距就越短。以下列舉幾個例項:長焦距鏡頭視場角窄於40°,例如:鏡頭焦距2.5 mm,視場角為 45°左右。鏡頭焦距5.0 mm,視場角為 23°左右。鏡頭焦距7.5 mm,視場角為 14°左右。鏡頭焦距10 mm,視場角為 12°左右。鏡頭焦距15 mm,視場角為 8°左右。

按視場角將鏡頭分類

標準鏡頭:視角45度左右,使用範圍較廣。 

遠攝鏡頭:視角40度以內,可在遠距離情況下拍攝。 

廣角鏡頭:視角60度以上,觀察範圍較大,近處影象有變形

一台相機的視角(fov)

針對直線投射鏡頭(無空間扭曲)產生的遙遠物體影像,有效焦距與影像格式尺寸足以定義視角。 計算非線性影像相對複雜許多,而且在大部分的實際應用上並不是非常有用。(在透鏡扭曲的的情況下,譬如魚眼鏡頭,有扭曲的長段鏡頭可以比較低扭曲的短鏡頭有較寬的視角)[1] 視角也許可以用水平(從影像的左端至右端),垂直(從影像頂端至底端)或者斜角(從影像一角至對角)等方式計算出來。對於直線投射影像,視角 (α)可以由被選擇的大小(d),以及有效焦段(f)計算出來如下:

α=2arctan(d/2f)

d表示底片(或感光元件)的大小再乙個方向的計算。譬如,對於36mm寬的底片, d=36 mm 可以被拿來取得水平視角。 由於這是三角函式方程式,視角不會與焦距呈線性關係。然而,除了寬角度鏡頭,他是合理的近似 α≈d/f 弧度或(180d/pi *f)角度.

有效焦距趨近等於標示的鏡頭焦距(f),除了微距攝影鏡頭至拍攝物距離與焦距接近。在此案例中,放大倍率(m) 必須加以考慮

f=f*(1+m)

(在攝影學中m 通常被定義為正值,儘管是被顛倒的影像。) 舉例來說, 在放大倍率1:2的狀況下, 我們發現 f=1.5f 而與乙個對遠處的物體具有相同焦距相比視角減少了33%。

α=2arctan(d/(2f(1+m/p))

視角還可以用 視野表 (fov tables)或紙張,或鏡頭計算軟體來求出。

示例[編輯] 假設乙個 35mm 相機,安裝了乙個焦距為 f = 50 mm 的鏡頭。35mm 相機的影像規格是 24mm(垂直)× 36mm(水平),對角線距離約為 43.3mm. 在無限遠對焦時,f = f,視角為:

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