Comments 19
Изменение фокусного расстояния может сильно влиять на то, как объект будет выглядит в проекции.
как я понял, это немного не точно. не фокусное расстояние влияет, а расстояние до объекта.
фокусное расстояние позволяет сделать фото более далекого объекта в таком-же масштабе, как и близкого.
Если я вас правильно понял, то не совсем. Масштаб тот же, но выглядеть объект будет по другому (в отличии от цифрового зума, например). Это можно видеть на картинке где много фотографий лица.
Или вот тут есть ещё гифка. Там одновременно меняется расстояние и фокусное расстояние (угол обзора), так чтобы масштаб не менялся. При бесконечном фокусном расстоянии лучи из пикселей выходят прямо (не под углом). Получается ортографическая проекция.
Некоторые люди замечают, например, что при съемке на футбольных матчах (а там длиннофокусные объективы часто используют) лица выглядят неестественно.
Не менее важной особенностью сменной оптики является возможность изменять ракурс объекта съемки в зависимости от расстояния от аппарата до объекта и фокусного расстояния используемого объектива. Действительно, если мы фотографируем какой-либо предмет, например здание, сверхширокоугольным объективом (ил. 51, а), то соотношение расстояний от аппарата до ближайшей точки (козырька над входом) и до дальней точки (крыши) очень велико. Поэтому козырек на фотоснимке передан преувеличенно большим, а верхняя часть здания ощутимо уменьшенной. При фотографировании этого же здания длиннофокусным объективом (ил. 51, б) для получения того же масштаба изображения пришлось отойти от здания на значительное расстояние, в связи с чем расстояния до ближней и дальней точки объекта съемки стали практически равны друг другу. При этом пространственные искажения формы объекта съемки исчезли.
Это свойство длиннофокусных объективов нашло свое применение в портретной
фотосъемке, поскольку чрезмерное приближение фотоаппарата к лицу портретируемого
(при малом фокусном расстоянии объектива) карикатурно искажает на снимке черты лица и его пропорции. Тем не менее искажения · форм предметов, возникающие на фотографиях, выполненных с помощью короткофокусных объективов, широко используются как творческий прием в других жанрах художественной фотографии.
Перспектива изображения зависит не отфокусного расстояния объектива, а от расстояния
между фотоаппаратом и объектом съемки. Так, если при фотографировании каждым из сменных объективов сохранять неизменным масштаб изображения объекта съемки, а, следовательно, фотосъемку производить с различных расстояний, то с увеличением
фокусного расстояния объектива размеры удаленных предметов на фотоснимках
будут возрастать, а само изображение будет казаться все более плоским (ил. 52).
И, наоборот, чем более короткофокусный объектив будет использован при фотосъемке,
тем более удаленными будут казаться нам на фотоснимках далеко расположенные от
фотоаппарата предметы, тем более, сходящимися будут изображены параллельные линии (например, железнодорожные рельсы), т. е. тем более подчеркнуто будет передана
перспектива.
Книгу можно скачать на nnmclub
Здесь идёт речь об искажениях при использовании короткофокусных объективов (например в портрете нос будет сильно выпирать). И, понятное дело, таких искажений на длинном фокусе не будет. Но при этом при разных фокусных расстояниях объект будет выглядеть по разному. На длинном фокусе наоборот объект будет казаться более "плоским" (в портрете будет "круглое", "плоское" лицо).
Собственно там же написано "само изображение (объекта съемки) будет казаться все более плоским". Тоесть то, как выглядит объект, меняется в любом случае при изменении фокусного расстояния. Просто разница между 15 и 30мм будет гораздо заметнее чем между 100 и 115мм.
https://www.gavtrain.com/?p=4744
Increasing your focal length does NOT compress your shot, increasing your distance from the subject does.
Помимо линзовых объективов рефракторов есть зеркальные объективы рефлекторы, которые в фото/видео распространены гораздо меньше. Статью бы почитал на эту тему )
Пинхол - это "аналог" линзового объектива: лучи проходит через отверстие подобно тому, как через линзу. Мне вдруг стало интересно: а есть ли "зеркальный пинхолл", в котором лучи отражаются от чего-то маленького и на что-нибудь фокусируются. Поделитесь материалами и/или соображениями на эту тему!
Спасибо за статью. Неплохо было бы подробнее указать границы применимости модели. Например, есть аберрации, которые не упомянуты в статье вообще, например кома. До каких пределов ими можно пренебречь в предлагаемой модели?
Есть объективы, где пренебрать дисторсией нельзя. Из очевидных это fisheye объективы. В целом, зависит от того что вы делаете. Где то если "на глаз" линии прямые, то можно игнорировать. Где то дисторсию пытаються убрать максимально.
Большого опыта работы с необычными объективами у меня нет. Для большей части того с чем я работал модель подходит (иногда в связке с простыми моделями дисторсии).
Немного про разные вещи здесь идет речь. Модель пинхол-камеры описывает только проекцию точек пространства объектов на точки проскости кадра, и эта модель проста и удобна для задач компьютерного зрения, фотограмметрии, и т.д, но она описывает только положение проекции точек объектов; она ничего не говорит о point spread function - форме светового пятна в которое каждая точка проецируется к которому уже применимо понятие аберрации, и способы ее вычисления и описания с помощью полиномов Цернике как уже ответили раньше, но это немного другая история.
Что касается пинхол камеры - практическое использование этой модели - это в процессе калибровки камеры (странно что в статье это не упомянуто) найти дисторсию, т.е. отклонение точек проекции изображения реальным объективом (это нелинейная зависимость от координат) от того как их бы проецировал пинхол (полностью линейная модель). Если дисторсия известна, ее можно обратить (тогда прямые линии в фишай камерах снова станут прямыми, и т.д) и работать с изображениями считая что они получены камерой, работающей как пинхол, а значит описываемой обычной ленейной проекцией, что позволяет легко решать обратную задачу в фотограмметрии.
Рекомендую прочитать книжку Ansel Adams "The Camera", там про объективы и всё, что вокруг них, хорошо объясняется.
Прошу прощения, случайно поставил вам минус. Ловите плюс в карму для баланса ;)
Мне очень не нравится термин "фокусное расстояние" по отношению к пинхолу. У него есть параметр под названием image distance — расстояние от пинхола до изображения, но фокусного расстояния нет и быть не может. Не говоря о том, что фокусное расстояние объектива и image distance сравнимого пинхола, вообще говоря, могут различаться.
Для меня, как человека, занимающегося компьютерным зрением, термин "фокусное расстояние" по отношению к пинхолу вполне привычен. Мой основной источник по этой теме это книга "Multiple View Geometry in Computer Vision" (Richard Hartley, Andrew Zisserman). Там используется термин "focal length". Я не уверен что встречал термин "image distance" в этом смысле раньше.
Фокусное расстояние для объектива это характеристика оптической системы в целом. С расстоянием до сенсора, конечно, она напрямую не связана. Вы это имели ввиду? Или я не правильно понял?
Ага. Термин вроде бы и правда устоявшийся, но легко вводит в заблуждение. На месте специалиста в computer vision без опыта в оптике я бы наверняка думал, что фокусное расстояние объектива/tube lens микроскопа/etc всегда совпадает с "фокусным расстоянием" пинхола, которым его можно аппроксимировать. А это далеко не всегда так.
Для заданной длины волны и заданного фокусного расстояния существует оптимальный размер отверстия. Подробнее можно почитать тут;
В общем можно и самим посчитать - угловой размер первого дифракционного максимума определяется формулой fi=1,22*l/d, где l-длина волны, d-диаметр отверстия пинхола. Существует расстояние F, на котором F*fi=d/2. Если мы удалимся дальше, то размер минимальной точки из-за дифракции станет больше диаметра отверстия. Тогда fi=d/2F=1,22*l/d, и d=(2,44*l*F)^(1/2). Отсюда и "магическая константа" - (2,44)^(1/2) = 1,562, если считать по границе первого дифракционного максимума.
Модель камеры