В фотографии и кинематографии , нормальная линза представляет собой линзу , которая воспроизводит поле зрения , которое появляется «естественный» для человека - наблюдателя. Напротив, сжатие и расширение глубины с более короткими или более длинными фокусными расстояниями вносит заметные, а иногда и тревожные искажения.
Проблема
В фотографической технологии для захвата изображений используются другие физические методы, нежели человеческий глаз. Таким образом, производство оптики, которая дает изображения, которые кажутся естественными для человеческого зрения, является проблематичным.
Глаз имеет номинальное фокусное расстояние примерно 17 мм [1], но оно зависит от аккомодации . Природа бинокулярного зрения человека , в котором используются две линзы вместо одной, и постобработка коры головного мозга сильно отличается от процесса создания и рендеринга фотографии, видео или фильма.
В структуре человеческого глаза сетчатка вогнутая , а не плоский датчик. Это вызывает эффекты , наблюдаемые Абрахама Боссе , [2] , который в своей 1665 иллюстрации «Чтобы доказать , что один не может ни определить , ни рисовать , как глаз видит», демонстрирует , как круговая проекция визуальных конфликтов конуса с плоской плоскости поверхности изображения , вызвав продолжающиеся дебаты [3] о том, воспринимаются ли прямые линии в мире прямыми или изогнутыми в форме бочкообразного искажения , и следует ли их изображать прямыми на картинной плоскости.
Фигурка на шахматной доске Гельмгольца (1910) с подушечками на подушечках демонстрирует, что прямые линии в мире не всегда воспринимаются как прямые и, наоборот, что изогнутые линии в мире иногда можно рассматривать как прямые. [4]
Сетчатка также имеет переменную чувствительность по горизонтали поля зрения шириной более 180 ° и варьируется по разрешающей способности при периферическом или фовеальном зрении. [5]
Учитывая отсутствие четкой корреляции между человеческим зрением и объективами фотоаппаратов, пояснения в текстах по фотографиям, объясняющие эффективность этого правила, как правило, приукрашивают или просто повторяют это явление, утверждая, что использование 50-миллиметровых линз "приближает угол зрения и увеличение человеческого зрения ", [6] или что" нормальное фокусное расстояние для данного формата наиболее близко соответствует человеческому зрению и проецирует изображение с наименьшими искажениями и сжатием пространства от переднего плана к фону ", [7] или что" перспектива правильная и нам удобнее всего снимать на 50-миллиметровый объектив ». [8]
Что такое «нормально»?
Тогда для проверки того, что такое нормальный объектив, необходимо найти такой, который воспроизводит напечатанную (или иным образом отображаемую) фотографию сцены, которая при удерживании на `` нормальном '' расстоянии просмотра (обычно на расстоянии вытянутой руки) перед исходной сценой и просматривается с один глаз соответствует реальному миру и визуализированной перспективе, хотя Морис Пиренн (1970) и другие демонстрируют, что можно увидеть сцену, сделанную с любым объективом, в нормальной перспективе, если отрегулировать расстояние просмотра; но непрактично близко к изображению для широкоугольных фотографий и дальше для телефото, и рассматривает его из статической точки в центре перспективы, из которой было создано изображение, [9] подтверждая наблюдения перспективных картин, сделанных Леонардо да Винчи . [10]
Круг изображения
Нормальный объектив , как правило , имеет угол зрения , который близок к одному радиан (~ 57.296˚) оптической системы по окружности изображения . [ необходима цитата ] Для формата 135 (24 x 36 мм) с диаметром вписанного круга изображения, равным диагонали кадра (43,266 мм), фокусное расстояние, которое имеет угол в один радиан вписанного круга, составляет 39,6 мм; фокусное расстояние, которое имеет угол в один радиан горизонтально ограниченного круга вписанного изображения, составляет 33 мм; фокусное расстояние, которое имеет угол в один радиан от вертикально ограниченной вписанной окружности, составляет 22 мм. Это коррелирует с популярностью линз 35 и 24 мм, а также с существованием линз 40 мм, хотя последние в более ограниченном виде. Линза 50 мм имеет вертикальный угол обзора вписанной окружности ~ 0,5 радиана. При фокусном расстоянии 70 мм угол обзора вписанной окружности по горизонтали составляет ~ 0,5 радиана. Объектив 85 мм имеет угол обзора по окружности (диагонали кадра) ~ 0,5 радиана. Фактически, трио 24, 35 и 40 мм имеют соотношение 1: 2 к трио фокусных расстояний 50, 70 и 85. «Нормальные» линзы, те, которые покрывают один радиан по крайней мере в одной из вписанных или вписанных окружностей изображения, относятся к первой группе с линзами 35 и 40 мм ближе к одному радиану, чем линзы 50 мм.
Перспективные эффекты коротко- или длиннофокусных линз
Объективы с более длинным или более коротким фокусным расстоянием создают расширенное или суженное поле зрения, которое, кажется, искажает перспективу при просмотре с нормального расстояния просмотра. [11] [12] Объективы с более коротким фокусным расстоянием называются широкоугольными объективами , а объективы с более длинным фокусным расстоянием называются длиннофокусными объективами [13] (наиболее распространенными из них являются телеобъективы ). Наложение широкоугольного отпечатка изображения на исходную сцену потребовало бы поднесения его ближе к глазу, в то время как телеобъектив нужно было поместить глубоко в глубину сфотографированной сцены или держать крошечный отпечаток на расстоянии вытянутой руки, чтобы соответствовать их взглядам. [ необходима цитата ]
Степень искажения перспективы при использовании этих линз настолько велика, что они не могут быть допущены в качестве юридического доказательства. [14]
ICP Encyclopaedia фотографии отмечает , что для юридических целей:
"Судьи не признают изображение, которое кажется искаженным или искажает какой-либо аспект сцены [или не передает нормальную перспективу] ... То есть соотношение размеров объектов на фотографии должно быть эквивалентным тому, что они действительно есть ". [15]
Нормальные линзы различаются для разных форматов.
Для фотосъемки нормальным объективом считается объектив с фокусным расстоянием, примерно равным размеру диагонали пленки или формата сенсора ; его угол зрения похож на угол , под которым виден большой-достаточно напечатать если смотреть на типичном расстоянии просмотра , равных печати диагонали; [12] этот угол обзора составляет около 53 ° по диагонали. Для кинематографии, где изображение больше относительно расстояния просмотра, более широкий объектив с фокусным расстоянием примерно четверть диагонали пленки или сенсора считается «нормальным». Термин нормальная линза также может использоваться как синоним прямолинейной линзы . Это совершенно другое использование термина. [ необходима цитата ]
Типичные нормальные фокусные расстояния для разных форматов
Фильм еще
Типичные обычные линзы для различных форматов пленки для фотографии: [ необходима цитата ]
Формат фильма | Размеры изображения | Диагональ изображения | Нормальное фокусное расстояние объектива |
---|---|---|---|
9,5 мм Minox | 8 × 11 мм | 13,6 мм | 15 мм |
Половина кадра | 24 × 18 мм | 30 мм | 30 мм |
APS C | 16,7 × 25,1 мм | 30,1 мм | 28 мм, 30 мм |
135 , 35 мм | 24 × 36 мм | 43,3 мм | 40 мм, 50 мм, 55 мм |
120 / 220 , 6 × 4,5 (645) | 56 × 42 мм | 71,8 мм | 75 мм |
120/220, 6 × 6 | 56 × 56 мм | 79,2 мм | 80 мм |
120/220, 6 × 7 | 56 × 68 мм | 88,1 мм | 90 мм |
120/220, 6 × 9 | 56 × 84 мм | 101.0 мм. | 105 мм |
120/220, 6 × 12 | 56 × 112 мм | 125.0 мм. | 120 мм |
120/220, 6 х 17 | 56 x 168 мм | 177,1 мм | 180 мм |
пленка большого формата 4 × 5 листов | 93 × 118 мм (область изображения) | 150,2 мм | 150 мм |
пленка большого формата 5 × 7 листов | 120 × 170 мм (область изображения) | 208.0 мм. | 210 мм |
пленка большого формата 8 × 10 листов | 194 × 245 мм (область изображения) | 312,5 мм | 300 мм |
Для 35 - мм камеры с диагональю 43 мм, наиболее часто используемый нормальный объектив 50 мм, но фокусные расстояния между примерно 40 и 58 мм, также считаются нормальным . Фокусное расстояние 50 мм было выбрано Оскаром Барнаком , создателем камеры Leica . [ необходима цитата ]
Обратите внимание, что угол обзора также зависит от соотношения сторон . Например, «нормальный» объектив на 35 мм не имеет такого же обзора, как «нормальный» объектив на 645 . [ необходима цитата ]
Цифровые фото
В цифровой фотографии "тип" сенсора - это не диаметр сенсора: [ цитата необходима ]
- (*) относится к диаметрам телевизионных трубок, которые были стандартами в 50-х годах. Нормальное фокусное расстояние объектива составляет примерно 2/3 диаметра телевизионной трубки.
- (**) это математический расчет, потому что большинство камер оснащены зум-объективами.
Тип датчика | Диаметр ТВ-трубки * | Размеры изображения | Диагональ изображения | Нормальное фокусное расстояние объектива ** |
---|---|---|---|---|
1 / 3,6 " | 7,1 мм | 3,0 × 4,0 мм | 5.0 мм | 5 мм |
1 / 3,2 " | 7,9 мм | 3,4 × 4,5 мм | 5,7 мм | 5,7 мм |
1/3 " | 8,5 мм | 3,6 × 4,8 мм | 6.0 мм | 6 мм |
1 / 2,7 " | 9,4 мм | 4,0 × 5,4 мм | 6,7 мм | 6,7 мм |
1 / 2,5 " | 10,2 мм | 4,3 × 5,8 мм | 7,2 мм | 7 мм |
1/2 " | 12,7 мм | 4,8 × 6,4 мм | 8,0 мм | 8 мм |
1 / 1,8 " | 14,1 мм | 5,3 × 7,2 мм | 8.9 мм | 9 мм |
1 / 1,7 " | 14.9 мм | 5,7 × 7,6 мм | 9,5 мм | 9,5 мм |
2/3 " | 16.9 мм | 6,6 × 8,8 мм | 11.0 мм. | 11 мм |
1 " | 25,4 мм | 9,6 × 12,8 мм | 16.0 мм. | 16 мм |
Четыре трети [16] | 33.9 мм | 13 × 17,3 мм [17] | 21,63 мм | 22 мм |
4/3 " | 33.9 мм | 13,5 × 18,0 мм | 22,5 мм | 23 мм |
APS-C | 45,7 мм | 15,1 × 22,7 мм | 27,3 мм | 27 мм |
DX | н / д | 15,8 × 23,7 мм | 28,4 мм | 28 мм |
FF (пленка 35 мм) | н / д | 24 × 36 мм | 43,3 мм | 50 мм |
(6 × 5 см) | н / д | 36,7 × 49,0 мм | 61,2 мм |
Кино
В кинематографии , А фокусное расстояние примерно соответствует удвоенной диагонали изображения , проецируемого в пределах камеры считается нормальным, так как фильмы , как правило , рассматривается с расстояния примерно в два раза диагонали. [18]
Формат фильма | Размеры изображения | Диагональ изображения | Нормальное фокусное расстояние объектива |
---|---|---|---|
Стандарт 8 | 3,7 × 4,9 мм | 6,11 мм | 12–15 мм |
Одноместный-8 (FUJI) | 4,2 × 6,2 мм | 7,5 мм | 15–17 мм |
Супер-8 | 4,2 × 6,2 мм | 7,5 мм | 15–17 мм |
9,5 мм | 6,5 × 8,5 мм | 10,7 мм | 20 мм |
16мм | 7,5 × 10,3 мм | 12,7 мм | 25 мм |
35 мм | 18,0 × 24,0 мм | 30.0 мм. | 60 мм |
35 мм , звук | 16,0 × 22,0 мм | 27,2 мм | 50 мм |
65мм | 52,6 × 23,0 мм | 57,4 мм | 125 мм |
Смотрите также
- Оптика
- Искажение
- Восприятие
- Визуальное восприятие
- Дизайн линз
Рекомендации
- ^ Покок, Джиллиан, Ричардс, Кристофер Д. и Ричардс, Дэйв А. (2013). Физиология человека (4-е изд.). Издательство Оксфордского университета, Оксфорд, стр. 214
- ↑ Авраам Боссе; Селье, Антуан, 17 век; Королевская академия искусства и скульптуры (Франция) (1665), Traité des pratiques geometrales et перспектива enseignées dans l'Academie royale de la peinture et скульптура , A Paris Chez l'auteur , извлечено 28 июля 2018 г.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Тайлер, CW (2009) Редакционное эссе: Прямолинейность и сфера видения. Perception 38, стр. 1423–1427.
- Перейти ↑ Rogers, B., & Brecher, K. (2007). Прямые линии, «неизогнутые линии» и «Великие круги на небесной сфере» Гельмгольца. Восприятие , 36 (9), 1275-1289.
- Перейти ↑ Cooper, E., Piazza, E., and Banks, M. (2012). Перцептивная основа обычной фотографической практики. Журнал Видения , 12 (5), 8.
- ^ Modrak, Р. и Anthes, B. (2011) Рефрейминг Фото , НьюЙорк: Routledge
- ↑ Belt, AF (2008) Элементы фотографии: понимание и создание сложных изображений . 2-е изд Берлингтон, Массачусетс: Focal Press
- ^ Current, I. (1990) Лучшее расстояние для просмотра для фотографов. Журнал PSA , 16 сентября
- ^ Пиренн, Морис Анри Леонард (1970). Оптика, живопись, фотография . University Press, Кембридж [Англия]
- ^ Да Винчи Л. (1970) В Рихтере JP (Ред.) Литературные произведения Леонардо да Винчи , Лондон: Phaidon
- ^ Эрнст Вильди (2001). Создание фотографии мирового класса: как любой фотограф может создавать технически безупречные фотографии . Amherst Media, Inc. стр. 44. ISBN 978-1-58428-052-1.
- ^ а б Лесли Д. Штробель (1999). Техника просмотра камеры (7-е изд.). Focal Press. С. 135–140. ISBN 978-0-240-80345-6.
- ↑ Брюс Уоррен, Фотография, стр. 71
- ^ Хэмптон Диллинджер (1997) «Слов достаточно: проблемное использование фотографий, карт и других изображений в заключениях Верховного суда». В Harvard Law Review Vol. 110, No. 8 (июнь 1997 г.), стр. 1704-1753 Гарвардская ассоциация обзора законодательства
- ^ Международный центр фотографии (1984). Энциклопедия фотографии (1-е изд.). Crown Publishers, New York supra note 88, at p.208.
- ^ Стандарт Four Thirds, Консорциум Four Thirds, 2008 г., архивировано из оригинала 07 марта 2009 г. , извлечено 17 апреля 2009 г.
- ^ «Никаких компромиссов: стандарт Four Thirds» . Олимп Европа. Архивировано из оригинала на 2011-09-27.
- ↑ Антон Уилсон, Cinema Workshop Антона Уилсона , американский кинематографист, 2004 (стр. 100) онлайн .