Как изменяется фокусное расстояние в фотоаппарате. Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

Кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние

Как изменяется фокусное расстояние в фотоаппарате. Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

Это третья часть урока, рассказывающего про объективы для фотокамер. В первой и второй части мы познакомились с устройством и основными характеристиками объективов. О том, что угол обзора и фокусное расстояние объектива — главные характеристики, мы говорили в прошлых уроках. Мы уже знаем, что эти характеристики взаимосвязаны:

Чем меньше фокусное расстояние объектива — тем шире его угол обзора.Чем больше фокусное расстояние объектива — тем уже его угол обзора.

Когда человек пользуется собственной фотокамерой, он со временем привыкает, что при определенных фокусных расстояниях, его объектив дает тот или иной угол обзора: “приближает” снимаемый сюжет сильнее или слабее. Сохранятся или изменятся эти соотношения между фокусным расстоянием и углом обзора в случае смены фотоаппарата? Сегодня мы это выясним.

Часто при обсуждении снимков фотографы говорят: “эта картинка снята с таким-то фокусным расстоянием”, характеризуя тем самым угол обзора, при котором было снято изображение. Даже под фотопримерами в наших статьях часто указано фокусное расстояние объектива, на который эти изображения были сняты.

Как узнать, какое фокусное расстояние на вашем фотоаппарате соответствует такому же углу обзора? Как на вашу камеру сделать такое же фото?

Нам предстоит разобраться с тем, как будет зависеть угол обзора объектива от модели вашей камеры, познакомиться с понятиями “кроп-фактор” и “эквивалентное фокусное расстояние”.

Экскурс в историю

Раньше, в пленочную эпоху, широчайшее распространение имела пленка формата 35 мм — обычная фотопленка, знакомая каждому человеку. Она использовалась повсеместно, начиная от простейших компактных фотоаппаратов (пожалуй, у каждого была пленочная “мыльница”), заканчивая серьезной профессиональной техникой.

Поскольку все аппараты имели одинаковую площадь светочувствительного элемента (пленочного кадра), на всех аппаратах объективы с одинаковым фокусным расстоянием давали одинаковый угол обзора. К примеру, на любом фотоаппарате, работающем с 35-мм пленкой, объектив с фокусным расстоянием 50 мм имел угол обзора 45°.

Напомним, что и в современных полнокадровых цифровых камерах используется сенсор, по размеру равный кадру фотопленки — 24х36 мм.

Угол обзора объектива и размер матрицы

Сегодня же ситуация изменилась. Матрицы в цифровых фотоаппаратах бывают разного размера.

Современные форматы матриц фотоаппаратов

Поэтому при одинаковых фокусных расстояниях объектива на разных камерах угол обзора будет зависеть еще и от того, каков размер матрицы фотоаппарата. Взглянем на схему:

Чем меньше матрица фотоаппарата, тем уже угол обзора объектива при том же фокусном расстоянии

Получается, что если на полнокадровой матрице (или на пленочном кадре) объектив с фокусным расстоянием 50 мм обеспечит угол обзора 45°, то на матрице формата APS-C — уже 35°.

На фотокамере системы Nikon 1 с еще более компактной матрицей формата 1” тот же объектив даст угол обзора всего лишь 15°. Чем меньше в фотоаппарате матрица, тем сильнее объектив с тем же фокусным расстоянием будет “приближать”.

Один и тот же объектив, будучи установленным на разные фотоаппараты, будет давать совершенно разную картинку. Это нужно учитывать при выборе оптики.

Поскольку сегодня в различных камерах установлены матрицы совершенно разного размера, легко запутаться с тем, какой угол обзора даст объектив с тем или иным фокусным расстоянием на той или иной фотокамере.

Фотографам старой закалки, привыкшим к работе с пленочной фототехникой и к классическим значениям фокусных расстояний, четко ассоциируют их с конкретными углами обзора. Чтобы разобраться с тем, какому фокусному расстоянию соответствует тот или иной угол обзора объектива на современных аппаратах, было введено два понятия: кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние.

Эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР)

Данная характеристика не нужна новичкам, тем кто купил свою первую фотокамеру — ему цифры эквивалентного фокусного расстояния ни о чем не скажут.

А вот опытным фотографам, привыкшим к пленочной фототехнике, эта характеристика окажется полезной.

Также она будет полезна тем, кто задумался о покупке новой фотокамеры с матрицей другого размера и хочет выбрать подходящую для нее оптику, узнать, как на новой камере будут работать его старые объективы.

Эквивалентное фокусное расстояние позволяет узнать, какое фокусное расстояние будет иметь объектив с таким же углом обзора на полнокадровой (или пленочной) фотокамере. Эта характеристика позволяет сравнивать объективы, всех типов камер, в том числе и компактных.

В характеристиках объектива, рассчитанного не под полнокадровую камеру, зачастую можно найти пункт “эквивалентное фокусное расстояние” или “фокусное расстояние в 35-мм эквиваленте”.

Этот пункт нужен для того, чтобы фотограф, смог разобраться с тем, какой угол обзора даст данный объектив. К примеру, для объектива с фокусным расстоянием 50 мм, установленного на камеру с матрицей APS-C эквивалентными фокусным расстоянием будет 75 мм.

Крохотное фокусное расстояние 4,3 мм, используемое в объективе компактной камеры, соответствует по углу обзора 24-мм объективу на полном кадре.

Как рассчитать самому эквивалентное фокусное расстояние? Для этого нужно знать кроп-фактор.

Это условный множитель, отражающий изменение угла обзора объектива при его использовании с матрицами меньшего размера.

Этот множитель выводится при сопоставлении диагоналей матриц цифровых аппаратов с пленочным кадром 24х36 мм. Слово “кроп-фактор” происходит от английских слов crop — “обрезать” и factor — “множитель”.

Например, диагональ матрицы формата APS-C меньше полнокадровой примерно в 1,5 раза. Так что кроп-фактор для матрицы APS-C будет равен 1,5. А вот диагональ матрицы формата Nikon CX меньше полнокадровой в 2,7 раз. Поэтому ее кроп-фактор будет равняться 2,7. Теперь, зная кроп-фактор, мы сможем рассчитать и эквивалентное фокусное расстояние для объектива.

Для этого нужно фактическое фокусное расстояние объектива умножить на кроп-фактор. Допустим, нам необходимо узнать эквивалентное фокусное расстояние для объектива 35 мм, если он будет установлен на камеру с матрицей APS-C. 35х1,5=50мм. Итак, эквивалентное фокусное расстояние такого объектива будет равно 50 мм.

То есть на любительской зеркалке 35-мм объектив будет вести себя так же, как классический “полтинник” на полном кадре.

Фотография, сделанная полнокадровым аппаратом и объективом с фокусным расстоянием 20 мм. Что будет, если тот же объектив установить на камеру с матрицей APS-C или на аппарат семейства Nikon-1? Угол обзора станет уже. В кадр войдут только области, показанные на картинке.

В дальнейших уроках мы будем изучать, какими объективами пользуются при съемке различных сюжетов, укажем их фокусные расстояния как для фотокамер с матрицей APS-C, так и для полнокадровых аппаратов.

Размеры матриц и кроп-фактор фототехники Nikon

В современных системных зеркальных и беззеркальных фотокамерах Nikon применяется всего три стандарта матриц различного размера. В них легко разобраться.

Полнокадровые матрицы (Nikon FX). Имеют физический размер 36х24 мм, то есть равны по размерам кадру с 35-мм пленки. На такие фотоаппараты рассчитано большинство современных объективов. И на них они могут раскрыть весь свой потенциал.

Среди современных аппаратов Nikon, полнокадровыми матрицами оснащаются: Nikon D610, Nikon D750, Nikon D800/D800E, Nikon D810, Nikon D4/D4s, Nikon Df.

Поскольку матрица таких фотоаппаратов равна по размерам пленочному кадру, то и понятие кроп-фактора и ЭФР для таких аппаратов не нужно.

Матрицы формата APS-C (Nikon DX). Имеют физический размер 25,1х16,7 мм и кроп-фактор 1,5. Такая матрица незначительно меньше полнокадровой, но зато значительно дешевле. Подобные матрицы иногда называют “кропнутыми” (обрезанными). Такой размер матриц используют почти все производители цифровых зеркальных фотоаппаратов.

Среди современных аппаратов Nikon матрицы APS-C имеют камеры Nikon D3300, Nikon D5300, Nikon D5500, Nikon D7100.

С ними по-прежнему можно использовать полнокадровую оптику, однако, все объективы будут значительно сильнее “приближать”, что не всегда удобно, ведь некоторые объективы рассчитаны на сугубо определенный вид съемки и потеря ими нужного угла обзора не позволяет их использовать по назначению. Прежде всего это касается широкоугольной, портретной и репортажной оптики.

Полнокадровая широкоугольная оптика теряет свое главное достоинство — большой угол обзора; портретные полнокадровые объективы на “кропе” начинают слишком сильно приближать, и на них становится сложно снимать, приходится очень далеко отходить.

Например, установив классический портретный объектив с фокусным расстоянием 85 мм на кропнутую камеру, придется отойти от фотографируемого человека на 5-7 метров, чтобы снять хотя бы портрет по пояс. Полнокадровая репортажная оптика (прежде всего зум-объективы с фокусным расстоянием 24-70 мм) получает на кропе неудобные углы обзора, не очень подходящие на практике для быстрой, динамичной репортажной съемки.

Чтобы создать подходящие для этих задач объективы, для “кропа” выпускают специально разработанные объективы. В системе Nikon такие объективы маркируются буквами “DX” в названии. Поскольку такие объективы рассчитываются для использования на меньшей по размеру матрице, они и сами становятся компактнее и дешевле своих полнокадровых собратьев.

Важно иметь в виду, что на DX-объективах (рассчитанных на камеры с матрицей APS-C) указывается реальное, а не эквивалентное фокусное расстояние

По этой же причине они не смогут корректно работать на полнокадровых матирцах. Что будет, если установить “кропнутый” объектив на полнокадровую камеру? В отличие от фотоаппаратов Canon, у Nikon есть такая возможность.

В таком случае будет получаться очень сильное затемнение по краям кадра. Кстати, современные полнокадровые аппараты Nikon могут распознавать “кропнутую” оптику в случае ее установки, они автоматически обрезают кадр до размеров матрицы APS-C.

Такую настройку можно включить или выключить в меню камеры.

Фото сделано на полнокадровую фотокамеру объективом с фокусным расстоянием 85мм.

NIKON D810 / 85.0 mm f/1.4 УСТАНОВКИ: ISO 80, F1.4, 1/1250 с, 85.0 мм экв.

Фото сделано на фотокамеру с матрицей APS-C тем же объективом и с той же дистанции. Как видите, объектив на кропе дал более узкий угол обзора.

NIKON D5300 / 85.0 mm f/1.4 УСТАНОВКИ: ISO 100, F1.4, 1/1600 с

Фотографии сделаны одним и тем же объективом с одинаковой дистанции. Как видите, вариант, сделанный на “кропнутую” камеру имеет более узкий угол обзора, в кадр вошло меньше деталей.

Nikon CX — формат матриц для беззеркалок семейства Nikon 1. Физический размер — 13,2х8,8 мм. Имеют кроп-фактор 2,7. Столь небольшая матрица обеспечивает всей системе компактность. Для нее разрабатывается своя оптика: она компактна и практична. Через специальный переходник (Nikon FT-1) на камерах Nikon 1 можно использовать и объективы для полнокадровых и APS-C аппаратов.

Через переходник Nikon FT-1 можно устанавливать объективы от зеркалок на фотокамеры семейства Nikon 1.

У других производителей встречаются матрицы и других размеров, а значит и с другим кроп-фактором. Например, широко известен стандарт матриц micro 4/3, используемый сразу несколькими производителями. Этот стандарт имеет кроп-фактор 2.

Это не очень крупные матрицы, со всеми вытекающими плюсами и минусами. Камеры, оборудованные такими матрицами компактны, как и разработанная для них оптика.

Однако, аппаратам с таким сенсором очень сложно тягаться в качестве изображения с полнокадровыми аппаратами — площадь матрицы различается в четыре раза.

Итоги

Если вы собираетесь покупать новую фотокамеру или выбираете новую оптику к старой и хотите выполнить примерный расчет угла обзора объектива, узнайте кроп-фактор установленной в ней матрицы. Исходя из этого выбирайте и технику.

Если ваш фотоаппарат имеет кроп-фактор 1,5, знайте, что вам потребуется более короткофокусная оптика, чем для полнокадровых фотоаппаратов.

В следующем уроке мы поговорим о том, объективы с каким фокусным расстоянием подойдут для тех или иных видов съемки, какой подойдет объектив для съемки портретов, а какой — для съемки пейзажей.

Источник: https://Prophotos.ru/lessons/16486-krop-faktor-i-ekvivalentnoe-fokusnoe-rasstoyanie

Хотите, чтобы система видеонаблюдения выполняла свои функции на все сто? Для этого необходимо правильно рассчитать фокусное расстояние. 

Очень часто в попытке сэкономить люди самостоятельно подбирают видеокамеры, после чего сильно разочаровываются в работе построенной системы наблюдения.

Причин тому может быть множество: неверная схема размещения камер, не тот тип объектива, неправильно подобранные углы обзора. Как бы там ни было, клиент получает не то, чего ожидал.

Чтобы вы не попали в подобную ситуацию, рекомендуем ознакомиться с изложенным ниже материалом.

Камера — не глаз

Несмотря на все достижения технического прогресса, даже самой лучшей камере наблюдения всё ещё очень далеко до человеческого глаза.

Сколь высоким бы ни было разрешение сенсора, ни одна компактная камера не может тягаться с глазом по части динамического диапазона, различимости деталей и скорости фокусировки на отдельном объекте.

Мы можем смотреть вдаль вплоть до самого горизонта и в следующую секунду рассматривать линии на собственной руке. Мы можем наблюдать за объектом, находящимся справа, затем молниеносно перевести взгляд на другой объект, находящийся на 130° левее.

Камера же вынуждена смотреть прямо и всегда на то расстояние и под таким углом, на которое ей позволяет фокусное расстояние объектива. Многие специалисты в сфере видеонаблюдения считают этот параметр чуть ли не более значимым, чем разрешение сенсора, ведь от него напрямую зависит, опознаем ли мы лицо злоумышленника или нет.

Влияние фокусного расстояния на угол обзора

Угол обзора видеокамеры определяется фокусным расстоянием её объектива: чем это расстояние больше, тем меньше угол. Широкий угол зрения позволяет вам держать в кадре большую площадь, но не даёт нужной детализации.

В то же время узкий угол даёт прекрасную детализацию обозреваемого сектора, но вместе с тем сужает поле зрения — вы видите меньше.

Широкий угол отлично подходит для наблюдения за обширной территорией, например, за участком возле контрольно-пропускного пункта или за стоянкой авто.

Узконаправленный объектив хорошо себя проявляет, когда важно наблюдать один объект с максимально возможной детализацией: это может быть касса супермаркета или рабочее место офисного сотрудника.

К слову, достаточно часто покупатели совершают ошибку, полагая, что недостаток детализации при широком угле обзора удастся компенсировать высокой разрешающей способностью.

К сожалению, это невозможно: аберрации оптической системы просто не дадут донести до матрицы свет без искажений. Судите сами:

В Сети содержится масса таблиц и формул, помогающих рассчитать фокусное расстояние объектива. Однако все они носят лишь приблизительный характер, а зачастую и вовсе могут ввести в заблуждение неискушённого клиента.

Как правило, подобные формулы заимствованы из устаревших справочников и ГОСТов, составленных для аналоговых камер с весьма посредственной матрицей.

Чтобы по-настоящему оценить возможности оборудования и понять, с какого расстояния та или иная камера сможет распознать лицо человека или номерной знак авто, нужно посмотреть отснятое ею видео.

Предлагаем вам ознакомиться с нашим роликом, в котором наглядно показана способность камер распознавать лица и номера машин в зависимости от формата (HD или Full HD) и фокусного расстояния объектива. Нами были протестированы объективы 3,6 мм, как наиболее универсальные, а также чуть более узкоспециализированные 6 мм.

Мы настоятельно рекомендуем нашим покупателям опираться на личный визуальный опыт при выборе фокусного расстояния объектива.

Слишком уж много факторов, влияющих на качество изображения: начиная от разрешения и чувствительности матрицы и заканчивая банальным качеством оптики.

Если же у вас нет возможности протестировать оборудование в магазине или нет времени искать ролик, демонстрирующий способности камеры к распознаванию номерных знаков и лиц, можете воспользоваться изложенным ниже советом.

СОВЕТ:
Чтобы узнать расстояние, с которого можно будет распознать лицо человека и номерной знак авто:

  • умножьте фокусное расстояние Full HD камеры на 5;
  • умножьте фокусное расстояние HD камеры на 3.

Разумеется, такой расчёт носит лишь приблизительный характер. Для получения более точных данных о фокусном расстоянии рекомендуем полагаться на личный опыт или же воспользоваться математической формулой, которую мы приведём позже.

Как вы уже поняли, при выборе фокусного расстояния крайне важно найти оптимальный баланс между детальностью изображения и полем зрения.

Следует также иметь в виду, что все короткофокусники (2,8 мм и меньше) грешат оптическим искажением по краям кадра, из-за чего возникает ощущение, будто смотришь в дверной глазок. Чтобы избежать этого, стоит остановить свой выбор на объективах с бóльшим фокусным расстоянием.

Наиболее универсальными в данном отношении являются объективы 3.6 мм. Они дают достаточно широкий угол обзора и вместе с тем не нарушают симметрию кадра. Вместе с тем не рекомендуем зацикливаться на одном типе камер, даже если их угол обзора кажется вам оптимальным.

Помните: качественные системы наблюдения всегда основываются на тщательной компоновке нескольких камер с различными углами обзора и типами объективов.

Вычисляем фокусное расстояние под определённую задачу

Чтобы правильно подобрать тип объектива и его фокусное расстояние, нужно обладать следующими данными:

1. Место, где будет смонтирована камера наблюдения

Для отображения качественной, детализированной картинки камера наблюдения должна правильно подбирать диафрагму, то есть менять диаметр затвора в зависимости от степени освещённости сцены.

Все современные уличные видеокамеры способны автоматически регулировать данный параметр, так как освещение постоянно меняется в зависимости от погоды и времени суток. Более того, топовые модели способны производить анализ освещённости на более глубоком уровне.

Этому помогает технология WDR (Wide Dynamic Range), способная «вытягивать» картинку даже при ярком фронтальном освещении.

2. Дистанция до объекта и размер охватываемого периметра

Зная эти параметры, можно вычислить приблизительное фокусное расстояние. Оно рассчитывается по формуле:

f = v • S/V,

где: f — фокусное расстояние; v — размер сенсорной матрицы по вертикали; S — дистанция до наблюдаемого объекта (в метрах);

V — высота объекта (в метрах).

Размер матрицы можно определить, пользуясь данной таблицей:

Приведём пример расчёта. Предположим, нам нужно вести наблюдение за сегментом здания высотой 18 метров с дистанции 30 метров. Для камеры наблюдения, оснащённой матрицей формата 1/3″, получаем:

f = 3,6 • 30/18 = 6 мм

Следовательно, для наших целей лучше всего подойдёт объектив с фокусным расстоянием 6 миллиметров. Однако следует иметь в виду, что такой расчёт вовсе не гарантирует распознавания лиц и номеров авто. Руководствуясь данной формулой, можно лишь понять, будет ли камера охватывать нужную территорию.;

3. Потребность в изменении угла зрения по мере использования

Если в процессе наблюдения предстоит менять угол съёмки, следует подыскать камеру с ручным или механическим трансфокатором. В противном случае подойдёт любая камера без такового. Ручной трансфокатор настраивается с помощью отвёртки, механический позволяет регулировать приближение/удаление прямо с пульта.

СОВЕТ:
Всегда подбирайте фокусное расстояние в соответствии с размером наблюдаемого периметра и не пытайтесь заменить две камеры одной.

Если перед объективом вдруг окажутся хорошо освещённые предметы или люди, частично перекрывающие обзор, электроника откорректирует экспозицию матрицы в соответствии с общей освещённостью кадра.

Это равносильно понижению чувствительности камеры, в связи с чем дальность обнаружения существенно ухудшится.

Типы объективов

В сфере видеонаблюдения широко распространены шесть типов объективов.

Фиксированные

С фиксированными объективами всё предельно просто — они не позволяют менять фокусное расстояние и их конструкция предельно проста. По этой причине они стоят дёшево и пользуются широким спросом. Такие объективы обычно выбирают, когда настраивают систему наблюдения один раз и надолго.

Варифокальные

Варифокал позволяет вручную настраивать фокусное расстояние, в связи с чем имеет более широкую область применения. Варифокальные объективы предпочитают фиксированным, когда есть вероятность перемонтирования камер на другой объект или имеется необходимость настройки углов непосредственно на объекте с целью полного устранения слепых зон.

Трансфокаторы (варифокал с мотором)

Существуют камеры, оснащённые трансфокатором — моторизированным варифокальным объективом, позволяющим менять фокусное расстояние дистанционно. Их главным минусом является высокая цена.

Ещё один минус заключается в полном отсутствии или очень плохой работе автофокуса.

Как правило, такие камеры используются в сложных системах наблюдения, когда необходимо контролировать большое открытое пространство.

Рыбий глаз

Объективы «рыбий глаз» в какой-то мере уникальны. Они дают возможность вести панорамную съёмку всего помещения, а потом программно разбивать видеопоток на несколько виртуальных камер. Хранить материал можно в изначальном сферическом виде, а при необходимости доставать из архива и отсматривать нужный сектор с цифровым увеличением.

PTZ

Камера PTZ даёт пользователю полный удалённый контроль над выбором направления съёмки и зумом. Устройство может управляться автоматически (по заранее заданному алгоритму) или вручную.

Топовые модели имеют встроенную на уровне прошивки функцию автослежения за движущимся объектом.

Если камера засекает изменение пикселей в поле своей видимости, она тут же перемещает видоискатель и фокусируется на этом месте.

SpeedDome

SpeedDome — это очень скоростные поворотные купольные камеры с мощным оптическим зумом (до 35X). Они имеют широкие настройки управления и отлично подходят для наблюдения за большой открытой территорией.

Заключение

Надеемся, наша статья, основанная на опыте применения различных объективов с широким диапазоном фокусных расстояний, будет для вас полезной. Подбирайте правильное оборудование, опираясь на собственный визуальный опыт или же математические расчёты, произведённые специалистами. Только в этом случае система наблюдения будет выполнять свои охранные функции на все сто!

Статья размещена с согласия автора: ООО “СамараКам” Оригинал статьи: www.samaracam.ru

Источник: https://profitsistems.ru/index.php/blogs/stati-o-video/171-podbiraem-fokusnoe-rasstoyanie-ob-ektiva

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Как изменяется фокусное расстояние в фотоаппарате. Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

Фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения- это параметр видеокамеры, который мы берем за основу при расчете зоны видеонаблюдения.  От его величины и физического размера матрицы зависит угол обзора объектива. Проведя не сложные геометрические расчеты можно довольно точно определить зону, которая будет попадать в кадр камеры видеонаблюдения.

Для ведения видеонаблюдения на обширном участке используются камеры с широким углом обзора , а при просмотре объектов «зажатых» , типа длинный коридор с узким.

Параметры, влияющие на угол обзора

Как уже писалось выше, три параметра видеокамеры взаимозависимы, это:

  1. Фокусное расстояние объектива;
  2. Угол обзора объектива;
  3. Физический размер матрицы видеокамеры.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Следовательно, можно наблюдать за объектами, которые находятся на относительно большом удалении от камер видеонаблюдения. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора. Соответственно в кадр камеры попадает больше объектов.

Угол обзора, также зависит от размера чувствительного элемента –матрицы. Чем больше размер матрицы, тем меньше угол обзора камеры и наоборот.

Расчет фокусного расстояния объектива видеокамеры

Расчет фокусного расстояния камеры видеонаблюдения необходим для правильного подбора видеокамеры. Конечно, производители указывают в технических характеристиках нам физический размер матрицы, фокусное расстояние и иногда угол обзора. Но для общего понимания, посмотрим, что влияет на выбор фокусного расстояния, это:

  1. На каком расстоянии находится объект наблюдения;
  2. Физического размера матрицы;
  3. Размера объекта.

Итак, имея заданные  технические характеристики камеры, можно рассчитать  фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения по следующим формулам:

F= h*S/Н или F= v*S/V,

где h – размер матрицы по горизонту;

S – расстояние до объекта видеонаблюдения;

H – горизонтальный размер объекта;

 v – размер матрицы по вертикали;

 V – вертикальный размер объекта.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения приведены  в таблице:

Размер матрицы1/4”1/3”1/2”
По горизонтали, мм3,24,86,4
По вертикали, мм2,43,64,8

Пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры

Необходимо наблюдать за въездом и проходом через ворота на территорию предприятия;

Задача наблюдения: обнаружение машин и людей при въезде входе на территорию предприятия;

Ширина прохода и ворот 6 метров;

Расстояние от камеры до прохода 7 метров;

Камера Proto AHD-1W-EH10F(?)IR, после буквы F должно указываться фокусное расстояние. Его мы рассчитаем по вышеприведенной формуле:

F=3.2*7/6=3,7 мм,

где 3,2 размер матрицы по вертикали, т.к. в камере Proto AHD-1W-EH10F(?)IR установлена матрица размером  1/4”. Так как объективы на видеокамере выполнены с фиксированными фокусными расстояниями, то выбираем ближайший меньший т.к. если выбрать ближайший больший, то часть объекта не будет попадать в кадр камеры.

Выполним ещё одну проверку камеры на пригодность. Зона контроля имеет ширину 6 метров, задача стоит обнаружение. При обнаружении человека необходимо, чтобы на один метр контроля приходилось 20-30 пиксел разрешения камеры.

При несложных расчетах видно, что камере Proto AHD-1W-EH10F36IR по силам не только обнаружение, но и распознавание человека на объекте, не говоря уже о машинах. На самом деле ещё необходимо вычислить фокусное расстояние по вертикали, а также высоту и угол установки видеокамеры, но мы эти расчеты намеренно упускаем, т.к.

мы не ставим перед собой задачу полного расчета, мы хотели показать на данном примере только методику расчета фокусного расстояния и выбора камеры по этому расчету.

Фокусное расстояние, ммУгол обзора, градусов
По горизонталиПо вертикали
27762
2,27257
2,46753
2,85946
35644
3,35240
3,64837
44433
4,53930
53527
63023
72619
82317
92015
101814
121511
16118,6
209,16,9
257,35,5
306,14,6
404,63,4
503,72,7
603,12,3
702,62,0
802,31,7
1001,81,4
1201,51,1
Фокусное расстояние, ммУгол обзора, градусов
По горизонталиПо вертикали
210084
2,29579
2,49074
2,88165
37762
3,37257
3,66753
46248
4,55644
55140
64433
73829
83325
93023
102720
122317
1617,112,8
2013,710,3
2511,08,2
309,16,9
406,95,2
505,54,1
604,63,4
703,92,9
803,42,6
1002,72,1
1202,31,7
Фокусное расстояние, ммУгол обзора, градусов
По горизонталиПо вертикали
211094
2,210588
2,410083
2,89175
38771
3,38266
3,67761
47156
4,56551
55946
65139
74434
83930
93527
103224
122720
1620,215,2
2016,212,2
2513,09,8
3010,98,2
408,26,1
506,54,9
605,44,1
704,73,5
804,13,1
1003,32,5
1202,72,0

Для расчетов основных параметров камер видеонаблюдения можно использовать бесплатный калькулятор, с помощью которого можно не только получить численные значения показателей, но и визуально определить, как будет выглядеть группа силуэтов людей в кадре. Скачать калькулятор можно здесь.

Часто возникают ситуации, когда нет возможности четко определить зону контроля видеокамерой, или возникает необходимость менять размер этой зоны, но с небольшой периодичностью. Бывает и так, что человек хочет на месте более точно определить зону контроля.

В этих случаях поможет камера с вариофокальным объективом, на которых можно менять без особых проблем фокусное расстояние вручную. Если же у вас возникает потребность приблизить или отдалить объект оперативно, то можно использовать камеру с моторизированным объективом.

Существуют камеры, позволяющие не только оперативно менять фокусное расстояние (приближать, отдалять объект), но и изменять ракурс видеонаблюдения в пределах 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали.

Такие камеры называются Speed doome, о них вы можете почитать в статье «Скоростные купольные камеры»

Есть камеры с коридорным режимом видеонаблюдения. Такая камера устанавливается вертикально, а изображение поворачивается на 90 градусов. Таким образом, на мониторе отображается картинка не горизонтально, а вертикально. При этом отражается  больше «полезной» информации, чем это было бы при нормальном расположении камеры.

Статьи

Источник: https://systemstv.ru/fokusnoe-rasstoyanie-kamery-videonablyudeniya/

Фокусное расстояние камер видеонаблюдения

Как изменяется фокусное расстояние в фотоаппарате. Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

Поделитесь этой статьей в Соцсетях!  

В описании видеокамер можно увидеть такой важный параметр, как Фокусное расстояние. На что же он влияет? Давайте разберемся в данной статье.

Фокусное расстояния камеры видеонаблюдения напрямую влияет на угол обзора видеокамеры. Вместе с этим он зависит от формата матрицы видеокамеры. И чтобы определиться с нужными параметрами, необходимо учитывать некоторые правила.

К примеру:

1. Чем выше фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения, тем уже будет ракурс осмотра.

2. При одном и том же фокусе видеокамеры, аппарат с крупным габаритом матрицы будет обладать большим углом осмотра.

Словом, фокусное расстояние камеры видеонаблюдения – это ключевой параметр при расчёте контролируемой зоны. Совсем несложные расчеты помогают совершенно точно установить ту зону, которая будет оказываться в поле видимости видеокамеры. Для того чтобы вести наблюдение на пространном участке требуется камера с намного более обширным углом обзора, чем при контроле длинного неширокого коридора.

То есть, от того, насколько больше или меньше удалены наблюдаемые предметы, зависит подбор фокусировки дистанции камеры видеонаблюдения. И чем вернее этот выбор, тем больше объектов оказывается в кадре. Так что, прежде чем покупать видеокамеру, необходимо уделить внимание настройкам и параметрам, особенно углу обзора, от которого находится в зависимости диапазон контролируемой территории.

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Итак, Фокусное расстояние и угол обзора видеокамеры – это важный параметр, который определит территорию захватываемую линзой объектива. Он влияет на качество изображения обозреваемой площади, показывая объект в деталях.

Правильно выбранное фокусное расстояние позволяет различать требуемые объекты на необходимом расстоянии. Стоит помнить о том, что длиннофокусные объективы рекомендуется использовать, если нужно наблюдать за предметами, находящимися далеко от камеры.

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения?

Для выбора фокусного расстояния необходимо правильное вычисление. Несмотря на то, что все изготовители указывают и размер матрицы, и другие промышленные свойства. Но для понимания необходимо учитывать следующие нюансы:

  1. расстояние, на котором будет находиться наблюдаемый объект;
  2. размер матрицы и объекта.

Из вышесказанного становится ясно, что для различных областей лучше всего подобрать камеру, угол обзора какой охватит все помещение, либо если требуется – часть территории. На сегодняшний день стандартное фокусное расстояние видеокамеры – 3.

6мм. На стандартной матрице FullHD 1/2.8” это обеспечивает ракурс осмотра 80 градусов. Это усредненное значение, которое подходит для большинства задач.

Такие параметры камеры обеспечивают просмотр лиц и номеров машин на дистанции до 15 метров

Фокусное расстояние длиннофокусных камер и камеры с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальных) обычно составляет 12мм. Если наблюдаемый объект находится далеко, то рекомендуется использовать именно такое устройство. Такая камера обеспечивает детальное изображение на расстоянии до 40 метров.

К примеру, если человек находится на расстоянии 12 метров, то различить четко его сможет камера с фокусным расстоянием 12 метров при угле обзора 21 градус. Поэтому, не лишним будет напомнить, что в каждом отдельном случае следует индивидуально подбирать камеру, чтобы она выполняла те задачи, которые возлагает на нее владелец.

Широко панорамные видеокамеры

Это устройство имеет угол обзора 120 градусов и даже более того. Такой аппарат дает целую панораму происходящего. Камера в состоянии определить лицо человека, находящегося не далее, чем 3 метра от камеры.

Именно поэтому выбирать такое устройство следует для того, чтобы контролировать большие открытые пространства. Одна камера вполне справится со своей задачей, и нет необходимости устанавливать дополнительные устройства.

Однако нецелесообразно использовать широкоформатную камеру для контроля длинного узкого коридора.

Узко форматные устройства

Камеры с углом обзора 20 градусов, передают картинку в деталях на расстоянии 50 метров. Здесь нужно также учитывать цель установки такой видеокамеры. Большинство владельцев останавливают свой выбор на аппаратах с углом видимости 60-70 градусов, что позволяет вести наблюдение, начиная с 10 метров, и получать гарантированную четкую картинку.

Те, кто впервые устанавливает собственными силами систему наблюдения, допускают различные ошибки. Думая что, купив камеру с матрицей высочайшего разрешения, у которой объектив широкоформатный, покроют огромную площадь наблюдения. При этом рассчитывают на качественную картинку.

Важно выбирать камеры с фокусным расстоянием, подходящим именно под Ваши конкретные задачи. Как мы уже отметили выше, для большинства объектов подходят камеры 3.6мм. Для более широкого обзора – 2.8мм.

Если Вы затрудняетесь с выбором необходимой для Вас камеры видеонаблюдения, обратитесь к нашим специалистам и мы поможем сделать выбор!

Поделитесь этой статьей в Соцсетях!  

Источник: https://donvision.ru/blog/focusnoe_rasstoyanie/

Угол обзора объектива камеры видеонаблюдения

Как изменяется фокусное расстояние в фотоаппарате. Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

Одним из важных параметров, которые необходимо брать во внимание перед покупкой камеры видеонаблюдения, является угол обзора объектива.

От этой величины напрямую зависит то, какая площадь наблюдаемого участка попадет в поле зрения камеры.

Например, для получения общего обзора участка или тесного помещения необходимо выбирать камеры с широким углом обзора, а при необходимости сосредоточения на каком-либо определенном объекте – с узким.

От каких параметров зависит угол обзора?

Угол обзора объектива зависит от двух определяющих его параметров:

  1. Фокусное расстояние, которое имеет объектив;
  2. Размер чувствительного элемента (матрицы).

Следует запомнить, что чем большим ФР обладает объектив, тем меньшим будет угол его обзора, поэтому длиннофокусные объективы обладают возможностью наблюдения за относительно удаленными от камеры объектами, а широкоугольные позволяют охватить большую площадь территории или помещения.

Зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от физического размера матрицы также имеет место быть. Так, чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора, например:

  • Матрица, диагональ которой составляет ¼ будет иметь угол обзора 64° при фокусном расстоянии 2,8;
  • При этом матрица с диагональю ½ будет иметь угол обзора 96°.

Данные расчеты справедливы для обозначения горизонтального угла обзора, для поиска вертикального угла необходимо брать в расчет соотношение вертикальных и горизонтальных сторон матрицы.

Определяем необходимое фокусное расстояние

Практически во всех случаях возникает необходимость выбора оптимального угла обзора камеры, который может быть определен благодаря расчету ФР объектива. По сути, угол обзора является зависимой величиной от фокусного расстояния. Оно может разниться для каждого конкретного случая, и напрямую зависит от:

  • Расстояния до объекта наблюдения;
  • Размера матрицы;
  • Размера наблюдаемого объекта.

Так, например, угол обзора в 100° хорошо подойдет для небольших тесных помещений, но будет непригоден для наблюдения за удаленными на несколько десятков метров объектами – при просмотре на записи просто невозможно будет различить детали объекта. При увеличении фокусного расстояния сужается угол обзора и появляется возможность наблюдения за относительно отдаленными объектами.

Зная несколько параметров камеры видеонаблюдения и некоторые данные об объекте наблюдения несложно определить необходимое в каждом конкретном случае ФР объектива.

Оптимальное ФР объектива рассчитывают по формуле:

F= h*S/Н или F= v*S/V, где

h – размер горизонтальной стороны матрицы;

S – расстояние до объекта слежения;

H – размер объекта наблюдения по горизонтали;

v – размер вертикальной стороны матрицы;

V – размер объекта наблюдения по вертикали.

Размер вертикальной и горизонтальной сторон сенсора камеры вы можете узнать из данной таблицы:

Для примера рассчитаем простую задачу. Дано: необходимо наблюдать за фасадной стороной небольшого гаража, шириной 4 метра, расстояние до объекта – 10 метров. Размер матрицы – ½ дюйма. Рассчитать подходящее ФР объектива камеры. Для решения воспользуемся формулой, и подставим все необходимые значения:

F=6,4*10/4=16

Рассчитав формулу мы получили, что ФР объектива должно равняться 16, но есть еще один нюанс. Очень важно, чтобы угол обзора камеры был больше рассчитанного, иначе кроме объекта наблюдения больше ничего не будет видно.

Поэтому в данном случае оптимальным фокусным расстоянием объектива камеры будет 8-10 мм. Угол обзора при таких значениях будет равен около 35°, и вполне подойдет для видеонаблюдения за гаражом на расстоянии 10 метров.

Ниже приведена подробная таблица с углами обзора камер с различными параметрами фокусного расстояния и размерами матрицы.

При необходимости время от времени менять угол обзора, или в любых сложных ситуациях, когда определиться с фокусным расстоянием до покупки камеры бывает проблематично, стоит приобретать камеры с вариофокальным объективом, которые позволяют регулировать угол обзора вручную. Диапазон ФР таких камер обычно лежит в пределах 2,8-12 мм. При использовании вариофокальных объективов вы можете приближать или отдалять картинку без потерь качества благодаря оптическому увеличению объектива.

Какой угол обзора выбрать?

Ответ на этот вопрос зависит от конкретной задачи, ведь каждая ситуация индивидуальна. Например, для видеонаблюдения за большой территорией без необходимости выделения конкретного объекта используют камеры с широкоугольным объективом 2,8-3,6 мм и углом обзора 70-140°.

Угол обзора 60° подобен углу обзора человеческого глаза, и является средним значением. Камеры с таким углом способны передавать детальное изображение с дальностью до объекта наблюдения до 10 м.

Камеры с длиннофокусным объективом и узким углом обзора (10-30°) применяются для наблюдения за отдаленными объектами, расстояние до которых может варьироваться от 20 до 70 метров, и зависит от ФР объектива.

Есть одна интересная особенность, которая позволяет определить расстояние уверенного распознавания объекта, и может служить своеобразной шпаргалкой при выборе камеры. Она заключается в примерном равенстве фокусного расстояния, выраженного в миллиметрах с дистанцией уверенного распознавания в метрах.

Например, камера с матрицей 1/3 дюйма и объективом с фокусным расстоянием 12 мм сможет распознать человеческую фигуру на расстоянии 12 метров. На этом расстоянии размер наблюдаемой зоны будет равняться 3 метра в высоту, и 4 в ширину, что позволит достаточно уверенно провести идентификацию человека.

Источник: http://nabludaykin.ru/ugol-obzora-obektiva-kamery-videonablyudeniya/

Юрист на связи
Добавить комментарий