Освоение искусства расчета поля зрения (FOV) в оптике

Понимание поля зрения (FOV) имеет решающее значение для любого, кто занимается оптикой, будь вы фотограф, астроном или ученый. Поле зрения — это мера наблюдаемой области, которую может охватить устройство, часто выражаемая в градусах. В этой статье мы подробно рассмотрим расчет поля зрения и предоставим исчерпывающее руководство, которое легко понять и применить.

Формула

Формула для расчета поля зрения:

• FOV = 2 × arctan((sensorWidth) / (2 × focalLength))

Входные параметры

• sensorWidth: Ширина сенсора в миллиметрах (мм).
• focalLength: Фокусное расстояние объектива в миллиметрах (мм).

Выходные данные

• FOV: Поле зрения в градусах (°).

Объяснение формулы

Формула для расчета FOV включает тригонометрию, в частности функцию арктангенса. Вот пошаговая разбивка:

1. Разделите ширину сенсора на 2.
2. Разделите результат на фокусное расстояние.
3. Возьмите арктангенс (обратный тангенс) этого значения.
4. Наконец, умножьте на 2, чтобы получить FOV в градусах.

Пример расчета

Рассмотрим камеру с шириной сенсора 36 мм и объективом с фокусным расстоянием 50 мм. Подставляя эти значения в нашу формулу, получаем:

1. Разделите 36 на 2, чтобы получить 18.
2. Разделите 18 на 50, чтобы получить 0,36.
3. Возьмите арктангенс 0,36, что приблизительно равно 0,344 радиана.
4. Умножьте 0,344 на 2, чтобы получить 0,688 радиана, что соответствует 39,4 градуса.

Итак, FOV составляет приблизительно 39,4 градуса.

Применение в реальной жизни

Представьте, что вы фотограф дикой природы и вам нужно знать FOV вашей камеры, чтобы идеально скомпоновать снимок. Зная ширину сенсора и фокусное расстояние, вы можете рассчитать FOV и спланировать съемку соответствующим образом. Это также относится к астрономам, которым необходимо знать поле зрения своего телескопа для точного наблюдения за небесными телами.

Проверка данных

Чтобы расчет поля зрения был точным:

• Оба параметра sensorWidth и focalLength должны быть больше нуля.
• Значения должны быть указаны в миллиметрах (мм).

Калькулятор поля зрения (FOV)

Используйте приведенную формулу и пример для создания простого калькулятора поля зрения.

Часто задаваемые вопросы

Почему поле зрения важно в фотографии?

Поле зрения определяет, какая часть сцены будет захвачена вашей камерой. Это имеет решающее значение для композиции и кадрирования.

Как фокусное расстояние влияет на FOV?

Большее фокусное расстояние приводит к более узкому FOV, в то время как меньшее фокусное расстояние дает более широкое FOV.

Могу ли я использовать эту формулу для любой камеры?

Да, если вы знаете ширину сенсора и фокусное расстояние объектива.

Краткое изложение

Поле зрения (FOV) является критически важным аспектом оптики, который помогает фотографам, астрономам и ученым делать подробные и точные изображения. Понимание расчета FOV позволяет вам планировать и выполнять свою работу с точностью.