Как выбрать объектив: основные параметры
Введение
Объектив — один из главных компонентов системы формирования изображения: от его характеристик во многом зависят итоговый результат и качество съёмки. Это один из самых сложных оптических элементов, и при выборе объектива приходится учитывать множество факторов. Чтобы упростить выбор, в Arducam сделали инструмент подбора объективов по нескольким параметрам — он помогает быстро найти наиболее подходящий объектив.
Подробнее о параметрах объективов — в разделе «Основные параметры».
Инструмент подбора объектива
Об инструменте подбора
- Инструмент подбора на сайте Arducam помогает выбрать объектив под конкретную камеру: объектив подбирается по оптическому формату и высоте изображения конкретного сенсора. В инструменте можно ввести артикул камеры или сразу выбрать нужный объектив.
- Расчёты исходят из того, что объектив идеально сфокусирован, а поле зрения плоское. На практике дисторсия объектива и другие факторы влияют на эффективный угол обзора.
- Рабочее расстояние — расстояние от торца объектива до объекта съёмки. Максимальные размеры поля зрения по горизонтали и вертикали (в мм), рассчитанные по углу обзора объектива и рабочему расстоянию камеры, приблизительны.
Основные параметры
Оптический формат сенсора
Оптический формат сенсора описывает физический размер сенсора камеры. Чаще всего его указывают в дюймах, например 1/2.3" или 1". Однако эти обозначения не соответствуют напрямую физическому размеру сенсора — это стандартное условное название. От оптического формата зависят характеристики камеры, глубина резкости и то, какие объективы с ней совместимы.
Соотношение сторон
Соотношение сторон — пропорция между шириной и высотой изображения или экрана, то есть отношение ширины изображения к высоте. Обычно его записывают в виде «ширина:высота» или простой дробью.
Например:
- соотношение 4:3 — на каждые 4 единицы ширины приходится 3 единицы высоты;
- соотношение 16:9 — на каждые 16 единиц ширины приходится 9 единиц высоты.
Угол обзора
Угол обзора (FOV) — величина, которая в оптике и обработке изображений описывает, какую часть окружающего пространства видно через объектив или оптическую систему в данный момент. Угол обзора обычно выражают в градусах и указывают по горизонтали (HFOV), по вертикали (VFOV) и по диагонали (DFOV).
Применительно к камерам и фотографии угол обзора — это область, которую объектив захватывает в одном кадре. При широком угле обзора в кадр попадает бо́льшая часть сцены, при узком — меньшая. Угол обзора важно учитывать при выборе объективов и камер: от него напрямую зависит, что попадёт в кадр на фото или видео.
На угол обзора влияют фокусное расстояние объектива, размер сенсора и расстояние от объектива до объекта. От него зависит, какая часть окружения будет видна на итоговом снимке или видео.
Разрешение объектива
Разрешение объектива (оптическое разрешение, резкость объектива) — способность объектива передавать мелкие детали изображения, то есть различать близко расположенные элементы сцены. Оно зависит от качества оптической схемы, точности изготовления и материалов объектива.
Разрешение объектива часто выражают в парах линий на миллиметр (lp/mm) или в ширинах линий на высоту кадра (LW/PH). Эти величины показывают, насколько хорошо объектив различает чередующиеся тёмные и светлые линии или узоры.
Объективы с высоким разрешением передают мелкие детали и дают резкое изображение с чётким контрастом между соседними элементами. Объективы с низким разрешением дают менее резкую картинку и хуже передают мелкие детали.
Учтите, что итоговое разрешение изображения зависит и от возможностей сенсора: качество картинки определяют объектив и сенсор вместе. Поэтому разрешение объектива обычно оценивают вместе с разрешением сенсора — так видно, на что способна система в целом.
Крепление объектива
Крепление объектива — механический интерфейс, которым объектив надёжно крепится к корпусу камеры. Это стандартизованная точка крепления: объективы и камеры разных производителей совместимы, если у них одинаковое крепление. Стандартов много: M6, M12, M16, CS, C и другие.
Дисторсия
Дисторсия — отклонение объектива от идеального поведения, при котором прямые линии передаются прямыми. Из-за неё изображение искривляется, особенно ближе к краям кадра. Есть два основных вида дисторсии.
Бочкообразная дисторсия
Прямые линии выгибаются наружу — получается эффект бочки или «рыбьего глаза».
Подушкообразная дисторсия
Прямые линии прогибаются внутрь, и кадр напоминает по форме подушечку для иголок. Как и бочкообразная, подушкообразная дисторсия сильнее заметна у краёв изображения.
Причины дисторсии бывают оптические и геометрические. Оптическая дисторсия возникает из-за несовершенства оптической схемы объектива, геометрическая — из-за положения объектива относительно объекта съёмки или сенсора камеры.
Категории объективов и камер
Если нужен объектив под конкретную задачу, ориентируйтесь на категории объективов:
Полная классификация модулей камер — в руководстве по выбору камер Arducam.
