¿Qué es el "ángulo de visión" en la fotografía?

Leí en la Guía de compra de lentes @ neocamera :

La distancia focal determina el ángulo de visión visto a través de una lente para un tamaño de sensor dado. Con un sensor de fotograma completo, una lente ofrece el mismo ángulo de visión que en una cámara de película de 35 mm. Con un sensor más pequeño, el ángulo de visión se vuelve más pequeño. El factor de cultivo, también llamado FLM, es la relación que representa la diferencia en distancias focales equivalentes. Por lo tanto, una cámara réflex digital de fotograma completo de 150 mm como la Nikon D700 ofrece el mismo ángulo de visión que una de 100 mm en una D7000, ya que su FLM es 1.5X.

Las distancias focales cortas muestran un mayor ángulo de visión en comparación con las más largas. [...]

En términos simples, ¿qué es el ángulo de visión? ¿Es lo mismo que la distancia focal? Si no, ¿cómo es diferente? ¿Cómo se usa? ¿Por qué necesito saberlo?

En términos simples (suponiendo un laico que conozca una geometría muy básica), imagine su nariz como la punta de un triángulo. El lado izquierdo del triángulo es el borde izquierdo de su visión periférica, y el lado derecho es el borde derecho. El ángulo de visión horizontal es simplemente el ángulo entre esos bordes, y el ángulo de visión vertical es lo mismo para arriba y abajo.

Para un ojo humano, el ángulo de visión es de aproximadamente 95 °, pero dado que sus ojos se mueven inconscientemente y su cerebro llena los detalles, se siente mucho más amplio que eso.

Los términos campo de visión y ángulo de visión son básicamente intercambiables: el ángulo de visión es una forma de medir el campo de visión. (También se podría decir algo así como "10 metros a 20 metros de distancia" ... esto describe diferentes aspectos de la misma geometría, y con trigonometría básica uno puede descubrir una cosa de la otra).

Como dice el texto que ha citado, "La distancia focal determina el ángulo de visión visto a través de una lente para un tamaño de sensor dado". Esto también es trigonométrico básico, y en realidad puedes trazarlo en un papel y medirlo por ti mismo. Obviamente, con una lente, este es un problema tridimensional, pero podemos considerar la dimensión horizontal y reducirla a dos. (Imagine esto como una vista de arriba hacia abajo del mundo).

Dibuje una línea de 23,6 mm de largo, el ancho del sensor en su D7000 (y muchas cámaras similares), en el centro en la parte inferior de una hoja de papel en blanco.

Puedes mirar las imágenes que he hecho a continuación, pero si eres un aprendiz práctico como yo, es realmente útil sacar un poco de papel real, lápices de colores y una regla, y seguir la lectura. mundo físico.

Desde el centro de esa línea, dibuje una línea perpendicular clara desde ese punto central hacia el centro de la página, de modo que tenga una forma de T invertida. (Esto es por conveniencia. Piense en ello como "la línea hacia lo que está apuntando la cámara").

Mida desde su sensor a lo largo de la línea central que acaba de dibujar. Pon un punto a 35 mm. Etiquete esta "lente de 35 mm". Esto representa la apertura del agujero de alfiler de una lente idealizada de 35 mm.

Ahora mida desde su sensor a lo largo de la línea central. Pon un punto a 50 mm. Etiquete esta "lente de 50 mm". (Y, por supuesto, esto representa la apertura del agujero de alfiler de una lente idealizada de 50 mm).

Con su regla, dibuje una línea desde el borde izquierdo de la línea del sensor a través del punto de apertura de 35 mm y continúe hasta el borde de la página. Luego haga lo mismo desde el borde derecho de la línea del sensor. Esto debería producir una gran Xforma. Rotule ambas líneas del cono superior del X "campo de visión de 35 mm".

Haga lo mismo con el punto de lente de 50 mm. Etiquete esto, por supuesto, como "campo de visión de 50 mm".

Ahora, puede ver directamente que una distancia focal más corta produce un campo de visión más amplio. Todo lo que esté dentro de esas líneas estará en su imagen, y todo lo que esté afuera estará fuera de marco. Tenga en cuenta que la lente puede proyectar un cono de luz mucho más ancho que no cae todo sobre el sensor; las líneas que dibujó ignoran eso, ya que la luz que no se graba realmente no importa .

Si mide el ángulo, debería ver que es aproximadamente 36.5 ° para la lente de 35 mm y aproximadamente 26 ° para la lente de 50 mm.

Luego, dos experimentos más:

Experimento uno: elija diferentes distancias focales (15 mm, 200 mm) y vea lo que le dan.

Experimento 2: aumente el tamaño de la línea del sensor a 36 mm, como en las cámaras de fotograma completo "FX" de Nikon. Mantenga la línea centrada en el mismo punto, por supuesto. Use los mismos puntos de lente pero dibuje nuevas líneas X en el borde izquierdo y derecho más grande del sensor. Es evidente de inmediato que incluir esta parte adicional del cono de luz hace que el campo de visión grabado de la misma distancia focal sea mucho más amplio.

Tenga en cuenta que los 35 mm en su D7000 ofrecen aproximadamente el campo de visión de los 50 mm en FX, es por eso que la gente habla de lentes "equivalentes".

Puede ver que las líneas para APS-C 35 mm y "Full-Frame" 50 mm no están una encima de la otra, como cabría esperar de un "equivalente". Esto se debe a que esto se descompone un poco a una distancia macro. Si retrocede unos pocos milímetros, se alineará correctamente (pero cambiará la perspectiva muy ligeramente). Sin embargo, las líneas son más o menos paralelas, por lo que esos pocos milímetros todavía son solo unos pocos milímetros al otro lado de la habitación, donde son intrascendentes. Si dibujas esto en un papel realmente grande en lugar de este pequeño en la pantalla, quedará claro. (Y, por supuesto, no son exactamente paralelos, porque las lentes no coinciden exactamente con el factor de recorte: 32.7777 ... mm y 50 mm serían más exactos. Ah, el mundo real, siempre se interpone en el camino para explicar las cosas simplemente: también se aplican otros factores del mundo real;

Esto claramente (espero) responde a la pregunta de la relación entre la distancia focal y el ángulo de visión / campo de visión, y también explica el efecto de diferentes tamaños de sensores y, como beneficio adicional, muestra cómo el recorte es intercambiable con el zoom (si usted no te importa usar menos de tu sensor).

La longitud focal es propiedad de la lente.

El ángulo de visión es esencialmente lo que dice su nombre: el subconjunto de espacio que puede ver, y depende AMBOS de la longitud focal y el tamaño del marco utilizado. http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view

El ángulo de visión es lo que realmente importa en la práctica, la distancia focal de la lente es más conveniente de usar como un valor equivalente cuando el tamaño del marco es fijo y conocido (como el marco estándar de 35 mm). Como consecuencia lógica, en la actualidad el tamaño del sensor generalmente se menciona junto con la distancia focal de la lente para comprender el ángulo de visión utilizado.

Lo último que se preguntó en la consulta fue por qué deberíamos preocuparnos por esto. Déjame responder eso con un ejemplo. He estado tratando de decidir si tener una lente de 20 mm para mi cámara con factor de recorte de 1.5 tendría sentido a la luz del hecho de que ya tengo una de 24 mm. Aquí están los números (de una calculadora en línea). En el cuerpo Dx, el 24 le da 53.1 horizontal, 36.9 vertical y 63 grados de diagonal. El 20 proporciona 61.9, 43.6 y 71.6, respectivamente. Pero cuando miras lo que hay en el marco de una imagen, esos números se suman. A 10 pies del sensor, el 24 abarca un área de 10 pies por 6.7 pies o 67 pies cuadrados. Los marcos de 20 mm tienen 96 pies cuadrados (12x8) a esa misma distancia. A 20 pies, la diferencia en lo que hay dentro del marco es 118 pies cuadrados (266 v 384). La lente de 20 mm abarca así 44.

Aún así, si puede retroceder 2 pies del sujeto de 10 pies, aumentando el sujeto a la distancia del sensor a 12 pies, el mismo campo de visión está disponible exactamente con 24 mm como a 10 pies con 20 mm. A 20 pies, tendría que retroceder 4 pies. Entonces, en las situaciones en las que disparas, ¿esos uno o dos pasos hacia atrás son algo que puedes tomar (teniendo en cuenta que cambiar la distancia a tu sujeto también cambia la perspectiva)?

El resultado final para mí es que todavía estoy indeciso. Pero al menos cuantifiqué mi dilema. Es por eso que el ángulo y el campo de visión son importantes. (Por supuesto, un zoom gran angular resolvería mi dilema; pero para mantener una velocidad equivalente, el precio del póker aumenta en más de $ 1,400.00 y 1.5 libras, y evitando ESO, es por eso que volví a los números primos en primer lugar. )

El ángulo de visión está relacionado con la distancia focal y el tamaño del sensor en uso.

Entonces, para una lente de 50 mm en un sensor (o película) de 35 mm, tendría un campo de visión de 46 ° en diagonal. A medida que la distancia focal se duplica, el campo de visión se reduce a la mitad, por lo que una lente de 100 mm en una cámara de 35 mm tiene un campo de visión de 24 ° en diagonal.

Si usa un sensor más pequeño, está recortando la imagen de manera efectiva, por lo que si bien la lente puede producir una imagen lo suficientemente buena para un marco de 35 mm, un sensor más pequeño ignorará las partes que se caen del borde. Este factor de recorte divide el ángulo de visión, de modo que la lente de 50 mm tendría un campo de visión de aproximadamente 31 ° en diagonal si estuviera utilizando un sensor de tamaño APS-C. Alternativamente, y cómo la mayoría de la gente piensa acerca de él es la distancia focal equivalente , si hubiera estado usando 35 mm, que sería el caso de multiplicar la distancia focal real por su factor de recorte, de modo que la lente de 50 mm en una D7000 es equivalente a una lente de 75 mm en Una cámara de 35 mm.

El ángulo de visión es en realidad tres ángulos diferentes (diagonal, horizontal / horizontal y vertical / vertical), cada uno de los cuales es la medida del ángulo en la parte superior de un triángulo equilátero medido desde el punto focal de la lente (donde toda la luz rayos cruzados) y que se extienden desde los puntos más lejanos (de esquina a esquina, de izquierda a derecha o de arriba a abajo) a través de un plano que es paralelo al plano del plano focal. Tenga en cuenta que el plano focal no siempre es paralelo al plano de la parte posterior de la cámara (película / sensor), ni siempre es plano: las lentes de inclinación-desplazamiento mueven el plano focal fuera de paralelo con la parte posterior, por lo que el ángulo de visión no necesariamente le indicará qué estará enfocado, y algunas lentes tienen esquinas borrosas debido a la forma en que el plano focal se mapea en un colector en forma de cuenco (o incluso de forma más compleja). Como resultado de esto,

Como se menciona en la respuesta correcta, el AoV es relativo al tamaño del área de captura en la parte posterior de la cámara. La película de 35 mm fue el estándar durante aproximadamente 50 años, y como resultado, las personas asocian ciertos ángulos con la distancia focal utilizada para lograrlos en cámaras de película de 35 mm. Inicialmente, las cámaras de lentes intercambiables digitales para el consumidor (como las réflex digitales) usaban formatos de sensor más pequeños, y la gente usaba un "multiplicador de distancia focal" para calcular la "longitud focal equivalente al formato de 35 mm". Por ejemplo, los llamados sensores de formato "APS-C" de Canon, por ejemplo, el multiplicador de distancia focal era 1.6.

En los foros de DPReview.com, a principios de la década de 2000, se produjo un debate sobre esto porque la longitud focal también afecta las propiedades de profundidad de campo y, por lo tanto, la gente pensó que debido a que el multiplicador de longitud focal cambió la longitud focal, cambiaría otras propiedades como la profundidad de campo, no solo el ángulo de visión. Sin embargo, el tamaño del sensor más pequeño solo hace que el ángulo sea más pequeño, pero no afecta la profundidad de campo u otras propiedades. Por lo tanto, una persona sugirió que, en lugar de usar la frase "multiplicador de distancia focal", que se usara la frase "factor de recorte", para que la gente entendiera que la imagen es la misma, solo que con un ángulo de visión más pequeño, como si se había recortado una fotografía.

La sugerencia inicial para el "factor de recorte" era usar un porcentaje equivalente al inverso del multiplicador de distancia focal (por ejemplo, 1 / 1.6, para APS-C, el 62.5% de la imagen previa al recorte se recorta), ya que el recorte es un reducción y, por lo tanto, debe expresarse como un porcentaje inferior al 100%. Sin embargo, debido a que el objetivo de la figura es hacer que las matemáticas sean fáciles de hacer en tu cabeza, y es más fácil multiplicar por 1.6 que dividir por 0.625, la industria siguió usando el multiplicador de distancia focal, y simplemente lo renombró "factor de recorte". "

Hoy, con la prevalencia de los teléfonos inteligentes, es conveniente usar una aplicación para calcular el ángulo de visión real y la distancia al sujeto, y también para visualizar los tamaños de los sensores, calcular los factores de recorte y las distancias focales equivalentes, etc. Existe una buena aplicación para iOS llamado "Ángulo de visión" que le permite ver los tres ángulos de visión que obtendría de una longitud focal determinada de la lente en un tamaño de sensor dado, y lo que equivale a otros cuatro tamaños de sensor. También dibuja los cinco tamaños de sensores para escalar, le indica la distancia a través de su toma en una distancia dada al sujeto y realiza ajustes basados ​​en la relación de aspecto a la que está disparando (como si estuviera usando el modo cuadrado en su cámara). Aquí hay un enlace web a la página del desarrollador.

El ángulo de visión es una medida del área del plano de visión de un sistema óptico en grado de arco.