В фотографии и кинематографии нормальный объектив — это объектив , который воспроизводит поле зрения , которое кажется «естественным» для наблюдателя-человека. Напротив, сжатие и расширение глубины с более короткими или более длинными фокусными расстояниями вносит заметные, а иногда и беспокоящие искажения.
Фотографическая технология использует физические методы, отличные от методов человеческого глаза, для захвата изображений. Таким образом, изготовление оптики, которая производит изображения, которые кажутся естественными для человеческого зрения, является проблематичным.
Глаз имеет номинальное фокусное расстояние около 17 мм, [1] но оно меняется в зависимости от аккомодации . Природа человеческого бинокулярного зрения , которое использует две линзы вместо одной, и постобработка корой головного мозга сильно отличается от процесса создания и рендеринга фотографии, видео или фильма, а затем их просмотра.
Структура человеческого глаза имеет вогнутую сетчатку , а не плоский датчик. Это создает эффекты, наблюдаемые Авраамом Боссе , который в своей иллюстрации 1665 года « Чтобы доказать, что нельзя ни определить, ни нарисовать, как видит глаз» , продемонстрировал, как круговая проекция зрительного конуса конфликтует с плоскостью поверхности изображения, [2] вызвав непрерывные дебаты о том, воспринимаются ли прямые линии в мире как прямые или изогнутые в форме бочкообразного искажения , и следует ли их изображать как прямые в плоскости изображения. [3]
Фигура Германа фон Гельмгольца в виде шахматной доски, напоминающая подушечку для иголок, демонстрирует, что прямые линии в мире не всегда воспринимаются как прямые, и, наоборот, изогнутые линии в мире иногда могут восприниматься как прямые. [4] Кроме того, сетчатка имеет переменную чувствительность в пределах своего более широкого, чем 180°, горизонтального поля зрения, а также различия в разрешении между периферическим и фовеальным зрением. [5]
Учитывая эти различия между человеческим зрением и объективами фотокамер, объяснения в текстах по фотографии, объясняющие это несоответствие, тем не менее, имеют тенденцию замалчивать или просто перефразировать проблему с точки зрения наблюдаемых явлений или утверждать, что использование объективов 50 мм «приблизительно соответствует углу зрения и увеличению человеческого зрения» [6] или что «нормальное фокусное расстояние для данного формата наиболее близко соответствует человеческому зрению и проецирует изображение с наименьшим искажением и сжатием пространства от переднего плана до фона» [7] или что «перспектива правильная, и нам наиболее комфортно с изображением, снятым с помощью объектива 50 мм» [8] .
Тестом того, что является нормальным объективом, является поиск такого, который воспроизводит напечатанную (или иным образом отображенную) фотографию сцены, которая, если держать ее на «нормальном» расстоянии просмотра (обычно на расстоянии вытянутой руки) перед исходной сценой и смотреть одним глазом, соответствует реальному миру и визуализированной перспективе, хотя Морис Пиренн (в 1970 году) и другие показывают, что можно увидеть сцену, сделанную любым объективом, в нормальной перспективе, если отрегулировать расстояние просмотра; но этот диапазон становится непрактично близким для широкоугольных фотографий или слишком длинным для телеобъектива, и это требует просмотра из статической точки в центре перспективы, с которой было сделано изображение, [9] подтверждая наблюдения за перспективными картинами, сделанными Леонардо да Винчи . [10]
Нормальный объектив обычно имеет угол зрения, близкий к одному радиану (~57,296˚) круга изображения оптической системы . [ требуется ссылка ] 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 вписанного круга изображения, составляет 33 мм; фокусное расстояние, которое имеет угол в один радиан вертикально ограниченного вписанного круга, составляет 22 мм. Это коррелирует с популярностью объективов 35 и 24 мм, а также существованием объективов 40 мм, хотя последний в более сдержанном предложении. Объектив 50 мм имеет угол зрения вертикально ограниченного вписанного круга ~0,5 радиана. Фокусное расстояние 70 мм имеет горизонтально ограниченный угол зрения вписанного круга ~0,5 радиана. Объектив 85 мм имеет угол зрения вписанного (диагонального) круга ~0,5 радиана. Фактически, трио 24, 35 и 40 мм имеют отношение 1:2 к трио 50, 70 и 85 фокусных расстояний. «Обычные» объективы, те, которые покрывают один радиан по крайней мере в одном из своих вписанных или выписанных кругов изображения, относятся к первой группе, с объективами 35 и 40 мм ближе к одному радиану, чем объективы 50 мм.
Объективы с более длинным или коротким фокусным расстоянием создают расширенное или суженное поле зрения, которое, по-видимому, искажает перспективу при просмотре с обычного расстояния просмотра. [11] [12] Объективы с более коротким фокусным расстоянием называются широкоугольными объективами , в то время как объективы с более длинным фокусным расстоянием называются длиннофокусными объективами [13] (наиболее распространенными из них являются телеобъективы ) . Наложение широкоугольного отпечатка изображения на исходную сцену потребует поднесения его ближе к глазу, в то время как телеобъективное изображение необходимо будет поместить в глубину сфотографированной сцены или держать крошечный отпечаток на расстоянии вытянутой руки, чтобы сопоставить их перспективы. [ необходима цитата ]
Степень искажения перспективы этими линзами настолько велика, что они не могут быть приняты в качестве законного доказательства. [14]
В энциклопедии фотографии ICP отмечается, что в юридических целях:
«Судьи не примут фотографию, которая выглядит подделанной или которая искажает какой-либо аспект сцены [или не передает нормальную перспективу]... То есть соотношение размеров объектов на фотографии должно быть эквивалентно тому, какими они являются на самом деле» [15] .
Для неподвижной фотографии объектив с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали формата пленки или сенсора, считается нормальным объективом; его угол обзора аналогичен углу, образуемому достаточно большим отпечатком, просматриваемым на типичном расстоянии просмотра, равном диагонали отпечатка; [12] этот угол обзора составляет около 53° по диагонали. Для кинематографии, где изображение больше относительно расстояния просмотра, более широкий объектив с фокусным расстоянием примерно в четверть диагонали пленки или сенсора считается «нормальным». Термин « нормальный объектив» также может использоваться как синоним прямолинейного объектива . Это совершенно другое использование термина. [ необходима цитата ]
Типичные нормальные объективы для различных форматов пленки для фотографии: [ необходима ссылка ]
Для 35-мм камеры с диагональю 43 мм наиболее часто используемый нормальный объектив — 50 мм, но фокусные расстояния между 40 и 58 мм также считаются нормальными . Фокусное расстояние 50 мм было выбрано Оскаром Барнаком , создателем камеры Leica . [16] [17]
Обратите внимание , что угол обзора также зависит от соотношения сторон . Например, «нормальный» объектив на 35 мм не будет иметь тот же обзор, что «нормальный» объектив на 645. [ требуется цитата ]
В цифровой фотографии многие меньшие размеры сенсора указываются в терминах, таких как 1" или 2/3". Эти измерения не соответствуют напрямую размерам сенсора, а скорее размерам эквивалентной трубки видеокамеры (VCT) . Нормальное фокусное расстояние объектива составляет примерно 2/3 диаметра трубки видеокамеры.
В кинематографии фокусное расстояние , примерно эквивалентное удвоенной диагонали изображения, проецируемого внутри камеры, считается нормальным, поскольку фильмы обычно смотрят с расстояния, примерно в два раза превышающего диагональ экрана. [20]
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )