Фокус что это в оптике
Фокус (в оптике)
Фо́кус (от лат. focus — «огонь») оптической системы — точка, в которой пересекаются («фокусируются») первоначально параллельные световые лучи после прохождения через собирающую оптическую систему (либо где пересекаются их продолжения, если система рассеивающая). Множество фокусов системы определяет её фокальную поверхность. Главный фокус системы является пересечением её главной оптической оси и фокальной поверхности.
Смотреть что такое «Фокус (в оптике)» в других словарях:
ФОКУС (в оптике) — ФОКУС (от лат. focus очаг, огонь) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если пучок параллелен оптической оси системы, то фокус также лежит на оси и называется главным … Энциклопедический словарь
Фокус (в оптике) — Фокус (от лат. focus √ очаг, огонь) в оптике, точка, в которой после прохождения оптической системы параллельным пучком лучей пересекаются лучи пучка (или их мысленные продолжения, если система превращает параллельный пучок в расходящийся). Если… … Большая советская энциклопедия
ФОКУС — (от лат. focus очаг, огонь) в оптике, точка, в к рой после прохождения параллельным пучком лучей оптич. системы пересекаются лучи пучка (или их продолжения, если система превращает параллельный пучок в расходящийся). Если лучи проходят… … Физическая энциклопедия
ФОКУС — (лат. focus очаг, место, где разводится огонь). 1) точка на оси оптических стекол, в которой пересекаются все лучи, падающие на эти стекла. 2) в математике: две точки эллипсиса, находящиеся на большой оси. 3) какое нибудь явление, основанное на… … Словарь иностранных слов русского языка
фокус — 1. ФОКУС, а; м. [нем. Fokus от лат. focus очаг] 1. Физ. Точка, в которой после прохождения оптической системы параллельным пучком лучей последние пересекаются. Ф. линзы. Ф. глазного хрусталика. Короткий ф. (расстояние от преломляющей или… … Энциклопедический словарь
ФОКУС — ФОКУС, одна из двух точек на главной оси ЭЛЛИПСА. Сумма расстояний от любой точки эллипса до обоих фокусов постоянная величина. В геологии термин служит для описания максимального сдвига в результате ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ. В оптике точка на оси линзы или … Научно-технический энциклопедический словарь
ФОКУС — (латинское focus очаг, пламя) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если лучи параллельны оптической оси, то фокус располагается на оптической оси и называется главным.… … Современная энциклопедия
ФОКУС — (от лат. focus очаг огонь) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если пучок параллелен оптической оси системы, то фокус также лежит на оси и называется главным … Большой Энциклопедический словарь
Фокус (оптика) — ФОКУС (латинское focus очаг, пламя) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если лучи параллельны оптической оси, то фокус располагается на оптической оси и называется главным.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ФОКУС — (1) в оптике точка, в которой сходятся: а) параллельные лучи после прохождения через преломляющую систему (см. ) или б) лучи после отражения от отражающей системы (вогнутое зеркало). Если поместить в эту точку точечный источник света, из системы… … Большая политехническая энциклопедия
Фокус (в оптике)
Смотреть что такое «Фокус (в оптике)» в других словарях:
ФОКУС (в оптике) — ФОКУС (от лат. focus очаг, огонь) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если пучок параллелен оптической оси системы, то фокус также лежит на оси и называется главным … Энциклопедический словарь
Фокус (в оптике) — Фокус (от лат. focus «огонь») оптической системы точка, в которой пересекаются («фокусируются») первоначально параллельные световые лучи после прохождения через собирающую оптическую систему (либо где пересекаются их продолжения, если система… … Википедия
ФОКУС — (от лат. focus очаг, огонь) в оптике, точка, в к рой после прохождения параллельным пучком лучей оптич. системы пересекаются лучи пучка (или их продолжения, если система превращает параллельный пучок в расходящийся). Если лучи проходят… … Физическая энциклопедия
ФОКУС — (лат. focus очаг, место, где разводится огонь). 1) точка на оси оптических стекол, в которой пересекаются все лучи, падающие на эти стекла. 2) в математике: две точки эллипсиса, находящиеся на большой оси. 3) какое нибудь явление, основанное на… … Словарь иностранных слов русского языка
фокус — 1. ФОКУС, а; м. [нем. Fokus от лат. focus очаг] 1. Физ. Точка, в которой после прохождения оптической системы параллельным пучком лучей последние пересекаются. Ф. линзы. Ф. глазного хрусталика. Короткий ф. (расстояние от преломляющей или… … Энциклопедический словарь
ФОКУС — ФОКУС, одна из двух точек на главной оси ЭЛЛИПСА. Сумма расстояний от любой точки эллипса до обоих фокусов постоянная величина. В геологии термин служит для описания максимального сдвига в результате ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ. В оптике точка на оси линзы или … Научно-технический энциклопедический словарь
ФОКУС — (латинское focus очаг, пламя) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если лучи параллельны оптической оси, то фокус располагается на оптической оси и называется главным.… … Современная энциклопедия
ФОКУС — (от лат. focus очаг огонь) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если пучок параллелен оптической оси системы, то фокус также лежит на оси и называется главным … Большой Энциклопедический словарь
Фокус (оптика) — ФОКУС (латинское focus очаг, пламя) в оптике, точка, в которой собирается прошедший через оптическую систему параллельный пучок световых лучей. Если лучи параллельны оптической оси, то фокус располагается на оптической оси и называется главным.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ФОКУС — (1) в оптике точка, в которой сходятся: а) параллельные лучи после прохождения через преломляющую систему (см. ) или б) лучи после отражения от отражающей системы (вогнутое зеркало). Если поместить в эту точку точечный источник света, из системы… … Большая политехническая энциклопедия
IV. Оптика
Тестирование онлайн
Характеристики изображения
1) Изображение может быть мнимое или действительное. Если изображение образовано самими лучами (т.е. в данную точку поступает световая энергия), то оно действительное, если же не самими лучами, а их продолжениями, то говорят, что изображение мнимое (световая энергия не поступает в данную точку).
2) Если верх и низ изображения ориентированы аналогично самому предмету, то изображение называется прямым. Если же изображение перевернуто, то его называют обратным (перевернутым).
3) Изображение характеризуется приобретаемыми размерами: увеличенное, уменьшенное, равное.
Изображение в плоском зеркале
Изображение в плоском зеркале является мнимым, прямым, равным по размерам предмету, находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед зеркалом.
Линзы
Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное с двух сторон криволинейными поверхностями.
Различают шесть типов линз.
O — оптический центр — точка, которая у двояковыпуклых или двояковогнутых (с одинаковыми радиусами поверхностей) линз находится на оптической оси внутри линзы (в её центре);
Луч, идущий через оптический центр линзы (О), не испытывает преломления.
Луч, параллельный главной оптической оси, после преломления проходит через главный фокус (F).
Луч, проходящий через главный фокус (F), после преломления идет параллельно главной оптической оси.
Луч, идущий параллельно побочной оптической оси (N’N’), проходит через побочный фокус (F’).
Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называется оптической силой.
Современные оптические устройства используют системы линз для улучшения качества изображений. Оптическая сила системы линз, сложенных вместе, равна сумме их оптических сил.
Хрусталик является линзоподобным телом и осуществляет настройку нашего зрения на различные расстояния. В оптической системе глаза фокусировка изображения на сетчатку называется аккомодацией. У человека аккомодация происходит за счет увеличения выпуклости хрусталика, осуществляемого с помощью мышц. При этом изменяется оптическая сила глаза.
Изображение предмета, попадающее на сетчатку глаза, является действительным, уменьшенным, перевернутым.
Расстояние наилучшего зрения должно быть около 25 см, а предел зрения (дальняя точка) находится на бесконечности.
Что такое фокусное расстояние
Содержание
Содержание
Покупка камеры со сменными объективами подталкивает пользователя к расширению парка оптики. Профессионалы ясно понимают, что им нужно, и выбирают модели, максимально подходящие для решения своих задач. Новичкам бывает непросто определиться в обилии предложений, доступных на рынке. Материал поможет начинающим фотографам разобраться с ключевым параметром любой оптической системы — фокусным расстоянием.
Теория вопроса
Объективы фотокамер — сложная комбинация линз разной геометрии, выполненных из материала с различными оптическими свойствами. Это необходимо для того, чтобы окружающий мир проектировался на матрицу без искажений и цветовых артефактов.
Проходя через линзы, лучи многократно преломляются, изменяя свою траекторию, и в конечном итоге пересекаются в одной точке, находящейся внутри объектива. Она называется точкой фокусировки. Длина отрезка от нее до матрицы и является фокусным расстоянием объектива.
Фокусное расстояние (ФР) измеряется в миллиметрах и всегда указывается в названии модели. В зависимости от него объективы делятся на сверхширокоугольные (менее 12 мм), широкоугольные (от 12 до 35 мм), стандартные / нормальные (35 – 90 мм), телеобъективы (90 – 200 мм), супертелеобъективы (более 200 мм).
Фокусное расстояние — это не качественная, а количественная характеристика. Объективы с одинаковым ФР представлены в разных ценовых категориях. Бюджетные экземпляры отличаются упрощённой оптической схемой, что так или иначе отражается на получающейся картинке.
Но какое влияние имеет само фокусное расстояние? В первую очередь, оно меняет угол обзора. Зависимость здесь обратная: чем меньше фокусное расстояние, тем больше пространства помещается на фото. На сайте nikon.ru доступен удобный симулятор фокусных расстояний. В нем можно оценить угол зрения объективов с ФР от 14 до 800 мм.
ФР влияет на пропорции объектов в кадре. Они выглядят крупнее при использовании объективов с большим фокусным расстоянием, а при съемке на широкий угол кажутся меньше. Это же относится и к визуальной удаленности объектов. Если сравнить снимки, снятые на 24 и 105 мм, можно заметить, насколько меньше пространства на заднем плане поместилось на фото и как сильно «приблизились» здания.
Кроме того, объективы с разным фокусным расстоянием по-разному относятся к геометрии. На широком угле горизонтальные линии приобретают «бочкообразное искажение» — дисторсию. В таком случае горизонтальные линии как бы стремятся от центра.
Для телеобъективов характерна подушкообразная дисторсия — тип геометрических искажений, при котором горизонтальные линии «проваливаются» в середину кадра. Из-за этого эффекта изображения, снятые на телеобъективы, кажутся плоскими, так как «подушкообразность» визуально уменьшает объем.
Искажения накладывают ограничения на использование широкоугольных объективов для портретной съемки. Черты лица выглядят неестественно крупно, тело визуально уменьшается.
Помимо изменения геометрии и пропорций объектов съемки, фокусное расстояние влияет на глубину резко изображаемого пространства (ГРИП). Зависимость обратная — ГРИП уменьшается с увеличением ФР. Другими словами, при прочих одинаковых настройках камеры и расстоянии до объекта съемки, у широкоугольного объектива в фокусе оказывается больше пространства, чем у стандартных и телеобъективов.
Влияние размера матрицы на фокусное расстояние
При определении нужного фокусного расстояния необходимо делать поправку на размер матрицы фотоаппарата. Коэффициент, показывающий во сколько раз площадь матрицы отличается от размера полного кадра, называется кроп-фактор. Фокусное расстояние объектива указывается в полнокадровом эквиваленте.
Чтобы узнать фактическое значение ФР, необходимо умножить его на кроп-фактор используемой камеры. Например, классический полтинник на камерах APS-C превращается в 75 мм, а на фотоаппаратах системы micro 4/3 — во все 100 мм.
Пользователь, не учитывающий эту особенность, рискует ошибиться с выбором. Вместо универсального он получит портретный объектив, на который в помещении снять что-то, помимо крупного плана, невозможно. Если вы хотите иметь в распоряжении те самые классические 50 мм, то для камер APS-C разумнее выбрать объектив 35 мм, а для micro 4/3 — 24 мм.
«Fish-eye» и широкоугольные объективы
Объективы «Fish-eye» (фокусное расстояние менее 10 мм) имеют ярко выраженную дисторсию, что вызывает сильные геометрические искажения кадра. По количеству помещающегося в поле зрения пространства им нет равных. Однако упомянутые искажения, которые остаются даже после корректировки программными средствами, делают работу с такой оптикой очень сложной.
Сверхширокоугольная оптика не отличается рекордной светосилой (лучшие модели имеют показатель не выше f/2.8-f/3.5), для нее характерны дисторсия и веньетирование, невысокая резкость картинки. Такие объективы приобретаются под конкретные проекты, и это точно не лучший выбор новичка.
Широкоугольная оптика (от 12 до 35 мм) имеет те же особенности. С увеличением фокусного расстояния их влияние на картинку уменьшается. Так, 28-миллиметровые объективы уже редко страдают от дисторсии. Если она все-таки заметна, то легко правится в редакторе.
Самый распространенный пример широкофокусного объектива — основная камера смартфона. Обычно имеет эквивалент 24 мм. Чтобы понять, нужно такое стекло или нет, достаточно поснимать на мобильный телефон.
Область применения широкофокусной оптики значительна: фокусные расстояния от 12 до 16 мм используют для фотографии ночного неба и пейзажной съемки. ФР от 16 до 24 мм часто применяются в архитектурной съемке. Модели в промежутке от 24 до 35 мм наиболее универсальны. Подойдут для стрит-фото и съемок в помещении. Это лучший вариант объектива на каждый день.
Объективы с нормальным фокусным расстоянием
Под «нормальными» принято понимать фокусные расстояния от 35 до 90 мм. В категорию входит универсальная оптика, подходящая для съемки портретов и пейзажей. А перспектива, полученная на изображении, наиболее близка к восприятию пространства человеческим зрением.
Такие системы имеют наилучшие оптические характеристики, поэтому модели обладают самыми высокими показателями светосилы и резкости. А геометрические искажения наименее выражены. На ресурсе DXOmark, занимающемся составлением рейтингов различной мобильной электроники, топ позиций занимают объективы с «нормальным» фокусным расстоянием.
Несмотря на клеймо универсальности, для повседневных задач такая оптика может быть менее применима. Например, диапазон 80-90 мм больше подходит для портретной съемки. Работа в ограниченном пространстве вызовет сложности.
Наиболее универсальным здесь является диапазон от 35 до 60 мм в полнокадровом эквиваленте.
Телеобъективы
Теле- и супертелеобъективы — инструменты весьма узкопрофильные. Диапазон фокусных расстояний от 90 до 135 мм идеален для портретной съемки, 150 – 200 мм хорошо подходят для спортивных мероприятий. Все, что выше 200, используется для спортивной репортажной съемки (когда корреспонденты находятся на значительном удалении от спортсменов) или для фотоохоты.
В сети можно найти ролики с нетипичным использованием больших фокусных расстояний. Например, стрит-фото на 400 мм. Но это скорее исключение из правил.
Сильное приближение супертелеобъективов позволяет наблюдать за дикими животными без риска привлечь излишнее внимание или спугнуть их.
Из-за сложной конструкции такие модели имеют внушительные габариты и еще более внушительный ценник. Он зачастую многократно превышает стоимость камеры и может перевалить за миллион рублей.
Немаленькая цена, крупные габариты и узкоспециализированная направленность делают такие модели прерогативой профессионалов.
Подведение итогов
Выбор фокусного расстояния очень важен на этапе знакомства с фотографией. Правильный выбор усилит интерес к фотоискусству. А ошибка способна свести на нет все желание заниматься фотографией.
Однозначный совет в этом вопросе дать невозможно. Все зависит от желаний конкретного пользователя: кто-то хочет заниматься фотоохотой, других привлекает уличная съемка, а третьи любят снимать пейзажи. Для каждого сценария нужно разное фокусное расстояние.
Но вначале стоит приобрести что-то универсальное (в диапазоне от 28 до 60 мм), подходящее для разных сюжетов. Во-первых, таким образом можно лучше изучить себя, свои интересы и ожидания от увлечения фотографией. Во-вторых, если вы поймете, что универсальное ФР не подходит для ваших задач, такой объектив легче продать на вторичном рынке.
Все примеры значений фокусных расстояний приведены в полнокадровом эквиваленте. Чтобы получить актуальные цифры для конкретной камеры, необходимо разделить фокусное расстояние на кроп-фактор матрицы камеры. Его значение можно найти в соответствующем пункте характеристик в карточке товара.
Билет № 22. Линза. Фокус, фокусное расстояние
Линза. Фокус, фокусное расстояние. Оптическая сила линз. Ее единицы. Построение.
Линза – это прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.
Линзы бывают рассеивающими и собирающими.
Для того чтобы управлять световыми пучками, т.е. изменять направление лучей, применяют специальные приборы, например лупа, микроскоп. Основной частью этих приборов является линза.
Линза – это прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.
Линзы бывают рассеивающими и собирающими, а так же выпуклые и вогнутые.
Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой.
AB – оптическое основание
Направив на выпуклую линзу пучок лучей, параллельных оптической оси линзы, мы увидим, что после преломления в линзе эти лучи пересекают оптическую ось в одной точке. Эта точка называется фокусом линзы. У каждой линзы два фокуса – по одному с каждой стороны линзы.
Расстояние от линзы до ее фокуса называется фокусным расстоянием линзы и обозначается буквой F. Если фокус мнимый, то расстояние отрицательное, если действительный, то положительное.
Действительный фокус –точка, которая собирает прошедшие лучи.
Мнимый фокус –точка, в которой пересекаются лучи.
Если на выпуклую линзу направить пучок параллельных лучей, то после преломления в линзе они соберутся в одной точке – F. Следовательно, выпуклая линза собирает лучи, идущие от источника. Поэтому выпуклая линза называется собирающей.
При прохождении лучей через вогнутую линзу наблюдается другая картина.
Эта точка находится на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу и называется мнимым фокусом вогнутой линзы. Такую линзу называют рассеивающей.
Линзы характеризуются величиной, которая называется оптической силой линзы. Оптическая сила обозначается буквой D.
Оптическая сила линзы рассчитывается по формуле: D = 1/F
За единицу оптической силы принята диоптрия (дптр).
1 диоптрия – это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1м.
Оптическая сила – величина, обратная фокусному расстоянию.
У более тонкой линзы, фокусное расстояние большее.