В описании видеокамер можно увидеть такой важный параметр, как Фокусное расстояние. На что же он влияет? Давайте разберемся в данной статье. Фокусное расстояния камеры видеонаблюдения напрямую влияет на угол обзора видеокамеры. Вместе с этим он зависит от формата матрицы видеокамеры. И чтобы определиться с нужными параметрами, необходимо учитывать некоторые правила. К примеру:
1. Чем выше фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения, тем уже будет ракурс осмотра.
2. При одном и том же фокусе видеокамеры, аппарат с крупным габаритом матрицы будет обладать большим углом осмотра.
Словом, фокусное расстояние камеры видеонаблюдения – это ключевой параметр при расчёте контролируемой зоны. Совсем несложные расчеты помогают совершенно точно установить ту зону, которая будет оказываться в поле видимости видеокамеры. Для того чтобы вести наблюдение на пространном участке требуется камера с намного более обширным углом обзора, чем при контроле длинного неширокого коридора.
То есть, от того, насколько больше или меньше удалены наблюдаемые предметы, зависит подбор фокусировки дистанции камеры видеонаблюдения. И чем вернее этот выбор, тем больше объектов оказывается в кадре. Так что, прежде чем покупать видеокамеру, необходимо уделить внимание настройкам и параметрам, особенно углу обзора, от которого находится в зависимости диапазон контролируемой территории.
Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения
Для выбора фокусного расстояния необходимо правильное вычисление. Несмотря на то, что все изготовители указывают и размер матрицы, и другие промышленные свойства. Но для понимания необходимо учитывать следующие нюансы:
Фокусное расстояние длиннофокусных камер и камеры с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальных) обычно составляет 12мм. Если наблюдаемый объект находится далеко, то рекомендуется использовать именно такое устройство. Такая камера обеспечивает детальное изображение на расстоянии до 40 метров.
К примеру, если человек находится на расстоянии 12 метров, то различить четко его сможет камера с фокусным расстоянием 12 метров при угле обзора 21 градус. Поэтому, не лишним будет напомнить, что в каждом отдельном случае следует индивидуально подбирать камеру, чтобы она выполняла те задачи, которые возлагает на нее владелец.
Широко панорамные видеокамеры
Это устройство имеет угол обзора 120 градусов и даже более того. Такой аппарат дает целую панораму происходящего. Камера в состоянии определить лицо человека, находящегося не далее, чем 3 метра от камеры. Именно поэтому выбирать такое устройство следует для того, чтобы контролировать большие открытые пространства. Одна камера вполне справится со своей задачей, и нет необходимости устанавливать дополнительные устройства. Однако нецелесообразно использовать широкоформатную камеру для контроля длинного узкого коридора.
Узко форматные устройства
Камеры с углом обзора 20 градусов, передают картинку в деталях на расстоянии 50 метров. Здесь нужно также учитывать цель установки такой видеокамеры. Большинство владельцев останавливают свой выбор на аппаратах с углом видимости 60-70 градусов, что позволяет вести наблюдение, начиная с 10 метров, и получать гарантированную четкую картинку.
Поделитесь этой статьей в Соцсетях!
Добавить комментарий или Ваш вопрос по статье!
Мы всегда рады ответить на любые вопросы. Заполните форму, чтобы отправить комментарий или Ваш вопрос. Email нигде не публикуется и мы не используем его для рассылки писем. Комментарий будет опубликован после проверки модератором.
Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения – влияние на угол обзора
Угол обзора камеры является основным критерием, который влияет на контролируемую зону объекта.
Однако на этот параметр оказывает влияние не только [link_webnavoz]фокусное расстояние[/link_webnavoz], но и размер матрицы видеокамеры.
При определении параметра необходимо следовать нескольким правилам:
Выбор статического фокуса объектива зависит от конкретной ситуации и задач, которые поставлены перед [link_webnavoz]системой видеонаблюдения[/link_webnavoz]. Если необходимо проконтролировать длинное узкое помещение, к примеру, коридор, то выбирать широкоформатный объектив нет никакой необходимости. Широкопанорамные видеокамеры рекомендуется использовать для контроля открытых пространств, где стоимость такого объектива может быть компенсирована использованием меньшего количества камер.
Рекомендуемые показатели угла обзора:
Все предоставленные данные указаны при условии использования 1-2Mpic матрицы
Большинство новичков, которые хотят установить систему видеонаблюдения самостоятельно допускают системную ошибку, полагая, что если взять камеру с матрицей высокого разрешения, то используя [link_webnavoz]широкоформатный объектив[/link_webnavoz] можно и покрыть большую площадь и получить качественную картинку пригодную для дальнейшего использования. Это справедливо лишь отчасти. Как правило, опытные профессионалы пользуются незадокументированными правилами, выведенными эмпирическим путем:
[link_webnavoz]Настройку[/link_webnavoz] фокуса объектива следует производить в соответствии со следующими правилами:
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.
В первую очередь необходимо обратить внимание на фокусное расстояние, которое и будет определять насколько далеко или как широко сможет показывать ваша камера.
Что такое Фокусное расстояние объектива?
Фокусное расстояние объектива измеряется в миллиметрах и представляет собой расстояние от объектива до матрицы видеокамеры, на которую и фокусируется изображение.
Таким образом, при выборе объектива помните, что чем меньшемиллиметров фокусное расстояние объектива (например 2,8 мм), тем большую площадь обзора она будет охватывать. Такие широкоугольные объективы подходят для общего обзора например на парковках или придомовой территории.
И напортив, в случае же выбора объектива с большим фокусным расстоянием (например 6 или 12 мм) – охват территории будет меньше. Такой вариант больше подойдет для решения задач, где необходимо более детальное изображение, например в банках или в магазине над кассой с охватом только денежно-расчетных операций.
Угол обзора видеокамеры
Вместе с тем, угол обзора указывает на то, насколько большую площадь сможет охватить ваш объектив во время видеосъемки.
Так на примере изображения находящемся справа, широкоугольные объективы позволяют увидеть большую площадь наблюдаемой территории, но с меньшей детализацией, и противоположно узкоугольные объективы позволяют детализировано рассмотреть удаленные объекты.
Разделяют три основных типа объективов:
1. Монофокальные (фиксированные) объективы имеют одну фиксированную величину фокусного расстояния. В таких объективах нельзя регулировать угол обзора видеокамеры. Из-за своей простоты и низкой стоимости они являются наиболее популярными.
2. Вариофокальные объективы. Из них различают с автофокусом и с ручной фокусировкой, которые позволяют регулировать фокусное расстояние объектива, и как следствие менять угол обзора видеокамеры. Этот тип объектива является универсальным, однако их стоимость выше.
3. Трансфокальные (зум-объективы) являются самыми дорогими, однако они позволяют реализовывать удаленно с пульта управления большое количество задач:
— регулировать углы обзора видеокамеры;
— производить масштабирование зоны наблюдения;
В основном, такие типы объективов применяются в роботизированных PTZ-камерах (поворотных)
на видео ниже пример возможностей 1,3 мегапиксельной ip камеры Hikvision DS-2DF7274-Aс использованием трансфокального объектива
Вместе с тем хочу отметить, что на практике же подобрать действительно подходящий угол обзора и объектив для поставленных задач не так просто как кажется.
В связи с этим для целей надлежащей инсталляции системы видеонаблюдения и разрабатывается профессиональное ПО, позволяющего точно и без мертвых зон рассчитать необходимый для каждого конкретного случая угол обзора и как следствие зону видимости.
На эффективность системы видеонаблюдения влияют все компоненты без исключения, даже те, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Речь пойдет об объективе видеокамеры. Именно от этого элемента во многом зависит четкость и качество картинки. Даже самая дорогая аппаратура с плохим объективом не справится с поставленной задачей, деньги будут потрачены зря. Внимательно изучите характеристики устройств, чтобы сделать правильный выбор.
Размер матрицы
К видеокамере с конкретной матрицей подбирают определенный объектив. Характеристика влияет на фактический размер картинки и указывается в дюймах. Объективы подбирают для камеры с такими же или меньшими параметрами, если подойдет крепление. Например, модель с размером матрицы 2/3 подходит для видеокамер 2/3, 1/3.
Фокусное расстояние
Характеристика измеряется в миллиметрах и показывает расстояние от матрицы камеры до объектива. Фокусное расстояние напрямую связано с углом обзора, то есть с площадью участка, который будет виден в кадре. Чем меньше миллиметров указано в параметрах модели, тем шире будет угол, и наоборот, большое фокусное расстояние означает охват небольшой территории.
Например, для видеонаблюдения на автомобильных парковках, в скверах, на площадях используют оборудование с фокусным расстоянием от 2 до 6 мм. Для систем, требующих детального изображения отдельных объектов, подходят устройства от 6 до 12 мм. Их используют на камерах, установленных в операционных залах банков, над кассами в магазинах и т. д.
Точнее определить характеристику можно по удаленности объекта наблюдения. Для этого существуют две формулы:
Соответствие дюймов и фактических размеров матрицы можно взять из таблицы.
Например, необходимо установить видеонаблюдение за крыльцом здания шириной 10 м. Видеокамеру с матрицей 1/3 дюйма монтируют на расстоянии 20 м. Получаем фокусное расстояние: F = 4,8 х 20/10 = 9,6 мм. Необходимо выбирать ближайшее значение фокусного расстояния в большую сторону. При этом важно, чтобы угол обзора был максимально широким, иначе в кадре кроме основного объекта не будет видно ничего вокруг.
Ниже в таблице представлены ориентировочные данные для выбора устройства. Они могут варьироваться в большую или меньшую сторону у разных производителей.
Фокусное расстояние, мм
Угол обзора
Дистанция распознавания, м
По вертикали
По горизонтали
2,8
90
120
2
3,5
63
79
3,4
4,0
48
65
3,8
5,5
40
55
6
6,0
32
42
6
8,0
24
32
8
12,0
17
22
12
25,0
8
11
25
50,0
4
5,5
50
Наглядно оценить качество картинки от камер с разными характеристиками поможет таблица с примерами кадров.
Угол обзора
Как уже было сказано выше, угол обзора определяет площадь участка, который сможет охватить видеокамера. Широкоугольные объективы позволяют наблюдать за крупными объектами с меньшей детализацией. Узкоугольные модели помогут разглядеть отдельные элементы в кадре, но зона охвата будет небольшой. Они хорошо подходят для установки над кассовыми аппаратами, банкоматами и т. д.
Несколько точных рекомендаций:
Взаимосвязь всех основных характеристик (фокусное расстояние, угол обзора, размер матрицы) представлена в таблице.
Фокусное расстояние
матрицы 1/3″
матрицы 1/4“
Угол обзора по
Угол обзора по
Угол обзора по
Угол обзора по
горизонтали
вертикали
горизонтали
вертикали
2.8 мм
82
65
65
52
2.9 мм
80
63
63
50
3 мм
77
62
62
48
3.5 мм
69
55
55
42
3.6 мм
67
53
53
41
3.7 мм
66
52
52
40
3.8 мм
65
51
51
38
4 мм
62
48
48
37
4.2 мм
60
46
46
36
4.4 ММ
57
45
45
34
4.5 ММ
56
44
44
33
5 мм
51
40
39
30
6 мм
43
33
33
25
7 мм
38
29
29
22
8 мм
34
25
25
19
8.8 мм
31
23
23
17.5
10 мм
27
20
20.5
15.4
12 мм
22.6
17
17
12.8
15 мм
18.2
13.7
13.7
10.3
16 мм
17.1
12.8
12.8
9.6
25 мм
8
11
7.3
5.5
50 мм
4
5.5
2.7
2.8
Вид объектива
Монофокальный, или фиксированный
Для фиксированных моделей характерна конкретная величина фокусного расстояния и угла обзора. Изменить параметры нельзя. Монофокальные устройства простые в использовании и недорогие. Они хорошо подходят для организации постоянного видеонаблюдения, где не придется переносить камеры с одного места на другое.
Вариофокальный
Основные характеристики объектива можно менять, настраивая четкость изображения. Диапазон регулировки производители указывают для каждого устройства, например, 3,6-8,0 мм. Существуют модели с автоматической и ручной фокусировкой. С их помощью можно «отсечь» от картинки все лишнее, определив наиболее важный участок, или наоборот, охватить всю территорию перед видеокамерой. Вариофокальные модели очень удобные в применении, но стоят дороже фиксированных.
Трансфокальные, или зум-объективы
Угол обзора и фокусное расстояние можно регулировать удаленно с пульта. Устройства также позволяют масштабировать зону видеонаблюдения, фокусировать камеру на каком-либо предмете, наводить резкость и т. д. Трансфокальные модели используют в роботизированных поворотных камерах PTZ (Pan-Tilt-Zoom).
Параметры диафрагмы
Диафрагма объектива регулирует объем светового луча, который проходит к видеоматрице. В простых моделях устройств диафрагма фиксированная. Если степень освещенности на объекте в течение суток значительно изменяется, то качество изображения будет плохим: в солнечные дни картинка будет засвечена, а в темное время объекты в кадре будут не различимыми.
Существуют объективы с автоматической диафрагмой. В таких устройствах установлен небольшой моторчик. Он управляет движением створок, сужая или расширяя просвет в зависимости от условий освещенности. Автоматическая диафрагма позволяет получать качественную картинку в разное время суток. Это особенно важно для наружных видеокамер.
При выборе также обращают внимание на число диафрагмы, которое называют светочувствительностью объектива. Чем меньше значение, тем шире открываются створки и тем лучше будет изображение при плохом освещении.
Мегапиксельные объективы: что это такое
Комплектующие предназначены специально для IP-камер. Мегапиксельные объективы характеризуются высокой контрастностью и разрешением. В конструкции таких моделей обычно установлены линзы сверхтонкой шлифовки, сочетания которых подбираются тщательным образом. Устройства дают качественное изображение практически без искажений, с хорошей детализацией, особенно в углах кадра. На многих изделиях установлены ИК-фильтры для коррекции цветопередачи в разное время суток.
Для правильного выбора объективов не всегда бывает достаточно поверхностных знаний. Необходимо разбираться в вопросе, иметь опыт работы с оборудованием. Это особенно важно для сложных структур, систем видеонаблюдения на ответственных объектах. Не стоит рисковать эффективностью охранного комплекса. Лучше всего обратиться за помощью в специализированную компанию.
