camera基礎概念之等效焦距 視場角的計算

2021-10-12 10:10:26 字數 3049 閱讀 5420

參考文章:大光圈背景虛化

隨意拿出一張手機拍攝的**。光圈、iso感光度、**時間、**補償這樣的引數都比較好理解,唯獨這個18mm焦距和括號裡面(等效35mm膠片焦距)讓不少人生疑。

圖1:柯達膠卷膠片中的等效35mm是指傳統膠片高度為35mm

35mm膠片,35mm指的是膠卷的高度為35mm,由於上下兩端有齒孔,所以有效高度為24mm,這種35mm膠片的單幅影象感光面積為24mm*36m,對角線是43.3mm, 厚度0.135mm, 35mm膠片fov為46度,焦距efl是50mm。柯達於2023年正式推出135柯達彩色膠卷。所以,135的那個1是指有別於可重複使用暗盒的一次性暗盒,135膠卷的完整定義則為「採用一次性暗盒的35mm膠片」。而不是因為其片基厚度為0.135公釐。

等效焦距(equivalent focal length)是與35mm全畫幅進行的乙個係數換算(原因就是最早的用於衡量的業界標準),之所以要進行轉換,是因為sensor尺寸多種多樣,同乙個鏡頭搭配不同尺寸的感光器件視場角是不一樣的,為了形成統一,採用等效焦距的概念進行衡量。

圖2:畫幅對比

等效焦距換算:

第一步:將手機感測器對角線尺寸(inch)由英吋換算成公釐(mm),inch轉mm係數:大於1/2 inch尺寸的sensor是16,小於或等於1/2的是18,數位相機用的是25.4。

第二步:(柯達35mm高標準膠卷的對角線43.3mm)/(手機攝像頭sensor對角線尺寸)=焦距係數。

第三步:手機實際焦距乘以焦距係數得到等效焦距。

小公尺10 ultra主攝應用題舉例:

已知條件:小公尺10 ultra主攝實際焦距=7mm,感測器對角線尺寸1/1.32inch,計算等效焦距。

答:標準膠卷對角線43.3mm, 1/1.32=0.76 inch,(0.76<1/2,得出轉換係數為16),因此小公尺10 ultra對角線長=1/1.32*16=12.12mm. 焦距係數=標準膠卷對角線長度/手機sensor對角線長度=43.3/12.12=3.57.

等效焦距=實際焦距 ∗

*∗ 焦距係數=7 ∗

圖3:等效焦距

換算的難點在於手機感測器的inch轉換mm的係數,正常我們1英吋=25.4 mm, 但是手機感測器inch轉換mm不是1英吋=25.4mm, 而是根據業界經驗值分兩種轉換方式:a,對應手機sensor對角線小於1/2 inch的1英吋=18 mm. b, 對應手機sensor對角線大於1/2 inch的1英吋=16 mm

圖4:等效焦距換算

圖5:傳統相機柯達35 mm高的膠片對應標準焦距 50mm.

以華為手機為例計算pixel與sensor size的換算關係:

定義:透鏡中心到光聚集之焦點的距離。

在sensor尺寸一定的情況下,焦距大小決定視場角,也就是能看到的範圍。(長焦鏡頭)焦距越長,視場角越小;(廣角鏡頭)焦距越短,視場角越大,對於人眼,雙眼的焦距將近35mm,能看到64°的視場;當用單眼的時候,焦距增加至50mm,只能看到46°的視場。

轉換公式:ang

le=2

∗arc

tan(

0.5∗

43.27/f

)angle=2*arctan(0.5*43.27/f)

angle=

2∗ar

ctan

(0.5

∗43.

27/f

)求出的angle是弧度角,如果轉換為非弧度,轉換公式如下:

θ

=360/p

i∗an

gle\theta = 360/pi*angle

θ=360/

pi∗a

ngle

視場角由焦距f

ff、sensor尺寸所決定,可以參考下圖。

手機1x常規配置是78度視場角,等效焦距為27 mm,也就是業界常說的wide鏡頭。而超廣角各個廠商的規格多少有些差別,最大可以做到12 mm的等效焦距,其視場角大小為 121度。在知道sensor硬體規格之後,如何確定camera apk介面端所設定的倍率大小呢?

按照邏輯來說wide camera的等效焦距如果是27 mm, ultra wide 0.44x所對應的有效焦距就應該是0.44∗27

=12mm

0.44 * 27=12 mm

0.44∗2

7=12

mm,那麼反過來知道wide 和ultra wide的等效焦距可以計算實際倍率設定:12mm

/27mm

=0.444

12mm/ 27 mm = 0.444

12mm/2

7mm=

0.44

4參考相機的等效焦距計算:

相機畫幅究竟是什麼,全畫幅和半畫幅有什麼區別:

等效焦距是什麼?:

相機等效焦距和視場角計算:

等效焦距:

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