useful info for everyone

Эта информация очень важна и является основополагающей, поэтому выделяю ее в отдельный пост

Углы обзора и как их определить

Объективы с различным фокусным расстоянием дают различные углы обзора.
Довольно часто для оценки мы используем угол обзора по горизонтали, так как, зная его, можно
определить и угол обзора по вертикали — ведь видеосигнал формируется из соотношения 4:3 и это
же применимо к расчету горизонтального и вертикального углов обзора.

Вот несколько основных правил, которых следует придерживаться при анализе углов обзора:

• Чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора.
• Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора.
• Чем меньше ПЗС-матрица, тем меньше угол обзора (с тем же объективом).
• Если известен угол обзора по горизонтали, то легко определить угол обзора по вертикали.

Как уже упоминалось выше, угол около 30° считается стандартным углом зрения, каким бы ни
был формат изображения. Напомним: угол в 30° принимается стандартным, потому что он соот-
ветствует нашему восприятию перспективы и тому, как видит человеческий глаз.

Ниже приведены форматы изображений и соответствующие стандартные объективы для 30° гори-
зонтального угла обзора:

• 1 дюйм = 25 мм,
• 2/3 дюйма = 16мм,
• 1/2 дюйма = 12мм,
• 1/3 дюйма = 8 мм,
• 1/4 дюйма = 6 мм.

В видеонаблюдении самый большой угол зрения, предлагаемый производителями, составляет около
94°, что достигается на 4.8 мм для 2/3″ ПЗС-камеры, 3.5 мм для 1/2″ и 2.8 мм для 1/3″ камер (Если
специально не оговаривается, то обычно речь идет об угле обзора по горизонтали.).

Есть и особые объективы, дающие угол зрения почти 180° — объективы типа «рыбий глаз», но они очень
специфичны и дают только круглое (поэтому и называются «рыбий глаз») изображение на экране
(внутри области изображения ПЗС-матрицы)

Объективы по фокусному расстоянию имеют только дискретные значения, т.е. нельзя заказать любое значение, например, 5.8 мм или 14 мм. Так что полезно знать наиболее распространенные фокусные расстояния объективов:
2.6 мм, 3.5 мм, 4.8 мм, 6 мм, 8 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 50 мм и 75 мм.
Некоторые производители выпускают объективы 3.7 мм вместо 3.5 мм, или 5.6 мм вместо 6 мм, но значения очень близки и практически нет никакой разницы в угле обзора.

Что же такое фокусное расстояние объектива на практике? |

Это, пожалуй, один из самых часто задаваемых вопросов при проектировании систем видеонаблюдения. Для определения углов обзора используются различные методы, и какой из них вы выберете — дело ваше, был бы доволен заказчик.

Ниже следует список практических методов.

Калькулятор-видоискатель. Это обычно калькулятор круглой формы, поставляемый производителем объектива (спросите у своего поставщика); чтобы подобрать объектив, необходимо знать три вещи: размер ПЗС-матрицы, расстояние между телекамерой и объектом и ширину объекта. Этих трех величин достаточно, чтобы калькулятор выдал фокусное расстояние в миллиметрах.
Бывают калькуляторы такого же принципа в виде линейки.

Оптический видоискатель. Это устройство похоже на вариообъектив, но предназначен он не для
телекамеры, а для проектировщика видеосистемы. Когда вы находитесь на месте наблюдения, вы можете вручную настраивать угол обзора в соответствии с требованиями заказчика. На шкале видоискателя указывается фокусное расстояние объектива, которое даст такой же угол обзора на конкретном типе телекамеры (2/3″, 1/2″ или 1/3″). Чтобы видеть так же, как «увидит» телекамера, место наблюдения должно быть выбрано как можно ближе к тому месту, где будет установлена
телекамера. У этого прибора есть один недостаток: нельзя получить большой угол обзора, так как большинство оптических видоискателей обеспечивают фокусное расстояние только до 6 мм.

Переносная телекамера с трансфокатором (камкордер). Это довольно простой и практичес-
кий метод, особенно в наше время, когда есть такой огромный выбор камкордеров с встроенными
трансфокаторами. Нам необходимо знать размер ПЗС-матрицы камкордера, чтобы соотнести его
с размером ПЗС-матрицы телекамеры в проектируемой видеосистеме. Ясно, что хорошо иметь
камкордер с большим коэффициентом трансфокации, однако более важно, чтобы на его
объективе были нанесены значения фокусного расстояния. Когда мы используем камкордер на
месте установки телекамеры, у нас есть дополнительное преимущество: мы можем показать заказчику особенности установки и задокументировать его выбор (Более эффективным для этой цели является использование специального сервисного видеомонитора с питанием от аккумулятора и телекамеры с набором объективов, имеющих различные
фокусные расстояния).

Использование простой формулы. Может показаться, что это самый сложный способ определения углов обзора, но на самом деле он самый простой. В этой формуле используется подобие треугольников (см. рис). Это просто, а потому такой расчет легко выполнить в любой момент, как только возникнет такая необходимость. Единственное, что нужно помнить, это ширину ПЗС-матрицы, которая для наиболее часто используемых телекамер соответственно равна: 6.4 мм для 1/2″,
4.8 мм для 1/3″, и 3.4 для 1/4″ матрицы. Эта формула дает фокусное расстояние в миллиметрах:
f=cПЗСd/WОБЪЕКТ

определение фокусного расстояния

Можно воспользоваться аналогичной формулой в том случае, когда мы хотим найти фокусное
расстояние объектива, с помощью которого можно было бы видеть определенную высоту объекта,
но в этом случае вместо WПЗС и WОБЪЕКТ следует использовать hПЗС и hОБЪЕКТ, где h
обозначает высоту.

Использование более сложной формулы. Эта формула даст результирующий угол обзора в
градусах. Она основывается на элементарной тригонометрии и требует калькулятора или тригоно-
метрических таблиц.

вычисление угла обзора в градусах

Использование таблицы и/или графика. Ими легко пользоваться, но таблица или график всегда
должны быть под рукой.

<!– /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:»"; margin:0in; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:»Times New Roman»; mso-fareast-font-family:»Times New Roman»;} @page Section1 {size:8.5in 11.0in; margin:56.7pt 42.5pt 56.7pt 85.05pt; mso-header-margin:.5in; mso-footer-margin:.5in; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} –>

В этой таблице даются только горизонтальные углы обзора для конкретных объективов, так как это
требуется наиболее часто. Вертикальные углы легко определить, используя отношение сторон
ПЗС-матрицы, то есть разделив горизонтальный угол на 4 и умножив на 3 (С ЭТИМ нельзя согласить-
ся, так как арктангенс является нелинейной функцией. Прим. ред.).
(Следует отметить, что при использовании таблиц нужно применять интерполяцию, так как редко
требуемое значение точно соответствет значению, указанному в таблице. С другой стороны,
намного удобнее использовать специальные компьютерные программы, позволяющие автомати-
зировать указанные вычисления. Прим. ред.)