Объектив "рыбий глаз" - Википедия - Fisheye lens

Рыбий глаз
Nikon 1 V1 + Fisheye FC-E9 01.jpg
Представлено в1924
АвторДерево (1905),[1] Бонд (1922),[2] и Хилл (1924)[3]
СтроительствоВар. элементы в Var. группы

А объектив рыбий глаз является сверхширокоугольный объектив что производит сильные визуальное искажение предназначен для создания широкого панорамный или же полусферический изображение.[4][5]:145 Объективы "рыбий глаз" достигают чрезвычайно широкого углы обзора. Вместо создания изображений с прямыми линиями перспективы (прямолинейные изображения ), линзы типа «рыбий глаз» используют специальное отображение (например: равносторонний угол ), что придает изображениям характерный выпуклый непрямолинейный вид.

Круглая фотография Ауде Керк Амстердам с рыбьим глазом

Период, термин рыбий глаз был придуман в 1906 году американским физиком и изобретателем Роберт В. Вуд основанный на том, как рыба увидит сверхширокое полушарие из-под воды (явление, известное как Окно Снеллиуса ).[1][5]:145 Их первое практическое использование было в 1920-х годах для использования в метеорология[3][6] изучать образование облаков, дав им название «линзы всего неба». Угол обзора линзы «рыбий глаз» обычно составляет от 100 до 180 градусов.[4] в то время как фокусные расстояния зависит от формат фильма они предназначены для.

Массовое производство линзы рыбий глаз для фотография впервые появился в начале 1960-х[7] и обычно используются из-за их уникального искаженного внешнего вида. Для популярных 35 мм пленка формата, типичные фокусные расстояния линз типа «рыбий глаз» составляют от 8 мм до 10 мм для круглых изображений и 15–16 мм для полнокадровых изображений. Для цифровых фотоаппаратов, использующих меньшие электронные устройства формирования изображения, такие как1⁄4"и1⁄3»формата ПЗС- или КМОП-сенсоров, фокусное расстояние« миниатюрных »линз типа« рыбий глаз »может составлять от 1 до 2 мм.

Эти типы линз также имеют другие применения, такие как повторное проецирование изображений, которые были первоначально сняты через объектив типа «рыбий глаз» или созданы с помощью компьютерной графики, на полусферические экраны. Объективы «рыбий глаз» также используются для научной фотографии, например для записи Аврора и метеоры, а также для изучения геометрии растительного покрова и расчета приземных солнечная радиация. Возможно, они чаще всего встречаются как дверной глазок дверные глазки, чтобы дать пользователю широкое поле зрения.

История и развитие

"Vue circaire des montagnes qu'on découvre du sommet du Glacier de Buet", Гораций-Бенедикт де Соссюр, Voyage dans les Alpes, precédés d'un essai sur l'histoire naturelle des environs de Geneve. Невшатель, 1779–96, пл. 8.

Панорамы с искажением «рыбий глаз» появились раньше, чем фотографии и объектив «рыбий глаз». В 1779 г. Гораций Бенедикт де Соссюр опубликовал свой взгляд на Альпы «рыбьим глазом»: «Все объекты нарисованы в перспективе из центра».[8]

Ведро (вверху) и улучшенная (внизу) камера
Первое известное изображение «рыбий глаз», полученное в 1905 году с помощью аппарата Вуда с ведром.
Рисунки 1 и 2 из статьи Вуда 1906 г.[1]

В 1906 году Вуд опубликовал статью, в которой подробно описал эксперимент, в котором он построил камеру в заполненном водой ведре, начиная с фотопластинки на дне, короткофокусной линзы с точечной диафрагмой, расположенной примерно на полпути вверху ведра, и листа пленки. стекло по краю для подавления ряби на воде. Эксперимент был попыткой Вуда «выяснить, как внешний мир кажется рыбам», и поэтому статья была названа «Виды рыбьим глазом и видение под водой».[1] Впоследствии Вуд построил улучшенную «горизонтальную» версию камеры без объектива, вместо этого используя отверстие в стенке резервуара, заполненного водой, и фотографическую пластинку. В тексте он описал третью камеру «Рыбий глаз», изготовленную из листовой латуни, основным преимуществом которой было то, что эта камера была более портативной, чем две другие камеры, и была «абсолютно герметичной».[1] В своем заключении Вуд подумал, что «устройство сфотографирует все небо, [так что] регистратор солнечного света можно было бы сделать на этом принципе, который не потребовал бы настройки на широту или месяц», но также иронично отметил «виды, использованные для иллюстрации эта бумага отчасти напоминает «уродливые» журнальные картинки ».[1]

Полусферическая линза Бонда (1922 г.)

У.Н. Бонд описал усовершенствование аппарата Вуда в 1922 году, в котором резервуар с водой был заменен простой стеклянной линзой с полусферическим резервуаром, что сделало камеру значительно более портативной. Фокусное расстояние зависело от показателя преломления и радиуса полусферической линзы, а максимальная апертура составляла приблизительно ж/ 50; это не было исправлено для Хроматическая аберрация и проецировал искривленное поле на плоскую пластину. Бонд отметил, что новый объектив можно использовать для записи облачного покрова или ударов молний в заданном месте.[2] Полусферическая линза Бонда также уменьшила потребность в диафрагме-точечном отверстии для обеспечения резкого фокуса, поэтому время экспозиции также сократилось.[9]

Hill Sky Lens

Хилл / Бек "Sky Lens" (1923, GB 225 398)[10]

В 1924 году Робин Хилл впервые описал объектив с охватом 180 °, который использовался для обзора облаков в сентябре 1923 года.[3] Объектив, разработанный Хиллом и R. & J. Beck, Ltd., был запатентован в декабре 1923 г.[10] Теперь Hill Sky Lens считается первым объективом типа «рыбий глаз».[5]:146 Хилл также описал три различные функции отображения линз, предназначенные для захвата всего полушария (стереографическое, эквидистантное и ортогональное).[3][11] Искажение неизбежно в объективе, который охватывает угол обзора, превышающий 125 °, но Хилл и Бек заявили в патенте, что стереографическая или эквидистантная проекция были предпочтительными функциями картографии.[10] Трехэлементная конструкция линз из трех групп использует сильно расходящиеся мениск линзы в качестве первого элемента, обеспечивающего широкий обзор, за которым следует система собирающих линз для проецирования изображения на плоскую фотопластинку.[10]

Объектив Hill Sky Lens был установлен на камера всего неба, обычно используется парами, разделенными расстоянием 500 метров (1600 футов) для стереоизображение, и оснащен красным фильтром для контраста; в исходной форме объектив имел фокусное расстояние 0,84 дюйма (21 мм) и создавал изображение диаметром 2,5 дюйма (64 мм) при ж/8.[12] Конрад Бек описал камеру в статье, опубликованной в 1925 году.[13] По крайней мере, один был реконструирован.[14]

Немецкие и японские разработки

Schulz / AEG Weitwinkelobjektiv (1932, DE 620538)[15]

В 1932 году немецкая фирма Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AG (AEG) подала заявку на патент на Weitwinkelobjektiv (широкоугольный объектив), 5-элементную, 4-групповую разработку объектива Hill Sky Lens.[5]:148 [15] По сравнению с объективом Hill Sky Lens 1923 года, Weitwinkelobjektiv 1932 года имел два расходящихся элемента мениска перед остановкой и использовал цементированную ахроматическую группу в сходящейся секции.[15] Миямото благодарит доктора Ханса Шульца за дизайн Weitwinkelobjektiv.[11] Базовая запатентованная конструкция была произведена для облачной записи как 17 мм. ж/6.3 линза,[16] и художник, известный как Умбо использовал объектив AEG в художественных целях, с фотографиями, опубликованными в выпуске журнала 1937 г. Volk und Welt.[17]

AEG Weitwinkelobjektiv лег в основу более позднего Fish-eye-Nikkor 16 мм. ж/ 8 образца 1938 года, который использовался в военных и научных (облачность) целях.[16][18] Nikon, у которой был контракт на поставку оптики для Императорский флот Японии, возможно, получил доступ к конструкции AEG под Пакт Стали.[18] После войны этот объектив был соединен с фотоаппаратом среднего формата и был произведен в слегка измененной форме (фокусное расстояние увеличилось до 16,3 мм) как «Камера записи изображения неба» в марте 1957 года для правительства Японии.[19] за которым последовал коммерческий выпуск камеры Nikon Fisheye Camera (также известной как «Nikon Sky Camera» или «Nikon Cloud Camera») в сентябре 1960 г., розничная цена которой составляла ¥200,000 (эквивалент 1 130 000 иен в 2019 году).[20] Обновленная линза создавала круглое изображение диаметром 50 мм (2,0 дюйма) и покрывала полное полусферическое поле 180 °.[21] Было произведено всего 30 экземпляров Nikon Fisheye Camera, из которых 18 были проданы покупателям, главным образом в США; Скорее всего, Nikon уничтожил оставшиеся запасы, чтобы избежать штрафов.[22] Фотография прыгун с шестом Боб Гутовски снято камерой Fisheye Camera, опубликовано в Жизнь в 1957 г.[23]

Рихтер / Цейсс Плеон (1938, US 2247068)[24]

Также в 1938 году Роберт Рихтер из Carl Zeiss AG запатентовал 6-элементную 5-групповую линзу Pleon,[24] который использовался для воздушного наблюдения во время Второй мировой войны. Сходящаяся задняя группа Pleon была симметричной, напоминающей четырехэлементную. Топогон дизайн, также разработанный Рихтером для Zeiss в 1933 году. Испытания на захваченном объективе после войны показали, что Pleon обеспечивает эквидистантную проекцию, чтобы покрыть поле примерно 130 °, а негативы были напечатаны с использованием специального выпрямляющего увеличителя для устранения искажений.[5]:149 [25] Плеон имел фокусное расстояние примерно 72,5 мм с максимальной апертурой ж/ 8 и использовал плоско-вогнутый передний элемент диаметром 300 мм (12 дюймов); изображение на негативе было приблизительно 85 мм (3,3 дюйма) в диаметре.[25]

Merté / Zeiss Sphaerogon (1935, DE 672393[26] и 2 126 126 долларов США)[27]

35 мм развертка

Примерно в то же время, когда Шульц разрабатывал Weitwinkelobjektiv в AEG, Вилли Мерте [де ] Компания Zeiss разрабатывала Sphaerogon, который также был разработан для охвата поля зрения 180 °.[26][27] В отличие от Weitwinkelobjektiv, Sphaerogon Мерте не ограничивался камерами среднего формата; прототипы Sphaerogon были построены для Contax I фотоаппарат миниатюрного формата. Первый прототип линз Sphaerogon имел максимальную апертуру ж/ 8, но более поздние примеры были вычислены на полстопа быстрее, чтобы ж/6.8.[28] Несколько прототипов линз Sphaerogon были обнаружены как часть коллекции линз Zeiss, захваченной Армейский корпус связи в качестве военных репараций 1945 года;[29] Коллекция, которую фирма Zeiss хранила в качестве записи своих разработок, позже была задокументирована Мерте, бывшим руководителем отдела оптических вычислений CZJ, работавшим под началом офицера связи Эдварда Капреляна.[30][31]

Фотокамера Nikon Fisheye была снята с производства в сентябре 1961 г.[19] а в 1962 году компания Nikon представила первый серийный объектив «рыбий глаз» для миниатюрных фотоаппаратов.[11] Рыбий глаз-Никкор 8 мм ж/8,[32] что потребовало наличия зеркала на его Nikon F и Никкормат камеры должны быть заблокированы перед установкой объектива. До начала 1960-х годов объективы типа «рыбий глаз» использовались в основном профессиональными и научными фотографами, но появление «рыбьего глаза» для формата 135 увеличило его популярность.[33] Nikkor 8 мм ж/ 8 имеет поле зрения 180 ° и использует 9 элементов в 5 группах; это фиксированный фокус и встроенные фильтры, предназначенные в основном для черно-белой фотографии. Исследования показывают, что было построено менее 1400 линз.[34]

Впоследствии компания Nikon выпустила еще несколько знаковых круглых объективов типа «рыбий глаз» с байонетом Nikon F в 1960-х и 70-х годах:

  • 10 мм ж/5.6 OP (1968), первый объектив «рыбий глаз» с ортогональной проекцией, а также первый объектив с асферическим элементом[35]
  • 6 мм ж/5.6 (1969), первый «рыбий глаз» с углом обзора 220 °;[7] Интересно, что в патенте, прилагаемом к этому объективу, описана конструкция объектива с полем зрения 270 °.[36] 6,2 мм ж/5.6 SAP «Рыбий глаз» позже был произведен в ограниченном количестве с асферической поверхностью, охватывающей поле зрения 230 °.[37]
  • 8 мм ж/2.8 (1970), первый круглый рыбий глаз с переменным фокусом, автоматической диафрагмой и зеркальным обзором (блокировка зеркала больше не требуется).[7]
Fish-eye Takumar 11/18 мм на современной зеркальной фотокамере Pentax K-1

Тем временем другие японские производители разрабатывали так называемые полнокадровые или диагональные «рыбий глаз», которые обеспечивали угол обзора примерно 180 ° по диагонали кадра пленки. Первым таким диагональным «рыбьим глазом» стал Fish-eye Takumar 18 мм. ж/ 11, выпущенный компанией Pentax (Asahi Optical) в 1962 году,[37][38][39] за ним следует чуть более быстрый UW Rokkor-PG 18 мм ж/ 9,5 от Minolta в 1966 году.[40] Оба они были рефлекторным и фиксированным фокусом, и Pentax и Minolta в 1967 году разработали более светосильные линзы с переменным фокусом (Super Fish-eye-Takumar 17 мм. ж/4)[41] и 1969 г. (Роккор-ОК 16 мм ж/2.8),[42][43] соответственно. 16 мм Rokkor позже был принят Leica как Fisheye-Elmarit-R (1974), а затем преобразован в автофокус (1986) для Альфа-система. По состоянию на 2018 год, та же базовая оптическая конструкция все еще продается как Sony SAL16F28.

Дизайн

Типы использования формата
круговойобрезанный кругполнокадровый
3-2-round.png3-2-обрезанный.png3-2-fullFrame.png
3:2Датчик 52%78% FOV, датчик 92%59% FOV
4:3Датчик 59%86% FOV, 90% датчик61% FOV
Пеленг 8мм Fisheye 8225.jpg
Круглый рыбий глаз на 35 мм
 		Сигма 10 мм F2,8 EX DC HSM Fisheye.jpg
Полнокадровый рыбий глаз с элементарной блендой объектива
 
Представьте себя мухой VLT.jpg
ESO с VLT изображение, полученное с помощью круглой линзы «рыбий глаз».		Белки 0048.jpg
Круглый рыбий глаз 35 мм с DX-формат -камера
 		Vlg shop.jpg
Полнокадровый рыбий глаз в замкнутом пространстве (Никкор 10,5 мм)

В круглая линза рыбий глаз, то круг изображения является вписанный в пленка или сенсорная область; в полнокадровый объектив "рыбий глаз" круг изображения ограниченный вокруг пленку или сенсорную область.

Кроме того, разные линзы типа "рыбий глаз" искажают изображения по-разному, и способ искажения называется их функция отображения. Обычным типом для потребительского использования является Equiтелесный угол.

Хотя есть цифровые эффекты «рыбий глаз», доступные как в камере, так и в виде компьютерного программного обеспечения, они не могут расширить угол обзора исходных изображений до очень большого, как у настоящих объективов «рыбий глаз».

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние определяется угловым охватом, конкретной используемой функцией отображения и необходимыми размерами окончательного изображения. Фокусные расстояния для популярных любительских камер рассчитываются как:

Расчетные фокусные расстояния рыбий глаз[а]
 СтереографическийРавноудаленныйРавновесный уголОрфографический
Функция обратного отображения[44]
Круговой[b]APS-C ( = 8,4 мм)4.25.35.98.4
135 ( = 12 мм)6.07.68.512.0
6×6 ( = 28 мм)14.017.819.828.0
Полнокадровый[c]APS-C ( = 15,1 мм)7.59.610.615.1
135 ( = 21,7 мм)10.813.815.321.7
6×6 ( = 39,6 мм)19.825.228.039.6
Примечания
  1. ^ Предполагается максимум 180 ° угол обзора для функции отображения,
  2. ^ Для круговых рыбий глаз максимальный размер составляет половину длины самой короткой стороны.
  3. ^ Для полнокадровых объективов "рыбий глаз" максимальный размер составляет половину длины диагонали.

Круглый рыбий глаз

Первыми типами линз типа «рыбий глаз», которые были разработаны, были «круглые рыбий глаз» - линзы, которые принимали полусферу на 180 ° и проецировали ее в виде круга в кадре пленки. Некоторые круглые рыбий глаз были доступны в орфографическая проекция модели для научных приложений. У них есть 180 ° вертикальный угол обзора, а также угол обзора по горизонтали и диагонали 180 °. По конструкции большинство круглых линз типа «рыбий глаз» закрывают меньший круг изображения, чем прямолинейные линзы, поэтому углы оправы будут полностью темными.

В настоящее время Sigma производит объектив «рыбий глаз» диаметром 4,5 мм, который захватывает поле зрения на 180 градусов на теле растения.[45] Sunex также производит объектив «рыбий глаз» 5,6 мм, который обеспечивает круговое поле зрения в 185 градусов на зеркальных камерах Nikon с 1,5-кратным увеличением и Canon с 1,6-кратным увеличением.

Fisheye-Nikkor 6mm f / 2.8 установлен на Nikon F2 в Музей Nikon.

Nikon изготовила круговую линзу типа «рыбий глаз» диаметром 6 мм, которая изначально была предназначена для экспедиции на Антарктида. Он имел поле обзора 220 градусов, предназначенное для захвата всего неба и окружающей земли, если направить его прямо вверх. Этот объектив больше не производится компанией Nikon,[46] и в настоящее время используется для создания интерактивных изображений виртуальной реальности, таких как QuickTime VR и IPIX. Из-за очень широкого поля зрения он очень большой и громоздкий - весит 5,2 кг (11 фунтов), имеет диаметр 236 миллиметров (9,3 дюйма), длину 171 миллиметр (6,7 дюйма) и угол обзора. 220 градусов. Он затмевает обычную 35-мм зеркальную камеру.[47] и имеет собственную точку крепления штатива, что обычно наблюдается в больших длиннофокусный или же телеобъективы уменьшить нагрузку на крепление объектива потому что объектив тяжелее фотоаппарата. Объектив встречается крайне редко.[48]

Объектив рыбий глаз Laowa 4 mm f / 2,8 от производителя Venus Optics

Однако есть и новые разработки японского производителя. Entaniya для Стандарт Micro Four Thirds, которые обеспечивают угол обзора 250 градусов с объективами с фокусным расстоянием от 2,3 миллиметра (0,091 дюйма) до 3,6 мм (0,14 дюйма), отверстие от f / 2,8 до f / 4,0, весом 1,6 килограмма (3,5 фунта), диаметром 120 миллиметров (4,7 дюйма) и длиной менее 100 миллиметров (3,9 дюйма).[49] В 2018 г. Venus Optics представила объектив "рыбий глаз" 210 ° для системы Micro Four Thirds.[50]

Объектив типа «рыбий глаз» 8 мм, также производства Nikon, оказался полезным для научных целей из-за его эквидистантной (равноугольной) проекции, в которой расстояние по радиусу кругового изображения пропорционально зенитный угол.

Полнокадровый рыбий глаз

Поскольку объективы «рыбий глаз» стали популярными в общей фотографии, компании-производители камер начали производить объективы «рыбий глаз», которые увеличивали круг изображения, чтобы покрыть всю прямоугольную рамку, так называемый «полнокадровый рыбий глаз».[51]

Угол изображения, создаваемый этими объективами, составляет всего 180 градусов при измерении от угла до угла: у них 180 °. диагональ угол обзора, при этом горизонтальный и вертикальный углы обзора будут меньше; для полнокадрового «рыбьего глаза» с равным углом 15 мм угол обзора по горизонтали будет 147 °, а по вертикали - 94 °.[52]

Одним из первых серийно выпускаемых полнокадровых объективов «рыбий глаз» стал Fisheye-Nikkor 16mm. ж/3.5, сделано Nikon в начале 1970-х гг. Цифровые камеры с APS-C Для датчиков размера требуется объектив 10,5 мм (или, для камер Canon APS-C, объектив 10 мм), чтобы получить тот же эффект, что и объектив 16 мм на камере с полнокадровым датчиком.[53]

Миниатюрные линзы рыбий глаз

Миниатюрные цифровые фотоаппараты, особенно при использовании в качестве камеры наблюдения, часто имеют линзы типа «рыбий глаз» для максимального охвата. Миниатюрные линзы типа «рыбий глаз» разработаны для малоформатных ПЗС / КМОП-формирователей изображений, обычно используемых в потребительских камерах и камерах безопасности.[54][55] Популярный формат датчика изображения используемые размеры включать1⁄4", ​1⁄3", и1⁄2". В зависимости от активной области датчика изображения тот же объектив может формировать круглое изображение на датчике изображения большего размера (например,1⁄2"), и полный кадр на меньшем (например,1⁄4").

Примеры и конкретные модели

Объективы Fisheye для камер APS-C

Датчик изображения APS-C, используемый в камерах Canon, имеет размер 22,3 × 14,9 мм (0,88 × 0,59 дюйма) или 26,82 мм (1,056 дюйма) по диагонали, что немного меньше размера датчика, используемого другими популярными производителями камер с Датчики APS-C, такие как Fuji, Minolta, Nikon, Pentax и Sony. Другие распространенные датчики APS-C имеют диапазон от 23,6 до 23,7 мм (от 0,93 до 0,93 дюйма) на длинной стороне и 15,6 мм (0,61 дюйма) на более короткой стороне, для диагонального измерения от 28,2 до 28,4 мм (от 1,11 до 1,12 дюйма) .

Круглые линзы APS-C типа «рыбий глаз»

Полнокадровые объективы APS-C «рыбий глаз»

Объективы Zoom APS-C «рыбий глаз»

Объективы рыбий глаз для 35-мм фотоаппаратов

Круглый рыбий глаз

Круглый объектив «рыбий глаз» Пеленг 8 мм.

Полнокадровый рыбий глаз

  • Canon EF 15 мм ж/2.8 (снято с производства)
  • Canon Fisheye FD 15 мм ж/2,8 (старый объектив, не работает с байонетом EF)
  • Fuji Photo Film Co. EBC Fujinon Fish Eye 16mm F2.8 (крепления m42 и X-Fujinon) (снято с производства)
  • Minolta AF 16 мм ж/2.8
  • Сигма 15 мм ж/2.8 EX DG Диагональный рыбий глаз
  • Fisheye-Nikkor AF 16 мм ж/2,8 D
  • Samyang 12 mm f / 2.8 ED AS NCS диагональный рыбий глаз
  • Объектив Zenitar 16 mm f / 2.8 Fisheye

Увеличить рыбий глаз

  • Canon EF 8–15 мм f / 4L Fisheye USM - объектив можно использовать как полнокадровый, так и круглый «рыбий глаз» на 35-миллиметровой полнокадровой пленке или зеркалке, такой как камеры 5D (Mark I - IV); его можно использовать только как обрезанный круг или как полнокадровый «рыбий глаз» на цифровых зеркальных фотокамерах EOS с датчиками размера APS-C / H (блокировка зума включена).
  • Nikon AF-S Fisheye Nikkor 8–15 мм f / 3,5–4,5E ED - этот объектив, разработанный для полнокадровых зеркальных фотокамер Nikon FX, представляет собой круглый «рыбий глаз» на коротком конце диапазона зумирования и становится полнокадровым «рыбьим глазом» на более длинном. фокусные расстояния.
  • Tokina AT-X 10–17 мм f3.4-4.5 AF DX - зум-объектив типа «рыбий глаз», разработанный для камер с матрицей APS-C. Он также продается как версия NH, которая поставляется без встроенной бленды объектива, тогда объектив «рыбий глаз» можно использовать на полнокадровых камерах. Объектив также продается под брендом Pentax.
  • Pentax F 17–28 мм 1: 3,5–4,5 Fisheye - объектив был создан для полнокадровых пленочных фотоаппаратов, чтобы заменить 16 мм f / 2,8 в эпоху автофокусировки. Он начинается с 17-миллиметрового полнокадрового «рыбьего глаза» и доходит до конца экскурсии в виде переискаженных 28-миллиметровых изображений. Задумывался как объектив со спецэффектами и никогда не имел больших продаж.[56][нужна цитата ]
  • Pentax DA 3,5-4,5 / 10-17 ED IF Fisheye предназначен для камер формата APS-C, но может использоваться и на полнокадровом после небольшой модификации бленды.

Образцы изображений

  • Образ Лувр вход в музей снят на 7,5 мм ж/5.6 круглый объектив Nikkor с рыбий глаз

  • Рыбий глаз использовался для захвата всей комнаты Дома главы Собора Уэллса.

  • Canon 8–15 мм зум при 8 мм BMW M3

  • Изображение, снятое с помощью полнокадрового объектива «рыбий глаз» 16 мм до и после переназначения на прямолинейный перспектива.[n 1]

  • Сравнение обычной (прямолинейной) функции отображения с четырьмя различными функциями отображения «рыбий глаз» при постоянном фокусном расстоянии.

Другие приложения

Кривые ESO Штаб через объектив «рыбий глаз».[57]
  • Много планетарии теперь используйте объективы типа «рыбий глаз» для проецирования ночного неба или другого цифрового контента на внутреннюю часть купола.
  • Линзы типа "рыбий глаз" используются в POV порнографии чтобы объекты, находящиеся прямо перед камерой, выглядели больше.
  • Симуляторы полета а в визуальных боевых симуляторах используются проекционные линзы «рыбий глаз», чтобы создать иммерсивную среду для обучения пилотов, авиадиспетчеров или военнослужащих.
  • Точно так же IMAX купол (ранее «OMNIMAX») формат кинофильмов включает в себя фотосъемку через круглый объектив «рыбий глаз» и проецирование через него на полусферический экран.
  • Ученые и менеджеры ресурсов (например, биологи, лесники и метеорологи) используют линзы типа «рыбий глаз» для полусферическая фотография для расчета показателей растительного покрова и приземной солнечной радиации. Приложения включают оценку состояния леса, характеристику бабочка монарх места зимнего ночевки и управление виноградники.
  • Астрономы используют линзы «рыбий глаз», чтобы запечатлеть облачный покров и световое загрязнение данные.
  • Фотографы и видеооператоры используют объективы типа «рыбий глаз», чтобы они могли поднести камеру как можно ближе к съемке действий, одновременно снимая контекст, например скейтбординг сосредоточить внимание на доске и при этом сохранить изображение фигуриста.
  • «Глаз» HAL 9000 компьютер из 2001: Космическая одиссея был построен с использованием Fisheye-Nikkor 8 мм. ж/ 8 линз.[58] Точка зрения HAL была снята с помощью линзы Fairchild-Curtis, которая изначально была разработана для фильмов в Синерама Формат купола 360.[59]
  • Первое музыкальное видео, которое было снято полностью с объективом «рыбий глаз», было для Beastie Boys песня "Держи это сейчас, ударил "в 1987 году.
  • В Компьютерная графика, круглые изображения "рыбий глаз" можно использовать для создания карты окружающей среды из физического мира. Одно полное 180-градусное широкоугольное изображение «рыбий глаз» умещается на половине кубического картографического пространства с использованием правильного алгоритма. Карты окружения могут использоваться для визуализации 3D-объектов и виртуальных панорамных сцен.
  • Многие личные метеостанция онлайн-камеры по всему миру загружают изображения «рыбий глаз» с текущими местными условиями неба, а также покадровую съемку предыдущего дня с климатическими условиями, такими как температура, влажность, ветер и количество осадков.[60]

Функция отображения

Объектив помещает объект на изображение в соответствии с функция отображения линзы. Функция отображения дает , положение объекта от центра изображения в зависимости от , фокусное расстояние и , угол от оптической оси. измеряется в радианы.

Сравнение функций отображения
ПредметPeterW zt 1.png
Оригинальный туннель для фотографирования, камера смотрит изнутри центра на левую стену.
 НормальныйРыбий глаз[61][44]
ПрямолинейныйСтереографический[62]РавноудаленныйРавновесный уголОрфографический
Другие именагномонический, перспективный, условныйпанорамный, соответствующий, планисфералинейный, линейно-масштабныйравновеликийортогональный
ИзображениеPeterW zt 2.pngPeterW zt 4.pngPeterW zt 5.pngPeterW zt 6.pngPeterW zt 7.png
Функция отображения[44][а]
ПримечанияРаботает как камера-обскура. Прямые линии остаются прямыми (без искажений). должно быть меньше 90 °. Угол раскрытия измеряется симметрично оптической оси и должен быть меньше 180 °. Большие углы раскрытия диафрагмы сложно проектировать, что приводит к высоким ценам.Сохраняет углы. Такое отображение было бы идеальным для фотографов, поскольку оно не так сильно сжимает краевые объекты. Самьянг является единственным производителем объективов типа «рыбий глаз», но они доступны под разными торговыми марками. Это отображение легко реализуется программно.Выдерживает угловые расстояния. Практичен для измерения углов (например, звездных карт). PanoTools использует этот тип сопоставления.Поддерживает поверхностные отношения. Каждый пиксель соответствует равному телесный угол, или равную площадь на единичная сфера. Выглядит как зеркальное отображение на шаре, лучший спецэффект (простые расстояния), подходит для сравнения площадей (определение степени облачности). Этот тип популярен, но он сжимает краевые объекты. Цены на эти линзы высокие, но не экстремальные.Поддерживает планарную освещенность. Похоже на шар с окружением, лежащим на <макс. Угол раскрытия 180 °. Сильно искажено по краю изображения, но изображение в центре менее сжато.
Примеры[63][64][65](многочисленные)
  • Самьянг ж = 7,5 мм ж/2.8
  • Самьянг ж = 8 мм ж/2.8
  • Самьянг ж = 12 мм ж/2.8
  • Canon ж = 7,5 мм ж/5.6
  • Прибрежная оптика ж = 7,45 мм ж/5.6
  • Никкор ж = 6 мм ж/2.8
  • Никкор ж = 7,5 мм ж/5.6
  • Никкор ж = 8 мм ж/2.8
  • Никкор ж = 8 мм ж/8.0
  • Пеленг ж = 8 мм ж/3.5
  • Роккор ж = 7,5 мм ж/4.0
  • Сигма ж = 8 мм ж/3.5
  • Canon ж = 15 мм ж/2.8 (1988)
  • Минолта ж = 16 мм ж/2.8 (1971)
  • Никкор ж = 10,5 мм ж/2.8[b]
  • Никкор ж = 16 мм ж/2.8 (1995)
  • Сигма ж = 4,5 мм ж/2.8
  • Сигма ж = 8 мм ж/4.0[c]
  • Сигма ж = 15 мм ж/2.8 (1990)
  • Зуйко ж = 8 мм ж/2.8
  • Никкор ж = 10 мм ж/5.6 OP
  • Ясухара Мадока180 ж = 7,3 мм ж/4
Подробности
  1. ^ Особый случай , куда . Некоторые "рыбий глаз", например AF Nikkor DX 10,5 мм ж/2.8 имеют немного разные значения для и .
  2. ^ Для этого объектива и , определяется эмпирически.[66]
  3. ^ В этом случае, и .[66]

Другие функции отображения (например, Паноморф Линзы) также возможны для увеличения внеосевого разрешения линз типа «рыбий глаз».

С помощью соответствующего программного обеспечения криволинейные изображения, полученные с помощью объектива «рыбий глаз», можно преобразовать в обычное прямолинейный проекция. Хотя это влечет за собой некоторую потерю деталей по краям кадра, этот метод позволяет получить изображение с полем обзора больше, чем у обычного прямолинейного объектива. Это особенно полезно для создания панорамные изображения.

Все типы линз типа «рыбий глаз» изгибаются по прямым линиям. Углы раскрытия 180 ° и более возможны только при большом количестве бочкообразное искажение.

Смотрите также

Часть серии по
Графическая проекция
Аксонометрическая проекция.svg

Примечания

  1. ^ Камера: цифровая зеркальная фотокамера формата 35 мм, инструмент для редактирования: Инструменты панорамы

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Вуд, Р. В. (Август 1906 г.). "Рыбий глаз и видение под водой". Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал. 6. XII (LXVIII): 159–161. Дои:10.1080/14786440609463529.
  2. ^ а б Бонд, В. Н. (ноябрь 1922 г.). «Широкоугольный объектив для записи в облако». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал. 6. XLIV (CCLXIII): 999–1001. Дои:10.1080/14786441208562576. Получено 6 ноября 2018.
  3. ^ а б c d Хилл, Робин (июль 1924 г.). «Объектив для фотографирования всего неба». Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества. 50 (211): 227–235. Bibcode:1924QJRMS..50..227H. Дои:10.1002 / qj.49705021110.
  4. ^ а б Генри Хоренштейн (20 апреля 2005 г.). Черно-белая фотография: Основное руководство. Маленький, Браун. п.55. ISBN  9780316373050.
  5. ^ а б c d е Рудольф Кингслейк (1989-10-28). "Перевёрнутые телеобъективы: II. Объектив" рыбий глаз ". История фотографического объектива. С. 145–150. ISBN  9780124086401.
  6. ^ Дэвид Брукс (1982). Объективы и аксессуары для объективов: руководство фотографа. п. 29. ISBN  9780930764340.
  7. ^ а б c Стаффорд, Саймон; Хиллебранд, Руди; Хаушильд, Ханс-Иоахим (2004). Новый компендиум Nikon. Жаворонки. С. 209–210. ISBN  1-57990-592-7.
  8. ^ Вероника делла Дора, «Горы как видение: от горы искушений до Монблана», в книге Эмили Гётч, Горы, подвижность и движение, 2017, ISBN  1137586354, п. 205
  9. ^ McGuffie, K .; Хендерсон-Селлерс, А. (октябрь 1989 г.). "Почти век" изображений "облаков над куполом всего неба". Бюллетень Американского метеорологического общества. 70 (10): 1243–1253. Дои:10.1175 / 1520-0477 (1989) 070 <1243: AACOCO> 2.0.CO; 2.
  10. ^ а б c d Приложение GB 225398, «Усовершенствования фотографических линз», опубликовано 4 декабря 1924 г., передано R&J Beck Ltd. 
  11. ^ а б c Миямото, Кенро (1964). "Рыбий глаз". Журнал Оптического общества Америки. 54 (8): 1060–1061. Дои:10.1364 / JOSA.54.001060.
  12. ^ Рэй, Сидней (1999). "Фотография с объективом" рыбий глаз ". Научная фотография и прикладная визуализация. Берлингтон, Массачусетс: Focal Press. п. 535. ISBN  978-0-240-51323-2. Получено 7 ноября 2018.
  13. ^ Бек, Конрад (1925). «Аппарат для фотографирования всего неба». Журнал научных инструментов. 2 (4): 135–139. Дои:10.1088/0950-7671/2/4/305.
  14. ^ «Облачная камера Hill's 1920-х годов с объективом Hill Sky, изготовленная Беком Лондоном». Новакон. Получено 7 ноября 2018.
  15. ^ а б c DE Grant 620538, "Abänderung eines Weitwinkelobjektivs (Модификация широкоугольного объектива)", выпущенный 23 октября 1935 года, переданный Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft 
  16. ^ а б «Патентная информация AEG Weitwinkelobjektiv». Получено 7 ноября 2018.
  17. ^ «Умбо (Отто Максимилиан Умбер)». Получено 7 ноября 2018.
  18. ^ а б Кавина, Марко. "AEG Fisheye 17mm f / 6,3 del 1935 e Nikkor Fisheye 16,3mm f / 8 del 1938: Доказательство технологического процесса на Кампо дель Оттика из Германии и Джаппоне Негли Анни дель Патто д'Аччио" [AEG Fisheye 17mm f / 6,3 1935 года и Nikkor Fisheye 16,3mm f / 8 1938 года: доказательство передачи технологии оптического поля между Германией и Японией в эпоху Пакта о стали]. Получено 8 ноября 2018.
  19. ^ а б "Рыбий глаз". Nikon. Архивировано из оригинал 11 февраля 2001 г.. Получено 8 ноября 2018.
  20. ^ «История камер Nikon: выпуск камеры Fisheye». Nikon. Архивировано из оригинал 6 февраля 2001 г.. Получено 8 ноября 2018.
  21. ^ "Рыбий глаз". Продукция Nikon для обработки изображений. Получено 8 ноября 2018.
  22. ^ Леветт, Грей (1998). "Легенда Nikon - Часть LI" (PDF). The Greys of Westminster Gazette. № 52. Лондон, Англия: Серые Вестминстера. п. 8. Получено 8 ноября 2018.
  23. ^ Крейн, Ральф (фотограф) (1 июля 1957 г.). «Виды вдоль столба». Жизнь. Vol. 43 нет. 1. Время-Жизнь. п. 16. Получено 9 ноября 2018.
  24. ^ а б Грант США 2247068, «Анастигматический фотографический объектив», выпущенный 24 июня 1941 г., назначен компании Carl Zeiss, Йена. 
  25. ^ а б Gardner, Irvine C .; Шайба, Фрэнсис Э. (1948). «Чрезвычайно широкоугольные линзы для картографирования самолетов». Журнал Оптического общества Америки. 38 (5): 421–431. Дои:10.1364 / JOSA.38.000421. Прямой URL из NIST
  26. ^ а б DE Grant 672393, "Lichtbildlinse (Фотообъектив)", выпущенный 3 октября 1935 г., переуступлен Carl Zeiss SMT GmbH 
  27. ^ а б Грант США 2126126, «Фотографический объектив», выданный 9 августа 1938 г., передан компании Carl Zeiss SMT GmbH. 
  28. ^ Кавина, Марко (10 марта 2010 г.). «Perimetar, Sphaerogon, Pleon: исчерпывающий сборник об этих сверхширокоугольных линзах 30-х годов, созданный фирмой Carl Zeiss Jena». Получено 9 ноября 2018.
  29. ^ Серебро, Дэвид (2012). «Основные моменты из коллекции линз Carl Zeiss Jena». Получено 9 ноября 2018.
  30. ^ "Эдвард К. Капрельян, 1913-1997 гг.". Общество Zeiss Historica. Получено 9 ноября 2018.
  31. ^ Стейнхард, Вальтер (фотографии) (апрель 1947 г.). "Объективные странности". Популярные фотографии. Vol. 20 нет. 5. Чикаго: Зифф-Дэвис. стр. 82–83. Получено 9 ноября 2018.
  32. ^ Лонг, Брайан (2018). Nikon: праздник (Третье изд.). Рамсбери, Мальборо: The Crowood Press Ltd. ISBN  978-1-78500-470-4. Получено 9 ноября 2018.
  33. ^ Рёрслетт, Бьёрн (27 ноября 2007 г.). «Объективы Fisheye для байонета Nikon 'F'». Получено 9 ноября 2018.
  34. ^ «Объектив Fisheye-Nikkor 8 мм f / 8». Серый Вестминстер. 20 сентября 2012 г.. Получено 9 ноября 2018.
  35. ^ Охшита, Коити. "NIKKOR - Тысяча и одна ночь №6: OP Fisheye-NIKKOR 10mm F5.6". Nikon Imaging. Получено 9 ноября 2018.
  36. ^ Грант США 3524697, Isshiki Masaki & Matsuki Keiji, «Ахроматический сверхширокоугольный объектив», выпущенный 18 августа 1970 г., передан Nikon Corp. 
  37. ^ а б Сато, Харуо. "NIKKOR: Тысяча и одна ночь № 53: Ai AF Fisheye-Nikkor 16mm F2.8D". Nikon Imaging. Получено 13 ноября 2018.
  38. ^ «Курс истории». Ricoh Imaging. Получено 10 ноября 2018.
  39. ^ "Рыбий глаз-Такумар 1: 11 / 18мм". Полевой гид Такумар. Получено 10 ноября 2018.
  40. ^ "Minolta 18mm 1:95 Fisheye (MC)". артафот. Получено 10 ноября 2018.
  41. ^ "Рыбий глаз-Такумар 1: 4/17". Такумар Полевой гид. Получено 10 ноября 2018.
  42. ^ "Minolta 16mm 1: 2.8 Fisheye (MC / MD)". артафот. Получено 10 ноября 2018.
  43. ^ Грант США 3589798, Огура Тошинобу, «Система широкоугольных объективов с исправленной боковой аберрацией», издано 29 июня 1971 года, передано Minolta Camera Kabushiki Kaisha 
  44. ^ а б c Беттонвил, Феликс (6 марта 2005 г.). «Визуализация: линзы« рыбий глаз »». WGN. Международная метеорная организация. 33 (1): 9–14. Bibcode:2005 ДЖИМО ... 33 .... 9B.
  45. ^ Круглый объектив «рыбий глаз» 4,5 мм F2,8 EX DC
  46. ^ «Дополнительная информация об объективе Fisheye-Nikkor 6mm f / 2.8». Малазийские интернет-ресурсы. Получено 2008-11-11.
  47. ^ «Дополнительная информация об объективе Fisheye-Nikkor 6mm f / 2.8: конец 70-х». Малазийские Интернет-ресурсы. Получено 2008-11-11.
  48. ^ Лоран, Оливье Лоран (23 апреля 2012 г.). «В продажу поступил редкий сверхширокоугольный объектив Nikkor». Британский журнал фотографии. Архивировано из оригинал 25 апреля 2012 г.. Получено 24 апреля 2012.
  49. ^ Entaniya Fisheye 250 MFT - объектив системы Micro Four Thirds - объектив Fisheye 250 °, entapano.com, получено 15 ноября 2016 г.
  50. ^ Venus Laowa 4mm F2.8 Fisheye MFT, dpreview, 20 апреля 2018 г., данные получены 30 сентября 2018 г.
  51. ^ Шеппард, Роб (2006). Магия цифровой фотографии природы. ISBN  9781579907730.
  52. ^ Для проекции с равным углом (типично для полнокадрового «рыбьего глаза») угол обзора увеличивается вдвое. , угол от оптической оси, и результирующая формула , куда который исходит из решение в функция отображения за ; Диксум, Густаво Оренштайн
  53. ^ «Камеры от Nikon - зеркальные и цифровые камеры, объективы и многое другое».
  54. ^ «Миниатюрная линза« рыбий глаз »с углом обзора 190 градусов». Архивировано из оригинал на 2012-10-30. Получено 2012-02-13.
  55. ^ Миниатюрные линзы рыбий глаз
  56. ^ "TheFishList - Pentax DA 10-17 -".
  57. ^ "Изгибы штаб-квартиры ESO". Изображение недели ESO. Получено 26 февраля 2014.
  58. ^ Лум, Торстен (1 мая 2017 г.). "Der HAL 9000 stammt von Nikon (или так)" [HAL 9000 от Nikon (возможно)]. Оберлерер2. Получено 7 ноября 2018.
  59. ^ Велкос, Роберт В. (27 ноября 2003 г.). "По следам Одиссеи HAL". Лос-Анджелес Таймс. Получено 7 ноября 2018.
  60. ^ url =http://www.bloomsky.com
  61. ^ "Обзор Samyang 8 mm f / 3.5 Aspherical IF MC Fish-eye - Введение - Lenstip.com".
  62. ^ Чарльз, Джефри Р. (4 декабря 2009 г.). "Обзор пропорционального проекционного сверхширокоугольного объектива Samyang 8 mm f / 3.5" (PDF). Versacorp. Получено 6 ноября 2018.
  63. ^ Тоби, Мишель (6 ноября 2012 г.). «О различных проекциях линз фотографических объективов». Получено 6 ноября 2018.
  64. ^ Тоскани, Пьер (20 декабря 2010 г.). "Fisheyes". Получено 6 ноября 2018.
  65. ^ "Рыбий глаз". Офис Куразуми. Получено 14 ноября 2018.
  66. ^ а б Тоби, Мишель (20 декабря 2006 г.). "Сравнение двух объектов Fisheye: Sigma 8 мм. ж/ 4 et Nikkor 10,5 мм ж/2,8" [Сравнение двух линз Fisheye: Sigma 8 мм ж/ 4 и Nikkor 10,5 мм ж/2.8]. Получено 14 ноября 2018.

внешняя ссылка