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视场角

一、视场角的概念
在摄影领域,视场角(Angle of View ,简称AOV)与视场(field of view,简称 FOV)常互换使用,均指相机能“看到“景物的最大角度范围。其中,AOV 特指该范围的角度度量 ,而 FOV 的概念更为宽泛,可用角度、尺寸大小等方式表达范围,但在摄影领域特指角度范围。

从光学原理上讲,视场角(Angle of view)为入射窗对入瞳中心所张开的夹角,见上图。其中,视场光阑为将限制视场的光阑(即图中的图像传感器的画幅框),入射窗为视场光阑通过其与物之间的光学系统所成的像。

二、视场角的分类
以测量方向对视场角分类可分为水平视场角(HFOV)、垂直视场角(VFOV)、对角视场角(DFOV)
水平视场角(HFOV)指的是水平方向上的视角。
垂直视场角(VFOV)指的是垂直方向上的视角。
对角视场角(DFOV)指的是左右两个对角线上的视角。具体测量的范围如下图所示。
(图像来源:https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5294848三、视场角的影响因素
视场角的大小取决于镜头的焦距图像传感器的尺寸
1.焦距
焦距指的是镜头光学中心到传感器焦平面(图像聚焦清晰的平面)的距离。在图像传感器尺寸相同的情况下,镜头的焦距越长,视场角越小。反之,镜头的焦距越短,视场角越大。

使用 24、28、35、50 和 72 毫米不同焦距但图像传感器相同的相机拍摄的五张图像

(图像来源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:24-72mm_zoom_demo.jpg

2.图像传感器尺寸
图像传感器尺寸大小会影响相机的裁剪系数Crop Factor(又称“放大倍数”)。在镜头焦距相同的情况下,图像传感器的尺寸越大,视场角也就越大。反之,图像传感器尺寸越小,视场角就越小。

在不同传感器尺寸但镜头焦距相同的相机中进行视场裁剪

(图像来源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:LensCropFactor.png

四、视场角的测量

3.1测试设备:
模组、图像采集卡、采图软件、FTB眩光测试支架、HS-FTB 控制软件


3.2测试步骤:

1.使用图像采集卡连接模组,打开采图软件点亮并出图。

2.调节FTB眩光测试支架,使图像正好位于可视画面中间。

3.根据模组所给HFOV、VFOV、DFOV,使用 HS-FTB 对模组的水平视场角、垂直视场角、对角视场角进行初步转动,如给的数据准确,移动完在左、右、上、下、斜对角的边缘处正好能看到半个光源。如给定的HFOV、VFOV、DFOV不准确可自行调整,直到在左、右、上、下、斜对角的边缘处正好能看到半个光源。

举个例子:

假如某个模组的HFOV为90°、VFOV为55°、DFOV为110°。那水平视场角左右每边就是45°,在下图HS-FTB控制软件中的目标角度位置输入45或-45,点击“转动”,等待转动完成,查看采图软件的可视画面,左右两边都要能看到半个光源。

垂直视场角的测试跟水平的差不多,就是需要在下图HS-FTB控制软件中的目标角度位置输入90°,这样就变成测垂直方向的视场了。现在模组的垂直视场角为55°,那上下每边就是27.5°。在上图目标角度位置输入27.5或-27.5,点击“转动”。等待转动完成,查看采图软件的可视画面,上下两边也要能看到半个光源。

对角视场角跟垂直视场角的测试步骤基本相同,就是要在下图两个目标角度位置输入要旋转的角度。斜边Roll的那个角度需要自己试。首先需要在Roll那边的目标角度位置输入需要转动的值,一般30°、32°、28°居多。其次,在Yaw那边的目标角度位置输入一个值,这个值可以是10°~对角视场角一半这个范围内的任意一个值,如光源能沿着采图软件的对角线移动则Roll那边输入的角度就是正确的(这边说明一下,输入的角度大的话可能会偏1~2°)。

现在模组的对角视场角为110°,每边就是55°。在Yaw那边的目标角度位置输入55或-55,点击“转动”。等待转动完成,查看采图软件的可视画面,斜对角的边缘处要能看到半个光源。

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