镜头的焦距与视场角简介！

一、焦距

1.焦距概念

焦距是光学系统中衡量光线聚集或发散的度量方式。平行的光线进入对焦在无穷远的镜头后，它们汇聚到一点，这个点叫做焦点。简单来说，焦距长度是指从透镜的光心到焦点的距离。为了能够对焦到比无限远近一些的被摄体上，镜头要调节至距焦平面更远的位置。这就是很多镜头在转动对焦环时镜头长度会增大的原因。

2.镜头按焦距大小的分类

摄影镜头数量庞大,从鱼眼镜头到长达1000毫米的超远摄镜头。我们通常把它们分为广角镜头、标准镜头和远摄镜头。人类的视角大体上相当于50mm焦距的视角，所以焦距在35-50mm的镜头都被看作标准镜头。小于这个焦距的为广角镜头，大于的则为远摄镜头。

3.焦距对成像的影响

与被摄体距离相同的情况下，长焦距镜头比短焦距镜头拍摄的画面中，被摄体所占的比例要大。相同的被摄体距离，焦距长度增加一倍会让被摄体在画面中的大小也增大一倍。或者，保持焦距长度不变，减少被摄体到相机的距离到一半，也会让被摄体在画面中的大小增加一倍。

许多数码单反相机的图像传感器的面积都小于传统的35毫米相机标准，就变相地增大了镜头的焦距。想要达到相同的视角则需要更短焦距的镜头。这就是在提及很多数码单反镜头的焦距时，要换算成传统135单反相机的等效焦距的原因。

4.focal length和focal distance

focal length也就是焦距，是镜头的光学属性。而focal distance从字面上看好像也是焦距。事实上，focal distance指的是当某一物体聚焦清晰时，镜头到物体的距离与镜头到感光元件的距离之和。focal distance一般翻译为对焦距离。对焦距离越远，景深越深，对焦距离越近，景深越浅。因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头，而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的镜头。

5.镜头小贴士

　　镜头的焦距长度对如何能手持相机拍摄出清晰锐利的影像也有重要影响。使用长焦距镜头拍摄时需要更快的快门速度去避免模糊，这种模糊通常是由摄影者自然抖动导致的。

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二、视场角

1.什么是视场角（FOV）

在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率就越小。通俗地说，目标物体超过这个角就不会被收在镜头里。

2.分类

视场角分物方视场角和像方视场角。一般光学设备的使用者关心的是物方视场角。对于大多数光学仪器，视场角的度量都是以成像物的直径作为视场角计算的，如：望远镜、显微镜等，而对于照相机、摄像机类的光学设备，由于其感光面是矩形的，因此常以矩形感光面对角线的成像物直径计算视场角。

3.视场角与焦距的关系

一般情况下，视场角越大，焦距就越短。以下列举几个实例：长焦距镜头视场角窄于40°，例如：

镜头焦距/mm	15	10	7.5	5.0	2.5
视场角	8°左右	12°左右	14°左右	23°左右	45°左右

4.如何计算视场角

针对直线投射镜头（无空间扭曲）产生的遥远物体影像，有效焦距与影像格式尺寸足以定义视角。计算非线性影像相对复杂许多，而且在大部分的实际应用上并不是非常有用。视角也可以用水平(从影像的左端至右端)，垂直(从影像顶端至底端)或者斜角(从影像一角至对角)等方式计算出来。对于直线投射影像，视角 (α)可以由被选择的大小(d)，以及有效焦段(f)计算出来如下：

$\alpha =2\arctan \left ( {d/2f} \right )$

其中，d表示相机内部图像传感器的大小在一个方向的计算。如对于36mm宽的底片， d=36 mm 可以被拿来作为水平视角。示例：假设一个 35mm 相机，安装了一个焦距为 F = 50 mm 的镜头。35mm 相机的影像规格是 24mm（垂直）× 36mm（水平），对角线距离约为 43.3mm。在无限远对焦时，f = F，视角为：