視角

在攝影學中，視角（英語：）是在一般環境中，相機可以接收影像的角度範圍。視角也可以稱為視野。

相機的視角可以水平、垂直或對角線計算。

需要注意的是，視角與成像範圍（angle of coverage）不同。後者是鏡頭可以擷取影像角度。一般來說鏡頭的成像圈（image circle）大小足以完全覆蓋底片或感光元件（邊緣有時會有暗角）。如果鏡頭的成像範圍不覆蓋整個感光元件，則成像圈會出現，一般會帶來嚴重的邊緣暗角。在這個狀態下，視角會被成像範圍所限制。

計算相機的視角

對於直線投射（無空間扭曲）遙遠物體影像的鏡頭，其有效焦距與影像格式尺寸足以定義其視角。至於投射非直線影像的鏡頭，計算方法複雜許多，在大部分的實際應用上並不是特別有用。（在諸如魚眼鏡頭的透鏡扭曲的情況下，比起扭曲度較低的短鏡頭，有扭曲的長鏡頭可以有較寬的視角）[1]視角可以水平（從影像的左端至右端）、垂直（從影像頂端至底端）或斜角（從影像一角至對角）計算。

對於直線投射影像的鏡頭，視角（α）可以從選擇長度（d）和有效焦距（f）計算出來。算式如下[2]：

\alpha =2\arctan {\frac {d}{2f}}

$d$ 代表底片（或感光元件）在一個方向計算得出的大小。例如，對於36mm寬的底片， $d=36$ mm 可以用來取得水平視角。由於以上方程式運用三角函數，視角不會與焦距呈線性關係。然而，除了寬角度鏡頭外， $\alpha$ 可以估算為 ${\frac {d}{f}}$ 弧度或 ${\frac {180d}{\pi f}}$ 度。

有效焦距幾乎等於鏡頭的上述焦距(F)，一個例外是在微距攝影中，鏡頭至拍攝物的距離與焦距接近。在這種情況下，放大倍率（m）必須考慮：

f=F\cdot (1+m)

（在攝影學中 $m$ 通常定義為正值，儘管影像被顛倒。）舉例來說，如果放大倍率為1:2， $f=1.5\cdot F$ 。因此，跟用鏡頭對準遠處物件相比，該鏡頭的視角減少了33%。

微距攝影的另一個效果是鏡頭不對稱，是指镜头光圈從前后看上去大小不一的情况。鏡頭不對稱会讓节面（nodal plane）和瞳孔位置之間出現偏差。這個效果可以用可視出瞳直徑和入瞳直徑的比例（P）表達。因此，視角的完整算式會變成[3]：

\alpha =2\arctan {\frac {d}{2F\cdot (1+m/P)}}

视角也可以用视野表（FOV tables）、纸张或镜头计算软件算出[4]。

示例

假設有一个50mm相机，安装了一个焦距为F = 50 mm的镜头。35mm影像的尺寸為24mm（垂直）× 36mm（水平），对角线長度约为43.3mm。

无限远对焦时，如果f = F，视角为：

水平方向， $\alpha _{h}=2\arctan {\frac {h}{2f}}=2\arctan {\frac {36}{2\times 50}}\approx 39.6^{\circ }$
垂直方向， $\alpha _{v}=2\arctan {\frac {v}{2f}}=2\arctan {\frac {24}{2\times 50}}\approx 27.0^{\circ }$
对角线方向， $\alpha _{d}=2\arctan {\frac {d}{2f}}=2\arctan {\frac {43.3}{2\times 50}}\approx 46.8^{\circ }$

参考资料与注解

. [2013-04-24]. （原始内容存档于2017-08-07）.
Ernest McCollough. . Industry: A Monthly Magazine Devoted to Science, Engineering and Mechanic Arts (Industrial Publishing Company, San Francisco). 1893, ( ): 399–406.
Paul van Walree. . 2009 [2010-01-24]. （原始内容存档于2009-04-30）.
CCTV Field of View Camera Lens Calculations （页面存档备份，存于） by JVSG, December, 2007

外部連結

Angle of View on digital SLR cameras with reduced sensor size （页面存档备份，存于）
Focal Length and Angle of View （页面存档备份，存于）

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[1] . [2013-04-24]. （原始内容存档于2017-08-07）.

[2] Ernest McCollough. . Industry: A Monthly Magazine Devoted to Science, Engineering and Mechanic Arts (Industrial Publishing Company, San Francisco). 1893, ( ): 399–406.

[Paul_van_Walree_2009-3] Paul van Walree. . 2009 [2010-01-24]. （原始内容存档于2009-04-30）.

[4] CCTV Field of View Camera Lens Calculations （页面存档备份，存于） by JVSG, December, 2007