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視野與視?場(chǎng)?角

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人眼視野


“視野”又稱“視場(chǎng)”。當(dāng)眼固定注視一點(diǎn)時(shí)(或通過(guò)儀器)所能看見(jiàn)的空間范圍。雙眼視野大于單眼視野:對(duì)各種顏色的視野大小也不同,綠色視野最小,紅色較大,藍(lán)色更大,白色最大。這主要是出于感受不同波長(zhǎng)光線的錐體細(xì)胞比較集中;視網(wǎng)膜小所致。


人眼在水平內(nèi)的視野是:雙眼區(qū)域大約在左右60°以內(nèi)的區(qū)域;人們最敏感的視力是在標(biāo)準(zhǔn)視線每側(cè)1°的范圍內(nèi);單眼視野的標(biāo)準(zhǔn)視線每側(cè)94°~104°。


在垂直平面視野是:最大視區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)視線以下70°,顏色辨別界限在標(biāo)準(zhǔn)視線以上30°和標(biāo)準(zhǔn)視線以下40°。實(shí)際上,人的自然視線是低于標(biāo)準(zhǔn)視線的。在一般情況下站立時(shí)自然視線低于標(biāo)準(zhǔn)視線10°;坐著時(shí)低于標(biāo)準(zhǔn)視線15°;很松弛的狀態(tài)下站立和坐著時(shí)自然視線標(biāo)準(zhǔn)視線分別為30°和38°。觀看展示物的最佳視區(qū)低于標(biāo)準(zhǔn)視線30°的區(qū)域內(nèi)。





視場(chǎng)角


視場(chǎng)角在光學(xué)工程中又稱視場(chǎng),視場(chǎng)角的大小決定了光學(xué)儀器視野范圍。視場(chǎng)角又可用FOV表示,其與焦距的關(guān)系如下:h = f*tan\[Theta];像高 = EFL*tan (半FOV);EFL為焦距;FOV為視場(chǎng)角。


1. 在光學(xué)儀器中,以光學(xué)儀器的鏡頭為頂點(diǎn),以被測(cè)目標(biāo)的物像可通過(guò)鏡頭的最大范圍的兩條邊緣構(gòu)成的夾角,稱為視場(chǎng)角。如圖一。



圖一  視場(chǎng)角


視場(chǎng)角的大小決定了光學(xué)儀器的視野范圍,視場(chǎng)角越大,視野就越大,光學(xué)倍率就越小。通俗地說(shuō),目標(biāo)物體超過(guò)這個(gè)角就不會(huì)被收在鏡頭里。


2. 在顯示系統(tǒng)中,視場(chǎng)角就是顯示器邊緣與觀察點(diǎn)(眼睛)連線的夾角。


例如在圖二中,AOB角就是水平視場(chǎng)角,BOC就是垂直視場(chǎng)角。




視場(chǎng)角分物方視場(chǎng)角和像方視場(chǎng)角。一般光學(xué)設(shè)備的使用者關(guān)心的是物方視場(chǎng)角。對(duì)于大多數(shù)光學(xué)儀器,視場(chǎng)角的度量都是以成像物的直徑作為視場(chǎng)角計(jì)算的。如:望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等。而對(duì)于照相機(jī)、攝像機(jī)類(lèi)的光學(xué)設(shè)備,由于其感光面是矩形的,因此常以矩形感光面對(duì)角線的成像物直徑計(jì)算視場(chǎng)角。


視場(chǎng)角與焦距的關(guān)系:一般情況下,視場(chǎng)角越大,焦距就越短。以下列舉幾個(gè)實(shí)例:長(zhǎng)焦距鏡頭視場(chǎng)角窄于40°,例如:鏡頭焦距2.5 mm,視場(chǎng)角為 45°左右。鏡頭焦距5.0 mm,視場(chǎng)角為 23°左右。鏡頭焦距7.5 mm,視場(chǎng)角為 14°左右。鏡頭焦距10 mm,視場(chǎng)角為 12°左右。鏡頭焦距15 mm,視場(chǎng)角為 8°左右。


相機(jī)鏡頭按視場(chǎng)角分類(lèi)

標(biāo)準(zhǔn)鏡頭:視角45度左右,使用范圍較廣。


遠(yuǎn)攝鏡頭:視角40度以內(nèi),可在遠(yuǎn)距離情況下拍攝。


廣角鏡頭:視角60度以上,觀察范圍較大,近處圖像有變形。


超廣角鏡頭:廣角鏡頭中,視角范圍特別廣的鏡頭(80—110度)才這樣稱呼。


魚(yú)眼鏡頭:視角接近或等于180°的鏡頭,它是一種極端的廣角鏡頭,“魚(yú)眼鏡頭”是它的俗稱。





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