З коментаря Метта Ґрама до мого попереднього запитання я дізнався, що виробники можуть випадково «округлити» фактичну фокусну відстань лінзи до деякого приємного числа, яке друкується на коробці та зберігається в EXIF. З його відповіді на той же питання, здається, мені потрібно було б знати фактичну фокусну відстань лінзи, щоб перевірити, яка діафрагма використовується.

Я також чув, що більшість об'єктивів змінять фокусну відстань, коли фокусуються дуже близько.

Як би я міг перевірити, яку фокусну відстань насправді використовує моя лінза, якщо зосереджений на заданій відстані? Тут явно мені не допоможе EXIF, оскільки там дані виробник.

Існує математичний / вимірювальний метод обчислення ефективної фокусної відстані лінзи шляхом вимірювання її кута зору.

Формула для кута зору дається як

Для обчислення ефективної фокусної відстані (f) формула зводиться до:
f = d / (2 * tan (α / 2)) -> рівняння1

Де d позначає розмір датчика в вимірюваному напрямку. d буде 24, якщо ви користуєтесь повнокадровою камерою.

Давайте тепер встановимо наступне налаштування для вимірювання α

У вас є камера, яка сидить на висоті H від землі та на відстані X від стіни зі шкалою. Тепер сфотографуйте, і ви зможете прочитати максимальну висоту, яку може бачити об'єктив (це буде H + Y).
Тепер, знаючи X і Y, ми можемо обчислити половину кута огляду (тобто α / 2), використовуючи це посилання (X буде протилежною стороною, а Y - сусідньою стороною)

Тепер, коли ви з'ясували α / 2, використовуйте його на рівнянні1 для обчислення ефективної фокусної відстані лінзи.

Значення є точним лише як ваші вимірювання.

Редагувати 1:
Посилаючись на питання mattdm: Чи достатньо близькі вказані виробником розміри датчиків?
З посиланням на розміри датчиків камери в цих посиланнях: тут і тут
ми можемо логічно припустити, що виробники камер або принаймні Canon і Nikon округлили свої датчики розмірами 1/10 мм. тобто існує можливість помилки +/- 0,05 мм, якщо вони округлить розмір датчика.
Розглянемо 3 типи лінз:
1. Ширококутний об'єктив (скажімо, 13 мм, кут зору: 85,4)
2. Нормальний об'єктив (50 мм, кут зору 27,0)
3. Телеоб'єктив (300 мм, кут зору: 4,58)

Ефектом зміни розміру датчика
0,05 мм є: зміна для ширококутного об'єктива = 0,05 / (2 * загар (85,4 / 2)) = 0,04613 мм.
Що становить різницю в 0,35% (тобто (0,04613 / 13) * 100)

зміна для нормальної лінзи = 0,05 / (2 * загар (27/2)) = 0,012 мм прибл.
Що становить різницю в 0,024% (тобто (0,012 / 50) * 100)

зміна для фотооб'єктива = 0,05 / (2 * загар (4,58 / 2)) = 0,0019 мм прибл.
Що становить різницю в 0,0006% (тобто (0,0019 / 300) * 100)

Таким чином, ми можемо бачити, що при ширині кутового об'єктива 13 мм та помилці 0,05 мм при вимірюванні виробниками зміна фокусної відстані становить лише 0,35%.

Я сподіваюся, що моя математика правильна.

Редагування 2:
Посилаючись на питання Імре про вимірювання для X&H,
H слід вимірювати від землі до горизонтального центру датчика.
X - відстань між датчиком і стінкою.

Якщо припустити стандартний об'єктив, то стандартну камеру, тобто налаштування можна моделювати як камеру з штифтовим отвором . Це не працює з нахилом / зсувом, а може бути, і з ширококутними лінзами (якщо ви хочете знати про них, ми могли б це розробити).

У комп’ютерному зорі часто обчислюються внутрішні властивості камер. Власне, оскільки вони посилаються на налаштування камери всередині камери. Зовнішні властивості - орієнтація та положення. Внутрішніх властивостей кілька, серед них збільшення. Моє рішення:

• Використовуйте стандартний інструмент Computer Vision (CV) для калібрування камери та об'єктива за заданими налаштуваннями.
• Знайдіть розмір пікселя для вашої камери.
• Попросіть когось іншого перетворити збільшення на фокусну відстань. (Я ще не знаю, як це працює)

Калібрування

Калібрування в CV в основному проводиться за шаблоном шахової дошки. Ви робите кілька (~ 10) фотографій цього малюнка з різних положень та відстаней. Алгоритм працює тоді наступним чином:

Прикиньте, що ви знаєте положення кожної вершини на дошці, знайдіть набір параметрів моделі камери, які найкраще пояснюють бачення всіх точок на дошці на зображеннях.

Теоретично я б рекомендував OpenCV для цього, він має приклад коду для цього. Але це, можливо, не надто практично (для цього потрібно встановити OpenCV і, можливо, змінити трохи коду.). Напевно, є й інші рішення, які роблять це.

Розрахунок фокусної відстані

Результатом етапу калібрування є матриця K (називається внутрішньою матрицею). Він відображає 3-просторові точки в системі координат камери до однорідних 2-пробільних точок на площині зображення.

$     \alpha 0      p_x
 K =  0      \alpha p_y
      0      0      1 $ (Multiple View Geometry, p. 157, 2nd Ed, 2003, Hartley & Zisserman)

Нас тут хвилює лише \ альфа. p_x - це приблизно половина ширини датчика в пікселі, подібно до p_y, це стосується того, де головний промінь перетинає площину зображення. Цікаво, що моя дешева телефонна камера порушує це набагато більше, ніж хороший DSLR, або навіть дорога веб-камера, або камера Iphone 4.

\ альфа потім пов'язана з фокусною відстанню. \ alpha = f m. m - кількість пікселів на одиницю відстані в координатах зображення. f - фокусна відстань. Але зауважте: це в моделі камери-наконечника, тому відстань між площиною зображення та шпильковим отвором камери. Я не впевнений, як змусити замислюватися фотографів фокусної відстані.

Альтернатива

Хтось опублікував посилання про інший підхід: http://www.bobatkins.com/photography/technical/measuring_focal_length.html Вниз на "Простий шлях" у статті запропоновано інший метод. Давши дві зірки, подивіться на положення зірок і обчисліть кут між ними. Потім подивіться, як налаштування камери вимірює цей кут. Прочитайте посилання для повного пробігу.

Мінус цього полягає в тому, що він не працюватиме з фокусною відстані, а лише зосереджується на нескінченності. З іншого боку, мій підхід не працюватиме нескінченно. Або ставитесь до 500м як до нескінченності, купіть кукурудзяне поле і скошіть у нього візерунок шахової дошки, зніміть площину та сфотографуйте від 500 м вгору ...

Обчисліть збільшення М об'єктива, використовуючи розмір об'єкта та зображення. З M та відстані об'єкта фокусна відстань лінзи може бути обчислена.

Я переглянув "Легкий метод" Боба Аткінса, але він дозволяє вам опрацювати деякі дані астро.

Моя версія його методу надає всю інформацію про події та посилання на астро, з покроковими вказівками, і новачкам має бути значно простіше впровадити.

http://www.pentaxforums.com/forums/pentax-lens-articles/169225-using-2-stars-determine-actual-focal-length-lens-distance.html

Ви можете встановити об'єктив на відпочинок, як книгу, таким чином зробивши сиру оптичну лавку. Добре освітліть ціль. Найкраще - лінійка. Відрегулюйте об'єктив так, щоб зображення лінійки падало на екран білого паперу.

Пограбуйте з відстанями, поки образ лінійки не стане «в натуральну величину». Ви знаєте, 1: 1 інакше називають «збільшенням». За допомогою іншої лінійки виміряйте відстань між розмітками на зображенні проектованого правила. Використання двох однакових лінійок допомагає. Тепер встановіть необхідне збільшення 1: 1.

Тепер виміряйте відстань між ціллю і екраном. Розділіть це значення на 4. Ця відповідь дає фокусну відстань об’єктива.