Искажение перспективы (фотография) - Perspective distortion (photography)
В фотографии и кинематографии , искажения перспективы является деформирование или преобразование объекта и окружающей его области , которая отличается значительно от того , что объект будет выглядеть с нормальным фокусным расстоянием , в связи с относительным масштабом близлежащих и удаленных функций. Перспективное искажение определяется относительными расстояниями, на которых изображение захватывается и просматривается, и возникает из-за того, что угол обзора изображения (в том виде, в каком оно было снято) либо шире, либо уже, чем угол обзора, под которым изображение просматривается, следовательно кажущиеся относительные расстояния отличаются от ожидаемых. С этим понятием связано осевое увеличение - воспринимаемая глубина объектов при заданном увеличении.
Перспективное искажение принимает две формы: расширенное искажение и искажение сжатия, также называемое широкоугольным искажением и искажением длиннофокусного или телеобъектива, когда речь идет об изображениях с одинаковым размером поля . Расширение или широкоугольное искажение можно увидеть на изображениях, снятых с близкого расстояния с помощью широкоугольного объектива (с углом обзора шире, чем у обычного объектива ). Объекты, расположенные близко к объективу, кажутся аномально большими по сравнению с более удаленными объектами, а удаленные объекты кажутся аномально маленькими и, следовательно, более удаленными - расстояния увеличиваются. На изображениях, снятых с большого расстояния с использованием длиннофокусного объектива или более распространенного подтипа телеобъектива (с более узким углом обзора, чем у обычного объектива ), можно увидеть искажение сжатия, длиннообъективного или телеобъектива . Далекие объекты выглядят примерно одинакового размера - более близкие объекты аномально малы, а более далекие объекты аномально велики, и, следовательно, зритель не может различить относительные расстояния между удаленными объектами - расстояния сжимаются.
Обратите внимание, что линейные изменения перспективы вызваны расстоянием, а не объективом как таковым - два снимка одной и той же сцены с одинакового расстояния будут демонстрировать идентичную геометрию перспективы, независимо от используемого объектива. Однако, поскольку широкоугольные объективы имеют более широкое поле зрения, они обычно используются с более близкого расстояния, в то время как телеобъективы имеют более узкое поле зрения и обычно используются с большего расстояния. Например, если стоять на таком расстоянии, что обычный объектив захватывает чье-то лицо, снимок широкоугольным объективом или телеобъективом с того же расстояния будет иметь точно такую же линейную перспективную геометрию на лице, хотя широкоугольный объектив в кадр может поместиться все тело, а телеобъектив фиксирует только нос. Однако кадрирование этих трех изображений с одинаковым покрытием приведет к одинаковому искажению перспективы - нос будет выглядеть одинаково на всех трех. И наоборот, если все три линзы используются на таком расстоянии, что лицо заполняет поле, широкоугольный будет использоваться ближе, делая нос больше по сравнению с остальной частью фотографии, а телефото будет использоваться дальше, делая нос меньше по сравнению с остальной фотографией.
Вне фотографии расширенное искажение знакомо многим через зеркала бокового обзора (см. « Объекты в зеркале ближе, чем они кажутся ») и глазки , хотя они часто используют объектив «рыбий глаз» , демонстрирующий другое искажение. Компрессионное искажение наиболее знакомо при просмотре в бинокль или телескоп , как в телескопических прицелах , в то время как аналогичный эффект наблюдается в полосовой фотографии с фиксированной щелью , особенно при фотофинише , где весь захват выполняется параллельно захвату, что полностью исключает перспективу (сторона Посмотреть).
Оптика
Рассмотрим идеализированную гауссову оптическую систему с изображением и объектом в одной среде. Таким образом, для объекта в фокусе расстояние между линзой и плоскостью изображения , расстояние между линзой и объектом и фокусное расстояние связаны уравнением тонкой линзы :
Поперечное увеличение связано с соотношением
.
Осевое увеличение объекта на это скорость изменения расстояния объектива изображения как расстояние объектива-объект изменения. Для объекта конечной глубины можно представить среднее осевое увеличение как отношение глубины изображения к глубине объекта:
По мере увеличения увеличения соотношение осевого и поперечного увеличения также увеличивается. Например, если тогда и изображение будет вдвое выше и в четыре раза глубже, чем объект.
Влияющие факторы
На искажение перспективы влияет соотношение между двумя факторами: углом обзора, под которым изображение захватывается камерой, и углом обзора, под которым фотография объекта представляется или просматривается.
Угол обзора захвата
Когда фотографии просматриваются на обычном расстоянии просмотра , угол обзора, под которым захватывается изображение, полностью учитывает появление искажения перспективы. Общее предположение о том, что «необработанные» фотографии не могут исказить сцену, неверно. Искажение перспективы особенно заметно при портретной съемке с широкоугольным объективом на коротком расстоянии от камеры до объекта. Обычно они производят неприятное впечатление, из-за чего нос кажется слишком большим по сравнению с остальной частью лица и искажает выражение лица. Идентичное кадрирование одного и того же объекта при использовании телеобъектива средней дальности или длиннофокусного объектива (с узким углом обзора) сглаживает изображение до более привлекательной перспективы. По этой причине для 35-мм камеры объективы с фокусным расстоянием от 85 до 135 мм обычно считаются хорошими портретными объективами. Однако имеет значение, сделана ли фотография в альбомной или портретной ориентации. Объектив 50 мм подходит для фотографирования людей в альбомной ориентации. И наоборот, использование объективов с гораздо большим фокусным расстоянием для портретов приводит к более сильному сглаживанию черт лица, что также может вызывать возражения у зрителя.
Расстояние просмотра фотографии
Фотографии обычно просматриваются с расстояния, примерно равного их диагонали. При просмотре с такого расстояния эффекты искажения, создаваемые углом обзора при захвате, очевидны. Однако теоретически, если рассматривать изображения, демонстрирующие расширенное (широкоугольное) искажение, на более близком расстоянии, тем самым расширяя угол обзора презентации, то это явление исчезает. Точно так же просмотр изображений с искажением сжатия (телефото) с большего расстояния, что приводит к сужению угла обзора презентации, снижает эффект. В обоих случаях на некотором критическом расстоянии кажущееся искажение полностью исчезает.
Примеры
Ниже на серии из трех фотографий показана одна и та же сцена, снятая с одного и того же положения с тремя разными объективами: обычным объективом, широкоугольным объективом и телеобъективом. Обратите внимание: поскольку пропорции изображения не меняются с изменением угла зрения, если фотографии, сделанные с помощью широкоугольного объектива и обычного объектива, были обрезаны, чтобы содержать ту же сцену, что и фотография, сделанная с помощью телеобъектива, тогда изображение содержание будет точно таким же. Очевидная разница в пропорциях возникает исключительно из-за содержимого, добавленного по краям кадра на фотографии с обычным объективом и широкоугольной фотографии.
|
|
|
| Фотографии, сделанные с помощью 35-мм фотоаппарата на постоянном расстоянии от объекта с объективом 28 мм, объективом 50 мм и объективом 70 мм. | ||
Ниже на серии из четырех фотографий показан объект, максимально похожий на кадр с четырьмя разными объективами. В результате разного угла зрения каждого объектива фотограф приближался к объекту с каждой фотографией. Обратите внимание, что угол обзора значительно меняется (сравните фон на каждой фотографии), а расстояние между объектами увеличивается с каждым последующим изображением. На четвертом изображении в правом нижнем углу, сделанном с помощью самого широкого объектива, здание за объектом кажется намного дальше, чем на самом деле.
Фотографии, сделанные с помощью 35-мм камеры с объективом 100 мм, 70 мм, 50 мм и 28 мм на разном расстоянии от объекта.
Художественное использование
Техническое образование
Хотя искажение перспективы часто раздражает, когда оно непреднамеренно, оно также преднамеренно используется в художественных целях. Расширенное ( широкоугольное ) искажение часто применяется, чтобы выделить какой-либо элемент сцены, делая его более крупным и пространственно удаленным от других элементов. Сжатие ( телефото ) искажение часто используется, чтобы создать впечатление сжатого расстояния между удаленными объектами, такими как здания или автомобили, чтобы передать ощущение скопления. Более длинные линзы увеличивают объект больше, очевидно, сжимая расстояние и (при фокусировке на переднем плане) размывая фон из-за меньшей глубины резкости . Более широкие линзы, как правило, увеличивают расстояние между объектами, обеспечивая большую глубину резкости.
Еще один результат использования широкоугольного объектива - большее видимое перспективное искажение, когда камера не выровнена перпендикулярно объекту: параллельные линии сходятся с той же скоростью, что и с обычным объективом , но сходятся сильнее из-за более широкого общего поля. Например, кажется, что здания падают назад намного сильнее, когда камера направлена вверх от уровня земли, чем при съемке с обычным объективом на том же расстоянии от объекта, потому что большая часть здания объекта видна в широком диапазоне. угол выстрела.
Поскольку для разных объективов обычно требуется разное расстояние между камерой и объектом, чтобы сохранить размер объекта, изменение угла обзора может косвенно исказить перспективу, изменяя видимый относительный размер объекта и фона. Если сохраняется одинаковый размер поля , широкоугольные объективы увеличивают размер объекта, вводя различия в размере вместе со сходящимися линиями, упомянутыми выше, и они делают комнаты и пространства вокруг объекта более обширными за счет увеличения расстояния между объектом и фоном (расширенная перспектива ).
Эффект настроения и известные варианты использования
Эффект настроения перспективного искажения, достигаемый прямолинейными сверхширокоугольными объективами, заключается в том, что результирующее изображение выглядит гротескно и тревожно, но не так нереально, как криволинейные линзы типа «рыбий глаз», которые демонстрируют бочкообразное искажение . Эффект особенно заметен, чем ближе камера находится к объекту, поскольку его величина увеличивается, чем короче фокусное расстояние при том же размере поля.
Терри Гиллиам - один известный режиссер, который часто использует прямолинейные сверхширокоугольные линзы для достижения отличительного фирменного стиля, определяемого экстремальным искажением перспективы . Также Стэнли Кубрик (в « Пути славы» и « Доктор Стрейнджлав» , среди прочих), а также Орсон Уэллс (в «Испытании» , частично Лондон Орсона Уэллса , сегмент « Четыре члена клуба» ), Сэм Пекинпа (в « Соломенных псов» ) и Сидни Люмет ( в The Offense ) иногда делали то же самое в прошлом, хотя в основном в умеренных количествах, только для одиночных снимков или последовательностей, в то время как Гиллиам почти никогда не использует линзы длиннее 14 мм, за что линзы с таким фокусным расстоянием получили неофициальное прозвище "The Гиллиам » среди кинематографистов. Жан-Пьер Жене и Марк Каро , два французских режиссера, на которых оказал влияние Гиллиам, переняли его типичную широкоугольную фотографию в своих двух самых «гиллиамских» фильмах - « Деликатес» и «Город потерянных детей» . « Процесс» Орсона Уэллса примечателен тем, что сильно повлиял на фирменный стиль Гиллиама за годы до того, как американский экс-патриот присоединился к комедийной труппе Монти Пайтона, будучи лишь стилем, характерным для Уэллса.
Из-за гротескного, тревожного эффекта настроения, свойственного широкоугольным объективам, фильмы, в которых используется такое искажение перспективы, часто можно отнести к одной из двух категорий: гротескная и сюрреалистическая сатира и фэнтези, а также в некоторой степени черная комедия (Gilliam, Jeunet & Каро, Орсон Уэллс, доктор Стрейнджлав ), с одной стороны, и серьезные, более реалистичные фильмы с особым преимуществом для социальной критики, с другой, тогда как социальные условности, коллективное общество и / или мотивы и действия лидеров изображаются как гротескные и абсурдные, а также часто в них присутствуют тиранические персонажи с конформистскими ценностями, которые действуют крайне враждебно и предвзято по отношению к индивидуализму и посторонним ( Paths of Glory , Straw Dogs , The Offense ).
На другом конце диапазона фокусных расстояний Лени Рифеншталь использовала экстремальные телеобъективы для сжатия больших толп в « Триумфе воли», в то время как фюрер Адольф Гитлер виден через обычные линзы и часто под низким углом, чтобы казаться высоким по сравнению с ним.
В кинематографии перспективное искажение также влияет на встроенный в камеру специальный эффект, известный как зум тележки , при котором зум-объектив уменьшает масштаб одновременно с движением камеры к объекту таким образом, чтобы объект оставался неизменным. тот же размер в кадре, в то время как фон «меняет размер» относительно объекта. Этот эффект был популярен в фильмах « Головокружение» и « Челюсти» . Другой пример этого можно увидеть в первом фильме « Властелин колец» , прямо перед тем, как Черный всадник спускается по дороге. Масштабирование тележки используется для создания эффекта сжатия на дороге.
Примеры
Фотография ниже гондол является иллюстрацией использования искажения расширения, а фотография зданий под ним является примером искажения сжатия.
Пример «широкоугольного» искажения, используемого в художественных целях. Создается объективом 18 мм на полнокадровой 35-мм камере.
Пример искажения "телефото", используемого в художественных целях. Создается объективом 300 мм на полнокадровой 35-мм камере.
Смотрите также
Примечания
- ↑ Марк Галер, «Фонды фотографии для искусства и дизайна», стр. 73
- ^ Расстояние примерно равное диагонали рисунка. Это создает ощущение нормальной перспективы, когда для съемки использовался нормальный объектив. См. Ira Current, Best View Distance for Photographers , PSA Journal, сентябрь 1990 г., http://findarticles.com/p/articles/mi_m1306/is_n9_v56/ai_8851922 Проверено 22 января 2008 г. « Нормальный объектив » - это объектив, имеющий фокусное расстояние , что приближает диагональ кадра изображения камеры.
- ^ Стаббс, Фил: "Терри Гиллиам говорит о Tideland ", Dreams