Кіріспе
Кең бұрышты фотообъектив, күшті бочқа тәрізді бұрмаланумен.
The term fisheye was coined in 1906 by American physicist and inventor Robert W. Wood based on how a fish would see an ultrawide hemispherical view from beneath the water (a phenomenon known as Snell's window). to study cloud formation giving them the name whole sky lenses. The angle of view of a fisheye lens is usually between 100 and 180 degrees, and are generally used for their unique, distorted appearance. For the popular 35mm film format, typical focal lengths of fisheye lenses are 8 for circular images, and 12 for diagonal images filling the entire frame. For digital cameras using smaller imagers such as 1 and 1 format CCD or CMOS sensors, the focal length of "miniature" fisheye lenses can be as short as 1. Fisheye lenses also have other applications, such as re projecting images originally filmed through a fisheye lens, or created via computer generated graphics, onto hemispherical screens. They are also used for scientific photography, such as recordings of aurora and meteors, and to study plant canopy geometry, and to calculate near ground solar radiation. In everyday life, they are perhaps most commonly encountered as peephole door viewers to give a wide field of view.
«Балық көзі» термині 1906 жылы американдық физик және өнертапқыш Роберт В. Вуд тарапынан балықтың су астынан ультра кең жарты шарлық көріністі қалай көретініне негізделген (бұл құбылыс Снелл терезесі деп аталады). Ол бұлттардың пайда болуын зерттеу үшін оларды «толық аспан» линзалары деп атады. Балық көзі объективтерінің көру бұрышы әдетте 100 және 180 градус аралығында болады және олар әдетте ерекше, бұрмаланған көрінісі үшін қолданылады. Көбінесе қолданылатын 35 мм пленка форматы үшін балық көзі объективтерінің әдеттегі фокус аралықтары дөңгелек суреттер үшін 8, ал диагональды суреттер үшін 12 болады. 1 және 1 форматтағы CCD немесе CMOS сенсорлары сияқты кішірек бейнелеу құралдарын пайдаланатын цифрлық камералар үшін «миниатюралық» балық көзі объективтерінің фокус аралықтары 1-ге дейін қысқа болуы мүмкін. Балық көзі объективтерінің басқа да қолданылулары бар, мысалы, балық көзі объективі арқылы түсірілген немесе компьютерлік графика арқылы жасалған суреттерді жарты шар пішіндес экрандарға қайта проекциялау. Олар сондай-ақ ғылыми фотосуреттерде, мысалы, полярлық шамы мен метеорларды жазуға, өсімдіктердің қаптама геометриясын зерттеуге және жер бетіне жақын күн сәулесін есептеуге қолданылады. Күнделікті өмірде олар көбінесе есік көру тесігі ретінде кең көрініс беру үшін кездеседі.
The term fisheye was coined in 1906 by American physicist and inventor Robert W. Wood based on how a fish would see an ultrawide hemispherical view from beneath the water (a phenomenon known as Snell's window). to study cloud formation giving them the name whole sky lenses. The angle of view of a fisheye lens is usually between 100 and 180 degrees, and are generally used for their unique, distorted appearance. For the popular 35mm film format, typical focal lengths of fisheye lenses are 8 for circular images, and 12 for diagonal images filling the entire frame. For digital cameras using smaller imagers such as 1 and 1 format CCD or CMOS sensors, the focal length of "miniature" fisheye lenses can be as short as 1. Fisheye lenses also have other applications, such as re projecting images originally filmed through a fisheye lens, or created via computer generated graphics, onto hemispherical screens. They are also used for scientific photography, such as recordings of aurora and meteors, and to study plant canopy geometry, and to calculate near ground solar radiation. In everyday life, they are perhaps most commonly encountered as peephole door viewers to give a wide field of view.
Тарих және дамуы
Балық көзі бұрмалаған панорамалар фотосуретке және балық көзі линзасына дейін пайда болған. 1779 жылы Хорас Бенедикт де Соссюр Альп тауларының төменнен қараған балық көзімен көрінісін жариялады: «Барлық нысандар орталықтан перспективада бейнеленген». 1906 жылы Вуд сумен толтырылған шелекте камера жасап, фотосурет табанын шелек түбіне, қысқа фокустық линзаны және кішкентай тесік диафрагмасын шелек биіктігінің шамамен жартысына орналастырып, ал шелек жиегіне судың толқындауын басу үшін шыны табақ қойып, эксперимент жасады. Бұл эксперимент Вудтың «балықтар сыртқы әлемді қалай көреді» деген сұрақты зерттеу әрекеті болды, сондықтан мақаласы «Балық көзімен көріністер және су астындағы көру» деп аталды. Бондтың жарты шарлы линзасы да нақты фокус үшін кішкентай тесік қажеттілігін азайтты, соның салдарынан экспозиция уақыты да қысқарды.
Тау көк линзасы
[[Файл:Hill Sky Lens (1924). svg|thumb|right|Hill/Beck Sky Lens (1923, GB 225,398) 125° астам көру бұрышын қамтитын линзада бұрмаланудан қашу мүмкін емес, бірақ Hill және Beck патентте стереографиялық немесе тең қашықтықтағы проекциялар артықшылықты картографиялық функциялар екенін мәлімдеді. Hill Sky Lens әдетте стереосуреттер үшін жұптастырылатын және контраст үшін қызыл сүзгімен жабдықталған толық аспан камерасына орнатылды; линзаның бастапқы нұсқасының фокус аралығы және диаметрі бойынша кескін түсірілді. Конрад Бек 1925 жылы жарияланған мақаласында камера жүйесін сипаттады. Кем дегенде біреуі қайта құрастырылды.
Германия мен Жапония дамуы
[[Файл:AEG Weitwinkelobjectiv (1932).svg|thumb|right|Schulz/AEG кең бұрышты объективі (1932, DE 620538) 1923 жылғы Hill Sky Lens-пен салыстырғанда, 1932 жылғы Weitwinkelobjektiv диафрагманың алдында екі дивергентті мениск элементтеріне ие болды және конвергентті бөлімде цементтелген ахроматтық топты пайдаланды. Ал Умбо AEG объективін көркемдік мақсаттарда қолданды, фотосуреттер 1937 жылы Volk und Welt журналында жарияланды. AEG Weitwinkelobjektiv 1938 жылы әскери және ғылыми (бұлтты жабын) мақсаттарда пайдаланылған Nippon Kogaku (Nikon) Fisheye Nikkor 16 мм объективінің негізін құрады. Жапон Императорлық Әскери-теңіз флотына оптикалық жабдықтар жеткізу келісімшарты бар Nikon компаниясы, мүмкін, AEG дизайнына Сталь шарты бойынша қол жеткізген. Ол Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде әуеден бақылау үшін пайдаланылды. Pleon объективінің конвергентті артқы тобы симметриялық, ол 1933 жылы Рихтер Zeiss үшін жасаған 4 элементті Topogon объективінен алынған. Соғыстан кейін түскен объективтердегі сынақтар Pleon шамамен 130° өрісті қамтитын тең қашықтықтағы проекцияны ұсынғанын көрсетті, ал негативтер бұрмалауды жою үшін арнайы түзету проекторын қолдана отырып басылды.
Дизайн
Тікелей линзалардан өзгеше, балық көз линзаларын фокустық қашықтық пен диафрагма ғана толық сипаттамайды. Көру бұрышы, бейне диаметрі, проекция түрі және сенсордың жабылуы осылардан тәуелсіз түрде өзгереді.
Суреттің диаметрі мен қашықтығы
Пайдалану түрлері пішімі Дөңгелек Кесілген шеңбер Толық кадр 134px 134px 3:2 52% сенсор 78% FOV, 92% сенсор 59% FOV 4:3 59% сенсор 86% FOV, 90% сенсор 61% FOV 134pxАйналмалы балық көз 35 мм 134pxТолық кадр балық көз, қарапайым линза қорғағышымен 134pxESO-ның VLT суреті шеңберлі балық көз линзасымен түсірілген. 134px35 мм айналмалы балық көз DX форматты камерамен 134pxЖабық кеңістікте қолданылатын диагональды балық көз (Nikkor 10,5 мм) Айналмалы балық көз линзасында кескін шеңбері фильм немесе сенсор аймағына сыйып жатады; ал диагональды ("толық кадр") балық көз линзасында кескін шеңбері фильм немесе сенсор аймағын қамтиды. Бұл балық көз линзасын оған арналмаған басқа форматта пайдалану оңай екенін білдіреді (түзу сызықты линзаға қарағанда) және оның ерекшеліктерін өзгерте алады. Сонымен қатар, әртүрлі балық көз линзалары кескіндерді әртүрлі түрде бейнелейді ("бұрмалайды"), ал бұрмалау әдісі олардың бейнелеу функциясы деп аталады. Тұтынушылар арасында кең таралған түрі – тең бұрышты. Камерада да, компьютерлік бағдарламаларда да балық көз эффектілері бар, бірақ олардың ешқайсысы түпнұсқа суреттердің көру бұрышын нағыз балық көз линзасының өте кеңіне дейін ұлғайта алмайды.
In a circular fisheye lens, the image circle is inscribed in the film or sensor area; in a diagonal ("full frame") fisheye lens, the image circle is circumscribed around the film or sensor area. This implies that using a fisheye lens for a different format than it was intended for is easy (as opposed to a rectilinear lens), and may change its characteristic. Further, different fisheye lenses map ("distort") images differently, and the manner of distortion is referred to as their mapping function. A common type for consumer use is equisolid angle. Although there are digital fisheye effects available both in camera and as computer software, neither can extend the angle of view of the original images to the very large one of a true fisheye lens.
Диагональды балық көздері (толық кадр немесе тікбұрышты)
Балық көзі линзалары жалпы фотосуретке кеңінен танымал болғандықтан, камера компаниялары бүкіл тікбұрышты пленка кадрын қамтитын кеңейтілген бейне шеңберін ұсынатын балық көзі линзаларын шығара бастады. Олар диагональды, кейде «төртбұрышты» немесе «толық кадрлы» деп аталады. (Бұл цифрлық фотосуреттен бұрын болғандықтан, «толық кадр» терминінің балық көзіне қатысты қолданылуы 36x24 мм өлшемді цифрлық сенсорды белгілеу үшін қолданылатын терминмен ешқандай қатысы жоқ). Диагональды балық көзі линзаларының көру бұрышы бұрыштан бұрышқа дейін 180° ғана құрайды: олардың 180° диагональды көру бұрышы (AOV) бар, ал көлденең және тік көру бұрыштары кішірек болады. 15 мм толық кадрлы балық көзі үшін тең бұрыштық бұрышқа ие болу үшін көлденең AOV 147°, ал тік AOV 94° болады. Балық көзі диагональды линзаларының алғашқылардың бірі 1970-жылдардың басында шығарылған Nikon Fisheye Nikkor F 16mm болды. Кішкентай сенсорлары бар цифрлық камераларда бірдей эффект алу үшін қысқарақ фокус арақашықтығы қажет. Nikon өздерінің APS DX SLR камералары үшін 10.5 мм балық көзі линзасын шығарады. Бірнеше басқа компаниялар APS және m43 камералары үшін «толық кадрлы», яғни диагональды балық көзі линзаларын жасайды, толық мәліметтер келесі абзацта.
Портреттік немесе кесілген шеңбердегі балық көздері
Дөңгелек және диагональ балық көзі арасындағы аралық – фильм форматының биіктігінен гөрі еніне оңтайландырылған дөңгелек кескін. Осының салдарынан, шаршы емес фильм форматтарында дөңгелек кескін жоғары және төменгі жағынан кесіледі, бірақ сол және оң жақтарында қара жиектер қалады. Бұл формат "портреттік" балық көзі деп аталады; тарихи тұрғыдан қарағанда, ол сирек кездеседі. Тек 12 мм Accura линзасы (төмендегі тізімді қараңыз) тікелей портреттік принципті ұстанады. Дегенмен, бүгінде кішірек сенсорлық форматты толық жабуға арналған балық көзі линзасын қолдану арқылы портреттік балық көзі эффектісіне оңай қол жеткізуге болады, мысалы, 35 мм толық кадрлы камерада APS диагональді балық көзі немесе APS камерада m43 диагональді балық көзі.
Шағын балық көзі линзалары
Миниатюралық цифрлық камералар, әсіресе қауіпсіздік камералары ретінде қолданылғанда, көбінесе максималды жабу үшін балық көзі линзаларын пайдаланады. Миниатюралық балық көзі линзалары тұтынушылық және қауіпсіздік камераларында кеңінен қолданылатын кішкентай форматты CCD/CMOS бейне сенсорлары үшін жасалған. Көбінесе қолданылатын бейне сенсор форматтары 1/4", 1/3" және 1/2" болып табылады. Бейне сенсордың активті аймағына байланысты, бір линза үлкен бейне сенсорында (мысалы, 1/2") дөңгелек кескінді, ал кішкентай бейне сенсорында (мысалы, 1/4") толық кадрды құра алады.
Мысалдар мен нақты үлгілер
Қазіргі және өткеннің барлық балық көз линзаларының толық тізімін төмендегі сыртқы сілтемелерде қараңыз.
APS-C камералары үшін ерекше балық көзі линзалары
Canon камераларында қолданылатын APS C бейне сенсоры , немесе диагональ бойынша , бұл Fuji, Minolta, Nikon, Pentax және Sony сияқты APS C сенсорлары бар басқа танымал өндірушілердің камераларында қолданылатын сенсор өлшемінен сәл кіші. Басқа кең таралған APS C сенсорларының ұзын өлшемі және қысқа жағы болса, ал диагоналі аралығында болады.
АПС-С цирклді балық көзі линзалары
Sigma 4,5 мм Lensbaby 5,8 мм
Lensbaby 5.8mm
Диагональды APS-C балық көзі линзалары
Nikon 10.5 мм Nikon F DSLR камералары үшін. Samyang 8 мм әртүрлі APS DSLR камералары үшін. Стереографиялық проекциясымен ерекшеленеді. Samyang 8 мм әртүрлі айнасыз камераларға арналған. Стереографиялық проекциясымен ерекшеленеді. Sigma 10 мм әртүрлі APS DSLR камералары үшін.
Samyang 8 mm for various APS DSLRs. Notable for its stereographic projection. Samyang 8 mm for various mirrorless mounts. Notable for its stereographic projection. Sigma 10 mm for various APS DSLRs.
APS-C зомбылық линзалар
Pentax 10–17 мм = Tokina 10–17 мм (бірлесіп әзірленген) әртүрлі APS DSLR камералары үшін.
Балық көзіне арналған зомм линзалар
Canon EF 8–15 мм L Fisheye USM – барлық фокустық қашықтықта 180° көріс бұрышын ұсынады, бірақ 35 мм толық кадрлы камерада дөңгелек пішіннен диагональды балық көзіне өтеді, яғни тік көру бұрышы өзгереді. APS-C/H өлшемді сенсорлары бар кескіш камерада тек кескіштелген дөңгелек және толық кадрлы сурет алынады. Фокустық қашықтық диапазонының кескіш сенсорлы камераларда толық қамтылуын сақтау үшін зум-блокировка қарастырылған. Nikon AF-S Fisheye Nikkor 8–15 мм E ED – толық кадрлы және FX камералар үшін жасалған, бұл объектив Canon сияқты жұмыс істейді. Tokina AT-X AF DX = Pentax DA ED IF 10–17 мм – APS-C сенсорлы камераларға арналған балық көзі зум-объективі, сонымен қатар интеграцияланған күн сәулесінен қорғайтын капоты жоқ NH нұсқасы ретінде де сатылады: осылайша, оны толық кадрлы камераларда қолдануға болады. Pentax F 17–28 мм Fisheye – бұл объектив 35 мм толық кадрлы пленкалық камералар үшін, AF дәуірінде 16 мм f/2.8 объективінің орнын басу үшін жасалған. Ол 17 мм толық кадрлы (диагональды) балық көзінен басталады. 28 мм-ге жеткенде балық көзі әсері жоғалады, артында кең бұрышты, бұрмаланған сурет қалады. Ол «арнайы эффект» линзасы ретінде қарастырылды және көптеп сатылмағаны айтылады.
Қызықты жайттар
Canon 5.2 мм f/2.8 RF L (екі фишэйлік линза жүйесі бар 190° стереографиялық балық көз: 3D виртуалды шындыққа түсіру үшін бір 35 мм толық кадрлы бейне сенсорына, ал фотосуретке көбірек қатысы жоқ: екі бейне шеңберін 36 мм ені бар бір кадрға сыйғызу әрқайсысының диаметрін 18 мм ғана қылады, бұл көп ажыратымдылықты ысырап етуге әкеледі) Pentax K "Құстың көзі" 8.4 мм (прототип, 1982, балық көзінен өзгеше бейнеленуі)
Pentax K "Bird's eye" 8.4 mm (prototype, 1982, rendition not quite the same as a fisheye)
Басқа қолданбалар
Балық көзі арқылы ESO штаб-пәтерінің қисықтарын суретке түсірдік. Көптеген планетарийлер қазір түнгі аспанды немесе басқа да сандық мазмұнды күмбездің ішкі бетіне проекциялау үшін балық көзі проекциялық линзаларын қолданады. Балық көзі линзалары POV порнографиясында камера алдындағы нәрселерді үлкенірек көрсету үшін пайдаланылады. Ұшқыштарға, әуе қозғалысын бақылаушыларға немесе әскери қызметкерлерге оқыту үшін иммерсивті орта құру мақсатында ұшу симуляторлары мен визуалды ұрыс симуляторлары балық көзі проекциялық линзаларын қолданады. Сонымен қатар, IMAX Dome (бұрынғы 'OMNIMAX') кино форматында дөңгелек балық көзі линзасы арқылы түсірілген материал жарты шар пішіндес экранға проекцияланады. Ғалымдар мен ресурстарды басқарушылар (мысалы, биологтар, орманшылар және метеорологтар) өсімдік жапырағының индекстерін және жер бетіне жақын жердегі күн сәулесінің мөлшерін есептеу үшін жарты шарлық фотосуреттерге түсіру үшін балық көзі линзаларын қолданады. Осы қолданыстарға орманның денсаулығын бағалау, монарх көбелектерінің қыстау орындарын сипаттау және жүзімдіктерді басқару кіреді. Астрономдар бұлт жамылғысын және жарық ластануын тіркеу үшін балық көзі линзаларын пайдаланады. Фотографтар мен бейнеоператорлар балық көзі линзаларын қолданады, осылайша камераны мүмкіндігінше жақын орналастырып, бірқатар контексті де түсіре алады, мысалы, скейтбордингте тақтаны баса назар аудару үшін және сырғанаушының бейнесін сақтап қалу үшін. 2001: A Space Odyssey фильміндегі HAL 9000 компьютерінің "көзі" Fisheye Nikkor 8 мм линзасымен жасалған. HAL-дың көзқарасы бастапқыда Cinerama 360 форматындағы фильмдерге арналған Fairchild Curtis 'bug eye' линзасымен түсірілді. 1987 жылы Beastie Boys тобының "Hold It Now, Hit It" әніне түсірілген алғашқы музыкалық видео толығымен балық көзі линзасымен түсірілді. Компьютерлік графикада айналмалы балық көзі суреттерін физикалық әлемнен қоршаған ортаның карталарын жасау үшін қолдануға болады. Тиісті алгоритмді пайдаланып, бір толық 180 градус кең бұрышты балық көзі суреті кубтық карталау кеңістігінің жартысына сыяды. Қоршаған орта карталарын 3D нысандарды және виртуалды панорамалық көріністерді көрсету үшін пайдалануға болады. Әлемдегі көптеген жеке ауа райы станцияларының онлайн камералары ағымдағы жергілікті аспан жағдайларын, сондай-ақ температура, ылғал, жел және жауын-шашын мөлшері сияқты климаттық жағдайлары бар өткен күндік уақыт өте қалыптасқан тізбегін балық көзімен түсіреді. Есіктердегі көзқарас тесіктерінде, сыртқы кеңістікті ішкі көруге кеңейтуге мүмкіндік береді.