Soczewka 'rybie oko

rybie oko

Wprowadzony w	1924
Autor	Drewno (1905), Bond (1922) i Hill (1924)
Budowa	Var. elementy w Var. grupy

Obiektyw typu „rybie oko” to ultraszerokokątny obiektyw , który powoduje silne zniekształcenie obrazu, co ma na celu utworzenie szerokiego obrazu panoramicznego lub półkulistego . Obiektywy typu „rybie oko” zapewniają niezwykle szerokie kąty widzenia , znacznie wykraczające poza jakiekolwiek soczewki prostoliniowe. Zamiast tworzyć obrazy z prostymi liniami perspektywy ( obrazy prostoliniowe ), obiektywy typu rybie oko wykorzystują specjalne odwzorowanie („zniekształcenie”; na przykład: kąt równoramienny , patrz poniżej), które nadaje obrazom charakterystyczny wypukły, nieprostoliniowy wygląd.

Okrągłe zdjęcie typu rybie oko Oude Kerk Amsterdam. Aberracja chromatyczna jest wyraźnie widoczna w kierunku zewnętrznych krawędzi.

Termin rybie oko został ukuty w 1906 roku przez amerykańskiego fizyka i wynalazcę Roberta W. Wooda w oparciu o to, jak ryba widzi ultraszeroki półkulisty widok spod wody (zjawisko znane jako okno Snella ). Ich pierwsze praktyczne zastosowanie miało miejsce w latach dwudziestych XX wieku w meteorologii do badania formowania się chmur, nadając im nazwę „soczewki całego nieba”. Kąt widzenia obiektywu typu rybie oko wynosi zwykle od 100 do 180 stopni, chociaż istnieją obiektywy obejmujące do 280 stopni (patrz poniżej). Ich ogniskowe zależą od formatu filmu, dla którego są przeznaczone.

Masowo produkowane obiektywy typu rybie oko do fotografii pojawiły się po raz pierwszy na początku lat 60. XX wieku i są powszechnie używane ze względu na swój wyjątkowy, zniekształcony wygląd. W przypadku popularnego   35 mm typowe ogniskowe obiektywów typu rybie oko wynoszą 8–10 mm dla obrazów okrągłych i 12–18 mm dla obrazów ukośnych wypełniających cały kadr. W przypadku aparatów cyfrowych wykorzystujących mniejsze przetworniki obrazu, takie jak CCD lub CMOS formatu 1 / 4 ″ i 1 / 3 ″ , ogniskowa „miniaturowych” obiektywów typu rybie oko może wynosić zaledwie 1–2 mm.

Obiektywy typu rybie oko mają również inne zastosowania, takie jak ponowne wyświetlanie obrazów oryginalnie sfilmowanych przez obiektyw typu rybie oko lub utworzonych za pomocą grafiki generowanej komputerowo na półkulistych ekranach. Są również wykorzystywane do fotografii naukowej, takiej jak nagrania zorzy polarnej i meteorów , oraz do badania geometrii czaszy roślin i do obliczania promieniowania słonecznego w pobliżu ziemi . W życiu codziennym są prawdopodobnie najczęściej spotykane jako wizjery do drzwi, aby zapewnić szerokie pole widzenia.

Historia i rozwój

Panoramy ze zniekształceniem typu rybie oko są starsze niż fotografia i obiektyw typu rybie oko. W 1779 roku Horace Bénédict de Saussure opublikował swój widok Alp z rybim okiem skierowany w dół: „Wszystkie obiekty są rysowane w perspektywie od środka”.

• 

  „Vue circulaire des montagnes qu'on découvre du sommet du Glacier de Buet”, Horace-Benedict de Saussure

• 

  Wiadro Wooda (na górze) i ulepszony (na dole) aparat (1906)

• 

  Pierwszy znany obraz typu „rybie oko” zarejestrowany w 1905 r. Przy użyciu wiaderka Wooda (1906)

• 

  Półkulista soczewka Bonda (1922)

W 1906 roku Wood opublikował artykuł szczegółowo opisujący eksperyment, w którym zbudował kamerę w wypełnionym wodą wiadrze, zaczynając od płytki fotograficznej na dole, obiektywu o krótkim ogniskowaniu z przysłoną otworkową umieszczoną mniej więcej w połowie wysokości wiadra i arkusza szkło na krawędzi, aby stłumić zmarszczki na wodzie. Eksperyment był próbą Wooda „ustalenia, jak świat zewnętrzny wydaje się rybom”, stąd tytuł artykułu brzmiał „Widoki rybiego oka i widzenie pod wodą”. Następnie Wood zbudował ulepszoną „poziomą” wersję aparatu, pomijając obiektyw, zamiast tego używając otworu przebitego w boku zbiornika, który był wypełniony wodą i kliszą fotograficzną. W tekście opisał trzecią kamerę „rybie oko” zbudowaną z blachy mosiężnej, której główną zaletą było to, że była bardziej przenośna niż pozostałe dwie kamery i była „absolutnie szczelna”. W swoim podsumowaniu Wood pomyślał, że „urządzenie sfotografuje całe niebo [więc] można by zbudować rejestrator nasłonecznienia na tej zasadzie, który nie wymagałby dostosowania do szerokości geograficznej ani miesiąca”, ale także cierpko zauważył „widoki użyte do zilustrowania ta gazeta smakuje trochę z „dziwacznymi” zdjęciami z czasopism”.

WN Bond opisał ulepszenie aparatu Wooda w 1922 roku, które zastąpiło zbiornik wody prostą półkulistą szklaną soczewką, dzięki czemu aparat był znacznie bardziej przenośny. Ogniskowa zależała od współczynnika załamania światła i promienia półkulistej soczewki, a maksymalny otwór względny wynosił około f /50; nie został skorygowany pod kątem aberracji chromatycznej i rzutował zakrzywione pole na płaską płytkę. Bond zauważył, że nowy obiektyw może być używany do rejestrowania zachmurzenia lub uderzeń pioruna w danym miejscu. Półkulista soczewka Bonda zmniejszyła również potrzebę stosowania apertury otworkowej, aby zapewnić ostrość, więc czasy naświetlania również zostały skrócone.

Obiektyw Hill Sky

Hill / Beck „Sky Lens” (1923, GB 225 398)

W 1924 roku Robin Hill po raz pierwszy opisał soczewkę o kącie 180°, która została użyta do badania chmur we wrześniu 1923 roku. Obiektyw, zaprojektowany przez Hilla i R. & J. Becka, Ltd. , został opatentowany w grudniu 1923 roku. Obiektyw jest teraz uznawany za pierwszy obiektyw typu rybie oko. Hill opisał również trzy różne funkcje mapowania obiektywu zaprojektowanego do przechwytywania całej półkuli (stereograficzny, równoodległy i ortograficzny). Zniekształcenie jest nieuniknione w soczewce, która obejmuje kąt widzenia przekraczający 125 °, ale Hill i Beck twierdzili w patencie, że projekcja stereograficzna lub w równej odległości była preferowanymi funkcjami mapowania. Trzyelementowa, trójgrupowa konstrukcja obiektywu wykorzystuje wysoce rozbieżną soczewkę menisku jako pierwszy element, który wprowadza światło w szerokim polu widzenia, a następnie system soczewek skupiających, który wyświetla widok na płaskiej płycie fotograficznej.

Obiektyw Hill Sky został dopasowany do kamery całego nieba , zwykle używanej w parze oddalonej o 500 metrów (1600 stóp) do obrazowania stereo i wyposażonej w czerwony filtr zapewniający kontrast; w swojej pierwotnej postaci obiektyw miał ogniskową 0,84 cala (21 mm) i rzucał obraz o średnicy 2,5 cala (64 mm) przy f / 8. Conrad Beck opisał system kamer w artykule opublikowanym w 1925 roku. Przynajmniej jeden został zrekonstruowany.

Rozwój niemiecki i japoński

Schulz/AEG Weitwinkelobjektiv (1932, DE 620538)

W 1932 roku niemiecka firma Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AG (AEG) złożyła wniosek o patent na Weitwinkelobjektiv (obiektyw szerokokątny), 5-elementowy, 4-grupowy rozwój obiektywu Hill Sky Lens. W porównaniu z obiektywem Hill Sky Lens z 1923 r., Weitwinkelobjektiv z 1932 r. Zawierał dwa rozbieżne elementy menisku przed ogranicznikiem i wykorzystywał scementowaną grupę achromatyczną w sekcji zbieżnej. Miyamoto przypisuje dr Hansowi Schulzowi projekt Weitwinkelobjektiv. Podstawowy opatentowany projekt został wyprodukowany do nagrywania w chmurze jako obiektyw 17 mm f /6,3, a artysta znany jako Umbo używał obiektywu AEG do celów artystycznych, a zdjęcia opublikowano w numerze Volk und Welt z 1937 roku .

AEG Weitwinkelobjektiv stanowił podstawę późniejszego obiektywu Fish-eye-Nikkor 16 mm f / 8 z 1938 roku, który był używany do celów wojskowych i naukowych (zachmurzenie). Nikon, który miał kontrakt na dostawę optyki dla Cesarskiej Marynarki Wojennej Japonii , prawdopodobnie uzyskał dostęp do projektu AEG w ramach paktu stali . Po wojnie obiektyw został dopasowany do aparatu średnioformatowego i został wyprodukowany w nieco zmodyfikowanej formie (ogniskowa wzrosła nieznacznie do 16,3 mm) jako „Kamera rejestrująca obraz nieba” w marcu 1957 roku dla rządu japońskiego, a następnie komercyjnie wydany jako Nikon Fisheye Camera (znany również jako „Nikon Sky Camera” lub „Nikon Cloud Camera”) we wrześniu 1960 r., którego cena detaliczna wyniosła 200 000 jenów ( równowartość 1 130 000 jenów w 2019 r.). Zmieniony obiektyw tworzył okrągły obraz o średnicy 50 mm (2,0 cala) i pokrywał całe półkuliste pole o kącie 180 °. Wyprodukowano tylko 30 egzemplarzy aparatu Nikon typu rybie oko, z czego 18 sprzedano klientom, głównie w Stanach Zjednoczonych; Nikon prawdopodobnie zniszczył pozostałe zapasy, aby uniknąć kar podatkowych. Zdjęcie tyczkarza Boba Gutowskiego zrobione przez Fisheye Camera zostało opublikowane w Life w 1957 roku.

Richter / Zeiss Pleon (1938, US 2 247 068)

Również w 1938 roku Robert Richter z Carl Zeiss AG opatentował 6-elementowy, 5-grupowy obiektyw Pleon, który był używany do obserwacji z powietrza podczas II wojny światowej. Zbiegająca się tylna grupa Pleona była symetryczna, przypominając 4-elementowy Topogon , również zaprojektowany przez Richtera dla Zeissa w 1933 roku. Testy na obiektywie przechwyconym po wojnie wykazały, że Pleon zapewnia projekcję w równej odległości pokrywającą pole około 130 °, a negatywy wydrukowano przy użyciu specjalnego powiększalnika prostującego w celu wyeliminowania zniekształceń. Pleon miał ogniskową około 72,5 mm z maksymalnym otworem f / 8 i wykorzystywał płaskowklęsłą przednią soczewkę o średnicy 300 mm (12 cali); obraz na negatywie miał około 85 mm (3,3 cala) średnicy.

Merté/Zeiss Sphaerogon (1935, DE 672 393 i US 2126126)

rozwój 35 mm

Mniej więcej w tym samym czasie, gdy Schulz opracowywał Weitwinkelobjektiv w AEG, Willy Merté w Zeiss opracowywał Sphaerogon, który również został zaprojektowany tak, aby obejmował pole widzenia 180 °. W przeciwieństwie do Weitwinkelobjektiv, Sphaerogon Merté nie był ograniczony do aparatów średnioformatowych; prototypowe wersje Sphaerogon zostały skonstruowane dla miniaturowego aparatu Contax I. Pierwsze skonstruowane prototypowe soczewki Sphaerogon miały maksymalny otwór przysłony f /8, ale późniejsze egzemplarze zostały obliczone o pół stopnia szybciej, do f /6,8. Kilka prototypowych przykładów soczewek Sphaerogon zostało odzyskanych jako część kolekcji soczewek Zeissa przejętej przez Army Signal Corps jako reparacje wojenne w 1945 roku; kolekcja, którą firma Zeiss zachowała jako zapis swoich projektów, została później udokumentowana przez Merté, byłego szefa obliczeń optycznych w CZJ, pracującego pod dowództwem oficera Signal Corps Edwarda Kapreliana.

Aparat typu rybie oko firmy Nikon został wycofany we wrześniu 1961 r., a następnie w 1962 r. firma Nikon wprowadziła pierwszy do regularnej produkcji obiektyw typu rybie oko do miniaturowych aparatów, model Fish-eye-Nikkor 8 mm f/8, który wymagał lustrzanki w aparatach Nikon F i Nikkormat należy zablokować przed zamontowaniem obiektywu. Przed wczesnymi latami sześćdziesiątymi obiektywy typu „rybie oko” były używane głównie przez profesjonalnych fotografów i naukowców, ale pojawienie się „rybiego oka” w formacie 35 mm zwiększyło jego popularność. Nikkor 8 mm f /8 ma pole widzenia 180° i wykorzystuje 9 soczewek ustawionych w 5 grupach; ma stałą ostrość i wbudowane filtry przeznaczone do fotografii czarno-białej. Badania wskazują, że zbudowano mniej niż 1400 soczewek.

Fish-eye Takumar 11/18mm na nowoczesnej lustrzance cyfrowej Pentax K-1

Następnie firma Nikon wypuściła kilka kolejnych przełomowych okrągłych obiektywów typu rybie oko z mocowaniem Nikon F w latach 60. i 70. XX wieku:

• 10 mm f / 5,6 OP (1968), pierwszy obiektyw typu „rybie oko” z projekcją prostokątną, który był również pierwszym obiektywem z elementem asferycznym
• 6 mm f /5,6 (1969), pierwsze rybie oko z polem widzenia 220°; co ciekawe, patent towarzyszący temu obiektywowi obejmuje projekt obiektywu o polu widzenia 270°. 6,2 mm f / 5,6 SAP zostało później wyprodukowane w ograniczonej liczbie z asferyczną powierzchnią obejmującą pole widzenia 230 °.
• 8 mm f /2,8 (1970), pierwsze okrągłe rybie oko ze zmienną ostrością, automatyczną przysłoną i lustrzanym odbiciem (blokada lustra nie jest już wymagana).

W międzyczasie inni japońscy producenci opracowywali tak zwane „pełnoklatkowe” lub ukośne rybie oczy, które rejestrowały pole widzenia w przybliżeniu 180 ° na przekątnej klatki filmu. Pierwszym takim diagonalnym rybim okiem był Fish-eye Takumar 18 mm f /11, wypuszczony przez Pentaxa (Asahi Optical) w 1962 roku, a następnie nieco jaśniejszy UW Rokkor-PG 18 mm f /9.5 firmy Minolta w 1966 roku. odruchowe widzenie i stała ostrość. Zarówno Pentax, jak i Minolta wprowadziły na rynek szybsze obiektywy ze zmienną ogniskową odpowiednio w 1967 (Super Fish-eye-Takumar 17 mm f /4) i 1969 (Rokkor-OK 16 mm f /2.8). Rokkor 16 mm został później przyjęty przez Leicę jako Fisheye-Elmarit-R (1974), a następnie przekształcony w autofokus (1986) dla systemu Alpha . Od 2018 roku ta sama podstawowa konstrukcja optyczna jest nadal sprzedawana jako Sony SAL16F28.

Projekt

W przeciwieństwie do soczewek prostoliniowych, obiektywy typu rybie oko nie są w pełni charakteryzowane samą ogniskową i przysłoną. Kąt widzenia, średnica obrazu, typ projekcji i zasięg czujnika różnią się niezależnie od nich.

Średnica i pokrycie obrazu

Rodzaje wykorzystania formatu

Okólnik		Przycięte koło	Pełna ramka
3:2	52% czujnik	78% pola widzenia, 92% czujnika	59% pola widzenia
4:3	59% czujnik	86% pola widzenia, 90% czujnika	61% pola widzenia
Okrągłe rybie oko na 35 mm			Pełnoklatkowe rybie oko z podstawową osłoną obiektywu
teleskopu VLT wykonane przez ESO okrągłym obiektywem typu rybie oko.		Okrągłe rybie oko 35 mm z aparatem formatu DX	Diagonalne rybie oko używane w zamkniętej przestrzeni ( Nikkor 10,5 mm)

W okrągłym obiektywie typu rybie oko koło obrazu jest wpisane w obszar kliszy lub czujnika; w ukośnym („pełnoklatkowym”) obiektywie typu rybie oko koło obrazu jest opisane wokół kliszy lub obszaru czujnika. Oznacza to, że użycie obiektywu typu „rybie oko” do formatu innego niż przeznaczony jest łatwe (w przeciwieństwie do obiektywu prostoliniowego) i może zmienić jego charakterystykę.

Ponadto różne obiektywy typu „rybie oko” odwzorowują („zniekształcają”) obrazy w różny sposób, a sposób zniekształcenia jest określany jako ich funkcja mapowania . Powszechnym typem do użytku konsumenckiego jest kąt równo bryłowy .

Chociaż istnieją cyfrowe efekty typu rybie oko dostępne zarówno w aparacie, jak i jako oprogramowanie komputerowe, żaden z nich nie może rozszerzyć kąta widzenia oryginalnych zdjęć do bardzo dużego kąta prawdziwego obiektywu typu „rybie oko”.

Długość ogniskowa

Ogniskowa jest określana na podstawie pokrycia kątowego, zastosowanej określonej funkcji mapowania oraz wymaganych wymiarów końcowego obrazu. Ogniskowe dla popularnych rozmiarów kamer amatorskich są obliczane jako:

Obliczone ogniskowe typu rybie oko

		Stereograficzny	Równoodległy	Równomierny kąt	Pisowniany
Funkcja odwzorowania odwrotnego		${\ Displaystyle f = {\ dfrac {r} {2 \ dębnik {\ dfrac {\ teta} {2}}}}}$	${\ Displaystyle f = {\ Frac {r} {\ teta}}}$	${\ Displaystyle f = {\ dfrac {r} {2 \ sin {\ dfrac {\ teta} {2}}}}}$	${\ Displaystyle f = {\ Frac {r} {\ sin \ theta}}}$
Okólnik	APS-C ( ${\ displaystyle r}$ = 8,4 mm )	4.2	5.3	5.9	8.4
	135 ( ${\ displaystyle r}$ = 12 mm )	6.0	7.6	8.5	12.0
	6 × 6 ( ${\ displaystyle r}$ = 28 mm )	14.0	17.8	19.8	28.0
Przekątna	APS-C ( ${\ displaystyle r}$ = 15,1 mm )	7,5	9.6	10.6	15.1
	135 ( ${\ displaystyle r}$ = 21,7 mm )	10.8	13.8	15.3	21.7
	6 × 6 ( ${\ displaystyle r}$ = 39,6 mm )	19.8	25.2	28.0	39,6

Notatki

Okrągłe rybie oczy

Pierwszymi opracowanymi typami obiektywów typu rybie oko były „okrągłe” — obiektywy, które obejmowały półkulę o kącie 180 ° i wyświetlały ją jako okrąg w kadrze filmu. Z założenia okrągłe obiektywy typu „rybie oko” pokrywają zatem mniejszy okrąg obrazu niż obiektywy prostoliniowe zaprojektowane dla tego samego rozmiaru matrycy. Narożniki okrągłego obrazu typu rybie oko będą całkowicie czarne. Ta czerń różni się od stopniowego winietowania soczewek prostoliniowych i zachodzi gwałtownie.

Niektóre okrągłe rybie oczy były dostępne w modelach projekcji prostokątnej do zastosowań naukowych. Mają one kąt widzenia 180° w pionie, poziomie i ukośnie .

   W przypadku aparatów APS i M43 pojawiło się kilka obiektywów, które zachowują pole widzenia 180° na kadrze. Pierwszą z nich była Sigma 4,5 mm. Sunex produkuje również obiektyw typu rybie oko 5,6 mm, który rejestruje okrągłe pole widzenia 185° w lustrzankach cyfrowych Nikon 1,5x i Canon DSLR 1,6x.

Fisheye-Nikkor 6mm f/2.8 zamontowany na Nikon F2 w Muzeum Nikon .

Firma Nikon wyprodukowała 6-milimetrowy okrągły obiektyw typu rybie oko do filmu 35 mm, który początkowo był przeznaczony do ekspedycji na Antarktydę . Posiadał pole widzenia 220°, zaprojektowane tak, aby uchwycić całe niebo i otaczającą ziemię, gdy jest skierowany prosto w górę. Ten obiektyw nie jest już produkowany i jest obecnie używany do tworzenia interaktywnych obrazów wirtualnej rzeczywistości, takich jak QuickTime VR i IPIX . Ze względu na bardzo szerokie pole widzenia jest bardzo duży — waży 5,2 kilograma (11 funtów), ma średnicę 236 milimetrów (9,3 cala), długość 171 milimetrów (6,7 cala) i kąt widzenia 220 stopni . Przyćmiewa zwykłą lustrzankę jednoobiektywową 35 mm i ma własny punkt mocowania statywu, cechę zwykle spotykaną w dużych o długim ogniskowaniu lub teleobiektywach, która zmniejsza obciążenie mocowania obiektywu . Obiektyw jest niezwykle rzadki.

  Obiektyw rybie oko Laowa 4 mm f/2,8 producenta Venus Optics

Niedawno japoński producent Entaniya oferuje kilka obiektywów typu rybie oko o kątach widzenia do 250° na pełnej klatce 35 mm i do 280° na mniejszych matrycach (patrz lista poniżej). W 2018 roku firma Venus Optics wprowadziła obiektyw typu rybie oko 210° do systemu Mikro Cztery Trzecie .

Okrągłe obiektywy typu rybie oko 8 mm i 7,5 mm wyprodukowane przez firmę Nikon okazały się przydatne do celów naukowych ze względu na ich równoodległy (równokątny) rzut, w którym odległość wzdłuż promienia okrągłego obrazu jest proporcjonalna do kąta zenitalnego .

Ukośne rybie oczy (inaczej pełnoklatkowe lub prostokątne)

Gdy obiektywy typu „rybie oko” zyskały popularność w fotografii ogólnej, firmy produkujące aparaty fotograficzne zaczęły produkować obiektywy typu „rybie oko” z powiększonym kołem obrazu, aby pokryć całą prostokątną klatkę filmu. Nazywa się je ukośnymi, a czasami „prostokątnymi” lub „pełnoklatkowymi” rybimi oczami. (To było na długo przed fotografią cyfrową, więc użycie terminu „pełna klatka” w odniesieniu do rybiego oka nie ma nic wspólnego z używaniem tego terminu do oznaczania czujnika cyfrowego o wymiarach 36x24 mm).

Kąt widzenia tworzony przez ukośne rybie oko wynosi tylko 180° od rogu do rogu : mają one kąt widzenia po przekątnej 180° (AOV) , podczas gdy poziome i pionowe kąty widzenia będą mniejsze. W przypadku równoramiennego kąta 15 mm dla pełnoklatkowego rybiego oka, poziome AOV wyniesie 147°, a pionowe AOV wyniesie 94°.

Jednym z pierwszych masowo produkowanych diagonalnych obiektywów typu rybie oko był Nikon Fisheye-Nikkor F 16mm f /3,5, wyprodukowany na początku lat 70.

Aby uzyskać ten sam efekt w aparatach cyfrowych z mniejszymi czujnikami, wymagane są krótsze ogniskowe. Nikon produkuje rybie oko 10,5 mm do swoich lustrzanek jednoobiektywowych APS DX. Kilka innych firm produkuje „pełnoklatkowe”, czyli diagonalne, rybie oczy do aparatów APS i m43, patrz następny akapit.

Portret lub rybie oko z przyciętym kręgiem

Pośrednie między ukośnym a okrągłym rybim okiem składa się z okrągłego obrazu zoptymalizowanego pod kątem szerokości formatu filmu, a nie wysokości . W rezultacie na dowolnym formacie filmu innym niż kwadratowy okrągły obraz zostanie przycięty u góry iu dołu, ale nadal będzie widoczny czarny brzeg po lewej i prawej stronie. Ten format jest nazywany rybim okiem „portretowym”; historycznie było to raczej rzadkie - tylko obiektyw 12 mm f/8 Accura (patrz lista poniżej) bezpośrednio przestrzega zasady portretu. Dziś jednak portretowy efekt rybiego oka można łatwo uzyskać, używając obiektywu typu „rybie oko” przeznaczonego do pełnego pokrycia mniejszego formatu matrycy, takiego jak rybie oko APS w aparacie pełnoklatkowym 35 mm lub rybie oko M43 w APS.

Miniaturowe obiektywy typu rybie oko

Miniaturowe aparaty cyfrowe, zwłaszcza używane jako kamery bezpieczeństwa , często mają obiektywy typu rybie oko, aby zmaksymalizować zasięg. Miniaturowe obiektywy typu „rybie oko” są przeznaczone do małoformatowych przetworników obrazu CCD/CMOS powszechnie stosowanych w kamerach konsumenckich i kamerach bezpieczeństwa. Popularne używane formaty aktywnego przetwornika to 1⁄4", 1⁄3" i 1⁄2 obrazu " . przetwornika np W zależności ( . od obszaru 1⁄ 2 obrazu, ten sam obiektyw może tworzyć okrągły obraz na większym przetworniku obrazu 1/4 " " ), a pełną klatkę na mniejszą (np. ).

Przykłady i konkretne modele

Pełną listę wszystkich aktualnych i wszystkich poprzednich obiektywów typu rybie oko można znaleźć w linkach zewnętrznych poniżej.

Godne uwagi obiektywy typu rybie oko do aparatów APS-C

Przetwornik obrazu APS-C stosowany w aparatach Canon ma wymiary 22,3 mm × 14,9 mm (0,88 cala × 0,59 cala) lub 26,82 mm (1,056 cala) na przekątnej, czyli nieco mniej niż rozmiar czujnika stosowanego przez innych popularnych producentów aparatów z matrycami APS-C, takimi jak Fuji, Minolta, Nikon, Pentax i Sony. Inne popularne czujniki APS-C mają zakres od 23,6 do 23,7 mm (0,93 do 0,93 cala) na długim wymiarze i 15,6 mm (0,61 cala) na krótszym boku, dla przekątnej od 28,2 do 28,4 mm (1,11 do 1,12 cala).

Okrągłe obiektywy typu rybie oko APS-C

• Sigmę 4,5 mm f /2,8
•   Lensbaby 5,8 mm f /3,5

Diagonalne obiektywy typu rybie oko APS-C

• Nikon 10,5 mm f /2,8 do lustrzanek cyfrowych Nikon F
• Samyang 8 mm f /3,5 do różnych lustrzanek cyfrowych APS. Godny uwagi ze względu na projekcję stereograficzną .
• Samyang 8 mm f/2.8 do różnych mocowań bezlusterkowców. Godny uwagi ze względu na projekcję stereograficzną .
• Sigma 10 mm f /2.8 do różnych lustrzanek cyfrowych APS.

Obiektywy zoom APS-C typu rybie oko

• Pentax 10–17 mm f /3,5–4,5 = Tokina 10–17 mm f/3,5–4,5 (wspólnie opracowany) do różnych lustrzanek cyfrowych APS.

Godne uwagi obiektywy typu rybie oko do aparatów pełnoklatkowych 35 mm

Okrągłe obiektywy typu rybie oko

Okrągły obiektyw typu rybie oko Peleng 8 mm f/3,5

• Accura 12 mm f /8 (obiektyw portretowy typu rybie oko 180°, tj. zoptymalizowany pod kątem wysokości, a nie szerokości kadru, dając w ten sposób okrągły obraz o większej średnicy, tj. przycięty u góry iu dołu. 1968. Sprzedawany jako Beroflex, Berolina , Panomar, Sigma, Spiratone, Universa, Upsilon, Vemar itp. Bardzo źle.)
• C-4 Optics Hyperfisheye 4,9 mm f /3,5 (270°, 2020 r., tylko do aparatu bezlusterkowego , 13 kg)
• Canon FD 7,5 mm f /5,6 (180°, 1971, trzy wersje: wersja początkowa ze srebrnym pierścieniem bagnetowym, wersja SSC 1973 ze srebrnym pierścieniem bagnetowym, wersja NewFD 1979 z tą samą powłoką SSC, czarny pierścień bagnetowy; wszystkie mają wbudowane koło wybieralne filtry kolorów)
• Entaniya HAL 200 6 mm f /4 (200°, średnica obrazu 19,9 mm, tylko do aparatów bezlusterkowych )
• Entaniya HAL 250 6 mm f /5,6 (250°, średnica obrazu 23,7 mm, tylko do aparatów bezlusterkowych , stała przysłona, 2 kg (firma produkuje również model 280°, ale o średnicy obrazu tylko 5 mm))
• Nikon F 6 mm f /2,8 (220°, 1972)
• Nikon F 6 mm f /5,6 (220°, 1970)
• Nikon F 6,2 mm f /5,6 (230° i najszerszy w swoim czasie rybie oko. Wygląda jak wspomniany wcześniej 6 mm f/5,6, ale inny grawer: 6,2 mm 230°. Podobno najrzadszy istniejący obiektyw Nikona, wyprodukowano tylko 3)
• Nikon F 7,5 mm f /5,6 (220°, 1966)
• Nikon F 8 mm f /2,8 (180°, 1970)
• Nikon F 8 mm f /8 (180°, 1962)
• Olympus OM Auto-rybie oko 8 mm f /2,4 (180°, rzadko)
• Peleng 8 mm f /3,5 (180°)
• Sigma 8 mm f /4.0 EX DG (180°)
• Sigma 8 mm f /3.5 EX DG (180°, następca powyższej Sigmy 8 mm f /4.0)

Pełnoklatkowe (tj. diagonalne) obiektywy typu rybie oko

• Canon EF 15 mm f/2.8 (optycznie prostszy następca poniższego modelu FD; od wycofania z produkcji)
• Canon Fisheye FD 15 mm f /2.8 (poprzednik powyższego, niekompatybilny z mocowaniem EF. Dwie wersje: oryginalna ze srebrnym pierścieniem bagnetowym, 1973; NewFD z czarnym pierścieniem bagnetowym, 1980. Obie mają wbudowane filtry barwne i powłokę SSC)
• Fuji Photo Film Co. EBC Fujinon Fish Eye 16 mm f/2.8 (mocowania M42 i X-Fujinon, wycofane)
• Minolta AF 16 mm f/2.8, od tego czasu kontynuowana jako Sony A
• Nikon Fisheye-Nikkor 16 mm f /2.8 AI-s i AF D (od 1979)
• Nikon Fisheye-Nikkor 16 mm f /3,5 (1973, poprzednik powyższego)
• Pentax SMC 17 mm f /4 rybie oko
• Pentax 18 mm f/11 Pancake Fisheye (160°)
• Samyang 12 mm f /2.8 ED AS NCS Diagonal Fisheye (słynie z projekcji stereograficznej; dostępny z kilkoma mocowaniami do lustrzanek i bezlusterkowców)
• Sigma 15 mm f /2.8 EX DG Diagonal Fisheye
• TTArtisan 11mm f /2.8 Fisheye (znany jako pierwszy obiektyw typu rybie oko sprzedawany m.in. z mocowaniem dalmierzowym Leica M i do Fuji GFX (obiektyw nie obejmuje jednak całego kadru GFX!). Ekspert stwierdził, że ma on faktycznie 15 mm ogniskowa i ma kąt widzenia tylko 176°)
• Obiektyw Zenitar 16mm f /2.8 typu rybie oko

Zmiennoogniskowe obiektywy typu rybie oko

•   Canon EF 8–15 mm f /4L Fisheye USM – 180° dla wszystkich ogniskowych, ale zmiana z okrągłego na ukośne rybie oko w aparacie pełnoklatkowym 35 mm, czyli zmiana kąta widzenia w pionie. W aparacie do kadrowania z czujnikami rozmiaru APS-C/H daje to tylko przycięty okrągły i pełnoklatkowy obraz. Dołączona jest blokada zoomu, która pozwala uniknąć pozostawienia zakresu ogniskowych pełnego pokrycia w kamerach z czujnikiem przycięcia.
•   Nikon AF-S Fisheye Nikkor 8–15 mm f /3.5–4.5E ED – przeznaczony do aparatów pełnoklatkowych i FX, obiektyw ten zachowuje się identycznie jak Canon.
• Tokina AT-X AF DX = Pentax DA ED IF 10–17 mm f /3.4-4.5 – obiektyw typu rybie oko zmiennoogniskowy przeznaczony do aparatów z matrycą APS-C, sprzedawany również w wersji NH bez zintegrowanej osłony przeciwsłonecznej: wtedy można go używać na aparaty pełnoklatkowe.
•      Pentax F 17–28 mm f /3,5–4,5 Fisheye – ten obiektyw powstał z myślą o pełnoklatkowych aparatach na kliszę 35 mm, aby zająć miejsce 16 mm f/2,8 w erze AF. Zaczyna się od pełnoklatkowego (przekątnego) rybiego oka 17 mm. Po osiągnięciu 28 mm efekt rybiego oka prawie znika, pozostawiając nadmiernie zniekształcony szerokokątny obraz. Miał być soczewką z „efektami specjalnymi” i twierdzi się, że nie sprzedał się w zbyt wielu egzemplarzach.

ciekawostki

• Canon 5,2 mm f/2,8 RF L (stereograficzne rybie oko 190° z dwoma systemami obiektywów typu „rybie oko”: do fotografowania rzeczywistości wirtualnej 3D na pojedynczym pełnoklatkowym przetworniku obrazu i mniej przydatne do fotografii: dopasowanie dwóch okręgów obrazu do jednej klatki Szerokość 36 mm oznacza, że ​​każdy może mieć tylko 18 mm średnicy, marnując sporo rozdzielczości)
• Pentax K „Bird's eye” 8,4 mm f / 2,8 (prototyp, 1982, wersja niezupełnie taka sama jak rybie oko)

Przykładowe obrazy

• 

  Zdjęcie wejścia do muzeum w Luwrze zrobione obiektywem Nikkor 7,5 mm f /5,6 z okrągłym rybim okiem

• 

  Rybie oko uchwyciło cały pokój kapituły katedry w Wells

• 

     Canon 8–15 mm przy 8 mm BMW M3

• 

    Zdjęcie zrobione pełnoklatkowym obiektywem typu „rybie oko” 16 mm przed i po zmianie odwzorowania na perspektywę prostoliniową .

• 

  Porównanie konwencjonalnej (prostoliniowej) funkcji mapowania z czterema różnymi funkcjami mapowania typu rybie oko, przy stałej ogniskowej.

Inne aplikacje

Krzywe kwatery głównej ESO w obiektywie typu rybie oko.

• Wiele planetariów używa obecnie obiektywów projekcyjnych typu „rybie oko” do wyświetlania nocnego nieba lub innych treści cyfrowych na wnętrzu kopuły.
• Soczewki typu rybie oko są używane w pornografii POV , aby rzeczy tuż przed kamerą wyglądały na większe.
• Symulatory lotu i wizualne symulatory walki wykorzystują soczewki projekcyjne typu rybie oko, aby stworzyć wciągające środowisko do szkolenia pilotów, kontrolerów ruchu lotniczego lub personelu wojskowego.
• Podobnie format filmu IMAX Dome (wcześniej „OMNIMAX”) obejmuje fotografowanie przez okrągły obiektyw typu rybie oko i projekcję przez niego na półkulistym ekranie.
• Naukowcy i zarządzający zasobami (np. biolodzy, leśnicy i meteorolodzy) używają obiektywów typu rybie oko do fotografii półkulistej do obliczania wskaźników korony roślin i przyziemnego promieniowania słonecznego. Zastosowania obejmują ocenę stanu zdrowia lasów, charakterystykę motyli monarchy oraz zarządzanie winnicami .
• Astronomowie używają obiektywów typu rybie oko do rejestrowania danych dotyczących zachmurzenia i zanieczyszczenia świetlnego .
• Fotografowie i kamerzyści używają obiektywów typu „rybie oko”, dzięki czemu mogą zbliżyć aparat tak blisko, jak to możliwe, aby uchwycić akcję, a jednocześnie uchwycić kontekst, na przykład podczas jazdy na deskorolce , aby skupić się na desce i zachować obraz skatera.
• „Oko” komputera HAL 9000 z filmu 2001: A Space Odyssey zostało zbudowane przy użyciu obiektywu Fisheye-Nikkor 8 mm f /8. Punkt widzenia HAL został sfilmowany przy użyciu obiektywu Fairchild-Curtis „bug-eye”, pierwotnie zaprojektowanego do filmów w formacie Cinerama 360.
• Pierwszym teledyskiem nakręconym w całości obiektywem typu „rybie oko” był utwór Beastie Boys „ Hold It Now, Hit It ” z 1987 roku.
• W grafice komputerowej okrągłe obrazy typu rybie oko mogą być używane do tworzenia map środowiska ze świata fizycznego. Jeden pełny, szerokokątny obraz typu rybie oko o kącie 180 stopni zmieści się na połowie sześciennej przestrzeni mapowania przy użyciu odpowiedniego algorytmu. Mapy środowiska mogą być używane do renderowania obiektów 3D i wirtualnych scen panoramicznych.
• Wiele kamer internetowych z osobistymi stacjami pogodowymi na całym świecie przesyła obrazy typu „rybie oko” aktualnego lokalnego stanu nieba, a także sekwencję poklatkową z poprzedniego dnia z warunkami klimatycznymi, takimi jak temperatura, wilgotność, wiatr i ilość opadów.
• wizjerach drzwiowych , aby widz znajdujący się wewnątrz miał szerszy widok z zewnątrz.

Funkcja mapowania

Obiekt jest umieszczany na obrazie przez obiektyw zgodnie z funkcją mapowania obiektywu. Funkcja mapowania daje $\ displaystyle r}$ obiektu od środka obrazu jako funkcję $ogniskowej$$r$ kąta od oś optyczna. ${\ displaystyle \ theta}$ mierzy się w radianach .

Porównanie funkcji mapowania

Temat	Oryginalny tunel do sfotografowania, z kamerą patrzącą od środka do lewej ściany.
	Normalna	rybie oko
	Prostoliniowy	Stereograficzny	Równoodległy	Równomierny kąt	Pisowniany
Inne nazwy	gnomoniczny, perspektywiczny, konwencjonalny	panoramiczny, zgodny, płaski	liniowy, skalowany liniowo	równej powierzchni	prostokątny
Obraz
Funkcja mapowania	${\ Displaystyle r = f \ dębnik \ teta}$	${\ Displaystyle R = 2f \ dębnik {\ Frac {\ teta} {2}}}$	${\ displaystyle r = f \ \ teta}$	${\ Displaystyle R = 2f \ sin {\ Frac {\ teta} {2}}}$	${\ Displaystyle r = f \ sin \ teta}$
Notatki	Działa jak kamera otworkowa. Linie proste pozostają proste (bez zniekształceń). ${\ displaystyle \ theta}$ musi być mniejszy niż 90 °. Kąt rozwarcia jest mierzony symetrycznie do osi optycznej i musi być mniejszy niż 180°. Duże kąty otwarcia są trudne do zaprojektowania i prowadzą do wysokich cen.	Utrzymuje kąty. To odwzorowanie byłoby idealne dla fotografów, ponieważ nie kompresuje tak bardzo marginalnych obiektów. Samyang jest jedynym producentem, który produkuje tego rodzaju obiektyw typu rybie oko, ale jest on dostępny pod różnymi markami. To mapowanie jest łatwo realizowane przez oprogramowanie.	Utrzymuje odległości kątowe. Praktyczny do pomiaru kątów (np. mapy nieba). PanoTools używa tego typu mapowania.	Utrzymuje relacje powierzchniowe. Każdy piksel leży naprzeciw równego kąta bryłowego lub równego obszaru sfery jednostkowej . Wygląda jak lustrzane odbicie piłki, najlepszy efekt specjalny (proste odległości), odpowiedni do porównania powierzchni (określanie stopnia zachmurzenia). Ten typ jest popularny, ale kompresuje obiekty marginalne. Ceny tych soczewek są wysokie, ale nie ekstremalne.	Utrzymuje płaskie oświetlenie. Wygląda jak kula z otoczeniem leżącym na < max. Kąt otwarcia 180°. Silnie zniekształcony w pobliżu krawędzi obrazu, ale obraz w środku jest mniej skompresowany.
Przykłady	(Liczny)	Samyang f = 8 mm f /2,8 Samyang f = 12 mm f /2,8	Canon FD f = 7,5 mm f /5,6 Nadbrzeżny obiektyw optyczny f = 7,45 mm f /5,6 Nikkor f = 6 mm f /2,8 Nikkor f = 7,5 mm f /5,6 Nikkor f = 8 mm f /2,8 Nikkor f = 8 mm f /8,0 Peleng f = 8 mm f /3,5 Rokkor f = 7,5 mm f /4,0 Sigma f = 8 mm f /3,5 Samyang f = 7,5 mm f /3,5	Canon EF f = 15 mm f /2,8 (1988) Minolta f = 16 mm f /2,8 (1971) Nikkor f = 10,5 mm f /2,8 Nikkor f = 16 mm f /2,8 (1995) Sigma f = 4,5 mm f /2,8 Sigma f = 8 mm f /4,0 Sigma f = 15 mm f /2,8 (1990) Zuiko f = 8 mm f /2,8	Nikkor f = 10 mm f /5,6 OP Yasuhara Madoka 180 f = 7,3 mm f /4

inne funkcje mapowania (na przykład obiektywy panomorficzne ) w celu zwiększenia rozdzielczości pozaosiowej obiektywów typu rybie oko.

Za pomocą odpowiedniego oprogramowania krzywoliniowe obrazy wytwarzane przez obiektyw typu rybie oko można ponownie odwzorować na konwencjonalną projekcję prostoliniową . Chociaż wiąże się to z pewną utratą szczegółów na krawędziach kadru, technika ta pozwala uzyskać obraz o polu widzenia większym niż w przypadku konwencjonalnej soczewki prostoliniowej. Jest to szczególnie przydatne przy tworzeniu zdjęć panoramicznych .

Wszystkie typy obiektywów typu rybie oko wyginają linie proste. Kąty przysłony 180° lub większe są możliwe tylko przy dużych zniekształceniach beczkowatych .

Zobacz też

• Projekcja azymutalna w równej odległości
• Kamera samochodowa
• Miniaturowe fałszerstwo
• Projekcja stereograficzna
• de:Fischaugenobjektiv Obiektyw typu rybie oko z dodatkowymi informacjami w języku niemieckim

Linki zewnętrzne

• Teoria projekcji typu rybie oko
• Lista wszystkich aktualnych i niedrogich obiektywów typu rybie oko do fotografii
• Nowa lista ryb, Luca Vascon, 2021
• Różne projekcje typu rybie oko
• Kumler, James „Jay”; Bauer, Martin (2000). Konstrukcje obiektywów typu rybie oko i ich względna wydajność . Międzynarodowe Sympozjum Nauki i Technologii Optycznej. San Diego, Kalifornia: SPIE. doi : 10.1117/12.405226 . Alternatywny zarchiwizowany adres URL