什麼是焦距計算器?
這個計算器能算出在特定感光元件上,要拍出想要的視角(FOV,也稱為涵蓋角度)所需的鏡頭焦距(單位為毫米)。它是純粹的幾何運算工具,適用於任何成像系統——無論是全片幅、APS-C、M4/3、機器視覺鏡頭或手機感光元件都通用,不受品牌或地區限制。
如何使用
輸入對應的感光元件尺寸(以毫米為單位)。要計算水平視角就用感光元件寬度,垂直視角用高度,對角視角則用對角線長度——只要前後一致即可。接著輸入想要的視角(以度為單位),就能讀出對應的焦距。
公式說明
感光元件、鏡頭與場景會在鏡頭處交會,形成兩個直角三角形。感光元件尺寸的一半是半視角的對邊,焦距則是鄰邊,因此可得:
$$f = \frac{\text{Sensor (mm)}}{2 \cdot \tan\left(\dfrac{\text{FOV}}{2} \cdot \dfrac{\pi}{180}\right)}$$
其中 \(d\) 為感光元件尺寸,FOV 為視角。計算時會先將角度減半,並從「度」換算成「弧度」後,再取正切值(tan)。
實際範例
以寬度 36 mm 的全片幅感光元件為例,若希望水平視角為 60°:視角的一半是 30°,而 \(\tan(30°) \approx 0.5774\)。因此 $$f = \frac{36}{2 \times 0.5774} \approx 31.18 \text{ mm}$$——接近經典的「標準偏廣」鏡頭。
常見問題
我該用哪一個感光元件尺寸?依你在意的視角來選:水平視角用寬度,垂直視角用高度,對角視角則用對角線長度。
這有把鏡頭變形(畸變)算進去嗎?沒有。本計算器採用理想的直線(針孔)模型,對一般鏡頭相當準確,但不適用於極端的魚眼鏡頭。
視角可以超過 180° 嗎?不行——正切函數在 180° 時會發散,因此這套直線投影公式只適用於 180° 以下的範圍。