มุมรับภาพ

มุมรับภาพ (angle of view) คือมุมที่แสดงขอบเขตของการมองทิวทัศน์ที่บันทึกในภาพถ่ายที่ถ่ายโดยกล้องถ่ายภาพ โดยทั่วไปจะแสดงเป็นหน่วยองศา บางครั้งก็ใช้ในความหมายเดียวกับคำ ขอบเขตภาพ (field of view) ซึ่งเป็นคำใช้ในการมองเห็นทั่วไป ในขณะที่มุมรับภาพจะใช้เมื่อพูดถึงกล้องถ่ายภาพ

มุมรับภาพของกล้องถ่ายภาพเป็นฟังก์ชันของค่าสามค่า ได้แก่:

1. ขนาดของพื้นผิวภาพ เช่น ฟิล์มถ่ายภาพ หรือเซนเซอร์รูปภาพที่ใช้
2. ความยาวโฟกัสของเลนส์ถ่ายภาพ ที่ฉายภาพลงบนพื้นผิวภาพ
3. ระดับความบิดเบี้ยวของเลนส์

สำหรับเลนส์ที่ปราศจากความบิดเบี้ยว มุมรับภาพจะถูกกำหนดโดยขนาดของฟิล์มและเซนเซอร์ทางแสงและความยาวโฟกัสของเลนส์

การวัดค่ามุมรับภาพมี 3 วิธี ดังนี้:

• มุมมองแนวนอน (จากขอบด้านซ้ายของกรอบถึงขอบด้านขวา)
• มุมมองแนวตั้ง (จากขอบบนของกรอบถึงขอบล่าง)
• มุมรับภาพแนวทแยง (จากมุมหนึ่งของกรอบถึงมุมตรงข้าม)

สำหรับเลนส์ที่ไม่มีการบิดเบี้ยว มุมรับภาพ ${\displaystyle \alpha }$ สามารถคำนวณจากขนาดของฟิล์มหรือเซนเซอร์รูปภาพ ${\displaystyle d}$ และความยาวโฟกัสยังผล ƒ ได้ดังนี้

${\displaystyle \alpha =2\arctan {\frac {d}{2f}}}$

โดยทั่วไปความยาวโฟกัสยังผลมักจะเท่ากับความยาวโฟกัสมาตรฐาน F แต่ในการถ่ายภาพขยายนั้นมักจะต้องคำนึงถึงกำลังขยาย m ด้วย โดยความสัมพันธ์จะเป็นดังนี้

${\displaystyle f=F\cdot (1+m)}$

ขนาดของฟิล์มหรือเซนเซอร์รูปภาพตามแนวเส้นทแยงมุมหาได้จากการใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส กับขนาดแนวนอนและแนวตั้งดังนี้

${\displaystyle d={\sqrt {h^{2}+v^{2}}}}$

โดยที่ h คือขนาดแนวนอน และ v คือขนาดแนวตั้ง

มุมรับภาพของเลนส์ชนิดต่าง ๆ

• เลนส์มุมกว้างพิเศษหรือ เลนส์ตาปลา - มุมรับภาพกว้างถึง 180° (หรืออาจกว้างกว่านั้น)
• เลนส์มุมกว้าง - โดยทั่วไป 100° ถึง 60°
• เลนส์มาตรฐาน - โดยทั่วไป 50° ถึง 25°
• เลนส์ถ่ายไกล - โดยทั่วไป 15° ถึง 10°
• เลนส์ถ่ายไกลพิเศษ - โดยทั่วไป 8° ถึง 1°
• เลนส์ซูม - สามารถเปลี่ยนความยาวโฟกัสและปรับมุมรับภาพโดยอัตโนมัติได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเลนส์

เลนส์ถ่ายไกล จะขยายวัตถุและจับภาพวัตถุที่อยู่ไกล แต่เนื่องจากช่วงความชัดตื้น ขอบเขตที่อยู่ในโฟกัสจึงแคบ ในทางกลับกัน เลนส์มุมกว้างมีแนวโน้มที่จะขยายระยะทางไปยังเป้าหมาย และเนื่องจากช่วงความชัดลึก ขอบเขตที่อยู่ในโฟกัสจึงกว้าง เหมาะสำหรับการถ่ายภาพแบบโฟกัสชัดลึก

นอกจากนี้ เมื่อใช้เลนส์มุมกว้าง การบิดเบี้ยวของมุมมองใกล้ไกลก็มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเมื่อวัตถุไม่ได้หันเข้าหาวัตถุโดยตรง ตัวอย่างเช่น หากมองขึ้นไปบนอาคารด้วยเลนส์มุมกว้างแล้วถ่ายภาพ จะพบว่าอาคารดูเรียวลงเมื่อสูงขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อถ่ายภาพในสภาวะเดียวกันโดยใช้เลนส์มาตรฐาน มุมรับภาพจะแคบ ดังนั้นพื้นที่ที่พอดีกับกรอบจึงแคบ และการบิดเบี้ยวของมุมมองจะไม่เกิดขึ้นมากเท่ากับการใช้เลนส์มุมกว้าง

ชนิดเลนส์ที่แตกต่างกันต้องการระยะห่างไปยังวัตถุที่แตกต่างกันเพื่อจับภาพวัตถุที่มีขนาดเท่ากัน ดังนั้น การเปลี่ยนมุมรับภาพจึงเป็นการเปลี่ยนการบิดเบี้ยวของมุมมองใกล้ไกลโดยทางอ้อมไปด้วย ซึ่งส่งผลให้สัดส่วนขนาดระหว่างวัตถุเป้าหมายกับสิ่งที่อยู่ในฉากหน้าเปลี่ยนแปลงไปด้วย

ภาพต่อไปนี้เป็นตัวอย่างความแตกต่างของมุมรับภาพที่เกิดจากเลนส์ต่างกัน โดยแต่ละภาพถ่ายจากตำแหน่งเดียวกันด้วยกล้อง 35 มม.

มุมรับภาพ มักจะสับสนกับคำว่า มุมครอบคลุมภาพ (angle of coverage) ซึ่งหมายถึงมุมของการฉายภาพจากเลนส์ไปยังระนาบโฟกัส นี่เป็นคำที่มีความหมายเฉพาะในการถ่ายภาพด้วยกล้องทิวทัศน์เท่านั้น เนื่องจากภาพของเลนส์ในกล้องทิวทัศน์เป็นวงกลม จึงต้องฉายภาพเป็นวงกลมให้ใหญ่กว่าขนาดของฟิล์ม ในกล้องที่ระยะห่างระหว่างเลนส์กับฟิล์มคงที่ ภาพที่ฉายจากเลนส์จะไม่เบี่ยงเบนไปจากระนาบการถ่ายภาพ และภาพจะฉายลงบนพื้นผิวทั้งหมดเสมอ ดังนั้นจึงไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับมุมครอบคลุมภาพ

เลนส์ตาปลาที่ถ่ายภาพวงกลมเป็นตัวอย่างของมุมครอบคลุมภาพที่แคบกว่าปกติ มุมรับภาพของเลนส์ตาปลาแบบกรอบวงกลมเกือบจะเท่ากับเลนส์ตาปลาแบบเต็มกรอบ แต่มุมของภาพที่ฉายลงบนฟิล์มจะแคบกว่า ทำให้ได้ภาพแบบวงกลมและไม่ใช้ฟิล์มทั้งหมด

ตารางด้านล่างแสดงรายการความยาวโฟกัสของเลนส์สำหรับกล้องดีเอสแอลอาร์ เต็มขนาด 35 มม. ที่ใช้เซนเซอร์รูปภาพขนาดเดียวกับฟิล์ม 35 มม.

การแสดงผลภาพคอมพิวเตอร์กราฟิกส์สามมิติ ต้องทำการฉายภาพของโมเดลสามมิติลงไปยังหน้าจอสองมิติ ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับชุดการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ดังนั้น มุมมองของภาพกราฟิกส์สามมิติ จึงสามารถเปลี่ยนได้ง่ายตามการตั้งค่า มุมรับภาพจะแสดงด้วยความยาวโฟกัสของเลนส์สมมติโดยจะขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์ที่ใช้ นอกจากนี้ยังสามารถทำมุมรับภาพได้ตั้งแต่ 90° ขึ้นไป และสามารถสร้างภาพคล้ายเลนส์ตาปลาได้อย่างง่ายดาย

ในวิดีโอเกมที่มีมุมมองแบบบุคคลที่หนึ่ง (โดยเฉพาะเกมแข่งรถ) มุมมองจะกว้างขึ้นถึง 90 องศาหรือมากกว่านั้นเพื่อทำให้โลกที่มองเห็นดูกว้างขึ้นโดยเจตนา และเพิ่มความรู้สึกถึงความเร็ว โดยอาจทำได้ปรับไปทีละน้อยตามความเร็วที่เพิ่มขึ้น หรือการตั้งค่า เทอร์โบบูสท์ บางอย่างเพื่อให้เป็นเช่นนั้น เทคนิคนี้ช่วยให้เราแสดงความเร็วที่เหนือกว่าประสิทธิภาพของ เกมเอนจิน และ ฮาร์ดแวร์ ได้ ตัวอย่างเช่น เกมแกรนด์เทฟต์ออโต: แซนแอนเดรียส์ ใช้เทคนิคดังกล่าว

ผู้เล่นที่เล่นเกมยิงมุมมองบุคคลที่หนึ่งอาจต้องการขยายขอบเขตการมองเห็นให้กว้างขึ้น (กว้างกว่าปกติ 20° ถึง 30°) เพื่อดูสภาพแวดล้อมรอบตัวมากขึ้น