Obrazy czarnych liter na cienkiej wypukłej soczewce o ogniskowej f są wyświetlane na czerwono. Wybrane promienie są pokazane odpowiednio dla liter E, I i K w kolorze niebieskim, zielonym i pomarańczowym. Zauważ, że E (w 2f) ma taki sam rozmiar, rzeczywisty i odwrócony obraz; I (w f) ma swój obraz w nieskończoności; i K (przy f / 2) ma podwójny rozmiar, wirtualny i pionowy obraz.
W tej symulacji komputerowej regulacja pola widzenia (poprzez zmianę ogniskowej) przy jednoczesnym utrzymywaniu obiektu w kadrze (poprzez odpowiednią zmianę pozycji aparatu) skutkuje bardzo różnymi obrazami. Przy ogniskowych zbliżających się do nieskończoności (0 stopni pola widzenia) promienie światła są prawie równoległe do siebie, co powoduje, że obiekt wygląda na „spłaszczony”. Przy małych ogniskowych (większym polu widzenia) obiekt wydaje się „skrócony w skrócie”.
Ogniskowe obiektywu aparatu są zwykle podawane w milimetrach (mm), ale niektóre starsze obiektywy są zaznaczane w centymetrach (cm) lub calach.
Ogniskowa (f) i pole widzenia (FOV) soczewki są odwrotnie proporcjonalne. W przypadku standardowego obiektywu prostoliniowego FOV = 2 arctan x / 2f, gdzie x to przekątna filmu.
Gdy obiektyw fotograficzny jest ustawiony na „nieskończoność”, jego tylny punkt węzłowy jest oddzielony od czujnika lub film, w płaszczyźnie ogniskowej, przez ogniskową obiektywu. Obiekty znajdujące się daleko od aparatu tworzą wtedy ostre obrazy na matrycy lub kliszy, która również znajduje się na płaszczyźnie obrazu.
Aby renderować bliżej obiekty ostre, soczewka musi być wyregulowana, aby zwiększyć odległość między tylnym punktem węzłowym a filmem, aby umieścić film na płaszczyźnie obrazu. Ogniskowa (f), odległość od przedniego punktu węzłowego do obiektu do Fotografia (s1), a odległość od tylnego punktu węzłowego do płaszczyzny obrazu (s2) są następnie powiązane przez:
1 s 1 + 1 s 2 = 1 f. {\ Displaystyle {\ Frac {1} { s_ {1}}} + {\ frac {1} {s_ {2}}} = {\ frac {1} {f}}.}
W miarę zmniejszania wartości s1 należy zwiększać s2. Na przykład zwykły obiektyw do aparatu 35 mm o ogniskowej f = 50 mm. Aby ustawić ostrość na odległy obiekt (s1 ≈ ∞), tylny punkt węzłowy soczewki musi znajdować się w odległości s2 = 50 mm od płaszczyzny obrazu. Aby zogniskować obiekt w odległości 1 m (s1 = 1000 mm), obiektyw musi być przesunięty o 2,6 mm dalej od płaszczyzny obrazu, do s2 = 52,6 mm.
Ogniskowa obiektywu określa powiększenie w którym obrazuje odległe obiekty. Jest równa odległości między płaszczyzną obrazu a otworem, który obrazuje odległe obiekty tego samego rozmiaru, co omawiana soczewka. W przypadku soczewek prostoliniowych (to znaczy bez zniekształcenia obrazu) obrazowanie odległych obiektów jest dobrze modelowane jako model kamery otworkowej. Model ten prowadzi do prostego modelu geometrycznego używanego przez fotografów do obliczania kąta widzenia aparatu; w tym przypadku kąt widzenia zależy tylko od stosunku ogniskowej do rozmiaru filmu. Ogólnie rzecz biorąc, kąt widzenia zależy również od zniekształcenia.
Obiektyw o ogniskowej mniej więcej równej rozmiarowi przekątnej filmu lub matrycy nazywany jest zwykłym obiektywem; jego kąt widzenia jest podobny do kąta, na który odpowiada wystarczająco duży nadruk oglądany z typowej odległości widzenia przekątnej druku, co daje w ten sposób normalną perspektywę podczas oglądania wydruku; ten kąt widzenia wynosi około 53 stopnie po przekątnej. W przypadku pełnoklatkowych aparatów formatu 35 mm przekątna wynosi 43 mm, a typowy „normalny” obiektyw ma ogniskową 50 mm. Obiektyw o ogniskowej krótszej niż normalnie jest często określany jako obiektyw szerokokątny (zwykle 35 mm i mniej w przypadku aparatów formatu 35 mm), podczas gdy obiektyw znacznie dłuższy niż normalnie może być określany jako teleobiektyw ( zazwyczaj 85 mm i więcej, dla aparatów formatu 35 mm). Z technicznego punktu widzenia obiektywy o długiej ogniskowej są „teleobiektywami” tylko wtedy, gdy ogniskowa jest dłuższa niż fizyczna długość obiektywu, ale termin ten jest często używany do opisania dowolnego obiektywu o dużej ogniskowej.
Ze względu na popularność standardu 35 mm, kombinacje aparat-obiektyw są często opisywane za pomocą ich ogniskowej odpowiadającej 35 mm, to znaczy ogniskowej obiektywu, który miałby ten sam kąt widzenia lub pole widzenia, gdyby był używany na pełnoklatkowy aparat 35 mm.Stosowanie ogniskowej równoważnej 35 mm jest szczególnie powszechne w przypadku aparatów cyfrowych, które często używają czujników mniejszych niż film 35 mm i dlatego wymagają odpowiednio krótszych ogniskowych, aby uzyskać dany kąt widzenia, dzięki czynnikowi znanemu jako współczynnik przycięcia.