Du commentaire de Matt Grum à ma question précédente , j'ai appris que les fabricants peuvent "arrondir" la distance focale réelle d'un objectif à un joli chiffre qui est imprimé sur la boîte et stocké dans EXIF. D'après sa réponse à la même question, il semble que j'aurais besoin de connaître la distance focale réelle d'un objectif pour tester quelle ouverture est utilisée.

J'ai également entendu dire que la plupart des objectifs changeront de distance focale lorsqu'ils seront focalisés très près.

Comment puis-je tester la distance focale que mon objectif utilise réellement lorsqu'il est focalisé sur une distance donnée? EXIF ne m'aidera évidemment pas ici, car les données y sont fournies par le fabricant.

Il existe une méthode mathématique / de mesure pour calculer la distance focale effective d'un objectif en mesurant son angle de vue.

La formule de l'angle de vue est donnée par

Pour calculer la distance focale effective (f), la formule se résume à:
f = d / (2 * tan (α / 2)) -> Equation1

Où d représente la taille du capteur dans la direction mesurée. d serait 24 dans le cas où vous utilisez un appareil photo plein format.

Ayons maintenant la configuration suivante pour mesurer α

Vous avez une caméra assise à une hauteur H du sol et à une distance de X du mur avec une échelle. Maintenant, prenez une photo et vous devriez pouvoir lire la hauteur maximale que l'objectif peut voir (ce serait H + Y).
Maintenant que nous connaissons X et Y, nous pouvons calculer la moitié de l'angle de vue (ie α / 2) en utilisant ce lien (X serait le côté opposé et Y le côté adjacent)

Maintenant que vous avez compris α / 2, utilisez-le sur l'équation 1 pour calculer la distance focale effective de l'objectif.

La valeur n'est exacte que vos mesures.

Edit 1:
En référence à la question de mattdm: les dimensions du capteur indiquées par le fabricant sont-elles suffisamment proches?
En ce qui concerne les tailles de capteur des appareils photo dans ces liens: ici et ici
Nous pouvons logiquement supposer que les fabricants d'appareils photo ou au moins Canon et Nikon arrondissent leurs tailles de capteur 1/10 de mm. c'est-à-dire qu'il y a une possibilité d'erreur de +/- 0,05 mm au cas où ils arrondiraient la taille du capteur.
Considérons 3 types d'objectifs:
1. Objectif grand angle (disons 13 mm, angle de vue: 85,4)
2. Objectif normal (50 mm, angle de vue 27,0)
3. Téléobjectif (300 mm, angle de vue: 4,58)

Les effets d'un changement de
0,05 mm de la taille du capteur sont les suivants: changement pour un objectif grand angle = 0,05 / (2 * beige (85,4 / 2)) = 0,04613 mm environ.
Ce qui représente une différence de 0,35% (soit (0,04613 / 13) * 100)

changement pour lentille normale = 0,05 / (2 * beige (27/2)) = 0,012 mm env.
Ce qui représente une différence de 0,024% (soit (0,012 / 50) * 100)

changement pour téléobjectif = 0,05 / (2 * beige (4,58 / 2)) = 0,0019 mm appx.
Ce qui représente une différence de 0,0006% (soit (0,0019 / 300) * 100)

Nous pouvons donc voir qu'avec un objectif grand angle de 13 mm et en prenant une erreur de 0,05 mm dans la mesure des fabricants, le changement de la distance focale n'est que de 0,35%.

J'espère que mes calculs sont corrects.

Edit 2:
En référence à la question d'Imre sur les mesures pour X & H,
H doit être mesuré du sol au centre horizontal du capteur.
X est la distance entre le capteur et le mur.

En supposant un objectif standard, une caméra standard, c'est-à-dire que la configuration peut être modélisée comme une caméra à trou d'épingle . Cela ne fonctionne pas avec l'inclinaison / le décalage, et peut-être pas avec les objectifs grand angle (si vous voulez en savoir plus, nous pourrions les résoudre).

En vision par ordinateur, souvent les propriétés intrinsèques des caméras sont calculées. Intrinsèque car ils font référence aux paramètres de la caméra dans la caméra. Les propriétés extrinsèques sont l'orientation et la position. Les propriétés intrinsèques sont multiples, parmi lesquelles le grossissement. Ma solution est:

• Utilisez un outil standard de Computer Vision (CV) pour étalonner la caméra et l'objectif aux paramètres donnés.
• Recherchez la taille de pixel de votre appareil photo.
• Demandez à quelqu'un d'autre de convertir le grossissement en distance focale. (Je ne sais pas encore comment cela fonctionne)

Étalonnage

L'étalonnage dans CV se fait principalement à l'aide d'un modèle d'échiquier. Vous prenez plusieurs (~ 10) photos de ce motif à partir de différentes positions et distances. L'algorithme fonctionne alors de la manière suivante:

Imaginez que vous connaissez la position de chaque sommet sur la carte, trouvez un ensemble de paramètres pour le modèle de caméra qui expliquent le mieux voir tous les points sur la carte dans les images.

En théorie, je recommanderais OpenCV pour cela, il a un exemple de code pour cela. Mais ce n'est peut-être pas trop pratique (vous devrez installer OpenCV pour cela, et éventuellement changer un peu de code.). Il existe probablement d'autres solutions à cet effet.

Calcul de la distance focale

Le résultat de l'étape d'étalonnage est la matrice K (appelée matrice intrinsèque). Il mappe des points à 3 espaces dans le système de coordonnées de la caméra à des points à 2 espaces homogènes sur le plan de l'image.

$     \alpha 0      p_x
 K =  0      \alpha p_y
      0      0      1 $ (Multiple View Geometry, p. 157, 2nd Ed, 2003, Hartley & Zisserman)

Nous ne nous soucions que de \ alpha ici. p_x est environ la moitié de la largeur du capteur en pixels, de même pour p_y, il concerne l'endroit où le rayon principal coupe le plan de l'image. Fait intéressant, mon appareil photo de téléphone bon marché viole bien plus qu'un bon reflex numérique, ou même une webcam coûteuse, ou un appareil photo Iphone 4.

\ alpha est alors lié à la distance focale. \ alpha = f m. m est le nombre de pixels par unité de distance en coordonnées d'image. f est la distance focale. Mais notez: ceci est dans le modèle de caméra sténopé, donc la distance entre le plan d'image et le trou d'épingle de la caméra. Je ne sais pas comment trouver la distance focale que les photographes y pensent.

Alternative

Quelqu'un a publié un lien sur une approche différente: http://www.bobatkins.com/photography/technical/measuring_focal_length.html Dans "The Easy Way" dans l'article, une méthode différente est proposée. Étant donné deux étoiles, recherchez les positions des étoiles et calculez l'angle entre elles. Ensuite, voyez comment la configuration de votre caméra mesure cet angle. Lisez le lien pour un parcours complet.

L'inconvénient est qu'il ne fonctionnera avec aucune distance focale mais se concentrera uniquement à l'infini. En revanche, mon approche ne fonctionnera pas à l'infini. Ou traitez 500m comme l'infini, achetez un champ de maïs et tondez-y un modèle d'échiquier, louez un avion et prenez des photos à partir de 500m ...

Calculez le grossissement M de l'objectif en utilisant l'objet et la taille de l'image. Avec M et la distance de l'objet, la distance focale de l'objectif peut être calculée.

J'ai regardé la "méthode facile" de Bob Atkins, mais cela vous laisse travailler sur quelques données astro.

Ma version de sa méthode fournit toutes les astuces et liens astro, avec des instructions étape par étape, et devrait être beaucoup plus facile à mettre en œuvre pour les novices.

http://www.pentaxforums.com/forums/pentax-lens-articles/169225-using-2-stars-determine-actual-focal-length-lens-distance.html

Vous pouvez placer l'objectif sur un support comme un livre, créant ainsi un banc optique brut. Bien éclairer une cible. Le mieux est une règle. Ajustez l'objectif pour que l'image de la règle tombe sur un écran de papier blanc.

Jouez avec les distances jusqu'à ce que l'image de la règle soit «grandeur nature». Vous savez, 1: 1 autrement appelé «grossissement un». À l'aide d'une autre règle, mesurez la distance entre les marques sur l'image de la règle projetée. L'utilisation de deux règles identiques aide. Établissez maintenant le grossissement 1: 1 nécessaire.

Mesurez maintenant la distance entre la cible et l'écran. Divisez cette valeur par 4. Cette réponse donne la distance focale de l'objectif.