มุมรับภาพ

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

การคำนวณมุมรับภาพ

การวัดค่ามุมรับภาพตามแนวต่าง ๆ

มุมรับภาพของกล้องถ่ายภาพเป็นฟังก์ชันของค่าสามค่า ได้แก่:

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

สำหรับเลนส์ที่ปราศจากความบิดเบี้ยว มุมรับภาพจะถูกกำหนดโดยขนาดของฟิล์มและเซนเซอร์ทางแสงและความยาวโฟกัสของเลนส์

การวัดค่ามุมรับภาพมี 3 วิธี ดังนี้:

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

ภาพจำลองแสดงการเปลี่ยนความยาวโฟกัสให้สอดคล้องกับมุมรับภาพโดยให้วัตถุเป้าหมายขนาดเท่าเดิม

สำหรับเลนส์ที่ไม่มีการบิดเบี้ยว มุมรับภาพ $\alpha$ สามารถคำนวณจากขนาดของฟิล์มหรือเซนเซอร์รูปภาพ $d$ และความยาวโฟกัสยังผล ƒ ได้ดังนี้

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

โดยทั่วไปความยาวโฟกัสยังผลมักจะเท่ากับความยาวโฟกัสมาตรฐาน F แต่ในการถ่ายภาพขยายนั้นมักจะต้องคำนึงถึงกำลังขยาย m ด้วย โดยความสัมพันธ์จะเป็นดังนี้

$f=F\cdot (1+m)$

ขนาดของฟิล์มหรือเซนเซอร์รูปภาพตามแนวเส้นทแยงมุมหาได้จากการใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส กับขนาดแนวนอนและแนวตั้งดังนี้

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

โดยที่ h คือขนาดแนวนอน และ v คือขนาดแนวตั้ง

มุมรับภาพกับประเภทของเลนส์

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.

เลนส์ 28 มม.	เลนส์ 50 มม.
เลนส์ 70 มม.	เลนส์ 210 มม.

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

เลนส์ตาปลาที่ถ่ายภาพวงกลมเป็นตัวอย่างของมุมครอบคลุมภาพที่แคบกว่าปกติ มุมรับภาพของเลนส์ตาปลาแบบกรอบวงกลมเกือบจะเท่ากับเลนส์ตาปลาแบบเต็มกรอบ แต่มุมของภาพที่ฉายลงบนฟิล์มจะแคบกว่า ทำให้ได้ภาพแบบวงกลมและไม่ใช้ฟิล์มทั้งหมด

มุมรับภาพของเลนส์ที่พบบ่อย

ตารางด้านล่างแสดงรายการความยาวโฟกัสของเลนส์สำหรับกล้องดีเอสแอลอาร์ เต็มขนาด 35 มม. ที่ใช้เซนเซอร์รูปภาพขนาดเดียวกับฟิล์ม 35 มม.

ความยาวโฟกัสและมุมรับภาพของ SLR แบบ 35 มม. และ DSLR เต็มขนาด 35 มม.

ความยาวโฟกัส (มม.)	14	20	24	28	35	50	85	100	105	135	180	200	300	400	500	600	800	(1200)
เส้นทแยงมุม (°)	114.2	94.5	84.1	75.4	63.4	46.8	28.6	24.4	23.3	18.2	13.7	12.36	8.25	6.19	4.96	4.13	3.10	(2.07)
แนวตั้ง (°)	81.2	61.9	53.1	46.4	37.8	27.0	16.1	13.7	13.0	10.2	7.63	6.87	4.58	3.44	2.75	2.29	1.72	(1.15)
แนวนอน (°)	104.3	84.0	73.7	65.5	54.4	39.6	23.9	20.4	19.5	15.2	11.4	10.29	6.87	5.15	4.12	3.44	2.58	(1.72)

ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์สามมิติ

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

ในวิดีโอเกม

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