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[原创经验] 终于了解什么叫表观视场。赞。

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tcjsjxx 发表于 2018-6-1 15:58 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–陕西–西安 电信

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本帖最后由 tcjsjxx 于 2018-6-1 16:00 编辑

牛人的描述

大伙看看吧。讲得非常透彻。转自新浪  小肥牛的博客。还没征得作者同意,如果不妥,我会删除掉。
双筒望远镜的放大率、实际视场和表观视场

                               
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        (2018-02-09 10:14:45)

标签: 双筒望远镜的放大率、分类: 望远镜

  双筒望远镜的放大率、实际视场和表观视场


  刚开始接触双筒的时候,常对实际视场和表观视场以及它们和放大率的关系深感迷惑,经过一段时间的学习和思考,形成了一些浅显的认识,随学随记。

  在选购双筒望远镜的时候,会遇到两个重要的参数——

  1. 放大率(Magnification):就是放大倍数,是指被观察物体经物镜放大再经目镜放大后,人眼所看到的最终图像的大小对原物体大小的比值;

  2. 视场(Field Of View):指望远镜所能看到的景物范围。分为实际视场(Real Field Of View)和表观视场(Apparent Field Of View)。

  这两个参数对应着以下两个问题——

  1. 一架望远镜可以把景物放大多少?

  2. 一架望远镜可以容纳下多少景物?


                               
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  放大率:

  站在远处看一个景物很小,而站在近处再去看就要大很多,根本原因就是景物的边缘与人眼所成的夹角变大了。望远镜的作用也就是让站在远处的人仿佛缩短了观察距离去看景物,使景物看上去“变大”了,如上图所示。距离越近,景物越大;距离越远,景物越小。距离景物1000米,用一架望远镜观察的景物大小比直接用肉眼看到的大10倍,那么这架望远镜的放大率就是10(就如同在景物前100米处用肉眼直接观察)。换另一架放大率为20的望远镜,就如同在景物前50米处用肉眼直接观察。较大的放大率能给人带来较强的拉近感。

  实际视场:


                               
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  上图是一幅双筒望远镜目镜后拍摄的视场图(引自网络)。对于不同的双筒,这幅图通常会不同,对应开篇提到的两个问题,决定这幅图像视场面积大小的要素有两个:

  ①鸟的面积大小

  只取决于放大率,也就是说在相同放大率的镜子里所看到的这只鸟的面积大小是一样的。

  ②视场圈能装进的景物范围

  在鸟的周围还有水草、岩石……有的镜子能看的多一点,有的就看的少一点,这个范围只取决于望远镜的实际视场(Real Field Of View)。这个参数通常都会在镜身上加以标注,如下图:


                               
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  可以看到,有两种标注方法:一种是用1000码处多少英尺(或1000米处多少米)来说明该镜实际视场的大小;另一种则直接用实际视场角的度数来标注。这两种方法都能确定镜子所能装进的景物范围,示意图如下(实际视场越大,看到的景物范围就越大):


                               
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  *技巧:用1000米处的实际视场米数除以17.5可以快速转化成实际视场的度数(英尺数要先除以3)。

  *通常随着望远镜放大率的增大,实际视场逐渐减小,但对于相同倍数的镜子,实际视场也会有所区别,具体与目镜、棱镜、物镜等的设计有关。

  以上两个要素只要都确定下来,望远镜的视场面积大小也就随之确定了。视场面积越大,看着就越爽,小了会有种“管中窥豹”的感觉。对于相同的视场面积,可以是大放大率和小实际视场的组合(即鸟很大,但周围景物很少);也可以是小放大率和大实际视场的组合(即鸟很小,但周围的景物很多)。如何选择就看使用者的偏好和具体用途需要了。

  当放大率确定了,就可以来直接比较实际视场,因为只剩这一个决定视场面积的因素了——对于放大率相同的双筒望远镜,可以直接比较实际视场。比如同为10倍镜的Bushnell Elite系列的10*42和Nikon Monarch 7系列的10*42,前者的实际视场是千米处104.7米(或者6度),而后者却是千米处117米(或者6.7度)。直观感受就是,在成像大小相同的情况下,后者的景物范围和视场面积大小都要比前者大一圈。参见下图(倍数相同就意味着图中裸眼观察者的位置不变):


                               
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  表观视场:

  表观视场(Apparent Field Of View),也就是上面提到的“视场面积大小”所要表达的那个概念,也可以说成物方视场的大小,通常用度数来表示。这个度数就是下图中不同颜色的虚线所夹的角度,看着眼熟吧?它就是开篇等效于距离景物100米处肉眼观察时的那个视场夹角,也可以说成是物镜方所成之像的视场角。这个角肯定要大于实际视场角,而且随着双筒放大率的增大而增大(图中裸眼观察者向左侧移动);随着实际视场的增大而增大。可以看到,增大实际视场、减小放大率,有可能造成表观视场不变,即图中黑色虚线和绿色虚线的夹角大小相同。表观视场角相同的双筒望远镜,其视场面积大小也相同。这正好验证了之前的一大段粗体字:视场面积大小相同的两架镜子,一个成像较大但容纳的景物范围较小;另一个成像较小但容纳的景物范围较大。表观视场这个参数全面、完整地反映了双筒望远镜的视场情况,并且给不同放大倍数的望远镜提供了可以横向比较视场这个重要属性的工具。


                               
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  *例:Nikon Monarch 7系列的8*42,实际视场为8度,大于同系列10*42的6.7度,但前者的表观视场是58.4度,后者的表观视场是60.7度,反而是6.7度的10倍镜占据优势。虽然10倍镜里的景物范围略小,但放大率弥补了这个劣势,而且还使视场面积超过了8倍镜,亦即表观视场(角)超过了8*42。见下图:


                               
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  放大倍数和实际视场都相同的望远镜,表观视场也相同。但反过来就不一定成立了,因为当视场面积一样大时,有可能是一个大倍数的镜子实际视场小(鸟大但周围景物少),另一个小倍数的镜子实际视场大(鸟小但周围景物多)。下图是模拟从目镜看进去的效果:


                               
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  下面是表观视场定量计算公式及其推导过程(其实也就是正切和反正切):


                               
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  结论:

  ●精确计算公式:表观视场度数 = 2 * arctan(放大率 * tg实际视场度数的一半)

  ●粗略计算公式:表观视场度数 = 放大率 * 实际视场度数

  粗略计算公式的含义就是观察到的景物被放大了多少倍,对应实际视场的度数也被放大了相同的倍数,显然随着倍数的增大,视场角的增长速度会越来越慢,因此在粗略计算后要打些折扣。肯高那款7倍超广角的实际视场是13.1度,用粗略计算公式得出的表观视场是91.7度,但精确计算后的结果却是77.58度,相差还是挺多的。

  补充:实际视场与千米视野的关系


                               
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 楼主| tcjsjxx 发表于 2018-6-1 16:03 | 显示全部楼层 来自: 中国–陕西–西安 电信
顺便附上一个比较搞笑的图:

QQ图片20180601160024.png

点评

某宝上看了一眼, 视场角8.5度 表观市场85度, 问题是出瞳只有7mm 这个怎么看啊, 一般短出瞳至少也有11-12mm吧  详情 回复 发表于 2020-9-4 14:53
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 楼主| tcjsjxx 发表于 2018-6-1 16:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–陕西–西安 电信
要说表观视场达到85度,我相信,要是说视场角达到85度,这个步子迈得比较大,扯到蛋蛋了。
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bxdxstu 发表于 2018-6-1 18:43 | 显示全部楼层 来自: 中国–新疆–乌鲁木齐 电信
好文!
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纯情小腊鸭 发表于 2018-6-1 21:03 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–广州 电信
表观视场不就是目镜的视场?
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 楼主| tcjsjxx 发表于 2018-6-6 09:16 | 显示全部楼层 来自: 中国–陕西–铜川 电信
最近想了想,吧嗒吧嗒滋味,我怎么觉得作者好像还是弄混了概念?还是我弄混淆了?
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yemingxp 发表于 2020-1-12 11:57 | 显示全部楼层 来自: 中国–四川–成都 移动
这个用monarch与elite做对比时,红色和黑色虚线的位置是不是画错了?
0023jvFozy7i24ElQKgdc&690.jpg
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狐狐说 发表于 2020-9-4 14:53 | 显示全部楼层 来自: 中国–香港
tcjsjxx 发表于 2018-6-1 16:03
顺便附上一个比较搞笑的图:

某宝上看了一眼, 视场角8.5度 表观市场85度, 问题是出瞳只有7mm 这个怎么看啊, 一般短出瞳至少也有11-12mm吧

回复 顶~ 砸~

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