Lente ojo de pez
Objetivo fotográfico gran angular con fuerte distorsión de barril
Ojo de pez
Introducido en1924
AutorMadera (1905), [1] Bond (1922), [2] y Hill (1924) [3]
ConstrucciónElementos var. en grupos var.

Una lente ojo de pez es una lente ultra gran angular que produce una fuerte distorsión visual destinada a crear una imagen panorámica o hemisférica amplia. [4] [5] : 145  Las lentes ojo de pez logran ángulos de visión extremadamente amplios , mucho más allá de cualquier lente rectilínea. En lugar de producir imágenes con líneas rectas de perspectiva ( imágenes rectilíneas ), las lentes ojo de pez utilizan un mapeo especial ("distorsión"; por ejemplo: ángulo equisólido , ver más abajo), que da a las imágenes una apariencia convexa no rectilínea característica.

Fotografía circular de ojo de pez de la iglesia Oude Kerk de Ámsterdam. Se puede ver claramente la aberración cromática hacia los bordes exteriores.

El término ojo de pez fue acuñado en 1906 por el físico e inventor estadounidense Robert W. Wood basándose en cómo un pez vería una vista hemisférica ultra ancha desde debajo del agua (un fenómeno conocido como la ventana de Snell ). [1] [5] : 145  Su primer uso práctico fue en la década de 1920 para su uso en meteorología [3] [6] para estudiar la formación de nubes dándoles el nombre de lentes de cielo completo . El ángulo de visión de una lente ojo de pez suele estar entre 100 y 180 grados, [4] aunque existen lentes que cubren hasta 280 grados (ver más abajo). Sus distancias focales dependen del formato de película para el que están diseñadas.

Los objetivos ojo de pez de producción masiva para fotografía aparecieron por primera vez a principios de los años 60 [7] y se utilizan generalmente por su aspecto único y distorsionado. Para el popular formato de película de 35  mm , las distancias focales típicas de los objetivos ojo de pez son8–10 mm para imágenes circulares y12–18 mm para imágenes diagonales que ocupan todo el marco. Para cámaras digitales que utilizan sensores de imagen más pequeños, como1/4 pulg . yCon sensores CCD o CMOS de formato 1/3 , la distancia focal de los objetivos ojo de pez "miniatura" puede ser tan corta como1-2 milímetros .

Las lentes de ojo de pez también tienen otras aplicaciones, como la reproyección de imágenes filmadas originalmente a través de una lente de ojo de pez, o creadas mediante gráficos generados por computadora, en pantallas hemisféricas. También se utilizan para fotografía científica, como grabaciones de auroras y meteoros , y para estudiar la geometría del dosel vegetal y para calcular la radiación solar cercana al suelo . En la vida cotidiana, quizás lo más común es que las usemos como visores de puerta para brindar un campo de visión amplio.

Historia y desarrollo

Las panorámicas con distorsión de ojo de pez son anteriores a la fotografía y al objetivo de ojo de pez. En 1779, Horace Bénédict de Saussure publicó su vista de los Alpes desde abajo con ojo de pez: "Todos los objetos están dibujados en perspectiva desde el centro". [8]

  • "Vue circulaire des montagnes qu'on découvre du sommet du Glacier de Buet", Horace-Benedict de Saussure[9]
    "Vue circulaire des montagnes qu'on découvre du sommet du Glacier de Buet", Horace-Benedict de Saussure [9]
  • Cubo de Wood (arriba) y cámara mejorada (abajo) (1906)
    Cubo de Wood (arriba) y cámara mejorada (abajo) (1906)
  • La primera imagen de ojo de pez conocida se registró en 1905 utilizando el aparato de cubo de Wood (1906)
    La primera imagen de ojo de pez conocida se registró en 1905 utilizando el aparato de cubo de Wood (1906)
  • La lente hemisférica de Bond (1922)
    La lente hemisférica de Bond (1922)

En 1906, Wood publicó un artículo en el que detallaba un experimento en el que construyó una cámara en un balde lleno de agua comenzando con una placa fotográfica en el fondo, una lente de enfoque corto con un diafragma estenopeico ubicado aproximadamente a la mitad del balde y una lámina de vidrio en el borde para suprimir las ondulaciones en el agua. El experimento fue el intento de Wood de "determinar cómo se ve el mundo externo para los peces" y de ahí el título del artículo fue "Vistas de ojo de pez y visión bajo el agua". [1] Wood posteriormente construyó una versión "horizontal" mejorada de la cámara omitiendo la lente, en su lugar utilizando un agujero perforado en el costado de un tanque, que estaba lleno de agua y una placa fotográfica. En el texto, describió una tercera cámara "ojo de pez" construida con láminas de latón, cuyas principales ventajas eran que esta era más portátil que las otras dos cámaras y era "absolutamente hermética". [1] En su conclusión, Wood pensó que "el dispositivo fotografiará todo el cielo [de modo que] se podría hacer un registrador de la luz solar según este principio, que no requeriría ningún ajuste de latitud o mes", pero también señaló con ironía que "las vistas utilizadas para la ilustración de este artículo recuerdan un poco a las imágenes 'extrañas' de las revistas". [1]

En 1922, W. N. Bond describió una mejora del aparato de Wood que sustituyó el tanque de agua por una simple lente de vidrio hemisférica, lo que hizo que la cámara fuera significativamente más portátil. La distancia focal dependía del índice de refracción y del radio de la lente hemisférica, y la apertura máxima era de aproximadamentef /50; no se corrigió la aberración cromática y se proyectó un campo curvo sobre una placa plana. Bond observó que la nueva lente podía utilizarse para registrar la nubosidad o la caída de rayos en una ubicación determinada. [2] La lente hemisférica de Bond también redujo la necesidad de una abertura estenopeica para garantizar un enfoque nítido, por lo que los tiempos de exposición también se redujeron. [10]

Lente de cielo de colina

Lente de cielo Hill/Beck (1923, GB 225,398) [11]

En 1924, Robin Hill describió por primera vez una lente con una cobertura de 180° que se había utilizado para un estudio de nubes en septiembre de 1923 [3] La lente, diseñada por Hill y R. & J. Beck, Ltd. , fue patentada en diciembre de 1923. [11] La Hill Sky Lens ahora se acredita como la primera lente ojo de pez. [5] : 146  Hill también describió tres funciones de mapeo diferentes de una lente diseñada para capturar un hemisferio completo (estereoscópica, equidistante y ortográfica). [3] [12] La distorsión es inevitable en una lente que abarca un ángulo de visión superior a 125°, pero Hill y Beck afirmaron en la patente que la proyección estereográfica o equidistante eran las funciones de mapeo preferidas. [11] El diseño de lente de tres elementos y tres grupos utiliza una lente de menisco altamente divergente como el primer elemento para traer luz sobre una vista amplia seguida de un sistema de lente convergente para proyectar la vista sobre una placa fotográfica plana. [11]

La lente Hill Sky se adaptó a una cámara de cielo completo , generalmente utilizada en un par separado por 500 metros (1600 pies) para imágenes estereoscópicas , y equipada con un filtro rojo para contraste; en su forma original, la lente tenía una longitud focal de 0,84 pulgadas (21 mm) y proyectaba una imagen de 2,5 pulgadas (64 mm) de diámetro enf /8[13] Conrad Beck describió el sistema de cámara en un artículo publicado en 1925. [14] Al menos uno ha sido reconstruido. [15]

Desarrollo alemán y japonés

Schulz/AEG Weitwinkelobjektiv (1932, DE 620538) [16]

En 1932, la firma alemana Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AG (AEG) solicitó una patente para el Weitwinkelobjektiv (lente gran angular), un desarrollo de 5 elementos y 4 grupos del Hill Sky Lens . [5] : 148  [16] En comparación con el Hill Sky Lens de 1923 , el Weitwinkelobjektiv de 1932 presentaba dos elementos de menisco divergentes delante del tope y utilizaba un grupo acromático cementado en la sección convergente. [16] Miyamoto atribuye a Hans Schulz el diseño del Weitwinkelobjektiv . [12] El diseño patentado básico se produjo para la grabación de nubes como un objetivo de 17 mm.f /6,3lente, [17] y Umbo utilizaron la lente AEG con fines artísticos, con fotografías publicadas en una edición de 1937 de Volk und Welt . [18]

El AEG Weitwinkelobjektiv formó la base del posterior Nippon Kogaku (Nikon) Fisheye-Nikkor 16 mm.f /8lente de 1938, que se utilizó para fines militares y científicos (cubierta de nubes). [17] [19] Nikon, que tenía un contrato para suministrar ópticas a la Armada Imperial Japonesa , posiblemente obtuvo acceso al diseño de AEG bajo el Pacto de Acero . [19]

Richter/Zeiss Pleon (1938, Estados Unidos 2.247.068) [20]

También en 1938, Robert Richter de Carl Zeiss AG patentó la lente Pleon de 6 elementos y 5 grupos , [20] que se utilizó para vigilancia aérea durante la Segunda Guerra Mundial. El grupo trasero convergente de la Pleon era simétrico, derivado de la lente Topogon de 4 elementos diseñada por Richter para Zeiss en 1933. Las pruebas en una lente capturada después de la guerra mostraron que la Pleon proporcionaba una proyección equidistante para cubrir un campo de aproximadamente 130°, y los negativos se imprimían utilizando una ampliadora rectificadora especial para eliminar la distorsión. [5] : 149  [21] La Pleon tenía una distancia focal de aproximadamente 72,5 mm con una apertura máxima def /8y utilizó un elemento frontal plano-cóncavo de 300 mm (12 pulgadas) de diámetro; la imagen en el negativo tenía aproximadamente 85 mm (3,3 pulgadas) de diámetro. [21]


Desarrollo de 35 mm

Merté/Zeiss Sphaerogon (1935, DE 672 393 [22] y US 2.126.126) [23]

Aproximadamente al mismo tiempo que Schulz estaba desarrollando el Weitwinkelobjektiv en AEG, Willy Merté  [de] en Zeiss estaba desarrollando el Sphaerogon , que también fue diseñado para abarcar un campo de visión de 180°. [22] [23] A diferencia del Weitwinkelobjektiv , el Sphaerogon de Merté no estaba limitado a cámaras de formato medio; se construyeron versiones prototipo del Sphaerogon para la cámara de formato miniatura Contax I. Los primeros prototipos de lentes Sphaerogon construidos tenían una apertura máxima def /8, pero los ejemplos posteriores se calcularon medio punto más rápido, paraf /6,8[24] Se recuperaron varios ejemplos prototipo de lentes Sphaerogon como parte de la Colección de Lentes Zeiss confiscada por el Cuerpo de Señales del Ejército como reparación de guerra en 1945; [25] la colección, que la firma Zeiss había conservado como registro de sus diseños, fue documentada más tarde por Merté, el ex jefe de computación óptica de CZJ, trabajando bajo el oficial del Cuerpo de Señales Edward Kaprelian. [26] [27]

Después de la guerra, la lente Nikon Fisheye-Nikkor se acopló a una cámara de formato medio y se produjo en una forma ligeramente modificada (la distancia focal aumentó ligeramente a 16,3 mm) como la "Sky-image Recording Camera" en marzo de 1957 para el gobierno japonés, [28] seguida de un lanzamiento comercial como Nikon Fisheye Camera (también conocida como "Nikon Sky Camera" o "Nikon Cloud Camera") en septiembre de 1960, que tenía un precio de venta al público de ¥200,000 (equivalente a ¥1,130,000 en 2019). [29] La lente revisada creó una imagen circular de 50 mm (2,0 pulgadas) de diámetro y cubría un campo hemisférico completo de 180°. [30] Solo se fabricaron 30 ejemplos de la Nikon Fisheye Camera, y de ellos, 18 se vendieron a clientes, principalmente en los Estados Unidos; Nikon probablemente destruyó el stock restante para evitar sanciones fiscales. [31] Las fotografías tomadas con la cámara Fisheye que se publicaron en Life en 1957 marcaron la primera exposición amplia del público a la distorsión de ojo de pez; [32] incluida una fotografía de la sala de reuniones del Senado de los Estados Unidos , tomada por Ed Clark y publicada en una edición de abril de 1957, [33] y una fotografía del saltador con pértiga Bob Gutowski tomada por Ralph Crane, publicada en julio de 1957. [34]

Portada del álbum Are You Experienced (1967) de The Jimi Hendrix Experience , con el trío fotografiado con una lente ojo de pez

La cámara Nikon Fisheye se suspendió en septiembre de 1961, [28] y Nikon posteriormente introdujo el primer objetivo ojo de pez de producción regular para cámaras de 35 mm en 1962, [12] el Fisheye-Nikkor de 8 mm.f /8, [35] que requería que el espejo réflex de sus cámaras Nikon F y Nikkormat se bloqueara antes de montar el objetivo. Antes de principios de la década de 1960, los objetivos ojo de pez eran utilizados principalmente por fotógrafos profesionales y científicos, pero la llegada del ojo de pez para el formato de 35 mm aumentó su uso popular. [36] El Nikkor de 8 mm con ojo de pezf /8tiene un campo de visión de 180° y utiliza 9 elementos en 5 grupos; tiene un enfoque fijo y filtros incorporados destinados a la fotografía en blanco y negro. Las investigaciones indican que se construyeron menos de 1400 lentes. [37] A medida que las lentes de ojo de pez se volvieron más ampliamente disponibles, la distorsión distintiva creció en popularidad, especialmente para las portadas de álbumes . Por ejemplo, el fotógrafo de moda británico Tim Walker usó una lente de ojo de pez para capturar la portada del álbum de pop / rock de 2019 de Harry Styles , Fine Line . [38] Otros géneros que han aprovechado el aspecto de la lente de ojo de pez incluyen videos de punk rock, hip-hop y skate. [32] En particular, la lente de ojo de pez se convirtió en un estilo característico del director de videos musicales Hype Williams , especialmente a mediados y fines de la década de 1990 cuando dirigió videos para artistas como Busta Rhymes , Missy Elliott y Puff Daddy .

Isshiki y Matsuki/Nikon ojo de pez-Nikkor 6 mmf /5,6(EE.UU. 3.542.697) [39]

Posteriormente, Nikon lanzó varios otros objetivos ojo de pez circulares con montura Nikon F que marcaron un hito durante los años 1960 y 1970:

  • 10 milímetrosf /5,6OP (1968), el primer ojo de pez con proyección ortográfica, que también fue la primera lente en presentar un elemento asférico [40]
  • 6 milímetrosf /5,6(1969), el primer ojo de pez que presenta un campo de visión de 220°; [7] Curiosamente, la patente que acompaña a esta lente incluye un diseño para una lente con un campo de visión de 270°. [39] Un objetivo de 6,2 mmf /5,6Posteriormente, el ojo de pez SAP se produjo en cantidades limitadas con una superficie asférica que abarca un campo de visión de 230°. [41]
  • 8 milímetrosf /2,8(1970), el primer ojo de pez circular con enfoque variable, apertura automática y visión réflex (ya no se requiere bloqueo del espejo). [7]
Ojo de pez Takumar 11/18 mm en una DSLR Pentax K-1 moderna

Al mismo tiempo, otros fabricantes japoneses estaban desarrollando los denominados "ojos de pez de fotograma completo" o diagonales, que captaban un campo de visión de aproximadamente 180° a lo largo de la diagonal del fotograma de la película. El primer ojo de pez diagonal de este tipo fue el Fish-eye Takumar de 18 mm.f /11, lanzado por Pentax (Asahi Optical) en 1962, [41] [42] [43] seguido por el ligeramente más rápido UW Rokkor-PG 18 mmf /9,5de Minolta en 1966. [44] Ambos eran de visión réflex y enfoque fijo. Tanto Pentax como Minolta siguieron con lentes más rápidas con enfoque variable en 1967 ( Super Fish-eye-Takumar 17 mm4​) [45] y 1969 ( Rokkor-OK 16 mmf /2,8), [46] [47] respectivamente. El Rokkor de 16 mm fue adoptado posteriormente por Leica como Fisheye-Elmarit-R (1974) para sus SLR y luego convertido al enfoque automático (1986) para el sistema Alpha . A partir de 2018 [actualizar], el mismo diseño óptico básico todavía se vende como Sony SAL16F28.

Diseño

A diferencia de las lentes rectilíneas, las lentes de ojo de pez no se caracterizan completamente por la distancia focal y la apertura únicamente. El ángulo de visión, el diámetro de la imagen, el tipo de proyección y la cobertura del sensor varían independientemente de estos factores.

Diámetro y cobertura de la imagen

Tipos de uso del formato
CircularCírculo recortadoFotograma completo
3:2Sensor del 52%78% campo de visión, 92% sensor59% campo de visión
4:359% sensor86% campo de visión, 90% sensor61% campo de visión

Ojo de pez circular para 35 mm
 
Ojo de pez de fotograma completo con parasol rudimentario
 

Imagen del VLT de ESO tomada con una lente ojo de pez circular.
Cámara de ojo de pez circular de 35 mm con formato DX
 
Ojo de pez diagonal utilizado en un espacio cerrado ( Nikkor 10,5 mm)

En una lente ojo de pez circular , el círculo de la imagen está inscrito en la película o área del sensor; en una lente ojo de pez diagonal ("de fotograma completo") , el círculo de la imagen está circunscrito alrededor de la película o área del sensor. Esto implica que usar una lente ojo de pez para un formato diferente al que fue diseñada es fácil (a diferencia de una lente rectilínea) y puede cambiar su característica.

Además, las distintas lentes de ojo de pez mapean ("distorsionan") las imágenes de manera diferente, y la forma de distorsión se conoce como su función de mapeo. Un tipo común para uso del consumidor es el de ángulo equisólido .

Si bien hay efectos de ojo de pez digitales disponibles tanto en la cámara como en el software de computadora, ninguno de ellos puede ampliar el ángulo de visión de las imágenes originales al gran ángulo de visión de una lente ojo de pez real.

Longitud focal

La distancia focal se determina en función de la cobertura angular, la función de mapeo específica utilizada y las dimensiones requeridas de la imagen final. Las distancias focales para los tamaños de cámara amateur más comunes se calculan de la siguiente manera:

Distancias focales de ojo de pez calculadas [a]
 EstereográficaEquidistanteAngulo equisolidoOrtográfico
Función de mapeo inverso [48] F = a 2 broncearse ⁡ θ 2 {\displaystyle f={\dfrac {r}{2\tan {\dfrac {\theta }{2}}}}} F = a θ {\displaystyle f={\frac {r}{\theta }}} F = a 2 pecado ⁡ θ 2 {\displaystyle f={\dfrac {r}{2\sin {\dfrac {\theta }{2}}}}} F = a pecado ⁡ θ {\displaystyle f={\frac {r}{\sin \theta }}}
Circular [b]APS-C ( = 8,4 mm ) a {\estilo de visualización r} 4.25.35.98.4
135 ( = 12 mm ) a {\estilo de visualización r} 6.07.68.512.0
6×6 ( = 28 mm ) a {\estilo de visualización r} 14.017.819.828.0
Diagonal [c]APS-C ( = 15,1 mm ) a {\estilo de visualización r} 7.59.610.615.1
135 ( = 21,7 mm ) a {\estilo de visualización r} 10.813.815.321.7
6×6 ( = 39,6 mm ) a {\estilo de visualización r} 19.825.228.039.6
Notas
  1. ^ Supone un ángulo de visión máximo de 180° para la función de mapeo, θ = π 2 {\displaystyle \theta ={\frac {\pi }{2}}}
  2. ^ Para los ojos de pez circulares, la dimensión máxima es la mitad de la longitud del lado más corto. a {\estilo de visualización r}
  3. ^ Para los ojos de pez de fotograma completo, la dimensión máxima es la mitad de la longitud de la diagonal. a {\estilo de visualización r}

Ojos de pez circulares

Los primeros tipos de lentes ojo de pez desarrollados fueron los "circulares", es decir, lentes que captaban un hemisferio de 180° y lo proyectaban como un círculo dentro del marco de la película. Por diseño, las lentes ojo de pez circulares cubren un círculo de imagen más pequeño que las lentes rectilíneas diseñadas para el mismo tamaño de sensor. Las esquinas de una imagen ojo de pez circular serán completamente negras. Esta negrura es diferente del viñeteado gradual de las lentes rectilíneas y aparece de manera abrupta.

Algunos ojos de pez circulares estaban disponibles en modelos de proyección ortográfica para aplicaciones científicas. Estos tienen un ángulo de visión vertical, horizontal y diagonal de 180° .

Para las cámaras APS y m43, han surgido varios lentes que mantienen un campo de visión de 180° en un cuerpo recortado. El primero de ellos fue el Sigma de 4,5  mm. [49] Sunex también fabrica un  lente ojo de pez de 5,6 mm que captura un campo de visión circular de 185° en cámaras Nikon 1,5x y Canon DSLR 1,6x.

Nikkor ojo de pez de 6 mmf /2,8montado en una Nikon F2 en el Museo Nikon .

Nikon produjo una lente ojo de pez circular de 6 mm para película de 35 mm que fue diseñada inicialmente para una expedición a la Antártida . Presentaba un campo de visión de 220°, diseñado para capturar todo el cielo y el suelo circundante cuando se apuntaba hacia arriba. Esta lente ya no se fabrica, [50] y se utiliza actualmente para producir imágenes de realidad virtual interactivas como QuickTime VR e IPIX . Debido a su amplio campo de visión, es muy grande: pesa 5,2 kilogramos (11 libras), tiene un diámetro de 236 milímetros (9,3 pulgadas), una longitud de 171 milímetros (6,7 pulgadas) y un ángulo de visión de 220 grados. Eclipsa a una cámara SLR de 35 mm normal [51] y tiene su propio punto de montaje de trípode, una característica que normalmente se ve en lentes de enfoque largo o telefoto grandes para reducir la tensión en la montura de la lente . La lente es extremadamente rara. [52]

La lente ojo de pez Laowa 4  mmf /2,8del fabricante Venus Optics

Más recientemente, el fabricante japonés Entaniya ofrece varios objetivos ojo de pez con ángulos de visión de hasta 250° en cámaras full frame de 35 mm y de hasta 280° en sensores más pequeños (ver la lista a continuación). En 2018, Venus Optics presentó un objetivo ojo de pez de 210° para el sistema Micro Four Thirds . [53]

Las lentes ojo de pez circulares de 8 mm y 7,5 mm fabricadas por Nikon han demostrado ser útiles para fines científicos debido a su proyección equidistante (equiangular), en la que la distancia a lo largo del radio de la imagen circular es proporcional al ángulo cenital .

Ojos de pez diagonales (también conocidos como de fotograma completo o rectangulares)

A medida que los objetivos ojo de pez ganaron popularidad en la fotografía en general, las compañías de cámaras comenzaron a fabricar objetivos ojo de pez con un círculo de imagen ampliado para cubrir todo el marco rectangular de la película. Se los llama ojos de pez diagonales, o a veces "rectangulares" o "de fotograma completo". (Esto fue mucho antes de la fotografía digital, por lo que el uso del término "fotograma completo" con respecto a los ojos de pez no tiene nada que ver con el uso del término para designar un sensor digital que mide 36x24 mm). [54]

El ángulo de visión que producen los ojos de pez diagonales solo mide 180° de esquina a esquina : tienen un ángulo de visión diagonal (AOV) de 180° , mientras que los ángulos de visión horizontal y vertical serán más pequeños. Para un ojo de pez de fotograma completo de 15 mm con ángulo equisólido, el AOV horizontal será de 147° y el AOV vertical será de 94°. [55]

Uno de los primeros objetivos ojo de pez diagonales que se produjeron en serie fue el Nikon Fisheye-Nikkor F 16 mm.f /3,5, realizado a principios de la década de 1970.

Para obtener el mismo efecto en cámaras digitales con sensores más pequeños, se requieren distancias focales más cortas. Nikon fabrica un ojo de pez de 10,5 mm para sus SLR APS DX. [56] Varias otras empresas fabrican ojos de pez de "fotograma completo", es decir, diagonales, para cámaras APS y m43, consulte el párrafo siguiente.

Ojos de pez en forma de retrato o de círculo recortado

Un intermedio entre un ojo de pez diagonal y un ojo de pez circular consiste en una imagen circular optimizada para el ancho del formato de película en lugar de la altura . Como resultado, en cualquier formato de película que no sea cuadrado, la imagen circular se recortará en la parte superior e inferior, pero seguirá mostrando bordes negros a la izquierda y la derecha. Este formato se llama ojo de pez "retrato"; [57] históricamente, ha sido bastante raro: solo el formato de 12 mmf /8El objetivo Accura (ver la lista a continuación) sigue directamente el principio del retrato. Sin embargo, hoy en día, un efecto de ojo de pez para retrato se logra fácilmente utilizando un objetivo ojo de pez diseñado para la cobertura total de un formato de sensor más pequeño, como un ojo de pez diagonal APS en una cámara de fotograma completo de 35 mm o un ojo de pez diagonal m43 en APS.

Lentes de ojo de pez en miniatura

Las cámaras digitales en miniatura, especialmente cuando se utilizan como cámaras de seguridad , a menudo tienden a tener lentes de ojo de pez para maximizar la cobertura. Las lentes de ojo de pez en miniatura están diseñadas para sensores de imágenes CCD/CMOS de formato pequeño que se utilizan comúnmente en cámaras de seguridad y de consumo. [58] [59] Los tamaños de formato de sensor de imagen populares utilizados incluyen 1 ⁄ 4 ", 1 ⁄ 3 " y 1 ⁄ 2 ". Dependiendo del área activa del sensor de imagen, la misma lente puede formar una imagen circular en un sensor de imagen más grande (por ejemplo, 1 ⁄ 2 "), y un fotograma completo en uno más pequeño (por ejemplo, 1 ⁄ 4 ").

Ejemplos y modelos específicos

Para obtener una lista completa de todos los lentes ojo de pez actuales y pasados, consulte los enlaces externos a continuación.

Objetivos ojo de pez destacados para cámaras APS-C

El sensor de imagen APS-C que se utiliza en las cámaras Canon mide 22,3 mm × 14,9 mm (0,88 in × 0,59 in), o 26,82 mm (1,056 in) en diagonal, que es ligeramente más pequeño que el tamaño del sensor que utilizan otros fabricantes populares de cámaras con sensores APS-C, como Fuji, Minolta, Nikon, Pentax y Sony. Los otros sensores APS-C comunes varían de 23,6 a 23,7 mm (0,93 a 0,93 in) en la dimensión larga y 15,6 mm (0,61 in) en el lado más corto, para una diagonal de entre 28,2 a 28,4 mm (1,11 a 1,12 in).

Objetivos ojo de pez circulares APS-C

Objetivos ojo de pez APS-C diagonales

Objetivos ojo de pez con zoom APS-C

Objetivos ojo de pez destacables para cámaras de fotograma completo de 35 mm

Lentes circulares de ojo de pez

El Peleng de 8 mmf /3,5lente ojo de pez circular
  • Precisión 12 mmf /8(Objetivo ojo de pez de 180° para retratos, es decir, optimizado para la altura en lugar del ancho del marco, lo que da una imagen circular de mayor diámetro, es decir, recortada en la parte superior e inferior. 1968. Se vende como Beroflex, Berolina, Panomar, Sigma, Spiratone, Universa, Upsilon, Vemar, etc. Muy malo.) [60]
  • C-4 Optics - Hiperojo de pez de 4,9 mmf /3,5(270°, 2020, solo para cámara sin espejo , 13 kg) [61]
  • Canon FD 7,5 mmf /5,6(180°, 1971, tres versiones: versión inicial con anillo de bayoneta plateado, versión SSC 1973 con anillo de bayoneta plateado, versión NewFD 1979 con el mismo revestimiento SSC, anillo de bayoneta negro; todas tienen filtros de color incorporados seleccionables mediante rueda) [62]
  • Entaniya HAL 200 6 mm4​(200°, 19,9 mm de diámetro de imagen, solo para cámara sin espejo ) [63]
  • Entaniya HAL 250 6 mmf /5,6(250°, 23,7 mm de diámetro de imagen, solo para cámara sin espejo , apertura fija, 2 kg (la empresa también fabrica un modelo de 280° con un diámetro de imagen de solo 5 mm)) [64]
  • Nikon F6mmf /2,8(220°, 1972) [65]
  • Nikon F6mmf /5,6(220°, 1970) [65]
  • Nikon F 6,2 mmf /5,6(230° y en su momento el ojo de pez más ancho. Parece el mencionado 6 mmf /5,6, pero con un grabado diferente: 6,2 mm 230°. Se dice que es el objetivo Nikon más raro que existe (solo se fabricaron 3) [66]
  • Nikon F 7,5 mmf /5,6(220°, 1966) [65]
  • Nikon F8mmf /2,8(180°, 1970) [65]
  • Nikon F8mmf /8(180°, 1962) [65]
  • Olympus OM Auto-Ojo de pez de 8 mmf /2,4(180°, raro)
  • Peleng de 8 mmf /3,5(180°)
  • Sigma 8mmf /4.0EX-DG (180°)
  • Sigma 8mmf /3,5EX DG (180°, sucesor del Sigma 8 mmf /4.0)

Objetivos ojo de pez de fotograma completo (es decir, diagonales)

  • Canon EF 15 mm f/2.8 (sucesor ópticamente más simple del modelo FD que se muestra a continuación; ya no se fabrica) [62]
  • Canon Ojo de pez FD 15 mmf /2,8(predecesor del anterior, incompatible con montura EF. Dos versiones: original con anillo de bayoneta plateado, 1973; NewFD con anillo de bayoneta negro, 1980. Ambos tienen filtros de color incorporados y revestimiento SSC) [62]
  • Fuji Photo Film Co. EBC Fujinon Ojo de Pez 16 mmf /2,8(Monturas M42 y X-Fujinon, descontinuadas)
  • Minolta AF 16 mmf /2,8, desde entonces continuó como Sony A
  • Nikon Nikkor ojo de pez de 16 mmf /2,8AI-s y AF D (desde 1979)
  • Nikon Nikkor ojo de pez de 16 mmf /3,5(1973, predecesor del anterior)
  • Pentax SMC 17 mm4​Ojo de pez
  • Objetivo ojo de pez panqueque Pentax 18 mm f/11 (160°) [67]
  • Samyang 12 mmf /2,8ED AS NCS Diagonal Fisheye (famoso por su proyección estereográfica; disponible en varias monturas para cámaras SLR y sin espejo)
  • Sigma 15 mmf /2,8EX DG Ojo de pez diagonal
  • TTArtisan 11 mmf /2,8Ojo de pez (notable por ser el primer objetivo ojo de pez comercializado, entre otros, con montura de telémetro Leica M y para Fuji GFX (¡aunque el objetivo no cubre todo el marco de la GFX!). Un experto descubrió que en realidad tiene una longitud focal de 15 mm y un ángulo de visión de solo 176° [68] )
  • Cenit 16 mmf /2,8Lente ojo de pez

Lentes ojo de pez con zoom

  • Canon EF 8-15  mm4​L Fisheye USM  : 180° en todas las longitudes focales, pero con giro de ojo de pez circular a diagonal en una cámara de fotograma completo de 35 mm, es decir, con cambio de ángulo de visión vertical. En una cámara recortada con sensores de tamaño APS-C/H, solo produce una imagen circular y de fotograma completo recortada. Se incluye un bloqueo de zoom que evita salir del rango de longitud focal de cobertura total en las cámaras con sensor recortado.
  • Nikon AF-S Fisheye Nikkor 8-15  mmf /3,5–4,5E ED: diseñado para cámaras full-frame y FX, este objetivo se comporta de forma idéntica al Canon.
  • Tokina AT-X AF DX = Pentax DA ED IF 10–17 mmf /3,4–4,5 – un objetivo zoom ojo de pez diseñado para cámaras con sensor APS-C, que también se vende como versión NH sin parasol integrado: por lo tanto, se puede utilizar en cámaras de fotograma completo.
  • Pentax F 17–28  mmf /3,5–4,5Ojo de pez  : este objetivo nació para las cámaras de película de fotograma completo de 35 mm, para sustituir al 16  mm f/2,8 en la era del AF. Comienza con un  ojo de pez de fotograma completo (diagonal) de 17 mm. Cuando llega a los 28  mm, el efecto ojo de pez prácticamente desaparece, dejando una imagen de gran angular sobredistorsionada. Fue concebido como un objetivo de "efectos especiales" y se afirma que no se han vendido demasiadas copias. [69] [ cita requerida ]

Curiosidades

  • Canon 5,2 mm f/2,8 RF L [70] (un ojo de pez estereográfico de 190° con dos sistemas de lentes de ojo de pez: para tomas de realidad virtual 3D en un solo sensor de imagen de fotograma completo de 35 mm, y menos relevante para fotografía: ajustar dos círculos de imagen en un marco de 36 mm de ancho significa que cada uno solo puede tener 18 mm de diámetro, lo que desperdicia bastante resolución)
  • Pentax K "Ojo de pájaro" 8,4 mmf /2,8(prototipo, 1982, representación no exactamente igual a la de un ojo de pez) [71]

Imágenes de muestra

  • Una imagen de la entrada del museo del Louvre tomada con el objetivo Nikkor ojo de pez circular de 7,5 mm f/5,6
    Una imagen de la entrada del museo del Louvre tomada con el objetivo de 7,5 mm.f /5,6Objetivo Nikkor ojo de pez circular
  • Ojo de pez utilizado para capturar toda la sala capitular de la catedral de Wells
    Ojo de pez utilizado para capturar toda la sala capitular de la catedral de Wells
  • Zoom Canon 8-15 mm a 8 mm del BMW M3
    Zoom Canon 8-15  mm a 8  mm del BMW M3
  • Imagen tomada con una lente ojo de pez de fotograma completo de 16 mm antes y después de reasignarla a una perspectiva rectilínea.[n 1]
    Imagen tomada con un  objetivo ojo de pez de fotograma completo de 16 mm antes y después de reasignarla a una perspectiva rectilínea . [n 1]
  • Comparación de una lente rectilínea de 11 mm y una lente ojo de pez de 16 mm en una DSLR de fotograma completo
    Comparación de una lente rectilínea de 11 mm y una lente ojo de pez de 16 mm en una DSLR de fotograma completo
  • Comparación de la función de mapeo convencional (rectilínea) con cuatro funciones de mapeo de ojo de pez diferentes, dada una distancia focal constante.
    Comparación de la función de mapeo convencional (rectilínea) con cuatro funciones de mapeo de ojo de pez diferentes, dada una distancia focal constante.

Otras aplicaciones

Las curvas de la sede de ESO a través de una lente ojo de pez. [72]
  • Muchos planetarios ahora utilizan lentes de proyección de ojo de pez para proyectar el cielo nocturno u otro contenido digital en el interior de una cúpula.
  • En la pornografía POV se utilizan lentes ojo de pez para hacer que las cosas que están frente a la cámara parezcan más grandes.
  • Los simuladores de vuelo y los simuladores de combate visual utilizan lentes de proyección de ojo de pez para crear un entorno inmersivo en el que los pilotos, controladores de tráfico aéreo o personal militar puedan entrenar.
  • De manera similar, el formato cinematográfico IMAX Dome (anteriormente 'OMNIMAX') implica la fotografía a través de una lente ojo de pez circular y la proyección a través de la misma sobre una pantalla hemisférica.
  • Los científicos y los administradores de recursos (por ejemplo, biólogos, forestales y meteorólogos) utilizan lentes de ojo de pez para la fotografía hemisférica con el fin de calcular los índices de la cubierta vegetal y la radiación solar cercana al suelo. Las aplicaciones incluyen la evaluación de la salud de los bosques, la caracterización de los sitios de descanso invernal de la mariposa monarca y la gestión de viñedos .
  • Los astrónomos utilizan lentes ojo de pez para capturar datos sobre la cobertura de nubes y la contaminación lumínica .
  • Los fotógrafos y videógrafos utilizan lentes ojo de pez para poder acercar la cámara lo más posible para tomar fotografías de acción y al mismo tiempo capturar el contexto, por ejemplo, en el skate para enfocarse en la tabla y aún así conservar una imagen del patinador.
  • El "ojo" del ordenador HAL 9000 de 2001: Una odisea del espacio se construyó utilizando un objetivo Fisheye-Nikkor de 8 mm.f /8El punto de vista de HAL se filmó utilizando una lente de ojo de insecto Fairchild-Curtis diseñada originalmente para películas en formato de domo Cinerama 360. [ 74 ]
  • El primer vídeo musical filmado íntegramente con lente ojo de pez fue para la canción de Beastie Boys " Hold It Now, Hit It " en 1987.
  • En el campo de los gráficos por ordenador , las imágenes de ojo de pez circulares se pueden utilizar para crear mapas del entorno a partir del mundo físico. Una imagen de ojo de pez de gran angular de 180 grados completa se ajustará a la mitad del espacio de mapeo cúbico utilizando el algoritmo adecuado. Los mapas del entorno se pueden utilizar para representar objetos 3D y escenas panorámicas virtuales.
  • Muchas cámaras en línea de estaciones meteorológicas personales en todo el mundo cargan imágenes de ojo de pez de las condiciones actuales del cielo local, así como una secuencia de lapso de tiempo del día anterior con condiciones climáticas como temperatura, humedad, viento y cantidades de lluvia. [75]
  • En las mirillas de las puertas , para permitir que el espectador que está en el interior vea una vista más amplia desde el exterior.

Función de mapeo

El objetivo coloca el objeto en la imagen según la función de mapeo del objetivo. La función de mapeo proporciona r , la posición del objeto desde el centro de la imagen, en función de f , la distancia focal, y θ , el ángulo desde el eje óptico, en radianes .

Comparación de funciones de mapeo
Sujeto
Túnel original para fotografiar, con la cámara mirando desde el centro interior hacia la pared izquierda.
 NormalOjo de pez [76] [48]
RectilíneoEstereográfica [77]EquidistanteAngulo equisolidoOrtográfico
Otros nombresgnomónico, perspectiva, convencionalpanorámico, conforme, planisferiolineal, escala linealde área igualortogonal
Imagen
Función de mapeo [48] a = F broncearse ⁡ θ {\displaystyle r=f\tan \theta} a = 2 F broncearse ⁡ θ 2 {\displaystyle r=2f\tan {\frac {\theta }{2}}} a = F θ {\displaystyle r=f\,\theta} a = 2 F pecado ⁡ θ 2 {\displaystyle r=2f\sin {\frac {\theta }{2}}} [a] a = F pecado ⁡ θ {\displaystyle r=f\sin \theta}
NotasFunciona como una cámara estenopeica. Las líneas rectas se mantienen rectas (sin distorsión). El ángulo de apertura debe ser menor de 90°. El ángulo de apertura se calibra simétricamente con respecto al eje óptico y debe ser menor de 180°. Los ángulos de apertura grandes son difíciles de diseñar y dan lugar a precios elevados. θ {\estilo de visualización \theta} Mantiene los ángulos. Este mapeo sería ideal para los fotógrafos porque no comprime tanto los objetos marginales. Samyang es el único fabricante que produce este tipo de lente ojo de pez, pero está disponible bajo diferentes marcas. Este mapeo se implementa fácilmente mediante software.Mantiene las distancias angulares. Resulta práctico para la medición de ángulos (por ejemplo, mapas estelares). PanoTools utiliza este tipo de mapeo.Mantiene las relaciones de superficie. Cada píxel subtiende un ángulo sólido igual o un área igual en la esfera unitaria . Parece una imagen reflejada en una pelota, el mejor efecto especial (distancias no sofisticadas), adecuado para comparación de áreas (determinación del grado de nubes). Este tipo es popular pero comprime objetos marginales. Los precios de estas lentes son altos, pero no extremos.Mantiene la iluminancia plana. Parece un orbe con los alrededores sobre un ángulo de apertura de < 180° como máximo. Muy distorsionada cerca del borde de la imagen, pero la imagen en el centro está menos comprimida.
Ejemplos [78] [79] [80](Numeroso)
  • Samyang 8mmf /2,8
  • Samyang 12 mmf /2,8
  • Canon FD 7,5 mmf /5,6
  • Óptica costera de 7,45 mmf /5,6
  • Nikkor de 6 mmf /2,8
  • Nikkor de 7,5 mmf /5,6
  • Nikkor de 8 mmf /2,8
  • Nikkor de 8 mmf /8.0
  • Peleng de 8 mmf /3,5
  • Cañón Rokkor de 7,5 mmf /4.0
  • Sigma 8mmf /3,5
  • Samyang 7,5 mmf /3,5
  • Canon EF 15 mmf /2,8(1988)
  • Minolta 16mmf /2,8(1971)
  • Nikkor 10,5 mmf /2,8[b]
  • Nikkor 16 mmf /2,8(1995)
  • Sigma 4,5 mmf /2,8
  • Sigma 8mmf /4.0[do]
  • Sigma 15 mmf /2,8(1990)
  • Zuiko 8mmf /2,8
  • Nikkor 10 mmf /5,6De acuerdo
  • Yasuhara Madoka 180 7,3 mm4​
  1. ^ Caso especial de r  =  k 1  f  sin ⁠θ/k2​⁠ , donde k 1  =  k 2  = 2 . Algunos objetivos ojo de pez, como el AF Nikkor DX 10,5 mmf /2,8tienen valores ligeramente diferentes para k 1 y k 2 .
  2. ^ Para esta lente, k 1 = 1,47 y 1/ k 2 = 0,713 , determinados empíricamente. [81]
  3. ^ En este caso, k 1 = 1,88 y 1/ k 2 = 0,54 . [81]

También son posibles otras funciones de mapeo (por ejemplo, lentes Panomorph ) para mejorar la resolución fuera del eje de las lentes ojo de pez.

Con el software adecuado, las imágenes curvilíneas producidas por una lente ojo de pez se pueden reasignar a una proyección rectilínea convencional . Aunque esto implica cierta pérdida de detalle en los bordes del marco, la técnica puede producir una imagen con un campo de visión mayor que el de una lente rectilínea convencional. Esto es particularmente útil para crear imágenes panorámicas .

Todos los tipos de lentes de ojo de pez se curvan en línea recta. Los ángulos de apertura de 180° o más solo son posibles con grandes cantidades de distorsión de barril .

Véase también

Parte de una serie sobre
Proyección gráfica
Planar
Vistas
Temas

Notas

  1. ^ Cámara: una SLR digital de formato 35 mm, herramienta de edición: Herramientas panorámicas

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  • Teoría de la proyección de ojo de pez
  • Lista de todos los objetivos de ojo de pez para fotografía actuales y asequibles
  • La nueva lista de peces, Luca Vascon, 2021
  • Varias proyecciones de ojo de pez
  • Kumler, James "Jay"; Bauer, Martin (2000). Diseños de lentes de ojo de pez y su rendimiento relativo . Simposio Internacional de Ciencia y Tecnología Óptica. San Diego, California: SPIE. doi :10.1117/12.405226.URL archivada alternativa
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