視野

視野（FOV）とは、ある瞬間に見られる観察可能な世界の角度範囲です。光学機器やセンサーの場合、これは検出器が電磁放射を感知する立体角です。これは写真撮影にも関連しています。

人間や霊長類の視覚の文脈では、「視野」という用語は通常、眼鏡^[1]や仮想現実ゴーグルを着用しているときなど、外部装置によって見えるものへの制限の意味でのみ使用されます。定義では目の動きが許可されていますが、このように理解すると視野は変化しないことに注意してください。

目の網膜がセンサーとして働くというアナロジーに当てはめると、人間（および動物の視覚の多く）における対応する概念は視野である。^[2]これは「目を安定して固定している間の視角の度数」と定義される。^[3]視野の定義では眼球運動は除外されている点に注意すること。人間の視野は前方を向いた水平弧で210度をわずかに超える（つまり眼球運動なし）^{[4] [5] [6]}（眼球運動を含めると少し大きくなります。横で指を小刻みに動かして自分で試すことができます）が、一部の鳥類は完全な、またはほぼ完全な360度の視野を持っている。人間の視野の垂直範囲は約150度である。^[4]

視覚能力の範囲は視野全体にわたって均一ではなく、暗黙的にFoVも均一ではなく、種によって異なります。たとえば、立体視の基礎であり奥行き知覚に重要な両眼視は、人間の視野の114度（水平方向）をカバーします。^[7]残りの周辺約50度（両側^）[6]には両眼視がありません（視野のその部分を片方の目しか見ることができないため）。一部の鳥はわずか10～20度の両眼視しかありません。

同様に、色覚や形や動きを知覚する能力は視野全体で異なります。人間の色覚と形の知覚は視野の中心に集中していますが、動きの知覚は周辺部ではわずかに低下するだけなので、周辺部では相対的に有利です。その生理学的根拠は、網膜の中心領域である中心窩では色に敏感な錐体細胞と色に敏感な小細胞 網膜神経節細胞がはるかに集中しており、視覚皮質での表現が大きいのに対し、視覚周辺部では色に鈍感な桿体細胞と動きに敏感な大細胞網膜神経節細胞が集中しており、皮質での表現が小さいことです。桿体細胞が活性化するのに必要な光はかなり少ないため、この分布の結果、夜間の周辺視は中心窩視に比べてはるかに敏感になります (感度は偏心度約 20 度で最高になります)。^[2]

多くの光学機器、特に双眼鏡やスポッティング スコープは、視野角と直線視野の 2 つの方法のいずれかで指定して宣伝されています。視野角は通常度で指定され、直線視野は長さの比率です。たとえば、5.8度 (視野角)の双眼鏡は、(直線) 視野が 102 mm/m であると宣伝されている場合があります。FOV が約 10 度未満であれば、次の近似式を使用して直線視野と視野角を変換できます。 を度単位の視野角とします。 をミリメートル/m 単位の直線視野とします。次に、小角近似を使用して、 ${\displaystyle A}$${\displaystyle M}$

${\displaystyle A\approx {360^{\circ } \over 2\pi }\cdot {M \over 1000}\approx 0.0573\times M}$

${\displaystyle M\approx {2\pi \cdot 1000 \over 360^{\circ }}\cdot A\approx 17.45\times A}$

マシン ビジョンでは、レンズの焦点距離とイメージ センサーのサイズによって、視野と作動距離の関係が決まります。視野とは、カメラのイメージャーでキャプチャされる検査領域です。視野のサイズとカメラのイメージャーのサイズは、画像の解像度 (精度を決定する要素の 1 つ) に直接影響します。作動距離とは、レンズの背面と対象物の間の距離です。

断層撮影では、視野は各断層画像の領域です。たとえば、コンピュータ断層撮影では、スキャン範囲に沿って複数のスライスを結合することで、このような断層画像から ボクセルのボリュームを作成できます。

リモートセンシングでは、検出器要素（ピクセルセンサー）が電磁放射を一度に感知できる立体角を瞬間視野角またはIFOVと呼びます。リモートセンシング画像システムの空間解像度の尺度であり、既知のセンサー高度に対する可視地上領域の寸法として表現されることがよくあります。^{[8] [9]単一ピクセルIFOVは、}分解ピクセルサイズ、地上分解距離、地上サンプル距離、変調伝達関数の概念と密接に関連しています。

天文学では、視野は通常、機器から見える角度領域として平方度で表され、高倍率の機器の場合は平方分角で表されます。参考までに、ハッブル宇宙望遠鏡の調査用先進カメラの広視野チャンネルの視野は 10 平方分角で、同じ機器の高解像度チャンネルの視野は 0.15 平方分角です。地上の調査望遠鏡の視野ははるかに広いです。UK シュミット望遠鏡で使用されている写真乾板の視野は 30 平方度でした。現在最も先進的なデジタル カメラを搭載した 1.8 m (71 インチ) のPan-STARRS望遠鏡の視野は 7 平方度です。近赤外線では、UKIRTの WFCAMの視野は 0.2 平方度で、VISTA望遠鏡の視野は 0.6 平方度です。最近まで、デジタルカメラは量子効率、直線性、ダイナミックレンジの点で写真乾板を上回り、処理もはるかに簡単であったにもかかわらず 、写真乾板と比較すると狭い視野しかカバーできませんでした。

写真において、視野とは、空間内の特定の位置と方向でカメラを通して見える世界の一部です。写真を撮影したときに FOV の外側にある物体は写真に記録されません。視野は、視野円錐の角度の大きさ、つまり視野角として表現されることが多いです。無限遠に焦点を合わせた通常のレンズの場合、対角（または水平または垂直）視野は次のように計算できます。

${\displaystyle \mathrm {FOV} =2\times \arctan \left({\frac {\text{センサーサイズ}}{2f}}\right)}$

ここで焦点距離は、センサー サイズと長さの単位は同じで、FOV はラジアン単位です。 ${\displaystyle f}$${\displaystyle f}$

顕微鏡では、高倍率（科学論文で参照される場合は通常400倍の倍率）での視野は高倍率視野と呼ばれ、さまざまな分類体系の基準点として使用されます。

倍率の対物レンズの場合、視野は視野数（FN）と次のように関係します。 ${\displaystyle m}$

${\displaystyle \mathrm {FOV} ={\frac {\mathrm {FN} }{m}},}$

システム内で（対物レンズに加えて）他の拡大レンズが使用されている場合は、投影には合計が使用されます。 ${\displaystyle m}$

ビデオゲームの視野とは、ゲームの世界を見るカメラの視野を指し、使用されるスケーリング方法によって異なります。