FotoScope.ru / Фототеория / Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

17 августа 2009
Про размер матрицы и кроп-фактор... и про аквариумных рыбок

Это не столько перевод, сколько пересказ статьи, обнаруженной мной на сайте www.luminous-landscape.com.
Статья довольно старая, к тому же некоторые моменты мне показались излишними, а другие - незаслуженно упущенными. Поэтому я обошелся с оригиналом, как Алексей Толстой со сказкой "Пиноккио" wink



Мы живем в «интересные времена». Со времен появления цветной пленки не спорили с таким азартом на фотографические темы. Интернет дал возможность сделал возможными глобальные дискуссии, то разгорающиеся, как лесной пожар, то затухающие. И хотя в некоторых отношениях это здорово, есть и оборотная сторона, так как на нас обрушиваются потоки ложной или неточной информации.

Проблема: как отсеять факты и истину от мифов и слухов?

Ответ: используя базовые знания некоторых аспектов фотографии, особенно основы оптики.

Испугались, что я сейчас начну пичкать вас премудростями линейной оптики? Не тут–то было. Все довольно просто и вполне укладывается в рамки здравого смысла.

Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок


Почти скрытая камера. Рыбки на ЗП будут использоваться в качестве иллюстрации.
Снято Canon 300D, фокусное расстояние объектива 75мм
(учитывая кроп-фактор, эквивалентное фокусное расстояние - 120 мм).


Прежде всего, поясню, в чем проблема. Когда-то давно (лет десять назад) никаких цифрозеркалок не было. Были обычные пленочные зеркальные фотоаппараты, в них заряжалась пленка с размером кадра примерно 24х36 мм. Поэтому их еще называют 35-мм камеры – по размеру длинной стороны кадра.

(Вы спросите - а почему не 36-мм? Формат кадра-то 24х36! belay Честно говоря - пока не знаю. Постараюсь выяснить.)

Потом появились цифровые зеркальные фотоаппараты. Но в те времена не умели делать дешевые матрицы такого размера – 24х36. Более-менее вменяемая цена получалась для матриц вполовину меньшего размера – примерно 15х24 мм. Поэтому размер кадра у цифрозеркалок был примерно в два раза меньше – он был урезанный, «кропнутый» (от английского слова crop).

Так вот, когда к этим цифрозеркалкам стали цеплять обычные 35-мм объективы, оказалось, что они ведут себя несколько иначе, чем привыкли фотографы, работающие на полном кадре.

К сегодняшнему дню ситуация чуть-чуть изменилась. Сегодня есть две категории цифровых зеркальных фотоаппаратов:
    • С полнокадровой матрицей (размером примерно 24х36мм) – Canon EOS 5D, 1D Mark, Nikon D700 и т.п. – довольно дорогие камеры.

    • С «кропнутой» матрицей (неполнокадровой) – размером 15х24мм или около того. Это самые распространенные зеркалки. Вот о них-то речь идет в этой статье.

Обладатели полнокадровых зеркалок (в том числе и пленочных) могут вообще не читать этот пост. Ну разве только – чтобы позлорадствовать: это ж надо все так запутать laughing

Приступим.

«Кроп-фактор» (или «множитель фокусного расстояния») – это одна из характеристик современных цифровых зеркалок, которую легче всего понять неправильно. Поэтому я предлагаю краткий обзор этого аспекта цифровой фотографии и постараюсь похоронить некоторые мифы.

Я сам начал фотографировать на цифру фотоаппаратом Canon EOS 300D и, как многие другие фотографы, был поначалу весьма озабочен и заинтригован этим самым «кроп-фактором» и тем, как он ограничивает для меня использование широкого угла объективов. Поэтому я уперся и изучил этот вопрос. Чтобы получить ответы, мне пришлось раскопать мои старые - еще бумажные книги по фотографии.

Вообще-то, Canon EOS 300D – очень древняя машинка. Поэтому давайте возьмем для рассуждений что-либо поновее: Nikon D60 или Canon EOS 450D.

Итак.

Кроп-фактор для Canon 450D равен 1.6 (по паспорту).

Вопреки распространенному мнению, когда Вы надеваете телеобъектив с фокусным расстоянием 300 мм на Canon 450D, вы НЕ ПОЛУЧАЕТЕ объектив с фокусным расстоянием 480 мм (300*1.6=480) – он все так же остается объективом с фокусным расстоянием 300 мм! Что изменяется – так это формат кадра: он не 24 х 36 мм, как на пленочном фотоаппарате, а примерно 15 х 23 мм - таковы размеры матрицы этого фотоаппарата.

Это ключевой момент – это другой формат кадра, отчего и объектив ведет себя по-другому. В данном случае формат меньше, поэтому угол зрения объектива тоже меньше, более узкий. Следовательно, его поведение похоже (но не идентично) на поведение объектива с бОльшим фокусным расстоянием.

Поясню на примере.

Существуют (и довольно неплохо! winked ) фотоаппараты так называемого среднего формата. Например, Mamiya RZ снимает на пленку размером 6х7 см (круто, да?).

Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок


Этот фотоаппарат имеет специально спроектированные для него объективы, в том числе так называемый «стандартный» объектив с фокусным расстоянием около 100 мм. Эти объективы отличаются от объективов для «обычных» фотоаппаратов, так как они должны спроецировать бОльший кружок изображения на плоскость пленки, чтобы покрыть больший размер кадра (54 х 66 мм или что-то около того). Кроме того, этот объектив должен располагаться на большем расстоянии от пленки, чтобы огромное зеркало внутри фотоаппарата могло подниматься, не задевая объектив. Поэтому инженеры-оптики проектировали это стекло, учитывая в уме все эти факторы.

Мораль этого примера в том, что разным форматам нужны разные объективы. А с «кропнутыми» зеркалками мы, в действительности, используем объективы, разработанные под совсем другой формат – вдвое больший – и эти объективы, естественно, на «кропе» ведут себя несколько иначе

В сравнении объективов от разных форматов нет ничего нового - мы должны привыкнуть к тому факту, что 150 мм объектив на камере формата 4х5 см «эквивалентен» по углу зрения 50 мм объективу обычной пленочной камеры. Эта «эквивалентность» важна, потому что еще и формат пленки (или матрицы) определяет угол зрения объектива – а не только фокусное расстояние. Объектив с фокусным расстояние 150 мм на формате 8х10 см используется как широкоугольник, в то время как на 35-мм камере, очевидно, он будет выглядеть телеобъективом.

Чем меньше формат кадра, тем более короткое фокусное расстояние нужно для обеспечения такого же угла зрения.

На цифрозеркалке с полноразмерной матрицей – 24х36 мм – «стандартный» объектив имеет фокусное расстояние 50 мм. А на типичной цифрозеркалке с размером матрицы 15х24 мм (типа Nikon D60 или D90, Canon EOS 450D или 50D) «стандартный» объектив с таким же углом зрения должен иметь фокусное расстояние около 31 мм.

Производители фотоаппаратов стали выпускать цифрозеркалки с кропнутыми матрицами, которые могут использовать существовавшие объективы – и это хорошо. Однако, за это удобство приходится расплачиваться, и цена этому – уменьшение угла зрения , который смещается у всех объективов в сторону телеобъективов. Это последствие только МЕНЬШЕГО формата – больше ничего не изменилось.

Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

Снято полнокадровым фотоаппаратом Canon 5D,
фокусное расстояние 75 мм.


Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

Снято "кропнутым" фотоаппаратом Canon 300D с той же точки тем же объективом.
Фокусное расстояние 75 мм (Эквивалентное фокусное расстояние - 120 мм).


Естественно, появились и специальные объективы – специально для кропнутых камер. Они уже ведут себя в точности так, как задумывали инженеры-разработчики. На полнокадровых фотоаппаратах их использовать нельзя – обычно они просто не подходят механически – конструкторы позаботились об этом :) Их можно распознать по каким-нибудь буквам в названии объектива. У Canon это – обозначение EF-S, у Sigma – DC и т.п.

Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

Изображение в круге дает обычный 35-мм объектив.
Синий прямоугольник - то, что записывается на матрице полнокадрового фотоаппарата (типа Canon 5D)
Красный прямоугольник - то, что записывается на матрице "кропнутого" фотоаппарата (типа Canon 50D).


«Кроп» - это очень подходящий термин (в английском языке fellow ) – потому что область, дающая изображение у нас физически меньше. Раз используется меньший кружок изображения, проецируемый объективом на матрицу, то это и есть «обрезка» изображения. Само по себе изображение снимаемых объектов остается абсолютно таким же по размеру на плоскости матрицы (или пленки) – оно никоим образом не «увеличивается». Но этот меньший формат матрицы нам приходится потом растягивать на те же самые 10х15 (или 20х30) см. фотобумаги при печати (или на весь экран монитора). Вот почему некоторые люди называют это эффектом увеличения (или эффектом увеличения фокусного расстояния). И вот почему тебеобъективы при этом становятся еще более ТЕЛЕобъективами – потому что уменьшается поле зрения (или угол зрения). А это уменьшившееся поле зрения потом все равно приходится растягивать на всю площадь фотобумаги или на всю поверхность экрана монитора. Это неплохо для фотографирования природы или спортивных репортажей. Но хуже для съемки застолий или архитектуры.

Вот еще пример.

Допустим, макро-объектив на 35-мм пленочной камере фокусируется на жуке длиной 24 мм и дает на пленке изображение точно такого же размера – это называется масштабом 1:1 или натуральными размерами. 24 мм на кадре пленки – это примерно 2/3 размера кадра в длину. Если мы будем печатать этот кадр целиком, то у нас 2/3 бумажного листа займет этот самый жук.

Теперь, допустим, мы надели тот же самый объектив на кропнутую цифрозеркалку и снимаем жука с того же самого расстояния. Размер изображения на матрице будет тот же самый – 24 мм. Но 24 мм – это примерно весь размер матрицы в длину. Поэтому, когда мы напечатаем этот кадр целиком, то жук займет практически все пространство фотографии. Соответственно, он будет казаться больше. Это и есть эффект увеличения по сравнению с пленочной камерой.

(Заметьте, что здесь мы не говорим о разрешающей способности пленки или матрицы. Это не имеет значения до тех пор, пока пленка или матрица способны передать все детали, которые должны быть видны на отпечатке того же размера. Много жарких споров прогремело на эту тему, но в большинстве из них путали божий дар с яичницей, либо же спорщики говорили об одном и том же, но с разных точек зрения и не осознавали этого!)

Еще одно тонкое отличие – это бОльшая глубина резкости. Например, чтобы захватить голову и плечи портретируемого, владельцу кропнутой цифрозеркалки придется отойти дальше, чем владельцу полнокадровой камеры с таким же объективом. А соответствующая дистанция определяет ГРИП. Если приблизительно посчитать, то получится, что ГРИП в случае кропнутой матрицы будет на 50% больше.

Более подробно про глубину резкости можно прочитать здесь:
http://www.fotoscope.ru/snap/386-rezkoe-i-nerezkoe-v-kadre.-prostye.html



Все вышесказанное основывается на различных классических (я бы сказал – священных winked ) текстах:

Ансельм Адамс в своей классической книге «Камера и объективы»:

"Любые объективы с одинаковым фокусным расстоянием на любом расстоянии от объекта дают изображение одинакового размера."
Вот почему изображение, даваемое кропнутой цифрозеркалкой на матрице в действительности никоим образом не является увеличенным в 1.5-1.6 раза (значение «кроп-фактора»).


"Любые объективы с одинаковым фокусным расстоянием имеют одинаковый угол зрения при любом формате кадра."

Из этого следует, что если вы меняете формат матрицы (или пленки), то у вас неизбежно меняется величина угла зрения: меньший формат – меньший угол зрения. И наоборот.

Про фокусное расстояние объектива:

"Свет, идущий от источника, расположенного на бесконечности - это параллельные лучи, которые преломляются в объективе и сходятся в фокусе в одну точку. Расстояние от объектива до этой точки называется фокусным расстоянием этого объектива."

Фокусное расстояние объектива не зависит от формата пленки (или матрицы).

Майкл Лэнгфорд
в «Библии Фотографии»:

"Глубина резкости – расстояние между самой близкой и самой дальней точками предмета, которые еще можно считать находящимися в относительном фокусе."

Это – ключевой момент. Глубина резкости – это иллюзия, которая основана на том, что нам кажутся одинаково резкими и действительно резкие и «почти резкие» элементы. Эта иллюзия зависит от размеров окончательной фотографии на бумаге или на экране и от расстояния, с которого предмет фотографируется. У короткофокусных объективов будет большая глубина резкости при заданном расстоянии до фотографируемого предмета. У телеобъективов – маленькая.

У кропнутых цифрозеркалок будет больше глубина резкости, чем у полнокадровых фотоаппаратов, если в кадре помещается одинаковая картинка. В случае кропнутых камер придется дальше отойти, чтобы поместилось то же самое. А бОльшие дистанции – бОльшая глубина резкости.)


Небольшое ремюзе laughing

Большинство доступных по цене цифрозеркалок имеют меньший, чем пленочный кадр, размер матрицы – 15х24 см., но могут использовать «нормальные» объективы. Меньший формат матрицы означает, что угол зрения будет намного уже, чем у пленочных или полнокадровых фотоаппаратов. Это часто ошибочно принимают за увеличение фокусного расстояния.

Фокусное расстояние остается в точности тем же самым, но вот угол зрения уменьшается примерно в 1.5-1.6 раза – и соответствует углу зрения объективов с бОльшим фокусным расстоянием (на полнокадровых фотоаппаратах).

Глубина резкости на кропнутых цифрозеркалках будет больше (по сравнению с полнокадровыми камерами), если мы хотим видеть в кадре то же самое (что и в окуляр полнокадрового фотоаппарата с тем же самым объективом).

Уменьшенный угол зрения у кропнутых цифрозеркалок и необходимость совместимости с огромным парком «нормальных» объективов затрудняет разработку кропнутых широкоугольников, у которых фокальная плоскость была бы ближе – зеркалу не хватит места для движения.

Меньшие размеры матрицы делают «невидимыми» оптические недостатки объективов, которые обычно сильнее всего проявляются по краям – края-то как раз и не влезают в матрицу.

К цифрозеркалкам с полноразмерной матрицей - Canon EOS 1Ds или Kodak DCS 14n – все вышесказанное не относится, и объективы ведут себя в точности так, как и должны в соответствии с замыслами инженеров-разработчиков.

Более подробно прочитать про размеры матриц в разных фотоаппаратах можно здесь:
http://www.fotoscope.ru/2007/12/14/sravnenie-matric-zekrkalnykh-i.html

Уф. У меня уже мозги плавятся. А у вас? tongue

Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

Автор после написания этой статьи.



    Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

    Про размер матрицы и кроп-фактор... и аквариумных рыбок

Вернуться назад