Как влияет кроп фактор на фокусное расстояние, диафрагму и светосилу?

Как влияет кроп фактор на фокусное расстояние, диафрагму и светосилу?

Всегда задавался вопросом о значении размера матрицы и кроп фактора фотоаппарата в фотографии, зависимость от этого числа фокусного расстояния и светосилы. На самом деле он влияет на качество фотоснимков? Лучше ли большая матрица? Давайте рассмотрим некоторые технические и не технические аспекты размера сенсора и коэффициента обрезки.

Что такое кроп фактор в фотоаппарате

Коэффициент кадрирования — это сравнительное (мнимое) число, основанное на длине диагонали датчика полного кадра (FF), деленной на длину диагонали другого заданного датчика, чтобы иметь возможность рассчитать «эквивалентное» фокусное расстояние и диафрагму, которая будет захватывать один и то же «кадр» с тем же полем зрения (FOV) и глубиной резкости (DOF) относительно того, что было бы у полнокадрового датчика с заданным фокусным расстоянием и диафрагмой.

В этой статье предполагается, что у вас есть базовые знания о том, как работает фотокамера, а также о глубине резкости и ширине поля зрения. Также полезно знать, что такое F-стоп диафрагма и как она влияет на экспозицию. 

кроп фактор - что это такое

Во-первых, чтобы лучше понять кроп фактор, нужно знать, от чего он зависит. Чтобы найти коэффициент кадрирования для любого датчика, сначала вычислите длину диагонали датчика

*****

Где высота матрицы «b», а ширина «а». Для матрицы полного кадра это – 43,27 мм, отношение этого параметра к диагонали матрицы кроп фактор которой нужно узнать. 

Таким образом, для датчика размера APS-c с длиной диагонали 26,68 мм коэффициент обрезки будет

43,27мм/28,85мм = 1,5 кроп-фактора

Меньший датчик = больший датчик * кроп-фактор.

Допустим, вы видите изображение, снятое на полнокадровую камеру с использованием объектива с фиксированным фокусным расстоянием, снятого при определенной диафрагме: кроп фактор будет обеспечивать фокусное расстояние и размер диафрагмы для любого датчика, чтобы воссоздать точно такой же кадр и получая при этом одинаковые DOF и FOV (фактор кадрирования связан только с FOV и DOF, а не с экспозицией, но об этом позже). Чтобы достичь этого, вы должны умножить коэффициент кадрирования на фокусное расстояние и диафрагму камеры, чтобы найти то же «эквивалентное» фокусное расстояние и апертуру, что и у полнокадровой камеры, чтобы получить те же кадр.

Фокусное расстояние и диафрагма на самом деле не меняются. Когда вы покупаете 50-миллиметровый объектив для камеры APS-C, это действительно 50-миллиметровый объектив, но он будет соответствовать 75-мм объективу на полнокадровой камере. При применении этого коэффициента нужно просто перевести ф.р. в эквивалентное полному кадру число для более точного сравнения.

Зачем нужно искать эквивалентные фокусные расстояния и диафрагмы для сравнения кропа с полнокадровыми камерами? Единственная причина этого в том, чтобы фотографы могут говорить на одном языке, независимо от того, какой у них размер матрицы камеры. Если мы все знаем, что данное поле зрения даст эквивалентное фокусное расстояние 50 мм, тогда человек с микро-4/3 может сказать человеку с камерой среднего формата, какое эквивалентное фокусное расстояние использовалось для захвата такого же кадра. Тогда фотограф с среднеформатной камерой может пойти и купить подходящий объектив, чтобы сделать похожее изображение.

Что касается причины, почему FF, а не другой размер является эталоном, всё это из-за киноиндустрии. 35-мм пленка была популярна в аналоговое время и стала своего рода стандартом (но не единственным используемым размером) для кинофильмов. 35 мм пленка примерно того же размера, что и полнокадровый сенсор.

Фокусное расстояние и поле зрения

Не будем говорить о зумировании или о том, как различные фокусные расстояния будут изменять воспринимаемое расстояние объектов. Это не важно для фактора кадрирования, а более значимо для фокусного расстояния.

Фокусное расстояние — это расстояние от линзы до матрицы или, более конкретно, когда лучи света сходятся к датчику изображения вдоль фокальной плоскости. 

Фокусное расстояние - это расстояние от линзы до матрицы

Почему поле зрения изменяется для объектива с одинаковым фокусным расстоянием, но для матрицы другого размера? Это связано с тем, что сенсор меньшего размера (меньше FF) использует более узкую область светового пучка. Противоположное утверждение относится к матрицам больше, чем FF. 

Несмотря на то, что одно и то же фокусное расстояние использовалось для двух камер с сенсорами разных размеров, поле зрения становится меньше, потому что меньший диапазон света попадет на меньшую матрицу.

Мы также можем получить тот же угол обзора, изменив фокусное расстояние объектива. Это можно проиллюстрировать, увеличив фокусное расстояние объектива камеры FF, чтобы сделать более узкое поле зрения таким же, как у камеры APS-c, или наоборот.

Пример зависимости угла обзора объектива от кроп фактора и размера матрицы фотоаппарата

Пример: если вы хотите сделать снимок в комнате с объективом FF 50 мм и хотите получить, то же изображение и поле зрения в той же точке в комнате на сенсорной камере APS-c с 1,5 кроп-фактор, вам нужно будет использовать 33,3 мм объектив (33,3 мм х 1,5 = 50 мм)

Диафрагма и глубина резкости

Диафрагменное число — это расчетный параметр, которое дает отношение фокусного расстояния к диаметру входного зрачка (отверстие диафрагмы). Диафрагма в камере регулируется путем изменения только диаметра входного зрачка (на основной линзе), но расчет для получения числа диафрагмы также включает фокусное расстояние. Поскольку число f изменяется при открытии и закрытии диафрагмы, число f можно использовать для описания изменения освещенности из-за изменения размера отверстия.

Диафрагму рассчитывают, принимая фокусное расстояние по диаметру входного зрачка и разделяя их.

Фокусное расстояние/Диаметр входного зрачка = Диафрагменное число

Число F-стоп не изменяется в зависимости от размера вашей матрицы, поскольку оно зависит от физических свойств объектива, и вместо этого будет (более или менее) масштабироваться с изменением фокусного расстояния и размера объектива из-за изменения размера матрицы. Это удобно, потому что изменение значения апертуры, используемое для определения изменения количества света, попадающего в камеру через объектив, может быть универсальным для любого объектива на любой камере. F-Stop — еще одно универсальное понятие для используемое для определения треугольника экспозиции.

Это число помогает измерить количество света, поступающего в фотокамеру, поэтому даже при изменении диафрагмы от f/2,8 до f/1,4 на полном кадре визуально больший световой пучок изменяется пропорционально такому же изменению для микро 4/3 при аналогичном диафрагмировании. При использовании объектива с одинаковым фокусным расстоянием изменение диаметра будет таким же.

Параметры экспозиции при изменении диафрагмы не зависят от размера датчика. Поэтому светосила micro 4/3 объектива не изменяется по сравнению с FF-камерой. Объектив 1.2f одинаково пропускает свет, если он установлен на полном кадре или микро-4/3. Есть три фактора, которые влияют на глубину резкости: фокусное расстояние, размер диафрагмы и расстояние от камеры до объекта. Обратите внимание на диафрагму и ее влиянии на глубину резкости. Открывая диафрагму, вы создаете меньшую глубину резкости и более выраженное боке

Выводы из всего: кроп-фактор или размер матрицы никак не влияет на светосилу объектива, недаром светосильные prime zoom объективы для всех систем стоят приблизительно одинаково около 1000$. Однако на micro 4/3 объективы по доступнее, вероятно они менее затратны в производстве — линзы меньше и легче. Olympus или Panasonic более нафаршированы функционалом, менее дорогие, поэтому это отличный выбор и для фотолюбителя и для профессионального фотографа, с учетом меньшего веса системы и меньшей стоимости оптики.

цена на светосильные prime zoom объективы