Обучение | Объективы | Часть 2

Образовательный проект FUJIFILM

В предыдущей части обсуждались фокусные расстояния и мы рассматривали на какие группы формально делятся объективы по этой характеристике. Сейчас же я бы хотел поговорить о чуть более сложной проблеме: о том, что происходит с объективами на кропе или, говоря другими словами — как размеры матрицы влияют на угол зрения объектива и что при этом происходит с его фокусным расстоянием и перспективными искажениями. Эта тема постоянно вызывает много вопросов, поэтому попробуем разобраться с ней детально.

3. Определение кропа

Матрицы современных фотоаппарататов выпускаются самой различной величины, потому что производители пытаются найти приемлемый компромисс между компактностью техники и качеством изображения (эту тему мы более подробно обсуждали здесь):


Сравнение физических размеров матриц современных цифровых фотоаппаратов

Сама технология производства сенсоров для цифровых фотоаппаратов такова, что чем больше матрицы, тем сложнее их делать и, как следствие, тем дороже они получаются. Причём, увы, пока, по мере увеличения размеров сенсоров, их цена растёт в геометрической прогрессии.

В результате, в поиске ещё одного баланса между пользовательскими качествами (удобно же, когда всё понятно и можно использовать старый парк оптики, оставшийся от “плёночных” фотокамер), стоимости производства сенсоров (если делать их большими, то они получаются очень дорогими и потребители не готовы покупать такие фотоаппараты массово) и качеством фотографий (чем больше размер сенсора, тем, при прочих равных, получаются лучше фотографии) родился очень популярный сейчас класс фототехники с матрицами, меньшими чем плёнка.

Эти меньшие матрицы принято называть “кропнутыми” (от англ. crop — обрезать). Диагонали матриц этих фотоаппаратов меньше диагонали полноразмерного кадра (полноразмерный кадр, или fullframe — это кадр, соответствующий плёнке 35-мм стандарта, 36 х 24 мм, диагональ у него — 43.2 мм) в какое-то количество раз. Эту разницу учитывают при помощи кроп-фактора (от англ. crop factor, crop — обрезать, factor — множитель). То есть, если у какого-то фотоаппарата диагональ матрицы меньше диагонали полноразмерного кадра, например, в 1.5 раза, то говорят, что “у этой камеры кроп-фактор 1.5”:


Сравнение размеров матриц и кроп-факторов некоторых современных цифровых фотоаппаратов

Сводная таблица кроп-факторов и физических размеров матриц с некоторыми примерами конктетных моделей, в которых они используются:

Обозначение Кроп-фактор Физический размер Фотоаппараты (основные модели)
Полнокадровые, плёнка 35-мм стандарта 1 36 х 24 мм Canon EOS 1D X, Canon EOS 5D mk*, Nikon D4, Nikon D3*, Nikon D800, Sony Alpha A900
APS-C, DX 1.5 – 1.7 от 20.7 х 13.8 мм до 25.1 х 16.7 мм Canon EOS 1100D, Canon EOS 650D, Canon EOS-M, Nikon D3200, Nikon D5100, Fujifilm X100, Fujifilm X-Pro1, Sony Alpha NEX* и многие другие
1.5″ 1.85 18.7 х 14 мм Canon PowerShot G1 X
micro 4/3, 4/3″ 2 18 х 13 мм Olympus PEN*, Olympus OM-D, Panasonic Lumix GF*, Panasonic Lumix GH*
CX, 1″ 2.7 12.8 х 9.6 мм Nikon 1 V1, Nikon 1 J1, Sony RX100
2/3″ ≈4 8.8 x 6.6 мм Fujifilm X-S1, Fujifilm X10
1/1.63″ – 1.8″ ≈4.5 – 5 около 7.6 x 5.7 мм Olympus XZ-1, Canon PowerShot G10, Panasonic Lumix DMC-LX2 и многие другие
1/2.3″ – 1/2.5″ ≈6 около 6.2 х 4.6 мм Nikon COOLPIX S3100, Olympus SP-560, Panasonic Lumix DMC-TZ30, Fujifilm FinePix S8000 и многие другие

* заменяет обозначения нескольких моделей в линейке

4. Что происходит при фотографировании на камеру с кропнутой матрицей?

Давайте посмотрим, как работают объективы с кропнутыми камерами (фотоаппаратами, в которых стоят матрицы, меньшие по размерам, чем плёнка 35-мм стандарта). Если объектив обычный, полноразмерный (рассчитанный на работу и с кропнутыми камерами, и с фулфреймовыми), то происходит вот что:


Принцип работы кропнутых фотокамер

Объектив честно формирует круг изображения диаметром 43.2 мм, чтобы в него можно было вписать полноразмерный кадр (36 х 24 мм). Но в фотоаппарате стоит сенсор, меньшего размера, кропнутый. Поэтому на флешке будет записана только центральная часть (обведена синим цветом) из всего сформированного кадра. И этой центральной части будут присущи все перспективные искажения данного угла зрения.

Кропнутая матрица стоит в камере или полноразмерная — для системы линз объектива всё равно. Фокусное расстояние (дистанция от главной точки объектива до матрицы) не поменяется, оно останется неизменным, потому что это конструктивная особенность данного конекретного объектива. 50 мм так и будут на кропе 50 мм. И такие вещи как рисунок или глубина резко отображаемого пространства (про эти вещи мы поговорим позже) у этого “полтинника” останется характерной для объектива с фокусным расстоянием 50 мм.

Если использовать объектив с одним фокусным расстоянием на фулфреймовой камере и одновременно на кропнутой, делая кадры с одного и того же места, то картинки будут выглядеть в центральной своей части абсолютно одинаковыми по своим характеристикам:


Кадр, снятый с одной точки на фотоаппарат с полноразмерным сенсором


Кадр, снятый той же точки на фотоаппарат с кропнутым сенсором

Изменится только угол зрения: он станет уже в кроп-фактор-раз. То есть, одно и то же фокусное расстояние на фотоаппаратах с разным размером матрицы будет давать разный угол зрения:


Зависимость диагонального угла зрения от размера матриц при одном и том же физическом фокусном расстоянии

Объектив так и останется с фокусным расстоянием 50 мм. Но тот же сюжет, что полностью помещался на полнокадровый сенсор, теперь будет умещаться только тогда, когда фотограф отойдёт от объекта съёмки на такое расстояние, как будто у него объектив с фокусным расстоянием f x кроп-фактор (для 50 мм на APS-C это будет 50 мм х 1.6 = 80 мм). Слова “как будто” тут очень важны, как вы понимаете. Чтобы описывать этот эффект применяется термин эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР).

Чтобы получить по охвату точно такой же сюжет, что и на полнокадровой камере, обладателю кропнутого фотоаппарата придётся с тем же объективом отойти на больше расстояние. При кропнутой матрице всё будет помещаться в кадр только тогда, когда его владелец отойдёт так далеко, как будто у него не обозначенное фокусное расстояние (допустим, те же 50 мм), а в кроп-фактор-раз больше (50 мм х 1.6 для APS-C = 80 мм). То есть эквивалетное фокусное расстояние станет уже 80 мм.

А уже когда фотограф отойдёт от объекта съёмки, он будет получать другие перспективные искажения (за счёт более пологого прохождения лучей через лизны объектива):


Зависимость перспективных искажений от диагонального угла зрения и расстояния до объекта съёмки

Фотолюбители так привыкли к популярнейшему 35-мм стандарту фототехники, что параметры фокусных расстояний им понятны без пояснений: например, если объектив имеет фокусное расстояние 100 мм — то это длиннофокусный, а если 28 мм — то широкоугольный, всё ясно, ничего объяснять не нужно. Поэтому сейчас на фотоаппартах с меньшими, чем 35-мм кадр матрицами, часто пишут эквивалентные фокусные расстояния наряду с актуальными:


Фотоаппарат FUJIFILM X10

К примеру, на приведённом выше снимке видно, что на торце объектива FUJIFILM X10, оснащённом матрицей 2/3″ (соответственно, с кроп-фактором 4), указаны актуальные фокусные расстояния зума: 7.1 – 28.4 мм. Эти фокусные расстояния как правило ничего не говорят фотолюбителю. Вернее, они могу его даже ввести в заблуждение, потому что в 35-формате такие значения соотвествовали бы сверхширокоугольному объективу. Но, поскольку матрица этой фотокамеры имеет кроп-фактор 4, то эквивалетные фокусные расстояния будут другими, в 4 раза большими. И вот они-то и нанесены на объективе сверху, прямо на кольце зуммирования: 28 – 112 мм.

5. Что влияет на перспективные искажения?


Кадр с заметными перспективными искажениями

Для начала, я бы хотел уточнить несколько моментов:

Во-первых, под “перспективными искажениями объектов” подразумевают визуальное изменение пропорций. Например, если взять людей с карточки выше, то сейчас у них на фото большие голова и руки, но маленькие ноги и туловище. Хотя в жизни пропорции тела вполне нормальные. Эти искажения пропорций тела и называются “перспективными искажениями объектов в кадре”.

Во-вторых, общую перспективу кадра не надо путать с перспективными искажениями. “Общая перспектива” — это, по сути, геометрия кадра: что, где и как расположено, что ближе, что дальше. А что такое “перспективные искажения” — я описал пунктом выше.

В-третьих, хотя наши глаза и видят перспективные искажения, но очень часто мозг не даёт нам осознать их в полной мере. То есть, когда мы рассматриваем какой-либо объект с разных сторон и с разных расстояний, то в мозгу создаётся целбный образ объекта и там “прописываются” все его пропорции. В результате, когда мы в жизни смотрим, например, на лицо или фигуру человека, то мы как правило совсем не замечам перспективных искажений — наш мозг их корректирует на лету. Кстати, именно поэтому для портретной съёмки предпочтительнее как можно более длиннофокусные объективы.

Дано: фотоаппарт + зум-объектив + штатив + гипсовая голова в студии. 8 кадров были сделаны с одного места, со штатива, с разными фокусными расстояниями. Полученные кадры я объединил в слайдшоу (открывается по клику на превью):

Если слайдшоу не показывается, то вот прямые ссылки на кадры:
28 мм35 мм50 мм70 мм105 мм135 мм200 мм300 мм

А потом я взял и из каждого кадра оставил только голову и вот что получилось (открывается по клику на превью):

Для тех, у кого не работает слайдшоу, вот прямые ссылки на кропы:
28 мм35 мм50 мм70 мм105 мм135 мм200 мм300 мм

Как говорится — найдите 10 отличий.

Однако, всё меняется, если начать двигать камеру. Вот кадры, в которых лицо нашего героя получилось примерно одинакового размера только потому, что по мере увеличения фокусного расстояния объектива я отодвигал штатив дальше от головы (открывается по клику на превью):

Для тех, у кого не работает слайдшоу, вот прямые ссылки на кропы:
28 мм35 мм50 мм70 мм105 мм135 мм200 мм300 мм

Какие тут выводы? А они очень простые. Только угловые размеры объекта влияют на его перспективные искажения в кадре. То есть, от фокусного расстояния перспективные искажения не зависят. По сути, от фокусного расстояния объектива зависит только сюжет, который окажется в кадре.

6. Резюмируя вышесказанное

Итак, если собрать всё вместе, то выводы будут следующими:

Во-первых, кропнутые фотоаппараты фактически ничем кроме размера матриц не отличаются от полнокадровых собратьев. Примение кропнутой матрицы в конструкции — всего лишь способ уменьшить габариты, вес и стоимость системы. На качестве изображений это, конечно, тоже сказывается, потому что в фототехнике работает правило “размер имеет значение” (чем больше размер матрицы, тем, при прочих равных, качественнее получаются изображения). Но во всём нужен взвешенный подход, поэтому производители ищут компромисс между ценой, размерами и качеством снимков, и гнаться исключительно за полнокадровыми системами нет особенного смысла — найдутся фотоаппараты, у которых матрица будет больше, чем у заветного для многих фулфрейма. =: )

Во-вторых, наличие кропнутой матрицы не меняет фокусные расстояния у объективов. Это значение — техническая характеристика самих линз и она не меняется от размера установленного в фотоаппарате сенсора. Кроп-фактор матрицы влияет только на диагональный угол зрения объектива, заставляя фотографа с кропнутой камерой отходить дальше, как будто у него объектив с фокусным расстоянием помноженным кроп-фактор. Чтобы учитывать этот эффект используют термин “эквивалентное фокусное расстояние”, а многие производители указывают его наряду с реальными фокусными раастояниями.

В-третьих, на перспективные искажения объекта влияют только его угловые размеры, поэтому использование одного и того же объектива на фотоаппарате с кропнутой матрицей и на камере с полноразмерным сенсором будет приводить к тому, что в первом случае фотографу для получения идентичного снимка надо будет отойти дальше. Соотвественно, это поменяет угловые размеры объекта съёмки и изменит перспективные искажения. А это позволяет сказать: таки, да — фокусное 50 мм на кропе будет более подходящим для портретов, чем на фулфрейме. =: )

Похожие записи

No Comments

Оставьте комментарий

Ваш адрес электронной почты не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.