error
Регистрация

КРОП. Не заблудиться в относительности

Рубрика: «Фототехника»
Автор: Анатолий К
Опубликовано: 18.05.2013 в 19:52:53

 Предисловие

Фотолюбители в обсуждениях часто слышат словосочетание «КРОП-ФАКТОР». Статьи на эту тему уже не раз встречались в интернете, но так как этот параметр накладывает на характеристики системы элементы относительности (условности), то часто можно слышать неверное их толкование и заблуждение. Такие факты встречаются как при общении на сайтах, так и в статьях на эту тему.

Что полезного из этого на практике можно почерпнуть, попробую объяснить на пальцах, не вдаваясь в подробности. Изложу только необходимый техминимум, поскольку сам не являюсь теоретиком в данном вопросе.

 Суть проблемы

Когда на рынке появились фотокамеры с цифровой матрицей стандарта APS-C, размер которых по диагонали меньше в 1,5-1,6 раза пленочного кадра 24 х 36мм, то при использовании парка «пленочных» объективов возникла проблема несоответствия технических характеристик, указанных в паспорте на объектив и ожидаемого конечного результата на снимке. В эти параметры входят: ОТНОСИТЕЛЬНОЕ фокусное расстояние и ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ угол обзора объектива.

 Некоторые понятия и термины

Боке - («размытость», «нечёткость») - субъективные художественные достоинства части изображения, оказавшегося не в фокусе на фотографии. Чем больше лепестков у диафрагмы, тем более приятное и мягкое размытие. Так же на рисунок размытия влияет схема линз использованная в конструкции объектива, величина фокусного расстояния, диафрагма и другие факторы.

Full frame (FF) – ФФ означает полнокадровый 24 х 36мм.

Кропнутая матрица – это матрица меньшего размера по отношению к полнокадровой.

Внешний вид кадра фотопленки, полнокадровой и кропнутой матрицы.

На рисунке видно, что масштаб кадров одинаковый и он не меняется с одинаковыми стеклами. 

Кроп-фактор (Kf) – параметр, который показывает во сколько раз меньшим получится размер кадра сделанного цифровой камерой с кропом в сравнении с кадром сделанным фотоаппаратом со стандартной фотопленкой.

Kf – это отношение диагонали стандартного кадра 24 х 36 мм к диагонали цифровой матрицы. Понятно, что для стандартного размера кадра Kf=1.

На рисунке приведены соотношения размеров цифровых матриц популярных зеркальных фотоаппаратов с Kf=1.5 Kf=1,6 и Kf=2 к пленочному кадру Kf=1.

Фокусное расстояние (ФР) – это расстояние от оптического центра линз объектива до плоскости пленки, или матрицы, при котором точки проекции изображения на ней будут минимального радиуса.

Объективы с фиксированным ФР – объективы со стандартными значениями ФР от широкоугольного до длиннофокусного. В народе называют "фиксами". На его корпусе наносится маркировка с фактическим значением ФР.

Угол обзора объектива – угол охвата объективом видимого пространства. Угол охвата напрямую связан с ФР. Чем выше значение ФР, тем меньше видимый угол обзора.

В таблице приведены стандартные ФР и углы обзора.

Относительное ФР и относительный угол обзора - условные параметры. Являются побочными факторами применения кропнутой матрицы со стандартными объективами, которые приходиться учитывать в работе. Важно знать о потере угла обзора. Относительное увеличение ФР из таблицы, которая приводится в статьях на эту тему, на практике не имеет значения и может сбить с толку. 

 Что же происходит с изображением в кадре при смене матрицы?

На верхнем рисунке видно, что полноразмерная матрица засвечивается полностью проекцией изображения. А на нижнем рисунке часть проекции остается за кадром маленькой матрицы.

Получатся, что часть изображения теряется за краями кропнутой матрицы, значит угол обзора становится меньше. Это уменьшение видимого угла является ОТНОСИТЕЛЬНЫМ. Относительным потому, что уменьшение вызвано не оптической системой объектива. И при этом масштаб изображения не увеличивается. Например, объектив с ФР=50 обеспечивает угол обзора 46 градусов, а потери проекции за матрицей уменьшают его примерно до 32 градусов. Но такой угол обзора в 32 градуса дает объектив с ФР=75 и масштаб увеличения у него больше, чем у полтинника. Поэтому  ФР=75 является ОТНОСИТЕЛЬНЫМ для "полтинника".

Можно сделать вывод, что кропнутая матрица засвечивается от центральной части проекции изображения. Этим фактом воспользовались производители объективов и стали выпускать линзы заточенные под кропнутую камеру. Они уменьшили диаметр стекол. Пересчитали радиус кривизны линз с учетом допустимой нормы разрешения по краям, чтобы изображение проецировалось всем диаметром линз на всю матрицу, а ФР оставили прежним. Объективы стали непригодны для ФФ камер, изготавливаются из пластмассы, но при этом потеряли в весе и цене. Таким образом вышеперечисленные неудобства c потерей угла обзора сохранились по наследству от старых стекол. Что касается объективов с переменным фокусным расстоянием, то все о чем говорилось выше в полной мере справедливо для них.

 Подведем итоги

Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:

  1. Фокусное расстояние объектива, например с ФР=50 не увеличится до   ФР=75, а будет считаться относительным, поскольку увеличение фокусного расстояния привело бы к увеличению масштаба, но этого не происходит в кадре. Здесь нужно понимать только то, что изображение в кадре на ФР=50 получится обрезанным по краям в сравнении с пленочным кадром.
  2. Все рекомендации в книгах по применению ФР для определенных жанров справедливы и для кропнутой матрицы. Например, портрет рекомендуется снимать объективом с ФР=70-135мм. Изображения будут сопоставимы, за исключением обрезки кадра на кропнутой матрице, но при условии одинаковых расстояний от камер до объекта и величины диафрагмы. Разница в расстоянии скажется на не одинаковом отображении перспективыективы в кадре.
  3. Разрешение изображения со «старыми» объективами будет выше на кропнутой матрице, чем с объективами предназначенными для маленькой матрицы, т.к. проекция с центральной части линз имеет наибольшее разрешение.
  4. Реальный угол обзора объектива не уменьшится. Здесь более корректно говорить об уменьшении относительного угла, как следствие вытекающего из-за потерь изображения за пределами матрицы.
  5. Боке изображения не изменится.
  6. Перспектива изображения не изменится. Вообще на перспективу основное влияние оказывает расстояние от объектива до объекта. Перспективу нужно искать ногами, приближаясь и удаляясь от него. Чем мы ближе приближаемся к объекту, тем больше искажается линейная перспектива. Ближний план кажется все больше, а задний удаляется и наоборот. Если мы будем стоять на месте и крутить зум, то мы будем изменять масштаб изображения. Часто можно услышать мнение о том, что короткофокусные объективы сильнее подчеркивают искажения перспективы, а длиннофокусные наоборот лишают его пространственности. Эти факты правильные, если их отнести к определенным случаям съемки. Поэтому главная задача в формировании перспективного рисунка, это найти необходимое расстояние до объекта съемки.
  7. ГРИП - глубина резко изображаемого пространства не изменится. На нее влияют три основных параметра: ФР, величина диафрагмы и расстояние до объекта.
  8. Если для съемки полноростового портрета полтинником в комнате банально не хватает места и вы решили заменить его объективом с ФР=35, чтобы уменьшить масштаб, то помните, что размытие фона он будет делать хуже «полтинника», поскольку с уменьшением ФР глубина резко изображаемого пространства увеличивается, при том же значении   диафрагмы и расстояния до объекта.
  9. При сравнении двух фотографий снятых шириком с ФР=10 на полнокадровую матрицу и кропнутую, можно заметить в первом случае больше заворотов (искажений) по краям и она кажется более объемной. Дело в том, что эти искажения возникают на краях стекол, которые "съедает" меньшая матрица. Остальная часть изображения, что ближе к центру ничем отличаться не будет.
  10. Все о чем говорилось выше, в полной мере относится к зум объективам.

Благодарю за терпение всех, кто дошел до этой строки.

С уважением, Анатолий К.

 
Просмотры: 4739
 

Комментарии:

Юля Стаброва
Спасибо за статью! Для меня познавательно.
Скажите,а в табличке с кроп-факторами нет ли ошибки?Местами не перепутано? На 10мм объектив(первая строка).
18.05.2013 - 22:11:53
 
Анатолий К
Юля, спасибо.
18.05.2013 - 22:25:45
 
delete (id14954)
"Благодарю за терпение всех, кто дошел до этой строчки.....и всех до кого "дошли" эти строчки" :-D
19.05.2013 - 00:32:51
 
Александр Табаков
Спасибо Анатолию, за внятное и наглядное изложение данного вопроса.
19.05.2013 - 12:59:53
 
Тася Тыжфотографиня
в мемориз...
спасибо за статью
19.05.2013 - 13:47:26
 
Анатолий К
Алексею Голубеву из сайта "В контакте":
Попробуйте сравнить два снимка с разными ФР и одинаковыми диафрагмами. Для наглядности с такими параметрами:
1 снимок с ФР=50мм и F=4
2 снимок с ФР=200мм и F=4
И если окажется, что мои слова: "с уменьшением ФР глубина резко изображаемого пространства увеличивается." подтвердятся, то весомый аргумент "нифига подобного" - это ваше заблуждение.
Прошу извинения, но не могу ответить Вам на сайт "В контакте", потому что там не имею желания регистрироваться. Если у Вас будут еще вопросы, то прошу: "уж лучше Вы к нам!")
20.05.2013 - 00:35:45
 
Анатолий К
Алексею Голубеву из сайта "В контакте":
Вы пишите: "Чтобы получить один и тот же снимок мы должны будем снять его с разного расстояния, при этом получим одинаковую глубину резкости. Долго объяснять почему так - просто проверьте".
Алексей, я понял вашу мысль. Возьмите "длиннофокусник" на ФР=200 и снимите с расстояния 50см цветок, получите изображение с сильным размытием фона. А теперь попробуйте "шириком" с ФР=10 найти расстояние до цветка, чтобы получить такое же сильное размытие. Вы его просто не найдете, потому что "ширик" с ФР=10 на это не способен. Следовательно мои слова верны.
20.05.2013 - 02:16:28
 
Яков Реймер
Анатолий, вы совершенно правы. Меняя размеры матрицы, мы просто теряем часть изображения, а угол зрения объектива остаётся постоянным.
20.05.2013 - 20:01:50
 
Яков Реймер
Построение "перспективы" ГРИП, боке и т.д. - всё это зависит только от угла зрения объектива.
20.05.2013 - 20:04:17
 
Анатолий К
Про увеличение ФР можно однозначно сказать - его нет, потому что объектив с одним и тем же фокусным расстоянием и на матрице масштаб не увеличивается. То про угол зрения однозначно не скажешь. У "кропнутых" объективов на матрице проекция не теряется, а угол зрения хоть и относительный, но реально получается меньше.)
20.05.2013 - 20:22:40
 
Анатолий К
По поводу перспективы хорошо написал Л.П.Дыко в своей книге "Беседы о фотомастерстве". Всем рекомендую.
20.05.2013 - 20:30:19
 
Анатолий К
Сергею Голубеву.
Сергей, я привык верить проверенной информации, а не догадкам на форумах.
1. Где вы прочитали, что объективы с разными ФР имеют одинаковую ГРИП?
Скиньте ссылку пожалуйста.
2. ГРИП это не абстракция, как вы пишите, а понятие строго математическое, поскольку определяется размером кружка нерезкости, заложенного при проектировании объектива.
21.05.2013 - 22:13:39
 
Анатолий К
Сергею Голубеву.
Вы пытаетесь залезть в дебри, но статья написана не о теории ГРИП. Речь шла про съемку ростового портрета двумя объективами в одинаковых условиях, следовательно и параметры диафрагмы и расстояния будут одинаковыми. Кому нужна такая ГРИП, пусть даже в теории, если расстояния у двух объективов будут отличаться "километрами".
Я знаю что такое ГРИП и резкость и не надо мне советовать, если не попрошу.
21.05.2013 - 23:39:02
 
андрей семёнов
написала Лидия Павловна Дыко...а за статью спасибо..
22.05.2013 - 22:41:11
 
Анатолий К
Очень рад, если вам понравилось!
22.05.2013 - 22:48:07
 
Анатолий К
Алексею голубеву:
Я говорю про статичные вещи, а вы все пытаетесь внести динамику. Если сравнивать объективы, то с одинаковыми параметрами.
ФР=50, F=5,6, L=3м > 3,11min-2,89max, ГРИП=0,22
ФР=35, F=5,6, L=3м > 3,24min-2,78max, ГРИП=0,46
У ФР=35 ГРИП больше на 24см, что и следовало ожидать и о чем я писал.
Да, можно подогнать условия при которых ГРИП боле-менее совпадет у объективов с разными ФР, но расстояния до объекта будут ощутимо отличаться. Стекла делаются для определенных задач и это не будет иметь практического применения. Никто не будет нормальный портрет делать шириком и наоборот. В статье я дополнил пункты выводов, чтобы не было разночтения.
24.05.2013 - 09:38:19
 
Игорь Лазуренко
Хорошая и нужная тема, а то уж слишком часто встречаешь неправильное восприятие кропнутой матрицы, ее достоинства и недостатки.
25.05.2013 - 00:11:41
 
Анатолий К
Да, Игорь, действительно уже слух режет.
25.05.2013 - 08:20:13
 
Anton Bulygin
Анатолий, хорошая статья. В ней Вы рассмотрели оптико-геометрические (если можно так сказать) нюансы. Хочется упомянуть еще об одной технологической разнице, которая, возможно, повлияет на чей-нибудь выбор при рассмотрении приобретения камеры с ФФ или КФ. При равной разрешающей способности матрицы, у ФФ матрицы чувствительные элементы имеют больший размер и расположены на большем расстоянии друг от друга. По этой причине они не так сильно греются , а главное нагрев элементов не приводит к влиянию на соседние элементы, как на кропе. На практике это выражается меньшим уровнем шумов на ФФ по сравнению с кропнутой матрицей.
04.08.2013 - 22:03:56
 
Анатолий К
Anton, совершенно верно, это тоже нужно учитывать.
04.08.2013 - 22:10:48
 
Pavel Kravchenko
Интересно... А если фокусное расстояние объектива 1000 мм, то какой длины будет сам объектив???
30.10.2013 - 06:37:56
 
Анатолий К
Для уменьшения размеров телеобъективов применяют зеркально-линзовые конструкции. Надо поискать материал, но думаю, что свыше ФР=500 применяют эту конструкцию.
30.10.2013 - 11:12:31
 
Дмитрий Ромашев
Выводы № 2 и 3 как минимум сомнительны.
№2 Применение ФР для определенных жанров вобщем конечно дело вкуса, но строго говоря рекомендации скорей касаются именно углов обзора получаемого изображения и только выражены в ФР для 35мм камеры. А потому теряют справедливость для кропнутой матрицы пропорционально кроп-фактору.
№3 "работающий диаметр линз" зависит только от величины установленной диафрагмы, а никак не от "новости/старости" объектива. Я полагаю вы имели ввиду рабочий участок поля изображения объектива. Тогда отчасти ваше утвердление верно. Но только в идейном смысле. На практике изображение на краю у "нового" качественного объекива может оказаться лучше, чем в центре у некачественного "старого".
17.11.2013 - 11:29:37
 
Анатолий К
Договоримся сразу, Дмитрий, речь в статье идет о сравнении результатов на матрицах разного размера, при всех остальных равных условиях. Поэтому не будем сравнивать качественные объективы с некачественными.
По выводу №2
Если хотите, то да, предпочтение по величине ФР для портретной съемки дело индивидуальное. Однако замечу, что близкое к ФР=85 рекомендуется потому, что именно в этих фокусных наиболее естественно передаются без искажений формы лица, а это главное в этом виде жанра. Поскольку угол обзора - результат действия ФР на матрицу, а не на оборот, то рекомендовать определенный угол для портретной съемки некорректно).
По выводу №3
Здесь речь идет не о возрасте объективов, а в контексте того, что позднее стали выпускать объективы специально изготовленные для кропнутых матриц. При чем тут диафрагма, если при любом ее значении объективы не годятся для ФФ камер. В результате этого использования, изображение на ФФ-матрице будет иметь форму круга с размытыми краями, как результат ухудшения качества по краям линз. В противоположном случае, эти края изображения "съедаются" меньшей матрицей. Следовательно изображение от "ФФ-обектива" будет качественнее для кропнутой матрицы.
17.11.2013 - 18:14:53
 
Дмитрий Ромашев
По выводу №2
Есть у меня ширик Fujinon SWD 90mm/5,6 для форматной камеры 4Х5 дюйма с обзором 99 градусов (по диагонали)
И есть цифромыльничка-ультразум с матрицей что-то около 5Х7 мм с крайним зумом 88 мм
Оба фокусных - портретные.
Но если во втором случае можно получить невыразительный (расплющенный) портрет, отойдя метра на три; но снимать портрет на "портретный" ширик можно, если очень не любишь портретируемого.
Как вы здесь прокомментируете "действие ФР (портретного) на матрицу (пленку)" в противовес действию именно угла обзора?

По выводу №3
Здесь препирания бессмыслены без "выноса в студию" измеренных характеристик конкретных образцов, что мне малоинтересно; отмечу лишь, что вы путаете понятия "края линз" и "края поля изображения"
17.11.2013 - 19:23:27
 
Анатолий К
По выводу №2
ФР для разных форматов имеет свой угол обзора и соответственно рекомендации по ФР для портретной съемки будут отличаться. Опять же ФР в своем формате, а не угол обзора. Но статья не выходит за рамки малого формата - 24х36мм..., что комментировать то? Не могу с налета и без снимка назвать причину сплюснутости портретов на вашей мыльнице, да и ощущения могут быть субъективными.
По выводу №3
Нет здесь путаницы. Любая линза (без исключения) имеет разрешение более высокое в центральной ее части, которое постепенно снижается к краям. Чтобы ослабить это влияние, можно сделать диаметр линзы заведомо большим, а использовать для проекции на матрицу только меньшую часть поля изображения. Но в любом случае получить одинаковое разрешение в центре и на краях матрицы не удастся. Так вот, если в линзах изготовленных для кропнутых матриц используется максимальная часть поля изображения с неизбежным ухудшением разрешения на края этого поля, то используя объективы с теми же характеристиками, но изготовленными для большой матрицы, мы получаем на маленькой матрице лучшее разрешение. Поскольку проекция поля изображения берется с меньшей ее части, что ближе к центру
17.11.2013 - 22:05:00
 
Дмитрий Ромашев
По выводу №2
"Все рекомендации в книгах по применению ФР для определенных жанров справедливы и для кропнутой матрицы..." - это ваш начальный вывод из статьи.
"ФР для разных форматов имеет свой угол обзора и соответственно рекомендации по ФР для портретной съемки будут отличаться." - то, до чего вы дозрели сейчас. (что и требовалось доказать)

По выводу №3
"Любая линза (без исключения) имеет разрешение более высокое в центральной ее части, которое постепенно снижается к краям." - попробуйте вдуматься в эту вашу фразу, абстрагируясь от написанной вами статьи;
лично я непонимаю о каком разрешении можно говорить применительно к куску стекла? - может я недалек, чего-то недоосознаю, и вы спустите на меня прозрение;
но прежде прочтите небольшую статейку http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B7%D1%80%D0%B5%D1%88%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%BE%D0%B1%D1%8A%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%B0 и обратите внимание в чем измеряктся разрешение (разрешающая способность, сила) и особенно на понятие "поля изображения".
18.11.2013 - 12:31:00
 
Анатолий К
По выводу №2:
Подписываюсь под каждым своим словом и спорить не считаю нужным.
По выводу №3:
Если вы не понимаете о каком разрешении можно говорить применительно к куску стекла, то снимайте на бутылочное стекло. Благодарю за диалог и откланиваюсь.
18.11.2013 - 16:10:43