КРОП. Не заблудиться в относительности

 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.