Что такое кроп-фактор?

Независимо от того, начинаете ли вы фотографировать или снимаете уже некоторое время, вы наверняка слышали термин «кроп-фактор». Сегодня, когда доступно так много различных камер и систем камер, этот конкретный термин очень часто встречается в спецификациях продуктов, маркетинговых материалах, статьях, книгах, и вы даже можете услышать его в разговорах между фотографами. Если вы не знаете, что это на самом деле означает, или хотите лучше понять кроп-фактор, мы надеемся, что эта статья поможет вам лучше понять его. Имейте в виду, что эта статья была написана для новичков, поэтому многие термины и объяснения слишком упрощены.

Фон

До появления цифровых технологий 35-миллиметровая пленка была эталонным форматом из-за ее массового распространения и популярности. Если кто-то использовал 50-миллиметровый объектив на пленочной зеркальной камере, каждый точно знал, как он выглядит с точки зрения поля зрения и получаемого изображения, поэтому понять и обсудить различные объективы и фокусные расстояния было легко. Из-за технологических проблем и высоких производственных затрат изготовление сенсоров цифровых камер, соответствующих размеру 35-миллиметровой пленки, было непрактичным, поэтому производители камер начали с меньших сенсоров в цифровых зеркальных камерах (см. эту статью, чтобы понять, как работают зеркальные фотокамеры). Обеспечение плавного перехода от пленочного к цифровому формату означало сохранение креплений и объективов камеры такими же, чтобы те, кто уже вложил средства в систему камеры, могли просто заменить корпус пленочной камеры, не беспокоясь о повторной покупке объективов и аксессуаров.

Но использование сенсора меньшего размера, чем 35-миллиметровая пленка, создало новую проблему - и поле зрения, и захваченные изображения казались уже, потому что углы кадра изображения «обрезались» или обрезались. Чтобы понять, что происходит в камере с меньшим сенсором, взгляните на иллюстрацию ниже:

Чтобы понять кроп-фактор, сравните размеры полнокадровой матрицы и матрицы APS-C.

Как видите, объективы проецируют круглое изображение (обычно называемое «кругом изображения»), но датчик записывает только прямоугольную часть сцены - остальная часть изображения отбрасывается. Если датчик покрывает всю площадь круга изображения, он называется «полнокадровым датчиком», а если он покрывает меньшую часть, которая отбрасывает или обрезает часть изображения, он называется «обрезным датчиком». Полнокадровые сенсоры имеют тот же физический размер, что и 35-миллиметровая пленка (36 x 24 мм), тогда как кропнутые сенсоры меньше и могут различаться по размеру в зависимости от системы и производителя. Вот отличная иллюстрация сенсоров различных размеров, любезно предоставленная Википедией:

Хотя «полнокадровый» и «кропнутый сенсор» - довольно распространенные названия сенсоров цифровых камер, некоторые производители называют камеры и сенсоры по-разному. Например, компания Nikon часто называет свои полнокадровые камеры «FX», а камеры с кропнутым сенсором - «DX», в то время как другие называют камеры по размеру сенсора, например «35 мм» и «APS-C».

На данный момент вся эта терминология не имеет значения - посмотрите еще раз на первое изображение и увидите получившиеся фотографии в правой части камеры. Обратите внимание, что эти два изображения выглядят совершенно по-разному. Изображение, снятое с помощью кропнутого датчика меньшего размера, выглядит уже или более «увеличенным», в то время как изображение, снятое с помощью полнокадрового датчика, выглядит шире. Это проблема, о которой я упоминал ранее: хотя объектив и его фокусное расстояние могут быть одинаковыми, съемка одной и той же сцены с помощью сенсора меньшего размера, чем полнокадровая / 35-миллиметровая пленка, приведет к другому, более узкому полю зрения.

Хорошей аналогией для понимания этого эффекта является использование реальной фотографии. Если вы сделаете фотографию размером 8×10 и ножницами обрежете края фотографии, чтобы получилась фотография размером 6×8, вы, по сути, сделаете то же самое, что и датчик обрезки. Однако здесь есть один нюанс - разрешение сенсора, из-за которого изображение может выглядеть более увеличенным. Пока не беспокойтесь об этом, ниже я объясню это более подробно.

Что такое кроп-фактор?

Теперь, когда вы знаете, что происходит с полем зрения и получаемым изображением при использовании камер с сенсорами разного размера, давайте поговорим о кроп-факторе. Что это такое и что оно делает? Чтобы фотографам было проще понять, как будет выглядеть поле зрения объектива по сравнению с 35-мм пленкой или полнокадровой камерой, производители придумали простой способ расчета «эквивалентного» фокусного расстояния объектива. Поскольку углы изображения обрезаны и отброшены, широкоугольный объектив, очевидно, уже не такой широкий, в то время как телеобъектив делает объекты более близкими. «Кроп-фактор» - это соотношение размера сенсора к 35 мм/полнокадровому (см. ниже). Вы берете предоставленное число кроп-фактора, умножаете его на фокусное расстояние объектива и получаете эквивалентное фокусное расстояние относительно 35-мм пленки/полнокадрового формата.

Например, камеры Nikon «DX» имеют кроп-фактор 1,5x, поэтому, если вы возьмете широкоугольный объектив 24 мм и умножите его на это число, в результате получится 36 мм. По сути, это означает, что объектив 24 мм на камере DX с кропнутым датчиком будет вести себя больше как объектив 36 мм на полнокадровой камере с точки зрения поля зрения. По сути, если вы установите объектив 24 мм на эту камеру с кропнутым сенсором, затем установите объектив 36 мм на полнокадровую камеру, поместите их рядом и сфотографируете один и тот же объект на одном и том же расстоянии, оба дадут очень похожий результат. поле зрения. Однако это не означает, что полученные изображения будут выглядеть одинаково - изменение фокусного расстояния или расстояния между камерой и объектом может оказать существенное влияние на перспективу, глубину резкости и размытие фона, но это еще одна тема, которую мы пока не готовы обсуждать.

Вот примерный список современных камер с разными кроп-факторами:

1,5-кратный кроп-фактор: Nikon DX (Coolpix A, D3300, D5500, D7100); Пентакс К-5 II; Сони А5100, А6000; Самсунг НХ1; Fuji X-A1, X-M1, X-E2, X-T1, X-Pro1
1,6x кроп-фактор: Canon Digital Rebel, 70D, 7D Mk II, EOS M2
2.0x кроп-фактор/микро четыре трети: серия Olympus OM-D; Серия Panasonic DMC
2,7x кроп-фактор: Nikon CX (J4, S2, AW1, V3); Сони RX100 III, RX 10; Samsung NX Mini

Как рассчитывается кроп-фактор

Математика расчета кроп-фактора довольно проста. Зная физический размер датчика, вы сначала рассчитываете диагональ по теореме Пифагора (a² + b²=c²), затем делите полученное число на диагональ датчика обрезки. Вот пример того, как получить кроп-фактор матрицы Nikon CX:

35мм / Полнокадровая диагональ: 36² + 24²=1872, поэтому диагональ равна 43,27 (√1872)
Диагональ сенсора Nikon CX: 13,20² + 8,80²=251,68, то есть диагональ равна 15,86 (√251,68)
Кроп-фактор: 43,27 / 15,86=2,73

Итак, мы видим, что кроп-фактор матрицы Nikon CX составляет 2,73x, который обычно просто округляется до 2,7x.

Распространенные кроп-факторы и эквивалентные фокусные расстояния

А теперь давайте посмотрим на распространенные фокусные расстояния и кроп-факторы, а также на полученные эквивалентные фокусные расстояния:

Эквивалентное фокусное расстояние

К сожалению, именно здесь многие фотографы могут запутаться. Фокусное расстояние объектива - это его физическое свойство, и оно никогда не меняется независимо от сенсора камеры. Поэтому, когда вы смотрите на приведенную выше таблицу, всегда имейте в виду, что матрица меньшего размера не превращает ваш объектив волшебным образом в более длинный объектив - он просто обрезает большую часть изображения, как показано на рисунке ниже:

Размер объектива / Размер системы

Теперь взгляните еще раз на первое изображение в этой статье и на изображение выше и обратите внимание, какая часть фотографии обрезана. Производители быстро поняли, что использование датчиков меньшего размера имеет свои преимущества. Поскольку края круга изображения не использовались, они могли изготавливать линзы меньшего размера, в которых использовалось меньше стекла, что позволило создать более компактную и легкую конструкцию линз. Зачем тратить все это пространство? Сначала появились меньшие и более легкие объективы, а затем, по мере развития технологий, появились «беззеркальные» камеры нового поколения, которые были специально созданы с использованием кропнутых датчиков и объективов меньшего размера, чтобы быть компактными и легкими.

Сегодня, оценивая объективы для зеркальных фотоаппаратов, вы часто сталкиваетесь с объективами, созданными специально для камер с кропнутым сенсором. Поскольку у этих объективов меньший круг изображения, они либо вообще не будут работать на полнокадровых камерах, либо будут работать (при условии, что у них одинаковый байонет, как показано ниже), но отображать очень темные углы, как показано ниже:

Чтобы потенциальным покупателям было проще различать объективы, специально предназначенные для датчиков урожая, производители придумали разные сокращения, которые добавляются к названиям объективов. Вот список сокращений кропнутых сенсорных объективов от разных производителей объективов:

Nikon: DX
Canon: EF-S, EF-M
Sony / Konica Minolta: DT, E
Pentax: DA
Samsung: NX
Сигма: DC
Tamron: Di II
Токина: DX

Например, если вы посмотрите на объектив Nikon и увидите на его этикетке «DX», это означает, что объектив предназначен для использования только с камерами Nikon DX с кропнутым сенсором, тогда как на объективах Canon будет четко указано «EF». -S» для своих.

Одно и то же крепление, разные объективы

Имейте в виду, что некоторые объективы специально созданы для использования с камерами с кропнутым сенсором, в то время как стандартные полнокадровые/более старые 35-мм пленочные камеры будут работать как с кропнутыми, так и с полнокадровыми камерами. Довольно часто можно увидеть производителя с одинаковым размером крепления, но с объективами, рассчитанными на разные размеры. Например, байонет F от Nikon позволяет устанавливать как полнокадровые объективы, так и объективы DX. То же самое касается беззеркальных камер Sony, которые имеют такое же крепление Sony E, но могут иметь объективы, разработанные специально для камер Sony с кропнутым сенсором, например Sony A6000, или полнокадровые объективы, которые будут работать с обоими. Вот новый Sony A7 II в сравнении с Sony A6000:

Сравнение размеров сенсора Sony A7 II и Sony A6000

Как видите, оба имеют одинаковый байонет E, но различия в размерах сенсоров очевидны. При покупке объективов для A7 II вам придется покупать полнокадровые объективы «FE», а для A6000 вы сможете использовать как FE/полнокадровые объективы, так и обычные объективы серии E с меньшим кругом изображения.

Важно понимать, что лучшими объективами для цифровых камер обычно являются полнокадровые объективы (за некоторыми исключениями), поэтому они зачастую дороже и, как правило, лучше сохраняют свою ценность с течением времени, чем их меньшие аналоги. К сожалению, ни Nikon, ни Canon не стремятся производить очень качественные объективы для своих камер с кропнутым сенсором - у обеих есть только пара объективов профессионального уровня, а остальная линейка в основном состоит из объективов с медленным зумом

Размер сенсора и разрешение

Помните распечатанную фотографию размером 8×10, о которой я говорил выше? Это правда, что если взять ножницы и обрезать края кадра, чтобы получить фотографию размером 6×8, это похоже на то, что делает датчик обрезки. Однако есть один важный фактор, о котором не следует забывать - разрешение сенсора. Поскольку каждая матрица цифровой камеры состоит из миллионов пикселей, использование матрицы меньшего размера должно привести к уменьшению количества пикселей, верно? Не совсем. Если датчик изготовлен с физически меньшими пикселями, два датчика потенциально могут иметь одинаковое разрешение (в некоторых случаях датчик кадрирования может иметь больше пикселей, чем полнокадровый датчик).

Например, у Nikon D4 16 миллионов пикселей на полнокадровой матрице размером 36,0 x 23,9 мм, а у Nikon D7000 также 16 миллионов пикселей на матрице 23,6 x 15,6 мм. При такой резкой разнице в размере сенсора, но одинаковом количестве пикселей, разница между ними заключается в физическом размере каждого пикселя. Nikon D4s имеет гораздо большие пиксели размером 7,3 мкм, а пиксели D7000 намного меньше - 4,78 мкм, поэтому эти пиксели в основном упакованы ближе друг к другу. Поскольку меньшие пиксели приводят к большему шуму и меньшему динамическому диапазону изображений, Nikon D7000 в этом случае просто не может сравниться по качеству изображения с Nikon D4 в условиях низкой освещенности. Вот почему производители так любят говорить о мегапикселях, а не о размерах сенсоров! Они хотят, чтобы вы обратили внимание на необычное количество мегапикселей, и не хотят упоминать, насколько мал на самом деле сенсор. Камера вашего телефона может иметь такое же разрешение, что и зеркальная камера, но это не означает, что обе камеры будут создавать изображения одинакового качества.

В то же время современные датчики урожая стали очень хорошо справляться с шумом, особенно при низких и средних уровнях ISO. При хорошем освещении вам будет трудно увидеть разницу в качестве изображения между полнокадровым и кропнутым сенсором 1,5-1,6x. Так что здесь, безусловно, есть преимущества у камер с кропнутым сенсором. Меньшие пиксели неплохо работают при хорошем освещении, поэтому, если два датчика разных размеров, но с одинаковым разрешением, работают одинаково при дневном свете, то камера с меньшим сенсором действительно может оказаться выгодной для приближения к действию. Хотя изображение по-прежнему обрезается, оно одновременно увеличивается! Если мы вернемся к примеру с напечатанной фотографией 8×10, представьте, что вы обрезаете углы фотографии, чтобы получить фотографию 6×8, а затем берете эту фотографию 6×8 и увеличиваете ее до другой фотографии 8×10 (скажем, путем сканирования и перепечатки). - вот что здесь, по сути, происходит.

Фотографы спорта и дикой природы могут предпочесть такую установку, потому что их длинные объективы дадут им больший охват при использовании на камерах с кропнутым сенсором. Например, объектив 300 мм на камере с кропнутым сенсором эквивалентен объективу 450 мм на 35-мм/полнокадровой камере с точки зрения поля зрения. Если производительность при слабом освещении не имеет решающего значения, это довольно большой выигрыш в охвате, что, безусловно, является преимуществом. Очевидно, это предполагает, что используемый объектив действительно способен разрешить такое большое количество деталей. Некоторые старые объективы, не предназначенные для датчиков высокого разрешения, могут быть не в состоянии передать достаточно деталей и, следовательно, не обязательно будут способствовать лучшему охвату

Если вы хотите узнать о преимуществах и недостатках камер с кропнутым сенсором, прочтите мою статью о Nikon DX и FX. А если вы готовы к более длинной и подробной статье, объясняющей все вышеперечисленное на более высоком уровне, прочтите мою статью об эквивалентности.

Надеюсь, эта статья прояснит тему кроп-фактора. Однако не позволяйте техническим деталям мешать вам - научитесь эффективно использовать имеющееся у вас оборудование и сосредоточьтесь на том, чтобы делать более качественные снимки. Помните, что большинство современных камер просто великолепны, поэтому препятствием для получения снимков профессионального качества являетесь вы, а не ваше оборудование

35мм