Кроп-фактор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Кроп-фактор (от англ. Crop factor, crop — обрезать, factor — множитель) — условный коэффициент, отражающий изменение поля зрения объектива при его использовании с кадровым окном уменьшенного размера. Эта величина появилась одновременно с цифровой фотографией и чаще всего интерпретируется, как виртуальное увеличение фокусного расстояния оптики, рассчитанной на малоформатный кадр фотоплёнки при использовании фотоматрицы меньшего размера. Физический смысл кроп-фактора можно описать отношением диагонали стандартного кадра к диагонали используемого.

K_f = диагональ35мм / диагональматрица (диагональ 35-мм плёнки ≈ 43,3мм)

Таким образом, кроп-фактор «полнокадровой» матрицы, соответствующей размерам малоформатного кадра, равен единице. В практической фотографии кроп-фактор не может быть меньше единицы, поскольку использование кадра размеров, превышающих расчётные, приводит к виньетированию. Кроп-фактор служит только в качестве справочной величины и никак не влияет на действительное фокусное расстояние объективов, зависящее от их оптической конструкции.

Границы разных кадров, получаемых одним объективом. Внешняя красная рамка показывает границы малоформатного кадра 24×36 мм, внутренняя, синяя — границы кадра цифрового фотоаппарата с матрицей размером 15×22,5 мм

История возникновения[править | править вики-текст]

В плёночной фотографии подобных понятий не существовало, несмотря на огромный диапазон размеров кадрового окна фотоаппаратов. Каждому формату негатива соответствует определённое фокусное расстояние объектива, считающееся нормальным. Обычно оно приблизительно равно диагонали кадра или незначительно её превосходит[1]. Так, для крупноформатных камер с кадром 9×12 см. нормальным считается объектив с фокусным расстоянием 135 мм. Для среднеформатного кадра 6×6 см. нормальный объектив — 80 мм, а для малоформатного — 50[2]. Объективы с фокусными расстояниями меньшими, чем нормальное, считаются широкоугольными (короткофокусными), а с бо́льшим — длиннофокусными. Так, фокусное расстояние 50 мм, считающееся нормальным для малоформатного кадра, в среднем формате соответствует широкоугольному объективу, а для 16-мм киноплёнки — длиннофокусному. Однако, понятие «кроп-фактор» не использовалось, поскольку для каждого типа аппаратуры с различными размерами кадра выпускались соответствующие объективы, в том числе сменные.

Слово «кроп-фактор» получило распространение одновременно с появлением гибридов, созданных из серийных зеркальных фотоаппаратов и цифровых приставок с ПЗС-матрицей. Наиболее известны такие гибриды, как Kodak DCS 100 и Canon EOS DCS 3 на основе малоформатных камер. Такие устройства использовали стандартные плёночные объективы для съёмки на матрицы значительно меньших размеров. В 1990-х годах создание крупных матриц было сопряжено с большими технологическими сложностями, и самым большим доступным размером был нынешний APS-H[3]. Матрицы уменьшенного размера до настоящего времени значительно дешевле полнокадровых и используются в цифровых зеркальных фотоаппаратах совместно с объективами, выпущенными для 35-мм фотоплёнки или разработанными позднее для кадра такого же размера. В результате при съёмке используется только центральная часть изображения, даваемого объективом, сужая его расчётный угол поля зрения[4]. В этом случае величина кроп-фактора служит относительной мерой для определения масштаба изображения, даваемого объективом на уменьшенном кадре. Впоследствии понятие кроп-фактора стало применяться во всей цифровой фотографии, как средство сопоставления фотосистем с различным размером матрицы.

Для однообъективных зеркальных камер кроп-фактор обычно находится в пределах 1,0—1,6. Наиболее распространены значения 1,5 и 1,6 (стандарт APS-C) и 1,3 (стандарт APS-H). Кроп-фактор беззеркальных фотоаппаратов обычно выше: 1,5—2 (Samsung NX и Micro 4/3). В некоторых случаях понятие кроп-фактора используется для описания матриц большего размера, чем малоформатная. Так, цифровые задники для фотоаппаратов Hasselblad среднего формата 6×6 см., оснащаются матрицей 37×37 мм., обеспечивая кроп-фактор 1,5 относительно исходного плёночного кадра.

Уменьшение поля зрения[править | править вики-текст]

Поле зрения объективов 50 и 70 мм для кадра разных размеров. Границы кадра, даваемого объективом 70 мм на «полном кадре», примерно совпадают с кадром объектива 50 мм на «кропнутой» матрице

Наличие кроп-фактора уменьшает эффективный угол изображения и сопряжённый с ним угол поля зрения объектива. Например, объектив с фокусным расстоянием 28 мм на полном кадре обладает углом поля зрения примерно 73° по диагонали. На кадре с кроп-фактором 1,6 этот угол составит всего 50° по диагонали, что эквивалентно объективу с фокусным расстоянием примерно 45 мм (28 \times 1{,}6 = 44{,}8) для 35-мм плёнки.

Это неудобно, когда необходим широкий угол. Сверхширокоугольные объективы становятся просто широкоугольными, широкоугольные становятся нормальными.

Однако для телеобъективов кроп-фактор даёт определённые преимущества. Например, 300-мм объектив с учетом кроп-фактора 1,6 дает такой же угол поля зрения, как 480-миллиметровый[5]. Кроме этого, характеристики у обычных объективов обычно падают к краям, поэтому объективы на меньшей матрице дают более однородное по качеству изображение[6].

Надо заметить, что конкретный объектив всегда даёт одинаковое изображение, независимо от того, на какую камеру он установлен. Увеличение изображения происходит только потому, что используется его меньшая часть, которая выглядит увеличенной при печати в том же формате.

Эквивалентное фокусное расстояние[править | править вики-текст]

Для профессиональных фотографов, привыкших к соотношению фокусных расстояний и углов поля зрения малоформатной аппаратуры, его изменение привнесло неудобства при выборе оптики для цифровых фотоаппаратов. Поэтому был изобретён термин «Эквивалентное фокусное расстояние», который характеризует фокусное расстояние объектива с эквивалентным углом зрения для конкретного кроп-фактора[4]. Например, об объективе 31 мм (при установке его на камеру с кроп-фактором ≈1,6) будут говорить как об эквиваленте 50 мм для 35-миллиметровых камер.

Для сравнения фокусных расстояний двух объективов, предназначенных для разных фотоаппаратов, необходимо указанные на объективах фокусные расстояния (ФР) умножить на кроп-фактор фотоаппарата. Например:

1. Объектив SMC Pentax-DA имеет маркировку «18-55 mm». Кроп-фактор фотоаппарата, на котором установлен данный объектив, — 1,53. Умножив фокусные расстояния на кроп-фактор, получаем эквивалентные фокусные расстояния (ЭФР): 28-84 мм.

2. Объектив фотоаппарата Olympus C-900Z имеет маркировку «5,4-16,2 mm». Кроп-фактор данного аппарата равен 6,56. Умножив, получаем ЭФР объектива: 35-106 мм.

Теперь, переведя ФР обоих объективов к ЭФР, мы можем их сравнить. Первый обладает более широким углом зрения при широкоугольном положении, второй — более длиннофокусным телеположением.

Эквивалентная резкостная диафрагма[править | править вики-текст]

Не общепринятый и некорректный термин, появление которого связано с упрощённым пониманием связи между ГРИП и относительным отверстием. Не встречается в специальной, учебной и справочной литературе.

Предполагается, что объектив с фокусным расстоянием, например, в 1,6 раз меньшим, на матрице в 1,6 меньшего размера, на тех же диафрагмах будет обладать большей глубиной резкости, чем объектив с исходным фокусным расстоянием и эквивалентным углом поля зрения. Поэтому, для той же глубины резкости предлагается использовать, так называемую, «эквивалентную резкостную диафрагму», значение которой больше (знаменатель меньше), чем у исходного объектива.

Поскольку данное предположение не учитывает ни разрешения фотоприёмника, ни масштаба увеличения (размера конечного отпечатка), то фактическая ГРИП может значительно отличаться от предполагаемой.

Сменная оптика для камер с кроп-фактором[править | править вики-текст]

Большинство производителей цифровой зеркальной фотоаппаратуры создали упрощённые линейки объективов и стандарты байонетов, совместимые с доминирующим, но допускающие укороченный задний отрезок и уменьшенное поле изображения. Такие линейки рассчитаны только на цифровые фотоаппараты такого же стандарта и несовместимы с полнокадровыми и плёночными. Однако, удешевление конструкции таких объективов, особенно широкоугольных, позволяет создать качественную оптику потребительского уровня. Наиболее известными стали такие стандарты, как Canon EF-S и Nikon DX. Объективы этих стандартов создают качественное изображение в пределах поля 22,5×15 мм, соответствующего сенсору APS-C.

Объективы, рассчитанные на камеры с кроп-фактором, обычно нельзя использовать со стандартными, несмотря на идентичную конструкцию байонета. Этому может препятствовать другое устройство хвостовой части, входящей в камеру глубже (например серия Canon EF-S). Даже в случае отсутствия технических ограничений на установку (Pentax, Nikon), объектив может давать заметное виньетирование, или вовсе ограничивать поле изображения пределами центрального круга. При этом стандартные объективы можно использовать с «кропнутыми» фотоаппаратами без ограничений.

Некоторые размеры матриц[править | править вики-текст]

Схема для визуального сравнения размеров матриц с различным K_f

4/3", 18×13,5 мм, соотношение сторон 4:3[править | править вики-текст]

Стандарт 4/3 разработан совместно компаниями Olympus, Kodak и несколькими другими. Сейчас (2010 год) камеры с матрицами такого формата производят фирмы Olympus и Panasonic. Декларировались цели снижения стоимости производства, веса камер и объективов.

DX и APS-C, около 25,1×16,7 мм, соотношение сторон 3:2[править | править вики-текст]

Фотосенсоры таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных или дальномерных фотоаппаратах. Существуют единичные примеры использования в камерах другого типа (Например, псевдозеркалка Sony DSC R1). Их площадь соответствуют примерно «полукадру» 35 мм кадра.

APS-H формат, 27×18 мм, соотношение сторон 3:2[править | править вики-текст]

Фотосенсор с линейными размерами в 1,3 раза меньшими, чем у 35-мм кадра (разработан фирмой Canon).

Полнокадровый (англ. full frame) фотодатчик формата 36×24 мм ±1 мм, соотношение сторон 3:2[править | править вики-текст]

На рынке представлено всего несколько моделей фотоаппаратов с фотосенсором такого размера (Canon, Nikon, Kodak, Sony). Основной проблемой конструирования и применения таких сенсоров является увеличение угла падения света на краевые области матрицы и связанные с этим эффекты:

  • виньетирования (на 1 ступень экспозиции больше, чем APS-C);
  • снижения чёткости и ухудшение цветопередачи изображения к краям (из-за появления эффекта засветки «не своего пиксела» через микролинзу);
  • снижение качества фильтрации ИК диапазона ИК-фильтром перед матрицей к углам кадра.

В сочетании с аберрациями некоторых объективов эти недостатки делают не вполне оправданной покупку любителем аппарата с полнокадровым сенсором. Весь набор преимуществ полнокадровой матрицы (меньшая ГРИП, большая эквивалентная чувствительность, применение ряда плёночных объективов) реализуется с дополнительными затратами.

Среднеформатная матрица формата 60×45 мм, соотношение сторон 4:3[править | править вики-текст]

Фотосенсоры таких размеров «сшиваются» из матриц меньшего размера, что сказывается на их стоимости. Применяются в цифровых задниках для среднеформатных камер.

Кроп-фактор и размеры матриц[править | править вики-текст]

Средний формат[править | править вики-текст]

Обозначение K_f Ширина(мм) Высота(мм) Диагональ

(мм)

Площадь (мм²) Пример камеры
Панорамные
«6×17»
Seitz 6x17 Digital
Полнокадровые   
«6×4,5»
1[П 1] 56 41,5 69,7 2 324 Киев-88, Киев-90 при использовании кассет на размер кадра 6×4,5 см
Mamiya RZ 1,25[П 1] 48 36 60 Mamiya RZ
Pentax 645D 1,26[П 1] 44 33 55,2 1 463 Pentax 645D
Leica S Format 1,29[П 1] 45 30 54,1 1 350 Leica S2-P
Leaf Credo 53,7 40,3 Mamiya 645D
Leaf Credo 43.9 32.9 Mamiya 645D

Малый формат[править | править вики-текст]

Обозначение K_f Ширина

(мм)

Высота

(мм)

Диагональ

(мм)

Площадь

(мм²)

Пример

камеры

Полнокадровые,
плёнка типа 135.
1 — 1,01 35,8 — 36 23,8 — 24 43 — 43,3 852—864 Серия «Canon EOS-1Ds» (в том числе Mark II, Mark III), «Canon EOS-1D X», серия «Canon EOS 5D» (в том числе Mark II и Mark III) «Canon EOS 6D», Nikon D3, Nikon D4, Leica M9, Sony DSC-RX1R
APS-H 1,26 — 1,28 28,1 — 28,7 18,7 — 19,1 33,8 — 34,5 525,5 — 548,2 Фотоаппараты серии «Canon EOS-1D» (в том числе Mark II, Mark III, Mark IV)
1,33 27 18 32,4 486 Leica M8
Киноформат
Супер-35
1,38 24,89 18,66 31,11 464,45 Canon C300
APS-C, DX, 1.8",[7] Foveon X3 1,44 — 1,74 20,7 — 25,1 13,8 — 16,7 24,9 — 30,1 285,7 — 419,2 Canon EOS 10D, Canon EOS 20D, Canon EOS 30D, Canon EOS 40D, Canon EOS 7D,
Nikon D3100 , Nikon D5100 , Pentax K20D, Sigma SD1, Sony Alpha NEX-5, Samsung NX20
X3-14.1MP (Foveon X3) 1,74 20,7 13,8 24,9 285,7 Sigma SD14
1.5" 1,85 18.7 14 23.36 261.8 Canon PowerShot G1 X
4/3" 1,92 — 2 17,3 — 18 13 −13,5 21,6 — 22,5 224,9 — 243 Olympus E-330, Olympus E-620, Panasonic AG-AF100
2,37 15,81 8,88 18,13 140,39 Blackmagic Cinema Camera
1" 2,7 12,8 9,6 16 122,9 Sony ProMavica MVC-5000, Nikon 1 V1, Nikon 1 J1
Киноформат
Супер-16
2,96 12,52 7,41 14,55 92,77 Blackmagic Pocket Cinema Camera
Киноформат
16 мм
3,39 10,26 7,49 12,7 76,92
2/3" 3,93 8,8 6,6 11 58,1 Pentax EI-2000, Sony CyberShot DSC-F717, Fujifilm X-S1
1/1,6" ≈4 8 6 10 48 Panasonic Lumix DMC-LX3, Fujifilm FinePix F50fd
1/1,63" ≈4 Olympus XZ-1
1/1,65" ≈4 Panasonic Lumix DMC-LX2
1/1,7" ≈4,5 7,6 5,7 9,5 43,3 Canon PowerShot G10
1/1,8" 4,84 7,176 5,319 8,9 38,2 Casio EXILIM EX-F1, Canon PowerShot G-серии
1/1,9" ≈5 Samsung Digimax V6
1/2" 5,41 6,4 4,8 8 30,7 Sony DSC-D700
1/2,3" ≈6 6,16 4,62 7,70 28,46 Nikon COOLPIX S3100, Olympus SP-560 UZ, Sony DSC-HX100, Sony DSC-HX200, Canon PowerShot SX230 HS
1/2,35" ≈6 Pentax Optio V10
1/2,4" ≈6 Fujifilm FinePix S8000fd
1/2,5" 5,99 5,8 4,3 7,2 24,9 Panasonic Lumix DMC-FZ8, Sony CyberShot DSC-H10
1/2,6" ≈6 HP Photosmart M447
1/2,7" 6,56 5,27 3,96 6,6 20,9 Olympus C-900 zoom
1/2,8" ≈7 Canon DC40
1/2,9" ≈7 Sony HDR-SR7E
1/3" 7,21 4,8 3,6 6 17,3 Canon PowerShot A460
1/3,1" ≈7 Sony HDR-SR12E
1/3,2" 7,62 4,536 3,416 5,7 15,5 Canon HF100
1/3,4" ≈8 Canon MVX35i
1/3,6" 8,65 4 3 5 12 JVC GR-DZ7
1/3,9" ≈9 Canon DC22
1/4" Canon XM2
1/4,5" Samsung VP-HMX10C
1/4,7" Panasonic NV-GS500EE-S
1/5" Sony DCR-SR80E
1/5,5" JVC Everio GZ-HD7
1/6" 14,71 2,4 1,7 2,9 4,1 Sony DCR-DVD308E
1/8" Sony DCR-SR45E

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 От полноценного кадра стандарта «6×4,5» (56×41,5 мм).

Источники[править | править вики-текст]

  1. Краткий справочник фотолюбителя, 1985, с. 44
  2. Общий курс фотографии, 1987, с. 15
  3. Jim McGarvey. The DCS story (англ.). NikonWeb (June 2004). Проверено 18 января 2014.
  4. 1 2 4. Что происходит при фотографировании на камеру с кропнутой матрицей (рус.). Объективы. Образовательный проект FUJIFILM (22 августа 2012). Проверено 3 мая 2014.
  5. Владимир Медведев. Увеличивает ли кроп-фактор способность объективов приближать (рус.). Таблица характеристик матриц цифровых фотоаппаратов. Персональный сайт (15 марта 2012). Проверено 26 января 2014.
  6. Валентин САВЕНКОВ. Ну очень большие матрицы (рус.). Фото&Техника. журнал «Потребитель» (2004). Проверено 21 января 2014.
  7.  (англ.)Размеры матриц.

Литература[править | править вики-текст]

  • Фомин А. В. § 5. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 12—25. — 256 с. — 50 000 экз.
  • Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин Краткий справочник фотолюбителя. — М.,: «Искусство», 1985. — С. 33—46. — 367 с.