Jeśli zastanawiałeś się nad zakupem nowego aparatu lub rozważałeś modernizację aparatu, prawdopodobnie słyszałeś wszystko o kamerach z czujnikami przycinania, ale co to oznacza? Jak współczynnik kadrowania wpływa na wybór soczewek? Rozważając systemy, często nie chodzi tylko o korpusy aparatów, ale także o dobór obiektywów do tego systemu.
Optyka czujnika i jej odpowiedniki
Optyka czujnika uprawy
Większość nowych fotografów często zaczyna od aparatów z czujnikiem przycięcia, ponieważ są one zwykle tańsze. Ale kiedy stajesz się bardziej zaawansowany, czy warto przejść na system pełnoklatkowy? Jeśli myślisz o aktualizacji, czy istnieje rozsądna ścieżka aktualizacji?
Na przykład, czy powinieneś kupować soczewki pełnoklatkowe do użytku z korpusem czujnika przycinania? Wydaje się to takie zagmatwane i szczerze mówiąc, jest trochę skomplikowane, a proste praktyczne zasady nie mówią całej historii. Zamiast przyglądać się różnicom w samych czujnikach aparatu (wszystkie są całkiem dobre), spróbujmy nadać sens samym soczewkom.
Podobne obiektywy ogniskowe - Olympus micro 4/3rds 40-150mm f / 2.8 (odpowiednik 80-300mm) i Canon 100-400mm f / 4.5-5.6 (dla pełnej klatki).
Rozmiary soczewek
Jeśli patrzysz na soczewki, zobaczysz wiele różnych ogniskowych i przysłon. Nawet od tego samego producenta dla tego samego korpusu aparatu często występują różne kombinacje przysłony i ogniskowej. Skoro ważną częścią fotografii jest optyka, jak zacząć porównywać obiektywy dla czujników o różnych rozmiarach? Jak soczewki odnoszą się do korpusu aparatu, na który patrzysz?
Ładne 50 mm (pełna klatka po lewej) i mikro 4/3 25 mm (odpowiednik 50 mm) po prawej.
Idąc dalej, w jaki sposób czujniki upraw różnych rozmiarów wpływają na optykę obiektywu? Czy obiektyw f / 2,8 w aparacie z czujnikiem przycięcia faktycznie obiektywem f / 2,8, czy jest to coś innego? A co z aparatami o większym formacie? Dlaczego mniejsze otwory przysłony (przysłony) wydają się tak duże, a obrazy są tak wspaniałe, z doskonałą separacją tła i efektem bokeh?
Wszystko to odnosi się do optyki obiektywu i odpowiedników czujników przycinania, jednej z wielkich tajemnic fotografii, której większość fotografów tak naprawdę nie rozumie.
Podstawy optyki obiektywu
Aby zrozumieć optykę soczewki, musisz zrozumieć, jak soczewka wpływa na wpadające do niej światło. Światło przechodzące przez obiektyw w rzeczywistości odwraca się, odwracając obraz do góry nogami. Następnie po przejściu przez soczewkę światło rzuca się na czujnik cyfrowy.
Ogniskowa i obraz przerzucony na czujnik.
Większość obiektywów jest definiowana przez ogniskową i maksymalną przysłonę. Im wyższa ogniskowa, tym bliższe wydają się odległe obiekty. Na przykład sportowcy i obserwatorzy ptaków zazwyczaj chcą mieć znacznie większe ogniskowe, aby zbliżyć się do nich.
Niższe liczby poszerzają pole widzenia, aby więcej rzeczy pasowało do obrazu (obiektywy szerokokątne) i często są narzędziem pracy dla fotografów krajobrazu. W odpowiednikach 35 mm obiektyw 200 mm to długi obiektyw, a obiektyw 20 mm to bardzo szeroki obiektyw.
Ilustracja względnego rozmiaru apertury.
Liczba przysłony przysłony reprezentuje rozmiar przysłony lub otworu w obiektywie. Obiektyw zostanie oceniony na podstawie największej apertury, jaką może otworzyć przysłona. Im więcej wpuszczasz światła, tym krótszy czas otwarcia migawki będzie potrzebny. Ze względu na tę właściwość soczewki o większej maksymalnej aperturze nazywane są szybszymi. Na przykład obiektyw f / 2.8 jest uważany za dość szybki, a obiektyw f / 5,6 (myślę, że obiektyw kitowy) byłby uważany za dość wolny.
Matematyka optyczna
Zachowajmy minimalną matematykę dla geeków, ale naprawdę pomaga ona zrozumieć optykę obiektywu.
Ogniskowa nie jest miarą rzeczywistej długości obiektywu, ale obliczeniem odległości optycznej od punktu, w którym światło zbiega się, tworząc ostry obraz na czujniku cyfrowym w płaszczyźnie ogniskowej w aparacie. Z drugiej strony apertura to rozmiar otworu utworzonego przez tęczówkę w soczewce. Przysłona jest geometrycznie powiązana z ogniskową obiektywu. Na przykład obiektyw f / 2,8 na obiektywie o ogniskowej 100 mm to 100 podzielone przez 2,8 = 35,7 mm. Ponieważ ogniskowa obiektywu dyktuje wielkość apertury, jest ona niezależna od rozmiaru czujnika, ale zależy od ogniskowej.
Obiektywy użytkowe obejmujące podobny zakres - Canon 24-105mm f / 4 i Olympus 12-40mm Making Sense of Lens Optics dla aparatów z czujnikiem przycięcia f / 2.8 (odpowiednik 24-80mm).
Obiektywy zmiennoogniskowe mogą mieć więcej niż jedną przysłonę, ponieważ przysłona nie powiększa się wraz z wydłużaniem się obiektywu. Ponieważ jest to zależność matematyczna, dłuższa ogniskowa przy tym samym otworze przysłony powoduje, że apertura jest mniejsza. Droższe obiektywy zmiennoogniskowe mają tę samą przysłonę dla całego zakresu, ale jest to trochę wyczyn inżynieryjny, ponieważ przysłona musi się zwiększyć, gdy obiektyw zbliża się do dłuższej ogniskowej.
Odświeżenie formatu czujnika aparatu
W złotym wieku fotografii filmowej istniało wiele formatów podyktowanych taśmą filmową. Jednym z bardziej powszechnych rozmiarów była folia 35 mm podyktowana taśmą zębatą o szerokości 34,98 ± 0,03 mm (1,377 ± 0,001 cala). W czasach filmowych istniało również wiele formatów, z dostępnymi większymi i mniejszymi materiałami filmowymi, które również wpływały na rozmiary i wydajność obiektywów.
Kiedy pierwotnie opracowywano czujniki cyfrowe do aparatów fotograficznych, większe czujniki były zbyt drogie, więc zastosowano mniejsze czujniki. Istnieje szeroki zakres rozmiarów matryc, a ta różnorodność rozmiarów matryc wpływa na mechanikę działania obiektywów w aparatach.
Gdy czujnik jest zbliżony do rozmiaru taśmy filmowej 35 mm, nazywa się to pełną klatką. Wszystko mniejsze nazywane jest czujnikiem upraw. Cokolwiek większe jest ogólnie nazywane średnim formatem, chociaż istnieje duża zmienność rozmiarów większych niż pełna klatka. Czujniki różnią się nie tylko wielkością, ale także geometrią.
Względne rozmiary czujnika uprawy
Rozmiary czujników
Ogólnie rzecz biorąc, czujnik pełnoklatkowy ma kształt prostokąta o wymiarach około 36 mm x 24 mm, co odpowiada stosunkowi długości do szerokości 3: 2, pokrywając powierzchnię 862 mm kw. Odwrotnie, czujnik upraw mikro 4 / 3rds ma 17,3 mm. x 13 mm (stosunek 4: 3), zajmujący powierzchnię 224,9 mm kw. Matryca Nikon / Pentax APS-C ma wymiary 23,6 mm x 15,7 mm (stosunek 3: 2) i zajmuje powierzchnię 370 mm kw., podczas gdy Canon APS Czujnik C ma wymiary 22,2 mm x 14,8 mm (stosunek 3: 2), ale tylko 328,5 mm kw. Większe formaty (większe niż pełna klatka) są zwykle kwadratowe.
Wielokrotnie współczynniki uprawy są obliczane na podstawie wielkości przekątnej odległości od rogu do rogu czujnika. Na przykład czujnik pełnoklatkowy ma dwukrotnie większą przekątną niż czujnik mikro 4 / 3rds, dlatego współczynnik przycięcia wynosi 2x. W przypadku czujnika uprawy Nikon APS-C współczynnik ten wynosi 1,5x, a dla czujnika uprawy Canon APS-C - 1,6x.
Porównanie śladów czujnika
Kwadrat kontra Okrągły
Soczewki są okrągłe, a czujniki prostokątne lub kwadratowe. Tak więc wszystkie kamery odcinają część obrazu, ponieważ okrągłe soczewki wyświetlają okrągły obraz na czujniku, który jest prostokątem. Oznacza to, że krawędzie koła obrazu są obcięte.
Producenci aparatów projektują swoje kombinacje obiektyw / aparat tak, aby cały czujnik uzyskał duże pokrycie z koła obrazu (nazywa się to mocą krycia). Może to powodować problemy, gdy występuje niedopasowanie między rozmiarem czujnika a rozmiarem czujnika, dla którego został wykonany obiektyw.
Koło obrazu z nałożoną pełną klatką i ramką mikro 4/3
Jak więc czynnik upraw wpływa na obrazy?
Istnieje wiele czynników, które wpływają na Twoje obrazy. Rozmiar czujnika ma wpływ na obrazy, ale ma to również wpływ na ogniskową i wielkość apertury, ale są to fizyczne właściwości obiektywu i nie ma na nie wpływu współczynnik przycięcia. Przynajmniej nie bezpośrednio.
Aby zilustrować wpływ czujników upraw na gromadzenie się światła i ogniskową, przygotowano serię obrazów testowych (nie są one zbyt naukowe, ale mają bardziej ilustracyjny charakter). Z wykorzystaniem Olympus EM1 Mark II (czujnik Micro 4/3 rds - 2 razy współczynnik kadrowania) i Canon 5D Mark IV (pełna klatka).
Olympus EM1 Mark II, aparat micro 4 / 3rds
Pełnoklatkowy aparat Canon 5D Mark IV.
Aby zilustrować konwersję różnicy ogniskowej i konwersję gromadzenia światła, kamery zostały ustawione obok siebie, używając tylko konwersji ogniskowej. Geometria czujników nie jest dokładnie taka sama, więc zostały one przycięte tak, aby pasowały do siebie (stosunek 8 × 10).
Porównanie rozmiarów aparatu (pełna klatka po lewej, mikro 4/3 po prawej)
Obie kamery były wycelowane w ten sam widok.
Testuj konfigurację obok kamer.
Praktyczne zasady a rzeczywistość
Ogniskowe są zwykle konwertowane na odpowiedniki pełnoklatkowych czujników, aby zapewnić to samo pole widzenia poprzez pomnożenie ogniskowej przez współczynnik przekątnej czujnika. Na przykład obiektyw 25 mm na czujniku mikro 4/3 jest odpowiednikiem obiektywu 50 mm w aparacie pełnoklatkowym (współczynnik przycięcia wynosi 2: 1).
Obiektyw Canon EFS (czujnik przycinania) pasujący do obiektywu 50 mm ma rozmiar 31 mm. Działa to również w odwrotnej kolejności. Jeśli umieścisz obiektyw pełnoklatkowy na korpusie aparatu z czujnikiem przycinania, ogniskowa zostanie pomnożona (ten sam obiektyw 50 mm staje się obiektywem 75 mm na czujniku przycinania). Ta praktyczna zasada działa.
Uwaga redaktora: Optyka nie jest taka sama, ale jest to ogólnie przyjęta metoda rozumienia czujników upraw.
Przy odpowiednikach 24 mm - ten sam czas otwarcia migawki i ISO, pełna klatka po lewej i Mikro 4/3 po prawej (oba przy f / 4, ISO200, 1/160).
Przysłona i głębia ostrości
Inną praktyczną zasadą, która nie działa tak dobrze, jest dodanie stopera lub dwóch dla przysłony (w zależności od przycięcia). Dlaczego to nie działa? Cóż, w grę wchodzi więcej.
Przysłona wpływa na zdolność obiektywu do zbierania światła, ale w przypadku aparatu z czujnikiem przycięcia mniejszy czujnik powoduje, że głębia ostrości (obszar ostry) jest większa. Oznacza to, że obiektyw f / 2.8 przy czułości 200 ISO powinien mieć bardzo zbliżony czas otwarcia migawki na każdym korpusie aparatu (istnieją różnice w światłomierzy między korpusami aparatu). Tak więc obiektyw f / 2.8 jest zawsze f / 2.8 do zbierania światła.
Dla odpowiedników 70 mm - ten sam czas otwarcia migawki i ISO, pełna klatka po lewej i Mikro 4/3 po prawej (oba przy f / 4, ISO200, 1/80).
Aby uczynić rzeczy bardziej złożonymi, należy wygląd obrazu. Bokeh na sensorze upraw nigdy nie będzie tak dobre, jak pełnoklatkowy czujnik, ponieważ dodatkowy obszar czujnika pełnoklatkowego zmienia głębię ostrości (ilość ostrego obrazu) w stosunku do czujnika uprawy. To nie jest funkcja obiektywu tak bardzo, jak rozmiar czujnika. Może to być dość subtelne, ale ma to znaczenie, szczególnie w przypadku portretów.
Przy odpowiednikach 200 mm - ten sam czas otwarcia migawki i ISO, pełna klatka po lewej i Mikro 4/3 po prawej (f / 4, ISO 200, 1/30).
Przy odpowiednikach 200 mm - ten sam czas otwarcia migawki i ISO, pełna klatka po lewej i Mikro 4/3 po prawej (f / 4, ISO 200, 1/40).
Obiektywy pełnoklatkowe w aparatach z czujnikiem upraw
Obiektywy zwykle działają znacznie dłużej niż aparaty z dobrymi obiektywami, które wytrzymują nawet dwie lub trzy iteracje korpusu aparatu. Tak wielu ludzi uważa, że inwestuje się w szkło. Jeśli więc używasz korpusu czujnika upraw, który akceptuje obiektywy pełnoklatkowe, dlaczego nie kupić obiektywów pełnoklatkowych, dopóki nie będziesz gotowy do zakupu korpusu pełnoklatkowego? Odpowiedź niekoniecznie musi być taka, że może nie być tak ostra jak soczewki przycinające, nawet jeśli soczewka wydaje się nominalnie tego samego rozmiaru.
Soczewki pełnoklatkowe są droższe niż soczewki uprawowe, ale często płacisz za inne funkcje, w tym uszczelnienie przed warunkami atmosferycznymi i lepszą, trwalszą konstrukcję. Ze względu na duże różnice w rozmiarach czujników, uzyskanie obiektywów pełnoklatkowych na czujniku upraw oznacza, że używasz tylko środkowej części obiektywu, ale szczegóły są bardziej skoncentrowane na tym obszarze. Może to stanowić wyzwanie dla jakości optycznej obiektywów pełnoklatkowych.
Często są lepszej jakości, ale niewystarczająco lepszej, aby uwzględnić różnice w rozmiarach między czujnikami. Więc jeśli nie wiesz, że wkrótce modernizujesz swój aparat, możesz nie chcieć używać obiektywów pełnoklatkowych na ciałach uprawnych.
Inną kwestią jest to, że musisz użyć współczynnika kadrowania w odwrotnej kolejności. Na korpusie firmy Canon (współczynnik przycięcia 1,6) obiektyw 24 mm staje się obiektywem 38,4 mm. Oznacza to, że nie można uzyskać tak szerokiego kąta widzenia na uprawie ciała z szerokimi soczewkami.
Obiektyw pełnoklatkowy na korpusie kadrowym zwiększy ogniskową o współczynnik przycięcia
Wniosek
Istnieje wiele nieporozumień dotyczących soczewek podczas porównywania ich z różnymi rozmiarami czujnika. Zrozumienie podstawowej funkcji, możliwości gromadzenia światła i zależności geometrycznych może pomóc w porównaniu obiektywów w systemach kamer i dla różnych rozmiarów matryc.
Do wszystkich systemów kamer dostępne są świetne obiektywy, które zapewniają fantastyczne rezultaty. Obiektywy są równie ważne jak korpus aparatu. Dlatego wybierając system, upewnij się, że masz odpowiedni obiektyw do swojego stylu fotografowania.