Кроп-фактор

В цифровой фотографии кроп -фактор , коэффициент формата или множитель фокусного расстояния формата изображения датчика — это соотношение размеров по камеры области изображения сравнению с эталонным форматом; чаще всего этот термин применяется к цифровым фотоаппаратам по отношению к формату пленки 35 мм в качестве ссылки. В случае цифровых камер устройством формирования изображения будет цифровой датчик изображения . Наиболее часто используемое определение кроп-фактора — это отношение диагонали кадра 35 мм (43,3 мм) к диагонали рассматриваемого датчика изображения; то есть, ${\text{CF}}={\text{diag}}_{35{\text{mm}}}/{\text{diag}}_{\text{sensor}}$ . Учитывая то же соотношение сторон 3:2, что и у 35-миллиметрового экрана размером 36 × 24 мм, это эквивалентно соотношению высот или соотношению ширины; соотношение площадей сенсоров равно квадрату кроп-фактора.

Кроп-фактор иногда используется для сравнения поля вид и качество изображения разных камер с одним и тем же объективом. Кроп-фактор иногда называют множителем фокусного расстояния («Пленка»), поскольку умножение Фокусное расстояние объектива, заданное кроп-фактором, дает фокусное расстояние объектива, которое обеспечит такое же поле зрения, если использовать его в эталонном формате. Например, объектив с фокусным расстоянием 50 мм на области изображения с кроп-фактором 1,6 по отношению к эталонному формату (обычно 35 мм) даст такое же поле зрения, как объектив с фокусным расстоянием 80 мм. по справочному формату. Если необходимо получить изображение с одинаковым углом обзора и качеством изображения, но разными камерами, настройки диафрагмы и ISO также необходимо отрегулировать с учетом кроп-фактора. ^[1] Фокусное расстояние объектива не меняется при использовании меньшей области изображения; поле зрения соответственно меньше, поскольку меньшая область изображения, создаваемая объективом, используется меньшей областью изображения.

Введение

Термины «кроп-фактор» и «множитель фокусного расстояния были придуманы, чтобы помочь фотографам, работающим с зеркальными фотопленками формата 35 мм, » понять, как их существующие объективы будут работать на недавно представленных зеркальных камерах, которые имели датчики меньше, чем пленочные форматы 35 мм, но часто использовали существующую пленку 35 мм. крепления объектива формата SLR. Например, используя FLM 1,5, фотограф может сказать, что объектив 50 мм на зеркальной камере «ведёт себя так, как будто» его фокусное расстояние умножено на 1,5, что означает, что он имеет такое же поле зрения, как объектив 75 мм на зеркальной камере. пленочная камера, с которой они более знакомы. Конечно, фактическое фокусное расстояние фотообъектива определяется его оптической конструкцией и не меняется в зависимости от формата установленного за ним сенсора.

Большинство зеркальных фотокамер, представленных на рынке, номинально имеют датчики изображения размера APS-C , что меньше стандартного кадра пленки 36 × 24 мм (35 мм). В результате датчик изображения захватывает данные изображения с меньшей площади, чем 35-миллиметровая пленочная зеркальная камера, эффективно обрезая края изображения, которое могло бы быть захвачено «полноразмерным» кадром пленки 36 × 24 мм.

Из-за этого кадрирования эффективное поле зрения (FOV) уменьшается в раз, пропорциональном соотношению меньшего размера сенсора и размера пленки формата 35 мм (эталонного).

Для большинства зеркальных камер этот коэффициент составляет 1,3–2,0×. Например, объектив 28 мм обеспечивает умеренно широкоугольное поле зрения на полнокадровой камере формата 35 мм , но на камере с кроп-фактором 1,6 изображение, сделанное тем же объективом, будет иметь то же поле зрения, что и объектив 28 мм. полнокадровая камера могла бы получиться с объективом ~45 мм (28 × 1,6 = 44,8). Такое сужение поля зрения является недостатком для фотографов, которым требуется широкое поле зрения. Сверхширокие линзы становятся просто широкими; широкоугольные объективы становятся « нормальными ». Однако кроп-фактор может быть преимуществом для фотографов, когда требуется узкое поле зрения. Это позволяет фотографам с длиннофокусными объективами легче заполнять кадр, когда объект находится далеко. Объектив с фокусным расстоянием 300 мм на камере с кроп-фактором 1,6 обеспечивает изображение с тем же углом обзора, для съемки которого пленочной камере формата 35 мм потребовался бы фокусный объектив с длиной фокусировки 480 мм.

Оценка производительности датчика

Для заданной экспозиции , например, для фиксированной освещенности в фокальной плоскости и времени экспозиции , более крупные датчики изображения улавливают больше фотонов и, следовательно, создают изображения с меньшим шумом изображения и большим динамическим диапазоном , чем меньшие датчики. Из-за статистики фотонного дробового шума желаемые свойства отношения сигнал/шум (SNR) и коэффициент усиления единства сенсора масштабируются пропорционально квадратному корню из площади пикселя. ^[2]

Поскольку кроп-фактор обратно пропорционален квадратному корню из площади датчика (с точностью до небольшого коэффициента, зависящего от соотношения сторон), он полезен для оценки производительности датчика изображения. Например, если два датчика изображения разного размера имеют одинаковое соотношение сторон и разрешение 10 мегапикселей и изготовлены по одинаковой технологии, то больший датчик будет иметь лучшее соотношение сигнал/шум в раз, равное отношению кроп-факторы двух датчиков. Датчик большего размера имеет меньший кроп-фактор и более высокое соотношение сигнал/шум.

Цифровые линзы

Большинство производителей зеркальных фотоаппаратов и объективов решили проблемы пользователей широкоугольных объективов, разработав объективы с более коротким фокусным расстоянием, оптимизированные для форматов зеркальных фотокамер. В большинстве случаев эти объективы предназначены для создания круга изображения меньшего размера , который не покрывает кадр 24 × 36 мм, но достаточно велик, чтобы покрыть меньший сенсор 16 × 24 мм (или меньше) в большинстве зеркальных фотокамер. Поскольку они создают меньший круг изображения, объективы могут быть оптимизированы для использования меньшего количества стекла и иногда физически меньше и легче, чем те, которые предназначены для полнокадровых камер.

Объективы, предназначенные для цифровых форматов меньшего размера, включают объективы Canon EF-S и EF-M, объективы Nikon DX, объективы Olympus системы четыре трети , объективы Sigma DC, объективы Tamron Di-II, объективы Pentax DA, объективы Fujifilm XF и XC, а также объективы Sony. Линзы Alpha (SAL) DT и E. Такие объективы обычно проецируют меньший круг изображения, чем объективы, разработанные для полнокадрового формата 35 мм. Тем не менее, кроп-фактор или FLM камеры оказывает такое же влияние на соотношение между полем зрения и фокусным расстоянием с этими объективами, как и с любым другим объективом, даже если проецируемое изображение не так сильно «обрезано». В этом смысле термин «фактор урожая» иногда имеет запутанное значение; По этой причине иногда используется альтернативный термин «множитель фокусного расстояния».

Кроп-фактор компактных камер

Небольшие потребительские камеры, не относящиеся к зеркальным фотокамерам, обычно называемые «мыльницами», также могут быть охарактеризованы как имеющие кроп-фактор или FLM по отношению к формату 35 мм, даже если в них не используются сменные объективы или объективы, предназначенные для другой формат. Например, так называемый формат «1/1,8 дюйма» с диагональю сенсора 9 мм имеет кроп-фактор почти 5 по сравнению с диагональю 43,3 мм 35-мм пленки. Поэтому эти камеры оснащены объективами, фокусное расстояние которых составляет примерно одну пятую от типичного для 35-мм пленочной кинокамеры «мыльница». В большинстве случаев производители маркируют свои камеры и объективы с указанием фактического фокусного расстояния, но в некоторых случаях они предпочитают вместо этого умножать его на кроп-фактор (множитель фокусного расстояния) и обозначать эквивалентное фокусное расстояние 35 мм . Рецензенты также иногда используют эквивалентное фокусное расстояние 35 мм как способ охарактеризовать поле зрения различных камер в общих чертах. ^[3]

Например, на объективе Canon Powershot SD600 указан реальный диапазон фокусных расстояний 5,8–17,4 мм. Но в обзорах его иногда описывают как объектив 35–105 мм, поскольку он имеет кроп-фактор около 6 (формат «1/2,5 дюйма»). ^[4]

Коэффициент увеличения

Кроп-фактор иногда называют «коэффициентом увеличения». ^[5] «коэффициент фокусного расстояния» или «множитель фокусного расстояния». ^[6] Такое использование отражает наблюдение о том, что объективы с заданным фокусным расстоянием, по-видимому, дают большее увеличение на камерах с кроп-фактором, чем на полнокадровых камерах. Это преимущество, например, в фотографии птиц, где фотографы часто стремятся получить максимальный «охват». Камера с сенсором меньшего размера может оказаться предпочтительнее использования телеконвертера , поскольку последний влияет на число f объектива и, следовательно, может ухудшить работу автофокусировки.

Данный объектив создает одно и то же изображение независимо от того, к какой камере он прикреплен. Дополнительное «увеличение» происходит, когда изображение увеличивается еще больше для вывода на печать или на экран, соответствующего стандартному выходному размеру. То есть увеличение, обычно определяемое от объекта до фокальной плоскости, остается неизменным, но увеличение системы от объекта до конечного результата увеличивается.

Кропирование поля зрения — это камеры с сенсором разного размера, но с одинаковым фокусным расстоянием объектива. — Обрезка поля зрения в камерах с сенсором разного размера, но с одинаковым фокусным расстоянием объектива.

Вторичные эффекты

Когда объектив, предназначенный для формата 35 мм, используется в зеркальной камере меньшего формата, помимо очевидного уменьшения поля зрения, могут возникнуть вторичные эффекты на глубину резкости , перспективу , размытость изображения при движении камеры и другие фотографические параметры.

Глубина резкости может меняться в зависимости от того, какие условия сравниваются. Съемка из того же положения, с тем же объективом и тем же числом f, что и некропнутой (полнокадровой) 35-мм камерой, но увеличение изображения до заданного эталонного размера приведет к уменьшению глубины резкости. С другой стороны, при использовании другого объектива с тем же полем зрения, что и у некропнутой камеры (соответствующего фокусному расстоянию, эквивалентному 35 мм), при том же числе f глубина резкости меньшей камеры будет больше.

Перспектива — это свойство, которое зависит только от точки обзора (положения камеры). Но если перемещение объектива на камеру меньшего формата заставит фотографа отойти дальше от объекта, это повлияет на перспективу.

Дополнительное увеличение, необходимое для камер меньшего формата, увеличивает размытие из-за расфокусировки, а также увеличивает размытие из-за движения камеры (дрожания). В результате фокусное расстояние, которое можно надежно удерживать с рук при заданной выдержке для получения резкого изображения, уменьшается на кроп-фактор. Старое эмпирическое правило, согласно которому выдержка должна быть как минимум равна фокусному расстоянию (в миллиметрах) при съемке с рук, будет работать эквивалентно, если перед применением правила фактическое фокусное расстояние сначала умножается на FLM.

Многие фотообъективы создают более четкое изображение в центре кадра, чем по краям. При использовании объектива, предназначенного для экспонирования кадра 35-мм пленки с сенсором меньшего формата, используется только центральная «зона наилучшего восприятия» изображения; объектив, который неприемлемо мягок или темен по краям, может дать лучшие результаты на сенсоре меньшего размера. ^[7] Однако, поскольку изображение, проецируемое на датчик, необходимо увеличить, чтобы сделать отпечаток с использованием датчика меньшего размера, объективы, используемые в меньших форматах, должны доставлять на датчик изображение с более высоким разрешением для приемлемого качества, а датчик меньшего размера должен иметь более высокий SNR, чтобы для компенсации уменьшенного количества света, улавливаемого объективом и фактически попадающего на матрицу. ^{[ нужна ссылка ]}

Общие факторы урожая

Значения кроп-фактора полезны при расчете эквивалентного фокусного расстояния 35 мм и эквивалентного увеличения 35 мм . Некоторые общие факторы урожая:

Тип	Высота (мм)	Кроп-фактор ^[8]
1/2,5 дюйма (многие камеры с суперзумом и мыльницы)	4.29	6.0
1/2,3 дюйма (компактные модели и компактные суперзумы, ранее Pentax Q )	4.55	5.6
1/1,8 дюйма (компактные модели высокого класса, такие как Canon Powershot G1–G7/S90)	5.32	4.8
1/1,7 дюйма (компактные модели высокого класса, позже Pentax Q)	5.70	4.5
2/3 дюйма ( Fujifilm X10 , Fujifilm X20 , Sony F828 , Sony F717 )	6.60	3.9
1 дюйм ( Nikon 1/CX / Sony серии RX100 / Sony RX10 / Canon Powershot G7 X )	8.80	2.7
4/3 дюйма / четыре трети (используется Olympus и Panasonic для DSLR и MILC соответственно)	13	1.84–2 ^[9]
Sigma Foveon X3 (до камер Merrill)	13.80	1.7
Canon APS-C	14.80	1.6
Общий APS-C ( Sigma Foveon X3 , Fujifilm X-mount , Nikon DX , Pentax K , Ricoh GXR и Ricoh GR , Samsung NX , Minolta/Sony α DT и E-Mount (NEX) )	15.60	1.5
APS-H ( Канон , Лейка М8 )	18.60	1.3
Полнокадровый объектив 35 мм ( Canon EF , Leica M9 , Nikon FX , Pentax K-1 , Sony α , FE-Mount , Sony RX1 )	24.00	1.0
Средний формат ( Hasselblad , Leaf , Phase One , Pentax 645D , Fujifilm GFX )	33.00	0.79
Средний формат ( Hasselblad , Leaf , Phase One )	40.40	0.64

См. также

Ссылки

^ Влияние кроп-фактора на фокусное расстояние, диафрагму и ISO.
^ Кларк, Р.Н. «Краткий обзор характеристик сенсора цифровой камеры» . Проверено 6 декабря 2007 г.
^ [1] Распространенные заблуждения
^ Технические характеристики Canon SD600.
^ Дэн Хеллер (2007). Цифровая туристическая фотография: снимайте людей и места как профессионалы . Стерлинг Паблишинг Ко. ISBN 978-1-57990-973-4 .
^ Том Анг (2003). Продвинутая цифровая фотография . Амфотокниги. ISBN 0-8174-3273-6 .
^ Ophrys Photography , Сравнение полнокадровых и кропнутых камер.
^ Определяется здесь как отношение вертикальной высоты полного 35-го кадра к высоте формата датчика, то есть CF = Высота _{24 мм} высоты _{/ Датчик} .
^ В зависимости от соотношения сторон; 2 используется чаще всего.

Внешние ссылки

Коэффициент кадрирования/увеличения зеркальной фотокамеры на светящемся ландшафте
«Множитель фокусного расстояния» в журнале Digital Photography Review
Цифровой кроп-фактор о коэффициентах увеличения объектива и кажущемся увеличении фокусного расстояния

[1] Влияние кроп-фактора на фокусное расстояние, диафрагму и ISO.

[ClarkVision-2] Кларк, Р.Н. «Краткий обзор характеристик сенсора цифровой камеры» . Проверено 6 декабря 2007 г.

[3] [1] Распространенные заблуждения

[4] Технические характеристики Canon SD600.

[5] Дэн Хеллер (2007). Цифровая туристическая фотография: снимайте людей и места как профессионалы . Стерлинг Паблишинг Ко. ISBN 978-1-57990-973-4 .

[6] Том Анг (2003). Продвинутая цифровая фотография . Амфотокниги. ISBN 0-8174-3273-6 .

[vignetting-7] Ophrys Photography , Сравнение полнокадровых и кропнутых камер.

[8] Определяется здесь как отношение вертикальной высоты полного 35-го кадра к высоте формата датчика, то есть CF = Высота _{24 мм} высоты _{/ Датчик} .

[9] В зависимости от соотношения сторон; 2 используется чаще всего.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]