Если APS-C и аналогичные цифровые камеры с кроп-сенсором имеют эффект умножения фокусного расстояния, так что 50-мм объектив имеет видимое фокусное расстояние ближе к полю зрения 80-мм объектива на полнокадровой камере, и в то же время глубина поля для камеры с меньшим сенсором больше похоже на глубину резкости, которую 50-миллиметровый объектив будет производить на полнокадровой камере (с той же апертурой), тогда это, казалось бы, предполагает концепцию «эффекта разделения апертуры».
Другими словами, объектив 50 мм f/1,8 на камере APS-C будет больше похож на объектив 80 мм f/2,8 (примерно 1,8 * 1,6x) в эквиваленте 35 мм — по глубине резкости, без учета экспозиции.
Может ли кто-нибудь, кто лучше понимает физику, объяснить это для меня. Я никогда не видел, чтобы эта концепция явно упоминалась где-либо, поэтому я немного подозреваю ее.
Этот ответ на другой вопрос подробно описывает математику, стоящую за этим. И есть статья в Википедии с разделом, посвященным получению «одного и того же изображения» с разными форматами камер . Короче говоря, примерно верно, что регулировка и фокусного расстояния, и диафрагмы по соотношению размеров формата (кроп-фактору) даст вам одинаковую картинку. ¹
Но это не работает, если объект находится в макродиапазоне широкоформатной камеры (с очень близкой фокусировкой). В этом случае увеличение (и, следовательно, фактический размер сенсора) становится решающим для уравнения глубины резкости, искажая эквивалентность.
И статья в Википедии случайно упоминает, но не развивает еще один важный момент. Предполагается, что для одного и того же размера отпечатка допустимый кружок нерезкости (примерно допустимый уровень размытия, все еще рассматриваемый в фокусе) будет масштабироваться точно с размером формата. На самом деле это может быть не так, и вы можете надеяться (например) получить большее фактическое разрешение от вашего полнокадрового сенсора. В этом случае эквивалентность также недействительна, но, к счастью, постоянным образом. (Вам просто нужно умножить коэффициент придирчивости .) ²
Вы упомянули «не учитывать разоблачение», и теперь вы можете подумать (как и я): подождите, подождите. Если обрезка + увеличение применимы к «эффективной» диафрагме для глубины резкости, почему они не применимы к экспозиции? Общеизвестно, что основные параметры экспозиции универсальны для всех форматов , от крошечных точек и снимков до цифровых зеркальных фотокамер вплоть до большого формата. Если ISO 100, f/5.6, ¹⁄₁₀₀-ая секунда дает правильную экспозицию на одной камере, она будет и на любой другой. ³ Итак, что здесь происходит?
Секрет в том , что мы «обманываем» при увеличении . Конечно, во всех случаях экспозиция для данного числа f на любой области сенсора одинакова. Неважно, кадрируете ли вы или у вас просто маленький датчик для начала. Но когда мы увеличиваем (чтобы мы имели, например, 8×10 отпечатков с этой точки и снимали в соответствии с большим форматом), мы сохраняем экспозицию прежней, даже если фактические фотоны, записанные на область, «растянуты». Это также имеет такое же соответствие: если у вас есть 2-кратный коэффициент обрезки, вы должны увеличить 2-кратное увеличение в каждом измерении, а это означает, что каждый пиксель занимает в 4 раза больше площади оригинала — или на два шага меньше фактического записанного света. Но мы, конечно, не делаем его на две ступени темнее.⁴
Сноски:
[1]: На самом деле, изменяя диафрагменное число, вы сохраняете абсолютную апертуру объектива постоянной, поскольку диафрагменное число — это фокусное расстояние относительно абсолютного диаметра апертуры .
[2]: Этот фактор также нарушается по мере приближения к гиперфокальному расстоянию , потому что, как только меньший формат достигает бесконечности, бесконечность, деленная на что-либо, по-прежнему остается бесконечностью.
[3]: Предполагая точно такую же сцену с небольшими отклонениями от реальных факторов, таких как светосила объектива.
[4]: По сути, бесплатного обеда не бывает . Это приводит к тому, что шум становится более очевидным, и разумно будет сказать, что это увеличение эффективно означает, что кроп-фактор также применяется к шуму, видимому при усилении ISO.
Точно так же, как использование кроп-камеры не изменяет ваше фокусное расстояние (это свойство объектива, а не камеры), но изменяет поле зрения, эффект деления диафрагмы отсутствует , объектив с апертурой f/2.8 по-прежнему ведет себя как объектив с апертурой f/2,8 для целей замера, однако при сопоставлении поля зрения полнокадрового сенсора глубина резкости будет такой же, как у объектива с светосилой (значение f/), умноженной на кроп-фактор .
Чем больше датчик, тем меньше глубина резкости для конкретной диафрагмы, если вы заполняете кадр объектом. Это потому, что вам нужно либо использовать более длинное фокусное расстояние, либо приблизиться, чтобы заполнить больший кадр.
Чтобы получить ту же глубину резкости с полнокадровой камерой, что и с кроп-фактором, вам нужно умножить фокусное расстояние и диафрагму на кроп-фактор. Таким образом, чтобы соответствовать 35 мм f/16 на Nikon APS-C (кроп 1,5), вам потребуется фокусное расстояние 53 мм и диафрагма f/24 на полнокадровой камере.
Да, кроп-фактор сенсора можно использовать при расчете изменения глубины резкости (ГРИП) объектива по сравнению с использованием этого объектива на полнокадровой (FF) камере. Но это не всегда будет приводить к увеличению ГРИП. При съемке с одинакового расстояния и отображении с одинаковым размером глубина резкости для кроп-камеры будет уменьшена (поскольку изображение, проецируемое на матрицу, включая кружки нерезкости, будет увеличено в большей степени). Если, с другой стороны, вы отрегулируете расстояние съемки, чтобы кадрировать объект аналогичным образом, глубина резкости увеличится.
В этом вопросе так много переменных, и большинство ответов предполагают несколько без указания этих предположений. Это приводит к грубым недоразумениям относительно отношения фокусного расстояния , диафрагмы , размера сенсора , расстояния съемки , размера дисплея , расстояния просмотра и даже остроты зрения зрителя до глубины резкости (DoF) . Сочетание всех этих факторов определяет глубину резкости изображения. Это потому, что DoF - это восприятиетого, какой диапазон расстояний от фокальной плоскости находится в фокусе. Только одно расстояние от фокальной плоскости фактически находится в фокусе, так что точечный источник света теоретически создаст точку света в фокальной плоскости. Точечные источники света на всех других расстояниях создают круг размытия , размер которого зависит от их пропорционального расстояния до фокальной плоскости по сравнению с расстоянием фокусировки. Глубина резкости определяется как диапазон между ближним и дальним расстоянием от фокальной плоскости, при котором кружок размытия все еще воспринимается наблюдателем изображения как точка .
Мы задаем такие вопросы, как «Как изменится глубина резкости при использовании одного и того же объектива на камере с матрицей другого размера?» Правильный ответ: «Это зависит». Это зависит от того, снимаете ли вы с одного и того же расстояния (и, таким образом, меняете кадрирование объекта) или снимаете с разного расстояния, чтобы приблизить такое же кадрирование объекта. Это зависит от того, является ли размер отображения изображения одинаковым или размер отображения изображения изменяется в той же пропорции, что и различные размеры сенсора. Это зависит от того, что меняется, а что остается неизменным в отношении всех перечисленных выше факторов.
Если одинаковое фокусное расстояние используется на одном и том же расстоянии от объекта с одинаковой апертурой, с использованием одного и того же размера сенсора с одинаковой плотностью пикселей и отображается с одинаковым разрешением на бумаге или мониторе того же размера и просматривается с одного и того же расстояния людьми с одинаковыми острота зрения, тогда глубина резкости двух изображений будет одинаковой. Если какая-либо из этих переменных изменяется без соответствующего изменения других, степень свободы также будет изменена.
Для остальной части этого ответа мы будем предполагать, что расстояние просмотра изображения и острота зрения зрителя постоянны. Мы также будем предполагать, что апертуры достаточно велики, чтобы дифракция не вступала в игру. И мы будем предполагать, что любая печать выполняется на одном и том же принтере с одинаковым числом точек на дюйм, но не обязательно с тем же числом точек на дюйм и не обязательно на бумаге того же размера.
Для простоты рассмотрим пару теоретических камер. Один имеет датчик 36 мм X 24 мм с разрешением 3600 X 2400 пикселей. Это будет 8,6-мегапиксельный полнокадровый (FF) сенсор. Другая наша камера имеет датчик 24 мм X 16 мм с разрешением 2400 X 1600 пикселей. Это будет 3,8-мегапиксельная 1,5-кратная кроп-камера (CB). Обе камеры имеют одинаковый размер пикселя и шаг пикселя. Обе камеры имеют одинаковый дизайн и чувствительность на уровне пикселей. Другими словами, центр 24 мм X 16 мм большего датчика FF идентичен меньшему датчику CB.
Если вы прикрепите к обеим камерам один и тот же 50-мм объектив и сделаете снимок одного и того же объекта с одинакового расстояния при f/2 (при условии, что все остальные настройки одинаковы), обрежете изображение датчика FF до 2400 X 1600 пикселей и распечатаете оба изображения. на бумаге размером 6 x 4 дюйма два изображения будут практически идентичными, а глубина резкости будет одинаковой на обеих фотографиях.
Если вы прикрепите один и тот же 50-мм объектив к обеим камерам и сделаете снимок одного и того же объекта с одинакового расстояния при f/2 (при условии, что все остальные настройки одинаковы) и распечатаете все изображения на бумаге размером 6 x 4 дюйма, быть некоторые заметные различия. Изображение с камеры FF будет иметь более широкое поле зрения (FoV), объект будет меньше, а глубина резкости будет больше , чем изображение с камеры CB. Это связано с тем, что изображение FF было напечатано с разрешением 600 пикселей на дюйм, а изображение CB — с разрешением 400 пикселей на дюйм. Увеличив каждый пиксель с камеры CB на 50%, мы также увеличили размер каждого круга размытия .на ту же сумму. Это означает, что самый большой круг размытия, спроецированный на датчик CB, который будет восприниматься как точка, на 33% меньше (обратное значение 3/2 равно 2/3), чем на датчике FF. Если бы мы напечатали изображение FF на бумаге 9 x 6 дюймов, а изображение CB на бумаге 6 x 4 дюйма, глубина резкости была бы одинаковой (оба напечатаны с разрешением 400 пикселей на дюйм), как и размеры объекта на обоих отпечатках. Если бы мы затем обрезали центр отпечатка 9" X 6" до отпечатка 6" X 4", мы бы снова получили почти идентичные отпечатки.
Если мы прикрепим один и тот же объектив 50 мм к обеим камерам и сделаем снимок одного и того же объекта с диафрагмой f/2 с разных расстояний, чтобы размер объекта был одинаковым, и распечатаем оба изображения на бумаге размером 6 x 4 дюйма, будут заметны некоторые различия. . Перспектива изменится, потому что изображение CB было снято на большем расстоянии от объекта. Объект будет казаться сжатым на изображении CB по сравнению с изображением FF. Если детали фона видны, фон также будет казаться ближе к объекту, чем на изображении с датчика FF. Поскольку объектив 50 мм был сфокусирован на 50% большем расстоянии, глубина резкости также увеличилась на 50%. Если объект был в 10 футах с помощью камеры FF и в 15 футах с помощью камеры CB, вот результирующие расчеты глубины резкости:
Эти расчеты основаны на кружке нерезкости (CoC) 0,03 мм для камеры FF и 0,02 мм для камеры CB. Это связано с тем, что мы печатаем с разрешением 600 ppi для FF и 400 ppi для CB (и пиксели имеют одинаковый размер для обоих — 0,01 мм или 10 мкм).
На самом деле мы все знаем, что пиксели на большинстве сенсоров FF больше, чем пиксели на большинстве новых сенсоров CB. Они варьируются от 6,92 мкм на 18-мегапиксельной модели FF Canon 1D X до 7,21 мкм на 16-мегапиксельной камере D4 и 4,7 мкм на 36-мегапиксельной модели FF Nikon D800. Кадрированные тела варьируются от 4,16 мкм для 18-мегапиксельной камеры Canon 7D до 3,89 мкм для 24-мегапиксельной камеры Nikon D7100 (у D7200 будет около 3,0 мкм) до 5,08 мкм для 14-мегапиксельной камеры Sony SLT Alpha 33. Во всех случаях размер пикселя значительно меньше, чем общепринятый CoC составляет 0,03 мм (30 мкм) для камер FF и 0,02 мм (20 мкм) для камер 1,5x CB. Для камер Canon 1,6x CB обычно используется 0,019 (19 мкм). Пиксель самого большого размера, который Canon использовал за последнее десятилетие или около того, составлял 8,2 мкм для 12,8-мегапиксельной камеры FF 5D и 8,2-мегапиксельной камеры APS-H 1D mkII.Все это означает, что на уровне просмотра пикселей размытие фокуса будет видно даже для объектов в пределах принятой глубины резкости, потому что допустимый круг размытия где-то в 4-7 раз больше, чем пиксели на современных зеркальных фотокамерах. Чтобы рассчитать глубину резкости на уровне пикселей, вам нужно будет использовать CoC размером пикселей вашей камеры, который будет намного уже, чем используется в большинстве калькуляторов глубины резкости.
Сенсор меньшего размера не изменяет фокусное расстояние или диафрагму, он просто захватывает только центральную часть изображения — это почти то же самое, что взять полнокадровое изображение и обрезать его, чтобы оставить только центр.
Когда вы берете только центр изображения, это выглядит так, как будто вы увеличили масштаб — так что поле зрения 50-мм объектива на кроп-сенсоре 1,6 выглядит как 80-мм на полнокадровом сенсоре — но это выглядит так, потому что вы видите только центр 50-мм изображения, фокусное расстояние по-прежнему равно 50 мм, и изображение, которое вы получаете, эквивалентно центру 50-мм изображения, а не истинному 80-мм объективу.
То же самое касается диафрагмы: 50-мм изображение, снятое с f/8 на кроп-сенсоре, совпадает с центром 50-мм изображения с f/8 на 35-мм сенсоре, это не то же самое, что 80-мм изображение, снятое с f/12. (очевидно, это не то же самое, что 80 мм f/8)
Нет никакого «эффекта множителя фокусного расстояния», и точка. Фокусное расстояние объектива НЕ меняется волшебным образом, потому что вы используете датчик меньшего или большего размера, оно остается точно таким же.
Все, что вы получаете, — это изображение, вырезанное из того, которое вы бы получили, если бы использовали тот же объектив для записи изображения на матрицу большего размера. Таким образом, глубина резкости будет такой же, как если бы вы использовали этот датчик большего размера.
Другими словами, объектив 50 мм f/1,8 на камере APS-C будет больше похож на объектив 80 мм f/2,8 (примерно 1,8 * 1,6x) в эквиваленте 35 мм — по глубине резкости, без учета экспозиции.
Да, объектив 50 мм f/1,8 на камере APS-C будет больше похож на объектив 80 мм f/2,8 (примерно 1,8 * 1,6x для Cannon) в эквиваленте 35 мм, поскольку ГРИП и в некоторой степени уровни шума изображения касается, предполагая одинаковую скорость затвора и перекадрирование для компенсации и т. д.
Да, диапазон глубины резкости точно и обратно пропорционален кроп-фактору (при условии, что все остальное одинаково (фокусное расстояние, расстояние фокусировки и f/stop равны), и предполагается, что CoC вычисляется по диагонали сенсора.
Это легко увидеть на калькуляторе по адресу http://www.scantips.com/lights/dof.html .
Это связано с тем, что глубина резкости основана на окончательном увеличении изображения, а датчики меньшего размера требуют большего увеличения (для сравнения при том же размере).
Я сделал несколько сравнений, используя онлайн-калькулятор глубины резкости. Вы натолкнулись на то, чего я не знал; повезло тебе! Как вы обнаружили, умножение диафрагменного числа на 1,6 дает эквивалентную глубину резкости. Я очарован этим, и мне нужно исследовать почему и почему.
Чтобы сравнить яблоки и апельсины по глубине резкости для двух разных форматов, необходимо использовать разные критерии размера кружка нерезкости. Речь идет о том, что объектив обрабатывает каждую точку на объекте отдельно, а затем проецирует эту точку на пленку или цифровой чип. Этот крошечный круг света — наименьшая часть оптического изображения, содержащая разум.
Для того чтобы мы могли назвать какую-то часть изображения «резкой», это изображение должно состоять из кругов, которые настолько малы, что мы не можем различить их как диск, мы видим точку без измерения. Газетные картинки сделаны слишком крупными точками чернил, мы говорим, что газетные картинки нечеткие. Насколько велик максимальный размер кружков нерезкости? Они должны быть 0,5 мм в диаметре или меньше, если смотреть с нормального расстояния чтения. Это означает, что полный кадр (FX) должен иметь объектив, который проецирует круги, которые достаточно малы, чтобы их можно было увеличивать. Kodak использовала размер круга 1/1750 фокусного расстояния, а Leica использовала 1/1500 фокусного расстояния для важной работы. Использование доли фокусного расстояния является стандартным для отрасли способом выполнения вычислений, поскольку в основном учитывается степень увеличения, необходимая для печати 8X10 или компьютерного дисплея.
Теперь стандарты Kodak и Leica слишком строгие, поэтому в повседневной работе в отрасли обычно используется 1/1000 фокусного расстояния. Это соответствует размеру круга 0,05 мм для объектива 50 мм и размеру круга 0,08 мм для объектива 80 мм.
Получено из онлайн-компьютера глубины резкости с использованием этих двух размеров круга:
50 мм при f/1,8 в фокусе 10 футов ГРИП от 9,05 до 11,2 футов в кружке нерезкости 0,05 мм 80 мм при f/2,8 в фокусе 10 футов ГРИП от 9,05 до 11,2 футов в кружке нерезкости 0,08 мм
50 мм при f/11 в фокусе 10 футов ГРИП от 5,96 до 31,1 фута в кружке нерезкости 0,05 мм 80 мм при f/18 в фокусе 10 футов ГРИП от 6 до 30 футов в круге нерезкости 0,08 мм
50 мм при f/4 в фокусе 10 футов ГРИП от 8,07 до 13,2 фута в кружке нерезкости 0,05 80 мм при f/6,4 в фокусе 10 футов ГРИП от 8,09 до 13,1 фута в кружке нерезкости 0,08
Кроп-фактор 1,6 на самом деле является коэффициентом умножения или увеличения. Рамка FX имеет размеры 24 мм на 36 мм с диагональю 43,3 мм. Ваш APS-C имеет размеры 15 мм на 22,5 мм с диагональю 27,0. Соотношение составляет 43,3 ÷ 27,0 = 1,6 (коэффициент кадрирования или увеличения). Кстати, это 1/1,6 х 100 = 62,5%. Размер APS-C составляет 625% размера FX.
Много математики, я называю это абракадаброй! Могу сказать так - сегодня исполнилось 79 лет!
Майкл С