Кроп-фактор

Внешняя красная рамка показывает границы обычного кадра 24×36 мм, внутренняя, синяя — границы кадра цифровой камеры (15×22,5 мм)

Кроп-фактор (от англ. Crop factor, crop — обрезать, factor — множитель) — термин из области цифровой фотографии, числовое отношение линейного размера кадра цифровых камер к полю стандартного 35 мм кадра. Большинство сенсоров выпускаемых цифровых камер имеют размер, меньший, чем у обычного кадра 24×36 мм. При использовании объектива, расчитанного на 35 мм кадр, на сенсор проецируется только центральная часть изображения, а оставшаяся часть «обрезается» краем матрицы.

У таких DSLR-камер кроп-фактор лежит обычно в пределах 1,3-2,0. Среди DSLR-камер наиболее распространены кроп-факторы 1,6 и 1,5 (стандарт APS).

Уменьшение угла зрения объективов[править | править код]

Объектив F=50 мм для формата APS-C (кроп-фактор 1.6) даёт изображение, эквивалентное по полю зрения в объективом F=70 мм для 35 мм фотоаппарата.

Из-за кроп-фактора угол изображения объективов уменьшается.

Например, объектив с фокусным расстоянием 28 мм на полном кадре будет обладать углом зрения примерно 73° по диагонали. На кроп факторе 1,6 этот угол составит всего 50° по диагонали, что эквивалентно объективу с фокусным расстоянием примерно 45 мм ((28 × 1,6 = 44.8) для 35 мм плёнки.

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

Однако, кроп-фактор может принести пользу, когда требуется узкое поле зрения. Например, 300 мм объектив с учетом кроп-фактора 1,6 дает такой же угол зрения, как 480-ти миллиметровый. Кроме этого, характеристики у обычных объективов обычно падают к краям, поэтому объективы на меньшей матрице дают более однородное по качеству изображение.

Надо заметить, что объектив всегда дает одно и то же изображение, независимо от того, с какой камерой он используется. Увеличение (или уменьшение) изображения происходит только потому, что оно проецируется на матрицу меньшего (или большего) размера и будет выглядеть увеличенным (или уменьшенным) при печати на том же формате.

Эквивалентное фокусное расстояние[править | править код]

Для удобства был введен термин «Эквивалентное фокусное расстояние». Термин характеризует фокусное расстояние объектива с эквивалентным углом зрения для кроп фактора. Например, о объективе 31 мм будут говорить как об эквиваленте 50 мм для 35 мм камер.

Для сравнения фокусных расстояний двух объективов, предназначенных для разных фотоаппаратов, необходимо указанные на объективах фокусные расстояния (ФР) домножить 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. Домножив фокусные расстояния на кроп-фактор получаем эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР) 28-84 мм.

2. Объектив фотоаппарата Olympus C-900Z имеет маркировку «5,4-16,2 mm». кроп-фактор данного аппарата равен 6,56. Домножив 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 длиннофокусное телепололожение.

Эквивалентная резкостная диафрагма[править | править код]

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 исходный объектив, если пересчитать её относительно размера кадра. Для такой же глубины резкости необходимо использовать «эквивалентную резкостную диафрагму», которая больше, чем у исходного объектива. Отметим, что физически такой объектив может просто не существовать.

На маленьких матрицах сложнее добиться эффекта размытия заднего плана.

Особенности сменной оптики для цифровых камер[править | править код]

Рабочий отрезок и формула расчёта

Большинство производителей сменной оптики, чтобы удовлетворить потребность в широкоугольных объективах для камер с меньшей матрицей (фотосенсором) создали специальные объективы. Так называемые EF-Sные, DXные объективы. Такие объективы проецируют круг изображения меньшей площади, который не покрывает всю площадь обычного кадра 24×36 мм, а соответствует площади кадра цифровой камеры с размером сенсора 15×22,5 мм. Также при конструировании можно сократить рабочий отрезок объектива, за счёт меньшего размера зеркала. Вообще, с целью взаимозаменяемости старых и новых объективов в камерах со сменной оптикой, производители сохраняют у них постоянным рабочий отрезок. Это удобно. Однако, объективы с кроп-фактором для зеркальных камер с уменьшеной матрицей, при одинаковой апертуре намного компактнее и легче. При этом с уменьшением площади фотосенсоров к оптике предъявляются более жёсткие требования по разрешающей способности. Например, для площади фотосенсоров 35мм формата 36х24мм допускается кружок нерезкости иметь в два раза большим, чем для фотосенсоров формата ~15х24мм, при одинаковом количестве пикселей.

Объективы, расчитанные на камеры с кроп-фактором, обычно нельзя использовать с 35 мм камерами. Этому будет препятствовать конструкция крепления объектива к камере. Даже при специальном креплении с применением переходных колец, взаимозаменяемости старой и новой оптики (при равных рабочих отрезках), на различные размеры фотосенсоров (у профкамер фотосенсоры делают 24х36мм), когда возможна установка всех объективов, применение объективов, рассчитанных на малые матрицы (основная масса оптики для камер с размерами фотосенсора 15×22,5 мм), расчитанные на диагональ кадра ~27мм, даст ограниченное поле — т.е. за пределами изображения диаметром 27мм в центре кадра 24х36мм будет чернота.

Некоторые размеры матриц[править | править код]

4/3", 13,5×18 мм, соотношение сторон 4:3

Стандарт 4/3 разработан компаниями Olympus, Кодак и несколькими другими. Сейчас (2007) камеры с фотодатчиками такого формата производят фирмы Olympus и Panasonic. Декларировались цели снижения стоимости производства, веса камер и объективов. Однако выигрыш в весе что самих камер, что сменной оптики к ним, не составляет даже 20 % при сравнении с ближайшими аналогами APS-C формата. А некоторые объективы оказываются даже значительно тяжелее своих близких аналогов.

DX, APS-C формат, около 16.7 x 25.1 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсоры таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных фотоаппаратах, а также в отдельных псевдозеркалках (Sony DSC R1). Они соответствуют «полукадру» 35 мм кадра.

APS-H формат, 18×27 мм, соотношение сторон 3:2, Фотосенсор с линейными размерами в 1,3 раза меньшими, чем у 35 мм кадра
Полнокадровый (англ. full frame) фотодатчик формата 24×36 мм, соотношение сторон 3:2. 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.

Среднеформатный Фотосенсор формата 60×45 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсоры таких размеров «сшиваются» из матриц меньшего размера, что сказывается на их стоимости. Применяются в дорогих камерах.