Az objektív optika értelme a terményérzékelős kamerákhoz
Ha egy új kamera beszerzésén gondolkodik, vagy egy kamera frissítésén gondolkodik, valószínűleg már mindent hallott a termésérzékelős kamerákról, de mit jelent ez? Hogyan befolyásolja a crop factor az objektívválasztást? Amikor rendszereket fontolgat, gyakran nem csak a fényképezőgép testét kell figyelembe vennie, hanem az adott rendszer objektíveinek kiválasztását is.
Érzékelő optikák és ekvivalenciák
Termésérzékelő optika
A legtöbb új fotós gyakran termésérzékelős fényképezőgépekkel kezdi, mert általában olcsóbbak. De ahogy egyre fejlettebb lesz, van értelme teljes keretrendszerre frissíteni? Ha frissítésen gondolkodik, van ésszerű frissítési út?
Például érdemes full frame objektíveket vásárolni a termésérzékelő házához? Annyira zavarosnak tűnik, és hogy igazságosak legyünk, kissé bonyolult, és az egyszerű hüvelykujjszabályok nem mondják el a teljes történetet. Ahelyett, hogy magukban a fényképezőgép-érzékelőkben mutatkozó különbségeket nézzük (mindegyik nagyon jó), próbáljuk meg megérteni magukat az objektíveket.
Hasonló gyújtótávolságú objektívek – az Olympus micro 4/3rds 40-150 mm f/2.8 (80-300 mm-es megfelelője) és a Canon 100-400 mm f/4.5-5.6 (teljes képkockához).
Lencseméretek
Ha objektíveket néz, sok különböző gyújtótávolságot és rekesznyílást fog látni. Még ugyanattól a gyártótól is ugyanahhoz a fényképezőgéphez, gyakran különböző rekesznyílás és gyújtótávolság kombinációk léteznek. Mivel a fotózás fontos része az optika, hogyan kezdheti el a különböző méretű érzékelők objektíveinek összehasonlítását? Hogyan kapcsolódnak az objektívek a nézett fényképezőgépvázhoz?
Fifty 50 mm (teljes keret a bal oldalon) és mikro 4/3rd 25 mm (50 mm-es megfelelője) a jobb oldalon.
Továbbmenve, hogyan befolyásolják a különböző méretű termésérzékelők az objektív optikáját? A termésérzékelős fényképezőgép f/2.8-as objektívje valójában f/2.8-as objektív, vagy valami más? Mi a helyzet a nagyobb formátumú kamerákkal? Miért tűnnek olyan nagynak a kisebb rekesznyílások (f-stop), de a képek olyan gyönyörűek, nagyszerű háttérleválasztással és bokeh-hatásokkal?
Ez mind az objektív optikájával és a termésérzékelők egyenértékűségével kapcsolatos, ami a fotózás egyik nagy titka, amelyet a legtöbb fotós nem igazán ért.
Lencseoptikai alapismeretek
Ahhoz, hogy megértsük a lencse optikáját, meg kell értenünk, mit tesz a lencse a beléjövő fénnyel. A lencsén keresztül érkező fény valójában megfordítja, és a képet fejjel lefelé fordítja. A fény a digitális érzékelőre vetül, miután áthaladt a lencsén.
A gyújtótávolság és a kép az érzékelőre tolódik.
A legtöbb objektívet a gyújtótávolság és a maximális rekeszérték határozza meg. Minél nagyobb a gyújtótávolság, annál közelebbinek tűnnek a távoli tárgyak. Így például a sportolók és a madármegfigyelők általában sokkal nagyobb gyújtótávolságot szeretnének, hogy közel kerüljenek.
Az alacsonyabb számok kiszélesítik a látómezőt, hogy több dolog elférjen a képen (széles látószögű objektívek), és gyakran a tájfotósok szakma eszközei. A 35 mm-es ekvivalensekben a 200 mm-es objektív hosszú objektív, a 20 mm-es pedig nagyon széles objektív.
Relatív rekesznyílás-méret illusztráció.
A rekesznyílás f-stop száma az írisz vagy a lencsén lévő lyuk méretét jelzi. Az objektív besorolása az írisz által nyitható legnagyobb rekesznyílás alapján történik. Minél több fényt enged be, annál nagyobb zársebességre lesz szüksége. E tulajdonság miatt a nagyobb maximális rekesznyílású objektíveket gyorsabb objektíveknek nevezzük. Például egy f/2.8-as objektív elég gyorsnak, az f/5.6-os objektív (gondolom kit objektívnek) pedig elég lassúnak számít.
Optikai matematika
Legyen minimális a geek matematika, de valóban segít megérteni az objektív optikáját.
A gyújtótávolság nem az objektív tényleges hosszának mérése, hanem az optikai távolság kiszámítása attól a ponttól, ahol a fény konvergál, és éles képet alkot a digitális érzékelőn a kamera fókuszsíkjában. A rekeszérték ezzel szemben a lencsén lévő írisz által létrehozott lyuk mérete. A rekeszérték geometriailag összefügg az objektív gyújtótávolságával. Például egy f/2,8-as objektív egy 100 mm-es gyújtótávolságú objektíven 100 osztva 2,8 =35,7 mm. Mivel az objektív gyújtótávolsága határozza meg a rekesznyílás méretét, ez független az érzékelő méretétől, de függ a gyújtótávolságtól.
Hasonló tartományt lefedő segédobjektívek – a Canon 24-105 mm f/4 és az Olympus 12-40 mm-es Making Sense of Lens Optics terményérzékelős fényképezőgépekhez f/2.8 (24-80 mm-es megfelelője).
A zoomobjektívek egynél több rekesznyílással rendelkezhetnek, mivel az írisz nem nő meg az objektív hosszabbodásával. Mivel matematikai összefüggésről van szó, az azonos írisznyílás melletti nagyobb gyújtótávolság csökkenti a rekeszt. A drágább zoomobjektívek a teljes tartományban azonos rekesznyílással rendelkeznek, de ez egy kicsit mérnöki teljesítmény, mivel az írisznek nagyobbnak kell lennie, ahogy az objektív nagyobb gyújtótávolságra zoomol.
Kamera-érzékelő formátumának frissítése
A filmes fotózás aranykorában többféle formátumot diktált a filmállomány. Az egyik legelterjedtebb méret a 34,98 ± 0,03 mm (1,377 ± 0,001 hüvelyk) szélességű lánckerék fóliakészlet által diktált 35 mm-es fólia volt. A filmes időkben is többféle formátum létezett, nagyobb és kisebb filmkészlet is elérhető volt, ami az objektívméretet és a teljesítményt is befolyásolta.
Amikor a digitális érzékelőket eredetileg állókamerákhoz fejlesztették ki, a nagyobb érzékelők megfizethetetlenül drágák voltak, ezért kisebb érzékelőket használtak. Az érzékelőméretek széles választéka létezik, és ez a sokféle érzékelőméret befolyásolja a fényképezőgépek objektíveinek működési mechanikáját.
Ha egy érzékelő közel van a 35 mm-es filmanyag méretéhez, azt teljes képkockásnak nevezik. Minden kisebbet terményérzékelőnek nevezünk. Bármi, ami nagyobb, általában közepes formátumnak nevezik, bár a teljes képkocka méreténél nagy eltérések mutatkoznak. Az érzékelők nemcsak méretükben, hanem geometriájukban is különböznek egymástól.
Terményérzékelő relatív méretei
Érzékelőméretek
Általánosságban elmondható, hogy a teljes keretes érzékelő téglalap alakú, amely nagyjából 36 mm x 24 mm méretű, ami 3:2 hosszúság-szélesség arány, és 862 mm négyzetméter területet fed le. Ezzel szemben a mikro 4/3-os terményérzékelő 17,3 mm x 13 mm (4:3 arány), amely 224,9 mm négyzetméter területet fed le. A Nikon/Pentax APS-C terményérzékelő 23,6 mm x 15,7 mm (arány 3:2), és 370 mm négyzetméter területet fed le, míg a Canon APS -C érzékelő 22,2 mm x 14,8 mm (arány 3:2), de csak 328,5 mm négyzetméter. A nagyobb formátumok (nagyobb, mint a teljes képkocka) általában négyzet alakúak.
Sokszor a vágási tényezőket az érzékelő sarkai és sarkai közötti átlós távolság nagysága alapján számítják ki. Például egy teljes képkocka érzékelő kétszer akkora átlós, mint egy mikro 4/3-os érzékelő, ezért a vágási arány 2x. A Nikon APS-C terményérzékelőnél az arány 1,5-szeres, a Canon APS-C terményérzékelőnél pedig 1,6-szoros.
Az érzékelő lábnyomainak összehasonlítása
Négyzet versus kör
A lencsék kerekek, míg az érzékelők téglalap vagy négyzet alakúak. Tehát minden kamera levágja a kép egy részét, mert a kerek lencsék kör alakú képet vetítenek az érzékelőre, amely egy téglalap. Ez azt jelenti, hogy a képkör szélei le vannak vágva.
A fényképezőgépgyártók úgy alakítják ki az objektív/kamera kombinációkat, hogy a teljes érzékelő nagy lefedettséget kapjon a képkörről (ezt fedőerőnek nevezik). Ez problémákat okozhat, ha nem egyezik az érzékelő mérete és annak az érzékelőnek a mérete, amelyhez az objektív készült.
Képkör teljes képkockával és mikro 4/3-os kerettel
Tehát, hogyan befolyásolja a Crop Factor a képeket?
Számos tényező befolyásolja a képeket. Az érzékelő mérete befolyásolja a képeket, de a gyújtótávolság és a rekesznyílás mérete is, de ezek az objektív fizikai tulajdonságai, és nem befolyásolja a vágási tényező. Legalábbis nem közvetlenül.
A termésérzékelők fénygyűjtésre és gyújtótávolságra gyakorolt hatásának szemléltetésére tesztképsorozatot állítottak fel (ezek nem túlzottan tudományosak, de inkább szemléltető jellegűek). Egy Olympus EM1 Mark II (Micro 4/3rds érzékelő – 2-szeres kivágási tényező) és egy Canon 5D Mark IV (teljes képkocka) használatával.
Olympus EM1 Mark II, micro 4/3rds kamera
Canon 5D Mark IV full frame fényképezőgép.
A gyújtótávolság-konverzió és a fénygyűjtési konverzió szemléltetésére a kamerákat egymás mellé állítottuk, csak a gyújtótávolság-konverziót alkalmazva. Az érzékelők geometriája nem teljesen azonos, ezért úgy lettek levágva, hogy illeszkedjenek egymáshoz (8×10 arány).
Kameraméret-összehasonlítás (bal oldalon teljes képkocka, jobb oldalon mikro 4/3)
Mindkét kamera ugyanarra a kilátásra irányult.
Tesztelje az egymás melletti kamerák beállítását.
Ökökölszabályok a valósággal szemben
A gyújtótávolságot általában a teljes képernyõs szenzorok ekvivalensévé alakítják át, hogy ugyanazt a látómezőt adják, megszorozva a gyújtótávolságot az érzékelő átlóarányával. Például egy 25 mm-es objektív egy mikro 4/3-as érzékelőn megfelel egy 50 mm-es objektívnek egy teljes képkockás fényképezőgépen (a kivágási tényező 2:1).
Az 50 mm-es objektívhez illeszkedő Canon EFS (termésérzékelő) objektív 31 mm-es. Ez fordítva is működik. Ha teljes képkockás objektívet helyez a terményérzékelő kameraházára, a gyújtótávolság megsokszorozódik (ugyanaz az 50 mm-es objektív olyan lesz, mint egy 75 mm-es objektív a termésérzékelőn). Ez az ökölszabály működik.
A szerkesztő megjegyzése: Az optika nem ugyanaz, de ez egy általánosan elfogadott módszer a terményérzékelők megértésére.
24 mm-es ekvivalens – azonos zársebesség és ISO, teljes képkocka a bal oldalon és Micro 4/3 a jobb oldalon (mindkettő f/4, ISO200, 1/160).
Rekesz és mélységélesség
Egy másik ökölszabály, amely nem működik olyan jól, hogy adjon hozzá egy-két ütközőt a rekesznyíláshoz (a vágástól függően). Miért nem működik? Nos, itt többről van szó.
A rekesznyílás befolyásolja az objektív fénygyűjtő képességét, de termésérzékelős kameránál a kisebb érzékelő nagyobb mélységélességet (fókuszban lévő területet) eredményez. Ez azt jelenti, hogy a 200 ISO-érzékenységű f/2.8-as objektív zársebessége nagyon közel azonos legyen bármely fényképezőgépházon (a fénymérők eltérései lehetnek az egyik kameratesten a másikon). Tehát az f/2.8-as objektív mindig f/2.8-as a fénygyűjtéshez.
70 mm-es ekvivalensnél – azonos zársebesség és ISO, teljes kép a bal oldalon és Micro 4/3 a jobb oldalon (mindkettő f/4, ISO200, 1/80).
A dolgok bonyolultabbá tétele a kép megjelenése. A termésérzékelőn lévő bokeh soha nem lesz olyan jó, mint egy teljes képkocka érzékelő, mivel a teljes képérzékelő extra területe megváltoztatja a mélységélességet (a fókuszban lévő kép mennyiségét) a termésérzékelőhöz képest. Ez nem annyira az objektív függvénye, mint az érzékelő méretétől. Ez elég finom lehet, de ez egy tényező, különösen portrék esetében.
200 mm-es ekvivalens – azonos záridő és ISO, teljes kép a bal oldalon és Micro 4/3 a jobb oldalon (f/4, ISO 200, 1/30).
200 mm-es ekvivalens – azonos záridő és ISO, teljes kép a bal oldalon és Micro 4/3 a jobb oldalon (f/4, ISO 200, 1/40).
Teljes képkockás objektívek termésérzékelős kamerákon
Az objektívek általában sokkal tovább tartanak, mint a jó objektívekkel rendelkező fényképezőgépek, amelyek két-három kameratest-iterációig bírják. Sokan követik azt a közmondást, hogy fektessenek be üvegbe. Tehát ha olyan termésérzékelő vázat használ, amely képes a teljes képkocka objektívek fogadására, miért ne vásároljon teljes keretes objektíveket, amíg nem áll készen a teljes keret megvásárlására? A válasz nem feltétlenül az, mert lehet, hogy nem olyan éles, mint a crop objektívek, még akkor sem, ha az objektív névlegesen azonos méretűnek tűnik.
A teljes keretes objektívek drágábbak, mint a crop objektívek, de gyakran más funkciókért kell fizetni, beleértve az időjárás elleni védelmet és a jobb, tartósabb konstrukciót. Az érzékelőméretek közötti nagy különbségek miatt a teljes keretes objektívek terményérzékelőre való felszerelése azt jelenti, hogy csak az objektív középső részét használja, de a részletek jobban koncentrálódnak erre a területre. Ez megkérdőjelezheti a teljes keretes objektívek optikai minőségét.
Gyakran jobb minőségűek, de nem elég jobbak ahhoz, hogy figyelembe vegyék az érzékelők közötti méretkülönbségeket. Tehát ha nem tudja, hogy hamarosan frissíti a fényképezőgépet, előfordulhat, hogy nem kívánja használni a teljes keretes objektíveket a kivágott testeken.
Egy másik szempont, hogy a terméstényezőt fordítva kell használni. A Canon crop testén (1,6 vágási tényező) a 24 mm-es objektívből 38,4 mm-es objektív lesz. Ez azt jelenti, hogy széles látószögű objektívekkel nem lehet olyan széles látószöget elérni.
A kivágott testen lévő teljes képkockás objektív a vágási tényezővel növeli a fókusztávolságot
Következtetés
Sok tévhit él az objektívekkel kapcsolatban, ha összehasonlítjuk őket az érzékelőméretek között. Az alapfunkciók, a fénygyűjtési képességek és a geometriai összefüggések megértése segíthet a kamerarendszereken belüli objektívek és az érzékelőméretek közötti összehasonlításban.
Minden kamerarendszerhez nagyszerű objektívek állnak rendelkezésre, amelyek fantasztikus eredményeket produkálnak. Az objektívek ugyanolyan fontosak, mint a fényképezőgép váza. Tehát a rendszer kiválasztásakor ügyeljen arra, hogy az adott fényképezési stílushoz szükséges objektívet válassza.