Начинающему фотографу на заметку: кроп-фактор и фокусное расстояние

Третьего дня одно за другим: шарился по сайту Олимпуса - у объктива подписаны эквиваленты фокусных расстояний для полного кадра; в комментариях к заметке про объектив начали поучать, что 45mm Zuico - это, оказывается, не портретник, а "полутелевик"! Вот так. В ответ на этот дуплет, вот вам заметка: что такое кроп-фактор, фокусное расстояние и как они работают друг с другом. Погнали.

Итак, для начала давайте про основы. Понятия "зеркалка" и "мыльница" прочно вошли в обиходный язык не только профессиональных фотографов, но и даже блогеров-домохозяек. Меньшей популярностью пользуется термин "системные камеры", отчасти, как мне кажется, из-за того что непонятно в чем их кардинальное отличие. Маркетологи придумали для них дурацкое определение: "камеры со сменной оптикой". Понятнее не стало, но типа ясно что это не совсем зеркалки, но и не мыльницы.

Меж тем, коренное различие кроется внутри самой камеры и от типа ее механизма или возможности сменить объектив зависит мало. Например, камеры Nikon D50 и Nikon D610 - обе "зеркалки", только отличаются весом почти вдвое. Как так? А вот так: у D610 матрица (или сенсор) соответствует размеру кадра 35мм пленки (т.н. "полный кадр"), отчего камера и называется полнокадровой (или fullframe), а младший Nikon имеет сенсор меньшего размера: его диагональ в 1,5 раза меньше диагонали полнокадровой матрицы, micro 4/3 (MFT) - вдвое меньшую матрицу, мыльницы - еще меньшую и т.д. Соответственно, меньше размер (и вес) механизмов, оптики и т.д.

Отношение диагонали полнокадровой матрицы к диагонали матрицы камеры называют кроп-фактором (КФ). Наглядное сравнение и значение кроп-фактора для матриц разных систем приведено на следующей картинке.

Кроп-фактор обозначает отношение размеров матриц и к фокусному расстоянию прямого отношения не имеет

Зачем были сделаны "кропнутые" матрицы? Их стали производить, чтобы уменьшить размер и массу техники, а, как следствие, удешевить производство (и снизить цену в рознице, да). Вот еще одна иллюстрация, которая содержит важную цифру - процентное отношение площади матрицы: даже самый лучший кроп не дотягивает до половины фуллфрейма, а micro 4/3 примерно в полтора раза меньше кроп-зеркалок (и матриц беззеркальных системных камер Sony).

Наглядное сравнение размеров и площади кроп-матриц с полным кадром

Так, с полнокадровыми и кроп-матрицами разобрались, кроп-фактор определили. Едем дальше: неужели в Олимпусе сидят дураки и пишут полную дичь на своем сайте? Конечно нет, но своими загадочными определениями они вносят изрядную сумятицу в неокрепший мозг начинающего фотографа. Чтобы понять в чем тут смысл, нужно разобраться с фокусным расстоянием и его эквивалентом.

Не будем сейчас вдаваться в физические характеристики матриц разного размера, влияющие, например, на светочувствительность. Давайте на практике разберемся, на что будет влиять кроп-фактор при фотосъемке, а на что - нет. Проще всего это сделать, нарисовав наглядные картинки.

Для сравнения я взял матрицу формата micro 4/3, которая стоит в моем OM-D E-M10, помимо того, что этот пример мне близок, на ее примере удобно рисовать и считать - КФ равен двум. Ну так вот, для начала давайте посмотрим что происходит с тем светом, что проникает в объектив фотоаппарата.

Результирующая картинка с конкретным объективом будет одинакова, что для полнокадрового фотоаппарата, что для кропа. Только во втором случае записывается лишь часть изображения.

Независимо от размера матрицы, один и тот же объектив будет иметь некое определенное фокусное расстояние или его диапазон. Теперь смотрим на рисунок и понимаем, что вне зависимости от размера матрицы (и КФ!) картинка, "пролезающая" сквозь объектив, будет одинакова, но. Если в полнокадровом аппарате матрица захватит максимальное поле зрения объектива, то в кропе края изображения обрежутся, а если быть более точным, просто не попадут на матрицу и будут проигнорированы. Собственно, с английского "to crop" и переводится как "обрезать".

Фуллфрейм и ФФ-объектив, кроп-матрица и ФФ-объектив, кроп-матрица и кроп-объектив.

Еще одна картинка для наглядности - слева фуллфрейм с полнокадровой оптикой, в центре - кроп-матрица micro 4/3 и полнокадровый объектив, справа - кропнутая матрица и кроп-объектив. Ничего страшного не происходит, фокусное остается все тем же, только уменьшается "воспринимаемая" часть кадра.

Таким образом, получается, что если прикрутить (например через переходник) один и тот же объектив к кропу и полному кадру, мы увидим одно и то же фокусное расстояние, но разное поле зрения, обусловленное размерами матрицы. И вот для компенсации этих потерь в поле зрения как раз таки придумали термин Эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР). На зум-объективах его можно подобрать руками, а на фиксах - "ногами" :) Придется отойти вдвое (для КФ = 2) дальше.

Эквивалентное фокусное расстояние - такое ФР, которое нужно выставить на кроп-камере, чтобы получить кадр, соответствующий кадру на полнокадровой 35мм камере.

Еще один пример, не совсем точный с точки зрения физики оптики, но смысл происходящего должен быть ясен

Интересен и вопрос, а что будет, если сделать наоборот - прицепить кроп-объектив к полнокадровой камере? Если закрыть глаза на то, что некоторые производители программно отключают работу аппаратов в таких конфигурациях, снова ничего страшного - по краю кадра просто появится темная область, виньетка.

Физику явления, как я надеюсь, объяснить более-менее удалось. Давайте теперь в двух картинках разберем как так получилось, что у граждан существует стойкое убеждение про то, что кроп-фактор влияет и на фокусное расстояние. Причем настолько стойкое, даже прочитав про ЭФР, они говорят: "Да, ну может быть, но все равно..." Смотрим на фото:

Пейзаж, снятый на полнокадровый и кроп-объектив с одним фокусным расстоянием

Не важно как и на что оно было сделано, важнее, что если принять его за полный кадр, то поле зрения micro 4/3 будет лишь в границах, отмеченных рамкой. Но вот мы смотрим кадр с кропа отдельно и...

Предыдущий пейзаж так, как будто его снимали камерой micro 4/3 с кроп-фактором 2

У нас создается иллюзия приближения! Почему? А потому, что даже Full HD мониторы имеют размер картинки в 2 мегапикселя, а рассматриваем мы, на минуточку, изображения не менее 13 мегапикселей. Как только мы "кропнули" кадр, количество объектов на экране уменьшилось, а деталей - увеличилось.

В итоге: независимо от формата матрицы, на объективах всегда указывается фокусное расстояние для 35 мм кадра (фуллфрейм), и оно остается неизменным для любого фотоаппарата с которым будет использоваться оптика. Кроп-фактор указывает лишь на отношение площади матрицы к некому эталону в виде полного кадра, он не меняет фокусное расстояние и не "зуммирует" (не приближает!) кадр. Только ограничивает картинку. Да, конечно, для получения поля зрения объектива такого же, как это было бы на 35мм кадре, придется либо выставить ФР = ФРо/КФ, либо отойти на расстояние кратное кроп-фактору - это и будет эквивалентным фокусным расстоянием. Но применение 45мм объектива на micro 4/3 никак не делает его "полутелевиком".