Фокусное расстояние снимка. Фокусное расстояние и перспектива
Одним из самых важных величин, которые характеризуют объектив, является фокусное расстояние. Поэтому понимание этой величины играет важную роль при выборе объектива и получения нужного результата при фотосъемке.
Для начала давайте определим, что такое объектив. Объектив - это оптическая система, состоящая из нескольких элементов (линз), которая формирует изображение. попадающее на сенсор (пленку) камеры.
Оптический центр объектива - это величина, которая эквивалентна сумме оптических центров каждой линзы, входящей в объектив. Он может находится как внутри объектива, так и за его пределами.
Фокусное расстояние - это расстояние от оптического центра объектива до сенсора камеры.
Фокусное расстояние обозначается в миллиметрах. Т.е. если у вас на объективе написано, скажем 35mm, это значит, что расстояние от оптического центра этого объектива до матрицы фотоаппарата составляет 35 мм. Также на старых объективах, выпущенных примерно до 50-60-х годов фокусное расстояние маркировалось в сантиметрах.
Внимание: не путайте фокусное расстояние с задним отрезком (расстоянием от сенсора до задней линзы), это совершенно разные величины.
Давайте рассмотрим как фокусное расстояние практически влияет на компоновку кадра.
Фокусное расстояние влияет на несколько аспектов:
- масштаб изображения (приближение объектов съемки);
- угол обзора изображения;
- перспектива изображения;
- задний план.
Рассмотрим каждый пункт поподробнее. но прежде чем перейти к рассмотрению, я хочу упомянуть об одной важной величине, без которой не будет достаточной ясности в этом вопросе, это площадь сенсора (его геометрические размеры).
Мы знаем что на разных камерах устанавливаются сенсоры с разными геометрическими размерами, это могут быть полнокадровые сенсоры 36х24 мм, ASP-C сенсоры 23,7 × 15,6 мм, а могут быть и совсем маленькие сенсоры 5,8 × 4,3 мм и менее, которые устанавливаются в мыльницах и смартфонах.
При одном и том же фокусном расстоянии объектива, на сенсорах разного размера будет совершенно разная композиция с разным масштабом, углом обзора и перспективой. Более делально этот вопрос рассмотрен в статье про кроп фактор.
Почему так происходит? Давайте проиллюстрируем:
На иллюстрации схематически изображено, как объектив проецирует реальное изображение на матрицу, но то, что мы получаем в кадре, зависит от площади сенсора.
Например на полнокадровом сенсоре мы получаем более широкий угол обзора, чем на APS-C сенсоре, площадь которого в 1,5 раза меньше.
Отсюда и появляется понятие эффективное фокусное расстояние - фокусное расстояние в пересчете на 35мм эквивалент, т.е. при котором композиция в кадре будет такая же, как при использовании объектива с фокусным расстоянием для полнокадрового сенсора. Это сделано для удобства понимания, поскольку существует много разных размеров сенсоров.
Фокусное расстояние и масштаб изображения
Чем больше фокусное расстояние объектива, тем большее увеличение снимаемого объекта он дает и соответственно на фотографии получается больший масштаб изображения.
Например, снимая широкоугольным объективом дерево, мы можем его захватить в кадр полностью, а если мы снимаем то же дерево телеобъективом, то в кадр вместится только его фрагмент. Отсюда и происходит эффект приближения.
Фокусное расстояние и угол обзора
От масштаба изображения зависит и угол обзора в кадре. Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем больший угол обзора.
Например, если мы снимаем пейзажи и панорамы, то для этих целей больше подойдет широкоугольный объектив, поскольку он захватывает больший угол обзора. А если мы снимаем диких животных, то нам больше подойдет телеобъектив, который позволит соблюдать определенную дистанцию от объекта съемки.
Давайте рассмотрим на примерах зависимость угла обзора от фокусного расстояния.
Угол обзора особенно заметен при съемке в ограниченном пространстве, например в помещении. Так даже разница между 17 мм и 20 мм имеет существенное значение.
Фокусное расстояние и перспектива изображения
Кроме угла обзора, фокусное расстояние также влияет и на перспективу изображения. Человеческий глаз видит наш мир в перспективе, которая соответствует фокусному расстоянию примерно 50 мм. Поэтому фотографии сделанные объективом 50 мм формируют изображение, которое привычнее для человеческого глаза.
Широкоугольный объектив передает перспективу более выражено, поскольку масштаб объектов на переднем плане и на заднем плане будут отличаться сильнее, от привычного для человека вида.
Телеобъективы наоборот имеют тенденцию сжимать пространство. Масштаб объектов на переднем и заднем плане различается меньше.
Для наглядности рассмотрим примеры ниже:
Перспектива заметна не только на пейзажах. Снимая например портреты, тоже важно соблюдать перспективу, чтобы на лице человека небыло перспективных искажений, нос не казался больше чем на самом деле и т.п. Поэтому классическое портретное фокусное расстояние для 35 мм камер считается 85 мм.
Фокусное расстояние и задний план изображения
Зависимость фокусного расстояния от фона на фотографии актуальна для тех, кто снимает портреты.
Чем меньше фокусное расстояние, и соответственно шире угол обзора, тем больше деталей попадает на задний план композиции. И при одном и том же масштабе снимаемого объекта, который зависит от дистанции съемки мы будем получать совершенно разную композицию, поскольку фон будет отличаться.
Также чем меньше фокусное расстояние, тем ближе нужно подходить к объекту и наоборот. Обратите внимание на мою тень на игрушке в примерах ниже, это результат того, что я подходил к ней слишком близко при съемке на коротких фокусных расстояниях.
Очень часто ошибочно считают, что фокусное расстояние - это дистанция до объекта фокусировки. Это, разумеется, не так. Фокусное расстояние - одна из самых важных характеристик объектива, которая определяет его угол обзора, то есть тот сектор пространства который попадает в кадр. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора объектива.
В зависимости от угла обзора объективы делятся на широкоугольные, нормальные и телеобъективы .
Широкоугольным считается объектив, имеющий угол зрения больше, чем человеческий глаз. Фокусное расстояние широкоугольных объективов - 35 миллиметров и меньше.
Изображение, получаемое таким объективом имеет довольно ярко выраженную перспективу и объекты заднего плана кажутся мельче, чем мы их привыкли видеть, зато угол обзора у такого объектива без проблем позволяет снимать в тесных помещениях. Вот примеры фотографии, сделанных со сверхширокоугольным объективом с фокусным расстоянием 16 мм.
Мы видим, насколько большой угол обзора имеет этот объектив, однако за это приходится расплачиваться значительными искажениями перспективы - особенно они заметны по углам изображения. Вот еще одна фотография, сделанная с 16-мм объективом:
То же самое - огромный угол зрения позволил вместить в кадр громадных размеров амфитеатр. Также заметен ярко выраженный эффект перспективы - небольшие объекты на переднем плане кажутся огромными, а крупные объекты заднего плана - непривычно мелкими.
Широкоугольные объективы применяются в тех случаях, когда одним кадром нужно охватить большое пространство - преимущественно в пейзажной и интерьерной съемке. За большой угол зрения приходится расплачиваться специфической "агрессивной" перспективой - объектив искажает пропорции объектов, находящихся на переднем и заднем планах (см. фото с амфитеатром), а так же имеет склонность к заваливанию вертикальных линий (см. фото в помещении).
Нормальным считается объектив, угол зрения которого приближен к углу зрения человеческого глаза. Другое, более правильное определение нормального объектива - это объектив, имеющий фокусное расстояние, равное диагонали кадра (в случае с пленочным кадром - 43 мм). Фокусное расстояние нормальных объективов может немного отличаться и составляет от 40 до 50 мм. Если сравнивать с широкоугольником, у нормального объектива угол зрения может показаться небольшим, но объектив имеет более "спокойную" перспективу. Фотографии, сделанные с таким объективом воспринимаются наиболее естественно, иногда это называют "эффектом присутствия". Вот пример фотографии, сделанной с объективом 50 мм.
Обратите внимание, что перспектива у нормального объектива намного привычнее и "спокойнее", чем у широкоугольника. Соотношение размеров объектов на переднем и заднем планах привычно для глаз - это главное достоинство нормального объектива. Обратная сторона медали - чтобы сфотографировать достаточно крупный объект, нужно отходить от него достаточно далеко. Это не очень удобно и не всегда возможно. Нормальный объектив наилучшим образом подходит для съемки на открытом пространстве, так называемой "уличной фотографии" (street photo). Для пейзажной съемки и съемки в помещениях у этого объектива может не хватить угла обзора, чтобы вместить в кадр все нужное.
Телеобъективы имеют фокусное расстояние от 60 мм и более. Несложно догадаться, что чем больше фокусное расстояние, тем сильнее объектив "приближает". Телеобъективы с фокусным расстоянием до 135 мм часто называют "портретниками". Они дают имеют относительно небольшой эффект приближения, поэтому снимать удаленные объекты крупным планом ими не получится, однако перспектива у этих объективов оптимальным образом подходит для портретной съемки - искажения пропорций лица минимальны. Вот два примера: первый портрет снят широкоугольником (28 мм):
На фотографии видно, что пропорции лица серьезно искажены - оно выглядит излишне выпуклым и даже глаза как будто смотрят в разные стороны. Вывод - если снимать портрет широкоугольником, получится скорее шарж!
Другой пример - фотография, сделанная с фокусным расстоянием 80 мм:
Теперь с пропорциями все в порядке! Плюс ко всему, увеличенное фокусное расстояние позволило "растянуть" и размыть задний план, теперь он нас не отвлекает от главных объектов.
При съемке портретов еще более крупным планом (closeup), когда лицо занимает большую часть кадра используются объективы с еще большим фокусным расстоянием - до 135 мм. Большее фокусное расстояние в классическом портрете используется редко, поскольку из-за слабо выраженной перспективы лицо может выглядеть излишне плоским. С другой стороны, это может сгладить некоторые недостатки, например, слишком длинный нос.
Объективы с большим фокусным расстоянием применяются, когда нет возможности близко к объекту съемки.
Обратите внимание, что на фотографии плохо передана глубина пейзажа - объекты на переднем плане примерно такие же по размерам, что и на заднем. Из-за этого пейзаж выглядит не естественно. Еще телеобъективы применяются при съемке пугливых птиц и животных, для съемки спортивных фоторепортажей, когда приходится вести съемку с трибуны, а до объекта съемки расстояние может быть несколько десятков метров.
Итак мы определились, какие сюжеты на каких фокусных расстояниях лучше снимать. Для простоты сведем эту информацию в небольшую таблицу.
Разумеется, диапазоны фокусных расстояний ориентировочные - в небольшой табличке невозможно предусмотреть всех жанров и всех авторских задумок! В реальных ситуациях оптимальное фокусное расстояние может существенно отличаться от того, что приведено в таблице.
Как узнать фокусное расстояние объектива?
Для того, чтобы узнать фокусное расстояние объектива, достаточно прочитать его маркировку. Возьмем распространенный объектив Canon - "китовый" (на картинке слева)...
Стрелкой на рисунке помечена надпись, обозначающая диапазон фокусных расстояний - от 18 до 55 миллиметров. Подобные надписи есть на всех без исключения объективах. Если число всего одно, значит объектив имеет фиксированное фокусное расстояние и зума у него нет.
Еще один важный момент, о котором нельзя не упомянуть - это так называемое эквивалентное фокусное расстояние . Те фокусные расстояния, о которых шла речь в разделе про угол обзора и перспективу относятся к пленочным аппаратам, а также цифровым, имеющим матрицу размером с пленочный кадр - 36*24 мм. Такие матрицы называются "фуллфрейм" или FF (от английского Full Frame - полный кадр). Их "вставляют" в основном в профессиональные фотоаппараты. У большинства же любительских и полупрофессиональных аппаратов размер матрицы меньше, чем пленочный кадр в 1.5-1.6 раза. Матрицы такого размера называются APS-C (Advanced Photo System - Classic). Что будет, если, скажем объектив с фокусным расстоянием 50 мм прикрутить, например к Canon EOS 650D с матрицей APS-C? Как картинка при этом будет отличаться от полнокадрового Canon EOS 5D Mark II? Смотрим картинки...
Если на матрицу EOS 5D попадает все изображение, формируемое объективом, то на матрицу любительского 650D попадает только центральная части изображения, она помечена желтой пунктирной рамкой.
В итоге, фотографии, полученные разными аппаратами с одним и тем же объективом будут немного отличаться друг от друга.
Нетрудно заметить, что на матрице APS-C объектив 50 мм как будто дает меньший угол обзора. Следовательно, чтобы получить такой же угол обзора, как на полном кадре, нужно уменьшить фокусное расстояние. На сколько его надо уменьшить, чтобы получить такую же картинку, как на полном кадре? Правильно! Во столько же, во сколько матрица APS-C меньше матрицы FF, то есть, в 1.6 раза! Кстати, коэффициент 1.6 называется кроп-фактором . Чем больше кроп-фактор, тем меньше физический размер матрицы.
50мм: 1.6 = 31.25 мм
Таким образом мы вычислили, какое фокусное расстояние должен иметь объектив, чтобы на матрице APS-C обеспечить такой же угол обзора, который имеет объектив 50 мм на полном кадре - примерно 31 мм. В подобных случаях говорят: объектив с реальным фокусным расстоянием 31 мм на кропе 1.6 имеет эквивалентное фокусное расстояние 50 мм.
Теперь внесем дополнение в таблицу с фокусными расстояниями, которую рисовали выше...
А теперь посмотрим на шкалу расстояний китового объектива и воображаемыми разноцветными маркерами пометим на нем области применения, примерно так:
Естественно, картинка приблизительная, но она наглядно помогает определить - для каких видов съемки подойдет китовый объектив. Диапазон 18-55 мм выбран не с проста - он позволяет выполнять наиболее востребованные виды любительской съемки. Разумеется, возможности китового объектива не безграничны. Им не рекомендуется делать closeup-портреты (самым крупным планом, лицо во весь кадр), для этого желателен объектив с фокусным расстоянием около 85 мм (чтобы эквивалентное фокусное расстояние было 135 мм). Если пытаться снимать подобные портреты на фокусном расстоянии 55 мм, придется это делать со слишком близкого расстояния, что сделает заметными перспективные искажения пропорций лица (конечно, не так сильно как на широкоугольнике, но все же будет заметно). Также китовым объективом невозможно качественно снимать удаленные объекты по причине нехватки фокусного расстояния.
Часто меня спрашивают - если купить "суперзум" (например, 18-200 мм), можно ли им делать красивые портреты? Согласитесь, идея заманчивая - купить один объектив на все случаи жизни! Увы, все не так просто. С одной стороны, диапазон фокусных расстояний у "суперзума" действительно делает его универсальным, но с другой - из-за относительно небольшой светосилы он не всегда может обеспечить малую глубину резкости, а именно она в большинстве случаев определяет красоту портрета. О том, что такое глубина резкости, для чего она нужна и как ей управлять, пойдет речь в следующей главе!
Симулятор фотосъемки с разными фокусными расстояниями от Nikon
Посмотрите, как изменяется поле зрения объектива при изменении фокусного расстояния и при использовании на полнокадровой матрице (FX) и на кропе 1.5 (DX).
Вопросы для самоконтроля
- Определите диапазон реальных и эквивалентных фокусных расстояний у вашего объектива.
- Для каких видов съемки ваш объектив подходит наилучшим образом?
- Какие виды съемки ваш объектив не может обеспечить?
В первую очередь, при выборе видеокамеры следует обращать внимание на угол обзора, так как именно он определяет зону наблюдения. В видеонаблюдении угол обзора играет важную, основополагающую роль. Он зависит от фокусного расстояния объектива камеры и размера ее сенсора. Видеокамера, у которой сенсор большего размера, даже при одинаковом фокусном расстоянии, будет иметь большой угол обзора. Изображение с высокой детализацией можно получить с помощью узкого угла обзора, а не только при увеличении разрешающей способности системы. Если угол обзора видеокамеры будет шире, то детализация объектов в кадре будет хуже.
Цель эксперимента: наглядно показать зависимость углов обзора видеокамеры от используемых объективов.
Рассмотрим примеры для видеокамер, выполняющих «обзорные» функции, которые расположены так, чтобы захватить «общий вид».
Уличные видеокамеры с различным фокусным расстоянием объектива и фиксированным размером сенсора. Камеры расположены таким образом, чтобы продемонстрировать «общий вид» парковки перед зданием.
Для сравнения возьмем следующие модели камер с фиксированными (не подстраиваемыми) объективами, имеющими разные фокусные расстояния:
Объектив 3,6 мм,
Объектив 2,8 мм,
С объективом 1,9 мм,
Размер матрицы: 1/2.9 дюйма - Sony Exmor
Для корректного процесса сравнения использовали все камеры одинакового разрешения 2 Мп на одинаковой матрице размером 1/2.9 дюйма - Sony Exmor CMOS (IMX323).
Высота расположения всех трёх камер в эксперименте одинаковая. Это 3 этаж офисного здания, примерно 10 метров от асфальта. Для того, чтобы более наглядно просмотреть ширину углов обзора камеры, она выравнивалась по правому нижнему углу. А с левого края, с помощью сделанных скриншотов, можно сравнить широкое или узкое видение видеокамеры по горизонтали. В результате проведенного эксперимента было сделано три скриншота.
Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 3.6 мм
На первом скриншоте, изготовленном с помощью видеокамеры PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3 с фокусным расстоянием 3.6мм, в левой части полученного изображения мы можем наблюдать припаркованный на стоянке грузовик и забор слева от него. Угол обзора составляет примерно 72 градуса.
Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 2.8 мм
На скриншоте, изготовленном с помощью видеокамерыс фокусным расстоянием 2.8мм модель PN-IP2-B2.8 v.2.6.3, слева видно ещё порядка 15-20м забора, и часть стоянки позади грузовика. Угол обзора при использовании камеры PN-IP2-B2.8 v.2.6.3 с фокусным расстоянием 2.8мм уже порядка 87 градусов.
Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 1.9 мм
Третий скриншот получен с применением видеокамеры PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2, с широкоугольным объективом, имеющем фокусное расстояние 1,9мм. На изображении можно увидеть уже не только стоянку позади припаркованного грузовика, но и выезд другого грузовика из стоянки. Угол обзора у данной камеры составляет примерно 112 градусов.
Стоит понимать, что чем шире видит камера, тем меньше плотность пикселей и, соответственно, хуже детализация каждого участка получаемого изображения.
Камеры и с не самыми широкими углами обзора имеют право на жизнь и актуальны в использовании, главное правильно подобрать камеру видеонаблюдения отвечающую требованиям за наблюдаемым объектом и удовлетворяющую желаемому результату по качеству картинки.
Расчёт углов обзора видеокамер для всех 3-х случаев
a = 2arctg (d/2f),
a - угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
arctg - тригонометрическая функция (арктангенс);
d - ширина матрицы в миллиметрах;
f - эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;
Для PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3
а1=2*arctg*5,376мм/2*3,6 мм = 73,4 градуса
Для PN-IP2-B2.8 v.2.6.3
a2=2*arctg*5,376мм/2*2.8 мм = 87 градусов
Для PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2
а3=2*arctg*5.376мм/2*1,9 мм = 109 градусов
Наглядно можно изобразить так:
Если Вы хотите получать уведомления о похожих постах, присоединяйтесь к нашему Телеграмм-каналу.
Объективы фотокамер состоят из нескольких линз, которые формируют изображение на матрице. И рассматривая оптические характеристики объектива заменяют группу линз на одну для простоты понимания. По физическим свойствам фокусное расстояние объектива - это расстояние от оптического центра группы линз до матрицы . Измеряется это расстояние в миллиметрах и пишется на объективе.
Для фотографов намного важнее понимание зависимости получаемого изображения от фокусного расстояния.
По соотношению фокусного расстояния (ФР) и диагонали кадра можно разделить объективы на три больших группы:
- Если ФР примерно равно диагонали кадра (матрицы), то такие объективы называются нормальные .
- Если ФР меньше диагонали кадра, то объектив короткофокусный .
- Если ФР больше диагонали кадра, то объектив длиннофокусный .
В фотографии все расчеты ведутся с применением размеров кадра 35 миллиметровой пленки, которая применяется в пленочных фотоаппаратах. Так вот ее диагональ составляет 43 миллиметра. Так еще и в физике считается, что для угла зрения человеческого глаза нормальным принимается фокусное расстояние в 50 миллиметров. Поэтому везде в фототехнике нормальным фокусным расстоянием считается расстояние в 50 миллиметров.
Теперь можно разделить объективы на типы по фокусному расстоянию.
| Фокусное расстояние | Тип объектива | Цели съемки | Угол обзора |
| 4 - 16 мм | рыбий глаз | пейзаж, арт, ландшафты | 180° |
| 10 - 24 мм | сверхширокоугольник | интерьер, пейзаж, намеренное искажение пропорций | 84 - 109° |
| 24 - 35 мм | широкоугольник | пейзаж, архитектура, стрит-фотография | 62 - 84° |
| 50 мм (35 - 65) | стандартный | пейзаж, портрет | 46° (32 - 62) |
| 65 - 300 мм | телеобъектив | портрет, спорт, природа | 8 - 32° |
| 300 - 600 и более мм | супер-телеобъектив | животные и спорт издалека | 4 - 8° |
В данной таблице можно увидеть зависимость угла обзора от фокусного расстояния. Получается, чем меньше ФР, тем больше угол обзора. Снимки объективом с большим углом обзора изменяют перспективу изображения, это выражается в изменении пропорций объектов съемки.
У нормальных (стандартных) объективов, с ФР около 50 мм, снимки получаются наиболее естественными по восприятию. Наилучше подходит для уличной фотографии (street photo).
Объективы с ФР от 50 мм и до 130 мм могут служить как портретные. Наиболее подходящим является ФР в 80 мм для создания портретов.
Переменное фокусное расстояние
Объективы есть с фиксированным или постоянным фокусным расстоянием и с переменным. На объективах с переменным ФР указывается пара чисел – длинный и короткий фокус. Разделив одно значение на другое получим кратность зума, которая и указывается на фотокамере.
Кратность зума совсем не означает во сколько раз увеличится объект, зум показывает лишь что в объективе переменное фокусное расстояние. На сегодня есть 80-кратные зум-объективы. Недостатком таких объективов является уменьшение светосилы. Для достижения большой светосилы применяют объективы с фиксированным фокусным расстоянием.
Фокусное расстояние и кроп-фактор
Все выше перечисленные числовые значения справедливы для 35 миллиметровой пленки и для цифровых матриц размеры которой соответствуют кадру 35-миллиметровой пленки. Такие матрицы называются Full Frame.
Но матрицы бывают разных размеров и для удешевления фотокамер их делают намного меньше Full Frame. Такие матрицы и называются кропнутыми, от слова кроп (обрезать).
Так появился кроп-фактор, который показывает во сколько раз матрица меньше пленочного кадра и равен этот коэффициент отношению диагонали полного кадра к диагонали матрицы.
У матрицы Full Frame кроп-фактор будет равен 1.
И вот если объектив применяется не с полным кадром, а с такой кропнутой матрицей, то изменяется угол обзора. Это соответствует виртуальному увеличению фокусного расстояния. Хотя реальное ФР остается неизменным, ведь это характеристика объектива. Кроп-фактор является справочным коэффициентом и не изменяет реальных параметров объектива.
Например, используя кропнутую матрицу с коэффициентом кроп-фактора 1,6 получаем, что объектив с ФР 50 мм с этим сенсором уже будет иметь виртуальное ФР 50х1,6=80 мм. Такое фокусное расстояние называется эквивалентным (ЭФР). То есть берем фокусное расстояние, указанное на объективе и умножаем на кроп-фактор.
На рисунке выше видно, что применяя меньшую матрицу мы получаем меньший угол обзора, а это изменяет границы снимка (уменьшает границы). Создается впечатление, что мы увеличили объект изменив фокусное расстояние объектива, но ФР остался тем же.
Эквивалентное фокусное расстояние это уже больше характеристика связки объектив+матрица.
Выбор объектива с определенным фокусным расстоянием зависит от ваших творческих предпочтений, компоновки кадра.
Дата публикации: 19.01.2015
Как влияет размер матрицы фотоаппарата на угол обзора объектива?
Это третья часть урока, рассказывающего про объективы для фотокамер. В первой и второй части мы познакомились с устройством и основными характеристиками объективов. О том, что угол обзора и фокусное расстояние объектива - главные характеристики, мы говорили в прошлых уроках. Мы уже знаем, что эти характеристики взаимосвязаны:
Чем меньше фокусное расстояние объектива - тем шире его угол обзора.
Чем больше фокусное расстояние объектива - тем уже его угол обзора.
Когда человек пользуется собственной фотокамерой, он со временем привыкает, что при определенных фокусных расстояниях, его объектив дает тот или иной угол обзора: “приближает” снимаемый сюжет сильнее или слабее. Сохранятся или изменятся эти соотношения между фокусным расстоянием и углом обзора в случае смены фотоаппарата? Сегодня мы это выясним. Часто при обсуждении снимков фотографы говорят: “эта картинка снята с таким-то фокусным расстоянием”, характеризуя тем самым угол обзора, при котором было снято изображение. Даже под фотопримерами в наших статьях часто указано фокусное расстояние объектива, на который эти изображения были сняты. Как узнать, какое фокусное расстояние на вашем фотоаппарате соответствует такому же углу обзора? Как на вашу камеру сделать такое же фото?
Нам предстоит разобраться с тем, как будет зависеть угол обзора объектива от модели вашей камеры, познакомиться с понятиями “кроп-фактор” и “эквивалентное фокусное расстояние”.
Экскурс в историю
Раньше, в пленочную эпоху, широчайшее распространение имела пленка формата 35 мм - обычная фотопленка, знакомая каждому человеку. Она использовалась повсеместно, начиная от простейших компактных фотоаппаратов (пожалуй, у каждого была пленочная “мыльница”), заканчивая серьезной профессиональной техникой. Поскольку все аппараты имели одинаковую площадь светочувствительного элемента (пленочного кадра), на всех аппаратах объективы с одинаковым фокусным расстоянием давали одинаковый угол обзора. К примеру, на любом фотоаппарате, работающем с 35-мм пленкой, объектив с фокусным расстоянием 50 мм имел угол обзора 45°. Напомним, что и в современных полнокадровых цифровых камерах используется сенсор, по размеру равный кадру фотопленки - 24х36 мм.
Угол обзора объектива и размер матрицы
Сегодня же ситуация изменилась. Матрицы в цифровых фотоаппаратах бывают разного размера.
Поэтому при одинаковых фокусных расстояниях объектива на разных камерах угол обзора будет зависеть еще и от того, каков размер матрицы фотоаппарата. Взглянем на схему:
Получается, что если на полнокадровой матрице (или на пленочном кадре) объектив с фокусным расстоянием 50 мм обеспечит угол обзора 45°, то на матрице формата APS-C - уже 35°. На фотокамере системы Nikon 1 с еще более компактной матрицей формата 1” тот же объектив даст угол обзора всего лишь 15°. Чем меньше в фотоаппарате матрица, тем сильнее объектив с тем же фокусным расстоянием будет “приближать”. Один и тот же объектив, будучи установленным на разные фотоаппараты, будет давать совершенно разную картинку. Это нужно учитывать при выборе оптики.
Поскольку сегодня в различных камерах установлены матрицы совершенно разного размера, легко запутаться с тем, какой угол обзора даст объектив с тем или иным фокусным расстоянием на той или иной фотокамере.
Фотографам старой закалки, привыкшим к работе с пленочной фототехникой и к классическим значениям фокусных расстояний, четко ассоциируют их с конкретными углами обзора. Чтобы разобраться с тем, какому фокусному расстоянию соответствует тот или иной угол обзора объектива на современных аппаратах, было введено два понятия: кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние.
Эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР)
Данная характеристика не нужна новичкам, тем кто купил свою первую фотокамеру - ему цифры эквивалентного фокусного расстояния ни о чем не скажут. А вот опытным фотографам, привыкшим к пленочной фототехнике, эта характеристика окажется полезной. Также она будет полезна тем, кто задумался о покупке новой фотокамеры с матрицей другого размера и хочет выбрать подходящую для нее оптику, узнать, как на новой камере будут работать его старые объективы.
Эквивалентное фокусное расстояние позволяет узнать, какое фокусное расстояние будет иметь объектив с таким же углом обзора на полнокадровой (или пленочной) фотокамере. Эта характеристика позволяет сравнивать объективы, всех типов камер, в том числе и компактных. В характеристиках объектива, рассчитанного не под полнокадровую камеру, зачастую можно найти пункт “эквивалентное фокусное расстояние” или “фокусное расстояние в 35-мм эквиваленте”. Этот пункт нужен для того, чтобы фотограф, смог разобраться с тем, какой угол обзора даст данный объектив. К примеру, для объектива с фокусным расстоянием 50 мм, установленного на камеру с матрицей APS-C эквивалентными фокусным расстоянием будет 75 мм. Крохотное фокусное расстояние 4,3 мм, используемое в объективе компактной камеры, соответствует по углу обзора 24-мм объективу на полном кадре.
Как рассчитать самому эквивалентное фокусное расстояние? Для этого нужно знать кроп-фактор . Это условный множитель, отражающий изменение угла обзора объектива при его использовании с матрицами меньшего размера. Этот множитель выводится при сопоставлении диагоналей матриц цифровых аппаратов с пленочным кадром 24х36 мм. Слово “кроп-фактор” происходит от английских слов crop - “обрезать” и factor - “множитель”.
Например, диагональ матрицы формата APS-C меньше полнокадровой примерно в 1,5 раза. Так что кроп-фактор для матрицы APS-C будет равен 1,5. А вот диагональ матрицы формата Nikon CX меньше полнокадровой в 2,7 раз. Поэтому ее кроп-фактор будет равняться 2,7. Теперь, зная кроп-фактор, мы сможем рассчитать и эквивалентное фокусное расстояние для объектива. Для этого нужно фактическое фокусное расстояние объектива умножить на кроп-фактор. Допустим, нам необходимо узнать эквивалентное фокусное расстояние для объектива 35 мм, если он будет установлен на камеру с матрицей APS-C. 35х1,5=50мм. Итак, эквивалентное фокусное расстояние такого объектива будет равно 50 мм. То есть на любительской зеркалке 35-мм объектив будет вести себя так же, как классический “полтинник” на полном кадре.
В дальнейших уроках мы будем изучать, какими объективами пользуются при съемке различных сюжетов, укажем их фокусные расстояния как для фотокамер с матрицей APS-C, так и для полнокадровых аппаратов.
Размеры матриц и кроп-фактор фототехники Nikon
В современных системных зеркальных и беззеркальных фотокамерах Nikon применяется всего три стандарта матриц различного размера. В них легко разобраться.
Полнокадровые матрицы (Nikon FX). Имеют физический размер 36х24 мм, то есть равны по размерам кадру с 35-мм пленки. На такие фотоаппараты рассчитано большинство современных объективов. И на них они могут раскрыть весь свой потенциал. Среди современных аппаратов Nikon, полнокадровыми матрицами оснащаются: Nikon D610, Nikon D750, Nikon D800/D800E, Nikon D810, Nikon D4/D4s, Nikon Df. Поскольку матрица таких фотоаппаратов равна по размерам пленочному кадру, то и понятие кроп-фактора и ЭФР для таких аппаратов не нужно.
Матрицы формата APS-C (Nikon DX). Имеют физический размер 25,1х16,7 мм и кроп-фактор 1,5. Такая матрица незначительно меньше полнокадровой, но зато значительно дешевле. Подобные матрицы иногда называют “кропнутыми” (обрезанными). Такой размер матриц используют почти все производители цифровых зеркальных фотоаппаратов. Среди современных аппаратов Nikon матрицы APS-C имеют камеры Nikon D3300, Nikon D5300, Nikon D5500, Nikon D7100. С ними по-прежнему можно использовать полнокадровую оптику, однако, все объективы будут значительно сильнее “приближать”, что не всегда удобно, ведь некоторые объективы рассчитаны на сугубо определенный вид съемки и потеря ими нужного угла обзора не позволяет их использовать по назначению. Прежде всего это касается широкоугольной, портретной и репортажной оптики. Полнокадровая широкоугольная оптика теряет свое главное достоинство - большой угол обзора; портретные полнокадровые объективы на “кропе” начинают слишком сильно приближать, и на них становится сложно снимать, приходится очень далеко отходить. Например, установив классический портретный объектив с фокусным расстоянием 85 мм на кропнутую камеру, придется отойти от фотографируемого человека на 5-7 метров, чтобы снять хотя бы портрет по пояс. Полнокадровая репортажная оптика (прежде всего зум-объективы с фокусным расстоянием 24-70 мм) получает на кропе неудобные углы обзора, не очень подходящие на практике для быстрой, динамичной репортажной съемки.
Чтобы создать подходящие для этих задач объективы, для “кропа” выпускают специально разработанные объективы. В системе Nikon такие объективы маркируются буквами “DX” в названии. Поскольку такие объективы рассчитываются для использования на меньшей по размеру матрице, они и сами становятся компактнее и дешевле своих полнокадровых собратьев.
По этой же причине они не смогут корректно работать на полнокадровых матирцах. Что будет, если установить “кропнутый” объектив на полнокадровую камеру? В отличие от фотоаппаратов Canon, у Nikon есть такая возможность. В таком случае будет получаться очень сильное затемнение по краям кадра. Кстати, современные полнокадровые аппараты Nikon могут распознавать “кропнутую” оптику в случае ее установки, они автоматически обрезают кадр до размеров матрицы APS-C. Такую настройку можно включить или выключить в меню камеры.
