Кроп против полного кадра

10.06.09 | Gene | 228 комментариев »

Фотография

Начну с утверждения: ВСЯ практическая разница между кропом и фулфреймом заключается в том, что для получения эквивалентных кадров им требуются объективы
• с разным фокусным расстоянием,
• с разной апертурой,
• с разной точностью изготовления.

Из доступности (и цены) тех или иных объективов вытекают все достоинства и недостатки полнокадровых и «кропнутых» аппаратов.

Эквивалентными я считаю такие кадры, которые
• имеют одинаковое кадрирование, то есть отображают один и тот же участок фотографируемой сцены с одинаковой перспективой;
• имеют одинаковый видимый ГРИП, то есть, если наложить кадры строго один на другой, участки резкости и нерезкости совпадут;
• сделаны на одинаковой выдержке при одинаковом ISO.

Чтобы ещё упростить, предположим, что сравниваемые форматы представлены сенсорами, которые имеют одинаковое количество светочувствительных ячеек.

У большинства кэноновских кропнутых камер линейный размер матрицы в 1,6 раза меньше, чем у полнокадрового аппарата. Мы можем сказать, что у таких камер кроп-фактор равен 1,6 (у полнокадровых камер он равен единице). Это, между прочим, означает, что площадь всей матрицы, равно как и площадь отдельных пикселов матрицы, отличается у них не в 1,6, а в 1,6х1,6=2,56 раза.

Рассмотрим подробнее, что происходит с объективами на матрицах разного размера.

Возьмём, скажем, полтинник 50/f1,4. На фулфрейме он, что неудивительно, ведёт себя как полтинник 50/f1,4. На кропе же он ведёт себя как эквивалент 50(ФР) * 1,6(кроп-фактор) = 80 мм, т.е. из стандартного превращается в слабый теле — это почти все знают. Однако многие не знают, что его эквивалентное минимальное диафрагменное число ТОЖЕ изменяется — превращается в 1,4(F) * 1,6(кроп-фактор) = F/2,24! Таким образом, если отталкиваться от озвученного выше определения эквивалентности кадров, на кропнутой камере этот полтинник позволяет получать кадры, эквивалентные тем, которые получились бы на полнокадровой камере при использовании (не существующего в реальности) объектива 80/f2,24.

Итак, на кропе эквивалентное фокусное расстояние и эквивалентное диафрагменное число увеличиваются пропорционально кроп-фактору. Это касается, разумеется, не только полтинника, но и всех прочих объективов. Что это нам даёт?

Начнём с увеличения эквивалентного фокусного расстояния. Хорошо это или плохо? Зависит от области применения. Если требуется дальнобойность, это хорошо: как известно, дальнобойные линзы стоят очень дорого, а здесь мы как бы бесплатно увеличиваем их ФР, не используя телеконвертер (который изменяет оптическую схему за счёт встроенной оптики и таким образом ухудшает картинку). С другой стороны, если требуется широкий угол, это плохо: широкие линзы тоже стоят очень дорого, а кроп (опять же «бесплатно») делает их менее широкими, обрезая периферию. Так, скажем, 24-миллиметровый объектив на кропе будет эквивалентен 38-мм, то есть из широкого превратится в стандартный. Эквивалентом же 24 мм на кропе будет 15 мм. То есть в тех случаях, когда на ФФ достаточно «лёгкого» 24мм широкоугольника (коих в продаже много разных), на кропе понадобится супер-широкоугольник 15 мм (который мне известен ровно один, производства Цейсс, за соответственные деньги).

Теперь, сдвиг диапазона эквивалентных диафрагм в сторону увеличения — хорошо это или плохо? Здесь можно ответить однозначно: это ПЛОХО. Почему? Рассмотрим подробнее.

Закрыть диафрагму и теоретически, и практически просто до какого угодно значения. Диафрагма представляет собой набор тонких металлических лепестков, которые, сдвигаясь вместе, образуют дырку переменного диаметра. Этот диаметр контролируется камерой. Чем сильнее камера их сдвигает, тем меньше апертура и тем больше диафрагменное число f. Технически, ничто не мешает получить сколь угодно крошечную дырку. Однако тут возникает вопрос целесообразности. При сужении диафрагмы растёт дифракционная нерезкость, характеризуемая размером т.н. «пятна нерезкости», в котором детали изображения становятся неразличимыми. Закрывая диафрагму, мы рано или поздно достигнем состояния, при котором это пятно нерезкости перекроет собой целую группу светочувствительных элементов сенсора. В результате мы потеряем до 3/4 и больше разрешения, которое он способен дать. Вместо этого можно использовать более широкий объектив на меньшем диафрагменном числе, затем просто обрезать края получившегося кадра и получить вполне сравнимый результат. На большинстве современных матриц такой критический «дифракционный предел» наступит на f16 или даже раньше, причём независимо от прочих характеристик и установок объектива. Таким образом, прикрывая диафрагму, мы постепенно выходим за пределы «полезного диапазона» апертур.

Однако, вопреки целесообразности, почти все объективы прекрасно умеют выходить за пределы этого полезного диапазона, просто потому, что технически это очень легко осуществимо. Скажем так, они умеют это делать «на всякий случай». Возьмём, для примера, тот же полтинник 50/f1,4. На полнокадровом аппарате он умеет прикрывать диафрагму до значения f22, что уже превышает полезный диапазон. На кропе он сможет прикрыть её до эквивалента f35,2! Полезно ли данное свойство кропа? По-моему, сомнительно.

С другой стороны, ОТКРЫТЬ диафрагму больше, чем позволяет оптическая схема объектива, нельзя, хоть тресни. Чтобы увеличить максимальную апертуру, требуется наращивать сами оптические элементы линзы, увеличивать их кривизну, расширять оправы, изменять механику их перемещения — короче, усложнять конструкцию значительно. Вообще нижний теоретический предел диафрагменного числа — f/0,5. Если вы сравните цены на объективы с одинаковыми ФР, но разными максимальными апертурами, вы, конечно, заметите тенденцию: чем шире максимальная дырка, тем дороже объектив, причём разница в цене часто порядковая. Это естественно, ибо чем светлее линза, тем труднее её сделать, тем больше дорогостоящего материала на неё уходит, тем большей точности в изготовлении она требует. А теперь представьте, что вам захотелось иметь линзу, которая на кропе являлась бы полным эквивалентом стандартного полтинника 50/f1,4 на фулфрейме. Для того, чтобы эквивалент был действительно ПОЛНЫМ, потребуется объектив с великими и ужасными параметрами: 30/f0,85! Причём изготовленный с ГОРАЗДО большей точностью, чем пресловутый полтинник. Такой объектив мне неизвестен, но можно (в страшном сне) представить его цену и размер и сравнить их с ценой и размером упомянутого полтинника, чтобы почувствовать две большие разницы.

Иные могут спросить: а настолько ли нужна широкая дырка, что ради неё приходится идти на такие жертвы? Сложно ответить однозначно. Всё зависит от требований фотографа. Обычно вопрос снимается после того, как сомневающийся впервые увидит, КАК через видоискатель полнокадровой камеры с накрученным на неё стандартным полтинником выглядит окружающий мир. Насколько проще становится наводиться на резкость, выделять планы фокусом и так далее. Начинающие фотографы, выбирая камеру, часто склонны сравнивать только готовые снимки, сделанные их кандидатами для покупки, и забывают о том, что эти снимки надо ещё получить. А при фотографировании основным фактором, определяющим качество результата является то, насколько хорошо человек ВИДИТ то, что снимает. При кадрировании диафрагма линзы всегда открыта по максимуму (если не использовать кнопку DOF preview), поэтому, чем шире её максимальная апертура, тем более светлое и разделённое по планам изображение возникает в видоискателе. Таким образом, основное преимущество фулфрейма здесь — комфорт при кадрировании.

СНИМАЮТ на полностью открытой дырке относительно редко, поэтому преимущество фулфрейма здесь я ставлю на второе место. Однако это, тем не менее, очень важное преимущество. Как известно, многие сюжеты (в первую очередь портреты) требуют разделения планов, т.е. широкого управления ГРИПом. В таких случаях фулфрейм позволяет фотографу намного больше, чем кроп. Возьмём, скажем, известную кэноновскую линзу 24-105/f4 L IS USM. f4 в её названии означает, что минимальным диафрагменным числом её является 4, шире дырка не раскрывается физически. Применима ли такая линза для портретов? На фулфрейме — конечно. f4 здесь даёт в большинстве случаев вполне приличное разделение планов. А вот на кропе она превратится в эквивалент 38-168/f6,4. Можно ли с дыркой f6,4 достаточно выделить планы? Вряд ли.

Если подойти к вопросу с другой стороны, с какими же характеристиками линза потребуется кропу, чтобы обеспечить эквивалент 24-105/f4 L IS USM? Она должна быть примерно 15-66/f2,5. Таких линз нет в природе, но есть частично совпадающие по ФР и близкие по апертуре — например, 24-70/f2,8. Многие используют её на кропе для портретов и довольны. Не углубляясь в анализ боке и резкости (ибо мнения по этому поводу разные), многие считают её более качественной, чем 24-105/f4 ТОЛЬКО за то, что у неё шире максимальная дырка, но при этом не учитывают, на какой камере (кроп или FF) она установлена. Но ведь установив 24-105/f4 на FF, мы получаем а) значительно расширенный диапазон зума, на широком конце б) оптический стабилизатор в) относительно более ШИРОКУЮ дырку (2,5 против 2,8), чем у 24-70/2,8 на кропе! Оказывается, на ФФ она больно бьёт 24-70 по всем без исключения «паспортным» характеристикам, и не так уж сильно отличается по цене! Сказывается ли здесь преимущество FF над кропом? Имхо, безусловно.

Ну и как бонус, у фотографирующего фулфреймом при недостаточном свете всегда остаётся дополнительная возможность компенсировать недостаток света открытием диафрагмы, хотя при этом ГРИП становится меньше (а это надо не всегда).

Рассмотрим прочие факторы. ВСЁ ли у кропа плохо по сравнению с FF? Не всё. Во-первых, как я написал выше, он ДЕЙСТВИТЕЛЬНО даёт преимущество при телесъёмке. Для достижения аналогичного результата фулфрейму потребуется оптически ИДЕАЛЬНЫЙ телеконвертер 1,6х. Как известно, ничего идеального в мире нет (а тем более телеконвертеров!), но при этом неидеальное тоже стОит денег. Это, пожалуй, да ещё средняя цена тушки — единственные ОДНОЗНАЧНЫЕ преимуществa кропа над FF.

Дальше всё не так однозначно. Рассмотрим совместимость с объективами, линзовый парк. На кропнутую кэноновскую камеру можно цеплять объективы EF-S и EF, на фулфрейм — только EF. Таким образом, у фулфрейма доступный парк меньше. Казалось бы, кроп здесь тоже имеет преимущество. Однако, если взглянуть глубже, EF-S объективы до сих пор не приближались по качеству к полнокадровым (и уж конечно никогда не достигали эквивалентных максимальных апертур!). Некоторые объективы EF имеют такие характеристики, которые НИКОГДА не станут доступны кропу. Например, эквивалентом кэноновской 14/f2,8 для кропа должна была бы стать линза с невозможными, сумасшедшими параметрами: 9/f1,8, причём с откорректированной сферой. Я лично такую линзу даже во сне не могу представить, не говоря уже про её цену. О «простом» полтиннике я уже писал выше. Получается, если рассмотреть все имеющиеся EF и EF-S линзы на всех апертурах и фокусных расстояниях (эквивалентных!), у FF и здесь будет серьёзное преимущество по «качеству покрытия».

Третий момент — так называемый «sweet spot». Обычно объективы дают максимальное качество на центре кадра, и если использовать полнокадровые линзы на кропе, кроп отрезает «некачественную» периферию, оставляя «качественный» центр. Некоторые считают это преимуществом кропа, но забывают вот про какой фактор — мы договорились, что рассматриваем матрицы с равным количеством пикселов. Но ведь пикселы на фулфрейме больше кропнутых в 1,6 раза линейно и в 2,56 раза по площади, следовательно, изображение при таком подходе может быть в 1,6 раза более размытым, но при сравнении кадров никто этого не заметит! Фулфрейм МЕНЕЕ требователен к качеству линзы, как в центре, так и на периферии, хотя многие почему-то считают наоборот. За счёт этого ФФ по краям кадра зачастую позволит получить такую же, если не лучшую, резкость, чем кроп по центру! Добавим к этому, что телеобъективы и так очень редко страдают от некачественной периферии (как в отношении резкости, так и геометрии), так что там незачем что-то отрезать, а на широкоугольниках отрезание периферии уничтожает весь смысл их использования. Пусть там периферия какая угодно некачественная, но пусть она там будет! ОтрЕзать, если надо, я смогу и сам при постобработке, а вот «пришить обратно» отрезанное камерой не сможет никто! Ну и, наконец, учтём, что многие очень хорошие универсальные объективы (например, 70-200/2,8 IS USM) дают замечательно равномерное покрытие кадра на всех ФР, и там отрезать просто нечего; зато они дают столь же равномерную нечёткость (или «мыло»), которая на кропе будет заметна, а на FF — нет, за счёт более крупных пикселов.

Напоследок рассмотрим вопрос, что будет, если не учитывать удобство съёмки и рассматривать только результирующую картинку, снятую на средне-высоких (эквивалентных!) апертурах и эквивалентных ФР? Ответ простой: при одинаковом технологическом уровне камер, одинаковом кадрировании и одинаковой видимой ГРИП результат будет ОДИНАКОВЫЙ. Дополнительное, в сравнении с кропом, прикрытие диафрагмы на ФФ, естественно, увеличивает размер дифракционного «пятна нерезкости», но это ПОЛНОСТЬЮ компенсируется относительно бОльшим размером пикселов. То есть, отношение размеров дифракционного пятна и пиксела сохраняется постоянным, равно как и дифракционно-зависимая резкость. Вывод из этого такой, что если не выходить из юзабельного диапазона апертур, ни кроп, ни FF не имеет преимущества друг перед другом по качеству. Ещё раз подчеркну, что это относится только к средне-высоким апертурам, на открытой дырке FF имеет преимущество, о котором я рассказал выше.

Автор приглашает всех на свой сайт о макрофотографии.