Воскресіння кропу. Боке.

За ідею статті величезна подяка Євгену Кожухарю. Статтю можна вважати продовженням темиІндентифікацію кропу».

преамбула

Повнокадрові камери Nikon і Sony можуть працювати як у звичайному повнокадровому режимі, коли для отримання зображення використовується весь сенсор фотоапарата, так і в режимі кадрування. Наприклад, можна використовувати режим кадрування APS-C (DX для Nikon). У такому режимі використовується центральна область сенсора фотоапарата. Розмір цієї області точно відповідає розміру матриць на камерах формату APS-C. Якщо говорити простіше - повнокадрові фотоапарати можна змусити попрацювати укропом.

Можливість знімати в режимі кропу особисто мені дозволяє трохи маніпулювати еквівалентними фокусними відстанями.ЕФР). Для мене це виявилось дуже приємною функцією під час зйомки на фікс-об'єктиви.

Приклад використання режиму кропу: я часто знімаю заходи на світлосильний об'єктив Nikon 50/1.4G та повнокадрову камеру Nikon D700. Часом я не можу досить близько підійти до об'єкта, що знімається, тоді я включаю режим кадрування. Для цього, в меню фотоапарата, достатньо увімкнути функцію 'Область зображення'->'Вибрати. область зображення' та вибрати там значення 'Формат DX 24 х 16′. У налаштуванні «Підсвітка точки АФ» у мене вибрано значення «Вимк.», що дозволяє після увімкнення функції 'Формат DX 24 х 16′ затемнювати область зображення, що не використовується, видимого в ОВІ. Фактично оптичний видошукач бачу тільки зображення, яке я отримаю після спуску затвора. Візуально здається, що об'єктив із 50 мм фіксу перетворюється на 75 мм фікс. Така хитрість дозволяє простіше кадрувати майбутній кадр, діставати до віддалених об'єктів зйомки.

Звичайно, я чудово розумію, що повністю той самий результат можна отримати під час вирізування центральної частини фотографії під час обробки (результат буде 100% аналогічний тому, що я отримую функцією 'Формат DX 24 х 16'). Але психологічно набагато зручніше збудувати кадр безпосередньо під час зйомки.

З електронним видошукачем Sony a7 ще простіше - там відразу бачиш зображення, що отримується з центральної частини сенсора без затемнення областей ЕВІ.

Ближче до суті

Так ось, перемикаючись між форматами FX<->DX і знімаючи на один і той же об'єктив одні й ті самі сцени, я помітив, що часом розмиття далекого та ближнього плану у форматі DX виглядає (візуально виглядає) сильнішим, ніж у повнокадровому режимі FX.

Повинне бути навпаки! Всі ми знаємо байку про те, що повнокадрові камери сильніше розмивають далекий план. Як тоді бути?

Подивіться на два наступні знімки і позначте собі де розмиття далекого плану сильніше. Під розмиттям можна мати на увазі величину кружечків нерізкості.

Перший знімок:

Другий знімок:

Візуально зона розмиття на другому знімку виражена сильніше, а диски не різкості більші. При цьому другий знімок, грубо кажучи, зроблений на кроп. Таке відбувається, якщо знімати з однієї й тієї ж відстані без збереження пропорцій у кадрі.

Візьмемо окремий яскраво виражений диск (кружечок) нерізкості.

З повнокадрового знімку:

З кропнутого знімку:

Вибраний диск нерізкості на знімках має однаковий розмір у пікселях.

Повнокадровий знімок із Sony a7II має розміри 6000х4000 пікселів (24.000.000 пікселів). Площа кружечка становить Pi*D*D/4 та дорівнює 54.297 пікселям. При цьому розмір кружечка становить 1/442 від зображення всього зображення (0,23%).

Закріплений знімок з Sony a7II має розміри 3936 х 2624 пікселів (10.328.064 пікселів). Площа кружечка становить Pi*D*D/4 і дорівнює тим самим 54.297 пікселям. При цьому розмір кружечка становить 1/190 зображення всього зображення (0,53%).

При переході від повнокадрового знімка до кропнутому, співвідношення диска нерізкості до всього кадру зросло приблизно в 2.3 рази. Це число можна було б отримати завдяки коефіцієнту кроп-фактора Kf=1.5, звівши його квадрат.

Напрошується серйозний висновок: якщо знімати на кропнуту та повнокадрову камери на один і той же об'єктив, на тому самому значенні діафрагми і з однієї і тієї ж відстані, То ефект розмиття на кропнутій камері виглядатиме сильніше з допомогою різних пропорцій зон нерезкости.

Спойлер 1: у різних камер одного типу (кроп або повний кадр) різна кількість мегапікселів, але співвідношення диска нерізкості до всього кадру буде однаковим.

Спойлер 2: мене просили зробити експеримент із точковим джерелом світла, розміщеним на нескінченності. Я цього не зробив, тому експеримент можна вважати не на 100% чесним. Можете провести своє розслідування кружечків нерізкості на нескінченності самі.

Спойлер 3: у статті я показую знімки, наведені до однакових розмірів у пікселях – по 1200 пікселів по довгому боці. Це потрібно враховувати.

Спойлер 3.1: для порівняння знімки з кропу та повного кадру підганяли під однаковий розмір. У знімків однакове співвідношення сторін 2:3, під час down scale знімки виглядають однаково.

Спойлер 4: стаття не про ГРІП. Не потрібно плутати ГРІП та диск нерізкості.

Спойлер 5: не потрібно плутати ГРІП і силу розмиття далекого/переднього плану. ГРИП може бути однаковою для двох знімків, але сила розмиття далекого/переднього плану кардинально відрізнятиметься. Якщо говорити дуже грубо, то ГРИП найсильніше залежить від числа F (діафрагмового числа), а розмиття далекого/переднього плану найсильніше залежить від фокусної відстані об'єктива.

Хитрість у тому, що відношення розміру об'єкта до розміру кадру змінюватиметься. Щоб зняти один і той же об'єкт, в даному випадку - гілочка з ягідками, з однаковим масштабом (щоб розмір гілочки в кадрі був однаковий і на повнокадровій і на кропнутій камері) у випадку з кропнутою камерою доведеться відійти від об'єкта, що знімається далі, ніж у час використання повнокадрової камери.

Тест. Отримати однакові знімки на повний кадр і кроп, використовуючи той самий об'єктив

Для збереження пропорцій об'єкта, що знімається в кадрі з тповнокадровий і кропнутої APS-C камери дистанція фокусування повинна відрізнятися в 1.5 рази. Різницю в дистанціях фокусування легко порахувати, використовуючи мої викладки тут.

Дуже важливо: різниця дистанції фокусування відповідає коефіцієнту кроп-фактора.

Всі знімки нижче зроблені з однаковими параметрами ISO, витримки і діафрагми, але з різною дистанцією фокусування та режимом кадрування (все одно, що знімали б на кропнуту та повноформатну камери на однакових налаштуваннях).

Перший знімок зроблений у режимі повного кадру (FX режим), дистанція фокусування становить приблизно 45 см (дані з EXIF):

Другий знімок зроблений у режимі кропу (DX режим), дистанція фокусування становить приблизно 45 см (дані з EXIF). Знімок зроблений на ту ж саму камеру, з тієї ж позиції, що і попередня фотографія, просто цього разу включений режим 'Формат DX 24 х 16' (повна аналогія, якби використовувалася кропнута камера). Видно, наскільки збільшується масштаб зйомки:

Відсунемо камеру від об'єкта, що знімається. Третій знімок зроблений у режимі повного кадру, дистанція фокусування становить приблизно 60 см (дані з EXIF):

Четвертий знімок зроблений у режимі кропу, дистанція фокусування становить приблизно 60 см (дані з EXIF). Знімок зроблений на ту ж саму камеру, з тієї ж позиції, що і попередня фотографія, просто цього разу включений режим 'Формат DX 24 х 16' (повна аналогія, якби використовувалася кропнута камера). Видно, наскільки збільшується масштаб зйомки:

Порівняння знімка на “повнокадрову” камеру та “кропнуту” камеру:

Виразно видно, що пропорції предмета, що знімається, в кадрі залишилися колишніми (тобто з однаковим масштабом), але передача перспективи змінилася. У випадку з режимом DX перспектива вже стала (відчувається візуально як наплив далекого плану). Утиснута перспектива на DX знімку відповідає такій з 75 мм об'єктива, що використовується на повнокадровій камері.

Добре помітна зміна перспективи наступної гіф-анімації. Зауважте, як у режимі DX (тобто кропу) "наближається" далекий план, стискаючи перспективу:

Невелике зауваження. Хоча я вказав, що різниця в дистанції фокусування повинна становити 1.5 рази для отримання однакового масштабу зйомки, можна помітити, що в даному випадку різниця становить 60см/45см=1.33 рази. Невелика похибка може бути пов'язана з тим, що дані в EXIF можуть записуватися не зовсім точно. Непрямо підтвердженням цього є те, що об'єктив Nikon 50/1.4G має МДФ, рівну 45 см, але я знімав не на МДФ, так як кільце фокусування було докручено не до упору, водночас EXIF показує 45 см. Також, об'єктив Nikon 50/1.4G має ефект Focus Breathing – зміна кута огляду під час фокусування. Та й знімки, все ж таки, не зовсім схожі через дисторсію лінзи (по краях повного кадру дисторсія та віньєтування помітні сильніше).

Маленький висновок, повз який усі проходять повз: при дотриманні масштабу зйомки (об'єкт, що знімається, має однакові пропорції на парних знімках) на повнокадрову камеру і на кропнуту камеру, використовуючи одну і ту ж фокусну відстань і однакове число F (наприклад, один і той же фікс-об'єктив з однаковим числом F) візуальне розмиття (диски зони нерізкості) на кропі виглядатимуть більшими, ніж на повному кадрі. Так, саме так! Кроп, фактично, сильніше розмиватиме далекий/передній план. Не вірите, тоді просто уважно подивіться на GIF-анімацію вище. Візуально видно, наскільки диски зони нерізкості DX-камери більші, ніж диски нерізкості FX-камери. Вважаю, що саме з цієї причини так складно відрізнити знімки з повного кадру і кропу з використанням одного і того ж об'єктива на тому самому значенні діафрагми. Фотографи психологічно очікують сильнішого розмиття на повнокадрову камеру, а виходить навпаки. Радіус диска нерізкості, у разі, збільшується у K разів, де K – коефіцієнт кроп-фактора. Дивно, але всі проходять повз цей висновок.

Тест. Отримати однакові знімки на повний кадр і кроп, використовуючи різні об'єктиви (або об'єктив зі змінною фокусною відстанню)

Щоб зображення з повного кадру і кропу були однакові (або дуже і дуже схожі), слід використовувати різні фокусні відстані та значення діафрагми.

Наприклад, якщо взяти об'єктив Tamron 28-75/2.8, то однакові знімки на повнокадрову та кропнуту камеру повинні вийде, наприклад, у наступному випадку:

• на кропнутій камері використовується 50 мм фокусної відстані та діафрагма F/2.8
• на повнокадровій камері використовується 75 мм фокусної відстані та діафрагма F/4

При цьому мають зберегтися ступінь розмиття, масштаб та перспектива.

Наступні знімки були отримані з однієї й тієї ж відстані фокусування. Камера завжди була на тому самому місці. Змінювалися лише установки експопари та фокусної відстані. Експопара (витримка/діафрагма) змінювалась для компенсації експозиції та сили розмиття.

Перший знімок зроблений у режимі повного кадру:

Другий знімок зроблений у режимі повного кадру, але з стиснутою діафрагмою:

Третій знімок зроблений у режимі кропу з тієї ж відстані фокусування, але з іншою фокусною відстанню:

Наочно подібність знімків видно у наступній гіф-анімації:

44 мм замість 50 мм вийшло, швидше за все, з кількох причин:

• можливо Tamron 28-75/2.8 має не чесних 75 мм на довгому кінці, а 70 (як більшість об'єктивів подібного класу)
• можливо 44 мм фокусної відстані вписано в EXIF не дуже коректно. Хто знає, як програмуються чіпи у Тамронів
• швидше за все, під час тесту я все ж таки допустив невелике відхилення у збереженні схожості картинки

Трохи відмінні знімки вийшли через:

• різного світла
• 2.8*1,5=4.2, але у камері Nikon D700 не можна встановити значення діафрагми F/4.2, можна вибрати тільки F/4.0 або F/4.5, F/4.0 ближче до теоретичного розрахунку
• різної дисторсії на різних фокусних відстанях та режимах кадрування
• різного віньєтування на різних фокусних відстанях та режимах кадрування

Усі тестові матеріали у форматі RAW+JPEG можна завантажити за цим посиланням і самому поколупатися в матеріалі зі статті.

Підсумки

1. Найочевидніший підсумок. Якщо знімати один і той же сюжет на кропнуту і повнокадрову камери, при використанні об'єктива з однією і тією ж фокусною відстанню, на тому самому значенні діафрагми і з однієї і тієї ж відстані, то буде знімати змінюватися масштаб зйомки.
2. Не очевидний підсумок. Якщо знімати один і той же сюжет на кропнуту і повнокадрову камери, при використанні об'єктива з однією і тією ж фокусною відстанню, на тому самому значенні діафрагми і з однієї і тієї ж відстані, то ефект розмиття на кропнутій камері виглядатиме сильніше (за рахунок різного масштабу зони/диска нерізкості, дивись картинки з дисками нерізкості). У числовому еквіваленті сила розмиття збільшується на квадрат. кроп-фактора. У результаті можна сказати, що в такій ситуації кроп-камера сильніше розмиває далекий план. Цю особливість я помітив під час реальної зйомки. Саме ця особливість стала причиною написання цієї статті.
3. Різниця в дистанції фокусування між камерами з різними розмірами матриць, при використанні об'єктива з однією і тією ж фокусною відстанню та збереженням масштабу зйомки відповідає коефіцієнту кроп-фактора. Для APS-C камер (наприклад, Nikon DX), в порівнянні з повнокадрові камери, доведеться збільшити дистанцію зйомки в 1.5 рази для збереження масштабу зйомки.
4. Різниця у перспективі. З одним і тим же фікс об'єктивом на кропнутій та повнокадровій камері однакові знімки отримати не вдасться через різну передачу перспективи (дивись першу GIF-анімацію).
5. Одинакові кадри (наскільки це можливо через різну роздільну здатність матриць та інших умовностей) з кропнутої та повнокадрової камери можна отримати лише на об'єктиви з різними фокусними відстанями (Дивися другу GIF-анімацію). Щоб знімки з кропнутої камери були максимально наближені до знімків з повнокадрової камери, на точній камері слід використовувати фокусне відстані в K разів менше, ніж на повному кадрі, і число діафрагми в K разів менше, ніж на повному кадрі. K – це коефіцієнт кроп-фактора. У випадку з кропом Nikon DX K=1.5.

Більше цікавої інформації на цю тему читайте в розділі 'Ідентифікація кропу».

Спасибі за увагу. Аркадій Шаповал.