Кроп-факторы сенсоров камер и эквивалентность. Часть 3
Опубликовано: 07.12.2018
Кроп-факторы сенсоров и их эквивалентность стали предметом достаточно острых споров между фотографами, выливающимися в ожесточенные дебаты на сайтах и форумах о фотографии. На эту тему было так много написано, что писать о ней снова, казалось бы, излишне. Но к сожалению, из-за большого количества полезной и не очень полезной информации многие фотографы только еще больше запутались.
Кроп фактор матрицы. Фотография для начинающих. Урок 17.
Кроп-факторы сенсоров камер и эквивалентность. Часть 1
Кроп-факторы сенсоров камер и эквивалентность. Часть 2
Эквивалентность диафрагмы
В примере из предыдущей части, я упоминал, что объектив Panasonic 42.5mm f/1.2 Micro Four Thirds по количеству пропускаемого света эквивалентен 85-мм f/2.5 полнокадровому объективу. Что ж, это утверждение имеет смысл в случае, когда диаметры входных зрачков обоих объективов составляют примерно 34-35 мм. Поскольку такие объективы будут пропускать примерно равное количество света, выдавая аналогичную глубину резкости, и будут иметь аналогичное поле зрения, то некоторые будут рассматривать их как «эквивалентные».
В результате вышеизложенного, мы имеем ряд людей, которые говорят, что эквивалентность между объективами различных систем мы должны вычислять в диафрагменных числах так же, как до этого мы вычисляли эквивалентность поля зрения. Некоторые даже утверждают, что производители должны указывать эквивалентные значения диафрагмы в мануалах к объективам или рекламных материалах. Но они, похоже, забывают, что производители указывают реальные физические свойства объективов, а эквивалент – лишь своеобразный пережиток тех дней, когда указание эквивалента 35-мм пленочной камере было актуально.
Еще один ключевой момент: изменение диафрагменного числа в результате даст изменения в экспозиции/яркости изображения. Тот же Panasonic 42.5mm f/1.2 на f/ 1.2 даст более яркую экспозицию по сравнению с 85-мм f/2.5 полнокадровым объективом в силу того, что мы меняем одну из составляющих треугольника экспозиции .
Итак, давайте взглянем в лицо еще одному факту: объективы небольших форматов в сочетании с родными сенсорами способны пропускать столько же света, сколько – на аналогичном значении диафрагменного числа – и объективы более крупных форматов . Да, больший размер отверстия диафрагмы более крупного объектива пропускает больше света, но для сенсора более крупного формата и света необходимо больше. Все просто: чем больше площадь поверхности сенсора, тем больше света необходимо для полного и равномерного ее освещения.
С точки зрения диаметра отверстия диафрагмы/общего количества пропускаемого света, поля зрения и глубины резкости Panasonic 42.5mm f/1.2 может быть эквивалентен 85-мм f/2.5 полнокадровому объективу. Однако, интенсивность света, достигающего сенсор Micro Four Thirds на f/1.2 будет существенно отличаться от интенсивности света, падающего на полнокадровый сенсор на f/2.5 – изображение с последнего будет недодержано на 2 стопа. Другими словами, при одинаковом значении диафрагмы, интенсивность света, достигающего сенсор, для камеры одного формата идентична интенсивности света, достигающего сенсор, для камеры другого формата.
Нет смысла конструировать объектив для системы Micro Four Third так, чтобы он охватывал такое же поле обзора, как и полнокадровый объектив, поскольку весь дополнительный свет, не попадающий на сенсор, пропадет впустую. Кроме того, такие объективы на небольших камерах выглядели бы нелепо и громоздко.
Важно отметить, что сравнение выше – чисто техническое, и сенсор большего размера позволяет получить более чистое изображение, а также использовать более светосильные и менее дорогие объективы.
Общее количество света
Общее количество света – еще одно уродливое детище «эквивалентности». Идея общего количества света, обобщенно, заключается в том, что сенсоры меньшего размера получают меньше света, чем более крупные сенсоры только потому, что они физически меньше, а это приводит к ухудшению производительности, увеличению шумов и снижению общего качества изображения.
Например, полнокадровая камера на высоких значениях ISO выдает изображения на 2 стопа чище, чем, скажем, камера Micro Four Thirds, только потому, что площадь ее сенсора в четыре раза больше. Лично я считаю идею общего количества света и его отношения к ISO ошибочной.
В объяснении того, что один сенсор имеет более чистое изображение по сравнению с сенсором меньшего размера, только потому, что он физически больше, есть одна основная проблема — это на самом деле не совсем верно, поскольку на чистоту изображения влияет множество факторов: технологии, используемые в сенсоре, используемый алгоритм обработки изображения, поколение сенсора. Так как никто не может утверждать, что большие сенсоры физически получают больше света, чем их меньшие коллеги, чрезвычайно важным становится то, как камера считывает и преобразует в изображение свет, попавший на сенсор. Если мы предположим, что самым важным фактором является только физический размер сенсора камеры – поскольку он получает больше света – то мы должны будем согласиться с тем, что любой полнокадровый сенсор, выпущенный к настоящему времени, будет превосходить качеством любой самый современный APS-C сенсор. Следовательно, каждый сенсор среднего формата будет превосходить любой современный полнокадровый сенсор. Чувствуете подвох? То-то же. Все мы хорошо знаем, что с этим положением согласиться невозможно – достаточно просто сравнить результаты на ISO 800 полнокадровой камеры первого поколения Canon 1DS с результатами современной камеры Sony с сенсором APS-C формата. Даже без пристального анализа вы увидите, что изображения с последней выглядят лучше.
Новые технологии сенсоров, лучше алгоритмы обработки изображений и другие факторы заставляют современные сенсоры просто блистать в сравнении со старыми. Проще говоря, в вопросах технологии сенсоров, новое – значит, лучшее. Современные APS-C сенсоры шагнули далеко вперед, оставив позади полнокадровые сенсоры первого поколения как в плане производительности на высоких ISO, так и в плане цветопередачи, динамического диапазона и борьбы с шумами.
На высоких ISO CMOS-сенсоры чище, чем CCD-сенсоры старого поколения, которые сталкивались с трудностями даже на ISO 400! До недавнего времени использование камер среднего формата на высоких ISO было тихим ужасом именно из-за применения в них CCD-сенсоров (хотя у них есть и сильные стороны). Но если мы будем смотреть на общее количество света только с точки зрения «чем больше – тем лучше», то среднеформатные сенсоры должны быть лучше полноформатных только потому, что их размеры крупнее. Но, оценивая динамический диапазон и производительность на высоких ISO среднеформатных камер с CCD-сенсорами, можно убедиться что это не так. Лишь новейшие CMOS-сенсоры Sony позволили среднеформатным камерам наконец-то догнать современные камеры в плане производительности на высоких ISO.
На мой взгляд, проблема теории общего количества света в том, что она основывается на предположении, что в сравниваемых сенсорах используются: одна и та же технология, одни и те же алгоритмы преобразования аналогового сигнала в цифровой, одинаковые размер/шаг/разрешение пикселя, один и тот же формат вывода RAW и т.д. Но если мы взглянем на современное состояние производства камер, то должны будем признать, что так не бывает – все сенсоры хотя бы немного да отличаются размерами и разрешением пикселей. Кроме того, разные камеры с одним и тем же датчиком могут иметь разный динамический диапазон и разную производительность соотношения «сигнал-шум». Шум, который мы видим на Nikon D4S выглядит иначе, чем на Nikon D810, Canon 5D Mark III или Sony A7s, несмотря на то, что они приведены к одному и тому же разрешению…
Так как можно сравнивать камеры, полагаясь на формулу, которая делает столько допущений? Результаты могут быть только приблизительны, с учетом современного состояния отрасли производства камер (за некоторыми исключениями), так что это индивидуальный выбор каждого, базирующийся на том, приемлет он, что «все в целом достаточно хорошо» или нет. Раздумывать над общим количеством света имеет смысл если вы сравниваете, например, Nikon D800 и D7000, имеющих процессоры одного и того же поколения и одну и ту же производительность на уровне пикселей. Во всех других случаях нельзя с100% уверенностью предположить, что производительность сенсора будет зависеть от его физического размера. Современные небольшие сенсоры становятся все более эффективными, чем их более крупные сородичи, и сейчас больше – не всегда лучше. Особенно, когда речь заходит о габаритах, весе, стоимости и других факторах.
На мой взгляд, при сравнении камер разных систем лучше избегать использования подобных понятий, поскольку они потенциально могут создать много неразберихи, особенно среди новичков.
Автор: Насим Мансуров
Больше полезной информации и новостей в нашем Telegram-канале «Уроки и секреты фотографии» . Подписывайся!
