www.digimanie.cz
>
>

Jak je to s crop faktorem objektivu – 1.díl

Jak je to s crop faktorem objektivu – 1.díl
, , článek
Digitální fotografie zavedla do té doby nepříliš běžný termín - tzv. crop faktor. Je vyvolán skutečností, že senzory digitálních fotoaparátů mají různé velikosti a dosud používané standardy (např. velikost kinofilmu) příliš nectí. Společně s crop faktorem se však vyrojila řada pojmů, které spolu souvisí – přepočet ohniska, zorný úhel, přepočet zvětšení, hloubka ostrosti atd. Pojďme v tom udělat pořádek.



reklama

Ohnisko objektivu



Za základní veličinu objektivu každého fotoaparátu, ať je udělán jakkoliv, je libovolně složitý a používá jakkoliv veliký senzor, je možné považovat ohnisko objektivu. To je základní údaj objektivu a nijak se nemění při použití na dalších přístrojích. Ohnisko objektivu je určeno jen a pouze konstrukcí a nemůže se tedy při použití objektivu jinde a jinak nijak měnit. Ohnisko objektivu je definováno jako vzdálenost, na kterou objektiv zaostří obraz předmětů nacházejících se v nekonečnu.


Ohnisko objektivu je definováno jako vzdálenost f, na které se objeví ostrý obraz předmětů umístěných v nekonečnu. Nekonečno znamená, že světelné paprsky od tohoto předmětu přicházejí do objektivu rovnoběžně. Jak velký je senzor v bodě F je objektivu zcela lhostejné.

Dnešní objektivy jsou však složité optické soustavy složené z mnoha čoček a tak prostá definice použitelná na jednoduchou spojnou čočku je poněkud složitější. Nelze totiž přesně říct, kde se střed „čočky“ nachází. Pracuje se tedy s pojmy jako „uzlový bod optické soustavy“ či „optický střed objektivu“ (Nodal point), na principu to ale nic nemění. Jen se nenechte zmást faktem, že díky složité konstrukci moderních objektivů nemusí být objektiv s ohniskem 300 mm také 300 mm dlouhý, ale může mít kratší konstrukční délku.


Dnešní objektivy jsou složité optické soustavy sestávající z mnoha čoček a proto je výpočet středu objektivu obtížnější než na obrázku výše. Na principu to ale nic nemění.


Prodlužováním ohniskové vzdálenosti se logicky prodlužuje i objektiv a proto se objektivy často různě vysouvají. Díky složité optické konstrukci ale nemusí platit, že vzdálenost od středu objektivu k senzoru musí být rovna ohniskové vzdálenosti. Objektivy jsou často „kratší“, což je velmi praktické.


Klasickým příkladem mohou být objektivy typu DO (Diffractive Optics) firmy Canon, které jsou vybaveny speciálními DO čočkami. Ty zkracují konstrukční délku objektivu a proto např. objektiv s ohniskem 300 mm je jen 100 mm dlouhý.


Zoom



Zoom není nic jiného, než změna ohniska objektivu v určitém rozsahu např. 28 až 200 mm. Objektiv tedy dokáže posunem čoček uvnitř sebe měnit ohnisko, v tomto případě cca 7x. Hovoříme potom o 7x optickém zoomu.


Pokud byste dokázali posouvat čočkou se současnou změnou její optické síly (dioptrie), realizovali byste zoom neboli změnu ohniska. V praxi se výsledku dosahuje složitěji, na principu to však opět nic nemění.


Není pochyb o tom, že velký rozsah zoomu je u fotoaparátu devizou. Dlouhá ohniska se používají na přitažení záběru tam, kde není možné přijít blíže a naopak krátká ohniska jsou praktická tam, kde nelze odstoupit (interiéry, architektura, krajina atd.)


Zorný úhel objektivu



Fotografa ani tak moc nezajímá ohnisko, ale kolik toho ze scény vidí. Zajímá ho tedy zorný úhel. Když předpažíte ruce, budete se na ně dívat a postupně je budete roztahovat od sebe, tak v jednu chvíli je vidět přestanete. Narazili jste na limit zorného úhlu vašich očí – v praxi to bude někde kolem 90°. Bez pohybů hlavy a očí vidí tedy člověk oběma očima v úhlu cca 90°.


Jeden z možných způsobů jak si představit zorný úhel je, že určí část scény, kterou uvidíte/zaznamenáte.


Jiná možnost je zobrazit zorný úhel jakoby shora a čáry potom označí šíři, kam je vidět. Červeně je zobrazen přibližný zorný úhel lidského pozorovatele používajícího obě oči. Pro srovnání – Měsíc pozorovaný ze Země je vidět v úhlu necelého jednoho stupně.

Úplně stejnou otázku je možné si položit i u fotoaparátu. Jaký je zorný úhel jeho objektivu? A tady nám vstupuje do hry velikost senzoru. Čím větší je senzor/film, tím se stejným objektivem dosáhnete širšího zorného úhlu. A naopak – zmenšování senzoru/filmu zužuje zorný úhel.


Na obrázku je dobře vidět, jak změna ohniskové vzdálenosti f změní zorný úhel. Čím je ohnisko kratší, tím je zorný úhel širší. Proto objektivy s krátkým ohniskem mají velký zorný úhel a vidí toho tedy „hodně“.


Zde je vidět, jak změna velikosti senzoru změní zorný úhel i když objektiv (ohnisko) zůstane zcela stejné. Větší senzor (červeně) toho vidí více a má tedy širší zorný úhel. Naopak čím je senzor menší (modře), tím toho vidí méně a stejný objektiv tedy dosáhne menšího (užšího) zorného úhlu.

Pokud byste chtěli vyjádřit zorný úhel matematicky, není to žádný problém. Je nutné znát ohniskovou vzdálenost objektivu v milimetrech a rozměr senzoru také v milimetrech. Pokud za rozměr senzoru dosadíte jeho úhlopříčku, spočítáte zorný úhel úhlopříčky. Pokud dosadíte delší stranu, spočítáte zorný úhel horizontální. Pokud použijete kratší stranu, spočítáte zorný úhel vertikální.
      Z = 2 * arctg ( S / f / 2 )
kde
Z … zorný úhel ve stupních
S … rozměr senzoru v mm - který rozměr použijete, takový zorný úhel spočítáte
f … ohnisková vzdálenost objektivu v mm


Ohnisko (mm)
15
18
24
28
35
50
85
105
135
180
210
300
400
Diagonální (°)
111
100
84.1
75.4
63.4
46.8
28.6
23.3
18.2
13.7
11.8
8.25
6.19
Vertikální (°)
77.3
67.4
53.1
46.4
37.8
27.0
16.1
13.0
10.2
7.63
6.54
4.58
3.44
Horizontální (°)
100.4
90.0
73.7
65.5
54.4
39.6
23.9
19.5
15.2
11.4
9.80
6.87
5.15
Zorné úhly pro různá ohniska platné pro kinofilmové políčko 24x36 mm.


Crop faktor



Po dlouhou dobu byl jakýmsi nepsaným standardem rozměr kinofilmu s políčkem 24 x 36 mm. Proto si fotografové zvykli mluvit o ohnisku, jako kdyby rovnou udávalo zorný úhel. Proto se říká, že krátká ohniska mají široký zorný úhel, že objektiv 50 mm odpovídá zornému úhlu oka (jednoho), že 80 mm objektiv je vhodný na portréty atd. To vše je pravda, ale pouze při použití senzoru o velikosti kinofilmu! Změníte-li velikost senzoru, změníte i zorný úhel a věty výše logicky neplatí!

Úvaha však může být následovná:
  • Když použijete na kinofilmovém přístroji 50 mm objektiv, dosáhnete diagonálního zorného úhlu 47° (úhlopříčka kinofilmu měří 43,2 mm).
  • Pokud stejný objektiv použijete na přístroji s 1,6x menší úhlopříčkou senzoru, tedy 27 mm, dosáhnete zorného úhlu 30° a tedy logicky menšího.
  • Jaký objektiv dosáhne na kinofilmu stejného zorného úhlu, jako 50 mm objektiv na menším senzoru?
  • Je to objektiv 80 mm, který má na kinofilmu zorný úhel 30° a tedy stejný jako 50 mm objektiv na menším senzoru.
  • Pokud tedy budete číslem 1,6 násobit ohniska všech objektivů používaných na 1,6x menším senzoru, zorné úhly se s kinofilmem vyrovnají.
  • Je však důležité si uvědomit, že ohnisko objektivu se ve skutečnosti nijak nemění! Je to jen pomocný přepočet vedoucí k vyrovnání zorných úhlů.

Pokračování příště…
Autor: Roman Pihan

Vystudoval ČVUT Fakultu elektrotechnickou. Po nástupu digitální fotografie se stal jedním z propagátorů jejího využití v komerční i amatérské praxi. Pravidelně přispívá fotografickými články do řady odborných časopisů, lektoruje a přednáší fotografii na konferencích. Vydal úspěšné knihy „Mistrovství práce s DSLR“ a „Mistrovství práce se světlem“.

Nejnovější články
Panasonic uvedl firmware pro Lumix GH5 i GX800 Panasonic uvedl firmware pro Lumix GH5 i GX800
Společnost Panasonic uvolnil nový firmware pro CSC fotoaparát Lumix GH5, který přináší podporu 4:2:2 10bitového záznamu včetně anamorfického módu. Updatu se dočkala i fotoaparát Lumix GX800 a 45-175mm objektiv.
Dnes,  aktualita, Milan Šurkala
Full frame telezoom Sony FE 100-400mm F4.5-5.6 GM OSS Full frame telezoom Sony FE 100-400mm F4.5-5.6 GM OSS
Spolu s novým full frame fotoaparátem Sony A9 byl představen i nový objektiv typu telezoom FE 100-400mm F4.5-5.6 GM OSS (SEL100400GM). Chlubit se má rychlým autofokusem i excelentní ostrostí.
Včera,  aktualita, Milan Šurkala,  1 komentář
Canon EOS 80D: příjemná inovace Canon EOS 80D: příjemná inovace
Zamíříme do třídy vyššího mainstreamu APS-C zrcadlovek a otestujeme Canon EOS 80D s novým 18-135mm IS USM objektivem. Fotoaparát má úplně nový 24MPx senzor, vylepšený ostřící modul a rozhodně se nechce nechat zahanbit.
Včera,  recenze, Milan Šurkala,  2 komentáře
Canon EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS Nano USM Canon EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS Nano USM
Není to dávno, co Canon inovoval svůj 18-135mm objektiv a přinesl STM verzi s krokovým motorkem. Dnes se podíváme na nástupce, který přináší USM motorek, kombinovaný s technologiemi z předchozího modelu pro lepší natáčení videa i fázové ostření.
Včera,  recenze, Milan Šurkala
Světelný širokoúhlý zoom Panasonic Leica 8-18mm F2.8-4.0 Světelný širokoúhlý zoom Panasonic Leica 8-18mm F2.8-4.0
Druhým z připravovaných F2,8-4,0 objektivů značky Leica pro Micro 4/3 je velmi širokoúhlý zoomovací objektiv Leica DG Vario-Elmarit 8-18mm / F2.8-4.0 ASPH. Má být velmi dobře optimalizovaný i pro natáčení videa.
23.4.2017,  aktualita, Milan Šurkala,  5 komentářů