Матрица, которая создает мир

Продолжение. Начало материала (часть 1) здесь.

Компания-производитель камеры сообщает обычно размер изображения в мегапикселях, а также условный размер матрицы, к примеру, «полный кадр», APS-C, «4/3», разнообразные дюймовые дроби. С практической точки зрения, фотографу полезнее знать кроп-фактор. Это коэффициент пересчета фокусного расстояния объектива для получения с помощью разных камер и объективов одного и того же по передаче перспективы снимка.

Если кроп-фактор 1,5х, это значит, что 50-мм объектив на определенной камере будет работать как 75-мм на полнокадровой. А также, что гиперфокальное расстояние будет примерно в эти же полтора раза меньше. Начало зоны резкости расположится ближе к фотографу, а сама она будет шире.

Чтобы определить кроп-фактор, нужно разделить принятую за «единицу измерения» диагональ малоформатного (24х36 мм) кадра, а это 43,3 мм, на диагональ матрицы выбранной камеры.

Два дюйма — две эпохи

Цифровая фотография унаследовала технологии и стандарты как пленочной, так и видеозаписывающей техники. Так, для расчета кроп-фактора мы используем величину диагонали (43,3 мм) кадра 35-мм кинопленки с перфорацией. Именно эта пленка и, конечно, камеры Leica, где она применялась, в свое время обеспечили популярность этому формату. А вот дюймовым дробям в маркировке матриц мы обязаны видеокамерами, вернее телекамерам.

В телекамерах на заре телевидения использовались для регистрации видеосигнала электронно-лучевые передающие телевизионные трубки - видиконы. Их технологический размер, а именно внешний диаметр трубки, обозначался в дюймах. Этот размер дошел до эпохи цифровых камер как отраслевой стандарт производства теле/видеоаппаратуры. Важно отметить, что этот стандарт характеризует не размер светочувствительной области, а габаритные размеры видикона. В прошлом это было важно для возможности независимой разработки и ремонта телекамер.

Реальный размер светочувствительной зоны матрицы составляет примерно две трети от видиконовской трубки. (Точно узнать значение размеров можно из справочников или из документации аппарата.) Поэтому когда говорят «видиконовский дюйм», то имеется в виду не 25,4 мм (общепринятый дюйм), а около 17 мм (16,93 мм). Иными словами, сам видикон имел габариты 24,5 мм, а диагональ его светочувствительного элемента составляла 17 мм.

Напомним, что для кадра 24х36 мм с диагональю 43,3 мм цифровая фотография унаследовала технологии и стандарты как пленочной, так и видеозаписывающей техники. Так, для расчета кроп-фактора мы используем величину диагонали (43,3 мм) кадра 35-мм кинопленки с перфорацией. Именно эта пленка и, конечно, камеры Leica, где она применялась, в свое время обеспечили популярность этому формату. А вот дюймовым дробям в маркировке матриц мы обязаны видеокамерами, вернее телекамерам.

Сколько дюймов?

Именно в видиконовских дюймах измеряют сенсоры компактных камер. Например, в камерофоне Sony Ericsson Cyber-Shot C905 (2008) установлен КМОП-сенсор с диагональю 1/ 2,5 дюйма. Как это значение перевести в традиционные миллиметры? Нужно единицу разделить на 2,5 и умножить на 16,93 мм. Получается 6,77 мм. Напомним, что диагональ 35-мм кадра равна 43,3 мм. Значит, диагональ сенсора камерофона в 6,4 раза меньше, чем полный кадр. Иными словами, кроп-фактор 6,4х.

Теперь рассмотрим объектив. В спецификациях сказано, что его фокусное расстояние составляет f=5,91 мм. Умножаем это значение на полученный кроп-фактор 6,4х и получаем эквивалентное фокусное расстояние f=38 мм.

Соответственно, популярный формат Four Thirds (4/3 дюйма) пересчитываем следующим образом: 4 делим на 3 и умножаем на 16,93; получается 22,57 мм, что почти в два раза меньше, чем полный кадр (кроп-фактор 2х). Собственно, так и пересчитывается оптика для системы Four Thirds.  

В камерафоне Sony Ericsson Cyber-Shot C905 (2008) установлен КМОП-сенсор с диагональю 1/ 2,5 дюйма. Кроп-фактор 6,4х. Фокусное расстояние объектива экв. f=38 мм.

Пленочный формат в цифровых камерах

Терминология современных цифровых камер сберегла для нас память об одной из последних попыток автоматизации и цифровизации пленочной фотографии. В 1990-х годах компании-производители фототехники и фотоматериалов приняли новый набор отраслевых стандартов под названием «Усовершенствованная фотосистема»/Advanced Photo System (APS).

В серийных образцах APS-камер использовалась 24-мм пленка с более тонким слоем фотоэмульсии, по сравнению с 35-мм, и с лучшими характеристиками. В камеру заряжалась почти традиционная кассета, но уменьшенного размера. При съемке можно было выбрать различное соотношение сторон кадра, например, 3:2, 16:9 или 3:1 (панорама). Первый режим съемки маркировался «С» (Classic), второй - «H» (High Definition), третий - «P» (Panoramic).

Собственно, когда стали появляться цифровые камеры, а полный кадр все еще был непозволительной роскошью, разработчики решили использовать APS-формат применительно к новым цифровым моделям. Они выбрали формат, который ближе к фотографии, а не видиконовский из видеоиндустрии.

Например, камера ILCE-6500 оснащается сенсором APS-C с площадью кадра 23,5х15,6 мм. Как мы уже написали, это Classic, соотношение сторон 3:2. Попробуем просчитать кроп-фактор. При диагонали 28,20 мм кроп-фактор составляет 1,54х.

Матрица формата APS-C (23,5x15,6 мм). Разрешение 20 Мпикс.

Заключение

Хотя в качестве отправной точки для пересчета и был выбран кадр узкой пленки 24х36 мм, он не является вершиной пирамиды матриц. Современные технологии уже обеспечили доступность матриц и камер больше малого формата. И если говорить о цифровом среднем формате, то следует сказать, что для него кроп-фактор меньше единицы, например, 0,79х, Но цифра эта малоинформативна для практического применения. Фотографы, использующие среднеформатные камеры, не пересчитывают свои объективы на малоформатные, а оперируют более профессиональным термином - «угол поля зрения объектива». Но это тема уже для другого материала.

Примечания:

1_ Four Thirds - Стандарт крепления объективов для цифровых зеркальных фотокамер.

2_ Advanced Photo System (APS) - «Усовершенствованная фотосистема» («А-Пэ-Эс»).

3_«С» (Classic) — Классический формат.

4_«H» (High Definition) — Формат высокой четкости.

5_«P» (Panoramic) — Панорамный формат.