Als je overweegt om een nieuwe camera aan te schaffen of overweegt om een camera te upgraden, heb je waarschijnlijk alles gehoord over crop sensor-camera's, maar wat betekent dit? Hoe beïnvloedt de cropfactor de lensselecties? Wanneer u systemen overweegt, zijn het vaak niet alleen de camerabehuizingen die u moet overwegen, maar ook de selectie van lenzen voor dat systeem.
Sensoroptica en equivalenties
Gewassensoroptiek
De meeste nieuwe fotografen beginnen vaak met crop sensor-camera's omdat deze meestal goedkoper zijn. Maar als je geavanceerder wordt, is het dan logisch om te upgraden naar een full-frame systeem? Als u overweegt te upgraden, is er dan een redelijk upgradepad?
Moet je bijvoorbeeld full-frame lenzen kopen voor gebruik met je crop sensorbody? Het lijkt zo verwarrend en om eerlijk te zijn, het is een beetje ingewikkeld en de simpele vuistregels vertellen niet het hele verhaal. Laten we, in plaats van naar de verschillen in camerasensoren zelf te kijken (ze zijn allemaal redelijk goed), proberen de lenzen zelf te begrijpen.
Vergelijkbare lenzen met brandpuntsafstand - de Olympus micro 4 / 3rds 40-150 mm f / 2.8 (80-300 mm equivalent) en Canons 100-400 mm f / 4.5-5.6 (voor full-frame).
Lens maten
Als je naar lenzen kijkt, zie je veel verschillende brandpuntsafstanden en diafragma's. Zelfs van dezelfde fabrikant voor dezelfde camerabody, zijn er vaak verschillende combinaties van diafragma en brandpuntsafstand. Aangezien optica een belangrijk onderdeel van fotografie is, hoe kunt u dan beginnen met het vergelijken van lenzen voor sensoren van verschillende groottes? Hoe verhouden de lenzen zich tot de camerabody waarnaar u kijkt?
Handige 50 mm (full frame aan de linkerkant) en micro 4 / 3e 25 mm (50 mm equivalent) aan de rechterkant.
Om verder te gaan, hoe beïnvloeden crop-sensoren van verschillende grootte de lensoptiek? Zit een f / 2.8 lens op een crop sensor camera eigenlijk f / 2.8 lens of is het iets anders? Hoe zit het met grotere formaat camera's? Waarom lijken de kleinere diafragmaopeningen (f-stops) zo groot, maar de beelden zo prachtig met geweldige achtergrondscheiding en bokeh?
Dit alles heeft betrekking op de lensoptica en de gelijkwaardigheid van de crop-sensor, een van de grote mysteries van fotografie die de meeste fotografen niet echt begrijpen.
Basisprincipes van lensoptica
Om lensoptica te begrijpen, moet u begrijpen wat een lens doet met het licht dat erin valt. Het licht dat door een lens valt, wordt in feite omgekeerd, waardoor het beeld ondersteboven wordt geklapt. Het licht projecteert vervolgens op de digitale sensor nadat het door de lens is gegaan.
Brandpuntsafstand en beeld draaien op de sensor.
De meeste lenzen worden bepaald door de brandpuntsafstand en het maximale diafragma. Hoe hoger de brandpuntsafstand, hoe dichter verre objecten lijken. Sporters en vogelspotters willen bijvoorbeeld doorgaans veel grotere brandpuntsafstanden om dichtbij te komen.
Lagere cijfers verbreden het gezichtsveld om meer dingen in het beeld te laten passen (groothoeklenzen) en zijn vaak het gereedschap van het vak voor landschapsfotografen. In 35 mm-equivalenten is een 200 mm-lens een lange lens en een 20 mm-lens een zeer brede lens.
Relatieve diafragmagrootte illustratie.
Het diafragma-f-stopnummer vertegenwoordigt de grootte van de iris of het gat in de lens. Een lens wordt beoordeeld op basis van het grootste diafragma dat de iris kan openen. Hoe meer licht je binnenlaat, hoe sneller de sluitertijd die je nodig hebt. Vanwege deze eigenschap worden lenzen met een groter diafragma snellere lenzen genoemd. Een f / 2.8-lens wordt bijvoorbeeld als vrij snel beschouwd en een f / 5.6-lens (denk aan kitlens) als vrij traag.
Optische wiskunde
Laten we de nerdige wiskunde minimaal houden, maar het helpt echt om de lensoptica te begrijpen.
Brandpuntsafstand is geen meting van de werkelijke lengte van een lens, maar een berekening van een optische afstand vanaf het punt waar licht samenkomt om een scherp beeld te vormen op de digitale sensor in het brandpuntsvlak in de camera. Diafragma daarentegen is de grootte van het gat dat wordt gecreëerd door de iris in de lens. Het diafragma is geometrisch gerelateerd aan de brandpuntsafstand van de lens. Een f / 2.8-lens op een lens met een brandpuntsafstand van 100 mm is bijvoorbeeld 100 gedeeld door 2,8 = 35,7 mm. Aangezien de brandpuntsafstand van de lens de grootte van het diafragma bepaalt, is deze onafhankelijk van de grootte van de sensor maar afhankelijk van de brandpuntsafstand.
Utility-lenzen met een vergelijkbaar bereik: de Canon 24-105 mm f / 4 en de Olympus 12-40 mm Making Sense of Lens Optics for Crop Sensor Cameras f / 2.8 (24-80 mm equivalent).
Zoomlenzen kunnen meer dan één diafragma hebben omdat de iris niet groter wordt naarmate de lens langer wordt. Omdat het een wiskundige relatie is, maakt de langere brandpuntsafstand met dezelfde irisopening het diafragma kleiner. Duurdere zoomlenzen hebben hetzelfde diafragma voor het hele bereik, maar dat is een beetje een technische prestatie, aangezien de iris groter moet worden naarmate de lens zoomt naar een langere brandpuntsafstand.
Opfriscursus camera sensorformaat
In de gouden eeuw van filmfotografie waren er meerdere formaten die werden gedicteerd door filmvoorraad. Een van de meer gebruikelijke afmetingen was 35 mm-film gedicteerd door kettingfilmmateriaal dat 34,98 ± 0,03 mm (1,377 ± 0,001 inch) breed was. In de filmtijd waren er ook meerdere formaten, met grotere en kleinere filmvoorraad die ook van invloed was op de lensafmetingen en prestaties.
Toen digitale sensoren oorspronkelijk werden ontwikkeld voor fotocamera's, waren grotere sensoren onbetaalbaar, dus werden kleinere sensoren gebruikt. Er is een breed scala aan sensorgroottes en deze verscheidenheid aan sensorgroottes is van invloed op de werking van lenzen op camera's.
Wanneer een sensor dichtbij de grootte van 35 mm-film is, wordt dit full-frame genoemd. Alles wat kleiner is, wordt een gewassensor genoemd. Alles wat groter is, wordt over het algemeen middenformaat genoemd, hoewel er veel variabiliteit is in formaten groter dan full-frame. Sensoren variëren niet alleen in grootte, maar ook in geometrie.
Gewassensor relatieve afmetingen
Sensor maten
Over het algemeen heeft een full-frame sensor de vorm van een rechthoek van ongeveer 36 mm x 24 mm, wat een lengte / breedte-verhouding van 3: 2 is die een oppervlakte van 862 mm beslaat. Omgekeerd is een micro 4 / 3e crop-sensor 17,3 mm. x 13 mm (verhouding van 4: 3) met een oppervlakte van 224,9 mm. Een Nikon / Pentax APS-C crop sensor meet 23,6 mm x 15,7 mm (verhouding van 3: 2) met een oppervlakte van 370 mm -C-sensor is 22,2 mm x 14,8 mm (verhouding van 3: 2) maar slechts 328,5 mm in vierkante. Grotere formaten (groter dan volledig frame) zijn meestal vierkant.
Vaak worden de cropfactoren berekend door de grootte van de diagonale afstand van hoek tot hoek van de sensor. Een volformaat sensor is bijvoorbeeld twee keer zo diagonaal als een micro 4 / 3e sensor, dus de crop ratio is 2x. Voor een Nikon APS-C crop sensor is de verhouding 1,5x en voor een Canon APS-C crop sensor 1,6x.
Vergelijking van de sensorvoetafdrukken
Vierkant versus rond
Lenzen zijn rond, terwijl sensoren rechthoekig of vierkant zijn. Alle camera's snijden dus een deel van het beeld af omdat de ronde lenzen een cirkelvormig beeld op de sensor projecteren dat een rechthoek is. Dit betekent dat de randen van de beeldcirkel worden afgesneden.
Camerafabrikanten ontwerpen hun lens / camera-combinaties zo dat de gehele sensor een grote dekking krijgt van de beeldcirkel (dit wordt dekkracht genoemd). Dit kan problemen opleveren als er een discrepantie is tussen de sensorgrootte en de maat van de sensor waarvoor de lens is gemaakt.
Beeldcirkel met volledig frame en micro 4/3 frame overlay
Dus, hoe beïnvloedt Crop Factor afbeeldingen?
Er zijn veel factoren die van invloed zijn op uw afbeeldingen. De sensorgrootte heeft wel invloed op afbeeldingen, maar dat geldt ook voor brandpuntsafstand en diafragmagrootte, maar dat zijn fysieke eigenschappen van de lens en worden niet beïnvloed door de cropfactor. Althans niet rechtstreeks.
Om het effect van gewassensoren op lichtverzameling en brandpuntsafstand te illustreren, werden een reeks testbeelden opgesteld (deze zijn niet overdreven wetenschappelijk maar meer illustratief). Met behulp van een Olympus EM1 Mark II (Micro 4 / 3rds sensor - 2 keer cropfactor) en een Canon 5D Mark IV (full frame).
Olympus EM1 Mark II, micro 4 / 3e camera
Canon 5D Mark IV full frame camera.
Om de conversie van het brandpuntsverschil en de conversie van het verzamelen van licht te illustreren, werden de camera's naast elkaar opgesteld met alleen de conversie van de brandpuntsafstand. De geometrie van de sensoren is niet precies hetzelfde, dus zijn ze bijgesneden om bij elkaar te passen (8 × 10-verhouding).
Vergelijking van cameragrootte (full frame aan de linkerkant, micro 4/3 aan de rechterkant)
Beide camera's waren gericht op hetzelfde vergezicht.
Test de opstelling naast elkaar geplaatste camera's.
Vuistregels versus realiteit
Brandpuntsafstanden worden gewoonlijk omgezet in equivalenten voor full-frame sensoren om hetzelfde gezichtsveld te geven door de brandpuntsafstand te vermenigvuldigen met de diagonale verhouding van de sensor. Een 25 mm-lens op een micro 4 / 3e sensor is bijvoorbeeld het equivalent van een 50 mm-lens op een full-frame camera (cropfactor is 2: 1).
Een Canon EFS-lens (crop sensor) die past bij een 50 mm-lens is 31 mm. Dit werkt ook omgekeerd. Als je een full-frame lens op een crop sensor camerabody plaatst, wordt de brandpuntsafstand vermenigvuldigd (dezelfde 50 mm lens wordt als een 75 mm lens op een crop sensor). Deze vuistregel werkt.
Opmerking van de uitgever: De optiek is niet hetzelfde, maar dit is een algemeen aanvaarde methode om gewassensoren te begrijpen.
Bij 24 mm-equivalenten - dezelfde sluitertijd en ISO, full frame aan de linkerkant en Micro 4/3 aan de rechterkant (beide bij f / 4, ISO200, 1 / 160e).
Diafragma en scherptediepte
Een andere vuistregel die niet zo goed werkt, is om een of twee stops toe te voegen voor het diafragma (afhankelijk van de uitsnede). Waarom werkt het niet? Nou, er speelt hier meer.
Het diafragma beïnvloedt het vermogen van een lens om licht te verzamelen, maar bij een crop sensor camera zorgt de kleinere sensor ervoor dat de scherptediepte (gebied in focus) groter is. Dat betekent dat een f / 2.8-lens met een gevoeligheid van 200 ISO zeer dicht in de buurt van dezelfde sluitertijd moet zijn op elke camerabody (er zijn variaties in lichtmeters van de ene camerabody tot de andere). Een f / 2.8 lens is dus altijd een f / 2.8 voor lichtopvang.
Bij 70 mm-equivalenten - dezelfde sluitertijd en ISO, full frame aan de linkerkant en Micro 4/3 aan de rechterkant (beide bij f / 4, ISO200, 1 / 80ste).
Om dingen complexer te maken, is het uiterlijk van een afbeelding. De bokeh op een crop sensor zal nooit zo goed zijn als een volformaat sensor omdat het extra gebied van een full frame sensor de scherptediepte (de hoeveelheid beeld in focus) verandert ten opzichte van een crop sensor. Dit is niet zozeer een functie van de lens als wel van de sensorgrootte. Dit kan vrij subtiel zijn, maar het is een factor, vooral bij portretten.
Bij 200 mm equivalenten - dezelfde sluitertijd en ISO, full frame aan de linkerkant en Micro 4/3 aan de rechterkant (f / 4, ISO 200, 1 / 30e).
Bij 200 mm-equivalenten - dezelfde sluitertijd en ISO, full frame aan de linkerkant en Micro 4/3 aan de rechterkant (f / 4, ISO 200, 1 / 40e).
Full-frame lenzen op gewassensorcamera's
Lenzen hebben de neiging veel langer mee te gaan dan camera's met goede lenzen die wel twee of drie camerabehuizingen kunnen bevatten. Zoveel mensen gebruiken het adagium om in glas te investeren. Dus als u een crop-sensorbody gebruikt die geschikt is voor full-frame lenzen, waarom koopt u dan geen full-frame lenzen totdat u klaar bent om de full-frame body te kopen? Het antwoord is niet per se omdat het misschien niet zo scherp is als uw crop-lenzen, zelfs als de lens nominaal dezelfde grootte heeft.
Full-frame-lenzen zijn duurder dan crop-lenzen, maar u betaalt vaak voor andere functies, waaronder afdichting tegen weersinvloeden en een betere, duurzamere constructie. Vanwege grote verschillen in sensorgroottes, betekent het krijgen van full-frame lenzen op een crop-sensor dat je alleen het middelste gedeelte van de lens gebruikt, maar dat de details meer op dat gebied zijn geconcentreerd. Dit kan de optische kwaliteit van de full-frame lenzen uitdagen.
Ze zijn vaak van betere kwaliteit, maar niet voldoende om rekening te houden met de verschillen in grootte tussen de sensoren. Dus tenzij u weet dat u uw camera binnenkort aan het upgraden bent, wilt u misschien geen full-frame lenzen op crop bodies gebruiken.
Een andere overweging is dat u de cropfactor omgekeerd moet gebruiken. Op een Canon crop-body (1,6 crop-factor) wordt een 24 mm-lens een 38,4 mm-lens. Dit betekent dat je niet zo'n brede kijkhoek kunt krijgen op een crop body met brede lenzen.
Een full frame lens op een crop body vergroot de brandpuntsafstand met de cropfactor
Conclusie
Er zijn veel misvattingen over lenzen bij het vergelijken van sensorgroottes. Als u de basisfunctie, lichtverzamelingsmogelijkheden en geometrische relaties begrijpt, kunt u lenzen binnen camerasystemen en tussen verschillende sensorgroottes vergelijken.
Er zijn voor alle camerasystemen geweldige lenzen beschikbaar die fantastische resultaten kunnen opleveren. Lenzen zijn net zo belangrijk als de camerabody. Zorg er dus bij het kiezen van een systeem voor dat u de lenskeuze hebt die u nodig heeft voor uw specifieke fotografiestijl.