Liệu một ống kính 50mm trên máy ảnh Canon APS-C có thể tạo ra hình ảnh chính xác giống như ống kính 80mm trên máy ảnh full frame không?

Kịch bản:

• Tôi đặt ống kính 80mm trên máy ảnh FF và chụp ảnh
• Tôi đặt ống kính 50mm trên máy ảnh crop Canon APS-C (crop 1.6x) và chụp ảnh

Đi theo crop 1.6x, tôi hiểu các trường nhìn của hai bức ảnh này sẽ giống nhau, do tiêu cự hiệu quả của ống kính 50mm trên thân máy là 80mm.

Hai bức ảnh này có giống nhau không (tức là độ sâu trường ảnh, phối cảnh, v.v.)?

Hai bức ảnh này có giống nhau không (tức là độ sâu trường ảnh, phối cảnh, v.v.)?

• Độ sâu của trường: không chính xác, nhưng rất giống nhau nếu bạn cũng nhân số f được sử dụng bởi cùng một hệ số crop . Nếu bạn sử dụng f / 2.8 với ống kính 50mm trên máy ảnh APS-C, bạn sẽ sử dụng f / 4.48 trên ống kính 80mm với máy ảnh FF để có được DoF tổng thể tương tự. Bạn có thể có cùng số lượng DoF, giả sử cả hai hình ảnh sẽ được xem ở cùng kích thước hiển thị và từ cùng một khoảng cách, nhưng phân phối ở phía trước và phía sau khoảng cách lấy nét thực tế sẽ hơi khác nhau. Mặt khác, nếu bạn sử dụng f / 1.4 với ống kính 80mm trên máy ảnh FF, bạn sẽ cần một ống kính 50mm ở f / 0.875 trên thân máy cắt 1.6X để có cùng DoF.
• Phối cảnh: Có, miễn là vị trí máy ảnh giống hệt nhau, phối cảnh là như nhau bất kể độ dài tiêu cự, kích thước cảm biến hoặc trường nhìn kết quả. Phối cảnh được xác định bởi một điều duy nhất: Vị trí của trung tâm quang học của máy ảnh so với các đối tượng khác nhau trong cảnh .
• Biến dạng hình học: Không. Một số người nhầm lẫn giữa phối cảnh và biến dạng hình học, nhưng chúng là hai thứ hoàn toàn khác nhau . Đầu tiên được xác định bởi vị trí của máy ảnh so với cảnh. Cái sau được xác định bởi hình chiếu của ống kính về thế giới ba chiều lên môi trường ghi hai chiều. Ngay cả hai thiết kế khác nhau của ống kính 50mm cho cùng kích thước cảm biến có thể sử dụng các mô hình chiếu khác nhau và có các đặc điểm méo khác nhau.
• Làm mờ hậu cảnh: Số lượng và hình dạng của các khẩu độ khẩu độ có ảnh hưởng sâu sắc đến sự xuất hiện của mờ nền (và tiền cảnh). Chúng tôi gọi những phẩm chất thẩm mỹ của nền mờ bokeh . Nó bị ảnh hưởng bởi thiết kế quang học của ống kính, bao gồm mức độ hiệu chỉnh được thực hiện đối với một số quang sai cổ điển được trình bày bất cứ khi nào một ống kính có độ dày thực được sử dụng để khúc xạ ánh sáng nhiều hơn một bước sóng. Nó cũng bị ảnh hưởng bởi hình dạng và số lượng lưỡi khẩu độ có thể nằm trong đường dẫn quang. Hai ống kính được sử dụng trên các máy ảnh tương tự với độ dài tiêu cự tương tự và công thức quang học rất giống nhau có thể làm cho ra khỏi lĩnh vực trọng tâm khác nhau và họ bokeh sẽ trông rất khác nếu Irises khẩu độ của họ được thực hiện khác nhau.
• ISO, thời gian màn trập, v.v.: Không. Nếu bạn thay đổi khẩu độ để có cùng DoF, bạn cần thay đổi một trong các thông số phơi sáng khác để duy trì mức phơi sáng tương tự. Thời gian màn trập hoặc ISO hoặc một số cả hai phải được thay đổi để bù lại.

Cuối cùng, không có thứ gọi là tương đương chính xác khi sử dụng các cảm biến có kích thước khác nhau. Ngoài các điểm trên, tính tương đương của DoF bị phá vỡ ở khoảng cách vĩ mô¹ và khi tính toán khoảng cách siêu tiêu cự (dựa trên DoF và mức độ của DoF ở phía trước và bao nhiêu sau điểm lấy nét thực tế).

_{Vì các ống kính được tập trung vào khoảng cách "macro" rất gần để cho độ phóng đại đạt tới 1: 1, độ dài tiêu cự hiệu quả của chúng thay đổi đủ để sử dụng tiêu cự "đã nêu" của ống kính không tính toán chính xác độ sâu trường ảnh có thể mong đợi .}

Hình ảnh từ các ống kính khác nhau sẽ trông khác nhau vì các ống kính khác nhau . Tuy nhiên, tùy thuộc vào khả năng chịu đựng sự khác biệt của bạn , bạn có thể đạt được kết quả đủ gần.

Với mục đích thảo luận, giả sử rằng cùng một ống kính có thể tạo ra cùng một hình ảnh, mặc dù điều đó có thể là không thể. Đối với những người lo ngại rằng hình ảnh sẽ không khớp hoàn hảo, "hình ảnh giống hệt nhau" sẽ được định nghĩa là "hình ảnh có độ chênh lệch bằng 0 vì sự khác biệt trong các điều kiện mà chúng được chụp cũng gần bằng 0".

Cũng sẽ tập trung vào việc tái tạo hình ảnh trên các định dạng lớn hơn được chụp ở định dạng nhỏ hơn để tránh các vấn đề với ống kính không tồn tại. Tuy nhiên, đi từ lớn hơn đến nhỏ hơn sẽ không thành vấn đề nếu ai đó làm ống kính theo yêu cầu.

• Trường nhìn - Tương tự sau khi nhân độ dài tiêu cự theo hệ số crop.

• Phối cảnh - Tương tự khi camera được giữ ở cùng một vị trí.

• Độ sâu trường ảnh - Tương tự như khẩu độ cũng được nhân với hệ số crop. Đây là công thức cho độ sâu của trường:

  DOF = 2 u ² NC / f ²

  N = khẩu độ F-number
  C = vòng tròn nhầm lẫn
  u = khoảng cách đến đối tượng
  f = tiêu cự

  Lưu ý rằng khi độ dài tiêu cự được nhân với hệ số crop, nó được bình phương trong mẫu số. Để giữ DOF không đổi, tử số cũng cần được nhân với bình phương của hệ số crop. Các vị trí để làm điều đó là trong số F khẩu độ và kích thước của vòng tròn nhầm lẫn. Vì chúng ta sẽ chuyển từ cảm biến crop sang full frame, chúng ta có thể nhân từng yếu tố crop để có cùng DOF.

• Làm mờ nền - Cũng có thể được giữ nguyên khi cả độ dài tiêu cự và khẩu độ được nhân với hệ số crop. Đây là một công thức làm mờ nền:

  b = fm _s x _d / (N (s ± x _d ))

  b = Blur
  f = tiêu cự
  N = khẩu độ F-number
  m _s = phóng đại chủ thể (đây là gì?)
  x _d = khoảng cách giữa chủ thể và hậu cảnh
  s = khoảng cách chủ thể 

• Một số yếu tố, mà Michael C thảo luận , sẽ không được giải quyết ở đây.

Tuy nhiên, các công thức bỏ qua biến dạng ống kính, quang sai và các yếu tố khác liên quan đến thiết kế ống kính.  Vì vậy, mặc dù các ống kính khác nhau có thể tạo ra các hình ảnh có chung thông số và ngoại hình giống nhau khi chuyển đổi giữa cảm biến crop và khung hình đầy đủ, chúng thường không giống nhau. Ngay cả các ống kính có thiết kế "giống nhau" cũng có đủ những khác biệt nhỏ mà chúng sẽ trông khác nhau. Các ống kính khác nhau có tính cách khác nhau .

Xem xét sự xuất hiện khác nhau của hiệu ứng nhòe nền và hiệu ứng nhòe được tạo ra bởi các ống kính 35mm khác nhau ở f / 2.8, tất cả đều có trên cảm biến crop. Kích thước khác nhau, nổi bật cạnh khác nhau, độ mịn khác nhau, hình dạng khác nhau. Thay đổi kích thước cảm biến sẽ tăng thêm biến thể đã thấy khi kích thước cảm biến được giữ nguyên.

Tuy nhiên, tùy thuộc vào khả năng chịu đựng sự khác biệt của bạn, bạn có thể đạt được kết quả đủ gần. Hãy xem xét hình ảnh thứ sáu bên dưới, được chụp bằng ống kính 50mm ở F4. Ngoài ra, so sánh các hình ảnh thứ bảy (35 / 1.4) và thứ chín (50/2), được chụp rộng mở.

Cimko 35 / 2.8; Hansa 35 / 2.8; Dòng Vivitar-1 35-85 / 2.8;
FujiFilm XF 35 / 1.4; Phúc Kiến 35 / 1.7 (c-mount); Pentax SMC 50/2 (0,7x)

FujiFilm, Phúc Kiến và Pentax rộng mở:

Giả sử có cùng số pixel, chúng sẽ giống hệt nhau về hình dạng và độ sâu trường cho cùng một khẩu độ ( không phải số khẩu độ mà là tỷ lệ f: xy đầy đủ) và sử dụng giá trị ISO lớn hơn với hệ số 2,56 trên máy ảnh crop. Khi bạn sử dụng cùng ISO và cùng số khẩu độ, độ sâu trường sẽ tăng theo hệ số crop.

Có một lý do để mọi người sử dụng các cảm biến lớn hơn để có nhiều ánh sáng hơn và / hoặc độ sâu trường ảnh thấp hơn.

Câu trả lời đơn giản Không. Nó có thể tạo ra một trường nhìn tương tự cho các mục đích định khung có cùng khoảng cách với chủ đề. Ngoài ra, không phải tất cả các kính được tạo ra bằng nhau, vì vậy người ta có thể có một cạnh so với nhau về độ rõ và độ sắc nét. Một lợi thế của cảm biến crop là nó chỉ chụp trung tâm của ống kính nếu bạn sử dụng ống kính full frame trên thân cảm biến crop. Trong trường hợp này, có thể độ sắc nét góc trên 50mm sẽ tốt hơn 80mm trên toàn khung hình.

Nếu mọi thứ hoàn toàn bằng nhau, thì cảm biến crop sẽ thu được ít ánh sáng hơn trong cùng điều kiện chính xác, do đó sẽ phải đẩy ISO lên hoặc làm chậm màn trập (xem xét ống kính đã được mở hoàn toàn).

Mối quan hệ gần tương đương giữa FF và máy ảnh bị cắt như sau:

FocalLength _FF = FocalLength _{cây trồng} * CropFactor

Fstop _FF = Fstop _crop * CropFactor

ISO _FF = ISO _crop * CropFactor ²

nơi hầu hết mọi người biết phương trình thứ nhất, nhưng nhiều người quên phương trình thứ hai và cuối cùng.

Phương trình đầu tiên giải thích cách thay đổi độ dài tiêu cự để tính đến yếu tố cắt xén để duy trì cùng một trường nhìn. Đây là những gì hầu hết mọi người biết.

Bây giờ, nếu bạn làm cho tiêu cự nhỏ hơn nhưng duy trì cùng một điểm dừng F, điều đó có nghĩa là ống kính sẽ thu được ít ánh sáng hơn, bởi vì đường kính của lỗ mở khẩu độ là:

ApertureOpening = FocalLpm / Fstop

... Và để giữ cho phân số giống nhau, cả tử số và mẫu số cần phải được thay đổi bằng cách nhân với hệ số crop. Điều này đảm bảo mở khẩu độ và do đó khả năng thu thập ánh sáng vẫn như cũ.

Bây giờ, phơi sáng và ISO được định nghĩa theo cách phơi sáng là:

Phơi sáng = ISO * Thời gian phơi sáng / Fstop ²

Thời gian phơi sáng rõ ràng là giống nhau trên máy ảnh FF và crop nếu bạn muốn chụp ảnh tương đương. Bây giờ, như tôi đã giải thích rằng để duy trì khả năng thu thập ánh sáng, bạn phải nhân Fstop bằng CropFactor. Do đó, để duy trì độ phơi sáng, bạn phải có nhiều ISO theo CropFactor ² . Đây co phải vân đê? Không, bởi vì các cảm biến FF lớn hơn về mặt vật lý theo diện tích theo hệ số, bạn đoán nó, CropFactor ² , do đó bạn có thể nhân ISO với CropFactor ² mà không có bất kỳ hiệu ứng nhiễu bất lợi nào, giả sử kích thước pixel trở nên lớn hơn, tức là số megapixel là giống nhau.

Vì vậy, hãy kiểm tra:

1. Lĩnh vực xem: duy trì
2. Khả năng thu thập ánh sáng: duy trì
3. Độ ồn: duy trì
4. Tiếp xúc: duy trì

Bây giờ, có hai yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến sự lựa chọn thiết bị của bạn. Chúng là độ sâu trường ảnh (DOF) và mờ nền.

Như @xiota đã giải thích, công thức DOF là:

DOF = 2 SubjDistance ² Fstop CoC / FocalL ngài ²

Khoảng cách chủ thể giữ nguyên, Fstop được nhân với CropFactor, CoC (vòng tròn nhầm lẫn) cũng được nhân với hệ số crop vì kích thước cảm biến lớn hơn bởi hệ số của CropFactor. Mẫu số cũng được nhân với CropFactor ² , do đó độ sâu trường (DOF) giữ nguyên.

Tuy nhiên, cũng có một khía cạnh khác, mờ nền. Hiểu biết của tôi là mờ nền là:

Blur = FjLagnization SubjMagnification BgDistance / (Fstop (SubjDistance ± BgDistance))

Nếu SubjMagnification là đơn vị, tử số có đơn vị độ dài bình phương. Mẫu số có đơn vị chiều dài. Vì vậy, mờ có đơn vị chiều dài.

Hãy kiểm tra xem điều gì xảy ra với máy ảnh FF. FocalLpm được nhân với hệ số crop, nhưng Fstop cũng được nhân với hệ số crop. Độ phóng đại của đối tượng rõ ràng là kích thước của cảm biến chia cho kích thước của đối tượng. Kích thước của đối tượng giữ nguyên, nhưng kích thước của cảm biến nhỏ hơn hoặc lớn hơn theo hệ số của CropFactor. Vì vậy, trên FF, SubjMagnification được nhân với CropFactor. Vì vậy, Blur được nhân lên bởi CropFactor. Do đó, kích thước đĩa mờ trở nên lớn hơn, nhưng kích thước cảm biến cũng vậy, vì vậy đĩa mờ chiếm cùng một tỷ lệ phần trăm của cảm biến!

Vì vậy, hãy kiểm tra các đặc điểm nền tảng:

5. Độ sâu của trường: duy trì
6. Nền mờ: duy trì

Vì vậy, vâng, các bức ảnh sẽ giống hệt nhau nếu bạn sử dụng một ống kính tương đương. Tuy nhiên, xin lưu ý rằng bạn có thể dễ dàng tìm thấy ống kính 80mm f / 1.2 (tốt, ok, nó có thể là 85mm nhưng đủ gần), nhưng việc tìm ống kính 50mm f / 0.75 có thể hơi khó khăn. Vì vậy, nếu bạn muốn có nhiều hiệu ứng nhòe nền, độ sâu trường ảnh nông và độ nhiễu thấp, có một số lợi ích khi sử dụng toàn khung hình: bạn có thể không tìm thấy ống kính bạn muốn cho máy ảnh crop!

Nếu chúng ta đi nhỏ hơn và xem xét các cảm biến điện thoại di động (hệ số crop 7-8), bạn sẽ cần ống kính 10-11mm với điểm dừng F khoảng f / 0,15 - f / 0,17. Tôi chắc chắn bạn sẽ không tìm thấy một ống kính như vậy!

Hãy kiểm tra nhanh tính hợp lệ của các mối quan hệ gần tương đương. Canon 17-55mm f / 2.8 IS USM zoom nặng 645 gram. Trên khung hình đầy đủ, nó sẽ là 27-88mm f / 4.5. Bạn có thể tìm thấy ống kính 24-70mm f / 4 IS USM nặng 600 gram và ống kính 24-105mm f / 4 IS USM nặng 669 gram. Kích thước ren của bộ lọc là 77mm trên tất cả các ống kính. Vì vậy, tôi đoán chúng phải gần tương đương nhau, có cùng một lượng thủy tinh.

Tuy nhiên, trọng lượng 24-70mm f / 2.8 không phải USM là 953 gram, vì vậy rõ ràng nó có nhiều kính hơn trong đó.

Ngoài ra, hãy xem xét ví dụ Coolpix P1000. Nó được quảng cáo là có zoom 125x, 4,3 - 539 mm, tương đương 24-3000 mm. Điểm dừng F là f / 2.8 - f / 8, nhưng không có thông số "tương đương" với F-stop, mà nhà sản xuất đã quên một cách thuận tiện. Bạn đã thấy một ống kính 3000mm f / 8? Tôi không có, nhưng nó sẽ rất lớn, có đường kính ít nhất 3000mm / 8 = 375mm. Nhà sản xuất nên nhớ rằng f / 2.8 - f / 8 tương đương f / 15.6 - f / 44.5. Điều này chứng tỏ rằng mọi người thường quên mối quan hệ tương đương cho điểm dừng F, chỉ nhớ mối quan hệ cho độ dài tiêu cự.