Кроп-фактор

У этого термина существуют и другие значения, см. Кроп.

Внешняя красная рамка показывает границы обычного кадра 36×24 мм, внутренняя, синяя — границы кадра цифровой камеры (22,5×15 мм)

Кроп-фактор (от англ. Crop factor, crop — обрезать, factor — множитель) — в цифровой фотографии отношение линейных размеров стандартного кадра 35-мм фотоплёнки к линейным размерам кадра рассматриваемой камеры. Большинство сенсоров выпускаемых цифровых камер имеют размер меньший, чем у плёночного кадра 36×24 мм. При использовании объектива, рассчитанного на этот кадр, на сенсор проецируется только центральная часть изображения, а оставшаяся часть «обрезается» краем матрицы.

$K_f$ = диагональ_35мм / диагональ_сенсор (диагональ 35 мм пленки ≈ 43,3мм)

У DSLR-камер кроп-фактор лежит обычно в пределах 1,3-2,0. Среди них наиболее распространены кроп-факторы 1,5 и 1,6 (стандарт APS-C) и 2 (стандарт 4:3(4/3 и Микро 4/3)).

Уменьшение угла объективов

Из-за кроп-фактора угол изображения объективов уменьшается.

Например, объектив с фокусным расстоянием 28 мм на полном кадре будет обладать углом зрения примерно 73° по диагонали. На кадре с кроп-фактором 1,6 этот угол составит всего 50° по диагонали, что эквивалентно объективу с фокусным расстоянием примерно 45 мм $(28 \times 1{,}6 = 44{,}8)$ для 35-мм плёнки.

Это неудобно, когда необходим широкий угол. Сверхширокоугольные объективы становятся просто широкоугольными, широкоугольные становятся нормальными.

Однако кроп-фактор может принести пользу, когда требуется узкое поле зрения. Например, 300-мм объектив с учетом кроп-фактора 1,6 дает такой же угол зрения, как 480-миллиметровый. Кроме этого, характеристики у обычных объективов обычно падают к краям, поэтому объективы на меньшей матрице дают более однородное по качеству изображение.

Надо заметить, что конкретный объектив всегда дает одно и то же изображение, независимо от того, с какой камерой он используется. Увеличение (или уменьшение) изображения происходит только потому, что оно проецируется на матрицу меньшего (или большего) размера и будет выглядеть увеличенным (или уменьшенным) при печати на том же формате.

Эквивалентное фокусное расстояние

Для удобства был введен термин «Эквивалентное фокусное расстояние». Термин характеризует фокусное расстояние объектива с эквивалентным углом зрения для кроп-фактора. Например, об объективе 31 мм (при установке его на камеру с кроп-фактором ≈1,6) будут говорить как об эквиваленте 50 мм для 35-миллиметровых камер.

Для сравнения фокусных расстояний двух объективов, предназначенных для разных фотоаппаратов, необходимо указанные на объективах фокусные расстояния (ФР) умножить на кроп-фактор фотоаппарата. Например:

1. Объектив SMC Pentax-DA имеет маркировку «18-55 mm». Кроп-фактор фотоаппарата, на котором установлен данный объектив, — 1,53. Умножив фокусные расстояния на кроп-фактор, получаем эквивалентные фокусные расстояния (ЭФР): 28-84 мм.

2. Объектив фотоаппарата Olympus C-900Z имеет маркировку «5,4-16,2 mm». Кроп-фактор данного аппарата равен 6,56. Умножив, получаем ЭФР объектива: 35-106 мм.

Теперь, переведя ФР обоих объективов к ЭФР, мы можем их сравнить. Первый обладает более широким углом зрения при широкоугольном положении, второй — более длиннофокусным телеположением.

Эквивалентная резкостная диафрагма

Не общепринятый и некорректный термин, появление которого связано с упрощённым пониманием связи между ГРИП и относительным отверстием. Не встречается в специальной, учебной и справочной литературе.

Предполагается, что объектив с фокусным расстоянием, например, в 1,6 раз меньшим, на матрице в 1,6 меньшего размера, на тех же диафрагмах будет обладать большей глубиной резкости, чем исходный объектив, если пересчитать её относительно размера кадра. Поэтому, для той же глубины резкости предлагается использовать, так называемую, «эквивалентную резкостную диафрагму», которая больше, чем у исходного объектива.

Поскольку, данное предположение не учитывает ни разрешения фотоприёмника, ни масштаба увеличения (размера конечного отпечатка), то фактическая ГРИП может значительно отличаться от предполагаемой.

Сменная оптика для камер с кроп-фактором

Большинство производителей сменной оптики, чтобы удовлетворить потребность в широкоугольных объективах для камер с меньшей матрицей создали специальные объективы. Для их обозначения обычно используется специальная маркировка, например, EF-S (Canon), DX (Nikon). Такие объективы проецируют поле изображения меньшей площади, который не покрывает всю площадь кадра 36×24 мм, а соответствует площади кадра цифровой камеры с размером сенсора 22,5×~15 мм (для APS-C). В отдельных случаях задний оптический элемент "кроп-объектива" может располагаться ближе к сенсору.

Объективы, рассчитанные на камеры с кроп-фактором, обычно нельзя использовать с 35-мм камерами. Этому может препятствовать конструкция крепления объектива к камере (например серия Canon EF-S). Даже в случае отсутствия технических ограничений на установку (Pentax, Nikon), объектив может давать заметное виньетирование, или вовсе ограничивать поле изображения (вокруг спроецированного круга изображение будет черным). Но "полнокадровые" объективы можно часто использовать с кропнутыми фотоаппаратами (например, без переходников оптика Canon серии EF (имеет красную точку для корректной установки в APS-C камеры Canon)).

Некоторые размеры матриц

Схема для визуального сравнения размеров матриц с различным $K_f$

4/3", 18×13,5 мм, соотношение сторон 4:3

Стандарт 4/3 разработан совместно компаниями Olympus, Kodak и несколькими другими. Сейчас (2010 год) камеры с матрицами такого формата производят фирмы Olympus и Panasonic. Декларировались цели снижения стоимости производства, веса камер и объективов.

DX и APS-C, около 25,1×16,7 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсоры таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных или дальномерных фотоаппаратах. Существуют единичные примеры использования в камерах другого типа (Например, псевдозеркалка Sony DSC R1). Их площадь соответствуют примерно «полукадру» 35 мм кадра.

APS-H формат, 27×18 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсор с линейными размерами в 1,3 раза меньшими, чем у 35-мм кадра.

Полнокадровый (англ. full frame) фотодатчик формата 36×24 мм ±1 мм, соотношение сторон 3:2

На рынке представлено всего несколько моделей фотоаппаратов с фотосенсором такого размера (Canon, Nikon, Kodak, Sony). Основной проблемой конструирования и применения таких сенсоров является увеличение угла падения света на краевые области матрицы и связанные с этим эффекты:

• виньетирования (на 1 ступень экспозиции больше, чем APS-C);
• снижения чёткости и ухудшение цветопередачи изображения к краям (из-за появления эффекта засветки «не своего пиксела» через микролинзу);
• снижение качества фильтрации ИК диапазона ИК-фильтром перед матрицей к углам кадра.

В сочетании с аберрациями некоторых объективов эти недостатки делают не вполне оправданной покупку любителем аппарата с полнокадровым сенсором. Весь набор преимуществ полнокадровой матрицы (меньшая ГРИП, большая эквивалентная чувствительность, применение ряда плёночных объективов) реализуется с дополнительными затратами.

Среднеформатная матрица формата 60×45 мм, соотношение сторон 4:3

Фотосенсоры таких размеров «сшиваются» из матриц меньшего размера, что сказывается на их стоимости. Применяются в дорогих камерах.

Кроп-фактор и размеры матриц

Средний формат

Обозначение	$K_f$	Ширина   (мм)	Высота   (мм)	Диагональ (мм)	Площадь  (мм²)	Пример                 камеры
Панорамные «6×17»						Seitz 6x17 Digital
Полнокадровые    «6×4,5»	1[1]	56	41,5	69,7	2 324
Pentax 645D	1,26[1]	44	33	55,2	1 463	Pentax 645D
Leica S Format	1,29[1]	45	30	54,1	1 350	Leica S2-P

Малый формат

Обозначение	$K_f$	Ширина (мм)	Высота (мм)	Диагональ (мм)	Площадь (мм²)	Пример камеры
Полнокадровые, плёнка типа 135.	1 — 1,01	35,8 — 36	23,8 — 24	43 — 43,3	852—864	Canon EOS 5D, Leica M9
APS-H	1,26 — 1,28	28,1 — 28,7	18,7 — 19,1	33,8 — 34,5	525,5 — 548,2	Canon EOS-1D Mark III
	1,33	27	18	32,4	486	Leica M8
Киностандарт Супер-35	1,38	24,89	18,66	31,11	464,45
APS-C, DX, 1.8",[2]Foveon X3	1,44 — 1,74	20,7 — 25,1	13,8 — 16,7	24,9 — 30,1	285,7 — 419,2	Nikon D3100 , Nikon D5100 , Pentax K20D, Sigma SD1, Sony Alpha NEX-5, Samsung NX20
X3-14.1MP (Foveon X3)	1,74	20,7	13,8	24,9	285,7	Sigma SD14
1.5"	1,85	18.7	14	23.36	261.8	Canon PowerShot G1 X
4/3"	1,92 — 2	17,3 — 18	13 −13,5	21,6 — 22,5	224,9 — 243	Olympus E-330, Panasonic AG-AF100
	2,37	15,81	8,88	18,13	140,39	Blackmagic Cinema Camera
1"	2,7	12,8	9,6	16	122,9	Sony ProMavica MVC-5000, Nikon 1 V1, Nikon 1 J1
Киностандарт Супер-16	2,96	12,52	7,41	14,55	92,77
Киностандарт 16 мм	3,39	10,26	7,49	12,7	76,92
2/3"	3,93	8,8	6,6	11	58,1	Pentax EI-2000, Sony CyberShot DSC-F717
1/1,6"	≈4	8	6	10	48	Panasonic Lumix DMC-LX3
1/1,63"	≈4					Olympus XZ-1
1/1,65"	≈4					Panasonic Lumix DMC-LX2
1/1,7"	≈4,5	7,6	5,7	9,5	43,3	Canon PowerShot G10
1/1,8"	4,84	7,176	5,319	8,9	38,2	Casio EXILIM EX-F1
1/1,9"	≈5					Samsung Digimax V6
1/2"	5,41	6,4	4,8	8	30,7	Sony DSC-D700
1/2,3"	≈6	6,16	4,62	7,70	28,46	Nikon COOLPIX S3100, Olympus SP-560 UZ
1/2,35"	≈6					Pentax Optio V10
1/2,4"	≈6					Fujifilm FinePix S8000fd
1/2,5"	5,99	5,8	4,3	7,2	24,9	Panasonic Lumix DMC-FZ8,Sony CyberShot DSC-H10
1/2,6"	≈6					HP Photosmart M447
1/2,7"	6,56	5,27	3,96	6,6	20,9	Olympus C-900 zoom
1/2,8"	≈7					Canon DC40
1/2,9"	≈7					Sony HDR-SR7E
1/3"	7,21	4,8	3,6	6	17,3	Canon PowerShot A460
1/3,1"	≈7					Sony HDR-SR12E
1/3,2"	7,62	4,536	3,416	5,7	15,5	Canon HF100
1/3,4"	≈8					Canon MVX35i
1/3,6"	8,65	4	3	5	12	JVC GR-DZ7
1/3,9"	≈9					Canon DC22
1/4"						Canon XM2
1/4,5"						Samsung VP-HMX10C
1/4,7"						Panasonic NV-GS500EE-S
1/5"						Sony DCR-SR80E
1/5,5"						JVC Everio GZ-HD7
1/6"	14,71	2,4	1,7	2,9	4,1	Sony DCR-DVD308E
1/8"						Sony DCR-SR45E

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} От полноценного кадра стандарта «6×4,5» (56×41,5 мм).
2. ↑  (англ.)Размеры матриц.

См. также

• Передающая телевизионная трубка
• APS-C
• APS-H
• Nikon DX
• 4:3

В Википедии есть портал «Фотография»