Alan derinliğindeki kesin artışı hesaplamak için daha küçük bir sensörün “kırpma faktörü” kullanılabilir mi?

APS-C ve benzeri mahsül sensörlü dijital kameraların odak uzaklığı çoğaltan bir etkisi varsa, 50 mm lensin tam kare kameradaki 80 mm görüş alanına daha yakın görünen bir odak uzaklığı ve aynı zamanda derinlik aynı zamanda Daha küçük sensör kamera için alanın 50 mm'lik bir lensin tam kare kamera üzerinde ürettiği alan derinliği gibidir (aynı diyafram açıklığını kullanarak), o zaman bunun bir "diyafram bölme etkisi" konseptini önerdiği görülüyor.

Başka bir deyişle, bir APS-C kameradaki 50mm f / 1.8 lens, 35mm eşdeğerinde 80mm f / 2.8 (yaklaşık 1.8 * 1.6x) lens gibi görünür - alan derinliği için, pozlama dikkate alınmaz.

İlgili fiziği daha iyi anlayan biri bunu benim için netleştirebilir mi? Bu kavramı daha önce hiçbir yerde açıkça bahsetmedim, bu yüzden biraz şüpheliyim.

Başka bir soruya verilen bu cevap , bunun arkasındaki matematikte ayrıntıya giriyor. Ve özellikle farklı kamera formatlarında "aynı resmi" alma konusunda bir bölüme sahip bir Wikipedia makalesi var . Kısacası, hem odak uzunluğunun hem de açıklığın format boyutlarının oranına göre ayarlanması (kırpma faktörü) aynı resmi vereceği yaklaşık olarak doğrudur. ¹

Ancak, eğer konu daha geniş formatlı kameranın makro menzili içindeyse bu bozuluyor (odaklanma çok yakın). Bu durumda, büyütme (ve dolayısıyla gerçek sensör boyutu) DoF denkleminde çok önemli hale gelir ve denkliği bozar.

Ve Wikipedia makalesi raslantıdan bahseder, ancak başka bir önemli noktayı ele almaz. Varsayım, aynı baskı boyutu için, kabul edilebilir bir karışıklık çemberi (kabaca, odakta hala kabul edilen bulanık bulanıklık seviyesinin) tam olarak format boyutuyla ölçekleneceğidir. Bu aslında doğru olmayabilir ve örneğin tam kare sensörünüzden daha yüksek gerçek çözünürlük elde etmeyi umabilirsiniz (örneğin). Bu durumda, denklik de geçerli değildir, ama neyse ki sürekli bir şekilde. ( Seçicilik faktörünüzle çarpmanız yeterlidir .) ²

"Maruz kalmayı düşünmemek" den bahsediyorsunuz ve şimdi (yaptığım gibi) düşünüyor olabilirsiniz: bekle, bekle. Kırpma + büyütme, alan derinliği için "etkili" açıklık için geçerliyse, neden pozlama için geçerli değil? Temel pozlama parametrelerinin , küçük noktalardan ve çekimlerden DSLR'lere kadar tüm formatlar için evrensel olduğu iyi bilinmektedir . ISO 100, f / 5.6, ikinci ise bir kamerada doğru pozlama sağlıyorsa, diğer kameralarda da olacaktır. ³ Peki, burada neler oluyor?

Sırrı şudur: çünkü biz büyürken "hile yapıyoruz" . Tabii ki, her durumda, belirli bir f sayısının, sensörün herhangi bir alanındaki pozu aynıdır. Kırpmak ya da sadece küçük bir sensöre sahip olmanız farketmez. Ancak, genişlettiğimizde (örneğin, bu noktadan 8 × 10 baskı alacağımız ve geniş formata uyacak şekilde çekim yaptığımız için), alan başına kaydedilen gerçek fotonlar "gerilmiş" olsa bile pozlamayı aynı tutarız. İki durak daha az, veya - 2 × kırpma faktörü varsa, her boyutta × 2 büyütmek zorunda ve araçlarının her piksel 4 alır × orijinal alanını: Bu aynı zamanda aynı karşılığı bulunmamaktadır, gerçek ışık kaydedildi. Ama elbette iki durağı daha karanlık hale getirmiyoruz.

_Dipnotlar:

_{[1]: Aslında, f / sayısını değiştirerek, yaptığınız şey lensin mutlak açıklığını sabit tutmaktır, çünkü f / numarası mutlak açıklık çapının odak uzunluğudur .}

_{[2]: Bu faktör, hiperfokal mesafeye yaklaştıkça da artar , çünkü daha küçük format sonsuzluğa ulaştığında, sonsuz bölünmüş olan her şey sonsuzluktur.}

_{[3]: Aynı sahneyi ve mercek transmisyonu gibi gerçek dünya faktörlerinden küçük farklılıkları varsayarsak.}

_{[4]: Temel olarak, bedava öğle yemeği diye bir şey yok . Bu, gürültüyü daha belirgin hale getirme etkisine sahiptir ve bu artışın mahsul faktörünün ISO amplifikasyonundan görünen gürültüye de uygulandığını söylemek makul bir yaklaşımdır .}

Kırpma kamerasının kullanılması odak uzaklığınızı değiştirmez (bu, kameranın değil, lensin bir özelliğidir) ancak görüş alanını değiştirmez, diyafram bölme efekti olmaz , f / 2.8 mercek açıklığı olan mercek hala ölçüm amaçları için açıklık f / 2.8 lensli bir lens gibi davranır, ancak tam kare sensörün görüş alanı ile eşleştirildiğinde, alan derinliği mahsül faktörü ile çarpılan açıklık oranına (f / değer) sahip bir lens ile aynı olacaktır .

Sensör büyüdükçe, çerçeveyi özneyle doldurduğunuzu varsayarak belirli bir açıklık için alan derinliği küçülür. Bunun nedeni daha uzun bir odak uzaklığı kullanmanız veya daha büyük kareyi doldurmak için daha yakın olmanız gerektiğidir.

Kırpma faktörü ile aynı alan derinliğini tam kare kamerayla elde etmek için, hem odak uzaklığını hem de açıklığı kırpma faktörüyle çarpmanız gerekir. Bu yüzden Nikon APS-C'de 35mm f / 16 ile eşleştirmek (1.5), tam kare kamerada 53mm odak uzunluğuna ve f / 24 diyafram açıklığına ihtiyacınız olacak.

Evet, bir merceğin alan derinliğini (DoF), o merceğin tam kare (FF) kameradaki kullanımına kıyasla değişim derinliğini hesaplarken bir sensörün kırpma faktörü kullanılabilir. Ancak her zaman DoF'ta bir artışa yol açmayacak . Aynı mesafeden çekim yapılırsa ve aynı boyuta getirilirse, mahsul gövdesi kamerası için DoF azalır (çünkü kafa karışıklığı çevreleri de dahil olmak üzere sensöre yansıtılan sanal görüntü daha büyük ölçüde büyütülür). Öte yandan, konuyu benzer şekilde çerçevelemek için çekim mesafenizi ayarlarsanız DoF artacaktır.

Bu soruda ele alınacak çok fazla değişken var ve cevapların çoğu bu varsayımları belirtmeden birkaç tane varsayıyor. İlişkisi hakkında brüt anlamalara Bu yol açar odak uzunluğu , diyafram , sensör boyutu , çekim mesafesi , ekran büyüklüğü , görüntüleme mesafe ve hatta izleyicinin görsel keskinliği için Field (DOF) derinliği . Bu faktörlerin tümü bir görüntünün Alan Derinliğini belirleyecektir. Çünkü DoF bir algıOdak düzleminden ne kadar uzaklığa odaklanıldığına. Odak düzlemine sadece bir mesafe, odak noktasıdır, öyle ki bir nokta ışık kaynağı , odak düzlemi üzerinde teorik olarak bir ışık noktası üretecektir . Diğer tüm mesafelerdeki nokta ışık kaynakları , odak mesafesine kıyasla odak düzlemine orantılı uzaklıklarına bağlı olarak boyut olarak değişen bir bulanıklık çemberi üretir . DoF, bulanıklık düzleminin hala bir görüntünün izleyicisi tarafından bir nokta olarak algılandığı odak düzlemine uzak ve uzak arasındaki mesafe olarak tanımlanır .

"Farklı objektiflere sahip bir kamerada aynı lensi kullanırken alan derinliği nasıl değişiyor?" Gibi sorular soruyoruz. Doğru cevap, "bağlıdır." Bu, aynı mesafeden çekim yapmanıza (ve böylece nesnenin çerçevesini değiştirmenize) veya nesnenin çerçevesini yaklaşık olarak belirlemek için fark mesafesinden çekim yapmanıza bağlıdır. Görüntünün ekran boyutunun aynı olup olmadığına veya görüntünün ekran boyutunun farklı sensör boyutlarıyla aynı oranda değişmesine bağlı olarak değişir. Bu, yukarıda belirtilen faktörlerin hepsinde neyin değişip neyin değişmediğine bağlıdır.

Aynı odak uzaklığı, aynı piksel yoğunluğuna sahip aynı sensör boyutunu kullanarak aynı açıklık ile aynı konu mesafesinde kullanılıyorsa ve aynı boyutta kağıda aynı çözünürlükte basılmış ve aynı görme keskinliğine sahip kişiler tarafından görüntüleniyorsa, iki resim aynı olacaktır. Bu değişkenlerden herhangi biri diğerlerine karşılık gelmeksizin değişirse, DoF da değişecektir.

Bu cevabın geri kalanında görüntü izleme mesafesini ve izleyicinin görme keskinliğinin sabit olduğunu varsayacağız. Ayrıca, açıklıkların, kırınımın ortaya çıkmayacağı kadar büyük olduğunu varsayıyoruz. Ve aynı yazıcıda aynı dpi hızında herhangi bir baskı yapıldığını, ancak aynı sayfa üzerinde değil aynı kağıt üzerinde yapıldığını varsayacağız.

Sadelik uğruna, birkaç teorik kamera düşünelim. Birinde 3600 X 2400 piksel çözünürlüğe sahip 36mm X 24mm sensör vardır. Bu bir 8,6 MP tam kare (FF) sensörü olacaktır. Diğer kameramız 2400 X 1600 piksel çözünürlüğe sahip 24mm X 16mm sensöre sahiptir. Bu, 3.8MP 1.5x mahsul gövdesi (CB) olacaktır. Her iki kamera da aynı piksel boyutuna ve piksel aralığına sahip. Her iki kamera da piksel seviyesinde aynı tasarıma ve hassasiyete sahiptir. Başka bir deyişle, daha büyük FF sensörünün merkezi 24 mm X 16 mm daha küçük CB sensörüyle aynıdır .

Her iki kameraya da aynı 50mm lensi takarsanız ve aynı konunun fotoğrafını aynı mesafeden f / 2'de çekerseniz (diğer tüm ayarların aynı olduğunu varsayarak) ve FF sensörü görüntüsünü 2400 X 1600 piksel olarak kırpıp iki görüntüyü de basarsanız 6 "X 4" kağıdında, iki resim hemen hemen aynı olacaktır ve DoF her iki fotoğrafta da aynı olacaktır.

Her iki kameraya da aynı 50mm lensi takarsanız ve aynı konunun fotoğrafını aynı mesafeden f / 2 olarak çekerseniz (diğer tüm ayarların aynı olduğu varsayılarak) ve her iki görüntünün de 6 "X 4" kağıda basılması durumunda göze çarpan bazı farklar olabilir. FF kameranın görüntüsü daha geniş bir görüş alanına sahip olacak (FoV), konu daha küçük olacak ve DoF CB kamerasındaki görüntüden daha büyük olacaktır . Bunun nedeni, FF görüntüsünün 600 ppi'de ve CB görüntüsünün 400 ppi'de basılmasıdır. CB kameradaki her pikseli% 50 oranında büyüterek, her bulanıklık çemberinin boyutunu da büyütdükaynı miktarda. Bu, CB algılayıcıya yansıtılan en büyük bulanıklık çemberinin, nokta olarak algılanacak en büyük bulanıklık çemberinin FF algılayıcısından% 33 daha küçük (3/2'nin tersi) olmasıdır. FF görüntüsünü 9 "X 6" kağıda ve CB görüntüsünü 6 "X 4" kağıda basmış olsaydık, DoF aynı olurdu (her ikisi de 400 ppi'de basıldı), her iki baskıdaki konu boyutları. Daha sonra 9 "X 6" baskının ortasını 6 "X 4" baskının ortasına kesersek yine aynı baskılara sahip oluruz.

Her iki kameraya da aynı 50mm lensi takar ve aynı mesafenin f / 2'sinde farklı mesafelerden fotoğraf çekersek, böylece konu boyutu aynı olur ve her iki görüntüyü de 6 "X 4" kağıda basarsanız, bazı belirgin farklar olacaktır. . Perspektif değişmiş olacak çünkü CB görüntüsü konuya daha uzak bir mesafeden çekildi. Konu, FF görüntüsüne kıyasla CB görüntüsünde sıkıştırılmış olarak görünecektir. Arkaplan detayları görünüyorsa, arkaplan aynı zamanda FF sensöründen gelen görüntüden daha özneye daha yakın görünecektir. 50mm lens% 50 daha büyük bir mesafeye odaklandığından, DoF de% 50 arttı. Konu FF kamerasını kullanarak 10 've CB kamerasını kullanarak 15' idiyse, ortaya çıkan DoF hesaplamaları:

• FF'de 10 'ila 50' x / 2: 9.33 'ila 10.8' arasında. DoF, 1.45 '(17.4 ")' dir. DoF, 10 'odak noktasının (PoF) arkasındaki 8"' den 9 "'a kadardır.
• CB'de 15 'ila 50.0 @ f / 2: 14.0' ila 16.2 '. DoF, 2,18 '(26,16 ")' dir. DoF, 15 'PoF'un arkasındaki 12"' den 14,4 "'e kadar uzanmaktadır.

Bu hesaplamalar, FF kamera için 0,03 mm ve CB kamera için 0,02 mm'lik bir karışıklık çemberine (CoC) dayanmaktadır. Bunun nedeni, FF için 600 ppi ve CB için 400 ppi'de yazdırmamızdır (ve pikseller hem 0,01 mm hem de 10 µm için aynı boyuttadır).

Gerçekte, hepimiz çoğu FF sensöründeki piksellerin çoğu yeni CB sensöründeki piksellerden daha büyük olduğunu biliyoruz. Bunlar, 18MP FF Canon 1D X'te 6,92 mm ile 36MP FF Nikon D800'de 16MP D4 - 7,7 tom arasındadır. Ekin gövdeleri 18MP Canon 7D için 4.1616m'den 24MP Nikon D7100 (3.72 aroundm civarında) olacak şekilde 3.89µm'e ve 14MP Sony SLT Alpha 33 için 5.08µm'ye düşüyor. Her durumda piksel boyutu oldukça küçük FF kameralar için genel olarak 0,03 mm (30µm) olan CoC ve 1,5x CB kameralar için 0,02 mm (20 µm). 1.6x CB Canon kameralar için genellikle 0,019 (19 µm) kullanılır. Canon'un son on yılda kullandığı en büyük boyuttaki pikseller 12.8MP FF 5D ve 8.2MP APS-H 1D mkII için 8.2µm idi.Tüm bunlar ne anlama geliyor, piksel gözetleme seviyesinde, odak bulanıklığının kabul edilen DoF içindeki nesneler için bile görülebilecektir çünkü kabul edilen bulanıklaştırma dairesi mevcut DSLR'lerdeki piksellerden 4 ila 7 kat daha büyüktür. DoF'yi piksel seviyesinde hesaplamak için, bir CoC kullanmanız gerekir; kameranızın piksellerinin çoğu DoF hesap makinelerinin kullandığından çok daha dar olacaktır.

Küçük sensör odak uzunluğunu veya açıklığı değiştirmez, sadece görüntünün sadece orta kısmını yakalar - tam kare görüntüyü almak ve sadece merkezi bırakmak için kırpmakla neredeyse aynıdır.

Görüntünün sadece merkezini çektiğinizde yakınlaştırılmış gibi görünür - yani 1.6 mm'lik bir sensördeki 50 mm'lik bir lensin alanı tam kare bir sensördeki 80mm gibi görünür - ancak yalnızca göründüğü için 50mm görüntünün merkezi, odak uzaklığı hala 50 mm'dir ve elde ettiğiniz görüntü, gerçek bir 80 mm lense değil, 50 mm görüntünün merkezine eşittir.

Aynısı diyafram için de geçerlidir, bir ürün sensöründe f / 8'de çekilen 50 mm'lik bir görüntü, 35 mm'lik bir sensördeki 50 mm'lik f / 8 resmin merkeziyle aynıdır, f / 12'de alınan 80 mm'lik bir görüntüyle aynı değildir (ayrıca açıkça 80mm f / 8 ile aynı değildir)

Periyotta “odak uzaklığı çarpanı etkisi” yoktur. Lensin odak uzaklığı sihirli bir şekilde DEĞİLDİR, çünkü daha küçük veya daha büyük bir sensör kullanıyorsanız, tamamen aynı kalır.

Tek elde ettiğiniz, elde ettiğiniz görüntüden kırpılmış bir görüntüdür ve aynı lensi daha büyük boyutlu bir sensörde görüntü kaydetmek için kullanmış olmanızdır. Böylece DOF, aynı zamanda daha büyük bir sensör kullanmış olmanızla aynı olacaktır.

Başka bir deyişle, bir APS-C kameradaki 50mm f / 1.8 lens, 35mm eşdeğerinde 80mm f / 2.8 (yaklaşık 1.8 * 1.6x) lens gibi görünür - alan derinliği için, pozlama dikkate alınmaz.

Evet, bir APS-C kameradaki 50mm f / 1,8 mercek, DOF ve bir dereceye kadar görüntü parazit seviyeleri kadar 35 mm eşdeğeri olarak 80 mm f / 2,8 (Cannon için yaklaşık 1,8 * 1,6x) mercek gibi davranacaktır. endişe, aynı enstantane hızını varsayarak ve telafi etmek için yeniden bir araya getirme vs.

Evet, alan derinliğinin genişliği, ürün faktörüyle tam ve ters orantılıdır (diğerlerinin eşit olduğu varsayılırsa (odak uzaklığı ve odak mesafesi ve f / durma eşit) ve CoC'nin sensör köşegeninden hesaplandığı varsayılır.

Bu hesap makinesinde http://www.scantips.com/lights/dof.html adresinden görmek kolaydır.

Bunun nedeni DOF'un görüntünün son büyütmesine dayanmasıdır ve daha küçük sensörler daha büyük büyütme gerektirir (aynı boyutta karşılaştırmak için).

Çevrimiçi Alan Derinliği Hesaplayıcı'yı kullanarak bazı karşılaştırmalar yaptım. Bilmediğim bir şeye çarptın; Aferin! Keşfettiğiniz gibi, f / sayısını 1.6 ile çarparak Eşdeğer Alan Derinliği değerine ulaşın. Bundan etkileniyorum ve neden ve nedenleri araştırmam gerekiyor.

Elmaları ve portakalları iki farklı format için alan derinliği ile karşılaştırmak için, karışıklık çemberinin boyutu için farklı kriterler kullanmanız gerekir. Bir lensin konuyla ilgili her noktayı ayrı ayrı ele alması ve ardından bu noktaya film veya dijital çip üzerinde yansıması gerçeğinden bahsediyoruz. Bu küçük ışık çemberi, zeka içeren optik görüntünün en küçük kesridir.

Görüntünün bir bölümünü “keskin” olarak telaffuz etmemiz için, o görüntünün disk olarak çıkaramayacağımız kadar küçük olan dairelerden oluşması gerekir, boyutsuz bir nokta görürüz. Gazete resimleri çok büyük mürekkep noktalarıyla yapılır, deriz, gazete görüntüleri keskin değildir. Karışıklık çevrelerinin maksimum boyutu ne kadar büyük? Normal okuma mesafesinden görüldüğü gibi çapı 0.5mm veya daha küçük olmalıdır. Bu, tam bir çerçevenin (FX), genişlemeye tahammül edebilecek kadar küçük daireleri yansıtan bir merceğe sahip olması gerektiği anlamına gelir. Kodak odak uzaklığının 1 / 1750'lik bir daire büyüklüğünü ve Leica çok önemli işler için odak uzunluğunun 1 / 1500'ünü kullandı. Odak uzaklığının bir kısmını kullanmak, 8X10 baskı ya da bilgisayar ekranı yapmak için gereken büyütme derecesini çoğunlukla göz önünde bulundurduğu için hesaplamayı yapmanın endüstri standardı yoludur.

Şimdi Kodak ve Leica standartları çok katı olduğundan, endüstri normalde günlük işler için odak uzaklığının 1 / 1000'ini kullanıyor. Bu, 50 mm lens için 0,05 mm daire boyutuna ve 80 mm için 0,08 mm daire boyutuna kadar çalışır.

Bu iki daire boyutunu kullanan çevrimiçi Alan Derinliği bilgisayarından türetilmiştir:

50mm @ f / 1.8 odaklanmış 10 ayaklar DOF 9.05 11.2 feet kargaburun dairesini daire içine 0,05 mm

50mm @ f11 odaklı 10 feet DOF 5.96 ile 31.1 feet arası karışıklık çemberi 0.05mm 80mm @ f / 18 odaklı 10 feet DOF 6 ile 30 feet arası karışıklık çemberi 0.08mm

50mm @ f / 4 odaklanmış 10 feet DOF 8.07 13.2 feet karışıklık dairesi boyunca odaklanmış

1.6 ürün faktörü aslında çoğaltan veya büyütme faktörüdür. FX çerçevesi, 43.3 mm'lik diyagonal ölçü ile 24 mm'yi 36 mm olarak ölçer. APS-C'niz, 27.0 diyagonal ile 15mm x 22.5mm ölçer. Oran 43.3 ÷ 27.0 = 1.6'dır (kırpma veya büyütme faktörü). Bu arada bu 1 / 1,6 X 100 =% 62,5. APS-C, bir FX'in büyüklüğünün% 625'idir.

Çok fazla matematik, buna gobbledygook diyorum! Bunu söyleyebilirim - bugün 79 oldu!