Dapatkah "crop factor" sensor yang lebih kecil digunakan untuk menghitung peningkatan tepat dalam kedalaman bidang?

Jika APS-C dan kamera digital sensor-tanaman serupa memiliki efek pengganda panjang fokus sehingga lensa 50mm memiliki panjang fokus yang tampak lebih dekat ke bidang pandang 80mm pada kamera bingkai penuh, namun pada saat yang sama kedalamannya bidang untuk kamera sensor yang lebih kecil lebih mirip dengan kedalaman bidang yang akan dihasilkan lensa 50mm pada kamera bingkai penuh (menggunakan aperture yang sama), maka ini tampaknya menyarankan konsep "efek pembagian bukaan."

Dengan kata lain, lensa 50mm f / 1.8 pada kamera APS-C akan bertindak lebih seperti lensa 80mm f / 2.8 (sekitar 1.8 * 1.6x) dalam setara 35mm - untuk kedalaman bidang, tidak mempertimbangkan pencahayaan.

Dapatkah seseorang dengan pemahaman fisika yang lebih baik terlibat memperjelas hal ini untuk saya. Saya belum pernah melihat konsep ini disebutkan secara eksplisit di mana pun, jadi saya agak curiga.

Ini jawaban untuk pertanyaan lain masuk ke detail pada matematika di balik ini. Dan ada artikel Wikipedia dengan bagian khusus tentang mendapatkan "gambar yang sama" dengan format kamera yang berbeda . Singkatnya, kira - kira benar bahwa menyesuaikan panjang fokus dan bukaan dengan rasio ukuran format (faktor krop) akan memberi Anda gambar yang sama. ¹

Tapi ini rusak jika subjek berada dalam kisaran makro dari kamera format yang lebih besar (pemfokusan benar-benar dekat). Dalam hal ini, perbesaran (dan karena itu ukuran sensor aktual) menjadi penting untuk persamaan DoF, mengacaukan kesetaraan.

Dan, artikel Wikipedia dengan santai menyebutkan tetapi tidak menguraikan hal penting lainnya. Asumsinya adalah bahwa untuk ukuran cetak yang sama, lingkaran kebingungan yang dapat diterima (kira-kira, tingkat kekaburan yang dapat diterima yang masih dipertimbangkan dalam fokus) akan berskala tepat dengan ukuran format. Itu mungkin tidak benar-benar berlaku, dan Anda mungkin berharap (misalnya) untuk mendapatkan resolusi aktual yang lebih besar dari sensor full-frame Anda. Dalam hal itu, kesetaraan juga tidak valid, tetapi untungnya secara konstan. (Anda hanya perlu mengalikan faktor pilih-pilih Anda .) ²

Anda menyebutkan "tidak mempertimbangkan paparan", dan sekarang Anda mungkin berpikir (seperti yang saya lakukan): tunggu, tunggu. Jika pemotongan + pembesaran berlaku untuk bukaan "efektif" untuk kedalaman bidang, mengapa itu tidak berlaku untuk pencahayaan? Telah diketahui bahwa parameter paparan dasar bersifat universal untuk semua format , dari titik kecil dan memotret hingga DSLR hingga format besar. Jika ISO 100, f / 5.6, detik ke-5 memberikan pencahayaan yang benar pada satu kamera, itu juga akan terjadi pada kamera lainnya. ³ Jadi, apa yang terjadi di sini?

Rahasianya adalah: itu karena kita "menipu" ketika memperbesar . Tentu saja, dalam semua kasus eksposur untuk nomor-f yang diberikan pada area sensor adalah sama. Tidak masalah jika Anda memotong atau hanya memiliki sensor kecil untuk memulai. Tetapi ketika kita memperbesar (sehingga kita memiliki, misalnya, 8 × 10 cetakan dari titik itu dan memotret agar sesuai dengan format besar), kami menjaga eksposur yang sama, meskipun foton aktual yang direkam per area "direntangkan". Ini juga memiliki korespondensi yang sama: jika Anda memiliki 2 × crop factor, Anda harus memperbesar 2 × di setiap dimensi, dan itu berarti setiap piksel mengambil 4 × area aslinya - atau, dua berhenti lebih sedikit cahaya aktual yang direkam. Tapi kami tidak membuatnya dua berhenti lebih gelap, tentu saja.⁴

_{Catatan kaki:}

_{[1]: Faktanya, dengan mengubah f / angka, yang Anda lakukan adalah memegang bukaan absolut lensa konstan, karena f / angka adalah panjang fokus di atas diameter bukaan absolut .}

_{[2]: Faktor ini juga rusak, saat Anda mendekati jarak hyperfocal , karena begitu format yang lebih kecil mencapai tak terhingga, tak terhingga yang terbagi dengan apa pun masih tak terhingga.}

_{[3]: Dengan asumsi adegan yang persis sama, dan variasi kecil dari faktor dunia nyata seperti transmisi lensa.}

_{[4]: Pada dasarnya, tidak ada yang namanya makan siang gratis . Ini memiliki efek membuat noise lebih jelas, dan ini merupakan perkiraan yang masuk akal untuk mengatakan bahwa peningkatan ini seperti faktor krop juga berlaku untuk noise yang terlihat dari amplifikasi ISO.}

Sama seperti menggunakan kamera pemangkasan tidak mengubah panjang fokus Anda (yang menjadi properti lensa, bukan kamera) tetapi memang mengubah bidang pandang, tidak ada efek pembagian bukaan , lensa dengan bukaan lensa f / 2.8 masih berperilaku seperti lensa dengan bukaan lensa f / 2.8 untuk keperluan pengukuran, namun ketika mencocokkan bidang pandang sensor bingkai penuh, kedalaman bidang akan sama dengan lensa dengan rasio bukaan (f / nilai) dikalikan dengan faktor krop .

Semakin besar sensor, semakin kecil kedalaman bidang untuk bukaan tertentu, dengan asumsi Anda mengisi bingkai dengan subjek. Ini karena Anda harus menggunakan focal length yang lebih panjang atau lebih dekat untuk mengisi bingkai yang lebih besar.

Untuk mendapatkan kedalaman bidang yang sama dengan kamera full frame seperti yang Anda lakukan dengan faktor yang dipangkas, Anda perlu mengalikan focal length dan aperture dengan faktor pemangkasan. Jadi untuk mencocokkan 35mm f / 16 pada Nikon APS-C (crop 1.5), Anda membutuhkan panjang fokus 53mm dan aperture f / 24 pada kamera full frame.

Ya, faktor krop sensor dapat digunakan saat menghitung perubahan depth of field (DoF) lensa dibandingkan dengan penggunaan lensa pada kamera full frame (FF). Tapi itu tidak selalu mengarah pada peningkatan DoF. Jika dipotret dari jarak yang sama dan ditampilkan dengan ukuran yang sama, DoF untuk kamera tubuh tanaman akan berkurang (karena gambar virtual yang diproyeksikan pada sensor, termasuk lingkaran kebingungan, akan diperbesar ke tingkat yang lebih besar). Di lain pihak, jika Anda menyesuaikan jarak pemotretan Anda untuk membingkai subjek dengan cara yang sama, DoF akan meningkat.

Ada begitu banyak variabel yang harus dihadapi dalam pertanyaan ini dan sebagian besar jawaban mengasumsikan beberapa tanpa menentukan asumsi-asumsi itu. Hal ini menyebabkan kesalahpahaman nyata tentang hubungan panjang fokus , bukaan , ukuran sensor , jarak pemotretan , ukuran tampilan , jarak menonton , dan bahkan ketajaman visual penampil ke Depth of Field (DoF) . Semua faktor ini digabungkan akan menentukan Kedalaman Bidang gambar. Ini karena DoF adalah persepsiberapa jarak jarak dari bidang fokus dalam fokus. Hanya satu jarak dari bidang fokus yang benar-benar dalam fokus sehingga sumber cahaya titik secara teoritis akan menghasilkan titik cahaya pada bidang fokus. Sumber cahaya titik di semua jarak lain menghasilkan lingkaran blur yang bervariasi dalam ukuran berdasarkan jarak proporsional ke bidang fokus dibandingkan dengan jarak fokus. DoF didefinisikan sebagai rentang antara jarak dekat dan jauh dari bidang fokus bahwa lingkaran blur masih dianggap sebagai titik oleh pemirsa gambar.

Kami mengajukan pertanyaan seperti, "Bagaimana kedalaman bidang berubah ketika menggunakan lensa yang sama pada kamera dengan sensor berukuran berbeda?" Jawaban yang benar adalah, "Itu tergantung." Tergantung pada apakah Anda memotret dari jarak yang sama (dan dengan demikian mengubah pembingkaian subjek) atau memotret dari jarak perbedaan untuk memperkirakan pembingkaian subjek yang sama. Itu tergantung pada apakah ukuran tampilan gambar adalah sama atau ukuran tampilan gambar diubah dengan proporsi yang sama dengan ukuran sensor yang berbeda. Itu tergantung pada perubahan apa dan apa yang tetap sama sehubungan dengan semua faktor yang disebutkan di atas.

Jika panjang fokus yang sama digunakan pada jarak subjek yang sama dengan aperture yang sama menggunakan ukuran sensor yang sama dengan kerapatan piksel yang sama dan dicetak pada resolusi yang sama pada kertas ukuran yang sama dan dilihat oleh orang-orang dengan ketajaman visual yang sama maka Departemen Keuangan kedua gambar akan sama. Jika salah satu dari variabel ini berubah tanpa perubahan yang sesuai dengan yang lain, DoF juga akan berubah.

Untuk sisa jawaban ini kita akan mengasumsikan jarak tampilan gambar dan ketajaman visual penonton adalah konstan. Kami juga akan mengasumsikan bahwa lubang cukup besar sehingga difraksi tidak ikut berperan. Dan kami akan menganggap pencetakan dilakukan pada printer yang sama pada jumlah dpi yang sama tetapi belum tentu ppi yang sama dan tidak harus pada kertas ukuran yang sama.

Demi kesederhanaan, mari kita pertimbangkan beberapa kamera teoretis. Seseorang memiliki sensor 36mm X 24mm dengan resolusi 3600 X 2400 piksel. Ini akan menjadi sensor full frame (FF) 8,6MP. Kamera kami yang lain memiliki sensor 24mm X 16mm dengan resolusi 2400 X 1600 piksel. Ini akan menjadi 3,8MP 1,5x crop body (CB). Kedua kamera memiliki ukuran piksel dan pitch piksel yang sama. Kedua kamera memiliki desain dan sensitivitas yang sama pada tingkat piksel. Dengan kata lain pusat 24mm X 16mm dari sensor FF yang lebih besar identik dengan sensor CB yang lebih kecil.

Jika Anda memasang lensa 50mm yang sama ke kedua kamera dan mengambil foto dari subjek yang sama dari jarak yang sama di f / 2 (dengan asumsi semua pengaturan lain adalah sama) dan memotong gambar sensor FF ke 2400 X 1600 piksel dan mencetak kedua gambar pada kertas 6 "X 4", kedua gambar akan hampir identik, dan DoF akan sama di kedua foto.

Jika Anda memasang lensa 50mm yang sama ke kedua kamera dan mengambil foto dari subjek yang sama dari jarak yang sama di f / 2 (dengan asumsi semua pengaturan lain adalah sama) dan mencetak semua gambar pada kertas 6 "X 4" akan ada ada beberapa perbedaan yang nyata. Gambar dari kamera FF akan memiliki bidang pandang yang lebih luas (FoV), subjek akan lebih kecil dan DoF akan lebih besar dari gambar dari kamera CB. Ini karena gambar FF dicetak pada 600 ppi dan gambar CB dicetak pada 400 ppi. Dengan memperbesar setiap piksel dari kamera CB hingga 50%, kami juga memperbesar ukuran setiap lingkaran blurdengan jumlah yang sama. Ini berarti bahwa lingkaran blur terbesar yang diproyeksikan pada sensor CB yang akan dianggap sebagai suatu titik adalah 33% lebih kecil (kebalikan dari 3/2 adalah 2/3) daripada pada sensor FF. Jika kita telah mencetak gambar FF pada kertas 9 "X 6" dan gambar CB pada kertas 6 "X 4", DoF akan sama (keduanya dicetak pada 400 ppi), seperti halnya ukuran subjek pada kedua cetakan. Jika kita kemudian memangkas bagian tengah cetakan 9 "X 6" menjadi cetakan 6 "X 4" kita akan memiliki cetakan yang hampir sama.

Jika kita memasang lensa 50mm yang sama untuk kedua kamera dan mengambil foto pada f / 2 dari subjek yang sama dari jarak yang berbeda sehingga ukuran subjeknya sama dan mencetak kedua gambar pada kertas 6 "X 4" akan ada beberapa perbedaan nyata . Perspektif akan berubah karena gambar CB diambil pada jarak yang lebih besar dari subjek. Subjek akan tampak terkompresi dalam gambar CB dibandingkan dengan gambar FF. Jika detail latar belakang terlihat, latar belakang juga akan tampak lebih dekat ke subjek daripada di gambar dari sensor FF. Karena lensa 50mm difokuskan pada jarak 50% lebih besar, DoF juga meningkat sebesar 50%. Jika subjek berada di 10 'menggunakan kamera FF dan 15' menggunakan kamera CB di sini adalah perhitungan DoF yang dihasilkan:

• 50mm @ f / 2 dari 10 'pada FF: 9.33' hingga 10.8 '. DoF 1,45 '(17,4 "). DoF berkisar dari 8" di depan hingga 9,6 "di belakang titik fokus 10' (PoF).
• 50mm @ f / 2 dari 15 'di CB: 14.0' hingga 16.2 '. DoF dari 2,18 '(26,16 "). DoF berkisar dari 12" di depan hingga 14,4 "di belakang PoF 15'.

Perhitungan ini didasarkan pada lingkaran kebingungan (CoC) 0,03mm untuk kamera FF dan 0,02mm untuk kamera CB. Ini karena kami mencetak pada 600 ppi untuk FF dan 400 ppi untuk CB (dan pikselnya berukuran sama untuk keduanya - 0,01mm atau 10μm).

Pada kenyataannya, kita semua tahu piksel pada kebanyakan sensor FF lebih besar daripada piksel pada sebagian besar sensor CB yang lebih baru. Mereka berkisar dari 6,92μm pada 18MP FF Canon 1D X hingga 7,21μm pada 16MP D4 hingga 4,7μm pada 36MP FF Nikon D800. Badan pemangkasan pergi dari 4,16 μm untuk Canon 18D 18MP menjadi 3,89 μm untuk 24MP Nikon D7100 (D7200 akan menjadi sekitar 3,0 μm) menjadi 5,08 μm untuk 14MP Sony SLT Alpha 33. Dalam semua kasus ukuran piksel jauh lebih kecil daripada CoC yang diterima secara umum yaitu .03mm (30μm) untuk kamera FF dan .02mm (20μm) untuk kamera 1.5x CB. Untuk kamera Canon 1,6x CB 0,019 (19μm) umumnya digunakan. Pixel ukuran terbesar yang digunakan Canon dalam dekade terakhir adalah 8.2μm untuk 12.8MP FF 5D dan 8.2MP APS-H 1D mkII.Apa artinya semua ini adalah bahwa pada level mengintip piksel, kekaburan fokus akan terlihat bahkan untuk objek dalam DoF yang diterima karena lingkaran blur yang diterima adalah 4 hingga 7 kali lebih besar dari piksel pada DSLR saat ini. Untuk menghitung DoF pada tingkat piksel, Anda perlu menggunakan CoC ukuran piksel kamera Anda yang akan jauh lebih sempit daripada kebanyakan kalkulator DoF yang digunakan.

Sensor yang lebih kecil tidak mengubah focal length atau aperture, hanya menangkap bagian tengah gambar - hampir sama dengan mengambil gambar bingkai penuh dan memotongnya hanya menyisakan bagian tengah.

Ketika Anda hanya mengambil bagian tengah gambar, tampilannya seperti diperbesar - sehingga bidang pandang lensa 50mm pada sensor 1.6 crop terlihat seperti 80mm pada sensor bingkai penuh - tetapi hanya terlihat seperti itu karena Anda hanya melihat pusat gambar 50mm, panjang fokus masih 50mm dan gambar yang Anda dapatkan setara dengan pusat gambar 50mm bukan lensa 80mm yang sebenarnya.

Hal yang sama berlaku untuk aperture, gambar 50mm yang diambil pada f / 8 pada sensor krop adalah sama dengan pusat gambar 50mm f / 8 pada sensor 35mm, itu tidak sama dengan gambar 80mm yang diambil pada f / 12 (juga tidak sama dengan 80mm f / 8 jelas)

Tidak ada "efek pengganda panjang fokus", titik. Panjang fokus lensa TIDAK berubah secara ajaib karena Anda menggunakan sensor yang lebih kecil atau lebih besar, tetap sama persis.

Yang Anda dapatkan hanyalah gambar yang dipotong dari gambar yang Anda dapatkan seandainya Anda menggunakan lensa yang sama untuk merekam gambar pada sensor ukuran yang lebih besar. DOF dengan demikian akan sama jika Anda menggunakan sensor yang lebih besar juga.

Dengan kata lain, lensa 50mm f / 1.8 pada kamera APS-C akan bertindak lebih seperti lensa 80mm f / 2.8 (sekitar 1.8 * 1.6x) dalam setara 35mm - untuk kedalaman bidang, tidak mempertimbangkan pencahayaan.

Ya, lensa 50mm f / 1.8 pada kamera APS-C akan bertindak lebih seperti lensa 80mm f / 2.8 (sekitar 1.8 * 1.6x untuk Cannon) dalam kesetaraan 35mm, sejauh DOF dan sampai batas tertentu tingkat kebisingan gambar prihatin, menganggap kecepatan rana yang sama dan membingkai ulang untuk mengimbangi dll.

Ya, rentang kedalaman bidang sebanding dan berbanding terbalik dengan faktor tanaman (dengan asumsi semua yang lain sama (panjang fokus dan jarak fokus dan f / stop sama), dan dengan asumsi CoC dihitung dari sensor diagonal.

Ini mudah dilihat di kalkulator di http://www.scantips.com/lights/dof.html

Ini karena DOF didasarkan pada pembesaran akhir gambar, dan sensor yang lebih kecil membutuhkan pembesaran yang lebih besar (untuk membandingkan pada ukuran yang sama).

Saya melakukan beberapa perbandingan menggunakan Depth-Of-Field Calculator on-line. Anda telah menemukan sesuatu yang saya tidak tahu; bagus untukmu! Seperti yang telah Anda temukan, kalikan f / angka dengan 1,6 berhasil dengan Kedalaman Bidang. Saya terpesona dengan ini dan saya perlu menyelidiki mengapa dan di mana.

Untuk membandingkan apel dan jeruk sebagai kedalaman bidang untuk dua format berbeda, Anda harus menggunakan kriteria berbeda untuk ukuran lingkaran kebingungan. Kita berbicara tentang fakta bahwa sebuah lensa menangani setiap titik pada subjek secara terpisah dan kemudian memproyeksikan titik tersebut pada film atau chip digital. Lingkaran cahaya kecil ini adalah bagian terkecil dari gambar optik yang mengandung kecerdasan.

Agar kita dapat mengucapkan sebagian dari gambar sebagai "tajam", gambar itu harus terdiri dari lingkaran yang sangat kecil sehingga kita tidak dapat menjadikannya sebagai disk, kita melihat titik tanpa dimensi. Gambar surat kabar dibuat dengan titik tinta terlalu besar, kita katakan, gambar surat kabar tidak tajam. Seberapa besar ukuran maksimal dari lingkaran kebingungan? Mereka harus berdiameter 0,5mm atau lebih kecil seperti yang terlihat dari jarak pembacaan normal. Itu berarti bahwa full frame (FX) harus memiliki lensa yang memproyeksikan lingkaran yang cukup kecil untuk mentoleransi pembesaran. Kodak menggunakan ukuran lingkaran 1/1750 dari panjang fokus dan Leica menggunakan 1/1500 dari panjang fokus, untuk pekerjaan penting. Menggunakan sebagian kecil dari panjang fokus adalah cara standar industri untuk melakukan komputasi karena sebagian besar memperhitungkan tingkat pembesaran yang diperlukan untuk membuat tampilan cetak atau komputer 8X10.

Sekarang standar Kodak dan Leica terlalu ketat sehingga industri biasanya menggunakan 1/1000 panjang fokus untuk pekerjaan sehari-hari. Itu berhasil dengan ukuran lingkaran 0,05mm untuk lensa 50mm dan ukuran lingkaran 0,08mm untuk 80mm.

Berasal dari komputer Depth-Of-Field on line menggunakan dua ukuran lingkaran ini:

50mm @ f / 1.8 fokus 10 kaki DOF 9.05 melalui 11.2 kaki lingkaran kebingungan 0.05mm 80mm @ f / 2.8 fokus 10 kaki DOF 9.05 melalui 11.2 kaki lingkaran kebingungan 0.08mm

50mm @ f11 fokus 10 kaki DOF 5.96 melalui 31.1 kaki lingkaran kebingungan 0.05mm 80mm @ f / 18 fokus 10 kaki DOF 6 melalui 30 kaki lingkaran kebingungan 0.08mm

50mm @ f / 4 fokus 10 kaki DOF 8.07 melalui 13.2 kaki lingkaran kebingungan 0,05 80mm @ f / 6.4 fokus 10 kaki DOF 8.09 melalui 13.1 kaki lingkaran kebingungan 0.08

Faktor 1,6 crop sebenarnya merupakan faktor penggandaan atau pembesaran. Bingkai FX berukuran 24mm x 36mm dengan ukuran diagonal 43,3mm. APS-C Anda mengukur 15mm kali 22,5mm dengan diagonal 27,0 Rasionya adalah 43,3 ÷ 27,0 = 1,6 (crop atau factor magnification). Ngomong-ngomong itu 1 / 1,6 X 100 = 62,5%. APS-C adalah 625% dari ukuran FX.

Banyak matematika, saya menyebutnya gobbledygook! Saya bisa mengatakan ini - berbalik 79 hari ini!