Как соотносится «коэффициент обрезки» с площадью сенсора по сравнению с полным кадром?

Question

Что имеется в виду, когда кто-то говорит, что датчик 1 / 2,3 имеет коэффициент обрезки 6,22? Сколько раз площадь сенсора 1 / 2,3 составляет полнокадровый сенсор? Пожалуйста, включите много деталей.

Еще один вопрос на этом сайте, Что такое фактор кадрирования и как он соотносится с фокусным расстоянием? касается угла обзора, но ничего не говорит о том, как фактор кадрирования относится к площади поверхности. датчика по сравнению с полнокадровым датчиком.

Answer 1

Коэффициент кадрирования выражается как отношение линейных измерений датчика к 36x24 мм 35-мм пленочной рамке или к полнокадровому датчику. Это связано с тем, что датчик, ровно вдвое меньший другого, также обеспечит ровно половину угла обзора по сравнению с другим объективом с таким же фокусным расстоянием. Или, наоборот, для датчика, вдвое меньшего размера, требуется объектив с половиной фокусного расстояния для обеспечения того же угла обзора, что и у датчика большего размера. Поскольку не все датчики имеют одинаковое соотношение сторон, сравнение почти всегда проводится с измеренными диагоналями каждого формата. Это связано с тем, что независимо от соотношения сторон объектива, чтобы позволить покрыть весь датчик виртуальным изображением, создаваемым объективом, пригодный для использования круг изображения должен иметь по меньшей мере такую ​​же ширину в диаметре, что и длина диагонального измерения датчика.

Большинство датчиков, называемых 1 / 2,3-дюймовым форматом, имеют диагональ 7,66 мм (коэффициент обрезки 5,64X) и площадь 28,50 мм². Sony Exmoor IMX220, также называемая 1 / 2,3-дюймовой камерой, имеет немного больший сенсор с диагональю 7,87 мм (коэффициент обрезки 5,49) и площадью 29,73 мм². Датчик FF имеет площадь 864 мм². Таким образом, 1 / 2,3-дюймовый датчик имеет площадь около 1/30 датчика FF.

Поскольку коэффициент обрезки является линейным, для получения соотношения площадей двух датчиков необходимо возвести в квадрат коэффициент обрезки. Таким образом, ваш 1 / 2,3-дюймовый датчик с коэффициентом кадрирования 6,22 (я не знаю такого датчика), что означает, что диагональ вашего датчика составляет 1 / 6,22 длины диагонали полного кадра, будет иметь площадь примерно 1 / 38,688 от полнокадровый датчик. Различия в соотношении сторон могут изменить относительные площади двух датчиков с одинаковой длиной диагонали.

Статья Wikepedia о Форматы датчиков изображения включает таблицу с измерениями, площадями и рассчитанным коэффициентом кадрирования для многих датчиков.

Answer 2

Ответ Михаэля хорошо описывает, как соотносятся площадь и размеры датчиков двух размеров, но концептуально не объясняет, как или почему влияет на , влияет на фокусное расстояние. Я постараюсь объяснить это.

Объектив, предназначенный для полнокадрового изображения 35 мм (FF35), предназначен для проецирования круглого изображения, достаточно большого для покрытия рамки датчика / пленки 36x24 мм. Итак, что мы должны представить себе: что произойдет, если мы будем использовать меньший датчик, который регистрирует только часть этого круга?

Получите камеру с датчиком 36x24 мм. Создайте изображение A с объективом 200 мм, а затем изображение B с объективом 300 мм. Изображение A имеет поле зрения по диагонали 12,3 градуса, изображение B - 8,2 градуса.

Теперь откройте изображение A в Photoshop и обрежьте его до 2/3 (1 / 1,5) его исходного размера. Теперь оно будет иметь то же поле обзора в 8,2 градуса, что и изображение B. Вы обрезали свое изображение, чтобы оно имело поле обзора, эквивалентное объективу с фокусным расстоянием в 1,5 раза длиннее. Что ж, это именно то, что происходит, когда вы надеваете объектив 200 мм в формате FF35 на камеру с сенсором APS-C (24x16, 2/3 размера FF35)! Таким образом, можно сказать, что APS-C имеет «коэффициент обрезки в 1,5 раза» по сравнению с FF35.

Answer 3

Область датчика FF (fxA) = 36x24 мм = 864 мм в квадрате (^ 2), Любая площадь данного датчика может быть представлена ​​как МП, так и квадратным мм. Следовательно, эффективная площадь APS-C (efA) = 24x16 мм = 384 мм ^ 2 или, возможно, XMP (только в качестве примера)

Коэффициент кадрирования FF для угла зрения (cf) объектива обратно пропорционален отношению диагональных длин прямоугольника, сделанного датчиком (dr) = Xd / fxd или Xd / 43.3 мм. В случае APS-C это соотношение составляет 2/3 или 28,87 / 43,3 мм. Таким образом, кроп-фактор для угла обзора (cf) для объектива FF 35 мм на датчике APS-C будет обратным к dr 1 / dr, или 3/2 = 1,5. ср можно умножить.

efA - это квадрат отношения диагональных длин (dr) ^ 2, умноженного на fxA, если сохраняются относительные размеры прямоугольника FF, 3x2 или ширина x высота, как и в APS-C. Следовательно, efA датчика APS-C составляет (2 ^ 2/3 ^ 2) 864 = (4/9) 864 = 384 мм ^ 2.

В случае Leica Q, который имеет 28-миллиметровую фиксированную линзу и датчик FF 24MP, можно проанализировать обрезку под углом зрения 35 мм, чтобы найти MP-эквивалент (MPeq) площади обрезанной части датчика. 28cf = 35, cf = 35/28 = 5/4 = 1,25; И др = 4/5 = 0,8; тогда efA = MPeq = (dr ^ 2) (fxA) = 4 ^ 2/5 ^ 2 (fxA) = 0,8 ^ 2 (fxA) = 16/25 (fxA) = 0,64 (fxA) = 0,64 (24MP) = 15,36 MP. Упрощенно, обрезка любого датчика FF с фиксированной линзой Xmm до известного фокусного расстояния или эквивалентного поля зрения, efA = (1-е фокусное расстояние / 2-е фокусное расстояние) ^ 2 (fxA); в случае Leica Q, efA = (28 / X) ^ 2 (24MP), где X - известное новое фокусное расстояние (или эквивалентное поле зрения). Для X = 50 мм, тогда efA = (28/50) ^ 2 (24MP) = 7,526MP

Answer 4

Слово или два по фактору урожая:

С годами камера уменьшилась. По мере развития пленки ее разрешающая способность улучшалась, и более мелкие форматы стали обычным явлением. В начале 1900-х годов была представлена ​​фотокамера с 35-мм кинопленкой. Формат пленки 35 мм (размер изображения) измеряет высоту 24 мм и длину 36 мм. Миллионы 35-мм камер были проданы. Из-за популярности 35 мм, он стал золотым стандартом в дизайне камеры и объектива. Это связано с тем, что каждый формат имеет «нормальный» размер фокусного расстояния.

Теперь объектив камеры проецирует изображение внешнего мира на поверхность пленки или цифрового датчика. Размер изображения проецируемых объектов и видимый угол обзора являются функцией фокусного расстояния используемого объектива. Фокусное расстояние - это измерение, проведенное от центра объектива до плоскости изображения (поверхность пленки или чипа), когда камера снимает дальний объект (на бесконечности ∞, насколько видит глаз). Это расстояние традиционно измеряется в миллиметрах.

Опытный фотограф, знакомый с его / ее камерой, чувствует, насколько большими или маленькими будут изображения объектов и насколько широкое или узкое изображение будет. Это понимание взаимосвязано с фокусным расстоянием используемого объектива и размером формата. Поскольку почтенная 35-мм пленочная камера существует уже почти 100 лет, вид, который обеспечивает этот формат с любым заданным фокусным расстоянием, стал золотым стандартом. Иными словами, фактор обрезки помогает сопоставить то, как изображение будет отображаться с использованием формата 35 мм в качестве эталона.

Размер каждого формата пленки или цифрового датчика имеет одно фокусное расстояние, которое будет помечено как «нормальное». Мы вычисляем нормальное значение, получая диагональную меру размера изображения (размера формата) пленки или чипа. Например, 35-миллиметровая рама имеет размеры 24 на 36 мм, а диагональ этого прямоугольника составляет около 45 мм. Если мы установим линзу, примерно равную этому значению, получаемый вид будет «нормальным» (соответствует человеческому опыту) относительно перспективы. Угол обзора будет около 45⁰ с камерой в горизонтальном (альбомном) положении. 45-миллиметровое «нормальное» значение для 35-миллиметрового формата является специфическим значением, поэтому производители объективов решили округлить это значение до 50 мм для их удобства. Разница не имеет большого значения.

Если установить объектив короче обычного, изображение объектов будет сжатым, а угол обзора увеличенным. Как правило, сфера широкого угла составляет 70% от «нормального» или короче. Для 35 мм это будет фокусное расстояние 35 мм или меньше. Если мы установим объектив на 200% от «нормального» или дольше, мы попадем в сферу телефото.

Суть этого обсуждения: время идет, а современные цифровые датчики изображения сокращаются. Сегодня популярен компактный цифровой формат, также называемый форматом APS-C. Это был неудачный формат фильма 1980-х годов. Он измеряет высоту около 16 мм на длину 24 мм. Диагональная мера 30 мм. Таким образом, объектив с фокусным расстоянием 30 мм является «нормальным», поскольку он обеспечивает угол обзора 45 °, когда камера находится в горизонтальном положении. Широкоугольный объектив 20 мм или короче, а телефото 60 мм или длиннее.

Теперь, чтобы вычислить коэффициент кропа, мы разделим две диагональные меры; таким образом, 45 ÷ 30 = 1,5. Это фактор урожая. Что мы делаем с фактором урожая? Скажем, у вашего собеседника полнокадровая камера (псевдоним для 35-мм формата, как у Fx). У вас компактный цифровой формат по прозвищу Dx. Ваш приятель монтирует объектив 100 мм. Ваша камера составляет 1 / 1,5 = 0,66 или 66% от размера Fx. Вы устанавливаете 100 ÷ 1,5 = 66 мм, и ваша камера обеспечивает такой же вид. Другими словами, вашей маленькой камере требуются объективы, которые составляют 66% объективов, необходимых для почтенного 35-мм полного кадра.

Я бы хотел, чтобы фактор урожая исчез.Они бесполезны для большинства, кроме седых 35 мм знающих фотографов. Завтра камеры будут становиться все меньше и меньше по мере развития технологии обработки изображений. Чем меньше чип изображения, тем больше значение коэффициента кадрирования. В будущем фактор урожая исчезнет.

Датчик изображения 1 / 2.3 представляет собой сверхмалый чип для обработки изображений. Коэффициент обрезки 6,22 составляет 1 / 6,22 = 0,1608 x100 = 16% от размера полного кадра. Если 100 мм монтируется на полной раме, то 100 ÷ 6,22 = 16 мм. Другими словами, 16-миллиметровое фокусное расстояние в этом минутном формате обеспечивает тот же угол обзора, что и 100-мм, установленный на полный кадр.