Почему линзы для больших сенсоров имеют меньшие углы обзора?

Question

Почему разные (беззеркальные) камеры + при условии, что все объективы имеют фокусное расстояние эквивалентное 24 мм и 35 мм?

• Фиксированный объектив Canon Powershot G5X оснащен 1-дюймовым сенсором (на самом деле высота 8,80 мм) с коэффициентом кропа 2,7. Его встроенный объектив имеет диапазон 8,8–36,8 мм, что означает самый широкий угол обзора. равно 8,8 × 2,7 = 24 мм, эквивалент 35 мм.

• Panasonic Lumix DMC-GX8 имеет сенсор µ 4/3 и часто продается с объективом 12–60 мм. С коэффициентом кропа 2 это означает, что он соответствует 2 × 12 = 24 мм, эквивалент 35 мм.

• Sony α6300 имеет объектив APS-C и часто продается с объективами 16–50 мм. При коэффициенте кадрирования 1,5 это становится фокусным расстоянием, эквивалентным 35 мм, равным 1,5 × 16 мм = 24 мм.

• Sony A7R II имеет полнокадровый сенсор. Похоже, он часто продается с объективом до 24 мм.

Это означает, что самый широкий угол на четырех описанных выше системах одинаков! Есть ли физическая причина для этого? Объектив 12 мм для системы µ 4/3 НАМНОГО дешевле, чем объектив 12 мм для систем APS-C или полнокадровых систем. Почему это? Почему существует магический предел эквивалентного фокусного расстояния в 24 мм и 35 мм? Означает ли это, что если не покупать дорогие широкоугольные объективы, переход к большему сенсору с меньшим коэффициентом кадрирования не на практике дает мне более широкий обзор?

Answer 1

Это просто место, где рынок сходится в данный момент. Типичный объектив для объектива APS-C по-прежнему составляет 18-55 мм, но большинство людей находят более широкий угол обзора более полезным, поэтому некоторые производители сделали несколько объективов, которые начинаются с 16 мм. Olympus по-прежнему продает многие из своих камер начального уровня с 14-42 мм, что эквивалентно 28 мм, в то время как упомянутые ранее 18-55 мм эквивалентны 27 мм в сторону широкого конца.

Fuji также изначально и до сих пор включает 18-55 мм со многими из своих беззеркальных камер, когда продается в комплекте. Позже они сделали 16-55-миллиметровое яркое увеличение и 16-50-миллиметровое увеличение набора. Pentax был фактически первым с 16-50 мм, когда они запустили свою линию DA *, но они продавали до и после многих объективов 18-55. Общий набор Panasonic был также 14-42 млн., Затем 14-45 мм, пока они не начали предлагать 12-35-мм (эквивалент 24-70). Упомянутый вами 12-60 мм - еще более продвинутый вариант.

То же самое произошло с полнокадровыми камерами. Моя основная линза Minolta - 28-75 мм. Производители сделали несколько объективов, начиная с 28 мм (28–70, 28–75, 28–105 и т. Д.), Но в конечном итоге более широкие объективы стали приобретать все большую популярность, и теперь 24–70 мм, вероятно, являются наиболее популярными начальными объективами с полным кадром. Хотя у них есть 24-105 мм, которые тоже довольно популярны.

Камеры с фиксированным объективом постепенно развивались таким образом. 35 мм раньше были популярной широкой отправной точкой, затем 28, а теперь 24 мм - самой популярной, хотя есть и более широкие и узкие. Для камеры с фиксированным объективом важнее всего то, что кадрирование намного проще, чем сшивание, поэтому вы должны начать с широкого угла, который может удовлетворить большинство потребностей.

Пока линзы развиваются, они формируют фотографии, которые мы видим. Я имел обыкновение находить ширину 28 мм, и теперь 24 мм (эквивалент) кажется нормальным, и я использую короткие фокусные расстояния, чтобы мои фотографии казались широкими.

В данный момент времени и в течение длительного времени самый широкий прямолинейный угол обзора доступен только для полнокадрового просмотра. Canon производит линзы 11-24 мм, а IRIX - 11 мм, которые являются самыми широкими из доступных углов обзора среди прямолинейных линз. Ранее Sigma 12-24 мм была самой широкой и оставалась непревзойденной, пока Sigma также не выпустила 8-16 мм для APS-C. Вы можете получить очень широкие углы, но не такие широкие на Micro Four-Thirds с 7-14 мм, что похоже на то, что Nikon предлагал для полнокадровых камер с их 14-24 мм.

Поле обзора, которое вы получаете на практике, зависит от объектива, который вы покупаете. Поэтому, если вы собираетесь использовать объектив общего назначения, вы можете найти эквивалент 24-70 мм для датчика любого размера. Объективы для больших датчиков обычно стоят дороже, поэтому переход к большому датчику обходится дорого (даже то же самое почти всегда дороже. Если вы покупаете объектив для его широкого угла, тогда переход в полнокадровый режим, вероятно, будет стоить дешевле только для одного объектива. IRIX 11m Firely стоит 525 долларов США, что дешевле, чем Panasonic 7-14mm F / 4 для Micro Four-Thirds и 8-16mm для APS-C Таким образом, на момент написания, ваш самый дешевый самый широкий угол для полнокадрового.

Answer 2

Это означает, что самый широкий угол на четырех описанных выше системах одинаков! Есть ли физическая причина для этого?

Возможно. Я не дизайнер линз, но я подозреваю, что если бы можно было создать линзу, которая давала бы вам приемлемое качество изображения и угол обзора, который варьировался бы от очень широкого до очень узкого, и все это при сохранении цены, кто-то сделал бы это ». мы уже сделали это Тот факт, что мы видим зум-объективы с довольно постоянными диапазонами угла обзора, заставляет меня догадываться, что объективы с углом обзора от 65 до 20 °, вероятно, попадают в приятное место с точки зрения того, что можно производить с точки зрения цены и качества изображения, которое привлекательны для потребителей.

Объектив 12 мм для системы µ 4/3 НАМНОГО дешевле, чем объектив 12 мм для систем APS-C или полнокадровых систем. Почему это?

Гораздо меньший датчик видит гораздо меньшую часть изображения, поэтому изображение должно быть только в центре. Полнокадровый сенсор обеспечивает гораздо более широкий обзор через 12-мм объектив, поэтому вам нужен острый объектив, который устраняет такие проблемы, как хроматическая аберрация, на гораздо большей части проецируемого изображения, а это означает лучшее стекло, больше элементов и т. Д.

Почему существует магический предел фокусного расстояния, эквивалентного 35 мм и равным 24 мм?

Это не предел, это всего лишь нижняя граница этой технической / экономической / маркетинговой точки для объективов общего назначения. Вы, конечно, можете купить более широкие объективы, но объектив, который шире на и длиннее, сохраняя при этом приемлемый диапазон диафрагмы и сохраняя приемлемые изображения, как правило, будет дороже и, следовательно, менее привлекательным.

Означает ли это, что если не покупать дорогие широкоугольные объективы, переход к большему сенсору с меньшим коэффициентом кадрирования на практике не дает мне более широкий угол обзора?

Ну, вы не можете прикрепить объектив Canon EF-S 18-55 мм к полнокадровому Canon 6D, если вы это имеете в виду. Объективы, предназначенные для камер с меньшими датчиками, например объективы EF-S, могут проецировать изображение, слишком маленькое для покрытия полнокадрового датчика. Кроме того, эти линзы простираются дальше в корпус и будут мешать зеркалу в полнокадровой камере, поэтому они физически несовместимы с этими камерами. Но если у вас есть объектив EF, вы увидите более широкий обзор при установке его на полнокадровый корпус.

Answer 3

Нет магического ограничения при диагональном угле обзора 84 °, что соответствует 24-мм объективу на датчике FF. Но, похоже, есть несколько причин, по которым он является популярной отправной точкой для относительно недорогих обычных зум-объективов.

• Это примерно чуть больше половины) фокусного расстояния диагонали датчика в большинстве случаев, которые вы использовали в качестве примеров. Датчик FF имеет диагональ чуть более 43 мм. 24 мм - это 56% от 43 мм. Датчик 1.5X APS-C имеет диагональ почти 29 мм. 16 мм - это 55% диагонали этого датчика. Остальные похожи.
• Любое фокусное расстояние короче, чем примерно половина диагонального измерения датчика, становится очень трудным для проектирования с хорошим качеством изображения при одновременном снижении стоимости изготовления такого объектива. Цена является очень важным аспектом комплектных объективов, поскольку они вносят значительный вклад в общую стоимость комплектов «камера + объектив», которые чаще всего покупаются вместе. У вас могут быть высококачественные прямолинейные широкоугольные объективы с более широким полем зрения, но они очень быстро становятся очень дорогими.
• Угол зрения приблизительно 85 °, создаваемый такими объективами, - это то, что многие потребители ожидают от "обычного" прямолинейного зум-объектива на широком конце диапазона фокусных расстояний.

Answer 4

Объектив камеры проецирует круглое изображение внешнего мира на поверхность пленки или цифрового датчика. Большинство современных камер разработаны вокруг прямоугольного формата. Этот прямоугольник, известный как «классический формат», имеет длину, которая в полтора раза больше высоты. Например, полный кадр (FX) измеряет высоту 24 мм на длину 36 мм. В настоящее время популярный компактный цифровой (DX) имеет формат, который составляет 66% от этого размера. DX измеряет 16 мм на 24 мм. Этот классический формат в увеличенном виде идеально подходит для печати 4х6 дюймов или 8х12 дюймов.

Теперь объектив камеры проецирует круглое изображение, направленное так, чтобы оно фокусировалось на плоской поверхности пленки или цифрового датчика. Только центральная часть этого проецируемого круга является фотографически полезной. Центральная часть называется «кругом хорошего определения». За пределами этого круга изображение слишком размытое и слишком размытое, чтобы быть полезным. Чтобы сохранить только полезное центральное зелье, камера оснащена перегородками и маской формата. Именно эта маска устанавливает размер формата.

Типичный объектив камеры рассчитан на определенный формат. Это особенно верно, когда речь идет о короткофокусных объективах. Это связано с тем, что короткие широкоугольные объективы должны располагаться близко к пленке или цифровому сенсору. Именно эта близость и есть опасность. Если задняя фокусировка короткая, для механизма крепления объектива остается мало места. Это особенно плохо, если у камеры есть зеркало, наложенное между объективом и плоскостью изображения. Чтобы обойти это, используется хитрость: сделайте объектив ретро-фокус. В этой конструкции точка измерения фокусного расстояния, называемая задней частью, смещена назад. Эта схема позволяет увеличить расстояние заднего фокуса. Более длинный задний фокус, а также умное использование нескольких линзовых элементов разной формы и мощности увеличивают полезный диаметр круга хорошего разрешения. Я пытаюсь сказать, что короткофокусный (широкоугольный) объектив - сложная задача.

По указанным выше причинам и некоторым другим, которые не рассматриваются, фокусное расстояние, которое считается «нормальным» для любой камеры, представляет собой объектив с фокусным расстоянием, примерно равным углу в углу (диагональной мере) для формата. Для FX (полный кадр 35 мм) это около 45 мм. Это значение обычно округляется до 50 мм по традиции. Для DX (компактный цифровой) это 30 мм. По определению, «нормальный» - это объектив, который обеспечивает вид, который не является широкоугольным и не телефото.

Ключ к вашему вопросу: если на камеру установлен «нормальный» объектив, угол обзора всегда будет 53 °. Это угол зрения, который чаще всего публикуется. Это диагональный угол зрения. С камерой спортивного классического формата, расположенной в альбомной ориентации, оснащенной «нормальным» объективом, реализованные углы обзора составляют 53 ° по диагонали, 45 ° по горизонтали и 31 ° по вертикали. Опять же, это справедливо для всех камер со «обычным» объективом в сочетании с классическим форматом (длина в 1,5 раза больше высоты). Теперь угол обзора увеличивается при установке более короткой линзы и уменьшается при установке более длинной линзы.

Если камера имеет прямоугольник классического формата и мы знаем коэффициент обрезки, мы можем легко найти размеры формата. Для Power Shot, коэффициент обрезки 2,7: Размеры датчика составляют 24 ÷ 2.7 = высота 8.8 мм --- 36 ÷ 2.7 = длина 13.2 мм, диагональ 15.9 мм. Угол обзора при установке «нормальный 15,9 мм» = 31 ° по вертикали 45 ° по горизонтали 53 ° по диагонали.

Для коэффициента кадрирования Panasonic Lumix DMC-GX8 2: Формат 12мм высота 18мм длина 21,6 диагональ Угол обзора при установке «нормальный 21,6» = 31 ° по вертикали 45 ° по горизонтали 53 ° по диагонали.

Когда дело доходит до «нормального», мы не можем уйти от этих углов зрения, если не используем объектив, отличный от «нормального», или размер формата, который отклоняется от классического прямоугольника. Большинство камер устанавливают «нормальный» зум или зум-объектив с центром в центре «нормальный».