Apakah lensa 50mm pada crop Canon APS-C menghasilkan gambar yang sama persis dengan lensa 80mm pada kamera full frame?

Skenario:

• Saya memasang lensa 80mm pada kamera FF dan mengambil gambar
• Saya memasang lensa 50mm pada kamera crop Canon APS-C (crop 1.6x) dan mengambil gambar

Pergi dengan memotong 1,6x, saya mengerti bidang pandang dari dua foto ini akan sama, karena panjang fokus efektif dari lensa 50mm pada tubuh tanaman menjadi 80mm.

Apakah kedua foto ini identik (yaitu kedalaman bidang, perspektif, dll.)?

Apakah kedua foto ini identik (yaitu kedalaman bidang, perspektif, dll.)?

• Kedalaman bidang: tidak persis, tetapi sangat mirip jika Anda juga mengalikan f-number yang digunakan oleh faktor krop yang sama . Jika Anda menggunakan f / 2.8 dengan lensa 50mm Anda pada kamera APS-C, Anda akan menggunakan f / 4.48 pada lensa 80mm dengan kamera FF untuk mendapatkan DoF keseluruhan yang sama. Anda mungkin memiliki jumlah DoF yang sama, dengan asumsi kedua gambar akan dilihat pada ukuran tampilan yang sama dan dari jarak yang sama, tetapi distribusi di depan dan di belakang jarak fokus sebenarnya akan sedikit berbeda. Di sisi lain, jika Anda menggunakan f / 1.4 dengan lensa 80mm pada kamera FF, Anda akan membutuhkan lensa 50mm di f / 0.875 pada badan pemangkas 1.6X untuk mendapatkan DoF yang sama.
• Perspektif: Ya, selama posisi kamera identik, perspektifnya sama terlepas dari panjang fokus, ukuran sensor, atau bidang tampilan yang dihasilkan. Perspektif ditentukan oleh satu hal saja: Posisi pusat optik kamera relatif terhadap berbagai objek dalam pemandangan .
• Distorsi geometris: Tidak. Beberapa orang membingungkan perspektif dan distorsi geometrik, tetapi mereka adalah dua hal yang sepenuhnya berbeda . Yang pertama ditentukan oleh posisi kamera relatif terhadap pemandangan. Yang terakhir ditentukan oleh proyeksi lensa dari dunia tiga dimensi ke media perekaman dua dimensi. Bahkan dua desain lensa 50mm yang berbeda untuk ukuran sensor yang sama dapat menggunakan model proyeksi yang berbeda dan memiliki karakteristik distorsi yang berbeda.
• Background blur: Jumlah dan bentuk bilah apertur memiliki pengaruh mendalam pada tampilan blur latar belakang (dan latar depan). Kami menyebut kualitas estetika dari latar belakang blur bokeh . Ini dipengaruhi oleh desain optik lensa, termasuk berapa banyak koreksi yang dilakukan untuk beberapa penyimpangan klasik yang disajikan kapan saja lensa dengan ketebalan nyata digunakan untuk memantulkan cahaya lebih dari satu panjang gelombang. Ini juga dipengaruhi oleh bentuk dan jumlah bilah aperture yang mungkin ada di jalur optik. Dua lensa yang digunakan pada kamera yang sama dengan panjang fokus yang sama dan formula optik yang sangat mirip dapat membuat area fokus berbeda dan bokehnya akan terlihat sangat berbeda jika iris aperturnya dibuat secara berbeda.
• ISO, waktu rana, dll .: Tidak. Jika Anda mengubah apertur untuk mendapatkan DoF yang sama, Anda perlu mengubah salah satu parameter eksposur lainnya untuk mempertahankan eksposur yang sama. Baik waktu rana atau ISO atau beberapa dari keduanya harus diubah untuk mengkompensasi.

Pada akhirnya, tidak ada yang namanya kesetaraan tepat ketika menggunakan sensor berukuran berbeda. Selain poin di atas, kesetaraan DoF terurai pada jarak makro¹ dan ketika menghitung jarak hyperfocal (yang didasarkan pada DoF dan berapa banyak DoF di depan dan berapa banyak di belakang titik fokus aktual).

_{¹ Karena lensa difokuskan pada jarak "makro" yang sangat dekat untuk memberikan pembesaran mendekati 1: 1, panjang fokus efektifnya cukup berubah sehingga menggunakan panjang fokus "yang dinyatakan" lensa tidak lagi secara akurat menghitung kedalaman bidang yang dapat diharapkan .}

Gambar dari lensa yang berbeda akan terlihat berbeda karena lensanya berbeda . Namun, tergantung pada toleransi Anda untuk perbedaan, Anda mungkin dapat mencapai hasil yang cukup dekat.

Untuk tujuan diskusi, asumsikan bahwa lensa yang sama dapat menghasilkan gambar yang sama, meskipun secara fisik hal itu mustahil. Bagi mereka yang khawatir bahwa gambar tidak akan cocok dengan sempurna, "gambar identik" akan didefinisikan sebagai "gambar yang perbedaannya mendekati nol sebagai perbedaan dalam kondisi di mana mereka diambil juga mendekati nol."

Juga akan fokus pada pembuatan ulang gambar dalam format yang lebih besar yang diambil dalam format yang lebih kecil untuk menghindari masalah dengan lensa yang tidak ada. Namun, beralih dari yang lebih besar ke yang lebih kecil tidak akan menjadi masalah jika seseorang membuat lensa yang diperlukan.

• Field of View - Sama setelah mengalikan focal length dengan crop factor.

• Perspektif - Sama ketika kamera disimpan di posisi yang sama.

• Depth of Field - Sama selama aperture juga dikalikan dengan faktor krop. Berikut rumus untuk kedalaman bidang:

  DOF = 2 u ² NC / f ²

  N = aperture F-number
  C = lingkaran kebingungan
  u = jarak ke subjek
  f = panjang fokus

  Perhatikan bahwa ketika focal length dikalikan dengan faktor krop, itu kuadrat dalam penyebut. Untuk menjaga DOF konstan, pembilang harus dikalikan dengan kuadrat dari faktor krop juga. Tempat untuk melakukan itu ada di bilangan F-nomor dan ukuran lingkaran kebingungan. Karena kita beralih dari sensor crop ke full frame, kita dapat mengalikan masing-masing dengan faktor crop untuk mendapatkan DOF yang sama.

• Background Blur - Dapat juga dijaga tetap sama ketika focal length dan aperture dikalikan dengan crop factor. Berikut ini rumus untuk pengaburan latar belakang:

  b = fm _s x _d / (N (s ± x _d ))

  b = blur
  f = panjang fokus
  N = aperture F-number
  m _s = perbesaran subjek (apa ini?)
  x _d = jarak antara subjek dan latar belakang
  s = jarak subjek 

• Beberapa faktor, yang dibahas Michael C , tidak akan dibahas di sini.

Namun, formula mengabaikan distorsi lensa, penyimpangan, dan faktor-faktor lain yang berkaitan dengan desain lensa.  Jadi, sementara "mungkin" untuk lensa yang berbeda untuk menghasilkan gambar yang berbagi parameter dan penampilan yang sama ketika beralih antara sensor pangkasan dan bingkai penuh, mereka biasanya tidak akan terlihat sama. Bahkan lensa dengan desain "sama" memiliki perbedaan kecil yang cukup sehingga mereka akan terlihat berbeda. Berbeda lensa memiliki yang berbeda karakter .

Pertimbangkan perbedaan tampilan latar belakang blur dan bokeh yang diproduksi oleh lensa 35mm berbeda pada f / 2.8, semuanya pada sensor pangkasan. Ukuran berbeda, highlight tepi berbeda, kehalusan berbeda, bentuk berbeda. Mengubah ukuran sensor akan semakin meningkatkan variasi yang sudah terlihat ketika ukuran sensor tetap sama.

Namun, tergantung pada toleransi Anda untuk perbedaan, Anda mungkin dapat mencapai hasil yang cukup dekat. Perhatikan gambar keenam di bawah ini, yang diambil dengan lensa 50mm pada F4. Juga, bandingkan gambar ketujuh (35 / 1.4) dan kesembilan (50/2), yang diambil terbuka lebar.

Cimko 35 / 2.8; Hansa 35 / 2.8; Vivitar Series-1 35-85 / 2.8;
FujiFilm XF 35 / 1.4; Fujian 35 / 1.7 (c-mount); Pentax SMC 50/2 (0.7x)

FujiFilm, Fujian, dan Pentax terbuka lebar:

Dengan asumsi jumlah piksel yang sama, mereka akan identik dalam bentuk dan kedalaman bidang yang memberikan bukaan yang sama ( bukan angka bukaan tetapi rasio f: xy penuh) dan menggunakan nilai ISO yang lebih besar dengan faktor 2,56 pada kamera pemangkas. Saat Anda menggunakan ISO yang sama dan nomor bukaan yang sama, kedalaman bidang tumbuh oleh faktor krop.

Ada alasan orang menggunakan sensor yang lebih besar untuk lebih banyak cahaya dan / atau kedalaman bidang yang lebih sedikit.

Jawaban sederhana Tidak. Itu bisa membuat bidang pandang yang sama untuk tujuan pembingkaian mengingat jarak yang sama ke subjek. Juga, tidak semua kaca dibuat sama, jadi satu mungkin memiliki tepi atas yang lain dalam kejelasan dan ketajaman. Salah satu keuntungan dari sensor krop adalah ia hanya menangkap bagian tengah lensa jika Anda menggunakan lensa full frame pada badan sensor krop. Dalam hal ini, ada kemungkinan bahwa ketajaman sudut pada 50mm akan lebih baik daripada 80mm pada frame penuh.

Jika semuanya benar-benar sama, maka sensor krop akan mengumpulkan lebih sedikit cahaya dalam kondisi yang sama persis sehingga harus mendorong ISO ke atas atau memperlambat rana (mengingat lensa sudah terbuka penuh).

Hubungan hampir ekivalensi antara FF dan kamera yang dipangkas adalah sebagai berikut:

FocalLength _FF = FocalLength _tanaman * CropFactor

Fstop _FF = Potong _tanaman * CropFactor

ISO _FF = ISO _crop * CropFactor ²

di mana kebanyakan orang tahu persamaan pertama, tetapi banyak yang melupakan persamaan kedua dan terakhir.

Persamaan pertama menjelaskan bagaimana focal length perlu dimodifikasi untuk memperhitungkan faktor krop untuk mempertahankan bidang pandang yang sama. Inilah yang diketahui kebanyakan orang.

Sekarang, jika Anda membuat panjang fokus lebih kecil tetapi mempertahankan F-stop yang sama, itu berarti lensa akan mengumpulkan lebih sedikit cahaya, karena diameter pembukaan bukaan adalah:

ApertureOpening = FocalLength / Fstop

... dan agar fraksinya tetap sama, pembilang dan penyebut perlu diubah dengan mengalikannya dengan faktor krop. Ini memastikan pembukaan bukaan dan dengan demikian kemampuan untuk mengumpulkan cahaya tetap sama.

Sekarang, eksposur dan ISO didefinisikan sedemikian rupa sehingga eksposur adalah:

Eksposur = ISO * ExposureTime / Fstop ²

Waktu pencahayaan jelas sama pada kamera FF dan potong jika Anda ingin mengambil gambar yang setara. Sekarang, seperti yang saya jelaskan bahwa untuk mempertahankan kemampuan mengumpulkan cahaya, Anda harus mengalikan Fstop dengan CropFactor. Untuk mempertahankan eksposur, karena itu Anda harus beberapa ISO dengan CropFactor ² . Apakah ini masalah? Tidak, karena sensor FF secara fisik lebih besar dalam hal luas oleh faktor, Anda dapat menebaknya, CropFactor ² , sehingga Anda dapat melipatgandakan ISO dengan CropFactor ² tanpa memiliki efek noise yang merugikan, dengan asumsi ukuran piksel menjadi lebih besar, yaitu jumlah megapiksel adalah sama.

Jadi, mari kita periksa:

1. Bidang pandang: dipertahankan
2. Kemampuan mengumpulkan cahaya: dipertahankan
3. Tingkat kebisingan: dipertahankan
4. Eksposur: dipertahankan

Sekarang, ada dua faktor lain yang mungkin memengaruhi pilihan peralatan Anda. Mereka adalah kedalaman bidang (DOF) dan latar belakang blur.

Seperti yang dijelaskan @xiota, rumus DOF ​​adalah:

DOF = 2 SubjDistance ² Fstop CoC / FocalLength ²

Jarak subjek tetap sama, Fstop dikalikan dengan CropFactor, CoC (lingkaran kebingungan) dikalikan juga dengan faktor krop karena dimensi sensor lebih besar oleh faktor CropFactor. Penyebutnya dikalikan juga dengan CropFactor ² , jadi kedalaman bidang (DOF) tetap sama.

Namun, ada juga aspek lain, latar belakang kabur. Pemahaman saya adalah bahwa background blur adalah:

Blur = FocalLength SubjMagnification BgDistance / (Fstop (SubjDistance ± BgDistance))

Jika SubjMagnification adalah unitless, pembilang memiliki satuan panjang kuadrat. Penyebut memiliki satuan panjang. Jadi, blur memiliki satuan panjang.

Mari kita periksa apa yang terjadi pada kamera FF. FocalLength dikalikan dengan faktor krop, tetapi juga Fstop dikalikan dengan faktor krop juga. Pembesaran subjek ternyata ukuran sensor dibagi dengan ukuran subjek. Ukuran subjek tetap sama, tetapi ukuran sensor lebih kecil atau lebih besar oleh faktor CropFactor. Jadi, pada FF, SubjMagnifikasi dikalikan dengan CropFactor. Jadi, Blur dikalikan dengan CropFactor. Dengan demikian, ukuran disk blur menjadi lebih besar, tetapi demikian juga ukuran sensor, sehingga disk blur menempati persentase yang sama dari sensor!

Jadi, mari kita periksa karakteristik latar belakang:

5. Kedalaman bidang: dipertahankan
6. Latar belakang blur: dipertahankan

Jadi, ya, foto-fotonya akan sama jika Anda menggunakan lensa yang setara. Namun, perlu diketahui bahwa Anda mungkin dapat menemukan lensa 80mm f / 1.2 dengan sangat mudah (well, ok, mungkin 85mm tetapi cukup dekat), tetapi menemukan lensa 50mm f / 0.75 mungkin sedikit menantang. Jadi, jika Anda ingin memiliki banyak kekaburan latar belakang, kedalaman bidang yang dangkal, dan noise rendah, ada beberapa manfaat dalam menggunakan bingkai penuh: Anda mungkin tidak dapat menemukan lensa yang Anda inginkan untuk kamera pemangkas!

Jika kita masih lebih kecil, dan mempertimbangkan sensor ponsel (crop factor 7-8), Anda akan memerlukan lensa 10-11mm dengan F-stop sekitar f / 0,15 - f / 0,17. Saya yakin Anda tidak akan menemukan lensa seperti itu!

Mari kita lakukan pemeriksaan cepat pada validitas hubungan yang hampir setara. Zoom Canon 17-55mm f / 2.8 IS USM memiliki berat 645 gram. Pada bingkai penuh, itu akan menjadi 27-88mm f / 4.5. Anda dapat menemukan lensa USM 24-70mm f / 4 IS yang beratnya 600 gram, dan lensa USM 24-105mm f / 4 IS yang beratnya 669 gram. Ukuran ulir filter adalah 77mm pada semua lensa. Jadi saya kira mereka harus hampir setara, memiliki jumlah gelas yang kira-kira sama.

Namun, berat 24-70mm f / 2.8 USM non-IS adalah 953 gram, sehingga jelas memiliki lebih banyak kaca di dalamnya.

Juga, perhatikan misalnya Coolpix P1000. Diiklankan memiliki zoom 125x, 4,3 - 539 mm, setara dengan 24-3000 mm. F-stop adalah f / 2.8 - f / 8, tetapi tidak ada spesifikasi "setara dengan" untuk F-stop, yang mudah dilupakan oleh pabrikan. Pernahkah Anda melihat lensa 3000mm f / 8? Saya belum, tapi itu akan membunyikan klakson besar, menjadi setidaknya 3000mm / 8 = 375mm diameter. Pabrikan seharusnya ingat untuk mengatakan bahwa f / 2.8 - f / 8 setara dengan f / 15.6 - f / 44.5. Ini menunjukkan bahwa orang biasanya melupakan relasi ekivalensi untuk F-stop, mengingat hanya hubungan untuk focal length.