Что такое зум, углы, кропы и ЭФР

Пользователи компакт-камер уверены, что зум — это такое число, которое показывает, во сколько раз фотоаппарат увеличивает снимаемый объект. Так вот. В общем случае это ошибочно: зум — параметр объектива, а с увеличением всё еще сложнее. 🙂

Важнейший параметр объектива — его фокусное расстояние. Грубо говоря, расстояние от главной плоскости до главного фокуса. (Лучше этим не заморачивайтесь. Просто знайте, что такое есть.)

Первые объективы имели постоянное фокусное расстояние. Объективы с постоянным ФР производят и сейчас, в обиходе они называются фиксами (соответствующий английский термин — prime=single focal length lens). Естесственно, объект они не увеличивали (точнее, увеличивали, но всегда одинаково для одного объектива 🙂 ). Никаких объективов с «увеличением» не было, пока в 1948 году Френк Бэк не запатентовал объектив с изменяемым фокусным расстоянием (панкратический) — «Zoomar». Слово «zoom» означало приближающийся или удаляющийся звук, жужжание. Сейчас оно означает кратность изменения (во сколько раз наибольшее больше наименьшего) фокусного расстояния, а заодно распространилось на все объективы с меняющимся фокусным.

Что означает фокусное расстояние? Вы будете смеяться, но само по себе — ничего. 🙂
Рассмотрим, почему.

Фокусное расстояние связано с углом обзора объектива. Не вдаваясь в подробности, по простому, так: чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора. Чем короче — тем шире. Чем меньше угол обзора, тем меньше объектов сьемки помещается в кадр, тем крупнее изображенные объекты на снимке. Чем угол обзора больше (говорят — шире), тем больше в кадре объектов и тем мельче они получаются на снимке.

Почему же тогда в характеристиках используют не угол обзора, а фокусное расстояние, если смысл имеет именно угол? Ответ: фокусные расстояния, в отличие от углов, легко сравнивать — при увеличении фокусного расстояния вдвое изображение увеличивается вдвое.

Всегда ли это так? Представим, что приемник, на который проецирует объектив, стал меньше в два раза. Объектив все еще выдает картинку прежнего размера, однако теперь от нее остается центральный кусочек — четвертушка исходного, а края обрезаются — ведь их просто нечему «увидеть». Если отпечатать снимки с исходного приемника и второго, уменьшенного, сделав отпечатки одинакового размера, окажется, что все детали на втором отпечатке вдвое больше по размерам. (Чего, собственно и следовало ожидать — ведь деталей осталось меньше.)

Таким образом, имеет значение только комбинация конкретного объектива и конкретного приемника сигнала (пленки или матрицы).

Собственно у компактов нет сменной оптики. Поэтому зум объектива равен «зуму фотоаппарата» и характеризует увеличение объекта сьемки. Есть ли зум у камеры со сменной оптикой? Нету. Что прикрутишь, то и получишь. Есть ли зум у фиксов? Нету. Есть ли зум у зумов (объективов с переменным ФР)? Есть, но без значений интервала фокусных он дает крайне мало информации. ;Например, у объектива ZD 90-250/2.8 (не обращайте внимание на числа после дроби — это светосила, сейчас о ней речь не идет) зум 2.7, а у ZD 14-42/3.5-5.6 — равен трем, но первый — это сверхдорогой телезум, а второй — дешевый широкоугольник-штатник. (Про теле-, широкоугольники и штатники подробно потом, просто пример того, что зум не главное.);

Для того, чтоб иметь общее мерило для всех объективов, принято пересчитывать ФР в эффективное фокусное расстояние (ЭФР) для так называемого 135-го стандарта. ЭФР согласно нему — это фокусное расстояние такого объектива, который дает изображение такого же размера — относительно размеров кадра — на 35-мм стандартной пленке, как данный объектив на матрице фотоаппарата, на который он установлен. (Это пошло из тех соображений, что стандартную 35-мм пленку все себе хорошо представляют.) 35мм пленка — это не какая-то единственно правильная величина, к которой надо подгонять остальные неправильные, а просто удобный и наглядный образец для сравнения.

Как уже выяснили, уменьшение приемника изображения вдвое дает такой же результат (с точки зрения размеров деталей на снимке) как увеличения ФР объектива в два раза. При установке на аппарат с меньшим приемником фокусное расстояние объектива не уменьшается, так как физически с объективом не происходит ровным счетом ничего. Однако угол обзора неминуемо уменьшится. Следовательно, ЭФР увеличится ровно во столько раз, во сколько линейно новый приемник меньше старого.

Соотношение «во сколько линейно приемник меньше стандартного (кадра 35-мм пленки, размер которого 36×24 мм)» принято называть кроп-фактором приемника. Размер матрицы в младших моделях Canon — 400D, 450D — 22.2 × 14.8 мм. Диагональ кадра — 26,7 мм. Это меньше диагонали кадра 35-мм пленки — 43.3мм — в 1.6 с копейками раз. Таким образом, кроп-фактор у младших моделей кенона равен 1.6. Объектив Canon 50/1.8 с фокусным 50 мм дает изображение, соответствующее изображению восьмидесятимиллиметрового объектива на 35-мм пленке или полнокадровой зеркалки.

Остается вернуться к тому, с чего начали — компактам. Небольшой объектив компакта-ультразума Olympus C765UZ имеет пределы изменения ФР 6.3-63 мм. Но за счет очень маленькой матрицы (кроп-фактор около пяти) этот 10 кратный зум имеет «недетское» ЭФР 36-360 мм. Рассчитанные на полноформатный сенсор (24×36) объективы с таким ФР — огромные белые трубы, которыми сверкают репортеры на Чемпионатах Мира. 🙂