Full Frame или Сrop. Где на самом деле больше ГРИП?

Вступление

  Пару лет назад, с покупкой 5D Mark II, меня окончательно перестали интересовать камеры с сенсорами не полного формата. Новая «пятёрка» с отличной плотностью пикселей, удачной эргономикой, хорошим буфером и быстрой записью на флэш-карты полностью перекрыла мои потребности, и потому я выкинул из головы все мысли про существование кропа. Однако недавно мне пришлось освежить память и покопаться в этом направлении.
  Дело в том, что, мне на почту пришёл довольно занятный вопрос про изменения ГРИП, в зависимости от размера матрицы. Письмо относительно долго пролежало в сторонке, т.к. тема для меня была довольно далёкой и малоинтересной, но, начав отвечать на него, я заинтересовался и стал копать глубже. Это натолкнуло меня на целую цепочку размышлений, которую я решил довести до логического завершения в рамках этой статьи, тем более, что из общения с dmitry_novak я точно знал, что проблема весьма актуальная.

  Удивительно, но в итоге тема получилась интересной даже для тех фотографов, кто никогда в жизни не будет снимать на «кроп». В частности, для себя я открыл такие вещи, о которые не знал, даже написав большую статью про ГРИП, и создав калькулятор ГРИП с новыми стандартами кружка нерезкости.




  На первый взгляд это относительно простой вопрос, и поверхностно с ним знаком практически каждый фотограф. Но с другой стороны, я ещё не встречал в сети достаточно глубоких разборов этой темы, зато видел не мало ожесточённых споров, великое множество заблуждений и целый ворох не совсем удачных стереотипов, которые вводят в заблуждение даже опытных фотографов.

  Как всем известно, у Full Frame камер ГРИП обычно меньше, чем у Сrop (при схожих условиях). Однако это вовсе не значит, что для достижения максимально большой ГРИП надо прибегать к использованию камер с не полноформатной матрицей.


Итак:

Для начала попытаемся сравнить Full Frame и Сrop в абсолютно одинаковых условиях.

  Задача:  получить резкий кадр с максимально большой ГРИП (не в ущерб качеству).
  Главное условие: кадры с Full Frame и Сrop должны быть одинаковыми как по углу обзора, так и по качеству (резкости, детализации).
  Средство: две гипотетические камеры с 12,0 Мп матрицами (Full Frame и Сrop).

	Crop 1,6х / 12 мп	Full Frame / 12 мп
Фокусное расстояние	50 мм	80 мм
Эквивалентное ФР	80 мм	80 мм
Угол обзора	30°10'	30°10'
Размер пиксела	5,3 µm	8,48 µm
DLA	f/9	f/14,3
Диафрагма	f/10	f/16
ГРИП (фокусировка на 5м)	2,69 м	2,69 м

  1) Чтобы получить одинаковую картинку для Сrop и Full Frame, возьмём объективы с ФР 50 и 80мм соответственно.
 2) Зажимаем диафрагму, пока не начнёт серьёзно падать качество. Тут я ориентируюсь на дифракционное ограничение диафрагмы (DLA) (подробнее читайте третью часть моей статьи, про дифракцию). 
   3) У кропа, дифракционное ограничение диафрагмы тут наступает значительно раньше, нежели у полного формата (f/9 и f/14,3 соответственно).
  4) Теперь я вбиваю данные в калькулятор ГРИП (у себя дома, специально для этой статьи, я создал особую версию этого калькулятора ГРИП, с нужными мне "гипотетическими камерами" и диафрагмами). Результаты не могут не радовать! Выходит, что нет никакой разницы между кропом и полным форматом в таких условиях. Можно было-бы даже посчитать максимальный предел разрешения на таких диафрагмах, фокусных расстояниях и форматах кадра, и это число тоже будет одинаковым! В общем, при максимальных диафрагмах сама физика уравнивает возможности этих камер :)

  На этом вполне можно было-бы поставить точку, но я пошёл дальше в поисках возможностей «обмануть физику», рассматривая все возможные варианты, и нашёл ещё одну очень интересную вещь, о которой не могу не написать в рамках этой статьи.





Можно ли обмануть физику?

  -  Стоит ли использовать камеру с бо́льшим размером пикселей, ведь это позволит сильнее закрыть диафрагму?
  -  Никакого смысла. Если использовать камеру с с бо́льшим размером пикселей на том-же формате, то у нас банально упадёт разрешение (количество мегапикселей). Того-же эффекта можно достичь и не меняя камеры, если просто сильнее зажать диафрагму, закрыв глаза на дифракцию.
  Если увеличивать размер пикселей не уменьшая их числа, то у нас увеличится и размер матрицы, и вновь придётся закрывать диафрагму для достижения необходимой ГРИП. А тогда дифракция поставит всё на свои места.

  -  Повысится ли качество, если увеличить количество мегапикселей на матрице?
  -  Нет, мы ведь уже упёрлись в теоретический предел разрешения. К сожалению, сильно лучше картинка не станет, ведь разрешение ограничивается не матрицей, а дифракционным ограничением диафрагмы.

  -  А если увеличить количество мегапикселей, но взять объектив с ме́ньшим ФР, а потом кадрировать?
  -  По сути, мы именно это только что делали рассматривая кроп 1,6. И не важно, будем ли мы кадрировать сами, или производитель изначально положит "кроп" в нашу камеру, ничего не изменится.

   -  А что если снимать одним и тем же объективом, а чтобы кадры были похожи, просто изменить расстояние до объекта (отойти подальше)?
   -  В таком случае мы получим фотографию с другой перспективой, т.е. это будет уже немного другой снимок. Что касается ГРИП, то Crop здесь не только не выиграет, но и проиграет!  И вот это, как раз, очень интересно. Давайте рассмотрим ситуацию подробнее.

---

Удивительно, но факт!

	Crop 1,6х 12 мп	Full Frame 12 мп
Фокусное расстояние	50 мм	50 мм
Эквивалентное ФР	80 мм	50 мм
Угол обзора	30°10'	46°
Диафрагма	f/10	f/16
Расстояние до объекта	8 м	5 м
Длинная сторона кадра	3,6 м	3,6 м
ГРИП	7,76 м	11,1 м

  1) В этот раз возьмём одинаковый объектив (50мм) для обеих камер.
  2) За счёт кропа, угол обзора получается разным.
  3) Диафрагмы оставим прежние - чуть больше отметки DLA, так, чтобы не сильно ухудшить качество.
  4) Из-за разницы угла обзора, расстояние до объекта на кропе придётся увеличить с 5 до 8 метров, чтобы объект съёмки «влез в кадр».
  5) В данном случае в кадр можно уместится объект до 3,6 метров по длинной стороне снимка. Как на корпе, так и на полном формате. 
  6) Вновь вбиваю все числа в мой калькулятор, и оказывается, что на полном формате ГРИП будет... больше!

  Часто слышал мнение, что для увеличения ГРИП можно сделать кадр с бо́льшего расстояния, и потом скадрировать. Так вот, цифры говорят обратное. Гораздо лучше закрыть диафрагму, но не кадрировать. Пожалуй, это самый интересный вовод из всей статьи :).

---

Кропнем?

Спорные моменты. Это важно

  Единственное, что я не могу учесть в этой заметке, так это острую нехватку света. Если включить в рассуждение недостаток освещения, то начнутся довольно зыбкие рассуждения, что «кроп более шумный, чем полный формат», но «на полном формате надо сильнее закрывать диафрагму».
  Что лучше выбрать в таких условиях, сказать точно невозможно, т.к. всё зависит от конкретной камеры. Поэтому, если нужна максимальная ГРИП в условиях острой нехватки освещения, то Вам придётся самим принимать решение, исходя из Вашей конкретной ситуации.

---

Дополнительные бонусы

  Небольшие преимущества оказываются на стороне полного формата. Во-первых, закрывая сильнее диафрагму мы, быть может немного, но всё-таки улучшаем качество картинки (если не считать дифракцию, которую мы тут учитываем отдельно). В результате, картинка стремится к идеалу по всей своей площади, а за счёт большей площади матрицы на полном формате требования к резкости объектива в 1,6 раз меньше, чем на  кропе (хотя на кропе в кадр не попадают углы).  
   Во-вторых, при избытке света плюс в том, что большая матрица, как правило, шумит меньше (при равном колечестве пикселей). Но даже если бы она шумела также, как и кроп-матрица, на конечном отпечатки шумы с неё всё-равно были-бы больше видны на отпечатке.
  Тут уже начинает играть увеличение для печати. Если мы хотим напечатать фотографию 36*24 см, изображение с полного формата придётся увеличить в 10 раз, а с 1,6 кропа - в 16! Соответственно, даже одинаковые фоновые шумы после печати на одинаковый формат, с «кропа» будут физически в 1,6 раз больше чем с полного формата.

---

Вывод

  Если у Вас уже есть камера полного формата, но для предметки, макро или пейзажей Вы раздумываете над покупкой кропа, с целью достижения большой ГРИП, теперь Вы сможете потратить отложенные деньги с большей пользой. :)  А ещё я рекомендую почитать статью dmitry_novak , как выходят из подобной ситуации профессионалы: http://dmitry-novak.livejournal.com/9353.html  Правда, несколько методов оттуда, по нашему общему мнению, теперь отпали окончательно. :)



ps. А вообще малая ГРИП это круто! :)