Mají fotoaparáty s menším čipem větší hloubku ostrosti než fullframe zrcadlovky?

Často se setkávám s názorem, že zrcadlovky s menším čipem (APS-C) mají vyšší hloubku ostrosti než zrcadlovky s větším čipem (fullframe). Myslím, že je to mezi fotografy celkem pevně zakotvená představa, tvrdí to i spousta renomovaných autorů. Jak už je ale mým zvykem, zase půjdu proti proudu. Tvrdím totiž, že to není pravda. A trošku to rozvedu.

Co je to hloubka ostrosti asi nemusím sáhodlouze rozebírat, takže jen stručné opáčko. V každé příručce fotografování se dozvíte, že existuje jen jedna rovina zaostření, ve které se zobrazí vše ostré. Jakýkoliv bod před nebo za touto rovinou se na fotografii promítne jako kroužek. Hloubka ostrosti je míra tolerance, při které je tento kroužek dostatečně malý na to, abychom jej považovali stále za bod (tzv. rozptylový kroužek). To je asi jasné. Hloubka ostrosti závisí na několika faktorech, především na cloně a ohniskové vzdálenosti, jsou na to různé vzorečky, které si najdete na internetu (jak známo, každý matematický vzorec sníží čtenost článku o polovinu…). Důležité je, že hloubka ostrosti se posuzuje vzhledem k výsledné zvětšenině a pozorovací vzdálenosti. Čím více budete fotografii zvětšovat, nebo z čím menší vzdálenosti ji budete pozorovat, tím se hloubka ostrosti bude snižovat (logicky – co se vám zdálky jeví jako bod, může se zblízka jevit jako ploška).

Nyní řekněme, že chceme porovnat fotografie ze dvou různých fotoaparátů. Každý z nich má jinou velikost senzoru (nebo filmu). Nechceme-li srovnávat hrušky s jablky, měli bychom oba fotoaparáty nastavit tak, aby byly výstupem pokud možno stejné fotografie. Co tím myslím? Fotografie by měla zobrazovat stejnou scénu snímanou ze stejného místa. Měla by zabírat stejný úhel záběru a měla by mít stejnou hloubku ostrosti. A aby to bylo úplně přesné, měla by být také snímána stejným expozičním časem, aby nevznikly různě velké pohybové neostrosti. Výstupem pak musí být u obou fotografií stejně velká zvětšenina. Zní to logicky, ne?

Jak to vypadá v praxi? Při srovnání zrcadlovky s APS-C čipem a zrcadlovky z full frame čipem tedy použijeme na cropovaném těle 1,6 × menší ohniskovou vzdálenost k dosažení stejného úhlu záběru jako na fullframu. Zároveň na fullframu použijeme proporčně vyšší clonové číslo, abychom dosáhli stejný fyzický průměr clony! Na fullframu bychom měli správně použít i vyšší ISO, abychom dosáhli stejného času expozice. Za těchto podmínek získáme ekvivalentní snímek se stejnou hloubkou ostrosti.

No jo, může si teď někdo říct, jenže když na cropu použiju clonu f/16 a na fullframe f/22 (zhruba, není to úplně přesné), tak na fullframe jsem na maximálním zaclonění, ale u cropu se s klidem dostanu nad f/16. Tedy můžu u cropu docílit vyšší hloubku ostrosti použitím stejného clonového čísla jako na fullframe!

Teoreticky ano, ale v praxi existuje jeden důležitý jev, který tomu celkem efektivně brání. Nazývá se difrakce.

Hloubku ostrosti totiž nemůžeme zadarmo zvyšovat donekonečna. Každé přiclonění s sebou nese celkovou degradaci obrazu, za kterou může ohyb světla na okrajích clonového otvoru. Podobně jako u hloubky ostrosti se difrakce projevuje rozostřením ve tvaru, který lze zhruba simulovat jako kroužek (říká se mu Airiho disk). Ten se ovšem přicloněním zvětšuje (narozdíl od kroužku rozostření mimo hloubku ostrosti, který se cloněním zmenšuje). Navíc difrakce postihuje obraz v celé ploše (snižuje kontrast). Čím víc budeme clonit, tím více se budeme blížit k situaci, kdy se oba jevy dostanou do konfliktu a další zvyšování hloubky ostrosti už nebude přinášet žádnou kvalitu navíc, naopak celková ostrost obrazu bude utopená v difrakční neostrosti. Takže difrakce prakticky omezuje možnost zvyšování hloubky ostrosti shora, čímž se téměř eliminuje teoretická výhoda cropu. Už clona f/22 na FF je dosti extrémní a běžně se nepoužívá.

Jak je na tom difrakce u různých formátů? Za podmínek popsaných výše (stejná hloubka ostrosti, jiné clonové číslo a stejný fyzický průměr clony, stejně velká zvětšenina) postihuje difrakce výstup z obou formátů stejnou měrou. Vidíte, jak to do sebe pěkně zapadá. Snaha zvýšit hloubku ostrosti použitím vyššího clonového čísla u APS-C vede ke zvýšení vlivu difrakce.

Mimochodem, to, že u APS-C zrcadlovek můžeme používat stejná clonová čísla jako na fullframe, je spíše anomálie vzniklá v důsledku vývoje technologií (na APS-C zrcadlovkách se začaly přirozeně používat nejprve kinofilmové objektivy). Jinak obecně platí, že čím větší formát, tím vyšší clonová čísla lze použít. Vzpomeňme na název slavného fotografického uskupení f/64 v čele s Anselem Adamsem, které bylo pojmenováno podle vysoké clony na velkoformátových aparátech. A naopak – u kompaktů s malým čipem bývají clony tak do f/8 nebo f/11.

Ještě poznámka ke srovnávání formátů. Z výše uvedeného by se mohlo zdát, že větší formáty jsou zbytečné, když lze přece dosáhnout shodného výsledku s menším snímačem. Jenže ono to má háček. Už jsem to nakousl výše – pro stejnou fotografii (tedy stejné celkové osvětlení snímače) bychom měli použít na větším formátu vyšší ISO. Ovšem v krajinářské fotografii místo toho můžeme obvykle prodloužit čas. Jinak řečeno – tam, kde na fullframe zrcadlovce použiju nativní ISO 100, měl bych na cropovaném těle použít ISO 63! Což obvykle není možné.

K dalšímu studiu doporučuji (varování: vzorečky!):

Datum: 8. 8. 2012, Autor: Karel Fučík

Komentáře (7)

  • 1
    Pavel Fabík24. 11. 2012, 11.25
    Díky za článek, v principu většinou souhlasím, ale přesto mám několik námitek. (Nejsem odborník, takže na nich netrvám a předem děkuji za jejich vysvětlení nebo vyvrácení).
    1. Nadpisem článku je otázka o větší hloubce ostrosti u APS-C proti FF, ale v textu požadujete cituji: "stejná scéna, ze stejného místa, stejný úhel záběru a stejná hloubka ostrosti." Proč stejná hloubka ostrosti, když to je právě ta veličina, u které jde o to, jestli se liší ?
    2. Na FF požadujete nastavit vyšší clonové číslo, tak aby byl stejný fyzický průměr clony. Nevím určitě, jestli se nepletu, ale pokud chci naprosto stejnou (i stejně exponovanou) fotku, musím na obou foťácích nastavit stejné ISO, čas, a clonové číslo a lišit se bude jen skutečná ohnisková vzdálenost, takže výsledkem bude různá hloubka ostrosti.
    3. Zase nevím určitě, ale myslím, že difrakce ovlivňuje jen paprsky procházející "těsně" kolem clonových lamel a ne ty, které procházejí dál (blíž ke středu otvoru). Proto znehodnocení kvality obrazu vlivem difrakce není přímo úměrné zvyšující se cloně, ale u vyšších clon roste difrakce rychleji. Např. při zvýšení clony z f/16 na f/22 bude vliv difrakce větší, než třeba při zvýšení z f/8 na f/11. Pokud to tak je, tak by vaše námitka o nemožnosti zvyšování clony do nekonečna sice platila, ale ne pro změny na začátku a ve středu rozsahu možných clon. Stejně tak je pravda, že se těžko nastavuje ISO 63 jako ekvivalent ISO 100, ale to je zase příklad z okraje rozsahu citlivosti a u vyšších ISO by nebyl problém.
    Na závěr bych si tedy dovolil tvrdit, že stejný záběr na APS-C bude mít obecně větší hloubku ostrosti než na FF. To nemusí platit v případě, pokud u konkrétního záběru narazíme na horní hranici použitelných clonových čísel, nebo na spodní hranici citlivosti. Pavel
  • 2
    Pavel Fabík24. 11. 2012, 11.48
    Omlouvám se, v poslední větě má být správně:...na horní hranici citlivosti.
  • 3
    karf26. 11. 2012, 23.12
    Pavle, díky za komentář. Moje odpovědi:
    1) Ta věta znamená pouze nastavení výchozích podmínek, za kterých bude výsledná fotografie z obou formátů shodná včetně hloubky ostrosti. Jinak platí známý jev, že je-li v titulku článku otázka, odpověď zní „ne“ :)
    2) Clonové číslo je parametr, který je závislý na ohniskové vzdálenosti a na té závisí úhel záběru. A ten chceme mít u obou formátů stejný, pokud máme mít stejné fotky. Proto se pro každý formát musí použít jiná ohnisková vzdálenost (= korigovaná crop faktorem) a tudíž i jiná clona (která - voila - vede ke stejnému fyzickému průměru clony, přesněji vstupní pupily). Zjednodušeně řečeno - stejné clonové číslo u různých formátů = srovnávání hrušek s jabkama.
    3) Míra difrakce je shodná u fotografií se stejnou hloubkou ostrosti. Závisí právě nikoliv na clonovém čísle, ale na fyzickém průměru vstupní pupily.
    Ovšem mohl bych zpochybnit sám sebe, protože dneska existují algoritmy, které dokáží difrakci z digitálního snímku docela efektivně eliminovat (dekonvoluční sharpening), čili teoreticky lze z difrakčně limitovaného snímku zrestaurovat vyšší hloubku ostrosti u menších formátů. Ale to už je trošku jiný příběh, proto jsem ho do článku nemotal.
  • 4
    Filip Obr (web)24. 5. 2013, 10.02
    Poučné, děkuji!
  • 5
    Ondřej Neff (web)28. 6. 2014, 20.35
    Tohle je ten typ debaty, jako jestli jsou amatérští myslivci vrazi zvířat a jestli se moravské víno dá pít bez újmy na zdraví (mé odpovědi jsou: ANO, NE). K té difrakci doplním, že jde o ohyb světelné vlny o hranu clony a záleží i na fyzické tloušťce materiálu. Kvalitnější objektivy - kvalitnější (tenčí) lamely. Objektivy pro velký formát mívají vyšší clony, protože i při - dejme tomu - F128 (jednou jsem asistoval Sašovi Paulovi při focení Linhofkou a tam taková clona byla) je pořád otvor tak velký, že zpotvořené paprsky nehrají roli.
    Jinak ale nesouhlasím s tou tezí, že na FF je třeba měnit clonu. Proč, u Joviše? Pak je jiná expozice a tudíž fotky nejsou stejné. Markantní je to na FX Nikonech, které dovedou maskovat čip, takže přechod z DX na FX je tam okamžitý. Musí se přezoomovat, abychom měli stejný záběr - a změní se hloubka ostrosti - změnou ohniska. Přirozeně že se hloubka ostrosti nemění, pokud uděláme výřez (čili kropneme), ale to je už zase jiný příběh. Zdravím a přeji vše nej!
  • 6
    karf29. 6. 2014, 10.10
    Ondřej Neff: děkuji za komentář. S difrakcí a vysokými clonami na velkém formátu zcela souhlasím, je to tak.

    Na FF je třeba měnit clonu v případě, že chceme mít totožnou fotografii, tj. stejně velký výtisk, stejný úhel záběru a stejně velkou hloubku ostrosti. Pokud uděláme výřez, pak se hloubka ostrosti nemění, ovšem pokud bychom chtěli ten výřez zvětšit na plný formát, pak ano. Hloubka ostrosti závisí i na poměru zvětšení a pozorovací vzdálenosti.
  • 7
    Jan Dostál14. 2. 2017, 22.25
    Mně se tato cvičení v logice pochopení jak spolu jednotlivé parametry souvisí líbí. Sám jsem si jich pár udělal a při čtení článku mě napadlo, že pokud vše je konstatní (díra, čas, vzdálenost), tak se s velikostí čipu musí měnit při stejném počtu buněk jejich plocha. A protože na vybranou buňku dopadne stejné množství fotonů, bude to odpovídat asi stejnému množství elektronů, ale kapacita větší buňky je větší, takže rozdíl napětí bude menší. Záleží potom jak se to zesílí (napěťově nebo proudově), ale v obou případech to zavání tím, že u větších buněk bude větší nepřesnost, tedy větší šum. No aspoň v určité oblasti. Kdo by to byl řekl, že za jistých požadavků nám bude FF šumět víc, než APS-C.

Přidat komentář

  (nebude zveřejněn)

Ochrana proti spamu (prosím, zodpovězte následující otázku):

Položky označené * jsou povinné.

Nejnovější komentáře