Mýty a pověry kolem objektivů pro DSLR - Fotografovani.cz - Digitální fotografie v praxi

Odběr fotomagazínu

Fotografický magazín "iZIN IDIF" každý týden ve Vašem e-mailu.
Co nového ve světě fotografie!

 

Zadejte Vaši e-mailovou adresu:

Kamarád fotí rád?

Přihlas ho k odběru fotomagazínu!

 

Zadejte e-mailovou adresu kamaráda:

Soutěž

Sponzorem soutěže je:

IDIF

 

Kde se narodil známý fotograf František Drtikol?

V dnešní soutěži hrajeme o:



Technologie

Mýty a pověry kolem objektivů pro DSLR

Sigma makro objektiv

14. října 2004, 00.00 | Obliba digitálních zrcadlovek (DSLR) mezi amatérskými i profesionálními fotografy roste, a proto výrobci začínají nabízet objektivy konstruované také a nebo dokonce výhradně pro ně. Jak se tyto objektivy liší od "normálních"? Jak se projeví menší senzor digitálních zrcadlovek (DSLR) na kvalitě obrazu a na perspektivě zobrazení? Co je to tzv. koeficient přepočtu ohniskové vzdálenosti? I přesto, že problematika je na první pohled jednoduchá, vznikla kolem ní celá řada mýtů a domněnek. A právě ty uvádí na pravou míru tento článek.

{Velikost snímače}

Velikost senzorů digitálních fotoaparátů
Je celkem přirozené, že čím menší je senzor, tím horší je kvalita obrazu - objektiv musí zmenšovat a zaostřovat obraz na velmi malou plochu, aby se tato následně prudce zvětšovala. Všechny vady objektivů (difrakce - ohyb světla, aberace - barevná neboli chromatická vada, optické vady skla a další) se tím dramaticky projevují. Proto DSLR na rozdíl od kompaktů disponují řádově většími senzory, v nejvyšší třídě (Canon EOS-1Ds, Kodak DSC-14n) mají dokonce senzory se stejnou velikostí jako kinofilm.

Jak to ale bývá, čím větší je senzor, tím větší je i jeho cena. Malé senzory totiž nemusí řešit celou řadu technologických a výrobních problémů a foťáky jimi vybavené jsou mimořádně malé, lehké a kompaktní. Objektivy kompaktů konstruované na menší senzory mají totiž extrémně krátkou ohniskovou vzdálenost a tím vycházejí menší, kratší, lehčí a levnější. Extrémně krátká ohnisková vzdálenost vede současně k vysoké hloubce ostrosti - což amatérské veřejnosti maximálně vyhovuje - vše je prostě stále ostré. Typická velikost úhlopříčky senzorů kompaktních fotoaparátů je proto kolem 5-11 mm. Naopak velké senzory DSLR vycházejí velmi draho - i pár nefunkčních pixelů přinutí výrobce vyhodit celý senzor a pravděpodobnost zmetku s růstem plochy stoupá.

Velikosti senzorů některých fotoaparátů ve vztahu ke kinofilmu

Fotoaparát Typ senzoru MP Velikost
[mm]
Úhlopříčka
[mm]
Poměr úhlopříčky
ke kinofilmu
Canon PowerShot A100 1/3.2" CCD 1.3 4.5 x 3.4 5.64 1 : 7.7
Canon PowerShot A200 1/3.2" CCD 2.1 4.5 x 3.4 5.64 1 : 7.7
Casio QV-8000SX 1/3" CCD 1.3 4.8 x 3.6 6 1 : 7.2
Minolta DiMAGE X 1/2.7" CCD 2.1 5.3 x 4.0 6.64 1 : 6.5
Minolta DiMAGE Xi 1/2.7" CCD 3.3 5.3 x 4.0 6.64 1 : 6.5
Nikon Coolpix 950 1/2" CCD 2.1 6.4 x 4.8 8 1 : 5.4
Nikon Coolpix 995 1/1.8" CCD 3.3 7.2 x 5.3 9 1 : 4.8
Nikon Coolpix 4500 1/1.8" CCD 4.1 7.2 x 5.3 9 1 : 4.8
Olympus C-5050 Zoom 1/1.8" CCD 5.2 7.2 x 5.3 9 1 : 4.8
Sony DSC-F717/828 2/3" CCD 5.2 8.8 x 6.6 11 1 : 3.9
Minolta DiMAGE 7Hi 2/3" CCD 5.2 8.8 x 6.6 11 1 : 3.9
Canon EOS 10D/300D/20D CMOS 6.3 22.7 x 15.1 27.3 1 : 1.6
Nikon D1 CCD 2.7 23.7 x 15.6 28.4 1 : 1.5
Nikon D100/D70 CCD 6.3 23.7 x 15.6 28.4 1 : 1.5
Canon EOS-1Ds CMOS 11.4 36 x 24 43.3 1 : 1
Kodak DSC-14n CMOS 13.8 36 x 24 43.3 1 : 1
Film 35mm

-

- 36 x 24 43.3 1 : 1

 

Obr.1 Porovnání velikosti senzorů některých fotoaparátů na trhu.

Velikost senzorů u DSLR
Většina cenově přijatelných DSLR používá velikost senzoru blízkou APS-C formátu o velikosti cca 1.5x (Nikon, Fuji, Pentax) až 1.7x (Sigma) menší než klasický 35 mm kinofilm. Co se potom děje s objektivem konstruovaným na klasický kinofilm ale nasazeným na DSLR? Simulované poměry takového objektivu ukazují obrázky níže:

Obr.2 Takto vidí fotografovanou scénu běžný objektiv. V rozích obraz tmavne (vinětace) a vlivem různých vad se rozostřuje. Obrazové pole je kruhová oblast, kde se konstruktéři objektivu maximálně snaží zajistit co nejlepší a rovnoměrnou kresbu (obrázek je simulovaný).

 

Obr.3 Takto vidí fotografovanou scénu 35mm film. Z obrazového pole objektivu zaznamená obdélníkovou scénu, kde je zajištěna "přijatelná" kresba. Logicky je vinětace a rozostření kresby v rozích nejhorší, protože rohy jsou nejblíže okraji obrazového pole.

 

=

Obr.4 Takto vidí fotografovanou scénu senzor 15x23mm na typické DSLR. Zaznamená menší obdélník zcela ekvivalentní tomu, kdybychom film ostříhli na rozměr senzoru nůžkami. Vinětace a rozostření kresby objektivu se projeví méně, protože obdélník je dále od kraje obrazového pole.

[-more-]{Rozdíly v chování objektivů u SLR a DSLR}

Změna ohniskové vzdálenosti na DSLR
Pokud bychom obraz získaný z filmové zrcadlovky a digitální zrcadlovky ze stejného místa snímání zvětšili na stejně velkou fotografii (třeba 10x15 cm), jevil by se obraz z digitální zrcadlovky více zvětšený (více přiblížený, více "tele"). Obraz z DSLR vypadá jako kdybychom na filmovou zrcadlovku nasadili objektiv s 1,6x delší ohniskovou vzdáleností. Koeficient přepočtu ohniskové vzdálenosti (Crop Faktor, Magnification Factor, Focal Length Multiplier atd) má stejnou hodnotu, jako poměr úhlopříčky filmu k úhlopříčce senzoru DSLR.

Obr.5 a 6 Porovnání stejně velkých fotografií pořízených ze stejného místa a stejným objektivem ze SLR a z DSLR:

35mm SLR, objektiv 190mm.

DSLR, stejný objektiv 190mm.
Výsledek je shodný jako kdybychom na 35mm SLR nasadili objektiv 304 mm (190 mm * 1.6).

Naopak stejného výsledku jako na 35mm SLR bychom na DSLR docílili tak, že bychom použili objektiv 119 mm (190 mm/1,6).

 

Obr.7 Schematické znázornění zúžení úhlu zobrazení, které odpovídá prodloužení ohniskové vzdálenosti 1,6x na DSLR.

Hloubka ostrosti na SLR versus DSLR
Další časté nedorozumění panuje v oblasti hloubky ostrosti (Depth of Field, DOF) a jak se změní vlivem přepočtu ohniskové vzdálenosti. Je třeba si uvědomit, že díky existenci přepočítávacího koeficientu nelze nikdy pořídit identické fotografie za identických podmínek. Vždy některá z veličin - ohnisková vzdálenost objektivu, snímací vzdálenost, obraz v hledáčku - bude různá! Situaci pro stejný objektiv (se stejnou ohniskovou vzdáleností) použitý na 35 mm SLR i DSLR znázorňují obrázky níže:

Srovnání hloubky ostrosti pro 35mm SLR a DSLR pro stejný objektiv.

Obr.8 Pokud na 35mm SLR i na DSLR použijete stejný objektiv, objekt bude stejně daleko a 35mm negativ oříznete (např. nůžkami) tak, že obraz bude stejný jako na DSLR, bude hloubka ostrosti STEJNÁ! Ořezem negativu vlastně simulujete menší senzor a oba fotoaparáty budou mít zcela stejné vlastnosti.

Obr.9 Pokud na 35mm SLR i DSLR použijete stejný objektiv a objekt bude stejně daleko, hloubka ostrosti na DSLR bude 1,6x MENŠÍ! 35mm SLR toho ale uvidí více (obrazy tedy nebudou stejné). Na DSLR je obraz 1,6x více přiblížený (zvětšený - více "tele"). Tato situace odpovídá obr.5 a 6 výše.

Obr.10 Pokud na 35mm SLR i na DSLR použijete stejný objektiv a u 35mm SLR bude objekt blíž tak, že v hledáčku uvidíte u obou fotoaparátů to samé, bude hloubka ostrosti na DSLR 1,6x VĚTŠÍ!

Pozn.: Hloubka ostrosti je symbolizována žlutým polem. Čím širší žluté pole, tím větší hloubka ostrosti.

Změna perspektivy
Další mýtus panuje kolem zobrazení perspektivy různými objektivy. Jsem si vědom řady komentářů, které zřejmě vyvolá fakt, že zobrazení perspektivy závisí pouze na snímací vzdálenosti! Jinými slovy - všechny objektivy mají stejné zobrazení perspektivy - 300 mm teleobjektiv i 20 mm širokáč, pokud je snímáno ze stejného místa a při zanedbání vad objektivů. Perspektiva je ovlivněna pouze relativními vzdálenostmi mezi snímanými objekty a fotoaparátem. Vše co mění ohnisková vzdálenost je pouze výřez scény (snímací úhel) a hloubka ostrosti.

Na důkaz tvrzení výše je třeba si uvědomit, že světlo se šíří přímočaře, a tudíž při výpočtech perspektivy se pracuje pouze s trojúhelníky. A světlo šířící se po přímkách od předmětů do objektivu se nemůže změnit tím, že se změní ohnisková vzdálenost.

Chcete-li si tento údaj ověřit, udělejte si jednoduchý pokus:

  1. Vyfoťte ze stativu (ze stejného místa) tutéž scénu dvěma různými objektivy (v našem případě 31mm a 100mm). Exponujte stejnými hodnotami.
  2. Na obrázku pořízeném širším objektivem (zde 31mm) vyřízněte část scény, která přesně odpovídá celé scéně pořízené delším objektivem (zde 100mm).
  3. Oba obrazy porovnejte.

Pokud zanedbáme nedostatky objektivů, oba obrazy budou z hlediska perspektivy naprosto stejné, a tudíž změna ohniskové vzdálenosti na DSLR se na perspektivě nijak neprojeví!

Obr.11 Perspektivně bohatá scéna pořízená objektivem 31mm. Žlutý obdélník označuje část scény, kterou "vidí" 100mm objektiv. Obr.12 Tatáž scéna vyfocená ze stejného místa ale objektivem 100mm.
Obr.13 Objektiv 31mm - výřez scény z obr.11, kterou vidí 100mm objektiv. Obr.14 Objektiv 100mm.

Vidíte nějaký rozdíl v podání perspektivy? Nemůžete ho vidět, protože podání perspektivy na ohniskové vzdálenosti nezáleží!

Pozn.: Obrázky označené znakem si můžete v originálním rozlišení včetně EXIF stáhnout a provést plnohodnotné porovnání sami. Nezapomeňte ale, že fotka pořízená 100mm objektivem je kvalitnější, protože u fotky z 31mm objektivu se jedná o velký výřez!

Další "vyladění" objektivů pro DSLR
Prodavači, kteří nemají rádi DSLR (chtějí radši prodat kompakt), často děsí jejich potenciální uživatele potřebou vyladění objektivů pro tělo DSLR. Argumentují tím, že nevhodný objektiv může znehodnotit investici do těla DSLR, kdežto u kompaktů je tato situace vyřešena na straně výrobce. Nelze upřít skutečnost, že na objektiv pro DSLR jsou kladeny některé dodatečné nároky, které u 35 mm filmu nejsou, nicméně snížení kvality jejich vlivem je u DSLR zcela minimální (většinou téměř nezjistitelné) a naopak vyšší kvalita obrazu u DSLR vlivem větších senzorů (viz obr.1) ve srovnání s kompakty je několikanásobná. Je ale férové se o rozdílných nárocích na objektivy pro DSLR v tomto článku zmínit. Znova ale podotýkáme, že degradace obrazu vlivem níže uvedených vlivů je pro většinu uživatelů nepostřehnutelná.

Rovnoběžnost paprsků světla
Vlastní světlocitlivé pixely na senzoru DSLR jsou většinou z technologických důvodů zapuštěny do jakýchsi jamek. Proto přichází-li světlo z objektivu na senzor hodně šikmo ze strany (zejména problém u širokoúhlých objektivů), může být stěnami jamky blokováno a kresba na těchto místech (okraje senzoru) může být ztmavena. Řešením je konstruovat objektivy tak, aby se světlo z nich šířilo maximálně rovnoběžně.

Chromatická/barevná vada (aberace)
S chromatickou vadou (aberací) se setkáváme snad u každého objektivu - je to fyzikální důsledek lomu světla. Objektivy se jí brání různými kompenzacemi, které označují většinou zkratkami APO, EX, LD, ED atp. Pokud ale aberace přesáhne rozměr 1 pixelu, je více viditelná na DSLR než na 35mm SLR. Příčina je opět v pravidelné struktuře senzoru ve srovnání s filmem. DSLR tedy klade na aberaci o něco vyšší nároky než film.

Allising a moaré
U DSLR může vzniknout problém zvaný "aliasing", který se projevuje vznikem moaré. Příčina je v pravidelné struktuře pixelů na senzoru, které jsou uspořádány do matice. A jak si možná pamatujete z fyziky, zaznamenáváte-li pravidelný vzorek strukturou uspořádanou též do pravidelného vzorku podobné velikosti, vznikne moaré. Prakticky vzato - kdyby se fotilo něco (třeba jemně kostkovaná košile) a obraz kostek košile na senzoru by se blížil struktuře pixelů - vznikly by různé nechtěné efekty. Kvalitní digitální fotoaparáty se tomuto problému brání různými "anti-aliasing" filtry před senzorem a při následném softwarovém zpracování obrazu, které ale nutně snižuje podání detailů - fungují totiž jako změkčující "mlhové" filtry typu dolní propust, které zabraňují průchodu větších detailů obrazu než cca 50 čar/mm. Film tento problém nemá, protože struktura světlocitlivých zrn je vysloveně náhodná a dokonce jednotlivá zrna mají různou velikost. Ideální objektiv pro DSLR tedy kreslí zcela ostře do cca 50 čar/mm a potom jeho kresba prudce klesá k nule. Kvalitní objektivy konstruované pro 35mm film ale paradoxně kreslí i nad 50 čar/mm a to je pro DSLR naopak nechtěné.

[-more-]{Objektivy na trhu}

Objektivy pro DSLR na trhu
V zásadě se dá říci, že výrobci konstruují objektivy pro DSLR 2 typů:

  1. Objektivy vhodné pro DSLR ale použitelné bez omezení i na 35mm SLR. Jedná se zejména o objektivy s vysokou rovnoběžností paprsků, která dělá dobře digitálním senzorům (viz výše) a filmu nijak nevadí.
  2. Objektivy konstruované výhradně pro DSLR, které využívají skutečnosti menšího senzoru, a tudíž menších nároků na obrazové pole objektivu (viz obr.2 a 7). Díky tomu vycházejí tyto objektivy lehčí, menší a levnější a není problém zkonstruovat i extrémně širokoúhlé objektivy. Tyto objektivy ale nemohou být použity na 35 mm SLR, protože u většího filmu by silně vinětovaly (vinětace=ztmavení kresby v rozích obrazu). Mechanicky tomu ale nic nebrání (vyjma Canonu a jeho EF-S bajonetu) takže pozor na to!

Canon
Canon uvedl v roce 2003 na trh svůj první objektiv s novým bajonetem označeným EF-S. Je určen výhradně pro DSLR a sice Canon EOS 300D a Canon EOS 20D a na jiné DSLR je mechanicky zabráněno ho použít. V době psaní tohoto článku jsou na trhu celkem 3 objektivy s bajonetem EF-S a sice:

  • EF-S 10-22mm f/3.5-4.5 USM
  • EF-S 17-85mm f/4-5.6 IS USM
  • EF-S 18-55mm f/3.5-5.6

Ostatní objektivy Canon by měly být použitelné bez omezení jak na 35mm SLR, tak na DSLR.

Nikon
Nikon používá zkratku DX pro své objektivy určené výhradně pro DSLR s menším senzorem. Tyto objektivy mají menší obrazové pole a jejich výhodou je, že takto řešené objektivy mohou být menší, lehčí a často i levnější. Bohužel je ale nelze použít s klasickým kinofilmem či DSLR se senzorem velikosti filmu (tam budou vinětovat). V době psaní tohoto článku jsou na trhu celkem 4 objektivy Nikkor určené výhradně pro DSLR a sice:

  • 10.5mm f/2.8G ED AF DX Fisheye
  • 12-24mm f/4G ED-IF AF-S DX Zoom
  • 17-55mm f/2.8G IF-ED AF-S DX Zoom
  • 18-70mm f3.5-4.5G ED-IF AF-S DX Zoom

Ostatní objektivy Nikkor by měly být použitelné bez omezení jak na 35 mm SLR, tak na DSLR.

Sigma
Sigma používá dvě zkratky pro označení objektivů vhodných pro DSLR:

  • DC - objektivy určené výhradně pro DSLR s menším senzorem. Tyto objektivy mají menší obrazové pole a jejich výhodou je, že takto řešené objektivy mohou být menší, lehčí a často i levnější. Bohužel je ale nelze použít s klasickým kinofilmem či DSLR se senzorem velikosti filmu (tam budou vinětovat). V době psaní tohoto článku jsou na trhu celkem 4 objektivy Sigma určené výhradně pro DSLR a sice:
    • AF 18-50mm f/2.8 EX DC
    • AF 18-50mm f/3.5-5.6 DC
    • AF 18-125mm f/3.5-5.6 DC
    • AF 55-200mm f/4-5.6 DC
  • DG - objektivy vhodné pro digitální zrcadlovky. Jde o objektivy plně použitelné na 35mm film, lišit by se měly tím, že výstupní paprsky jsou maximálně rovnoběžné (viz výše).Objektivů Sigma typu DG je na trhu celá řada.

Tamron
Tamron používá zkratku DI pro své objektivy vhodné pro DSLR. Jde o objektivy plně použitelné na 35 mm film, lišit by se měly tím, že výstupní paprsky jsou maximálně rovnoběžné (viz výše).Objektivy Tamron typu DI jsou na trhu zatím 3 a sice:

  • AF 17-35mm f/2.8-4 SP DI LD ASP IF
  • AF 28-75mm f/2.8 XR DI LD ASP SP
  • AF 180 f/3.5 SP XR DI 1:1 Macro

Obr.15 Obrázek pořízen špičkovým makro objektivem Canon EF 100mm f/2.8 Macro USM nasazeným na DSLR Canon EOS 10D. Na ní se díky přepočtu 1,6x stává objektivem 160 mm. 1/350sec, f/3.5, ISO 200, vzdálenost senzor-subjekt 41 cm

[-more-]{Závěr}

Závěr
Nákup objektivu je bezpochyby investice. Jeho správný výběr je ale silně ovlivněn tím, jaké máte potřeby a nároky. Jiné jsou kriteria při ambicích na výstavní fotografie formátu A3, jiné při focení výhradně "pro monitor" či fotky rozměru pohlednice. Jiné jsou nároky při reportáži (třeba svatba), kde maximálně oceníte pohotový širokorozsahový zoom, jiné jsou nároky při špičkové a specializované fotografie (třeba makro, divoká zvěř nebo krajina). Tam se používají objektivy s pevnou ohniskovou vzdálenosti, vynikající kresbou a případně světelností. U DSLR vlivem přepočtu ohniskové vzdálenosti obecně platí nedostatek širokoúhlých objektivů, naopak se hodí na fotografie sportu a zvířat, kde "příjemně přibližují". V oblasti "širokých skel" se ale situace postupně zlepšuje, protože výrobci již nabídli extrémně širokoúhlé objektivy určené pro DSLR. Při jejich nákupu jen vezměte v úvahu, že objektivy určené výhradně pro DSLR nemůžete použít pro 35 mm SLR (máte-li jí doma) a v budoucnu je nebudete moci použít pro DSLR se senzorem velikosti filmu. A že tyto DLSR přijdou časem na trh v přijatelné ceně jsme si jisti.

Tématické zařazení:

 » Vybíráme  

 » Vybíráme  » Technologie  

 

 

 

 

Přihlášení k mému účtu

Uživatelské jméno:

Heslo: