in

Alles over fullframe en cropframe sensoren. Deel 3: het effect


12 december 2015, 13:50

De cropfactor van een camera heeft te maken met de grootte van de sensor. Er bestaan nogal wat misverstanden over de effecten op foto’s en het gebruik van objectieven op de camera’s met verschillende sensoren. Jan Stougie verheldert.

In het vorige deel besprak ik de relatie tussen beeldhoek en formaat van de sensor. Je kunt hetzelfde beeldvullende opname resultaat van de APS-C camera krijgen door de fullframe camera met het 300mm objectief gemonteerd een crop opname te laten maken. Op de tekening hieronder zie je links onder de sensoroppervlakte van een fullframe sensor, met daarin in grijs de oppervlakte van wanneer we een “crop” opname maken met de fullframe sensor.


Het nadeel van het naar APS-C formaat croppen op een fullframe sensor is het verlies aan pixels. Wanneer je bijvoorbeeld een 15 MP fullframe sensor hebt, blijft daar ongeveer 6MP van over bij een gecropte opname omdat de oppervlakte van een fullframe sensor ongeveer 2.5 x zo groot is als die van een APS-C sensor.

Megapixel

Wanneer je naar het plaatje hieronder kijkt zie je een APS-C camera en daarnaast een fullframe camera. Alle twee hebben ze een 18 megapixel (MP) sensor. Het enige verschil zit hem in de afmetingen van de beide sensoren. In de afbeelding hieronder zie je dat de 18MP APS-C camera al zijn 18MP gebruikt om de opname in het kader vast te leggen. De 18MP fullframe camera gebruikt slechts een klein gedeelte (± 6MP) van zijn 18 MP om hetzelfde kader als de APS-C camera vast te leggen, de overige 12MP leggen het grote kader vast. In dit voorbeeld zal de APS-C camera de bloem zodanig meer gedetailleerd vastleggen dan de fullframe camera, dat het lijkt alsof de opname met de APS-C camera genomen is met een objectief met een langere brandpunt afstand.

Pixeldichtheid

Wanneer de APS-C camera in plaats van 18 MP een 6 MP sensor zou hebben, wordt het ineens een heel ander verhaal als je het dan gaat vergelijken met de 18 MP fullframe sensor. In dat geval is het vastgelegde kader nog steeds even groot als het crop-kader van de 18MP Fullframe camera, echter omdat de 18 MP fullframe camera zoveel meer pixels heeft, is de hoeveelheid informatie in de opname van de 18 MP fullframe camera ten opzichte van de 6 MP APS-C camera beduidend groter. Je kunt namelijk nog heel veel wegsnijden of ook wel croppen, voordat je hetzelfde kader als dat van de 6 MP APS-C camera overhoud. Je kunt stellen dat de pixeldichtheid plus de grootte van de sensor bepalen in welke mate je voordeel kunt behalen met het zogenaamde vermenigvuldigings effect bij cropped sensor camera’s.

Het verschil in beeldoppervlak tussen APS-C en fullframe objectieven.

Om het verschil tussen specifieke APS-C en fullframe objectieven te begrijpen is het noodzakelijk om te weten wat het concept van de beeldcirkeldiagonaal precies inhoudt. Omdat zo goed als alle objectieven een cirkelvorming beeld produceren zal de diameter van deze cirkel dusdanig groot moeten zijn, dat deze groter is dan de diagonaal van het opnamebeeld. Dit omdat anders de hoeken van het opnamebeeld donker zouden blijven. Een 35 mm fullframe objectief zal daarom een beeldcirkeldiagonaal van tenminste 43.3 mm moeten hebben en een objectief voor een 15 x 22.5 APS-C sensor zal een beeldcirkeldiagonaal van tenminste 27,04 mm moeten hebben. Het onderstaande schema verduidelijkt een en ander.

In het schema kun je zien dat wanneer je een objectief dat specifiek voor, APS-C camera’s ontworpen en gebouwd is, op een fullframe sensor camera gebruikt, deze niet de gehele beeldcirkel zal vullen. Een objectief ontworpen en gebouwd voor fullframe camera’s kun je daarentegen wel gebruiken op APS-C sensor camera’s.

Fabrikanten geven hun objectieven die speciaal voor APS-C sensor camera’s ontworpen en gebouwd zijn een specifieke aanduiding. Zo noemt Canon deze objectieven EF-S objectieven, Nikon noemt ze DX en Sigma DC en zo heeft iedere objectieven fabrikant zijn eigen specifieke aanduiding voor APS-C objectieven. De meeste, zo niet alle van deze APS-C objectieven kunnen ook op fullframe camera’s gebruikt worden, met uitzondering van de Canon EF-S serie objectieven. De Canon EF-S serie heeft namelijk een achterste lenselement dat dichter op de sensor van de camera kan komen dan de EF serie objectieven. Dit heeft Canon gedaan omdat het een flexibeler objectief ontwerp toestaat en omdat het mogelijke een betere beeld kwaliteit oplevert bij groothoek objectieven.

Keerzijde van de medaille is: wanneer deze objectieven op een fullframe sensor camera gemonteerd zouden kunnen worden, de mogelijkheid bestaat dat de opklappende spiegel het achterste lensdeel raakt en op die manier zou kunnen beschadigen wanneer dit deel op de uiterste stand naar achteren gepositioneerd is. Dit is misschien wel iets om in gedachten te houden bij de aanschaf van een (nieuw) Canon objectief, zeker wanneer je in de toekomst van plan bent on van APS-C naar fullframe over te stappen. Ik wil nog opmerken dat de beeldcirkel niets te maken heeft met de brandpuntafstand van een objectief. Voor een grotere beeldcirkel heb je een grotere objectiefbuis diameter en dientengevolge ook grotere lens elementen nodig. Ook het ontwerp zal anders zijn. De leidt tot meer gewicht een grotere lensdiameter en zeker ook hogere kosten.

Scherptediepte

Het onderwerp scherptediepte verschil tussen APS-C en Fullframe opnames is een vrij complexe materie die ik hier niet tot in detail uit ga leggen.
Stelregel is: Wanneer je met hetzelfde objectief, hetzelfde onderwerp op dezelfde afstand vastlegt, zal de APS-C opname een groter scherptediepte gebied hebben dan wanneer de opname met een fullframe sensor camera gemaakt zou zijn. Dit komt door het feit dat de beeldhoek van het objectief, wanneer het gebruikt wordt op de APS-C camera kleiner is (dit zag je ook al in de tekening 2). Simpel gesteld kun je zeggen dat het beeld dat geprojecteerd wordt op de beeldsensor bij een kleinere beeldhoek een groter acceptabel gebied heeft waarbinnen het beeld scherp is dan bij een grotere beeldhoek. Dus APS-C sensor camera’s halen bij gebruik van hetzelfde objectief voordeel uit hun grotere scherptedieptegebied bij bijvoorbeeld landschapsfotografie. Terwijl een fullframe sensor camera bij portretfotografie als voordeel het kleinere scherptedieptegebied heeft.

Diafragma

Het diafragma wordt niet beïnvloed door het type objectief dat je gebruikt, met andere woorden: hierop hoef je geen cropsensor vermenigvuldigingsfactor op toe te passen. Dit omdat het diafragma het quotiënt is van de brandpuntafstand gedeeld door de diafragma-opening. Dus wanneer je een objectief hebt met een brandpuntsafstand van 100mm en een maximale diafragma-opening van 50mm dan heb je een F2 objectief. Omdat noch de fysieke brandpuntafstand, noch de fysieke diafragma-opening wijzigen wanneer je het objectief op een camera monteert, maakt het niet uit of dit nu een APS-C camera of een fullframe camera is. F2 blijft F2. Natuurlijk wordt de beeldhoek anders, maar de hoeveelheid licht die de diafragmaopening passeert blijft gelijk.
Om bij een APS-C sensor camera hetzelfde opnamebeeld te verkrijgen als bij een fullframe camera zal het objectief een kleinere brandpuntafstand moeten hebben. Maar dit verandert niets aan de factoren die het diafragma bepalen. Een 50mm fullframe objectief zal een diafragma opening van 25mm hebben bij F2, terwijl om hetzelfde opnamebeeld bij een APS-C sensor camera te krijgen er een 33.3mm objectief met een maximale diafragma opening van 16.65mm gebruikt zal moeten worden.

Samenvatting

1 Het diafragma is ongewijzigd ongeacht welk sensorformaat er gebruikt wordt. f/2 is f/2, f/5.6 is f/5.6 en f/11 zal f/11 blijven.
2 De brandpuntafstand blijft ongewijzigd ongeacht de gebruikte diafragma opening. Maar….
3 De beeldhoek van een objectief wijzigt bij een gewijzigde sensorgrootte.
4 Een objectief met een bepaalde brandpuntsafstand haalt NOOIT het in beeld gebrachte onderwerp dichterbij, door de kleinere beeldhoek wordt het onderwerp echter meer beeldvullend in beeld gebracht.

Dit was het derde en laatste deel van de uitleg over cropframe en fullframe sensoren. Lees hier alle blogs op een rij.

Fotodokter: scherpstellen

Gebruikersreview: Pentax K-3 II