Fotopolis internetowy magazyn o fotografii (wersja beta)

Wpływ wielkości matrycy na głębię ostrości w praktyce

Paweł Ryczkowski 30 grudnia 2006

warsztat

Po wejściu na rynek lustrzanek cyfrowych o matrycy niepełnoklatkowej pojawiło się wiele głosów, że ich największą wadą jest sporo większa głębia ostrości. Nikt w to nie wątpi, ale w jakim stopniu ona wzrasta? Postanowiliśmy to sprawdzić w praktyce. Do jakich wniosków doszliśmy? Odpowiedź na to pytanie w prezentowanym artykule. Zapraszamy do lektury.

Wielu fotografów stanęło przed dylematem, czy kupić lustrzankę cyfrową z matrycą mniejszą niż tradycyjna klatka małoobrazkowa, czy może sporo dopłacić i zdecydować się na aparat pełnoklatkowy. Jednym z argumentów za tym drugim rozwiązaniem jest zastosowanie obiektywów o dłuższych ogniskowych, więc dających mniejszą głębię ostrości. W wielu rodzajach fotografii ma to kluczowe znaczenie, na przykład w portrecie. W tym artykule pominiemy inne ważne względy, dla których pełna klatka stanowi lepszy lub gorszy wybór. Zajmiemy się jedynie problemem zwiększenia głębi ostrości w lustrzankach typu APS-C.

Na początek trochę teorii. Głębia ostrości zależy od 4 czynników.

Pierwszy to krążek rozproszenia czyli, mówiąc prosto, przyjęte przez nas samych kryterium ostrości. Dla przypomnienia, jeśli krążek ostrości na odbitce mieści się między wartościami 0,1 - 0,2 mm wtedy zdjęcie uważa się za ostre. W przypadku przeliczenia na matrycę wartość ta mieści się w przedziale między 1/1000 a 1/2000 przekątnej.

Po drugie od przysłony użytej w czasie ekspozycji. Im mniejszy otwór przysłony, tym większa głębia ostrości.

Po trzecie od odległości od fotografowanego przedmiotu. Im odległość jest większa, tym większa głębia ostrości towarzyszy zdjęciu.

I wreszcie po czwarte od ogniskowej obiektywu. Im krótsza, tym większa głębia ostrości. Ten czynnik wymieniliśmy jako ostatni, gdyż dla nas ma on największe znaczenie z punktu widzenia omawianego problemu.

Wraz ze wzrostem długości ogniskowej maleje głębia ostrości. Zjawisko to dotyczy wszystkich obiektywów. Należy zaznaczyć, że mowa o ogniskowych znamionowych, czyli rzeczywistych ogniskowych bez przeliczania na wartości dla małego obrazka. Wszyscy użytkownicy lustrzanek z matrycą mniejszą niż klatka filmu małoobrazkowego spotkali się za pewne z tym, że po przejściu na taki format nagle obiektywy szerokokątne przestały być szerokokątne. Oczywiście nie zmieniła się rzeczywista ogniskowa tej optyki, ale mniejsze pole obrazu spowodowało pozorny wzrost ogniskowej. Aby uzyskać obraz taki jak z optyki szerokokątnej stosowanej w aparatach o rozmiarze materiału światłoczułego odpowiadającemu filmowi 135, w lustrzankach z mniejszym sensorem należy stosować obiektywy o jeszcze krótszych ogniskowych. Wzrost głębi ostrości staje się wtedy nieunikniony. Przy stosowaniu w aparatach niepełnoklatkowych obiektywów o takich samych ogniskowych jak w aparatach z klatką 24x36 mm należy zwiększyć odległość od fotografowanego przedmiotu, aby uzyskać taki sam kadr. I znowu nieunikniony staje się wzrost głębi ostrości. Pytanie tylko jak duży będzie ten przyrost. Czy różnica okaże się istotna dla efektów uzyskanych na zdjęciu?

Aby problem ten rozwiązać w praktyce postanowiliśmy skorzystać z dwóch obiektywów: 50 mm ze światłem F1.4 oraz 28-70 mm ze stałym światłem F2.8. W wypadku pierwszego z nich sprawdzaliśmy, jaki wpływ na głębię ostrości ma zastosowanie tego samego obiektywu w aparacie pełno- i niepełnoklatkowym. Drugi obiektyw miał za zadanie sprawdzić głębię ostrości przy zastosowaniu ogniskowych, które po przeliczeniu na klatkę małoobrazkową dawały taką samą lub przybliżoną wartość. Zdjęcia wykonane zostały pełnoklatkowym Canonem EOS 5D i Canonem EOS 10D, którego przelicznik ogniskowych wynosi 1,6x. Pierwsze porównanie dotyczy zdjęcia o takim samym kadrze z wykorzystaniem tego samego obiektywu. Pierwsza myśl jest taka, że głębia ostrości powinna być taka sama, jednak nic bardziej mylnego. Aby kadr został przedstawiony tak samo, przy korzystaniu z EOS-a 10D należało zwiększyć odległość od fotografowanego przedmiotu - głębia ostrości musi wzrosnąć. W drugim wypadku badaliśmy, jak zachowuje się głębia ostrości przy zastosowaniu różnych ogniskowych tak, aby został wykonany taki sam kadr przy tej samej odległości od fotografowanego przedmiotu. Ponieważ matryce wykorzystanych aparatów mają różne rozdzielczości, wielkość zdjęć została tak dobrana, aby porównywane fragmenty miały podobne rozmiary na ekranie monitora. Przejdźmy zatem do analizy otrzymanego materiału fotograficznego.

Pierwsza para zdjęć przedstawia wzorzysty arkusz papieru, przy założeniu, że "dostosujemy" optykę aparatu niepełnoklatkowego do optyki pełnoklatkowej. Dlatego zastosowano obiektyw 24-70 mm i skorzystano z ogniskowych odpowiednio 70 mm i 43 mm. W obu przypadkach zdjęcia wykonano na maksymalnym otworze przysłony F2.8. Przyjrzyjmy się otrzymanym zdjęciom. Wyraźnie ostry pas biegnący w poprzek zdjęcia na obu próbach ma podobną szerokość, jednak wydaje się, że odrobinę szerszy jest na zdjęciu wykonanym EOS-em 10D. Jednak różnica ta jest na tyle mała, że trudno mówić o istotnym powiększeniu się głębi ostrości. Natomiast duża jest różnica w drugim planie. Nawet na zdjęciach zmniejszonych do potrzeb internetu widać, że na zdjęciu wykonanym EOS-em 5D następuje większe rozmycie dalszego planu.


Canon EOS 10D, ogniskowa 43 mm, F2.8, powiększony fragment przedstawiamy niżej


Canon EOS 5D, ogniskowa 70 mm, F2.8, widać różnicę na górnej części zdjęcia, stanowiącej drugi plan zdjęcia, rozmycie jest sporo większe


Canon EOS 10D, fragment powiększony


Canon EOS 5D, fragment powiększony

Swoją drogą warto zauważyć, jak wielka jest różnica jakości matryc aparatów wykorzystanych w naszym eksperymencie...

Przy takich samych założeniach wykonana została poniższa para fotografii. Tym razem przedstawiają one przedmiot, który umożliwi bardziej precyzyjną ocenę głębi ostrości. I znowu widać, że ostry pas ma porównywalną szerokość, około 8 mm. Różnica wynosi mniej więcej 1 mm. Z praktycznego punktu widzenia to naprawdę niewiele. W tym zestawieniu widać ponownie zjawisko występujące w poprzedniej parze fotografii. Otóż dla ogniskowej 70 mm w EOS-ie 5D następuje większe rozmycie odległych planów.


Canon EOS 10D, ogniskowa 43 mm, F2.8


Canon EOS 5D, ogniskowa 70 mm, F2.8


zestawienie fragmentów powyższych zdjęć, z lewej strony wykonany EOS-em 10D, z prawej EOS-em 5D, różnica głębi jest niewielka, około 1 mm, ale widać większe rozmycie drugiego planu w wypadku aparatu z pełnoklatkową matrycą

Zmieńmy teraz kryteria oceny. Sprawdzimy, jak wygląda omawiany problem przy zastosowaniu tej samej ogniskowej w obu aparatach. Ponownie wzorzysty arkusz papieru. Różnice praktycznie żadne - minimalnie szerszy pas ostrości na zdjęciu wykonanym lustrzanką niepełnoklatkową. Na zdjęciu centymetra krawieckiego można będzie ją w miarę precyzyjnie określić. Na pierwszy rzut oka widać, że pas ostrości na zdjęciu wykonanym aparatem z pełną klatką jest sporo węższy. Ale po dokładnym przyjrzeniu się sfotografowanej scenie okazuje się, że głębia ostrości jest raptem około dwa milimetry większa dla aparatu z matrycą mniejszą od pełnej klatki. Natomiast dla pełnej klatki następuje dużo szybsze rozmycie dalszego planu. No cóż, mniejsza odległość od fotografowanego przedmiotu daje jednak sporo przyjemniejsze nieostrości.


Canon EOS 10D, ogniskowa 50 mm, F1.4


Canon EOS 5D, ogniskowa 50 mm, F1.4, widoczne przyjemniejsze rozmycie dalszego planu


Canon EOS 10D, fragment zdjęcia prezentowanego wyżej


Canon EOS 5D, fragment zdjęcia prezentowanego wyżej, różnica głębi ostrości nie jest duża


Canon EOS 10D, ogniskowa 50 mm, F1.4


Canon EOS 5D, ogniskowa 50 mm, F1.4


zestawienie fragmentów powyższych zdjęć, z lewej strony wykonany EOS-em 10D, z prawej EOS-em 5D, różnica głębi ostrości nie jest duża, ale wyraźnie widać dużo większe rozmycie dalszego planu obrazu na zdjęciu wykonanym EOS-em 5D

Rzadko wykonuje się zdjęcia linijki, na której precyzyjnie można określić głębię ostrości. Najczęściej robionymi fotografiami, na których wąsko położona ostrość ma znaczenie, są portrety. Dlatego postanowiliśmy sprawdzić, czym będą różniły się portrety wykonane EOS-em 5D i EOS-em 10D.

Na początek różne ogniskowe dające po przeliczeniu na mały obrazek ten sam ekwiwalent ogniskowej. I tutaj spotkał nas niestety niemiły problem techniczny. Sprawdziły się opinie wielu użytkowników EOS-ów 10D o nieprecyzyjnym ustawianiu ostrości przez ten aparat. Nas to nie ominęło... O ile ostrość ustawiana EOS-em 5D na oku modelki zawsze trafiona była w punkt, to taki sam zabieg wykonany "dziesiątką" nie dawał właściwego rezultatu. Na całej serii zdjęć ostrość ustawiona była zawsze nieco bliżej niż oko, tak, że nawet czubek nosa był ostry. Spróbujmy jednak uzyskanym zdjęciom przyjrzeć się uważnie.


CANON EOS 10D, ogniskowa 48 mm, F2.8, ostrość ustawiana na oku modelki wypadła prawie na czubku jej nosa, problemy z ostrością EOS-ów 10D dotknęły i nas...


Canon EOS 5D, ogniskowa 70 mm, F 2.8, ten aparat na szczęście nie miał problemów z ustawieniem ostrości

Na obu fotografiach widać wyraźnie, że skóra na czole oddana została ostro. Jednak ze względu na opisany wyżej problem, dla EOS-a 5D to koniec granicy głębi ostrości, a dla "dziesiątki" początek. Jednak można sądzić, że gdyby udało się ustawić ostrość tak samo w obu przypadkach, głębia ostrości uzyskana lustrzanką niepełnoklatkową nie byłaby sporo większa. Na szczęście dla obiektywu o ogniskowej 50 mm "dziesiątka" poradziła sobie z ustawieniem ostrości, więc porównanie rezultatów pracy obydwoma aparatami będzie pełniejsze.

Właściwie ciężko mówić o dużych różnicach w głębi ostrości. O ile fotografia linijki pokazała różnicę mniej więcej dwóch milimetrów, to okazuje się, że w przypadku portretu nie ma ona znaczenia. Choć jest nieznacznie większa dla aparatu z matrycą mniejszą od klatki filmu małoobrazkowego, to głębia ostrości jest na tyle mała, że nie ma to dużego wpływu na wygląd zdjęcia.


Canon EOS 10D, ogniskowa 50 mm, F1.4


Canon EOS 5D, ogniskowa 50 mm, F1.4


Canon EOS 10D, powiększony fragment zdjęcia przedstawionego wyżej


Canon EOS 5D, powiększony fragment zdjęcia przedstawionego wyżej


Problem zwiększania się głębi ostrości przy zmniejszeniu powierzchni matrycy okazuje się nie taki straszny, jak go malują. Wykonane zdjęcia wykazały, że zgodnie z teorią zakres ostro oddany na zdjęciu wzrasta, ale na tyle nieznacznie, że nie będzie miało to wpływu na fotografię. Przy stosowaniu w aparatach z niepełnoklatkową matrycą obiektywów o ogniskowych odpowiednio krótszych, aby po przeliczeniu na klatkę małoobrazkową dawały tę samą ogniskową, głębia ostrości zachowuje się dosyć podobnie. Trzeba przyznać, że wzrasta, ale nieznacznie. Wyraźniejsza różnica pojawia się przy stosowaniu tej samej ogniskowej. Wtedy większa odległość od fotografowanego przedmiotu powoduje mniejsze rozmycie dalszych planów zdjęcia. I to chyba najbardziej może przeszkadzać miłośnikom fotografii z małą głębią ostrości. Czy zatem zamieszanie wokół głębi ostrości w lustrzankach z mniejszą matrycą nie jest aby burzą w szklance wody?