فاصله کانونی و میدان دید

وقتی صحبت از فاصله کانونی لنزها می‌شود ممکن است، فاصله کانونی معادل و میدان دید گیج کننده به نظر برسد. در واقع از این اصلاحات برای توضیح ویژگی لنز در سنسورهای مختلف (دوربین‌های متفاوت) است. برای اینکه این مفهوم به خوبی برایتان روشن شود در این مقاله به صورت ساده به شما خواهیم گفت که فاصله کانونی و میدان دید چه معنایی دارند.

فاصله کانونی حقیقی

دانستن این موضوع که فاصله کانونی حقیقی لنز چیست، از اهمیت زیادی برخوردار است. فاصله کانونی در واقع ویژگی‌ اپتیکی لنز است و ارتباطی با دوربین و نوع سنسوری که در آن به کار رفته است ندارد. برای مثال لنز Nikon 50mm f/1.4G صرف نظر از دوربینی که این لنز با آن استفاده می‌شود؛ دارای فاصله کانونی حقیقی ۵۰ میلیمتر است.

میدان دید

میدان دید (که گاها به اشتباه به آن زاویه دید گفته می‌شود) همان چیزی است که سنسور دوربین از سمت راست تا چپ و از بالا تا پایین می‌تواند آن را ثبت کند و معمولاً آن چیزی است که در چشمی دوربین خود میبینید. در برخی از دوربین‌های DSLR پوشش چشمی دوربین کمتر از ۱۰۰ درصد است و این بدین معنی است که آنچه در چشمی می‌بینید کمی محدوده کمتری را نسبت به عکس ثبت شده دارد. برای مثال اگر با دوربین نیکون D90 عکاسی می‌کنید باید بدانید که چشمی این دوربین پوشش ۹۶ درصدی دارد و چیزی که شما در چشمی دوربین می‌بینید ۴ درصد محدوده کمتری  از عکسی است که ثبت خواهد شد، دارد. از این رو، میدان دید حقیقی آن چیزی است که دوربین ثبت می‌کند و لزوما آنچه که شما می‌بینید نیست.

در عکس زیر می‌توانید تفاوت میدان دید لنز فاصله کانونی ۷۰ میلیمتر و ۴۰۰ میلیمتر را ببینید:

همانطور که دیدید، فاصله کانونی ۷۰ میلیمتر میدان دید گسترده‌تری دارد اما لنز ۴۰۰ میلیمتر دارای بزرگنمایی بیشتر و میدان دید کوچکتری است.

زاویه دید

سازندگان لنز اغلب از اصطلاح زاویه دید یا حداکثر زاویه دید در مشخصات لنزهای‌های خود استفاده می‌کنند زیرا براساس تعریف آن‌ها، میدان دید، زاویه‌ای است که لنز قادر به دیدن آن است. برای مثال لنز Nikon 24mm f/1.4G دارای حداکثر زاویه دید ۸۴ درجه است و این درحالی است که لنز Nikon 300mm f/2.8G دارای حداکثر زاویه دید ۸ درجه است (هنگامی که در دوربین‌هایی با سنسور فول فریم استفاده شود). به تصویر زیر نگاه کنید:

همانطور که می‌بینید، زاویه ۸۴ درجه در مقایسه با زاویه ۸ درجه بسیار گسترده تر است. به همین دلیل است که اگر با لنز ۲۴ میلیمتر عکاسی کنید، تصویر شما بسیار وایدتر خواهد بود و اگر با لنز ۳۰۰ میلیمتر عکاسی کنید، صحنه‌ای کوچکتر با بزرگنمایی بیشتر خواهید داشت.

تفاوت اصلی میان زاویه دید و میدان دید این است که اولی ویژگی لنز است در حالی که دومی نتیجه توامان لنز و دوربین است. برای مثال زاویه ۸۴ درجه لنز Nikon 24mm f/1.4 تنها هنگامی محقق می‌شود که از دوربینی با سنسور فول فریم استفاده شود و اگر این لنز در دوربینی با سنسور کراپ APS-C استفاده کنید، میداد دید باریک‌تر شده و به ۶۱ درجه می‌رسد. برای مثال نیکون از دو عدد مختلف برای زاویه دید لنزهای خود استفاده می‌کند. حداکثر زاویه دید در سنسورهای DX و حداکثر زاویه دید در سنسورهای FX. در واقع مشخصه‌های فیزیکی لنز تغییر نمی‌کند و تنها سایز سنسور، در میدان دید موثر است. (می‌توانید مفهوم کراپ فکتور را در اینجا بخوانید)

فاصله کانونی معادل

حال بهتر است به مفهوم فاصله کانونی معادل بپردازیم که بسیاری از عکاسان تعریف درستی از آن ندارند. لغت معادل در ارتباط با فیلم ۳۵ میلمتری است. اگر به زمان دوربین‌های فیلمی بازگردیم، فاصله کانونی لنز، همیشه عدد درج شده بر روی لنز بود. بعد از اختراع دوربین‌های دیجیتال با سنسورهایی که اغلب از ۳۵ میلمتر فیلم کوچکتر بودند، تفاوتی در عکس‌ها به وجود آمد. تغییر در سایز سنسور باعث می‌شد که گوشه‌های تصویر بریده شود که در اصلاح به آن کراپ شدن گفته شد.

نگاهی به تصویر زیر بیاندازید: (فلش‌های قرمز نشان‌دهنده نور وارد شده به دوربین هستند)

همانطور که در تصویر بالا می‌بینید، سنسور فول فریم محدوده بیشتری از نور وارد شده از لنز را نسبت به سنسور کراپ دریافت می‌کند. نور در هر دو دوربین به یک صورت وارد می‌شود اما سنسور کوچکتر تنها قادر است بخشی از این نور را دریافت کند و مابقی نور خارج از محدوده سنسور قرار می‌گیرد.  در واقع در این مورد در تصویر برشی صورت نمی‌یرد و تنها بخشی از نور (لبه‌های تصویر) در محدوده سنسور قرار نمی‌گیرد.

سازندگان در هنگام طراحی سنسورهای کوچکتر از این موضوع آگاه بودند و به همین منظور شروع به تولید لنزهایی اختصاصی برای این سنسورهای نمودند. نیکون این لنزها را DX و کانن آن‌ها را EF-S نامید. در واقع لنزهایی که برای این سنسورها طراحی شدند، دایره تصویر کوچکتری را به سمت سنسور هدایت می‌کنند. حتما مفهوم کراپ فکتور را برای درک بیشتر این موضوع بخوانید.

دوربین‌های فول فریم نیکون به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند که با لنزهای DX کار کرده و به طور خودکار رزولوشن تصویر را کاهش می‌دهند ولی لنزهای EF-S کانن در دوربین‌های فول فریم عمل نخواهند کرد.

چگونه دو دوربین با سنسور سایزهای مختلف، رزولوشن یکسانی دارند؟ برای مثال دوربین فول فریم نیکون D700 و دوربین سنسور کراپ D300s که هر دو دارای ۱۲٫۱ مگاپیکسل هستند، در حالی که سایز سنسور آن‌ها متفاوت است. این بدین معنی است که دوربین D300s دارای پیکسل‌های کوچکتر (و تراکم پیکسلی بالاتر) در مقایسه با سنسور نیکون D700 است و توانسته است ۱۲٫۱ میلیون پیکسل را در آن سایز سنسور جای دهد. این بدین معنی است که سنسور کوچکتر یا پیکسل‌های کوچکتر در بیشتر موارد مرکز تصویر را بزرگ می‌کند. اگر لنز دارای کیفیت خوبی نباشد  و نتواند جزییات را خوبی ثبت کند میزان وضوح تصویر کم خواهد شد.

و اما اصطلاح فاصله کانونی معادل؛ با توجه به سایز متفاوت سنسورها، فاصله کانونی معادل معنا پیدا می‌کند؛ نحوه صحیح بیان این موضوع است که بگوییم برای مثال لنز ۳۰۰-۲۸ میلیمتر دارای میدان دید معادل فاصله کانونی ۴۵۰-۴۲ میلمتر در سنسورهای فول فریم است. اما برخی ممکن است بگویند فاصله کانونی لنز، معادل ۴۵۰-۴۲ در سنسورهای کراپ است که جمله‌ای غلط است. زیرا همانطور که بالاتر به آن اشاره کردیم، فاصله کانونی لنز هیچگاه تغییر نمی‌کند و تنها میدان دید آن با توجه به سایز سنسور تغییر می‌کند.

پس گفتن این جمله که لنز ۳۰۰-۲۸ در روی دوربین D90 (سنسور کراپ) مانند لنز ۴۵۰-۴۲ میلیمتر است غلط است و باید گفت لنز ۳۰۰-۲۸ در دوربین D90 دارای میدان دیدی معادل فاصله کانونی ۴۵۰-۴۲ میلیمتر در سنسور فول فریم است.

کراپ فکتور

اکنون که مفهوم فاصله کانونی معادل را با هم مرور کردیم بیایید درباره کراپ فکتور و اینکه چگونه می‌توانیم فاصله کانونی معادل را محاسبه کنیم، صحبت نماییم. ممکن است شنیده باشید که سنسور نیکون D90 دارای کراپ فکتور (ضریب برش) ۱٫۵x است. یا دوربین کانن ۶۰D دارای کراپ فکتور ۱٫۶x است.

برای درک بهتر این موضوع که با استفاده از یک لنز در دوربینی با سنسور کوچکتر میدان دید تصویر چقدر باریک‌تر می‌شود از اصلاح کراپ فکتور یا ضریب برش تصویر استفاده شد. زیرا تولیدکنندگان باید به نحوی تفاوت این سنسورها را با سنسور فول فریم نشان می‌دادند.

اگر سطح یک سنسور فول فریم را با یک سنسور کراپ مقایسه کنید خواهید دید که سنسور فول فریم حداقل دو برابر بزرگتر از سنسور کراپ است. برای مثال سنسور فول فریم نیکون حداکثر دارای اندازه ۳۶ میلیمتر در ۲۴ میلیمتر است  که سطح ۸۶۴ دارد. سنسور کراپ نیکون D90 دارای اندازه ۲۴ میلیمتر در ۱۶ میلیمتر است که مساحت آن ۳۸۴ خواهد بود. که حدود ۲٫۳ برابر کوچکتر از سنسور نیکون D3s است. اما هنگامی که صحبت بر سر فاصله کانونی است محاسبات کمی با مساحت تفاوت پیدا می‌کند. کراپ فکتور یا ضریب برش تصویر از تقسیم قطر سنسور فول فریم بر سنسور کراپ به دست می‌آید.

آیا به یاد دارید که اندازه قطر را چگونه در ریاضیات محاسبه می‌کردیم؟ فرمول آن X² + Y² √ است.

حاصل ریشه دوم ابعاد سنسور فول فریم (۱۲۹۶*۵۷۶) معادل ۴۳٫۲۶ بوده و حاصل ریشه دوم ابعاد سنسور کراپ (۵۷۶*۲۵۶) معادل ۲۸٫۸۴ است. حال اگر ۴۳٫۲۶ را تقسیم بر ۲۸٫۸۴ کنیم عدد ۱٫۵ به دست می‌آید که نسبت سنسور فول فریم به سنوسر کراپ را نشان می‌دهد.

از این ضریب چگونه می‌توان فاصله کانونی معادل لنز را محاسبه کرد؟ تنها باید این ضریب را در فاصله کانونی ضرب کنید. برای مثال لنز Nikon 24mm f/1.4G دارای میدان دید معادل ۳۶ میلمتر است اگر این لنز بر روی نیکون D90 بسته شود. این بدین معنی است که اگر یک لنز ۲۴ میلیمتر را بر روی دوربینی با سنسور کراپ و یک لنز ۳۶ میلیمتر بر روی دوربین فول فریم ببینید، میدان دید یکسانی خواهید داشت.

یا به عبارت دیگر برای داشتن میدان دید یکسان با لنز ۲۴ میلمتر در سنسور فول فریم، به لنز ۱۶ میلیمتر در سنسور کراپ خود نیاز دارید.

امیدواریم که توانسته باشیم مفهوم فاصله کانونی و میدان دید را به خوبی بیان کنیم. اگر سوالی دارید برایمان نظر بگذارید.