Sensoritest ja fookuskaugustest

Objektiivide tooteandmetes ja kirjeldustes tuuakse fookuskaugus mõnikord välja ka nö „35mm ekvivalendina“. Näiteid ei pea kaugelt otsima. Photopointi e-poes oleva Sony E 50mm f/1.8 objektiivi tooteandmetes on esmalt kirjas, et selle „Fookuskaugus“ on 50mm. Ja kohe järgmisel tabelireal on lisatud, et „Fookuskaugus 35mm ekvivalendina“ on hoopis 75mm. Fotohuvilisel võib seda lugedes täiesti õigustatult tekkida segadus, et mis selle objektiivi fookuskaugus siis õigupoolest on? 75mm või 50mm?!

Alljärgnevas artiklis selgitan eesti keeles ja võimalikult lihtsalt lahti, mida mõeldakse fotograafias termini „35mm ekvivalent“ all. Nii et igaüks, kes selle läbi loeb, saaks ekvivalendi põhimõttest aru, oskaks endale paremini objektiive ja kaameraid valida ning oleks erialafoorumites sõna võttes ja fotohuviliste seltskonnas juttu ajades senisest vähemalt poole targem.

Ekvivalendi kontseptsioon ei kuulu lihtsasti seletatavate asjade hulka. Selle täielikuks mõistmiseks tuleb fotohuvilisel aru saada fookuskauguse ja pildisensori suuruse omavahelisest seosest ning äralõikefaktori kontseptsioonist. Käesolev artikkel ei paku lihtsat ja kiiret definitsiooni, vaid põhjalikke selgitusi ja näiteid veidi pikemas vormis – aidates fotohuvilisel neist keerukatest seosetest tõeliselt aru saada.

Fookuskaugus kui füüsikaline mõiste

Teeme kõigepealt ühe asja selgeks. Fookuskaugus on rangelt võttes mõõdetav füüsikaline suurus, mis ühe ja sama objektiivi puhul niisama lihtsalt muutuda ei saa. Objektiivi fookuskaugus on vahemaa objektiivi optilise keskpunkti (tihti nimetatud ka nodaalpunktiks) ja kaamera fokaaltasapinna (pildisensori) vahel. See vahemaa peab ühe ja sellesama objektiivi puhul olema alati muutumatu – vastasel juhul jääb pilti salvestav sensor fokaaltasapinnast ette- või tahapoole ja pilt tuleb udune.

Seega on 50mm objektiivi fookuskaugus alati 50mm. 17-55mm suumobjektiivi fookuskaugus on alati 17-55mm jne.

 

Fookuskaugus kui vahend objektiivi vaatenurga hindamiseks

Fotograaf seisis 10 meetri kaugusel ja pildistas modelli täiskaadersensoriga kaameraga, erinevate fookuskaugustega. Vasakult: 24mm, 50mm, 70mm ja 200mm.  Fotod: Penelope Russak. 

Praktikas asjad aga nii lihtsad ei ole. Kui fotograafid objektiivi ostavad või sellega pildistavad, siis ei mõtle nad fookuskaugusest kui vahemaast optilisest keskteljest fokaaltasapinnani. Nad mõtlevad fookuskaugusest kui objektiivi vaatenurgast ehk sellest, kui laia või kitsast fotot selle konkreetse fookuskauguse juures pildistada saab.

Fotograaf teab, et näiteks 24mm fookuskaugusega objektiiv võimaldab pildistada laiu kaadreid – kaadrisse mahub palju, vaatenurk on suur. 70mm fookuskaugusega objektiiv pildistab aga kitsamaid kaadreid – kaadrisse mahub üsna vähe, vaatenurk on väike. 400mm fookuskaugusega objektiivi vaatenurk on aga eriti pisike nii et kaugemad objektid tunduvad optiliselt justkui otse sinu nina all.

Objektiivi enda fookuskaugus üksinda ei ütle aga fotograafile alati, kui lai või kitsas pildistamisel saadav vaatenurk on. Sest vaatenurga laius või kitsus sõltub lisaks objektiivi fookuskaugusele ka kaamerast, mille ees seda objektiivi kasutatakse (täpsemalt selle kaamera sees oleva pildisensori mõõtmetest).

 

Digikaamerate pildisensorid on erinevate mõõtmetega

Vasakul Sony täiskaadersensoriga hübriidkaamera. Paremal Sony poolkaadersensoriga (ehk APS-C formaadis sensoriga) hübriidkaamera. Täiskaadersensori pindala on poolkaadersensori pindalast väiksem. 

Iga digitaalse fotokaamera sees on pildisensor. See on valgustundlik nelinurkne kiip objektiivi taga, mis salvestab sinna langenud valgusosakesed ning muudab need elektrilaenguteks, millest lõpuks valmib foto. Need sensorid võivad olla erineva suurusega. Vahetatavate objektiividega fotokaamerates kasutatakse peamiselt kolme erineva suurusega sensorit:

Täiskaadersensor.

Täiskaadersensorid on täpselt samade mõõtmetega nagu mõnekümne aasta eest laialdaselt kasutud 35mm fotofilm. Kuna vanasti oli 35mm film kõige levinum, siis just sellel ajaloolistel põhjusel peetakse ka tänapäeva digifotograafias kõige standardsemaks sensori suuruseks just täiskaadersensorit. Täiskaader on nö kuldne standard, mille järgi võrreldakse kõiki ülejäänud sensoreid. Täiskaadersensoriga on varustatud reeglina kallimad ja professionaalsed peegel- ja hübriidkaamerad:

• Sony täiskaadersensoriga hübriidkaamerad
• Canoni täiskaadersensoriga hübriidkaamerad
• Canoni täiskaadersensoriga peegelkaamerad
• Nikoni täiskaadersensoriga hübriidkaamerad
• Nikoni täiskaadersensoriga peegelkamaerad
• Pentax K-1 seeria täiskaadersensoriga peegelkamaerad
• Panasonic S seeria täiskaadersensoriga peegelkaamerad

APS-C ehk poolkaadersensor.

Poolkaadersensor, nagu nimigi ütleb, on sensor, mille pindala on täiskaadersensori pindalast ligikaudu poole väiksem. Poolkaadersensoriga on varustatud enamik tänapäeval toodetavaist vahetatavate objektiividega kaameratest. Poolkaadersensoriga on varustatud:

• Kõik Canoni soodsamad peegelkaamerad kuni EOS 7D seeriani
• Kõik Canon EOS M seeria hübriidkaamerad
• Kõik Sony soodsamad hübriidkaamerad kuni A7 seeriani
• Kõik Nikoni soodsamad peegelkaamerad kuni d500 kaamerani
• Kõik Fujifilmi X-seeria hübriidkaamerad
• Kõik Pentax peegelkaamerad (välja arvatud K-1 seeria).

4/3 sensor.  4/3 sensor on Canoni APS-C sensorist 39% väiksema ja täiskaadersensorist 75% väiksema pindalaga. 4/3 sensori eeliseks on pisem ja ruudukujulisem pind, mis laseb sensoril paremini ära kasutada objektiivi ringikujulist pildiala. Tänu sellele on võimalik luua APS-C standardiga võrreldes pisemaid kaameraid ilma, et pildikvaliteet sensori väiksema pinna tõttu väga oluliselt langeks. 4/3 sensori formaati kasutavad Olympuse ja Panasonicu hübriidkaamerad (välja arvatud Panasonic S seeria).:

• Olympuse hübriidkaamerad
• Panasonicu 4/3 sensoriga hübriidkaamerad

Mida väiksem sensor, seda kitsam vaateväli

Kuidas siis pildisensori suurus objektiivi vaatenurka mõjutab? Tegelikult üsna lihtsal moel. Võtame näiteks täiskaadersensoriga peegelkaamerale valmistatud 35mm objektiivi. Olgu see näitlikustamise eesmärgil Sony 35mm f/1.8 objektiiv. Läbi selle objektiivi liikuvad valguskiired moodustavad Sony A7 III hübriidkaamera täiskaadersensori tasapinnal ringikujulise pildivälja, mille diameeter on sama suur nagu täiskaadersensori diagonaal. Nii et pildiväli kataks täiskaadersensori pinna.

Kui me paneme sellesama objektiivi väiksema pildisensoriga kaamera ette – olgu siis praegu näiteks poolkaadersensoriga Sony a6600 kaamera – siis jääb objektiivi poolt tekitatud ringikujuline pildiväli ikka sama suureks, kuid sensor, millele valgus saab langeda ehk millel pilt saab salvestuda, on oluliselt väiksem. Kuna sensori pind on väiksem, siis mahub sinna vähem pilti. Vaatenurk on kitsam, sest osa pildist jääb nö sensorilt väljapoole. See „lõigatakse ära“. Siit ka termin äralõikefaktor ehk inglise keeles „crop factor“, millest kirjutan allpool lähemalt.

Kui kasutame näiteks 35mm fookuskaugusega objektiivi täiskaadersensoriga kaamera ees, siis on vaatenurk laiem. Kui kasutame täpselt sedasama 35mm objektiivi väiksema poolkaadersensoriga kaamera ees, siis on vaatenurk kitsam. Kui kasutame sedasama objektiivi aga adapteri abil näiteks Olympuse veel väiksema 4/3 formaadis sensoriga kaamera ees, siis on vaatenurk veel eriti kitsas.

 

Üks ja sama objektiiv erineva sensoriga kaamerate ees – kuidas kirjeldada vaatenurka?

Kui meil on tegu erinevate kaameratega (täpsemalt erinevate sensorisuurustega), siis ei suuda objektiivi fookuskaugus enam kirjeldada objektiivi pakutavat vaatenurka. Miks? Sest nagu eelmises peatükis nägime, on ühe ja sama fookuskaugusega objektiivi vaatenurk erineva suurusega sensorite ees erinev.

Selleks, et fookuskauguse järgi siiski ka objektiivi vaatenurka hinnata saaks, ongi kasutusele võetud termin „fookuskaugus 35mm ekvivalendina“. See teisendab füüsikalise „fookuskaugus kui vahemaa optilisest keskteljest fokaaltasapinnani“ väärtuse fotohuvilise jaoks informatiivsemasse „fookuskaugus kui vaatenurk täiskaadersensoriga kaamera ees“ vormi.

Termin „Ekvivalentne fookuskaugus“ ei väljenda mitte füüsikalist suurust, vaid objektiivi vaatenurga laiust täiskaadersensoriga fotokaamera ees.

Et see oluline, kuid keerukas ja teoreetiline printsiip oleks paremini mõistetav, vaatame mõnda näidet. Kõigepealt üks äärmuslikum.

DJI fotodrooni Mavic 2 Pro kaamera fookuskaugus on 4,27mm. Mida see arv teile ütleb? Ma arvan, et mitte ühelegi fotograafile, olgu ta nii proff kui tahes, et ütle see puhas füüsikaline näitaja absoluutselt mitte midagi. See väljendab vahemaad optilisest keskteljest fokaaltasapinnani – ja Mavic 2 Pro kaamera puhul on see kahtlemata väike. Meie tahaksime hoopis teada, kui laialt või kitsalt see DJI droon pilti teeb. See füüsikaline fookuskauguse number meile sellist informatsiooni ei anna.

Õnneks on tooteandmetes kirjas selle objektiivi „fookuskaugus 35mm ekvivalendina: 28mm“. Ja see on super, sest fotograafid teavad, kui lai on 28mm vaatenurk täiskaadersensoriga kaamera ees. Ja nüüd nad teavad, et täpselt niisama laialt pildistab pilte ka Mavic Pro 2.

Tavalisem näide on seesama, mille tõin artikli sissejuhatuses. Võid Photopointi e-poest kontrollida, et kõikidel objektiividel, mis ei ole mõeldud kasutamiseks täiskaadersensoriga fotokaamerate ees (olgu selleks siis Canoni, Nikoni, Sony, Fujifilmi, Olympuse jne objektiivid), on tooteandmetes füüsikalise fookuskauguse kõrval ära toodud ka fookuskaugus 35mm ekvivalendina. Ikka jälle selleks, et osa fotograafe oskaks ette kujutada, kui lai või kitsas vaateväli konkreetsel objektiivil vastava kaamera ees on. Kui Sony E 50mm f/1.8 objektiivi fookuskaugus 35mm ekvivalendina on 75mm, siis tähendab see, et see objektiiv pildistab näiteks Sony a6500 (või ükskõik millise teise Sony poolkaadersensoriga hübriidkaamera ees) täpselt sama laia kadreeringuga pilte nagu 75mm objektiiv täiskaadersensoriga kaamera ees.

„Fookuskaugus 35mm ekvivalendina“ termin on ennekõike kasulik nendele fotograafidele, kes on harjunud pildistama täiskaadersensoriga kaameraga ja kes seetõttu teavad, kui lai üks või teine fookuskaugus täisaadri ees on. Eriti kasulik oli see tegelikult veel 21. sajandi alguses, mil valdav enamik fotokaameraid kasutasid 35mm filmi, uued digipeegelkaamerad tulid pisema sensoriga ja objektiivide fookuskaugused ei väljendanud ühtäkki enam neid vaatenurki, millega fotograafid aastakümneid harjunud olid. Tänapäeva fotohuvilisele, kes võib-olla ongi kogu oma elu pildistanud poolkaadersensoriga, ei pruugi see ekvivalent suurt midagi ütelda, sest tema on nagunii juba harjunud selle vaatenurgaga, mille annab 50mm objektiiv tema poolkaaderkaamera ees.

 

Kuidas 35mm ekvivalenti ise arvutada? Äralõikefaktor ehk fookuskauguse kordaja

 

Mõnikord tuleb ette olukordi, kus oleks vaja teada ühe või teise objektiivi ekvivalentset fookuskaugust vastava kaamera ees. Näiteks kui tekib küsimus et kui laia vaateväljaga on Canoni 17-40mm lainurksuum kui seda kasutada Canoni poolkaadersensoriga peegelkaamera ees või adapteri abil Sony A6600 kaamera ees.

Selliseks otstarbeks on igal vahetatava sensoriga kaamerasüsteemil äralõikefaktor (inglise keeles crop factor) ehk fookuskauguse kordaja. See on täiskaadersensori ja konkreetse kaamera sensori diagonaalide suhe. Olulisemate vahetatavate objektiividega kaamerasüsteemide fookuskauguse kordajad on:

• Canoni APS-C formaat ehk poolkaadersensoriga peegelkaamerad: 1,6
• Nikon, Fujifilm, Pentax, poolkaadersensoriga kaamerad: 1,5
• Panasonicu ja Olympuse 4/3 tüüpi sensoritega kaamerad: 2,0
• Fujifilm keskformaatkamerad: 0,79

Teades enda kaamera fookuskauguse kordajat, saad kiirelt ja lihtsalt ükskõik millise objektiivi fookuskauguse teisendada ekvivalentseks fookuskauguseks. Ehk teisisõnu: saad teada, kui lai vaateväli konkreetsel objektiivil sinu mitte-täiskaaderkaamera ees on – võrrelduna sama objektiivi vaateväljaga täiskaaderkaamera ees. Tuleb lihtsalt korrutada objektiivi fookuskaugus vastava kaamera fookuskauguse kordajaga. 

 

Fookuskauguse kordaja kasutamise näited

Lindude pildistamisega tegeleva Maarika näide

Maarikal on Canoni 400mm peegelkaameraobjektiiv. Maarika tahab teada, et milline selle peegelkaameraobjektiivi vaateväli on, kui seda kasutada Olympuse hübriidkaamera ees.

Maarika teab, et Olympuse hübriidkaamerate fookuskauguse kordajaks on 2.0. Nii ta korrutab 400 x 2.0 = 800. Seega: „fookuskaugus 35mm ekvivalendina“ on 800. Maarika saab teada, et tema 400mm objektiivi vaatenurk hübriidkaamera ees on täpselt sama nagu 800mm objektiivi vaatenurk peegelkaamera ees.

“Vau”, mõtleb Maarika, “Olympuse hübriidkaamera ees on mul poole rohkem suumi ja ma saan ma poole kaugemaid asju suurelt kaadrisse püüda”. Selle asemel, et osta endale 800mm peegelkaameraobjektiiv (mis oleks väga kallis), ostab Maarika nüüd hoopis Olympuse kaamera ja adapteri ning muudab niimoodi enda 400mm objektiivi 800mm objektiiviks. Ja pildistab linde poole suurema suumiga kui seni.

Algaja maastikufotograaf Andrese näide

Andres kasutab Sony A6500 hübriidkaamerat ja on selle ette ostnud laiade loodusvaadete pildistamiseks Tamroni 17-28mm lainurkobjektiivi. Andres pole rahul, sest näidispiltidelt tundusid kaadrid palju laiemad kui tema pildistatud fotod. Ta ei mõista, miks tema nii laiu kaadreid ei saa.

Sony A6500 on poolkaadersensoriga kaamera mille fookuskauguse kordajaks on 1.5. Kui Andres korrutaks 16-35mm x 1,5, siis saaks ta vastuseks 24-52,5. See tähendab et Sony A6500 kaamera puhul on tema objektiivi „fookuskaugus 35mm ekvivalendina“ 24-52,5. Ehk märksa kitsam kui täiskaadersensori 16-35mm.

See tähendab, et Tamroni 17-28mm lainurkobjektiiviga võimalikult laiade kaadrite pildistamiseks, peaks Andres endale ostma poolkaadri asemel täiskaadersensoriga kaamera ja seda objektiivi kasutama täiskaadri ees. Kuna 16-35mm sobib ka täiskaadersensoriga kaameratele (osa soodsatest objektiividest ei kata täiskaadri jaoks vajaliku diameetriga pildivälja ja sobivad ainult poolkaadersensoriga kaameratele), siis ta seda ka teeb.

 

Kokkuvõte

Objektiivi fookuskauguse ja vaatenurga ning sensori mõõtmete vaheliste seoste korrektne mõistmine annab fotograafile parema teoreetilise baasi ja aitab langetada õigemaid otsuseid tehnika ostmisel. Ilusate fotode pildistamiseks tuleb nüüd teoreetilised teadmised ja ostetud fototehnika kokku võta ja päriselt pildistama minna. Kui vahepeal aega üle jääb, tule siia ikka tagasi ja tuleta ülalolev jutt taas meelde. Kui aega on vähe, saad meeldetuletuseks kasutada allolevaid kokkuvõtvaid klausleid:

Objektiivi „fookuskaugus“ on vahemaa objektiivi optilisest keskteljest teravustamistasapinnani. Ühe ja sama objektiivi fookuskaugus ei muutu – ükskõik milliste kaamerate ette seda objektiivi ka ei keerata.

Praktilises fotograafias on fotograafid harjunud fookuskauguse tähise abil hindama objektiivi vaatenurka. Ehk seda, kui laia või kitsast fotot antud objektiiviga pildistada saab.

Objektiivi vaatenurk sõltub lisaks objektiivi fookuskaugusele ka konkreetse fotokaamera (mille ees seda objektiivi kasutatakse) pildisensori suurusest.

Objektiivi „fookuskaugus 35mm ekvivalendina“ ei tähista mitte fookuskaugust, vaid hoopis vaatenurka, väljendatuna täiskaadersensori keeles.

Kui näiteks 50mm objektiivi „fookuskaugus 35mm ekvivalendina“ on 75mm, siis tähendab see, et see objektiiv pildistab poolkaadersensoriga kaamera ees täpselt sama laia kadreeringuga pilte nagu 75mm objektiiv täiskaadersensoriga kaamera ees.

Mida väiksem on fotokaamera sensor, seda suurem on ekvivalentne fookuskaugus ehk seda väiksem on objektiivi vaateväli. Kui sul on vaja suurt suumi ehk pildistada kaugemal asuvaid objekte hästi lähedale, siis võiksid eelistada väiksema sensoriga kaameraid. Nagu näiteks poolkaadersensoriga kaamerad või hoopis kompaktkaamerad (supersuumid).

Mida suurem on fotokaamera sensor, seda suurem on objektiivi vaateväli. Kui sinu jaoks on oluline iga lisamillimeeter objektiivi lainurga asendis ehk soovid pildistada võimalikult laiu vaateid, siis võiksid eelistada pigem suurema sensoriga kaameraid. Nagu näiteks täis- või keskformaatkaamerad.

Fookuskauguse kordaja ehk äralõikefaktor (ingl. k. crop factor) võimaldab teisendada objektiivi fookuskauguse mõistetavamasse täiskaadersensori vaatenurga keelde. Ehk teisisõnu: Fookuskauguse kordaja abil leiad lihtsasti „fookuskauguse 35mm ekvivalendina“. Korruta lihtsalt objektiivi fookuskaugus läbi enda kaamera fookuskauguse kordajaga.

(1966)