Se você está pensando em comprar uma nova câmera ou está pensando em atualizar uma câmera, provavelmente já ouviu falar sobre câmeras com sensor de corte, mas o que isso significa? Como o fator de corte afeta as seleções de lentes? Quando você está considerando sistemas, geralmente não são apenas os corpos da câmera que você deve considerar, mas também a seleção de lentes para esse sistema.
Óptica do sensor e equivalências
Óptica do Sensor de Corte
A maioria dos novos fotógrafos geralmente começa com câmeras com sensor de corte porque geralmente são mais baratas. Mas à medida que você se torna mais avançado, faz sentido atualizar para um sistema full frame? Se você está pensando em atualizar, existe um caminho de atualização razoável?
Por exemplo, você deve comprar lentes full frame para usar com o corpo do sensor de corte? Parece tão confuso e para ser justo, é um pouco complicado e as regras simples não contam toda a história. Em vez de olhar para as diferenças nos próprios sensores da câmera (todos são muito bons), vamos tentar entender as próprias lentes.
Lentes de distância focal semelhantes – a Olympus micro 4/3rds 40-150mm f/2.8 (equivalente a 80-300mm) e a Canon 100-400mm f/4.5-5.6 (para full frame).
Tamanhos das lentes
Se você estiver olhando para lentes, verá muitas distâncias focais e aberturas diferentes. Mesmo do mesmo fabricante para o mesmo corpo de câmera, muitas vezes existem diferentes combinações de abertura e distância focal. Como uma parte importante da fotografia é a óptica, como você pode começar a comparar lentes para sensores de tamanhos diferentes? Como as lentes se relacionam com o corpo da câmera que você está olhando?
Nifty 50mm (quadro completo à esquerda) e micro 4/3rds 25mm (equivalente a 50mm) à direita.
Indo além, como os sensores de corte de tamanhos diferentes afetam a ótica da lente? Uma lente f / 2.8 em uma câmera com sensor de corte é realmente uma lente f / 2.8 ou é outra coisa? E as câmeras de formato maior? Por que as aberturas menores (f-stops) parecem tão grandes, mas as imagens são tão lindas com ótima separação de fundo e bokeh?
Tudo isso se relaciona com a óptica da lente e as equivalências do sensor de corte, um dos grandes mistérios da fotografia que a maioria dos fotógrafos realmente não entende.
Noções básicas de óptica de lentes
Para entender a óptica das lentes, você precisa entender o que uma lente faz com a luz que entra nela. A luz que passa por uma lente realmente inverte, virando a imagem de cabeça para baixo. A luz então se projeta no sensor digital depois de passar pela lente.
A distância focal e a imagem mudam para o sensor.
A maioria das lentes são definidas pela distância focal e abertura máxima. Quanto maior a distância focal, mais próximos parecem os objetos distantes. Assim, por exemplo, esportes e observadores de pássaros normalmente querem distâncias focais muito maiores para se aproximar.
Números mais baixos ampliam o campo de visão para fazer com que mais coisas caibam na imagem (lentes grande angulares) e geralmente são as ferramentas do comércio para fotógrafos de paisagem. Em equivalentes de 35mm, uma lente de 200mm é uma lente longa e uma lente de 20mm é uma lente muito ampla.
Ilustração de tamanho de abertura relativa.
O número de abertura f-stop representa o tamanho da íris ou orifício na lente. Uma lente será classificada com base na maior abertura que a íris pode abrir. Quanto mais luz você deixar entrar, mais rápida será a velocidade do obturador que você precisará. Devido a essa propriedade, lentes de abertura máxima maiores são chamadas de lentes mais rápidas. Por exemplo, uma lente f/2.8 é considerada bem rápida e uma lente f/5.6 (pense na lente do kit) seria considerada bem lenta.
Matemática óptica
Vamos manter a matemática nerd mínima, mas isso realmente ajuda a entender a óptica das lentes.
A distância focal não é uma medida do comprimento real de uma lente, mas um cálculo de uma distância óptica do ponto onde a luz converge para formar uma imagem nítida no sensor digital no plano focal da câmera. A abertura, por outro lado, é o tamanho do orifício criado pela íris na lente. A abertura está geometricamente relacionada com a distância focal da lente. Por exemplo, uma lente f/2.8 em uma lente de distância focal de 100 mm é 100 dividido por 2,8 =35,7 mm. Como a distância focal da lente determina o tamanho da abertura, ela é independente do tamanho do sensor, mas depende da distância focal.
Lentes utilitárias cobrindo uma faixa semelhante - a Canon 24-105mm f/4 e a Olympus 12-40mm Fazendo Sentido da Óptica de Lente para Câmeras com Sensor de Corte f/2.8 (equivalente a 24-80mm).
As lentes de zoom podem ter mais de uma abertura porque a íris não fica maior à medida que a lente fica mais longa. Como é uma relação matemática, a distância focal mais longa com a mesma abertura da íris torna a abertura menor. Lentes de zoom mais caras têm a mesma abertura para toda a faixa, mas isso é um pouco de engenharia, pois a íris deve ficar maior à medida que a lente amplia para uma distância focal maior.
Atualização de formato de sensor de câmera
Na era de ouro da fotografia cinematográfica, havia vários formatos ditados pelo estoque de filmes. Um dos tamanhos mais comuns era o filme de 35 mm ditado pelo filme de roda dentada com 34,98 ± 0,03 mm (1,377 ± 0,001 polegadas) de largura. Nos dias do filme, havia vários formatos também, com estoques de filmes maiores e menores disponíveis que também afetavam os tamanhos e o desempenho das lentes.
Quando os sensores digitais foram originalmente desenvolvidos para câmeras fixas, sensores maiores eram proibitivamente caros, então sensores menores foram usados. Há uma ampla variedade de tamanhos de sensores e essa variedade de tamanhos de sensores afeta a mecânica de como as lentes das câmeras operam.
Quando um sensor está próximo do tamanho de um filme de 35 mm, ele é chamado de full frame. Qualquer coisa menor é chamada de sensor de colheita. Qualquer coisa maior é geralmente chamada de formato médio, embora haja muita variabilidade em tamanhos maiores que o quadro completo. Os sensores não variam apenas em tamanho, mas também em geometria.
Tamanhos relativos do sensor de corte
Tamanhos do sensor
De um modo geral, um sensor de quadro completo tem a forma de um retângulo de aproximadamente 36 mm x 24 mm, que é uma proporção de comprimento para largura de 3:2 cobrindo uma área de 862 mm quadrados. Por outro lado, um sensor de corte micro 4/3 tem 17,3 mm x 13 mm (proporção de 4:3) cobrindo uma área de 224,9 mm quadrados. Um sensor de corte Nikon/Pentax APS-C é de 23,6 mm x 15,7 mm (proporção de 3:2) cobrindo uma área de 370 mm quadrados, enquanto um Canon APS O sensor -C tem 22,2 mm x 14,8 mm (proporção de 3:2), mas apenas 328,5 mm quadrados. Formatos maiores (maiores que full frame) tendem a ser quadrados.
Muitas vezes os fatores de corte são calculados pelo tamanho da distância diagonal de canto a canto do sensor. Por exemplo, um sensor full frame tem o dobro da diagonal de um sensor micro 4/3rds, portanto, a proporção de corte é 2x. Para um sensor de corte APS-C da Nikon, a proporção é de 1,5x e para um sensor de corte APS-C da Canon, é de 1,6x.
Comparação das pegadas do sensor
Quadrado versus Redondo
As lentes são redondas, enquanto os sensores são retangulares ou quadrados. Assim, todas as câmeras cortam parte da imagem porque as lentes redondas projetam uma imagem circular no sensor que é um retângulo. Isso significa que as bordas do círculo da imagem são cortadas.
Os fabricantes de câmeras projetam suas combinações de lente/câmera para que todo o sensor obtenha uma ótima cobertura do círculo da imagem (isso é chamado de potência de cobertura). Isso pode criar problemas quando houver uma incompatibilidade entre o tamanho do sensor e o tamanho do sensor para o qual a lente foi feita.
Círculo de imagem com full frame e micro 4/3 frame sobreposto
Então, como o fator de corte afeta as imagens?
Existem muitos fatores que afetam suas imagens. O tamanho do sensor afeta as imagens, mas também a distância focal e o tamanho da abertura, mas essas são propriedades físicas da lente e não são afetadas pelo fator de corte. Pelo menos não diretamente.
Para ilustrar o efeito dos sensores de corte na coleta de luz e na distância focal, uma série de imagens de teste foram configuradas (estas não são excessivamente científicas, mas mais ilustrativas). Usando uma Olympus EM1 Mark II (sensor Micro 4/3rds – fator de corte 2 vezes) e uma Canon 5D Mark IV (full frame).
Olympus EM1 Mark II, câmera micro 4/3rds
Câmera full frame Canon 5D Mark IV.
Para ilustrar a conversão de diferença focal e a conversão de captação de luz, as câmeras foram montadas lado a lado usando apenas a conversão de distância focal. A geometria dos sensores não é exatamente a mesma, então eles foram cortados para combinarem entre si (proporção 8×10).
Comparação do tamanho da câmera (quadro completo à esquerda, micro 4/3 à direita)
Ambas as câmeras foram direcionadas para a mesma vista.
Teste a configuração de câmeras lado a lado.
Regras de polegar versus realidade
As distâncias focais são comumente convertidas em equivalentes para sensores de quadro completo para fornecer o mesmo campo de visão, multiplicando a distância focal pela proporção diagonal do sensor. Por exemplo, uma lente de 25 mm em um sensor micro 4/3 é equivalente a uma lente de 50 mm em uma câmera full frame (fator de corte é 2:1).
Uma lente Canon EFS (sensor de corte) para combinar com uma lente de 50 mm é de 31 mm. Isso também funciona ao contrário. Se você colocar uma lente full frame em um corpo de câmera com sensor de corte, a distância focal é multiplicada (a mesma lente de 50 mm se torna uma lente de 75 mm em um sensor de corte). Esta regra de ouro funciona.
Nota do editor: A ótica não é a mesma, mas esse é um método geralmente aceito para entender os sensores de cultivo. 
Em equivalentes de 24mm – mesma velocidade do obturador e ISO, full frame à esquerda e Micro 4/3 à direita (ambos em f/4, ISO200, 1/160th).
Abertura e profundidade de campo
Outra regra prática que não funciona tão bem é adicionar um stop ou dois para a abertura (dependendo do corte). Por que não funciona? Bem, há mais em jogo aqui.
A abertura afeta a capacidade de captação de luz de uma lente, mas com uma câmera com sensor de corte, o sensor menor faz com que a profundidade de campo (área em foco) seja maior. O que isso significa é que uma lente f/2.8 com sensibilidade ISO de 200 deve ter a mesma velocidade do obturador em qualquer corpo de câmera (há variações nos medidores de luz de um corpo de câmera para outro). Portanto, uma lente f/2.8 é sempre uma f/2.8 para captação de luz.
Em equivalentes de 70mm – mesma velocidade do obturador e ISO, full frame à esquerda e Micro 4/3 à direita (ambos em f/4, ISO200, 1/80th).
Para tornar as coisas mais complexas é a aparência de uma imagem. O bokeh em um sensor de corte nunca será tão bom quanto um sensor de quadro completo porque a área extra de um sensor de quadro completo altera a profundidade de campo (a quantidade da imagem em foco) em relação a um sensor de corte. Esta não é uma função da lente tanto quanto o tamanho do sensor. Isso pode ser bastante sutil, mas é um fator, principalmente para retratos.
Em equivalentes de 200 mm – mesma velocidade do obturador e ISO, full frame à esquerda e Micro 4/3 à direita (f/4, ISO 200, 1/30th).
Em equivalentes de 200mm – mesma velocidade do obturador e ISO, full frame à esquerda e Micro 4/3 à direita (f/4, ISO 200, 1/40th).
Lentes Full Frame em câmeras com sensor de corte
As lentes tendem a durar muito mais do que as câmeras com boas lentes que duram até duas ou três iterações do corpo da câmera. Muitas pessoas seguem o ditado de investir em vidro. Então, se você estiver usando um corpo de sensor crop que aceita lentes full frame, por que não comprar lentes full frame até que esteja pronto para comprar o corpo full frame? A resposta não é necessariamente porque pode não ser tão nítida quanto suas lentes de corte, mesmo que a lente pareça nominalmente do mesmo tamanho.
As lentes full frame são mais caras do que as lentes crop, mas muitas vezes você está pagando por outros recursos, incluindo vedação contra intempéries e construção melhor e mais durável. Devido às grandes diferenças nos tamanhos dos sensores, obter lentes full frame em um sensor crop significa que você está usando apenas a parte central da lente, mas os detalhes estão mais concentrados nessa área. Isso pode desafiar a qualidade óptica das lentes full frame.
Eles geralmente são de melhor qualidade, mas não o suficiente para explicar as diferenças de tamanho entre os sensores. Portanto, a menos que você saiba que está atualizando sua câmera em breve, talvez não queira usar as lentes full frame em corpos de corte.
Outra consideração é que você deve usar o fator de corte ao contrário. Em um corpo de corte da Canon (fator de corte de 1,6), uma lente de 24 mm se torna uma lente de 38,4 mm. Isso significa que você não pode obter um ângulo de visão tão amplo em um corpo de corte com lentes amplas.
Uma lente full frame em um corpo de corte aumentará a distância focal pelo fator de corte
Conclusão
Existem muitos equívocos em relação às lentes ao compará-las entre os tamanhos dos sensores. Compreender a função básica, os recursos de coleta de luz e as relações geométricas podem ajudá-lo a comparar as lentes nos sistemas de câmeras e nos tamanhos dos sensores.
Existem ótimas lentes disponíveis para todos os sistemas de câmeras que podem produzir resultados fantásticos. As lentes são tão importantes quanto o corpo da câmera. Portanto, ao escolher um sistema, certifique-se de ter a seleção de lentes necessária para seu estilo específico de fotografia.
