Como faço para calcular a diferença no alcance da lente entre uma lente superzoom compacta e uma lente zoom DSLR?

Sei que é uma pergunta para iniciantes, mas passei os últimos três dias lendo este fórum e outros recursos na Internet e cheguei a um ponto de ruptura.

Então decidi fazer a pergunta, afinal, já que eu não conseguia descobrir a resposta com base nos outros posts.

Questão:

Eu tenho uma câmera compacta com um sensor minúsculo (fator de corte 5,6) e distância focal máxima de 1365 mm. Essa câmera permite que eu chegue satisfatoriamente perto dos meus assuntos (animais selvagens). Quero atualizar para uma câmera com lentes intercambiáveis ​​que terão um fator de corte de 1,6 (entre outras vantagens em relação a um super zoom compacto)

Estou certo de que precisarei de uma lente com uma distância focal de 390 mm, para chegar o mais próximo possível do meu assunto como antes?

Como cheguei a essa conclusão foi (1365 / 5.6) * 1.6 = 390

Isso está correto ou estou simplificando e confundindo as coisas? Existe algum outro parâmetro que possa me dizer "o quão perto" posso chegar do meu assunto?

Na fotografia, o que é interessante é principalmente o ângulo de visão (AOV) . O AOV é o ângulo que uma lente oferece em um sensor - ele pode ser especificado na horizontal, na diagonal ou na vertical.

AOV [°] = 2 * arctan ( sensor_height|width|diagonale [mm] / (2 * focal_length [mm]) )

A fórmula para passar de uma distância focal especificada (FL) em um sensor sem quadro completo para a distância focal equivalente ao quadro completo é:

equivalent_FL [mm] = true_FL [mm] * crop_factor

O fator de corte pode ser determinado comparando as diagonais:

crop_factor = full_frame_diag [mm] / your_sensor_diag [mm]

Isso significa:

• Com a mesma distância focal, um sensor maior (mas a mesma proporção) dará uma maior AOV
• Com as mesmas dimensões do sensor, uma distância focal menor proporcionará uma maior AOV
• AOV é diferente nos eixos vertical, horizontal e diagonal (exceto em um sensor quadrático, em que vert e hor seriam os mesmos)

Ou, em termos práticos:

• Uma lente de 10 mm no seu sensor de fator de corte de 5,6 fornece um AOV equivalente ao de uma lente de 56 mm em um sensor de quadro completo.
• A mesma lente de 10 mm em um sensor com fator de corte de 1,6 fornece um AOV equivalente ao de uma lente de 16 mm em um sensor de quadro inteiro.
• Uma lente de 1600 mm em um sensor de quadro completo oferece a mesma distância focal que uma lente de 1000 mm no APS-C (corte de 1,6) ou uma lente de ~ 285 mm no momento em que você aponta e dispara.
• Uma lente de 16 mm em um sensor de quadro completo oferece a mesma distância focal que uma lente de 10 mm na APS-C ou uma lente de ~ 2,85 mm no momento em que você dispara.
• Todos os outros fatores deixados de lado, sensores menores favorecem AOVs menores / maior alcance, enquanto sensores maiores favorecem AOVs mais amplos.
  • Entre os fatores ignorados estão:
  • Densidade de pixels (um sensor de 20 mm² com 20MP tem pixels metade do tamanho de um sensor de 40 mm² com 20MP) que influencia o ruído (pixels menores geralmente são piores na coleta de luz e, portanto, contêm mais ruído)
  • Abertura (f / 4 em um fator de corte de 5,6 é algo como f / 24 em tamanho cheio)
  • Limitações físicas (por exemplo, distâncias focais com valor negativo (-1mm) não são possíveis)

Por que usamos as distâncias focais (em mm) nas lentes? Porque AOV não é uma função da lente, mas da combinação sensor-lente. Uma lente manterá sua distância focal para sempre, mas, com base no sensor em que está montada, seu AOV variará. (É claro que o círculo de imagem que uma lente pode fornecer limitará suas habilidades em algum momento, portanto, montar uma lente de 3 mm para smartphone em um sensor de formato médio não seria muito bom ;-))

Ah, e por que compará-lo ao quadro completo? Como precisávamos de alguma métrica para compará-la - também poderíamos usar o IMAX ou Super35 ou, 1 / (⅔ * π) [inches]se quisermos.

Agora, para realmente responder à pergunta:

Sua fórmula foi:

(1365 / 5.6) * 1.6 = 390

O que significaria:

effective_FL / crop_factor_PnS = real_FL_PnS
real_FL_PnS * crop_factor_APS-C = ??

O que você calcula é, portanto, a distância focal efetiva da lente do seu ponto e fotografe a câmera no sensor da sua nova câmera.

Seus 1365 mm já são equivalentes em tamanho cheio, então você pode calcular a distância focal verdadeira relacionada ao APS-C com esse valor.

Isso significa:

1365 / 1.6 = 853.125 [mm]

Então você precisaria de uma lente com essa distância focal para obter o mesmo AOV estreito com um sensor de fator de corte de 1,6.

Note que a diferença de AOV entre 100-200mm é maior do que entre 500-600mm !

Observe que, como twalberg já afirmou, as lentes de 400 mm + geralmente são muito caras e limitam-se principalmente a primos (e / ou ao uso de tele-conversores, que podem desativar o AF da sua câmera se a lente não for rápida o suficiente). Isso ocorre porque eles geralmente são um nicho de mercado criado para profissionais que precisam / desejam todos os detalhes de qualidade de imagem, e a maioria das lentes de 15.000 € em corpos de 5.000 € oferece melhor qualidade de imagem nas piores circunstâncias do que qualquer câmera de 500 € já pode. Isso significa que você será um fotógrafo melhor ou que você precisa dessa configuração? Não!

Não tenho interesse nisso, mas se você deseja um sistema modular com esse tipo de alcance, acho que o µ4 / 3 pode ser uma escolha melhor se você estiver com um orçamento limitado - ele oferece uma colheita 2x e lentes de 100-400mm não são tão caro quanto uma prime de 800 mm da Canon ;-)

Supondo que a distância focal de 1365 mm citada seja em termos equivalentes ao quadro completo de 35 mm (porque, caso contrário, seria enorme), a distância focal real do conjunto da lente é de cerca de 1365 / 5,6 ~ = 244 mm. Para obter uma distância focal equivalente a 1365 mm com um fator de corte de 1,6, você precisaria de uma lente de distância focal real de 854 mm. Não estou ciente de algo tão longo que não seja proibitivamente caro (a EF 800mm f / 5.6L IS USM da Canon custa apenas US $ 13.000 - mas talvez o dinheiro não seja um problema para você), mas você pode comprar uma lente de 400mm com um tele-extensor 2X, o que levaria a uma distância focal real de 800 mm ou equivalente a 1280 mm.

Com base no cálculo de outras pessoas de que você precisaria de aproximadamente uma lente de 850 mm - que não vai realmente estar no orçamento de qualquer pessoa normal, nem mesmo é realmente portátil - veja o artigo bem-humorado A questão das lentes de 18-300 mm, Parte Deux, para ver quão grande é [e caro, US $ 16.000] a Nikon 800mm é.

O artigo compara-o às lentes de 18 a 300 mm que eu pessoalmente amo pelas mesmas razões que o autor - mas isso não será suficiente para chegar perto do que você está realmente procurando.

Nem a Nikon nem a Canon ^[1] , tanto quanto sei, produzem uma 150-600, mas outras fazem - veja esta comparação entre a Nikon 200-500mm, Tamron 150-600mm e Sigma 150-600mm
Agora, nenhuma delas é será tão nítido quanto uma Nikkor 600 ou 800 prime, mas são meros US $ 1.000 em vez de mais de US $ 10.000.

Você não terá o alcance que tinha com o seu equipamento compacto, mas, em comparação, terá um sensor enorme em comparação, provavelmente com uma contagem de megapixels muito mais alta; portanto, no final do dia, você provavelmente poderá filmar mais e ainda mais para o mesmo campo de visão, embora tenha uma imagem de alta resolução geral do que você tinha antes.

BTW, eu filmei isso com um dos 18-300 mencionados acima. Eles não são perfeitos, mas não são realmente ruins;)

^{Clique para ver o tamanho completo (na verdade, metade)}

^[1] Dos comentários - A Canon fabrica uma lente 200-400mm f / 4 com um extensor 1.4X embutido, o que a torna uma lente 280-560mm f / 5.6 com o extensor engatado. Coloque-o em um corpo de corte de 1,6X e forneça o FoV equivalente a uma lente de 448-896mm no FF.
São US $ 11.000.

A matemática da câmera fornece várias maneiras equivalentes de resolver esse problema óptico. Você sabe que o desejo do seu coração é um fator de colheita digital compacto 1.6 (pode ser 1.5, dependendo do modelo). Uma abordagem é encontrar o valor inverso do fator de colheita e multiplicar.

Para um fator de corte de câmera 1.6, a matemática é 1 / 1.6 = 0.625. Para este formato, você procuraria 1365 x 0,625 = 853 mm. Para uma câmera com um fator de corte 1,5, a fórmula é 1 / 1,5 = 0,66. Portanto, você precisa procurar uma 1365 x 0,66 = 900 mm.

Outra abordagem: o valor de 1365 mm é a distância focal real de uma lente montada na venerável câmera de filme de 35 mm por volta de 1935 até o momento. Para este formato, 50 mm é rotulado como "normal", significando não grande angular e não telefoto. Monte uma 1365 mm neste formato e os resultados são uma telefoto formidável. Essa imagem fixa objetos distantes como se estivessem próximos. Digamos que um pássaro esteja a 100 metros (328 pés) de distância. Com uma montagem de 1365 mm, o pássaro é ampliado 1365 ÷ 50 = 27x. As imagens dos pássaros como se estivessem a 100 × 27 = 3,7 metros (12 pés) de distância.

Qual o comprimento focal equivalente que eu precisaria se usar um digital compacto? O digital compacto ostenta uma lente "normal" de 30 mm. Isso é derivado da medida diagonal do quadro. O tamanho do quadro é 16 mm de altura por 24 mm de comprimento. A medida de canto a canto é de 30 mm. A medida diagonal de qualquer formato, na terminologia da fotografia, é entendida como a distância focal "normal".

A resposta é 30 x 27 = 810 mm.

Eu tenho uma câmera compacta com um sensor minúsculo (fator de corte 5,6) e distância focal máxima de 1365 mm.

Não você não. Se tivesse uma distância focal de 1365 mm, a descrição "compacto" nunca seria usada e seria mais um telescópio do que uma câmera. A distância focal real é impressa na frente da lente. É provável que seja algo como 244mm. O que não é para ser espirrado, mas com um pequeno sensor como esse possível com uma quantidade tolerável de vidro provavelmente distribuída por vários elementos.

A 1365 mm é a distância focal "equivalente" após a aplicação do corte do pequeno sensor. Portanto, a má notícia é obter a mesma distância focal equivalente, você precisa obter a mesma distância focal equivalente.

Em contraste com o que é impresso na lente (e com o que as lentes isoladamente são vendidas como especificação), as câmeras compactas geralmente anunciam a distância focal equivalente a 35 mm, pois parece mais impressionante.

Portanto, com um fator de corte de 1,6, para o mesmo alcance, você desejará obter uma câmera anunciada como tendo 1365 mm de distância focal (equivalente) enquanto impressa na frente da lente será algo como distância focal de 835 mm (e as especificações detalhadas podem mencione isso ao descrever a lente). Se você comprar o corpo e a lente da câmera separadamente, a lente será anunciada com uma distância focal de 835 mm.

Sim, isso é meio bobo, mas essas são as convenções atuais. Obviamente, a conclusão óbvia é "de jeito nenhum". Agora você pode obter um alcance um pouco mais aparente sacrificando a resolução e cortando a imagem você mesmo. No entanto, você desperdiçará muito do sensor e muito do vidro e, no entanto, pagará por todo o desperdício.

Para esse tipo de alcance, se necessário de forma consistente, a câmera com sensor pequeno fornece uma solução focada que você não pode melhorar muito com um esforço razoável. Uma mudança faz mais sentido quando você descobre que usa toda a extensão do intervalo raramente.

Se você deseja uma lente de 1365 mm para o seu corpo digital de sub-quadro, basta dividir o equivalente a 35 mm de 1365 mm pelo fator de corte de 1,6. Qual é 853mm. Espero que você tenha muito dinheiro disponível. Você precisará de uma lente 1000mm f3.5 ou mais rápida com um teleconvetor 1.4x. Você também pode precisar contratar alguém para carregá-lo para você.