Full frame versus APS-C aneb Na velikosti záleží

Malé ohlédnutí do historie

 

Abychom pochopili kontext problematiky velikosti snímačů digitálních fotoaparátů, není špatné ohlednout se do dob, kdy byla digitální fotografie v plenkách.  Základní kámen digitální revoluce, položila společnost Kodak v roce 1975. Tehdy byl vyroben prototyp prvního digitálního fotoaparátu na světě. Celý nápad byl ale brán spíše jako kuriozita a brzy upadl v zapomnění. Kromě toho že přístroj připomínal spíše promítačku, kříženou s faxem, tak lidstvo na digitální fotografii ještě nebylo připraveno.

Konec druhého tisíciletí se stal érou kybernetiky. A byli to opět inženýři Kodaku, kteří se na přelomu 80´ a 90´ let staly pionýry skutečného nástupu digitální fotografie. Navázali na deset let starou myšlenku zaznamenat fotografii pomocí digitálního senzoru. K tomu využili klasickou kinofilmovou zrcadlovku Nikon a osadili jí elektronickou jednotkou. Ta zaznamenávala obraz na místo kinofilmu. V podstatě se jednalo o první digitální stěnu, které se v sofistikovanější podobě používají dodnes u středoformátových fotoaparátů.


Kodak DCS100 z roku 1990 / rozlišení 1,3 Mpx / velikost snímač 1″ (14 x 9.3 mm) / cena 20 000 - 25 000$

Hybridní zrcadlovky ale stále nebyly to, co by oslovilo širší veřejnost. Důvody byly zřejmé. Složitost celého systému, váha, rozměry a vysoká cena.

Začátkem 90´let se na trhu začaly objevovat první cenově dostupné digitální fotoaparáty se senzorem o velikosti 1/3" (4.8 x 3.6 mm), tehdy ještě primitivním rozlišením cca 1 Mpx. Od nich zbýval už jen krůček k APS-C fotoaparátům a o něco později také k plnoformátovým zrcadlovkám Full Frame.


Kodak DCS420 z roku 1995 / rozlišení 2 Mpx / velikost snímač 1″ (13.8 x 9.2 mm) / cena 20 000$

 

Na jaké žánry je lepší Full Frame a na co APS-C

 

Menší snímač využijí všichni, kteří mají zálibu ve focení na větší vzdálenost. Typickými zástupci takových žánru jsou reportéři, street fotografové, milovníci wild-life, fotografové sportovních a kulturních akcí, fanoušci fotografování letadel atd. Malý snímač prodlužuje ohnisko a díky tomu se z běžného teleobjektivu 70-300mm, který se dá pořídit za pár korun, stává super zoom s ohniskem 105 - 450mm. Objektivy s podobným ohniskem pro full frame se pohybují v řádech desítek tisíc korun.

Bezzrcadlovky Olympus a Panasonic jsou na tom v tomto směru ještě o něco lépe. Díky crop faktoru 2x se objektiv 75-300mm mění na mega zoom 150 - 600mm. Podobné přiblížení je fascinující, s přihlédnutí k rozměrům (117mm) a váze objektivu (423g). Optika stejné třídy pro fotoaparáty full frame začíná někde na 25cm a váze 2kg. A to nemluvě o minimálně dvojnásobné ceně.


DSLR APS-C Nikon D500 tělo, ohnisko 300mm (eqv. 450mm), autor: Milan Fiala

Oproti tomu stojí nejvyšší třída digitálních zrcadlovek a bezzrcadlovek, fotoaparáty se snímačem Full Frame. Tato kategorie dávno není výsadou profesionálních a komerčních fotografů. Každý výrobce myslí i na pokročilé hobby fotografy a nabízí proto střední třídu těchto fotoaparátů. Ta je cenově dostupnější. Výhody velkého snímače ocení každý kdo má rád pod kontrolou hloubku ostrosti a kdo chce získat obrazový výstup v maximální možné kvalitě. Dále to mohou být fotografové, kteří pracují v náročnějších světelných podmínkách a potřebují docílit minimální hladiny šumu i při vyšších citlivostech.


DSLR APS-C Canon EOS 7D Mark II, ohnisko 300mm (eqv. 450mm), autor: Jan Homolka

Typickým příkladem jsou svatební fotografové. Ti ocení jak malou hloubku ostrosti, tak velmi dobrý odstup od šumu. Dále to jsou všichni, kteří chtějí zachytit věrné barvy a maximální množství jemných detailů. Do této kategorie patří portrétní fotografové, krajináři, Ti kteří se zabývají reklamní a produktovou fotografií, ale i fotografové architektury a interiérů. Z výše uvedených důvodu proto s Full Frame fotoaparáty pracuje většina těch, kteří své fotografie tisknou na větší formáty.


DSLR Full Frame Canon EOS 5DS R tělo autor: Robert Jahn

Poslední velkou skupinou která si oblíbila přístroje s velkým snímačem jsou filmaři. Digitální zrcadlovky a bezzrcadlovky dnes nabízejí záznam s vysokým rozlišením ve špičkové kvalitě a přitom se dají koupit za zlomek ceny profesionálních kamer. Při natáčení videa zrcadlovkou se dá navíc využít nepřeberná škála objektivů od ultraširokých, přes teleobjektivy až po ty s extrémně dobrou světelností.

Ve všech případech by na objektivech visela cenovka s astronomickou částkou, pokud by se jednalo o optiku určenou k profesionální kameře. Filmaři navíc, stejně jako fotografové, ocení možnost pracovat s velmi malou hloubkou ostrosti, minimální hladinou šumu a velkým dynamickým rozsahem.


DSLR Full Frame Canon EOS 5D Mark IV, autor: Jan Zavadil

Často jsou slyšet názory, že špičkový fotoaparát z nikoho dobrého fotografa nedělá. To je samozřejmě svatá pravda. Na druhou stranu nelze odsuzovat někoho za to, že si pořídí kvalitní techniku, na kterou se může spolehnout a to bez ohledu na to jak dobrý je fotograf. Dá se to velmi dobře přirovnat k automobilovému průmyslu. Drahé auto také z nikoho dobrého řidiče nedělá a mnozí řidiči zdaleka nevyužijí potenciál svého čtyřkolého miláčka. Na druhou stranu komfort, který nabízí automobil vyšší třídy ocení i sváteční řidič a to stejné platí i u fotoaparátů. Ostatně podobné je to u všech dalších koníčků a zálib. Pokud hraju tenis a koupím si stejnou raketu, kterou hrají profesionální tenisté na špičce žebříčku ATP, neříkám tím světu, že hraju stejně dobře jako oni. Jednoduše není občas nad to, udělat si radost něčím co nás baví ;)

 

Porovnání velikostí snímačů: kinofilm - DSLR Full Frame - DSLR APS-C - kompakt 1/2,3" - mobil 1/3,2"
 

Technické rozdíly mezi snímači Full Frame a APS-C

 

Jak již bylo jednou řečeno měřítkem pro velikost digitálních senzorů je kinofilmové pole o rozměrech 36 x 24 mm. Obrazové snímače třídy Full Frame mají přibližně stejnou velikost. Nikon označuje fotoaparáty s takovým senzorem zkratkou FX. Snímače APS-C jsou o polovičku menší a jejich rozměry jsou přibližně 24 x 16 mm. Nikon značí fotoaparáty s tímto formátem snímače jako DX.

S velikostí snímače úzce souvisí velikost jednoho pixelu, tedy samostatné světlocitlivé buňky, ze kterých se senzor skládá. Počet buněk na snímači udává rozlišení snímače. Fotoaparát který má rozlišení 24 Megapixelů, má snímač složený z 24 000 000 buňek, (pixelů). Je tedy zřejmě, že i když bude mít snímač APS-C stejné rozlišení jako Full Frame, jednotlivé buňky musí být menší. Velikost buňky v základních technických parametrech fotoaparátů nenajdete, ale dá se dohledat v podrobnější specifikaci. Uvádí ve čtverečních mikronech.


Digitální zrcadlovka Full Frame / Nikon D850

Pro příklad můžeme porovnat dvě současné zrcadlovky Nikon. Obě mají rozlišení cca 24 Mpx, ale každá má jinak velký snímač. Nikon D750 je zrcadlovka kategorie Full frame s velikostí jednoho pixelu 35.4 µm². Proti tomu Nikon D7200 má snímač APS-C s velikostí jedné buňky 15.13 µm². To je dost podstatný rozdíl. Větší plocha pixelu znamená lepší sběr světla, lepší odstup od šumu při vyšších citlivostech, věrnější zachycení jemných detailů a barev a větší dynamický rozsah.

V tomto místě bych ale rád upozornil, že problematika je mnohem složitější a kvalitu snímače v žádném případě nelze hodnotit pouze podle velikosti pixelu. Velkou roli hraje technologie kterou je senzor vyroben, procesor, který následně zpracovává záznam a samozřejmě také kdy byl snímač vyvinut. S každou novou generací používají výrobci pokročilejší technologie a kvalitnější procesory, takže rozhodně nelze vybírat fotoaparát jen podle velikosti jeho buňky.


Digitální bezzrcadlovka Full Frame / Sony Alpha A7III

Velikost pixelu nejvýkonnější zrcadlovky současnosti (Nikon D850) je 18.84 µm². Paradoxně nejstarší digitální amatérská zrcadlovka od stejné značky (Nikon D70) měla pixely o velikosti 60.53 µm². Ta přesto zdaleka nedosahovala takový kvalit jako současné fotoaparáty. Jak je to možné? Vysvětlení je prosté. Přesto, že starý model měl snímač typu APS-C, jeho rozlišení bylo pouhých 6 Megapixelu. Nová zrcadlovka má sice velký FX snímač, ale rozlišení jeho rozlišení je 45 Megapixelu. Buňky tedy mají sice k dispozici 2x větší snímač, ale je jich více než 7x tolik, takže se ve výsledku dělí o mnohem menší plochu.

To ale v tomto případě ničemu nevadí protože technologie dnešních fotoaparátu a současné procesory mají takový výkon, že si poradí jak se šumem při extrémně vysokých citlivostech, tak s dynamickým rozsahem i s věrným podáním barev.


Digitální zrcadlovka Full Frame / Canon EOS 5D Mark IV

Před několika lety došli dokonce výrobci k určitému bodu zlomu. Při honbě za čísly, které na krabici dobře vypadají se jednotlivé značky trumfovali, která bude mít fotoaparát s vyšším rozlišením. Velikost snímače ale zůstávala stejná. Výsledkem byli miniaturní pixely nahuštěné na snímači s vysokým rozlišením. Tím pádem se zhoršovala obrazová kvalita a rostl šum při vyšších citlivostech. Odborná veřejnost se bouřila a honba za vysokým rozlišením se trochu utlumila. Serióznější výrobci od tohoto marketingového trendu ustoupili a výsledkem jsou fotoaparáty, které mají optimální rozlišení, ale zároveň kvalitní výstup.

Velikost plochy pixelu ale není jediný rozdíl mezi malým a velkým snímačem. Větší záznamová plocha vykazuje při použití objektivu se stejnou ohniskovou vzdáleností a při nastavení stejného clonového čísla menší hloubku ostrosti. Jednoduše řečeno, když bych fotil portrét s objektivem 85mm na clonu f/2,2 tak fotografie s Full Frame fotoaparátu bude mít víc rozostřené pozadí, než ta která je pořízena přístrojem typu APS-C.

Větší snímač tedy ocení každý kdo chce mít maximální kontrolu nad hloubkou ostrosti.


Digitální zrcadlovka APS-C / Pentax K70

Crop faktor a ohnisková vzdálenost

 

S nástupem APS-C fotoaparátů nastal další poměrně zásadní problém a to s ohniskovou vzdáleností objektivů. Ohnisko objektivu při použití na kinofilmové přístroji definuje určitý úhel záběru. Když například vezmeme ohnisko 24 mm získáme na kinofilmovém, nebo Full frame fotoaparátu, úhel záběru 84° 4'. Se stejným objektivem se na menším snímači zmenší úhel záběru na 58° 48'. Objektivy z kinofilmových fotoaparátů tedy na APS-C snímač použít lze, ale mění se úhel záběru a ohniskovou vzdálenost je nutné přepočítávat.

Pro přepočet se používá tzv. crop faktor, což je konstantní číslo které definuje poměr zmenšení snímače vůči kinofilmu. U zrcadlovek Canon je to hodnota 1.6x, Nikon, Sony a Pentax mají crop faktor 1.5x a bezzrcadlovky Olympus a Panasonic 2x.



Co to znamená v reálu? Když někdo přecházel z kinofilmové zrcadlovky na tu digitální se snímačem APS-C, mohl sice použít své objektivy, ale u všech přišel o kratší ohnisko. Naopak se mu prodloužilo to delší. Základní Full frame objektiv 24-70mm se na APS-C přístroji chová jako cca 36 - 105mm. Mít o něco delší ohnisko je sice příjemné, ale absence širokého úhlu záběru může být problém. Přeci jenom fotit krajinu, architekturu a interiér na objektiv 24mm, nebo na 36 mm je ohromný rozdíl.

A tak se zrodila nová generace objektivů určených pro menší snímač. Nikon je značí zkratkou zkratkou DX a Canon je označuje jako EF-S. Ty objektivy vykreslují menší plochu snímače, než byl kinofilm a proto jsou o něco menší a lehčí. Standardně se v popisu udává jejich skutečná ohnisková vzdálenost, ale ta se vždy přepočítává crop-faktorem. Základní objektiv 18-55mm na APS-C, se proto chová  stejně jako 28-83mm na kinofilmu. APS-C objektivy ale nelze plnohodnotně použít na kinofilmové fotoaparáty, ani na Full frame zrcadlovky. U Canonu je nelze nasadit vůbec. U Nikonu sice ano, ale část obrazu se ořízne. Tím že tyto objektivy vykreslují menší plochu snímače, tak mají fotografie pořízené velkým snímačem černé rohy. Tento jev se nazývá vinětace.

Všechny kinofilmové a digitální objektivy lze použít jak na velký tak na malý snímač. Je ale nutné přepočítat ohnisko a mění se úhel záběru.



Před nějakou dobou vstoupily velké snímače i do sféry tzv. bezzrcadlovek. Pro ty platí v podstatě vše co bylo dosud řečeno. Podle současného trendu mají bezzrcadlovky poměrně velký potenciál. Jsou menší, lehčí a umí v podstatě to stejné jako zrcadlovky. V některých ohledech jsou do konce o něco lepší, například co se týče nahrávání videa, rychlosti elektronické závěrky, nebo počtu ostřících bodů. Zdárným příkladem je Full Frame bezzrcadlovka Sony Alpha A7R III, která jako první získala podle prestižního webu DXO Mark skóre 100, což je stejně jako má nejvýkonnější zrcadlovka současnosti Nikon D850.