Figuur 0: objectieven

Brandpuntafstanden vergeleken deel 1

Figuur 1: Canon 20D met een 17-40mm f/4L USM: standaard zoom
Figuur 1:
Canon 20D met een 17-40mm f/4L USM;
standaard zoombereik op een 1,6crop camera

Welke lens is geschikt?

Bij de keuze van een objectief is het prettig om te weten wat die hoeveelheid millimeters nu precies in de praktijk betekent. Millimeters zelf zeggen weinig, en de omrekeningen van cropsensoren naar fullframe sensoren en omgekeerd geeft geen beeld tenzij je een doorwinterde fotograaf bent.
Bij de aanschaf van een (ultra)groothoek objectief had ik de keuze uit een aantal objectieven van verschillende merken en verschillende brandpunt bereiken. Daarbij kwam met name het verschil tussen 10mm en 12mm ter sprake: hoeveel scheelt dat nu precies?
Een zoektocht over internet gaf niet voldoende uitsluitsel, of de zoektocht was zo moeizaam dat ik op het idee kwam om het verschil zelf visueel te maken.
Het doel van dit stukje tekst en afbeeldingen is dus eenvoudig: hoe is de beeldhoek van een vast punt uit gezien, met verschillende brandpunten.

Soorten objectieven

Om een idee te geven waarvoor de verschillende brandpunten bruikbaar voor zijn, heb ik een overzicht gemaakt met daarin enkele voorbeelden van toepassingen. Natuurlijk is dit slechts een indicatie.

soort objectief brandpuntsafstand toepassing (voorbeelden)
Tabel 1: brandpunten en soorten objectieven op een rij, waarbij de brandpuntsafstand gebasseerd is op full-frame.
fisheye << 15mm speciale effecten, landschappen
ultragroothoek 15mm - 24mm landschap, interieur
groothoek 28mm - 35mm binnenshuis, landschap
standaard 35mm - 60mm binnenshuis, landschap
portret 60mm - 135mm portret, landschap
tele 135mm - 300mm dierfotografie (wild), sport
supertele >> 300mm dierfotografie (vogels)

De keuze van een objectief is afhankelijk van de beeldhoek dat dit objectief heeft. Het heeft weinig zin om een groothoek te gebruiken bij het fotograferen van kleine vogels, omdat de beeldhoek te groot is, en dus de vergroting van het objectief te klein (zie figuur 3). Een teleobjectief met een kleine beeldhoek is niet bruikbaar in een kleine ruimte. Zodoende zijn de objectieven in groepen in te delen, met elk zijn eigen toepassing. Deels is de toepasbaarheid van een objectief ook bepaald door de karakteristieken die bij de brandpuntsafstand hoort. Hierover meer in een tweede deel.
Ik wil nogmaals benadrukken dat dit slechts richtlijnen zijn en dat de creatieve fotograaf eenvoudig van deze richtlijnen kan afwijken.

De brandpuntsafstanden die in tabel 1 vermeld zijn, zijn gebasseerd op een full-frame sensor. Bij camera's met een kleinere sensor moet de cropfactor in de keuze meegenomen worden. Zodoende is bijvoorbeeld een standaard objectief op een full frame sensor een perfecte portretlens op een 1,6 cropsensor camera.

Cropfactor en brandpuntsafstand

De brandpuntsafstand van objectieven is een vaststaand gegeven. Een 50mm brandpunt is 50mm, ongeacht op welke camera deze lens gezet wordt. Echter, de afmeting van de sensor in een camera is bepalend voor het beeld dat uiteindelijk op de foto komt. Omdat als basis het kleinbeeldnegatief wordt aangehouden, met de afmetingen van 36mm x 24mm, wordt het effect van een bepaald brandpunt gerefereerd aan deze afmeting. Als uitgangspositie wordt dus de afmeting van het kleinbeeldnegatief genomen.
De meeste dSLR camera's bezitten een sensor die kleiner is dan deze uitgangspositie. Deze afmeting ligt tussen de 62,5% (1,6 cropsensor) en de 76,9% (1,3 cropsensor) van de kleinbeeldnegatief afmetingen. Dit betekent dat deze kleinere sensoren ook een kleiner deel van het door het objectief geprojecteerde beeld registreren. Het eindresultaat geeft een grotere vergroting ten opzicht van een beeld op kleinbeeldnegatief. Wil men dan dezelfde vergroting met dat kleinbeeldnegatief behalen, zal een langer brandpunt gekozen moeten worden.
Concreet betekent dit, dat een opname met een 50mm brandpunt op een 1,6 cropsensor camera dezelfde vergroting zal opleveren als een 80mm op een kleinbeeldnegatief film (50mm * 1,6). Zie tabel 2.

Figuur 2: Gesimuleerd beeldveld vergelijking van sensorformaten
Figuur 2:
Beeldveld bij verschillende formaten beeldsensoren (gesimuleerd)

Een paar professionele camera's bezitten een sensor die dezelfde afmetingen heeft als een kleinbeeldnegatief film. Dit zijn de full-frame sensoren. Compactcamera's bezitten daarintegen zelfs nog kleinere sensoren, met een cropfactor die oploopt van 2x tot 5x.

Aan het eind van deze tutorial is het mogelijk om de beeldhoek te berekenen van een brandpuntsafstand bij de verschillende sensorgroottes.

brandpunt afstand 10mm 12mm 15mm 17mm 20mm 24mm 28mm 35mm 50mm 70mm 100mm 135mm 200mm 300mm 400mm
Tabel 2: Overzicht van brandpuntafstanden op verschillende sensoren en hoe deze tot een kleinbeeldnegatief formaat verhouden
Full Frame 10mm 12mm 15mm 17mm 20mm 24mm 28mm 35mm 50mm 70mm 100mm 135mm 200mm 300mm 400mm
1,3 crop 13mm 16mm 20mm 22mm 26mm 31mm 36mm 46mm 65mm 91mm 130mm 176mm 260mm 390mm 520mm
1,6 crop 16mm 19mm 24mm 27mm 32mm 38mm 45mm 56mm 80mm 112mm 160mm 216mm 320mm 480mm 640mm
Figuur 3: Beeldhoek van een 1,6 cropsensor bij verschillende brandpunten
Figuur 3:
Beeldhoek van een 1,6 cropsensor bij verschillende brandpunten
De rode lijn begrensd de kijkhoek van het oog

Gebruikte apparatuur

Het vergelijk dat ik in dit stuk maak, is met een Canon EOS 20D, die een cropfactor heeft van 1,6. Alle beelden die hier weergegeven worden, zijn daarom vergelijkbaar met de brandpuntsafstand x 1,6 op een full-frame. Ik heb dit bij het onderschrift van de foto's vermeld. De opstelling is als volgt (zie figuur 1):

Alle foto's zijn vanaf hetzelfde standpunt en in dezelfde richting gefotografeerd. Vanaf de 200mm is een teleconverter geplaatst om het bereik van 300mm en 400mm te verkrijgen. Instellingen van de camera zijn gelijk gehouden:

Effecten van brandpuntsafstand

De keuze voor een brandpuntsafstand is meer dan alleen het 'dichterbij' halen van een onderwerp. Groothoek geeft meer dan alleen een brede hoek. Denk daarbij aan perspectiefverandering en een toename van scherptediepte (DOF), in combinatie met de afstand tot het onderwerp. Aan die specifieke aspecten van brandpuntsafstanden is in dit voorbeeld voorbij gegaan, omdat het hier uitsluitend over de beeldhoek gaat: hoeveel krijg ik op de foto als ik de afstand tot het onderwerp niet verander.
Het 'croppen' van een foto die gemaakt is met een groothoek zal precies dezelfde foto opleveren als het gebruik van een telelens. Met andere woorden, door een klein deel van de foto te gebruiken, simuleer ik een telelens. In feite doe je dan hetzelfde als wat een cropsensor in vergelijk met een FF sensor doet. Wat hierbi wel benadrukt moet worden is, dat je de afstand tot het onderwerp dan niet mag veranderen. Verander je de afstand tot het onderwerp wel, zal een gecropte foto niet hetzelfde beeld opleveren als het gebruik van een telelens.
Daar kom ik in deel 2 over brandpuntsafstanden op terug.
Een ander aspect van brandpuntsafstand is de verhouding tot de scherptediepte (DOF - Depth Of Field). Naarmate de brandpuntsafstand groter wordt, wordt het gebied dat bij een gegeven diafragma en sensorgrootte scherp is, kleiner. In dit vergelijk van brandpuntsafstanden is ook met de effecten op de scherptediepte geen rekening gehouden omdat dit hier niet ter zake doet..

Het vergelijk.

Hier volgen de foto's met de verschillende brandpunten, genomen vanaf een vaste afstand tot het onderwerp.
Wanneer men naar beneden scrollt, kan in ieder geval een idee verkregen worden wat mogelijk is. De basis wordt gelegd met een 50mm objectief op kleinbeeldnegatiefformaat, dat ruwweg een vergroting heeft van 1 ten opzichte van ons eigen blikveld. Kleinere brandpuntsafstanden hebben een vergroting die kleiner is dan 1, en teleobjectieven vergrotingen die groter zijn dan 1. Hoeveel deze vergrotingen precies zijn, is niet erg belangrijk. Met deze foto's is het mogelijk om een reëel beeld te vormen. Omdat een 1,6 cropsensor een kleiner beeldvlak gebruikt en dus een vergroting heeft, moet bij dit soort sensoren de 35mm als basis gehouden worden, waarbij de vergroting 1 is.

Figuur 4: 10mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 4:
Beeldhoek van 10mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 16mm op FF)
Figuur 5: 12mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 5:
Beeldhoek van 12mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 19mm op FF)
Figuur 6: 15mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 6:
Beeldhoek van 15mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 24mm op FF)
Figuur 7: 17mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 7:
Beeldhoek van 17mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 27mm op FF)
Figuur 8: 20mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 8:
Beeldhoek van 20mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 32mm op FF)
Figuur 9: 22mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 9:
Beeldhoek van 22mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 35mm op FF)
Figuur 10: 24mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 10:
Beeldhoek van 24mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 38mm op FF)
Figuur 11: 28mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 11:
Beeldhoek van 28mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 45mm op FF)
Figuur 12: 35mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 12:
Beeldhoek van 35mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 56mm op FF)
basis: vergroting van ± 1
Figuur 15: 100mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 15:
Beeldhoek van 100mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 160mm op FF)
Figuur 14: 70mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 14:
Beeldhoek van 70mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 112mm op FF)
Figuur 13: 50mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 13:
Beeldhoek van 50mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 80mm op FF)
Figuur 18: 300mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 18:
Beeldhoek van 300mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 480mm op FF)
Figuur 17: 200mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 17:
Beeldhoek van 200mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 320mm op FF)
Figuur 16: 135mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 16:
Beeldhoek van 135mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 216mm op FF)
Figuur 19: 400mm bij een 1,6crop sensor
Figuur 19:
Beeldhoek van 400mm brandpunt op een 1,6 cropsensor
(beeldhoek ≡ 640mm op FF)

Alle foto's linken naar de originele foto's. Om een goed vergelijk te kunnen maken kunnen de gewenste foto's gedownload worden en uitgeprint. Zodoende kunnen ze goed naast elkaar gelegd worden.
De berekening van de beeldhoek bij de verschillende brandpuntsafstanden, rekening gehouden met de cropfactor van de lens, is mogelijk aan het eind van deze tutorial

Ultragroothoek simuleren

Figuur 20: panorama Orvelte: 15 opnames met 10mm brandpunt op een 1,6crop camera
Figuur 20: 360° panorama van het dorp Orvelte (Drenthe)
15 opnames met 10mm brandpunt op een 1,6crop camera, genomen vanaf statief met parallax correctie

Het is mogelijk om een groothoek te simuleren. Dit kan door middel van meerdere opnamen tegen elkaar aan te plakken tot een enkele foto. Zo is het dan zelfs mogelijk om 360° rond te fotograferen.
Dit soort fotografie verreist een goede planning en camera instelling. Er moet rekening gehouden worden met bijvoorbeeld de overlap van de foto's en parallax correctie. Met software is het eenvoudig om zelfs met een uit de hand gefotografeerde serie een weids panorama te maken.

Op deze manier is het mogelijk om weidse panorama's met standaard objectieven te creëeren, die zelfs met een fisheye niet mogelijk zijn.

Figuur 21: Een extreme hoek met een Canon EF 15mm f/2,8 fisheye op de EOS 1Dmk3
Figuur 21:
Een extreme hoek en vervorming
met een Canon EF 15mm f/2,8 fisheye
op de EOS 1Dmk3 (1,3 cropsensor)

Fish eye

Ten slotte is er ook het zogenaamde fisheye objectief. Deze bestaan er in twee uitvoeringen: de cirkulaire fish-eye objectieven (Peleng bijvoorbeeld) en de lineaire fish-eye objectieven.
De cirkulaire uitvoeringen zullen op een full- frame sensor een cirkelvormig beeld opleveren. Omdat de sensoren van een kleiner formaat maar een deel van dit beeld registreren, zal daar de cirkelvorm niet volledig tot zijn recht komen, tenzij dit een speciaal voor cropsensoren ontwikkeld objectief is (Sigma). De lineaire versies vullen het hele beeldveld en zijn daarom beter geschikt voor camera's met een cropsensor.

De fisheye objectieven zijn niet in het vergelijk meegenomen omdat de beeldhoek in verhouding tot de brandpuntsafstand niet te vergelijken is met de normale objectieven. Daarbij vertonen ze een extreme vertekening. De beeldhoek van een fisheye objectief zal op een full frame sensor bijna 180° zijn.

De keuze

Voor welke brandpuntsafstand uiteindelijk gekozen wordt, is geheel afhankelijk van het doel waarvoor deze bestemd is. Een (ultra)groothoek nemen en daaruit een deel digitaal croppen om het onderwerp er groter op te zetten is niet de juiste manier. Meer op de foto is ook niet altijd noodzakelijk; soms kan er zelfs teveel op staan. Vooral bij groothoek is dit al snel het geval, en zal een goede foto meer moeite kosten. Daar staan tegenover dat een (super)tele objectief een tè krap beeldveld kan opleveren. De keuze is dus naar gelang het doel.
Ik hoop dat met dit korte stukje die keuze iets eenvoudiger gemaakt kan worden.

Uiteindelijk had ik bij mijn keuze voor de 10mm gekozen, omdat bij (ultra)groohoek een verschil 2mm veel meer is dan je zou verwachten.

Alle brandpunt vergelijkingsfoto's zijn te vinden op:
http://flickr.com/photos/nandoonline/sets/72157601485437767/
Een andere, oudere versie kunt u vinden op:
http://www.flickr.com/photos/nandoonline/sets/72157601148356693/

Hoekberekening brandpunt en sensorgrootte

Bereken hier de hoek van een brandpuntsafstand bij een gegeven sensorformaat. Enkele formaten zijn reeds voorgeprogrammeerd. Andere formaten kunnen handmatig ingevoerd worden.

Origineel concept is te vinden op: http://www.imaginatorium.org/, door Brian Chandler
Sensor grootte: (Of vul een andere sensormaat in)
Breedte: mm Hoogte: mm Diagonaal: mm
Brandpuntsafstand: mm
Brandpuntsafstand bij cropfactor omgerekend naar full frame: mm
Beeldhoek:
Breedte: Hoogte: Diagonaal:

De berekening kan niet gebruikt worden voor fisheye objectieven

Effecten van brandpuntsafstanden

Afgezien van de vergoting, hebben de verschillende typen lenzen (zie tabel 1) een bijkomend effect op de foto. Deze effecten bespreek ik in deel 2.

© nandOOnline webdesign en fotografie
Volgen van de tutorial is vrij. Gebruik van teksten en foto's uitsluitend in overleg.
www.nandoonline.com