Inleiding

Met de komst van de digitale fotografie is er een nieuwe term geïntroduceerd: de cropfactor. Als er aan de eerste de beste fotograaf gevraagd wordt wat de cropfactor is zal er in de meeste gevallen een juist antwoord gegeven worden: het heeft de maken met de grootte van de sensor in de camera. Als er vervolgens wordt doorgevraagd wat het betekent voor het fotograferen, dan ontstaan de meest vreemde en onwaarschijnlijke beweringen.

De cropfactor is niet echt iets nieuws. Ook in het analoge tijdperk bestond dit al, hoewel het, anders dan nu, vrijwel geen rol speelde in de fotografie zelf. Er bestonden allerlei formaten film, van grootbeeld tot kleinbeeld, van middenformaat tot APS en 127 film. Allemaal films en negatieven van verschillende afmetingen waarvan de kleinbeeld negatief film een beetje de standaard was. Tegenwoordig heeft de digitale sensor de rol van film overgenomen en ook nu bestaan er verschillende formaten. De oude 127 film is te vergelijken met de afmetingen van een sensor in een compact camera. De APS formaat films zijn vergelijkbaar met de sensoren in de mainstream dSLR camera’s. Dan is er natuurlijk de full-frame, wat overeen komt met de kleinbeeld negatief film. De grotere formaten laat ik buiten beschouwing.

Het grootste verschil met vroeger is dat we allemaal (verplicht) terug willen rekenen naar het kleinbeeld negatief formaat. Dit formaat, dat 24mm x 36mm meet, is de standaard geworden: de full-frame sensor. Wanneer er een sensor in een camera zit die kleinere afmetingen heeft, wordt er (door de fabrikant) uitgerekend met welke factor de sensorafmetingen vermenigvuldigd moet worden om een full-frame formaat te verkrijgen. En zo zijn de sensoren die we kennen als een 1,3 cropsensor, 1,5 cropsensor, 1,6 cropsensor en 1,7 cropsensor ontstaan.

Wat moeten we met die cropfactor? Wat heeft het voor invloed op onze manier van fotograferen en de resultaten die we behalen? Dit zijn vragen die niet eenvoudig uit te leggen zijn en er gaan, zoals gezegd, veel verhalen de ronde die simpelweg niet waar zijn. Ik probeer in dit artikel op een eenvoudige manier uit te leggen wat de cropfactor is en wat voor invloed heeft op het fotograferen.

Een kleinere sensor

Een sensor met een cropfactor is niets meer dan een sensor die kleiner is een full-frame sensor. Voor de uiteindelijke foto heeft dit helemaal geen effect: het fotograferen levert een beeld op dat op elke manier gebruikt kan worden: voor internet en voor afdrukken. Voor compact camera’s of mobiele telefoons, die extreem kleine sensoren kunnen hebben, maakt de cropfactor voor het uiteindelijke beeld al helemaal weinig of niet uit. Pas wanneer we gebruik maken van camera’s met verwisselbare objectieven gaat de cropfactor een rol spelen. Dat merken we in eerste instantie doordat iemand die een bijvoorbeeld een standaard objectief op een camera met een cropfactor zet, plotseling een beeld krijgt dat overeenkomt met een korte telelens. De kleinere sensor zal namelijk maar een kleiner deel van beeld registreren dan wat een full-frame sensor zou doen. Hoeveel kleiner is duidelijk te zien in de volgende afbeelding.

Een cropsensor heeft dus een kleiner oppervlak. Hoeveel minder wordt aangegeven met de cropfactor. Het is alsof er een deel van het beeld dat een full-frame sensor zou vastleggen is weggesneden. De foto is gecropt, zoals dat heet, en daar komt de term cropfactor vandaan.

Er zijn verschillende cropfactoren in het gebruik, variërend van 1,3 tot 4,8 (en misschien zelfs meer). Spiegelreflex camera’s hebben cropfactoren die vaak tussen de 1,3 en 1,7 liggen. Die getallen geven weer hoeveel minder beeld er geregistreerd wordt ten opzichte van de full-frame sensor. Een 1,3 crop is 1,3x zo weinig beeldoppervlak, een 1,6 crop is dus 1,6x zo weinig. Van een full-frame sensor zou je kunnen zeggen dat de cropfactor simpelweg 1,0 is.

Brandpuntsafstand versus cropfactor

De bovenstaande foto laat letterlijk zien wat er gebeurt bij een camera met cropsensor; bij een 1,6 cropsensor wordt maar een deel van wat een full-frame sensor zou fotograferen vastgelegd.  Zouden we met een full-frame camera dezelfde beelduitsnede willen bereiken, dan zouden we een langere brandpuntafstand nodig hebben. Hoeveel meer kunnen we uitrekenen via de volgende formule:

[brandpunt afstand]   x   [cropfactor]

Dus, de brandpuntafstand van een objectief op een camera met een cropsensor zal altijd een beeld opleveren dat overeenkomt met de brandpuntsafstand vermenigvuldigd met de cropfactor op een full-frame. Met andere woorden; een objectief op een camera met cropsensor lijkt een langer brandpunt te hebben. Een 50mm brandpunt op een camera met 1,6 cropsensor zal een beeld opleveren dat overeenkomt met een 80mm op een full-frame (50 maal 1,6)

Andersom gaat ook. Zouden we in het bovenstaande voorbeeld met een 1,6 cropsensor dezelfde beelduitsnede als de full-frame willen hebben, dan moeten we in plaats van 50mm een 31mm brandpunt kiezen. (50 gedeeld door 1,6).  

Ik heb een tabel gemaakt met verschillende brandpuntafstanden en hoe ze zich gedragen bij verschillende cropsensoren. Een 1,6 cropsensor vinden we bij spiegelreflex camera’s, een 2,7 crop sensor bijvoorbeeld bij systeemcamera’s.

brandpunt	full-frame	1,6 crop	2,7 crop
17 mm	17 mm	27mm	46 mm
28mm	28 mm	45mm	76 mm
35mm	35 mm	56mm	95 mm
50mm	50 mm	80mm	135 mm
70mm	70 mm	112mm	190 mm
135mm	135 mm	216mm	365 mm
200mm	200 mm	320mm	540 mm
300mm	300 mm	480mm	810 mm
400mm	400 mm	640mm	1080 mm
500mm	500 mm	800mm	1350 mm

Cropfactor versus brandpuntsafstand

Hoewel het lijkt alsof bij een cropsensor er een langere brandpuntsafstand ontstaat dan wat er op het objectief vermeld staat, is dat in werkelijkheid niet zo. De brandpuntsafstand is namelijk een vast gegeven van het objectief. Een brandpuntsafstand zal altijd hetzelfde blijven, ongeacht de cropsensor.

Dit heeft alles met de opbouw van een objectief te maken, samen met de wetten van de natuurkunde. Dat is dan ook de reden waarom er nooit een gecorrigeerde waarde op een objectief dat uitsluitend bestemd is voor camera’s met cropsensoren zal staan. Kijk maar eens op een compact camera. Zo staat er bijvoorbeeld op het objectief van een Canon Powershot A710IS compactcamera 5,8mm – 34,8mm brandpunt . Dit is de werkelijke brandpuntsafstand en niet de gecorrigeerde. Deze camera heeft een cropfactor van 5,6 waardoor het beeld dat dit objectief produceert overeenkomt met 32mm – 195mm op een full-frame.

Hoewel dit misschien niet echt relevant lijkt, is het wel belangrijk dat dit besef er is. Het is namelijk niet zo dat een 17 mm objectief dat speciaal voor cropcamera’s gemaakt is, op een cropcamera hetzelfde beeld oplevert als een 17 mm objectief dat wel geschikt is voor full-frame camera’s. De brandpuntafstand is hetzelfde, maar de cropsensor registreert gewoon minder beeld. Kijk maar eens naar de onderstaande afbeelding; een vereenvoudigde schematische weergave van de werking van een objectief waarbij de stippellijn gemarkeerd met [CCD] de plek is waar de sensor zich bevindt.

Het voorwerp [V], de vrouw, wordt op z’n kop en en kleiner door het objectief geprojecteerd. Dit levert een beeld op [B] dat precies op de sensor valt: de afstand [B] is de grootte van de full-frame sensor. Bij een cropsensor is de afstand [B] kleiner waardoor er maar een deel van het beeld [B] wordt vastgelegd. De in het blauw aangegeven brandpuntsafstand [f] blijft in alle gevallen gewoon gelijk.

Het is voor een fotograaf niet nodig om de tekening ook daadwerkelijk helemaal te begrijpen, maar de tekening maakt het wel begrijpelijk waarom het brandpunt niet verandert wanneer een objectief op een camera met cropsensor gezet wordt. De cropsensor registreert alleen maar een deel van het beeld.

In werkelijkheid is de opbouw van de moderne objectieven veel ingewikkelder. In plaats van één enkele lens bestaat een objectief uit meerdere lenzen. Bij zoomlenzen kan zelfs oplopen tot wel 20 verschillende lenzen. Maar het principe blijft helemaal gelijk.

Objectieven voor camera’s met cropsensoren

Waarom zijn er objectieven op de markt die speciaal voor camera’s met cropsensoren als de vermelde brandpuntsafstand toch hetzelfde blijft?  Om dat te begrijpen moeten we (weer) terug naar de grootte van de sensor. Het beeld dat een objectief produceert moet groot genoeg zijn om de beeldsensor volledig te vullen. Voor een full-frame sensor zal deze beeldcirkel groot genoeg moeten zijn om een rechthoek van minimaal 24mm x 36mm te bedekken; de afmeting van een full-frame sensor. Maar voor een 1,6 cropsensor van 16mm x 23mm is een kleinere beeldcirkel voldoende.

De bovenstaande afbeelding laat zien hoe het beeldcirkel van een objectief zich verhoudt tot de beeldsensor. De grootste rechthoek is een full-frame sensor, de kleinste een 1,6 cropsensor. Omdat die 1,6 cropsensor zo klein is zal er bij een objectief dat geschikt is voor full-frame sensoren veel van de beeldcirkel niet gebruikt worden. Door een objectief zo te maken dat het overtollig beeld wegvalt, zal het objectief kleiner en lichter worden. En dus ook goedkoper. Hoewel het vergelijk in sommige opzichten wat scheef is, laat de onderstaande foto van vergelijkbare objectieven wel redelijk duidelijk zien wat dit kan betekenen voor het formaat van een objectief.

Doordat de beeldcirkel van objectieven voor cropcamera’s zo klein gehouden wordt, zijn de objectieven voor cropsensoren niet geschikt om op full-frame camera’s te gebruiken. De fabrikant zal in veel gevallen ervoor gezorgd hebben dat deze objectieven ook niet passen. Stel dat je een objectief voor cropcamera’s op een full-frame zou plaatsen, dan zullen vaak de hoeken van de foto niet belicht worden, of beduidend donkerder zijn (sterke vignetering). Omdat de spiegel van een full-frame groter is dan die van de camera’s met cropsensoren, bestaat er zelfs het risico dat een opklappende spiegel tegen de achterkant van het objectief aan komt, met alle gevolgen van dien.

Andersom gaat wel. Een objectief voor een full-frame zal altijd perfect op een camera met een cropsensor passen.

Voordeel van de cropsensor

Hoe de theorie over brandpunten dan ook is; uiteindelijk zal het lijken alsof het brandpunt van een objectief met een cropsensor langer is dan op een full-frame. Daarin ligt een groot voordeel voor de fotografen die veel gebruik maken van tele-objectieven of super tele-objectieven. Je krijgt het onderwerp simpelweg groter op de foto!  Een 200mm f/2,8 objectief zal met een 1,6 cropsensor hetzelfde beeld opleveren als een 320 mm f/2,8 op een fullframe. Wat dit aan winst is, wordt duidelijk in de volgende twee foto’s van een kikker die in de tuin zat. Beide foto’s zijn met 200mm brandpunt vanaf hetzelfde punt gefotografeerd. De linker op een full-frame, de rechter met een 1,6crop camera.

     

Het mooiste van alles is, dat de grootste lensopening daarbij behouden blijft. Een 200mm met een grootste lensopening van f/2,8 zal zich op een 1,6 cropsensor gedragen als een 320mm met f/2,8. Een enorme winst, niet alleen in brandpunt maar zeker in het formaat van het objectief als in de kosten.

Voordeel van de full-frame sensor

Het voordeel van een full-frame sensor is het volledig gebruik van de beeldhoek die bij het brandpunt hoort. Dat zal voornamelijk zichtbaar zijn bij (ultra) groothoek: een 17mm groothoek is een echte 17mm en geen 21mm of 24mm. Fotografen die veel gebruik maken van groothoek of ultragroothoek kunnen voordeel hebben van een full-frame sensor. 

     

In de twee voorbeeld foto’s is het verschil tussen 17mm op een 1,6 crop camera (links) en full-frame (rechts) duidelijk zichtbaar. Om hetzelfde beeld te krijgen met een 1,6 crop camera moet er de afstand tot het onderwerp groter worden, wat niet altijd mogelijk is. Of er moet gebruik gemaakt worden van een nog korter brandpunt.

Toch is dit niet het belangrijkste voordeel van een full-frame sensor. De ware kracht van de grote sensor ligt in de scherptediepte, of beter gezegd: het gebruik van minimale scherptediepte.

Scherptediepte

Over scherptediepte kan veel geschreven en verteld worden. Uitleggen wat brandpunt met scherptediepte doet, en dan ook nog met de cropsensor, is niet eenvoudig en duidelijk in een paar zinnen te verwoorden, maar ik probeer het toch.

Scherptediepte is simpelweg gezegd het gebied tussen dichtbij en veraf dat scherp op de foto staat. Hoe kleiner een diafragma, hoe meer er tussen dichtbij en veraf scherp is. Het brandpunt heeft een grote invloed op hoe de scherptediepte in de foto afgebeeld wordt, net als de afstand tot je onderwerp. Hoe dichter je bij het onderwerp staat, hoe kleiner het gebied dat scherp is wordt. En dit laatste is belangrijk om te beseffen en bovendien het beste zichtbaar met een voorbeeld.

Laten we als voorbeeld een 85mm objectief kiezen en diafragma f/2,8. Wil je een onderwerp met een bepaalde uitsnede fotograferen, dan zal je met een cropcamera verder van je onderwerp af moeten staan dan bij een full-frame camera.

De onderstaande foto is met het 85mm objectief op een full-frame. De afstand tot de blauwe wasknijper is ongeveer 2 meter. Het gebied dat scherp is zal bij f/2,8 van 1,96 meter tot 2,05 meter lopen: een scherptediepte van 9 cm.

Zet ik het 85mm objectief op een 1,6crop cropcamera zal ik voor dezelfde beelduitsnede ongeveer 1,6x zo ver van mijn onderwerp moeten staan: dat is  3,2 meter afstand. Het gebied dat scherp is zal dan van 2,9 meter tot 3,11 meter lopen. Dit is een scherptediepte van 21 cm, wat ruim 2x zo groot is als bij de full-frame.

Om dezelfde beelduitsnede te krijgen kan ik natuurlijk ook een 50mm objectief op een camera met cropsensor zetten (85mm / 1,6crop = ± 50mm). Echter, een 50mm objectief met f/2,8 op 2 meter afstand heeft een scherpte die loopt van 1,92 meter tot 2,09 meter. Dit is een scherptediepte van 17 cm, wat nog steeds meer is dan de 9 cm die we bij de full-frame kregen.

Zoals te zien is aan de hand van deze eenvoudige voorbeelden zal de scherptediepte op een full-frame altijd kleiner zijn dan bij een cropsensor. Het betekent dat hoe kleiner je sensor wordt, hoe groter de scherptediepte zal zijn. Zou ik deze wasknijpers met de Powershot A710IS (cropfactor 4,8) fotograferen, met f/2,8 en 17,7 mm brandpunt (85mm / 4,8), dan levert dat op de gebruikte 2 meter een scherptediepte op van maar liefst 35cm. Vrijwel alle wasknijpers zullen dan scherp op de foto staan. Dit is de reden dat het zo moeilijk is om met een mobiele telefoon of compact camera met minimale scherptediepte te fotograferen. Vooral fotografen die veel gebruik maken van een kleine scherptediepte (portretten, macro) zullen daarom beter af zijn met een full-frame sensor.

Er spelen echter nog veel meer factoren een rol bij het fenomeen scherptediepte. Deze laat ik hier niet aan bod komen. De berekeningen van scherptediepte zijn eenvoudig zelf uit te rekenen via een DOF calculator (http://www.dofmaster.com/dofjs.html). Voor de berekening van de scherptediepte moet altijd het werkelijke brandpuntsafstand gebruikt worden, en niet de met de cropfactor gecorrigeerde waarde.

Achteraf croppen

Het blijft natuurlijk een mogelijkheid om achteraf een foto van een full-frame camera bij te snijden tot hetzelfde beeld ontstaat alsof er een langer brandpunt wordt gebruikt. En ja, dat kan makkelijk. Je levert echter een deel van de resolutie van de foto in. Een sensor heeft namelijk een aantal pixels per oppervlakte: de pixeldichtheid. Deze pixeldichtheid is voor full-frame in veel gevallen veel lager dan voor kleinere sensoren waardoor de resolutie minder hoog is. Hierdoor kan een gecropte foto ‘wolliger’ overkomen; minder scherp en minder gedetailleerd. Over het algemeen zal dit nauwelijks te merken zijn, zeer zeker niet als foto’s alleen in klein formaat worden gebruikt. Maar wanneer grotere afdrukken worden gemaakt kan dit mogelijk een rol gaan spelen.

In de bovenstaande collage is te zien wat het verschil is tussen een foto uit een 1,6 crop camera en uit een full-frame camera die 1,6x gecropt is. Op beide camera’s is 200mm brandpuntafstand gebruikt met diafragma f/8. Een crop uit het full-frame beeld is exact hetzelfde, inclusief de scherptediepte. Het enige verschil is, dat er ruim 40% beeld is weggesneden. Ter vergelijking; van de 22 miljoen pixels die de EOS 5Dmk3 heeft blijven er iets meer dan 9 miljoen over. Het beeld dat de EOS 7D met zijn 1,6 cropsensor produceert heeft er 18 miljoen.

Stel je voor dat deze 200mm op een 1,6 crop camera nog niet voldoende is. Het beeld van een 1,6 crop camera met 18 miljoen pixels kan natuurlijk eenvoudig nog 1,6x gecropt worden tot een virtuele “brandpuntsafstand” van maar liefst 512mm  (320 x 1,6), indien gewenst. Er blijven nog voldoende pixels over.

Tot slot

De grootte van een sensor heeft op geen enkele manier invloed op de kwaliteit van de foto. Misschien alleen wanneer de sensor heel erg klein wordt, zoals bij mobiele telefoons, maar niet voor de rest. Voor het overgrote deel van de fotografen zal het resultaat van een cropcamera en een full-frame camera op geen enkele manier verschillen. Het is ook zeker niet zo dat een full-frame een verplichting is omdat dit er ‘professioneler uitziet’ of omdat dit het beste is. Beide soorten camera’s kunnen overal voor gebruikt worden.

Echter, sommige fotografen kunnen wel voordeel hebben bij de keuze tussen een full-frame sensor of cropsensor. Die keuze is natuurlijk persoonlijk en kan het beste zoveel mogelijk afgestemd worden op de soort fotografie die beoefend wordt. Een wildfotograaf, vogelfotograaf of sportfotograaf zal met een cropcamera een uitstekende keuze maken. De ‘winst van een langer brandpuntsafstand’ in combinatie met de maximale diafragmaopening kan voor hen goud waard zijn. Daarentegen zal een portret- of modelfotograaf die graag met kleine scherptediepte speelt beter kunnen kiezen voor een full-frame camera. Maar het is geen verplichting, geen moet. Voor misschien wel de meeste fotografen maakt het bitter weinig uit met welk formaat sensor er gefotografeerd wordt. Het advies dat ik kan geven is het volgende:

• gebruik je vaak of voornamelijk tele objectieven, kies dan voor een camera met cropsensor
• gebruik je vaak een kleine of minimale scherptediepte, kies dan voor een camera met full-frame sensor
• gebruik je vaak ultra-groothoek of fotografeer je veel in (hele) kleine ruimtes, overweeg een full-frame camera