Máy tính hệ số crop

Máy tính hệ số crop cho biết kích thước cảm biến máy ảnh làm thay đổi tiêu cự hiệu dụng và góc nhìn của ống kính như thế nào so với cảm biến full-frame (35 mm). Nhập chiều rộng và chiều cao của cảm biến, hoặc chọn một định dạng phổ biến, để nhận được hệ số crop, tiêu cự tương đương full-frame và góc nhìn ngang, dọc.

Hệ số crop là gì?

Hệ số crop, còn gọi là hệ số nhân tiêu cự, so sánh đường chéo của cảm biến full-frame với đường chéo của một cảm biến nhỏ hơn. Cảm biến full-frame có kích thước 36 mm × 24 mm. Đường chéo của nó khoảng 43,27 mm. Cảm biến có đường chéo ngắn hơn có hệ số crop lớn hơn 1.

Hệ số crop càng cao thì cảm biến càng nhỏ. Máy ảnh có hệ số crop 1,5× ghi lại một phần cảnh hẹp hơn máy ảnh full-frame khi dùng cùng một ống kính. Hình ảnh trông như được phóng to hơn.

Công thức tính hệ số crop

Hệ số crop bằng đường chéo của cảm biến full-frame chia cho đường chéo của chính cảm biến đó. Mỗi đường chéo được tính từ định lý Pythagore.

$C = \frac{\sqrt{36² + 24²}}{\sqrt{w² + h²}}$

trong đó C là hệ số crop, w là chiều rộng cảm biến và h là chiều cao cảm biến.

Chiều rộng và chiều cao là các kích thước của cảm biến tính bằng milimét. Phần trên của công thức, $\sqrt{36² + 24²}$, luôn bằng khoảng 43,27 mm, tức đường chéo của cảm biến full-frame.

Ví dụ minh họa

Xét cảm biến APS-C của Nikon hoặc Sony, rộng 23,5 mm và cao 15,6 mm.

1. Đường chéo cảm biến: √(23,5² + 15,6²) = √(552,25 + 243,36) = √795,61 ≈ 28,21 mm
2. Hệ số crop: 43,27 / 28,21 ≈ 1,53×

Máy tính làm tròn kết quả này thành 1,53x.

Cách tính tiêu cự tương đương

Tiêu cự tương đương là tiêu cự mà máy ảnh full-frame cần có để đạt góc nhìn tương đương với một ống kính trên cảm biến nhỏ hơn. Tiêu cự thực của ống kính không thay đổi. Con số này chỉ mô tả ảnh chụp sẽ tương quan như thế nào với ảnh full-frame.

$f_e = f \times C$

trong đó $f_e$ là tiêu cự tương đương, f là tiêu cự thực của ống kính và C là hệ số crop.

Ví dụ minh họa

Một ống kính 50 mm trên cảm biến APS-C nói trên cho:

50 × 1,5339 ≈ tiêu cự tương đương 76,7 mm.

Máy tính nhân với hệ số crop chưa làm tròn, 43,2666 / 28,2066 = 1,5339, nên hiển thị 76,7 mm. Nếu nhân với giá trị đã làm tròn 1,53 thì kết quả sẽ là 76,5 mm.

Ống kính vẫn là ống kính 50 mm. Nó thu được khung cảnh giống như ống kính 76,7 mm trên máy ảnh full-frame.

Công thức tính góc nhìn

Góc nhìn là góc của cảnh mà ống kính ghi lại. Góc này phụ thuộc vào tiêu cự và kích thước cảm biến được đo: chiều rộng đối với góc nhìn ngang, chiều cao đối với góc nhìn dọc.

$\theta = 2 \arctan\left(\frac{d}{2 f}\right)$

trong đó θ là góc nhìn, d là kích thước cảm biến và f là tiêu cự.

Với cùng ống kính 50 mm trên cảm biến kích thước 23,5 mm × 15,6 mm:

• Góc nhìn ngang: 2 × arctan(23,5 / 100) ≈ 26,4°
• Góc nhìn dọc: 2 × arctan(15,6 / 100) ≈ 17,7°

Các kích thước cảm biến máy ảnh phổ biến

Hệ số crop trong bảng này là các giá trị đã làm tròn được ngành công bố. Máy tính sử dụng kích thước chính xác, nên hiển thị 1,61× cho APS-C của Canon, 1,53× cho APS-C của Nikon/Sony, 2,00× cho Micro Four Thirds, 2,73× cho 1 inch và 5,64× cho 1/2.3-inch.

Cảm biến APS-C của Canon và cảm biến APS-C của các hãng khác có kích thước gần giống nhưng không hoàn toàn trùng nhau. Vì vậy hệ số crop của chúng hơi khác: 1,6× đối với Canon và khoảng 1,5× đối với Nikon, Sony và Fujifilm.

Cảm biến càng nhỏ thì hệ số crop càng cao. Các định dạng 1 inch và 1/2.3-inch, phổ biến trong máy ảnh compact và điện thoại thông minh, cao hơn nhiều so với 2×. Cảm biến lớn hơn full-frame có hệ số crop nhỏ hơn 1. Cảm biến định dạng trung bình kỹ thuật số 44 × 33 mm có đường chéo 55 mm, nên hệ số crop của nó là 43,27 / 55 ≈ 0,79×. Máy tính chấp nhận các kích thước đó và vẽ cảm biến lớn hơn quanh đường viền full-frame.

Cảm biến full-frame và cảm biến crop

Cảm biến nhỏ hơn không mặc nhiên kém hơn. Mỗi kích thước có những đánh đổi khác nhau.

Cảm biến crop giúp nhiếp ảnh gia chụp được đối tượng ở xa hơn với một ống kính nhất định. Cảm biến nhỏ hơn chỉ sử dụng phần trung tâm của vòng tròn ảnh của ống kính, vốn là vùng mà nhiều ống kính cho độ nét cao nhất. Máy ảnh và ống kính crop cũng thường nhỏ hơn, nhẹ hơn và rẻ hơn các sản phẩm tương đương full-frame.

Cảm biến full-frame nhìn chung hoạt động tốt hơn trong điều kiện thiếu sáng vì các điểm ảnh lớn hơn thu được nhiều ánh sáng hơn. Chúng giúp tạo độ sâu trường ảnh nông dễ hơn, cho hiệu ứng nền mờ thường thấy trong ảnh chân dung. Chúng cũng cho góc nhìn rộng hơn với cùng một tiêu cự, hữu ích khi chụp phong cảnh.

Hệ số crop không làm thay đổi độ phơi sáng. Cùng khẩu độ, tốc độ màn trập và ISO sẽ tạo ra độ phơi sáng như nhau trên mọi kích thước cảm biến.

Các câu hỏi thường gặp

Hệ số crop có nghĩa là gì trong nhiếp ảnh? Hệ số crop là tỷ lệ giữa đường chéo của cảm biến full-frame và đường chéo của cảm biến nhỏ hơn. Nó cho biết góc nhìn của ống kính hẹp đi bao nhiêu trên cảm biến nhỏ hơn đó so với full-frame.

Hệ số crop cao hơn có nghĩa là zoom lớn hơn không? Không. Tiêu cự thực và hệ thống quang học của ống kính vẫn giữ nguyên. Hệ số crop cao hơn chỉ có nghĩa là cảm biến ghi lại một phần cảnh nhỏ hơn, khiến hình ảnh trông tương tự như khi dùng ống kính có tiêu cự dài hơn trên máy ảnh full-frame.

Có thể dùng ống kính full-frame trên máy ảnh cảm biến crop không? Có. Ống kính vẫn chiếu ra một vòng tròn ảnh đầy đủ. Cảm biến crop chỉ ghi lại phần trung tâm của vòng tròn đó.

Hệ số crop có ảnh hưởng đến chất lượng ảnh hoặc độ phơi sáng không? Không. Độ phơi sáng phụ thuộc vào khẩu độ, tốc độ màn trập và ISO, không phụ thuộc vào kích thước cảm biến. Chất lượng ảnh phụ thuộc vào công nghệ cảm biến, số điểm ảnh và chất lượng ống kính nhiều hơn là vào hệ số crop.

Vì sao Canon và Nikon công bố các hệ số crop APS-C khác nhau? Cảm biến APS-C của chúng có kích thước hơi khác nhau. Cảm biến của Canon có kích thước 22,3 × 14,9 mm (1,6×). Nikon, Sony và Fujifilm sử dụng kích thước khoảng 23,5 × 15,6 mm (1,5×).

Full-frame có luôn là lựa chọn tốt hơn không? Không phải trong mọi tình huống. Cảm biến crop cho tầm với lớn hơn trên mỗi ống kính, thiết bị nhỏ gọn hơn và chi phí thấp hơn. Full-frame cho độ sâu trường ảnh nông hơn và thường hoạt động tốt hơn trong điều kiện thiếu sáng. Lựa chọn phù hợp phụ thuộc vào thể loại nhiếp ảnh được thực hiện.