ว่าด้วย “ขนาด Sensor” [1]: Crop Factor และผลต่อ DoF & FoV

ไม่ได้เขียนบทความเชิงเทคนิคซะนาน เขียนซะหน่อยก่อนที่มือไม้จะขึ้นสนิม และนี่คงเป็นเรื่องที่ตอบคำถามคาใจของใครหลายต่อหลายคนได้ดีทีเดียว คำถามที่ว่านั้นก็คือ “กล้องตัวคูณ คืออะไร” หรือ “ทำไมคนนั้นใช้เลนส์ 20mm มันเหมือนจะถ่ายรูปได้กว้างกว่าผมใช้เลนส์ 18mm ครับ” และ “ทำไมกล้องตัวเล็กๆ ถึงถ่ายหน้าชัดหลังเบลอไม่ค่อยได้” ตลอดจน “ทำไมกล้องใหญ่ถ่ายที่แสดงน้อยดีกว่ากล้องเล็ก” แม้กระทั่ง “ทำไมไม่ทำเลนส์ 24-200 f/2.8 ขนาดเล็กๆ ใช้กับกล้อง D600/800 จะได้มีตัวเดียวเที่ยวทั่วโลก” และยังมีคำถามอื่นๆ อีกมากมายที่เป็น Variation ของคำถามเหล่านี้

ต้นตอสำคัญ เรื่องของเรื่อง ก็คือ “ขนาดของเซ็นเซอร์มันต่างกัน” ครับ และสำหรับบทความนี้เราจะว่ากันแค่เรื่องของ “ตัวคูณ” หรือ Crop Factor “Depth of Field” (DoF) และ “Field of View (FoV) แค่นั้นครับ ส่วนเรื่องการถ่ายในที่มืดค่อยว่ากันในบทความต่อไป และผมจะพยายามอธิบายโดยใช้ฟิสิกส์ให้น้อยที่สุดนะครับ :D

หลักการพื้นฐานง่ายๆ ที่ไม่เปลี่ยนของการถ่ายภาพก็คือเหมือนกับตาคนครับ แสงสะท้อนจากวัตถุ ผ่านเลนส์ ตกกระทบตัวรับภาพ ซึ่งในกรณีของกล้องก็คือฟิล์มหรือเซ็นเซอร์ ทีนี้ประเด็นมันอยู่ตรงที่ว่า เซ็นเซอร์ดิจิทัลในกล้องทั่วๆ ที่เราใช้ๆ กันอยู่เนี่ย มันดันมีหลายขนาด ถ้าเราเริ่มจากเซ็นเซอร์ขนาดเทียบเท่ากับฟิล์ม 35มม. หรือที่เรียกว่า Full-Frame เป็นหลัก แล้วไล่ขนาด “ลงมา” ถึงที่ใช้กันในกล้องมือถือแล้วล่ะก็ จะได้ประมาณนี้ครับ


sensor_size

ขนาดเซ็นเซอร์ที่ใช้ในกล้องทั่วไป ตั้งแต่ Full Frame (เท่ากับฟิล์ม 35มม.) จนถึงโทรศัพท์มือถือ

อันที่จริงแล้วฟิล์มเองก็มีหลายขนาดครับ ไม่ได้มีแค่ 35มม. แต่ว่าขนาดอื่นๆ เราจะไม่ค่อยคุ้นกันเท่าไหร่ เพราะมันมักจะอยู่ในวงแคบๆ ของคนเล่นจริงจังหรือมืออาชีพ เช่นพวก Medium/Large Format ที่มีขนาดใหญ่กว่า 35มม. เป็นต้น กล้องทั่วๆ ไปที่เรามีโอกาสใช้ ตั้งแต่กล้อง SLR ไปจนถึงกล้องคอมแพค ใช้ฟิล์มขนาดเดียวกันแทบจะทั้งหมด (ฟิล์มแบบที่เราเห็นขายทั่วไปน่ะแหละ) คนใช้กล้อง คนถ่ายรูปทั่วไปก็เลยแทบจะไม่มีประเด็นอะไรเรื่องของ “ขนาดฟิล์ม” แต่กล้องดิจิทัลเดี๋ยวนี้ เรามักจะเจอกับเซ็นเซอร์หลากหลายขนาด และส่วนมากเป็นเซ็นเซอร์ขนาดเล็กทั้งนั้น … ว่าแต่ .. แล้วขนาดเซ็นเซอร์มีผลยังไงบ้างล่ะ

ลองมาดูภาพประกอบให้เข้าใจง่ายๆ ครับ


Japan53_Day2-240.jpg

ภาพนี้ถ่ายด้วยเลนส์ 24mm ซึ่งถือว่าเป็นเลนส์มุมกว้าง (Wide Angle) ไม่ถึงกับโคตรกว้าง (Ultra-Wide) ใช้รูรับแสงที่ถือว่ากว้างพอสมควร (f/2.8 จริงๆ แล้วน่าจะเรียกว่า “กว้างมาก” ด้วยซ้ำไป เพราะเลนส์คิทหรือกล้องคอมแพคส่วนมากให้มากแคบกว่านี้) กับกล้อง Nikon D3s ซึ่งเป็นกล้อง Full-Frame ที่ใช้เซ็นเซอร์เทียบเท่ากับฟิล์ม 35มม. หรือเท่ากับกรอบสีเทาที่เห็นในภาพด้านบน

ทีนี้ถ้าเซ็นเซอร์มันเล็กกว่านี้ล่ะจะเกิดอะไรขึ้น คำตอบก็คือ ภาพที่เซ็นเซอร์เห็นมันก็จะแคบลงกว่านี้ครับ ซึ่งเราจะเห็นง่ายๆ จากการเอากรอบสีต่างๆ จากภาพขนาดเซ็นเซอร์ มาครอบลงไปบนภาพที่ถ่ายจาก Full-Frame โดยทั้งนี้ผมเลือกกรอบของเซ็นเซอร์ขนาด APS-C แบบในกล้องตัวคูณของ Nikon, Four-Third/Micro Four-Third ที่ใช้ในกล้อง Mirrorless ของ Panasonic/Olympus, 1″ ที่ใช้ใน Nikon 1 และ Sony RX100, 1/1.7″ ที่ใช้ใน High-End Compact ทั่วไป เช่น P7700, LX7, 1/2.3″ ที่ใช้ในกล้อง Low-End Compact ส่วนมาก และสุดท้าย 1/3.2″ ซึ่งใช้ในโทรศัพท์มือถือระดับท็อปๆ หลายตัว


Illustrating effect of sensor size

ผลจากขนาดเซ็นเซอร์จากภาพที่ได้จากเลนส์ 24mm ที่ f/2.8

จะเห็นว่ามันเหมือนกับเราเอาภาพที่ถ่ายเต็มๆ มา Crop เอาแค่ส่วนเดียวตรงกลางภาพ ส่วนจะ Crop แค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับว่าเซ็นเซอร์ที่เราใช้นั้นขนาดเท่าไหร่ ยิ่งเล็กมากก็ยิ่งยิ่ง Crop มากขึ้นเรื่อยๆ ถ้าใช้เซ็นเซอร์ชนาด APS-C ก็จะ Crop ลงไปประมาณ 1.5 เท่า ในขณะที่ถ้าเซ็นเซอร์เป็นขนาด Micro Four-Third ก็จะ Crop ลงไปประมาณ 2 เท่า

ซึ่งนี่แหละทำให้เราเรียกว่ามัน “Crop Factor” ซึ่งแปลตรงๆ ว่ามัน Crop ลงไปเท่าไหร่

ผลของการ Crop นี้ เมื่อมองมุมกลับ มันจะคล้ายกับการซูมครับ จากรูปด้านบนจะเห็นว่าเมื่อเรา Crop เข้าไปเรื่อยๆ ก็เหมือนกับเราซูมเลนส์เข้าไปเรื่อยๆ นั่นแหละ ยิ่ง Crop มาก ก็เหมือนยิ่งซูมมาก พูดอีกนัยหนึ่งก็คือ Crop Factor มันกลายเป็น “ตัวคูณ” ครับ Crop เท่าไหร่ คูณเท่านั้น … บ้านเราถึงเรียกว่า “ตัวคูณ”

สมมติว่าเราใช้กล้องคอมแพคที่เซ็นเซอร์ขนาด 1/1.7″ เราจะเห็นภาพเมื่อกี้แบบไหนกันนะ ลองดูกันหน่อยครับ


24mm on 1/1.7" Sensor (4.7x)

ภาพที่จะได้ ถ้าใช้เลนส์ 24mm ที่ f/2.8 กับเซ็นเซอร์ 1/1.7″

เซ็นเซอร์ขนาด 1/1.7″ มี Crop Factor หรือตัวคูณประมาณ 4.7 ซึ่งทำให้ภาพจากเลนส์ 24mm นั้นโดย Crop จนได้กลายเป็นภาพจากเลนส์ 112mm เรียกได้ว่า Field of View นั้นเปลี่ยนจาก FoV ของเลนส์มุมกว้าง กลายเป็น FoV ของเลนส์เทเลโฟโต้กันไปเลย

แล้วมันมีผลอะไรกับภาพที่ได้อีกบ้างล่ะนอกจาก Field of View คำตอบก็คือ Depth of Field ครับ

ถึงขนาดเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนกรอบของภาพที่ได้ แต่มันไม่ได้เปลี่ยนธรรมชาติของเลนส์ เลนส์ 24mm ก็ยังเป็นเลนส์ 24mm อยู่วันยังค่ำ นั่นหมายถึงว่า มันยังมีธรรมชาติและคุณสมบัติทุกอย่างเป็นเลนส์ 24mm รวมถึง Depth of Field แบบเลนส์ 24mm ด้วย และ DoF ของเลนส์มุมกว้างโดยปกติแล้วมันจะเยอะมาก แม้ว่าจะเปิดรูรับแสงกว้างขนาดไหน มันก็ยังมี DoF มากอยู่ดี ลองดูตัวอย่างภาพเต็มๆ ก็ได้ครับ ขนาดเปิด f/2.8 ยังรู้สึกว่าชัดแทบทั้งภาพ ไม่ค่อยมีอะไรเบลอเท่าไหร่

สรุปสั้นๆ ว่า “ตัวคูณ” มันมีผลกับภาพทั้ง FoV และ DoF ครับ มีตัวคูณเท่าไหร่ต้องคูณทางยาวโฟกัส และรูรับแสงเท่านั้น เช่น เลนส์ 24mm f/2.8 กับเซ็นเซอร์ 1/1.7″ ซึ่งมีตัวคูณ 4.7 ก็จะให้ FoV และ DoF เท่ากับเลนส์ 112mm เปิด f/13 บนกล้อง Full Frame … ลองคิดดูนะครับ ว่าเลนส์ 112mm f/13 จะถ่ายหลังเบลอได้ขนาดไหน มันก็คงจะเบลอได้บ้างถ้าฉากหลังมันไกลมากจริงๆ เหมือนกับรูปตัวอย่างเมื่อกี้

เพื่อเปรียบเทียบ ลองดูภาพจากเลนส์ 120mm เปิด f/8 บนกล้อง Full Frame เทียบกันครับ (ผมไม่มีภาพที่ 112mm เปิด f/13 เลย ต้องขออภัยด้วย เดี๋ยวจะพยายามถ่ายมาเทียบอีกที ตอนนี้เอาแบบนี้ไปก่อนนะครับ)


DSC_5339.jpg

ภาพตัวอย่างจากเลนส์ 120mm เปิด f/8 บน Full Frame Sensor

จะเห็นว่าขนาด 120mm เปิด f/8 ใช้กับสถานการณ์ทั่วๆ ไปแบบนี้ ยังหลังไม่เบลอเท่าไหร่เลย ทั้งๆ ที่มันได้เปรียบทุกอย่าง (120mm จะเบลอกว่า 112mm ที่รูรับแสงเท่ากัน และ f/8 จะเบลอกว่า f/13 ที่ทางยาวโฟกัสเท่ากัน)

ถ้าอยากจะได้หลังเบลอๆ กับกล้องเซ็นเซอร์เล็กๆ จะต้องทำยังไง ก็ต้องให้ฉากหลังมันห่างไปเยอะๆ แล้วก็อยู่ใกล้แบบที่สุดเท่าที่จะทำได้ แล้วก็ใช้รูรับแสงให้กว้างที่สุดเท่าที่จะทำได้ ซึ่งแน่นอนว่ามันก็จะได้เบลอไม่เท่าไหร่ แต่นั่นทำให้กล้องเซ็นเซอร์เล็กมีข้อดีมหาศาลข้อเสียข้อนี้เอง ก็คือว่ามันจะมี Depth of Field เยอะมาก เวลาต้องการถ่ายชัดทั้งภาพ ที่รูรับแสงกว้างๆ จะทำได้ง่ายกว่าเซ็นเซอร์ใหญ่ และเนื่องจากมันใช้ภาพแค่ส่วนเล็กๆ ตรงกลางภาพนี่เอง ทำให้ไม่ต้องทำเลนส์ที่ใหญ่มาก (ยิ่งเซ็นเซอร์ใหญ่ก็ยิ่งต้องการเลนส์ใหญ่เป็นเงาตามตัว) … เอาไว้ผมจะเขียนเรื่องพวกนี้ละเอียดๆ อีกทีในบทความต่อๆ ไปครับ

ก็เป็นอันจบเรื่องขนาดของเซ็นเซอร์ ตอนที่ 1 ในเรื่องของ Crop Factor หรือตัวคูณ และผลต่อภาพในเรื่องของ Depth of Field, Field of View ล่ะครับ แล้วพบกันใหม่ครับ :-)

Post Navigation