良い写真を撮りたい②

 ②と③は元々1つの記事だったが、2つに分けた。

被写体、構図、技法、状況
②イメージセンサーサイズ(本記事)
諧調

1. センサーの解像度

 センサーの画素数は基本的にどうでもいい。600万画素もあれば十分。α-7Dや20D, D70, *ist DSの時代でOK。ただし、センサーのダイナミックレンジは重要、ノイズも少ない方が自由度が高いので、ある程度は新しいセンサーの方が有利だ。

 解像度が高いがゆえに、惹きつけられる写真・・・って見たことあるだろうか? よく写っているねー、で終わる。宇宙望遠鏡とかなら話は別かもしれないが、そこに深淵はない。等倍切り出し比較マニアは滅ぶがよい。
 もちろん解像度や画質が低すぎるがゆえに、残念な写真はあるので、一定以上の画質は欲しい。

600万画素+10倍ズームでも大丈夫(*ist DS + Tamron 28-300mm F3.5-6.3)

2. イメージセンサーサイズ

 フルサイズミラーレスとフルサイズ一眼レフを所有しながら、APS-Cミラーレスをメインに使っている私だから、イメージセンサーサイズは写真の良し悪しに直結しないと確信している。が、イメージセンサーサイズについて、もやもやしているところをはっきりさせたい。

・画角の換算

 焦点距離FL [mm]とイメージセンサーサイズ(対角長L [mm])が決まれば、画角は一意に決まる。

 対角画角theta=2*atan(L/(2*FL))

イメージセンサーの対角長の比を掛けてやればいいので、APS-C(簡単のため24x16mmとする。実際にはもう少し小さいことが多い)だと焦点距離を1.5倍、フォーサーズ(簡単のため18x12mmとする)だと2倍すると、35mmフルサイズ(36x24mm)相当の画角となる。これはメーカーのサイトでも35mm換算が書かれているので、おなじみだろう。

焦点距離と画角
画角の計算

・被写界深度(F値)の換算

 画角は簡単にAPS-Cから35mmフルサイズ相当に換算することができるが、被写界深度、つまりF値はどうか。許容錯乱円、センサーサイズ、被写体との距離、F値、焦点距離が決まれば、被写界深度が決まる。注意点は、許容錯乱円もセンサーサイズによって変化すること。

 DF=C*F*D^2/(FL^2+C*F*D)+C*F*D^2/(FL^2-C*F*D)

 ここで、
 C=0.00035*L:許容錯乱円 [mm]
 L:センサーサイズ(対角長) [mm]
 D:被写体との距離 [mm]
 F:F値
 FL:焦点距離 [mm]
 DF:被写界深度 [mm]
 (紛らわしいがFLはF*Lではなく、DFもD*Fではないので注意)

 下図の横軸は35mm換算焦点距離、F値および被写体との距離ごとにグラフを描いた。APS-CのF2は35mmフルサイズのF2よりも1段ちょっと被写界深度が深くなっていることが分かる。またAPS-CのF1.33はフルサイズのF2と同等の被写界深度となっていることが分かる。つまり(焦点距離を35mm相当に換算したうえで)、F値も焦点距離と同じくAPS-Cなら1.5倍、フォーサーズなら2倍すればいい。

焦点距離とF値と被写界深度
被写界深度と錯乱円

 よってAPS-Cカメラに35mm F1.4を付けた場合、35mmフルサイズの52.5mm F2.1くらいに相当すると言える。APS-Cでフルサイズの50mm F1.4相当が欲しければ、33.3mm F0.93くらいのレンズが必要となる。

 もちろん、F値が変わるのでシャッタースピード and/or ISO感度は同じにはならない。

・本当に換算できているのか?

 まことしやかに言われる説で、画角は同じでもレンズの実焦点距離が違うから、フォーサーズの25mmとフルサイズの50mmのパースペクティブ(奥行き感)は別物である、50mm相当にトリミングしようが25mmという広角レンズの特性は消えない、というのは本当か? ・・・これは嘘である

フォーサーズの25mmとフルサイズの50mmの等価性の検証(3DCG)

 一応、3DCGで検証してみた。FL=25mmでレンダリングした画像(左上①)の中央を切り出したもの(左下①’)と、FL=50mmでレンダリングした画像(右上②)について、その差の絶対値|①’-②|を右下に表示したが、差がないため真っ黒になった。なお、この例では被写界深度は無限大である。

 フォーサーズの25mmF1.4で撮った写真と、フルサイズの50mmF2.8で撮った写真は原理的に同じものとなる。収差とか周辺光量とか、各レンズ固有の要素は無視している。

・大きなセンサーのメリット

 同じ画角、同じF値のレンズなら、センサーが大きい方が大きくボケる。だが前述のとおり、センサーサイズが違うなら、画角、被写界深度が同じになるような焦点距離、F値のレンズを使えばいい。

 その場合、レンズのサイズはどうなるか? センサーサイズとは無関係に、F値=焦点距離÷有効口径である。フォーサーズの25mm F1.4の有効口径は約18mm、同じ画角と被写界深度を持つフルサイズの50mm F2.8の有効口径は約18mm・・・同じである。レンズの径は、有効口径+αが必要だとすると、雑に言えばレンズサイズは両者で変わらない。

 ただし、フルサイズの50mm F1.4相当となると、フォーサーズでは25mm F0.7というスペックが必要となるが、こんなスペックはカメラ用レンズではあまり聞いたことがない。収差などの性能設計上の問題か、精度や硝材などの製造上の問題か知らないが、ないものは仕方ない。という意味で、フルサイズの方が被写界深度を浅くできるという自由度がある。

 つまり、APS-CのF値の現実的な限界がF1.2程度であるとすると、フルサイズを使うのであれば、F1.8未満のF値のレンズを使わなければ、APS-Cに対してメリットはない。

 逆に同じ被写界深度が欲しいのであれば、APS-Cの方がF値が小さくて済むので、ISO感度を上げなくて済む。

 同じ画素数で、センサーサイズが大きい場合、画素ピッチが大きくなるというメリットはある。ダイナミックレンジや高感度ノイズに対して有利になる。

 あともう一つは、フルサイズ用に作られたレンズ(オールドレンズなど)の性能、味を引き出すにはフルサイズを使わなければいけない。私がα7Cを買った理由である。

3. ボケ味

 イメージセンサーサイズが大きいと、ボケも大きくとれる。だが、ボケはその量だけでなく、ボケ味こそが重要である。

 一部の趣味カメラマンはレンズ特有のボケ味が大好きである。スペック表を見ても、MTF線図を見ても、ボケ味は分からないので、公式サイトや紹介記事の作例を見てこれを見極めようとする。数値に表れない性能というと、一種のロマンがある気がする。ぐるぐるボケ、二線ボケ、玉ボケ、円形絞り、口径食、APD、収差、DC-Nikkor、いろんなキーワードが思い浮かぶ。

APDは光点のボケの境界が出ない(XF56mm F1.2 APD)

 しかし良い写真というのは、主題と構図が良ければ、ちょっとやそっとボケが汚かろうが気にならないものだ。やはりボケは脇役であり、主役にはなりえない。ボケの質が良かろうが悪かろうが、そこに目が行くような写真は、すでに負けているのだ。
 ボケ味には確かに深淵があるけれど、そこは本質ではない。ボケとか収差とかもいずれ考えたいが、今日じゃない。いつか。(→やっと書いた

よく見ると光点のボケがカクカクだが、あまり気にならない(主観)

 ボケは脇役だとして、では主役をどう見せれば魅力的な写真となるのか?

 ということで、③へ続く