Objektivy pro DX a FX snímače
Velikost DX a FX snímače
Rozdíl mezi DX a FX snímačem

Všechny dosavadní testy objektivů zde

15.3.2014, aktualizace 16.3.2021 a 9.4.2023

Slovníček:
Snímač - každý digitální fotoaparát je vybaven digitálním snímačem určité velikosti:

DX snímač - velikost snímače např. u fotoaparátů Nikon řady D200, D300, D80, D90, D3xxx, D5xxx, D7xxx, Z50, Z30, Z-fc - u Nikonů mají rozměr cca 15,6 x 23,6 mm. Někdy je tato velikost nazývána i zkratkou APS-C (Canon) a může být i mírně odlišná u různých značek fotoaparátů. Pro tyto fotoaparáty jsou vyráběny speciální tzv. DX objektivy (označované každým výrobcem jinak - u Nikonu DX, u Tamronu DiII, u Sigmy DC atd).

FX snímač - velikost snímače např. u fotoaparátů D600, D700, D750, D800, D850, D4, D5, D6, Z5, Z6, Z7, Z9 - u Nikonů rozměr 24 x 36 mm (což je mimochodem rozměr kinofilmového políčka). Pro tyto fotoaparáty jsou určené objektiv pro FX snímače - u Nikonu žádné označení nemají (pokud nemají DX, jsou FX), u Tamronu Di, u Sigmy DG atd.

DX objektiv = objektiv, který je opticky schopen pokrýt obrazem pouze velikost DX snímače.

FF (Full Frame) objektiv = objektiv, který je opticky schopen pokrýt obrazem FX snímač (a DX snímač je menší, takže ten samozřejmě také).

Crop faktor - též česky "ořezový faktor" - je to poměr stran mezi velikostí DX a FX snímače (24/15,6 = 1,5). Např. u Canonu, kde má DX snímač trochu jiný rozměr je crop faktor 1.6. Pro účely tohoto článku se budu odkazovat na Nikon, crop faktor pro tento článek bude 1,5x. Tímto crop faktorem je třeba přepočítávat úhel záběru u DX (=APS-C) snímačů.

----

Z rozhovorů s mnoha začínajícími uživateli zrcadlovek jsem zjistil, že jim dělá problém pochopit tzv. "crop faktor" u APS-C (DX) snímačů. Časté jsou také dotazy na použití FX objektivů (pro plnoformátové snímače) na fotoaparátech s DX snímači a naopak. A protože se to bez obrázků a zvláště po telefonu vysvětluje velmi špatně, slíbil jsem, že na toto téma napíši krátké pojednání.

Mějme dva objektivy, např.:

*  Nikkor 18-140 mm - tento objektiv má ve svém označení zkratku DX (dále DX objektiv, čili objektiv určený pro zrcadlovky s APS-C (Dx) snímačem - u Tamronu např. označení DiII)
*  Nikkor 24-70  mm (bez označení DX = pro plnoformátové snímače - dále FF objektiv = objektiv pro Full Frame)

- v podstatě je jedno, jaké objektivy pro srovnání použijeme, pokud se jejich ohniskové vzdálenosti překrývají - u objektivu 18-140 je jeho přepočtená ohnisková vzdálenost (úhel záběru) odpovídající rozsahu 28 - 210 mm a ten pokrývá i druhý objektiv 24-70.

a dvě zrcadlovky:

* Nikon D600 (plnoformátový snímač) - nebo Z5 či Z6
* Nikon D7100 (DX - APS-C snímač) - nebo Z50, Z-fc, Z30

Oba fotoaparáty mají prakticky shodné rozlišení snímače - 24 mil. bodů.

Pro lepší pochopení se podíváme ještě na jeden obrázek, a to na obrazové pole FF a DX objektivu, v našem případě třeba zmiňované 24-70 mm při nastavení ohniskové vzdálenosti na 70 mm:
 

Obr. 1

Obrazové pole, které vykreslí FX objektiv, je červená kružnice opsaná kolem červeného rámečku, který představuje FX (FF) snímač.
Obrazové pole, které vykreslí DX objektiv, je zelená kružnice opsaná kolem zeleného rámečku, který představuje DX snímač.

Na první pohled je zřejmé, že v zeleném rámečku se nachází pouze výřez obrazu červeného rámečku, odpovídající různé velikosti snímačů.

Na obou objektivech nastavuji ohniskovou vzdálenost dle stupnice na objektivu na 70 mm a ta zůstane po celou dobu testu stejná!

A aby to bylo dobře pochopitelné, pár snímků. Při následujících ukázkách jsem neměnil stanoviště, tj. fotoaparáty jsou vždy na stejném místě a pouze se u nich mění objektivy. Pro srovnání byly použity fotoaparáty Nikon 7100, zastupující stáj DX snímačů (stejně jako např. fotoaparáty D3???, D5???, D7???, D300, D70, D100, D40, Z50 apod.) a Nikon D600 jako reprezentant stáje FF snímačů (označovány někdy též jako FX, kam spadají i D610, D700, D750, D800, D810, D850, D5, D4, D4s, D3, D3s, D3x a Df, Z5, Z6, Z6II).

Závěr k této části: pokud máte fotoaparát s DX snímačem (= APS-C), je třeba si ohniskovou vzdálenost uvedenou na objektivu vždy přepočítat, tj. vynásobit crop faktorem - ohnisková vzdálenost se samozřejmě nemění, zůstává ta, co je napsána na objektivu - mění se jen úhel záběru odpovídající přepočítané ohniskové vzdálenosti.

Na závěr si položme otázky, které často dostávám:

a) Má smysl používat na zrcadlovkách s plnoformátovými snímači objektivy typu DX?

NE. Praktický smysl to moc nemá, leda v nouzi - sice se zde uplatní úhel záběru násobený 1,5x, ovšem s výrazným úbytkem rozlišení výsledného snímku, takže to celé poněkud ztrácí smysl. Ale důležité je vědět, že to jde. Pokud budete mít snímač s rozlišením 45 milionů bodů, tak i po úbytku rozlišení zbyde dost bodů na kvalitní snímek. Existuje i pár objektivů pro DX snímače, které pokryjí dobře i FF snímač, ale to je pouze výjimka, potvrzující pravidlo.

b) Má smysl používat na zrcadlovkách s DX snímači objektivy pro plnoformátové zrcadlovky?

ANO. Pořídil jsem malý test. Úhel záběru je na obou snímcích prakticky totožný, ale podívejme se na následující ukázky: vlevo je snímek pořízený Nikonem D7100 a objektivem 18-140 DX a vpravo snímek též Nikonem D7100, ale s objektivem 24-70 pro plnoformátové snímače (nastavena ohnisková vzdálenost 24 mm, tedy po přepočtu - násobení crop faktorem, odpovídá úhel záběru v obou případech ohnisku 36 mm):

Snímky je jeví jako totožné (v této velikosti to samozřejmě ani jinak vypadat nemůže), ale podívejme se na výřezy:
Jedná se sice výřezy odpovídající rozměru fotografie cca 1,6 x 1 metr, ale zvýšena ostrost u snímku pořízeného objektivem 24-70/2,8 na stejné clonové číslo je patrná v tomto zvětšení na první pohled. Ano, vím, porovnáme zde trochu kvalitativně i cenově různé objektivy - ale otázkou bylo, zda má použití FF objektivů na DX snímačích smysl, či nikoliv - otázku ceny si musí vyřešit každý sám. Stejná situace je i u použití teleobjektivů - profi teleobjektivy pro formát DX se prakticky nevyrábí (tím mám na mysli teleobjektivy s pevnou ohniskovou vzdáleností a označením DX - nepočítám objektivy 55-200 DX, 55-300 DX, 18-200 DX, 18-300 DX). Takže pokud chcete kvalitní teleobjektiv s dobrou světelností, stejně skončíte u objektivů určených pro plnoformátové snímače. Ani u objektivů pro bezzrcadlovky se asi nedočkáte profesionálních "DX" teleobjektivů. Proč je ostrost snímku při použití FX objektivu vyšší? Kontrast i ostrost objektivů vždy klesá od středu směrem k okrajům a nejméně ostré jsou vždy rohy snímků. Zatímco u DX objektivů se na snímku objeví skutečně okraje snímku, které objektiv dokáže ještě vykreslit, tak u FX objektivu není okraj snímku na okraji obrazového pole objektivu, ale přibližně v jeho 2/3 od středu obrazu - viz. Obr. 5. Další vlastností obrazu, zvláště u širších ohnisek, je distorze obrazu a soudkové či poduškovité zkreslení. Podívejte se na následující dva výřezy z okraje obrazového pole, kde je distorze obrazu u objektivu 24-70 při použití na D7100 prakticky nulová, zatímco při použití objektivu DX 18-140 je viditelná.
Další vada objektivů je vinětace, čili ztmavení rohů snímku - zde ovšem ukázkou nemohu sloužit, protože objektiv 18-140 na ohnisku 24 a cloně 6,3 prakticky žádnou vinětaci jako na potvoru nemá, přesto je mírné ztmavení viditelné. Ve srovnání s konkurenty mi vyšel tento objektiv v testech docela dobře. Celý test si můžete přečíst zde. Ukázky jsou fotografovány na ohnisku 24 mm, tedy přepočtené ohnisko je u obou objektivů stejné, tedy 36 mm.

Odkazy na testy většiny výše uvedených objektivů (a celé řady dalších) najdete zde.

Zkrátka pořízením kvalitních objektivů na plnoformátové zrcadlovky docílíte při jejich použití na APS-C snímačích vynikající ostrost obrazu, nulovou vinětaci a prakticky nulovou neostrost v okrajových částech snímku spolu se sníženou aberací v okrajových částech obrazu. Počáteční investice bude sice podstatně větší, ale pokud byste se někdy rozhodli přejít na (bez)zrcadlovky s FF snímačem, tak aspoň už budete mít objektivy a nebudete muset se ztrátou prodávat DX objektivy.

Na celou situaci se můžeme ale také podívat naopak. Pokud již máte objektivy na plnoformátové snímače a FF zrcadlovku, může být třeba fotoaparát s DX snímačem vhodným přístrojem místo pořízení telekonvertoru - má trochu vyšší přiblížení než telekonvertor Nikon 1,4x (který stojí pro zrcadlovky - i bezzrcadlovky - 14.500 Kč). Když si jeho cenu odečtete od těla třeba Z50, které dnes stojí něco přes 20.000,- Kč, máte náhradní kvalitní tělo za pár tisíc. Obraz ve spojení s D7100 bude výrazně kvalitnější než při použití telekonvertoru (telekonvertor podává nejlepší výsledky pouze na objektivech s pevnou ohniskovou vzdáleností, od pevné 200 mm výše, jejichž cena se ovšem již počítá v desítkách a stovkách tisíc Kč). Je třeba ovšem konstatovat, že po uvedení bezzrcadlovek Nikon se i kvalita snímků pořízených s "Z" objektivy a "Z" telekonvertory zvýšila, ale princip zůstává.

Pozn.: na mých cestách se velice osvědčila kombinace fotoaparátů D800 a D7100 s výše uvedeným objektivy z "hvězdné pěchoty", pouze objektiv 70-200 nahrazuji někdy při cestách do zahraniční podstatně lehčím, menším a opticky vynikajícím objektivem 70-200/4 a objektiv 14-24/2,8 nahrazuji objektivem 16-35/4 (je opět menší, lehčí, se stabilizací a jde na něj nasadit polarizační filtr). Objektiv 24-70 mám standardně umístěný na D800 a 70-200 na D7100. A pokud by jeden z fotoaparátů přestal fungovat, mohu jej vždy úspěšně nahradit tím druhým.

V roce 2023 může být dobrou alternativou použití fotoaparátů Nikon Z7 a Z50 a adekvátních "Z" objektivů,

Doplněno 2.5.2014

Volal jeden fotograf a sdělil mi následující:

"V některých svých recenzích se zmiňujete, že nejlepší telekonvertor pro fotoaparát D800 je fotoaparát D7100. Myslím si, že to není pravda. Fotoaparát D7100 má 24 mil. bodů, fotoaparát D800 má 36 mil. bodů, tedy 1,5x více. Crop faktor (=faktor prodloužení ohniskové vzdálenosti) je u DX snímačů (který má D7100) také 1,5. Z toho tedy vyplývá, že výřezem ze snímku pořízeného D800, který bude odpovídat 1,5 násobku ohniskové vzdálenosti, musím dosáhnout stejné kvality, tj. stejného počtu bodů."

Úvaze nelze upřít, že na první pohled vypadá logicky. Sdělil jsem dotyčnému, že tomu tak není a slíbil, že dodám názornou ukázku. Zde je.

Výchozí stav: Fotoaparáty Nikon D800 a D7100, oba se stejným (totožným) objektivem Nikkor 24-70/2,8. S oběma fotoaparáty byl pořízen na clonu 8 stejný snímek do formátu RAW s jeho následným uložením programem Capture NX2 do JPG v plné kvalitě - všechny parametry převodu nastaveny na "neutrál", u obou fotoaparátů naprosto stejně. U obou snímků byla na objektivu nastavena ohnisková vzdálenost 24 mm. Výchozí snímky vypadají následovně (na kliknutí originál JPG):
 

D800 originál - 7360 x 4912 bodů	D7100 originál - 6000 x 4000 bodů

Ze snímků je jasně patrný vliv crop faktoru. Snímek z D800 odpovídá úhlem záběru ohnisku 24 mm, snímek z D7100 odpovídá úhlem záběru přepočtené ohniskové vzdálenosti 36 mm.

Pokud promítneme snímek z D7100 do snímku pořízeného D800, bude výřez vypadat následovně (promiňte mi, neměl jsem vodováhu:

Nyní již zbývá jenom pořídit ze snímku z D800 stejný výřez, který odpovídá snímku, pořízenému D7100. Oba snímky jsem mírně doostřil, asi tak, jak bych to udělal před tiskem - na proklik opět plné rozlišení JPG:

Výřez z D800 doostřeno - 4764 x 3176 bodů = cca 15 mil. bodů	Originál D7100 doostřeno - stále 24 mil. bodů

Takto zmenšené vypadají oba snímky samozřejmě stejně (což byl záměr). Ale na první pohled je patrný rozdíl v počtu bodů - viz záhlaví tabulky - zatímco výřez ze snímků pořízeného D800 tak, aby odpovídal úhlu záběru D7100 má cca 15 mil. bodů, snímek pořízený D7100 má stále svých 24 mil. bodů. Lze označit tento rozdíl v počtu bodů za významný? Uvidíme.

Nejprve s podíváme, jak to vypadá, když si oba snímky na obrazovce zobrazíte v poměru 1:1 (vlevo D7100, vpravo D800)

Je až překvapivé, jak je tento rozdíl na obrazovce malý - jeden by řekl, že rozdíl skoro 10 mil. bodů bude znát podstatně výrazněji. Není tomu tak. Až budete někde číst, že majitelé D3(s) tvrdí, že kvůli rozlišení nemá smysl přecházet na D4(s), protože navýšení počtu bodů o 6 mil. nemá význam, budete jim věřit.

Výřez z D800 1:1	Stejný výřez z D7100 1:1

Z výše uvedeného je patrné, že počáteční úvaha o vztahu crop faktoru a rozlišení ve vztahu k fotoaparátům D800 a D7100 není správná, tj. nárůst počtu bodů na snímači 1,5x neodpovídá crop faktoru APS-C snímače 1,5x - výřez ze snímků pořízeného D800 tak, aby odpovídal úhlu záběru D7100 představuje rozdíl v rozlišení cca 9 mil. bodů. Jedna věc je ovšem teorie a druhá praxe. Výše uvedené výřezy jsou, zdá se, ostré (či neostré) zcela stejně. Tento rozdíl ovšem mluví ve prospěch D7100, protože při stejné ostrosti je možné udělat větší fotografii, resp. obsahově stejný výřez s větším počtem bodů nebo větší výřez se stejným počtem bodů. Budeme-li uvažovat s velkoformátovým tiskem v kvalitě 300 dpi, bude delší strana výřezu ze snímku pořízeného D800 a odpovídajícího úhlu snímku pořízeného D7100 ... 4764/300*2,54 = 40 cm, kdežto originální snímek z D7100 bude odpovídat delší straně tisku ... 6000/300*2,54 = 50 cm. Nezdá se to mnoho, ale pokud dopočítáme i druhý rozměr fotografie, dostaneme v prvním případě fotografii rozměru 40 x 27 cm a ve druhém případě 50 x 33 cm. Ačkoliv se to nezdá mnoho, odpovídá to poměrově následujícímu obrázku:

A tento poměr již významný být může. Ovšem pozor, výše uvedené výpočty a závěry se mohou měnit s tím, jak bude narůstat rozlišení plnoformátových snímačů - v roce 2023 je již rozlišení FF snímače u Z7 a Z9, které mají již rozlišení snímače téměř 46 mil. bodů  - to je již ve formátu DX 19,5 mil. bodů a začíná se hovořit již o 60 mil. u dalších FF snímačů - zatímco rozlišení snímačů APS-C (DX) se jaksi ustálilo na 24 mil. bodů. Pokud tedy bude vzrůstat rozlišení FF snímačů a stagnovat rozlišení DX snímačů, přestane mít pořizování DX fotoaparátů z hlediska počtu bodů ve snímku smysl.

Se zvyšujícím se počtem bodů na snímači posledních digitálních zrcadlovek je třeba mít na paměti, že vzhledem k hustotě bodů na snímači narůstají i nároky na objektivy. Snímač APS-C u Nikonu D7100 má rozměry 23,5 x 15,6 mm - pokud vezmeme počet bodů v delším rozměru, tj. 6000, vyjde nám na 1 mm 255 bodů! Rozlišovací schopnost objektivu (jeho optická kvalita) tedy musí této hustotě bodů odpovídat. Rozlišovací schopnost je vzdálenost dvou bodů ležících vedle sebe, které po zobrazení daným objektivem rozeznat jako oddělené. Ve fotografické branži je u objektivů ustálený pojem rozlišitelnosti čar/1mm - což je analogie body/mm. Za dob fotografování na kinofilm byla udávána rozlišovací schopnost dobrých objektivů 80-110 čar/mm a udávalo se, že nejkvalitnější film je schopen rozlišit 200 čar/mm. V současné době se tento údaj u objektivů takto neuvádí, protože problematika je posuzováno mnohem komplexněji podle tzv. MTF křivek - více např. zde, odkud si dovolím citovat poslední odstavec, který se mi hrozně líbí:
Výkonnost a kvalita objektivu je charakterizována nejen křivkami MTF, protože kvalitu obrazu snižují mimo jiné barevné vady. Křivky MTF jednotlivých výrobců nelze jednoduše porovnávat, protože se využívají různé metodiky a vstupní parametry měření. Úroveň doostření obrazu, které je standardně aplikováno fotoaparátem na pořízené snímky, je u různých výrobců odlišná a ovlivňuje výsledný kontrast obrazu a tím i výsledné získané křivky MTF.

Závěr a doplnění

Tento článek byl několikrát aktualizován s ohledem na vyvíjející se trh fotoaparátů i objektivů. Ovšem principy zůstávají stejné, ať ji budeme porovnávat fotoaparáty se stejným rozlišením snímače v rozměru FX nebo DX na zrcadlovkách nebo bezzrcadlovkách. A měl za účel uvést na správnou míru některé obecně rozšířené omyly:

1. Objektivy DX lze bez problémů používat i na FX fotoaparátech.

NE. Pokud se bavíme o tom, že objektivy půjdou bez problémů nasadit a budou fungovat, tak ano. Ale pokud se fotoaparát automaticky přepne do DX režimu, přijdete o podstatnou část rozlišení snímače, takže se jedná spíše o nouzovou záležitost. A pokud se nepřepne, tak budete mít rohy snímku černé. Navíc kvalita DX objektivů bývá (výjimky existují) v oblasti obrazové kvality mírně nižší než u objektivů pro plnoformátové snímače, takže to skoro nikdo nedělá.

2. Snímače (DX objektivy) mají větší hloubkou ostrosti (= FX snímače či objektivy mají menší hloubku ostrosti)

NE. Takovéto tvrzení je bez dalšího upřesnění nesmysl. Hloubka ostrosti je dána vzdáleností předmětu fotografování od fotografa a ohniskovou vzdáleností použitého objektivu. Ohnisková vzdálenost uvedená na objektivu platí, ať již jej nasadíte na jakýkoliv fotoaparát. Přepočtená ohnisková vzdálenost u DX snímačů se týká jen a pouze úhlu záběru. Na hloubku ostrosti má stejný vliv, jako když si uděláte výřez z obrazu v počítači - takže žádný.

Tento obecně rozšířený omyl vznikl z následující situace: aby bylo možné při sníženém úhlu záběru docílit stejný úhel záběru jako u objektivů pro plnoformátové snímače, musíte zvolit jednu ze dvou následujících možností:

• při použití stejného objektivu musíte jít od objektu dál - musíte odstoupit. A právě tím, že zvětšíte vzdálenost od fotografovaného objektu, zvýšíte také hloubku ostrosti.

• zůstanete na místě, ale použijete objektiv s 1.5x nižší (kratší) ohniskovou vzdáleností. Čím je ohnisková vzdálenost objektivu nižší, tím více stoupá hloubka ostrosti při stejné vzdálenosti od objektu.

• - v obou případech se tedy hloubka ostrosti zvětší - pokud budete chtít docílit stejné hloubky ostrosti jako u plnoformátového snímače, musíte snížit clonové číslo - takže např. místo clonového čísla 4 budete muset použít 2.8, aby byla hloubka ostrosti stejná.

3. Používat na DX snímačích objektivy pro FX snímače je nesmysl

NE, není to nesmysl. Pokud pomineme, že FX objektivy jsou dražší a mají vyšší hmotnost a rozměry, tak dále následují již jen samá pozitiva. Ostrost každého objektivu klesá od středu ke krajům a nejméně ostrý je v rozích snímku. Zatímco u DX objektivu jsou rohy snímku na samém okraji obrazového pole, které je objektiv schopen vykreslit, u FX objektivu jsou okraje snímku na DX snímači velmi přibližně 1/3 od okraje obrazového pole, které je schopen FX objektivy vykreslit. Důsledkem je, že při použití FF objektivu na DX snímači bude ostrost v okrajových částech snímku vyšší, na okrajích snímku bude nižší vinětace i aberace než u DX objektivu. V závislosti na kvalitě použitých DX a FX objektivů mohou být rozdíly v určitých oblastech menší nebo větší, ale vždy tam budou a vždy ve prospěch FF objektivů.

Další výhodou je, že při případném přechodu na fotoaparát s FX snímačem nemusíte měnit objektivy.

4. Objektivy na DX snímačích mají nižší světelnost

NE. Blbost. Světelnost je poměr ohniskové vzdálenost a vstupní čočky objektivu (zhruba řečeno). Ohnisková vzdálenost je uvedena na objektivu a nelze ji změnit. Teoreticky: když bude mít objektiv vstupní čočku objektivu 40 mm a ohniskovou vzdálenost 50 mm, bude mít světelnost 50/40 =  1.25. Když bude mít vstupní čočku objektivu 40 mm a ohniskovou vzdálenost 75 mm, bude mít světelnost 75/40 = 1.88. A právě z tohoto přepočtu vznikl mýtus, že při použití FF objektivu na DX snímači klesá světelnost objektivu. Základní chybou této úvahy je, že ohnisková vzdálenost se přepočítává pro DX snímače pouze pro účely zúžení úhlu záběru. Ale ohnisková vzdálenost uvedená na objektivu se ne, ne, ne, nemění a proto se také nemění světelnost objektivu.

Kam dál - dx snímač nebo konvertor?