Full-frame snímače a jejich (ne)výhody

Co je „full-frame“ čip?

Senzor digitálních fotoaparátů s rozměry 36×24mm (crop factor 1×). Velikostí odpovídá políčku kinofilmu. Jde o největší z „dostupných“ formátů pro digitální fotografii; větší čipy patří do světa středoformátu a takové přístroje bývají pro amatérské i většinu profesionálního použití zbytečně drahé a neohrabané a jsou určeny pro specializovanou práci. Nikon takové čipy (přesněji přístroje s FF čipy a objektivy k nim) značí „FX“, přičemž „DX“ značí menší čipy APS-C. Canon rozlišuje EF a EF-S (EF je full-frame, EF-S je APS-C), Sony FE a E (FE zančí full-frame), Pentax DFA a DA (DFA je full-frame), Leica má SL a TL (SL je full-frame) atd.

Úvod

Full-frame zrcadlovky byly před lety drahé, velké a mířily čistě na profíky, takže jejich pořízení nedávalo většině hobby fotografů smysl. Jenže časy se mění. Nejprve přišly dostupné („dostupné“) full-frame zrcadlovky od Canonu a Nikonu a následně bezzrcadlovky původně od Sony, ale dnes takřka od všech výrobců (krom Fuji a Olympusu, kteří se zarytě drží jiných formátů, větších i menších a Pentaxu, který se zase nechce pohnout ze světa zrcadlovek).

Canon EOS 1Ds (2002): $8000 (což je jako $11000 dnes) a 1265g	Sony Alpha A7C (2020): $1800 a 509g s nesrovnatelně vyšší obrozvou kvalitou

Dnes však full-frame přístroje začínají na trhu, zdá se, dominovat. Canon i Nikon opustili (Canon oficiálně ne, ale v praxi asi ano) své systémy bezzrcadlovek s menšími čipy a uvedl nové, primárně full-frame systémy, kde APS-C hraje „druhé housle“ (Nikon Z a Canon RF). Panasonic přibral full-frame (bajonet L) ke svým 4/3 fotoaparátům a Sony se na full-frame bezzrcadlovky bajonetu FE soustředí už dlouho. I další výrobci jako Sigma či Leica naskočili do rozjetého vlaku moderních full-frame mirrorles přístrojů.

Povězme si tedy o full-frame něco více

Kde se vzal pojem „full-frame“?

Jsem si jist, že komukoliv, kdo se narodil v minulém tisíciletí či se o fototechniku aspoň trochu zajímá, nemusím vysvětlovat, kde se formát vzal. Přesto si ale dovolím malé historické okénko.

Bylo nebylo, před dávnými časy, v dobách našich dědů a pradědů, fotilo se na jiný film, než se natáčelo. Do fotoaparátů se dávaly skleněné desky, planfilm, či svitky, kdežto do videokamer patřil (mimo jiné) 35mm perforovaný film. Ten se objevil roku 1889 a do své dnešní podoby byl standardizován roku 1909. Od té doby je to nejrozšířenější video-film až dosud.

různá políčka videozáznamu na 35mm filmu

Netrvalo dlouho a různí výrobci fotoaparátů začali experimentovat s jeho použitím pro statickou fotografii – formát to byl sice menší, než tehdejší desky či svitky, takže nesliboval srovnatelnou kvalitu obrazového záznamu, zato sliboval fotoaparáty zmenšit na doslova kapesní velikost. Po několika komerčně neúspěšných pokusech jiných výrobců se s ním podařilo prorazit německému vynálezci Oskaru Barnackovi, když roku 1925 uvedl po řadě prototypů na trh první sériově vyráběný fotoaparát Leica. Kvalitní optika, kompaktní rozměry a neustále se zlepšující kvalita filmového materiálu dala vzniknout formátu, který se měl do budoucna stát nejpopulárnějším filmovým formátem a zůstal jím až dosud: 135 fotografic­kému filmu.

Leica I z roku 1925

Tehdy se mu také říkalo „malý formát“, protože i přes různé fokusy typu APS filmu (a mnohých dalších před ním) zůstal až do příchodu digitálu nejmenším z filmových formátů, který našel širší uplatnění v profesionální fotografii.

Některé fotoaparáty, které ho využívaly, šly ale v miniaturizaci dále a na stejný materiál exponovaly políčka ještě menší: na výšku posazený snímek o velikosti typicky 18×24mm umožnil zmenšit rozměry optiky a na film exponovat dvojnásobný počet obrázků. Popularizátorem tohoto formátu se stal Olympus se svou řadou PEN (tou filmovou, ne současnou digitální). Fotoaparátům tohoto typu se říkalo „half-frame“ neboli „půl políčka“. Stejnou logikou termín „full-frame“ pak znamenal „plné políčko“, tedy rozměr 36×24mm, byť se v dobách analogu v běžné řeči moc často nepoužíval: „full-frame“ byl výchozí standard. Rozšíření termínu zapříčinil až nástup digitálu, protože na rozdíl od filmových fotoaparátů, kde byl formát 36×24mm jedním z těch menších, jde na poměry digitálních přístrojů o docela velký čip – měřítko digitálu je zkrátka jiné a většina čipů v digitálních fotoaparátech je menší, než plné políčko 35mm filmu. Pokud výrobce do fotoaparátu namontuje plný 35mm senzor, bude to chtít zdůraznit.

Full-frame a half-frame políčko filmu

Proč se zrovna tento filmový standard v digitální fotografii uchytil?

Jednoduše kvůli své oblibě ve světě filmu. Téměř každý výrobce pokročilých digitálních fotoaparátů (tedy hlavně zrcadlovek) měl před rozmachem digitálu v portfoliu 35mm fotoaparáty a k nim řadu příslušenství, zejména objektivů. Logickou cestou tedy bylo konvertovat existující systémy na digitál pouhou výměnou dráhy pro film za digitální čip. Fotografové, kteří takové systémy používali, pak nejčastěji přešli na digitál v rámci systému, který znali. Stejně tak naučené zvyklosti z doby filmu, jako je vztah konkrétního ohniska k úhlu záběru, si přenesli s sebou – dodnes používaný termín „crop factor“ je toho důkazem. Využít čip o velikosti 36×24mm jako „ideální rozměr“ pro digitální fotografii se tak samo nabízelo.

Políčko kinofilmu je stejně velké, jako full-frame snímač

Jenže ouha! Takový čip se ukázal jako nemístně drahý. Výrobci si ho tedy z počátku schovávali jen pro nejdražší profesionální přístroje a do nižších řad montovali senzory menší, typicky APS-C. Full-frame se přesto stal určitým standardem, ke kterému se ostatní systémy poměřují a pro mnoho fotografů rovněž ideálem, ke kterému se chtěli dopracovat, byť z počátku to bylo pro většinu finančně nereálné.

Full-frame (světle modrá) vs. menší a větší formáty

Postupem času se ale finanční dostupnost čipů zlepšovala a dnes pořídíte full-frame přístroj levněji, než kdy dříve. Ovšem obměnily se i systémy – většina výrobců opustila systémy z dob filmu (třeba Sony zcela a Canon s Nikonem de facto) a najela na nové, bezzrcadlové, které si už s sebou filmovou historii nevláčí jako kouli na noze. V takových systémech by čip o pár milimetrů menší či větší nebo s jiným poměrem stran udělal úplně stejnou službu, jako klasický 36×24mm 3:2 senzor imitující filmové políčko – jenže všichni si na něj zvykli natolik, že ani bezzrcadlová revoluce nedokázala návyky fotografů a tím i výrobců změnit. Full-frame tu tak s námi je a bude dál. Což není nic špatného, je to standard s (dnes již) výborným poměrem ceny a výkonu a všichni ho dobře známe, takže nemusíme přemýšlet, jaký úhel záběru bude mít náš 35mm objektiv – bude stejný, jako měl na pradědečkově Leice (či v našich krajích její sovětské kopii) i na našem analogovém Olympusu, který jsme před dvaceti lety uklidili do skříně a teď si na něj díky tomuto článku vzpomněli.

Nyní si řekněme, proč dnes FF chtít a proč naopak ne.

 

Důvody pro

Proč používat full-frame a ne nějaký menší či větší typ senzoru? Proč nepoužívat menší je nasnadě; větší senzor umožňuje dosáhnout vyšší obrazové kvality – vejde se na něj víc fotobuněk (= vyšší rozlišení) a ty mohou být zároveň větší (= nižší šum, vyšší dynamický rozsah). Proč nepoužívat větší se pak rovněž nabízí; větší senzor stojí víc peněz a zvětšuje rozměry přístroje. Pro hodně lidí je FF vynikající kompromis mezi obrazovou kvalitou, cenou a rozměry.

Snímek z 61MP full-frame senzoru (Sony A7R IV)	Výřez ze stejného snímku (50%, klik pro 100%)

Velký snímač (a tím i velké fotodiody) pak znamenají i nižší úroveň obrazového šumu, než mohu nabídnout menší snímače. Následující ukázka je neupravený JPEG v plném rozlišení z moderního full-frame fotoaparátu (Sony A7 IV) při ISO 12800 za tmy:

Sony A7 IV, FE 40mm F2.5 G, ISO: 12800, 1/15 s, F4.0, komp. exp. 0, JPEG

Zmínili jsme též vysoký dynamický rozsah FF čipů; tím je myšlen rozsah jasů, který lze zachytit na jeden záběr, aniž by došlo k přepalu či podexpozici. Opět platí, že větší čipy mají v tomto směru výhodu před menšími. Nejvíce se pružnost projeví v RAW, takže následující obrázek není přímo z fotoaparátu, ale jde o upravený .ARW snímek:

Sony A9, Zeiss Distagon T FE 35 mm F1.4 ZA, F16, ISO 200, 1/80 s, komp. exp. –1, RAW zpracovaný v Capture One

Pak je tu ještě jeden důvod: práce s hloubkou ostrosti.

Větší senzor vyžaduje pro stejný úhel záběru delší ohnisko. Delší ohnisko (při stejné cloně a vzdálenosti) znamená nižší hloubku ostrosti. Byť ne vždy je malá hloubka ostrosti žádoucí, možnost s ní lépe pracovat a kreativně ji tak využít je tak považována za velkou výhodu full-frame. Ze všech dostupných formátů je právě on pro práci s (malou) hloubkou ostrosti nejvhodnější. Počkat, a co středoformát, ptáte se? Vždyť ten využívá senzory ještě větší a tím i delší ohniska, nebyl by (pokud odhlédneme od ceny) nejvhodnější právě ten?

Jak vzniká bokeh (esteticky rozostřené pozadí): delší ohnisko a větší průměr otvoru vytvoří větší rozostřený kroužek při stejné vzdálenosti. Full-frame obecně nabízí nejlepší kombinaci délky ohniska a světelnosti (otvoru) pro co nejvíce rozostřené pozadí a popředí.

Teoreticky ano, ovšem díky oblibě full-frame se historicky výrobcům vyplatilo investovat prostředky a vývoj právě sem a tak jsou pro full-frame fotoaparáty dostupné mimo jiné mnohem světelnější objektivy. Ačkoliv existují středoformátová skla jako Fujinon 80mm F1.7, na full-frame existují v podobném úhlu záběru objektivy i se světelnostmi F1.2 nebo dokonce F0.95, které i s kratším ohniskem umožňují dosáhnout ještě menší hloubky ostrosti. Zkrátka – pokud je tohle váš šálek kávy, je full-frame momentálně nejlepší volba.

Clona F0.95 na full-frame (Mitakon Speedmaster 50/0.95) – hloubka ostrosti je tenká jako papír

Důvody proti

Fullframe bude vždy dražší a typicky větší, než srovnatelně výkonný APS-C či 4/3 fotoaparát. Zároveň optika k němu bude rozměrnější a nákladnější.

Zrcadlovky mohou mít různé rozměry; ty s APS-C snímači bývají menší

Největší nevýhodou poměrně velkého digitálního formátu je práce s teleobjektivy, kde se pak sklo může celkem pronést. Vyšší kvalita obrazu je jedna věc, ale ne každý je odhodlán tahat něco takového:

S váhou lehce přes 3kg je Sony GM 600mm F4 nejlehčí objektiv v dané třídě. Ruce vás z něj ale budou bolet tak jako tak.

A i když nejste líní nějaká ta kila navíc tahat, APS-C tělo vám se stejným objektivem umožní udělat menší výřez scény a efektivně tak dosah stejného objektivu prodloužit:

Full-frame vs. APS-C výřez – tele

Podobně mohou menší formáty preferovat fotografové, věnující se makrofotografii. Menší čip (má-li větší hustotu fotobuněk) efektivně umožňuje dosáhnout lepšího zvětšení při použití stejného objektivu. Snazší je pak i práce s větší hloubkou ostrosti, kdy můžeme pro stejné zvětšení pracovat z větší vzdálenosti a při stejné cloně tak dosáhnout lepšího proostření záběru. Samozřejmě za cenu vyššího vlivu difrakce.

Full-frame vs. APS-C výřez – makro

A vrátíme-li se k ceně, byť jsou dnes FF přístroje relativně dostupné, neznamená to, že se hobby fotografovi jejich koupě vyplatí. Nárůst obrazové kvality je pro potřeby „takového toho domácího focení“ neúměrný k nárůstu ceny. Ve většině situací by APS-C či 4/3 přístroj udělal stejně dobrou službu za rozumnější cenu.

Kde ovšem může být problém menších formátů u některých systémů je dostupnost objektivů: i hobby focení, brané vážně, si žádá investice do optiky a značky jako Nikon, Canon či Sony historicky berou full-frame jako výchozí formát a APS-C jako jeho „přívěšek“, tudíž i dostupné optiky vhodné pro full-frame bývá víc. Na menší senzor ji nasadíte, ale často pak ztratí původní smysl. Ne že by výrobci APS-C zanedbávali úplně, ale tendence „full-frame na prvním místě“ je zřejmá. Je to logické, protože full-frame objektivy lze nasadit na APS-C, ale opačně to moc nejde. Pokud tedy menší formáty přímo preferujete, lepší volbou, než jednotné bajonety Canonu, Pentaxu, Sony či Nikonu mohou být dedikované APS-C či 4/3 bajonety jako je Fujifilm X nebo m4/3. Kombinované bajonety s více velikostmi čipů jsou pak vhodné pro ty, kdo preferují používání více těl se stejnými objektivy k dosažení více různých úhlů záběrů (fullframe pro široké/portrétní objektivy, APS-C pro tele/makro objektivy).

Budoucnost full-frame

Situace na trhu s fototechnikou není jednoduchá. Kvůli fotomobilům si dedikované fotopřístroje kupuje stále méně lidí a tak se jejich nabídka nutně omezuje; kdy jste naposledy viděli klasický laciný kompakt? Nicméně smartphony útočí i na pokročilejší fotoaparáty, jako jsou levné amatérské přístroje s výměnnými objektivy (bez/zrcadlovky) a tak se výrobci soustředí spíše na vyšší segment, kam smartphony zatím nedosáhnou a ani nemohou: přístroje pro zapálené hobby fotografy a profesionály, kteří se s možnostmi a obrazovou kvalitou mobilů nesmíří. A tam se full-frame ukazuje jako ideální formát, díky své vysoké obrazové kvalitě, stále ještě rozumné ceně a rozměrech výsledného přístroje a také jeho všeobecné známosti. Stejně jako se 35mm film stal standardem analogové fotografie, FF je a nejspíš zůstane standardem fotografie digitální. „Malý formát“ nám zkrátka s digitální fotografií dospěl.