Acest articol își propune să răspundă la întrebarea: cum influențează dimensiunea senzorului camerei dvs. digitale diferite tipuri de fotografie? dimensiunea senzorului este analogă cu alegerea între camerele de film de 35 mm, format mediu și format mare – cu câteva diferențe notabile, unice pentru tehnologia digitală. De multe ori apare o mare confuzie cu privire la acest subiect, deoarece există atât atât de multe opțiuni de dimensiuni diferite și atât de multe schimburi comerciale – opțiuni legate de adâncimea câmpului, zgomotul imaginii, difracție, cost și dimensiune / greutate.
Citirea de fundal pe acest subiect poate fi găsită în tutorialul privind senzorii camerei digitale.
PREZENTARE GENERALĂ A MĂRIMILOR SENZORILOR
Dimensiunile senzorilor au în prezent numeroase posibilități, în funcție de utilizare, punctul de preț și portabilitatea dorită. Dimensiunea relativă pentru multe dintre acestea este prezentat mai jos:
Seriile 1D / 5D și Nikon D3 de la Canon sunt cei mai frecvenți senzori full frame. Camerele Canon, cum ar fi Rebel / 60D / 7D, au toate un factor de recoltare de 1,6x, în timp ce camerele SLR Nikon obișnuite au un factor de recoltare de 1,5X. Graficul de mai sus exclude factorul de decupare 1.3X, care este utilizat în camerele din seria 1D Canon.
Telefoanele cu cameră și alte camere compacte utilizează dimensiuni ale senzorilor în intervalul de la ~ 1/4 „la 2/3 „. Olympus, Fuji și Kodak s-au unit pentru a crea un sistem standard 4/3, care are un factor de recoltare 2X în comparație cu filmul de 35 mm. Există senzori de format mediu și mai mari, totuși aceștia sunt mult mai puțin obișnuiți și în prezent prohibitivi. astfel, nu vor fi abordate aici în mod specific, dar aceleași principii se aplică în continuare.
FACTOR DE CULTURĂ & MULTIPLICATOR DE LUNGIME FOCAL
Factorul de cultură este dimensiunea diagonalei senzorului în comparație cu un senzor full-frame de 35 mm. Se numește așa deoarece, atunci când se utilizează un obiectiv de 35 mm, un astfel de senzor recoltează în mod efectiv o mare parte din imagine la exterior (datorită dimensiunii sale limitate).
Unghi de vizualizare cadru complet de 35 mm S-ar putea crede inițial că aruncarea informațiilor despre imagine nu este niciodată ideală, totuși are avantajele sale . Aproape toate obiectivele sunt cele mai ascuțite în centru, în timp ce calitatea se degradează progresiv spre margini. Acest lucru înseamnă că un senzor decupat elimină în mod eficient porțiunile de cea mai mică calitate a imaginii, ceea ce este destul de util atunci când utilizați lentile de calitate scăzută (deoarece acestea au de obicei cea mai proastă calitate a marginii).
Fotografie necoltată
Cultură centrală 
Corner Crop Pe de altă parte, acest lucru înseamnă, de asemenea, că unul poartă un obiectiv mult mai mare decât este necesar – un factor deosebit de relevant pentru cei care își poartă camera pentru extins perioade de timp (vezi secțiunea de mai jos). În mod ideal, s-ar folosi aproape toată lumina de imagine transmisă de obiectiv și acest obiectiv ar fi de o calitate suficient de ridicată încât schimbarea clarității sale să fie neglijabilă spre margini.
În plus, performanța optică a unghiului larg lentilele sunt rareori la fel de bune ca distanțe focale mai mari. Deoarece un senzor decupat este forțat să utilizeze un obiectiv cu unghi mai larg pentru a produce același unghi de vedere ca un senzor mai mare, acest lucru poate degrada calitatea. Senzorii mai mici, de asemenea, măresc mai mult regiunea centrală a obiectivului, astfel încât limita de rezoluție este probabil mai evidentă pentru lentilele de calitate inferioară. Consultați tutorialul privind calitatea obiectivului camerei pentru mai multe detalii.
În mod similar, multiplicatorul distanței focale leagă distanța focală a unui obiectiv utilizat într-un format mai mic cu un obiectiv de 35 mm care produce un unghi de vizualizare echivalent și este egal cu factorul de recoltă. Aceasta înseamnă că un obiectiv de 50 mm utilizat pe un senzor cu un factor de recoltare 1,6X ar produce același câmp vizual ca un obiectiv 1,6 x 50 = 80 mm pe un senzor full frame de 35 mm.
Fiți avertizat că ambii termeni pot fi oarecum înșelători. Distanța focală a obiectivului nu se schimbă doar pentru că un obiectiv este utilizat pe un senzor de dimensiuni diferite – doar unghiul său de vedere. Un obiectiv de 50 mm este întotdeauna un obiectiv de 50 mm, indiferent de tipul senzorului. În același timp, „factorul de decupare” poate să nu fie adecvat pentru a descrie senzori foarte mici, deoarece imaginea nu este neapărat decupată (atunci când se utilizează lentile concepute pentru senzorul respectiv).
DIMENSIUNEA LENSULUI ȘI CONSIDERAȚII DE MASĂ
Senzorii mai mici necesită lentile mai ușoare (pentru unghiul de vizualizare echivalent, intervalul de zoom, calitatea construcției și intervalul de deschidere). Această diferență poate fi critică pentru viața sălbatică, drumeții și fotografii de călătorie, deoarece toate acestea folosesc adesea lentile mai grele sau necesită transportul de echipamente pentru perioade lungi de timp.Graficul de mai jos ilustrează această tendință pentru o selecție de teleobiective Canon tipice în fotografia sportivă și sălbatică:
O implicație a acestui fapt este că, dacă este necesar ca subiectul să ocupe aceeași fracțiune a imaginii pe o cameră de 35 mm ca și utilizarea unui obiectiv de 200 mm f / 2,8 pe o cameră cu un factor de decupare de 1,5X (necesită un 300 mm obiectivul f / 2.8), ar trebui să aveți o greutate de 3,5 ori mai mare! Acest lucru ignoră, de asemenea, diferența de dimensiune dintre cele două, care poate fi importantă dacă nu se dorește să atragă atenția în public. În plus, obiectivele mai grele costă de obicei mult mai mult.
Pentru Camerele SLR, dimensiunile mai mari ale senzorilor au ca rezultat imagini mai mari și mai clare ale vizorului, ceea ce poate fi util mai ales la focalizarea manuală. Cu toate acestea, acestea vor fi și mai grele și vor costa mai mult, deoarece necesită o prismă / pentamirror mai mare pentru a transmite lumina de la obiectiv în vizor și către ochiul dvs.
ADEVĂRUL CERINȚELOR CÂMPULUI
Pe măsură ce dimensiunea senzorului crește, adâncimea câmpului va scădea pentru o deschidere dată (atunci când umpleți cadrul cu un subiect de aceeași dimensiune și distanță). Acest lucru se datorează faptului că senzorii mai mari necesită unul pentru a se apropia de subiectul lor sau pentru a utiliza o distanță focală mai mare pentru a umple cadrul cu subiectul respectiv. Aceasta înseamnă că trebuie să utilizați dimensiuni de deschidere progresiv mai mici pentru a menține aceeași adâncime de câmp pe senzori mai mari. Următorul calculator prezice diafragma și distanța focală necesare pentru a atinge aceeași adâncime de câmp (menținând în același timp perspectiva).
* Dacă se dorește aceeași perspectivă.
De exemplu calcul, dacă s-ar dori să reproducă aceeași perspectivă și adâncime de câmp pe un senzor full frame ca cel obținut folosind un obiectiv de 10 mm la f / 11 pe o cameră cu un factor de recoltare 1,6X, ar trebui să utilizați un obiectiv de 16 mm și o deschidere de aproximativ f / 18. Alternativ, dacă s-ar folosi un obiectiv de 50 mm f / 1,4 pe un senzor full frame, acest lucru ar produce o adâncime de câmp atât de mică încât ar necesita o deschidere de 0,9 pe o cameră cu un factor de recoltare 1,6X – nu este posibil cu obiectivele de consum!
Portret (DoF superficial)
Peisaj (DoF mare)
O adâncime de câmp mai mică poate fi de dorit pentru portrete, deoarece îmbunătățește neclaritatea fundalului, o adâncime de câmp mai mare este de dorit pentru fotografia de peisaj. Acesta este motivul pentru care camerele compacte se luptă să producă o estompare semnificativă a fundalului în portrete, în timp ce camerele de format mare se luptă să producă o adâncime de câmp adecvată în peisaje.
Rețineți că calculatorul de mai sus presupune că aveți un obiectiv pe noul senzor (# 2) care poate reproduce același unghi de vedere ca pe senzorul original (# 1). Dacă utilizați în schimb același obiectiv, atunci cerințele de deschidere rămân aceleași (dar va trebui să vă apropiați de subiectul dvs.). Cu toate acestea, această opțiune schimbă și perspectiva.
INFLUENȚA DIFRACȚIEI
Dimensiunile mai mari ale senzorilor pot utiliza diafragme mai mici înainte ca discul aerisit de difracție să devină mai mare decât cercul de confuzie (determinat de dimensiunea imprimării și criterii de claritate). Acest lucru se datorează în primul rând faptului că senzorii mai mari nu trebuie să fie măriți la fel de mult pentru a obține aceeași dimensiune de imprimare. De exemplu: s-ar putea folosi teoretic un senzor digital de până la 8×10 inci, astfel încât imaginea acestuia nu ar trebui deloc mărită pentru o imprimare de 8×10 inci, în timp ce un senzor de 35 mm ar necesita o mărire semnificativă.
Utilizați următorul calculator pentru a estima când difracția începe să reducă claritatea. Rețineți că acest lucru arată doar când difracția va fi vizibilă atunci când este vizualizată pe ecran la 100% – dacă acest lucru va fi evident în imprimarea finală depinde și de distanța de vizualizare și de dimensiunea imprimării. Pentru a calcula și acest lucru, vă rugăm să vizitați: limitele de difracție și fotografia.
Rețineți că debutul difracției este gradual, astfel încât deschiderile ușor mai mari sau mai mici decât limita de difracție de mai sus nu vor arăta dintr-o dată brusc. mai bine sau mai rău, respectiv. Mai mult, cele de mai sus sunt doar o limită teoretică; rezultatele efective vor depinde și de caracteristicile obiectivului. Următoarele diagrame arată dimensiunea discului aerisit (capacitate teoretică maximă de rezolvare) pentru două diafragme împotriva unei grile reprezentând dimensiunea pixelilor:
Rezoluția limitelor de densitate a pixelilor
(Cerință DOF superficială)
Rezoluția limitelor Airy Disk
(Cerință DOF profundă)
O implicație importantă a rezultatelor de mai sus este că pixelul cu difracție limitată dimensiunea crește pentru senzorii mai mari (dacă cerințele privind adâncimea câmpului rămân neschimbate).Această dimensiune a pixelilor se referă la momentul în care dimensiunea aerisită a discului devine factorul limitativ al rezoluției totale – nu densitatea pixelilor. Mai mult, adâncimea de câmp limitată prin difracție este constantă pentru toate dimensiunile senzorilor. Acest factor poate fi esențial atunci când decideți o cameră nouă pentru utilizarea dorită, deoarece mai mulți pixeli pot să nu ofere neapărat o rezoluție mai mare (pentru cerințele dvs. de adâncime de câmp). De fapt, mai mulți pixeli ar putea afecta chiar și calitatea imaginii prin creșterea zgomotului și reducerea intervalului dinamic (secțiunea următoare).
DIMENSIUNE PIXEL: NIVELURI DE ZGOMOT & GAMĂ DINAMICĂ
Senzorii mai mari au, de asemenea, în general pixeli mai mari (deși acest lucru nu este întotdeauna cazul), care le oferă potențialul de a produce zgomot de imagine mai mic și au un interval dinamic mai mare. Gama dinamică descrie gama de tonuri pe care un senzor le poate captura mai jos atunci când un pixel devine complet alb, dar totuși deasupra când textura este indiscernibilă de zgomotul de fundal (aproape negru). Deoarece pixelii mai mari au un volum mai mare – și deci o gamă mai mare de capacitate a fotonilor – aceștia au în general un interval dinamic mai mare.
Notă: cavități afișate fără filtre de culoare prezente
În plus, pixelii mai mari primesc un flux mai mare de fotoni în timpul unui anumit timp de expunere (la același f-stop), astfel încât semnalul lor luminos este mult mai puternic. Pentru o anumită cantitate de zgomot de fundal, acest lucru produce un raport semnal / zgomot mai mare – și astfel o fotografie cu aspect mai lin.
Mai mare Pixeli (cu un senzor mai mare)
Pixeli mai mici (cu un senzor mai mic)
Totuși, acest lucru nu este întotdeauna valabil, deoarece cantitatea de zgomot de fond depinde și de procesul de fabricație al senzorului și de cât de eficient extrage informațiile tonale din fiecare pixel (fără a introduce zgomot suplimentar). În general, însă, tendința de mai sus este valabilă. Un alt aspect de luat în considerare este că, chiar dacă doi senzori au același zgomot aparent atunci când sunt vizualizați la 100%, senzorul cu un număr mai mare de pixeli va produce o imprimare finală mai curată. Acest lucru se datorează faptului că zgomotul se mărește mai puțin pentru senzorul de numărare a pixelilor mai mare (pentru o anumită dimensiune de imprimare), prin urmare, acest zgomot are o frecvență mai mare și, astfel, pare mai fin. >
Costul unui senzor digital crește dramatic pe măsură ce suprafața acestuia crește. Aceasta înseamnă că un senzor cu o suprafață dublă va costa mai mult de două ori mai mult, deci efectiv plătiți mai mult pe unitate „senzor imobiliar” pe măsură ce treceți la dimensiuni mai mari.
Silicon Wafer (împărțit în senzori mici)
Silicon Wafer (împărțit în senzori mari)
Se poate înțelege acest lucru uitându-se la modul în care producătorii produc senzorii lor digitali. Fiecare senzor este tăiat dintr-o foaie mai mare de material de siliciu numită napolitane, care poate conține mii de așchii individuale. Fiecare placă este extrem de costisitoare (mii de dolari), prin urmare, mai puține jetoane pe placă duc la un cost mult mai mare pe jetoane. Mai mult, șansa ca un defect ireparabil (prea mulți pixeli fierbinți sau altfel) să ajungă într-un senzor dat crește odată cu aria senzorului, prin urmare procentul de senzori utilizabili scade odată cu creșterea suprafeței senzorului (randament pe placă). Presupunând că acești factori (cipuri pe placă și randament) sunt cei mai importanți, costurile cresc proporțional cu pătratul suprafeței senzorului (un senzor de 2 ori mai mare costă de 4 ori mai mult). Producția din lumea reală are o relație mai complicată între dimensiuni și costuri, dar acest lucru vă oferă o idee despre creșterea costurilor.
Acest lucru nu înseamnă că anumiți senzori de dimensiuni vor fi întotdeauna costisitori; prețul acestora poate scădea în cele din urmă, dar este posibil ca costul relativ al unui senzor mai mare să rămână semnificativ mai scump (pe unitate de suprafață) în comparație cu unele dimensiuni mai mici.
ALTE CONSIDERAȚII
Unele lentilele sunt disponibile numai pentru anumite dimensiuni ale senzorilor (sau pot să nu funcționeze așa cum se intenționează altfel), ceea ce ar putea fi, de asemenea, o considerație dacă acestea vă ajută stilul de fotografie. Un tip notabil este lentilele de înclinare / schimbare, care permit creșterea (sau scăderea) adâncimii de câmp aparente folosind caracteristica de înclinare. Obiectivele inclinare / schimbare pot utiliza, de asemenea, schimbarea pentru a controla perspectiva și a reduce (sau elimina) liniile verticale convergente cauzate de orientarea camerei deasupra sau sub orizont (utilă în fotografia de arhitectură). Mai mult, lentilele ultra-unghiulare rapide (f / 2,8 sau mai mari) nu sunt la fel de obișnuite pentru senzorii decupați, ceea ce poate fi un factor decisiv dacă este necesar în sport sau în fotoreportaj.
CONCLUZII: DETALII GENERALE A IMAGINEI & FACTORI DE CONCURENȚĂ
Adâncimea câmpului este mult mai mică pentru senzorii de format mai mare, totuși s-ar putea folosi și un diafragmă mai mică înainte de atingerea limitei de difracție (pentru dimensiunea de imprimare aleasă și criteriile de claritate). Deci, ce opțiune are potențialul de a produce cea mai detaliată fotografie? Senzorii mai mari (și numărul de pixeli corespunzător mai mare) produc fără îndoială mai multe detalii dacă vă puteți permite să sacrificați adâncimea câmpului. Pe de altă parte, dacă doriți să mențineți aceeași adâncime de câmp, dimensiunile mai mari ale senzorilor nu au neapărat un avantaj de rezoluție. În plus, adâncimea de câmp limitată prin difracție este aceeași pentru toate dimensiunile senzorilor. Cu alte cuvinte, dacă cineva ar folosi cea mai mică deschidere înainte ca difracția să devină semnificativă, toate dimensiunile senzorilor ar produce aceeași adâncime de câmp – chiar dacă diafragma limitată a difracției va fi diferită.
Un alt rezultat important este că, dacă profunzimea câmpului este factorul limitativ, timpul de expunere necesar crește odată cu dimensiunea senzorului pentru aceeași sensibilitate. Acest factor este probabil cel mai relevant pentru fotografia macro și peisajul nocturn. Rețineți că, chiar dacă fotografiile pot fi făcute manual într-un format mai mic, aceleași fotografii pot să nu fie neapărat realizate manual în formatul mai mare.
Pe de altă parte, timpul de expunere nu poate crește neapărat la fel de mult ca unul s-ar putea presupune inițial, deoarece senzorii mai mari au în general zgomot mai mic (și, prin urmare, își pot permite să utilizeze o setare ISO de sensibilitate mai mare, menținând în același timp un zgomot perceput similar).
În mod ideal, zgomotul perceput nivelurile (la o anumită dimensiune de imprimare) scad, în general, cu senzorii mai mari ai camerei digitale (indiferent de dimensiunea pixelilor).
Indiferent de dimensiunea pixelilor, senzorii mai mari au inevitabil mai multă zonă de colectare a luminii. Teoretic, un senzor mai mare cu pixeli mai mici va avea în continuare zgomot aparent mai mic (pentru o dimensiune de imprimare dată) decât un senzor mai mic cu pixeli mai mari (și un număr total de pixeli rezultat mult mai mic). Acest lucru se datorează faptului că zgomotul din camera cu rezoluție mai mare se mărește mai puțin, chiar dacă poate părea mai zgomotos la 100% pe ecranul computerului. Alternativ, s-ar putea concepe, în mod imaginabil, pixelii adiacenți în senzorul de numărare a pixelilor mai mare (reducând astfel zgomotul aleatoriu), obținându-se totuși rezoluția senzorului de numărare a pixelilor inferior. Acesta este motivul pentru care imaginile reduse pentru web și tipăriturile mici arată atât de fără zgomot.
Per ansamblu: senzorii mai mari oferă în general mai mult control și o flexibilitate artistică mai mare, dar la costul necesitării unor lentile mai mari și echipamente mai scumpe. Această flexibilitate vă permite să creați o adâncime de câmp mai mică decât este posibilă cu un senzor mai mic (dacă se dorește), dar totuși obțineți o adâncime de câmp comparabilă cu un senzor mai mic utilizând o viteză ISO mai mare și o deschidere mai mică (sau când utilizați un trepied ).