Czy te same ustawienia aparatu prowadzą do tej samej ekspozycji dla różnych rozmiarów czujników?

Załóżmy, że mam aparat mikro-4/3 i aparat pełnoklatkowy, oba ustawione na 1/60 na f / 2.8, robiąc zdjęcie tej samej sceny w tym samym świetle. Czy ekspozycja będzie taka sama w obu aparatach pomimo różnych rozmiarów czujników?

Powód, dla którego pytam, wynika z różnicy w głębi pola między czujnikami micro-4/3 i pełnoklatkowymi. Odkrywam, że aby zrobić zdjęcie niektórych scen aparatem pełnoklatkowym o tej samej głębi ostrości co aparat mikro-4/3, muszę zwiększyć przysłonę, co z kolei zmusza mnie do podkręcenia ISO.

Tak. Ekspozycja oparta jest na ilości światła, które pada na dany punkt na czujniku (lub filmie), a nie na całkowitej ilości światła dla całego obszaru. (Światło padające na narożniki nie ma żadnego wpływu na światło padające na środek ani nigdzie indziej.) Lub odwrotnie, pełnoklatkowy czujnik rejestruje więcej światła ogólnego, ale przy tej samej ekspozycji jest to dokładnie tyle więcej światła, ile jest więcej obszaru czujnika.

Pomyśl o tym w ten sposób: jeśli zrobisz zdjęcie pełnoekranowe i wykadrujesz mały środek od środka, ekspozycja w nim (ignorując winietowanie i opadanie światła) jest taka sama jak ekspozycja dla całej rzeczy.

Teraz zamiast przycinania wyobraź sobie, że zastąpiłeś czujnik pełnoklatkowy czujnikiem mniejszym. Ta sama ekspozycja, tylko mniej zarejestrowanego obrazu.

Oczywiście przycięty obraz ma ogólnie mniej światła . Sekret polega na tym, że „oszukujemy” podczas powiększania. Utrzymujemy tę samą jasność, nawet jeśli faktyczna liczba fotonów zarejestrowanych na obszar jest „rozciągnięta”. Oznacza to, że jeśli na czujniku 200 milionów fotonów zgromadzonych w kwadracie reprezentuje średnią szarość, jeśli wydrukujemy tak, że kwadrat ma wymiary 10 x 10 cali, nie rozprowadzamy jasności, czyniąc ją znacznie ciemniejszą - zamiast tego jasność, więc jest taki sam szary.

Ponadto tak, musisz zwiększyć czułość ISO (lub czas otwarcia migawki), aby uzyskać tę samą jasność końcową obrazu przy mniejszej wartości przysłony, aby uzyskać większą głębię ostrości na większym czujniku. Ale przy założeniu, że technologia jest w przybliżeniu równa, większy czujnik powinien dawać mniej więcej tyle samo hałasu przy tym wyższym ISO, co mniejszy przy mniejszych czułościach.

W ramach ustępu do długiego komentarza poniżej dodam: jeśli dosłownie porównujesz dwie kombinacje kamer w prawdziwym świecie, dokładna ekspozycja może się różnić z kilku powodów. Jedną z nich jest faktyczna transmisja światła dla danego obiektywu przy określonym punkcie przysłony - same elementy soczewki nie są idealne i blokują trochę światła. Różni się to w zależności od obiektywu. Po drugie, twórcy obiektywów określają wartość przysłony zaokrąglając do najbliższego punktu i mogą nie być idealnie dokładni. Po trzecie, dokładność ISO różni się w zależności od producenta - ISO 800 na jednym aparacie może dawać taką samą ekspozycję jak ISO 640 na drugim. Wszystkie te czynniki powinny (nawet kumulatywnie) być mniejsze niż przystanek. A co najważniejsze, wszystkie te czynniki są niezależne i niezwiązane z rozmiarem czujnikadlatego pominąłem je w pierwotnej odpowiedzi.

Załóżmy, że mam aparat mikro-4/3 i aparat pełnoklatkowy, oba ustawione na 1/60 na f / 2.8, robiąc zdjęcie tej samej sceny w tym samym świetle. Czy ekspozycja będzie taka sama w obu aparatach pomimo różnych rozmiarów czujników?

Tak - jeśli jest to ten sam obiektyw lub oba obiektywy mają tę samą transmisję, i zakładając, że mówiąc „ta sama ekspozycja”, używasz tej samej oceny ISO (aby wyrównać różnice w wydajności czujnika).

Ostrzeżenia:

• To samo ISO nie oznacza tego samego poziomu hałasu.

  Różne czujniki działające na tym samym poziomie ISO wychwytują różne ilości światła, ale zmieniają je w tę samą ekspozycję. Jednak nawet jeśli ekspozycja jest taka sama, zdolność do rozpoznawania szczegółów wśród szumów będzie inna. System oceny ISO został zaprojektowany w celu uwzględnienia różnic w wydajności czujnika, dzięki czemu można ustawić dowolny czujnik niezależnie od wielkości lub wydajności na ISO200 i uzyskać taką samą ekspozycję. Aby to osiągnąć, pełnoklatkowy czujnik pracujący w ISO200 zbiera znacznie więcej światła niż czujnik 4/3 w ISO200 dla tej samej sceny i po prostu stosuje wewnętrznie inną wartość wzmocnienia, aby przełożyć scenę na to samo wartości jasności.

  Wszystko będzie wyglądać równorzędnie w wyniku końcowym pod względem ekspozycji, z tym wyjątkiem, że pełna klatka będzie miała niższy poziom hałasu, ponieważ zaczęła się od większej ilości światła. Pamiętaj, że mogą występować różnice w wydajności między czujnikami tego samego rozmiaru; dlatego nie jest to związane wyłącznie z rozmiarem czujnika, chociaż jest to główny czynnik. Krótko mówiąc, ISO 800 w FF to ta sama ekspozycja, co ISO 800 w 4/3, ale dostaniesz na nich inny szum i zakres dynamiczny, ponieważ nie jest to ta sama wydajność czujnika.

• Ten sam przysłona niekoniecznie oznacza taką samą transmisję obiektywu.

  Powszechną metodą określania ilości światła przechodzącego przez obiektyw jest f-stop. Jednak miara ta opiera się na średnicy apertury, ale nie bierze pod uwagę właściwości transmisyjnych elementów soczewki (tj. Ile światła pochłania szkło w soczewce). Wszystkie soczewki pochłaniają trochę światła. Nowoczesne soczewki z wieloma powłokami pochłaniają znacznie mniej i nie jest rzadkością, że zwykły nowoczesny obiektyw przepuszcza więcej niż 99% światła.

  Bez filtrów efekt utraty transmisji w nowoczesnej soczewce z kilkoma powłokami jest tak mały, że w prawie wszystkich przypadkach można go zignorować, czyniąc z tego coś więcej niż ćwiczenie akademickie o niewielkiej wartości praktycznej. Przypadki, w których nie można tego zignorować, mogą obejmować fotografowanie w kinie, w którym kilka kolejnych ujęć powinno mieć tę samą ekspozycję, nawet jeśli mogą używać bardzo różnych obiektywów. Właśnie dlatego wynaleziono t-stopy; są jak przysłony, ponieważ uwzględniają właściwości transmisyjne całego szkła.

Uwaga: Poniższa odpowiedź została pierwotnie napisana w odpowiedzi na inne pytanie, które, choć bardzo podobne do tego, dotyczyło w szczególności różnic między rozmiarami czujników podczas fotografowania w warunkach słabego oświetlenia.

Czy czujnik 1-calowy da taką samą ekspozycję przy tej samej przysłonie i ustawieniach ISO w porównaniu do czujnika APS-C?

Ekspozycja jest miarą gęstości pola światła. Oznacza to, że jest to ilość przechwyconego światła na jednostkę powierzchni.

Jeśli masz ten sam ISO, liczbę f i czas otwarcia migawki, uzyskasz taką samą ekspozycję . Mogą występować niewielkie różnice z powodu niedokładności różnych aparatów w odniesieniu do rzeczywistego ISO, czasu migawki i przysłony, a także różnej ilości światła traconego podczas przemieszczania się przez różne obiektywy. Ale do celów kreatywnej fotografii wszystko w odległości około 1/6 do 1/3 przystanku jest postrzegane jako wystarczająco blisko .

To, co tracisz dzięki mniejszemu czujnikowi, szczególnie podczas fotografowania w bardzo słabym świetle, to całkowita ilość zebranego światła . Gdy gęstość pola światła jest taka sama, ilość światła padającego na każdy milimetr kwadratowy jest taka sama, ale czujnik, który jest czterokrotnie większy pod względem powierzchni, zbiera czterokrotnie więcej fotonów rozłożonych na czterokrotnie powierzchni. Zakładając, że kąt widzenia jest taki sam w obu aparatach ze względu na obiektywy o różnej ogniskowej, jasność każdego mm² będzie taka sama, ale większy czujnik generuje większy obraz. Jest to istotne, gdy powiększamy obraz z rozmiaru znajdującego się na matrycy do rozmiaru, w którym chcemy go wyświetlić.

Jeśli obrazy z obu czujników są powiększane do tego samego rozmiaru wyświetlacza, obraz z większego czujnika wymaga mniejszego powiększenia niż obraz z mniejszego czujnika. Gdy obrazy są powiększane od rozmiaru, które są rzutowane na czujnik, wszystko się powiększa: obraz ze światła, które zostało rzucone na czujnik i zarejestrowane, szum generowany przez aparat, hałas generowany przez losową naturę światła, rozmycie spowodowane problemy z ruchem i ogniskowaniem / DOF oraz wszelkie niedoskonałości optyczne związane z obiektywem.

W końcu tym, co daje większy czujnik, jest możliwość powiększania mniejszego, aby uzyskać ten sam rozmiar wyświetlacza, co oznacza, że ​​wszystkie niedoskonałości na zdjęciu nie są tak powiększone, jak w przypadku mniejszego czujnika.

W niektórych sytuacjach istnieją jednak techniki , które pozwolą poprawić działanie zarówno mniejszych, jak i większych czujników. Na przykład fotografowanie z niższym ISO w celu uzyskania dłuższej ekspozycji zmniejszy wpływ szumu fotonu. Oczywiście może to wymagać statywu lub innych środków stabilizacji aparatu. Odejmowanie ciemnej ramki może zmniejszyć wpływ stałego szumu odczytu wytwarzanego przez kamerę. Układanie wielu obrazów tej samej sceny zmniejszy losowy szum w każdej klatce. Układanie prawie na pewno wymaga statywu. Ale wszelkie ulepszenia wprowadzone przy użyciu mniejszego czujnika można również wprowadzić przy użyciu większego czujnika. Dlatego większy czujnik zawsze zachowuje swoją zaletę zbierania światła gdy oba są oparte na tej samej technologii.

Czas otwarcia migawki jest łatwym składnikiem ekspozycji do zrozumienia. Zmniejsz czas otwarcia migawki o połowę, a dostaniesz połowę światła padającego na czujnik. 1/50 na małym czujniku daje taką samą ilość światła na metr kwadratowy, jak na dużym czujniku. Duży czujnik przechwytuje tylko jego większy obszar.

Ciekawym elementem ekspozycji jest pole widzenia i przysłona . Dlatego apertura ma względny rozmiar do ogniskowej. Gdyby tak nie było, potrzebowalibyśmy kalkulatorów w kieszeniach przy każdej zmianie.

Wyobraź sobie, że masz średnicę apertury 5 mm (powierzchnia 78,5 mm²) i zwiększasz pole widzenia dwa razy (30º do 60º). Zwiększa to teraz ilość światła padającego na ten sam obszar czterokrotnie (pi.R²), co oznaczałoby, że albo twoje ISO musiałoby spaść czterokrotnie, albo czas otwarcia migawki skrócił się czterokrotnie.

Teraz, jeśli zachowujesz fizyczny rozmiar apertury bezpośrednio proporcjonalnie do pola widzenia (określonego przez ogniskową i rozmiar czujnika), anulujesz komponent pola widzenia. W tym momencie wchodzi f-stop . Teraz liczy się tylko stosunek. Na przykład, gdy wartość przysłony wynosi 1 / 2,8, to na przykład rozmiar ogniskowej powoduje, że ta sama ilość światła przy danym czasie otwarcia migawki uderza w czujnik niezależnie od ogniskowej.

Oznacza to, że apertura staje się fizycznie mniejsza pod szerokimi kątami (oddalenie) i większa w mniejszym polu widzenia (zbliżenie).

Jak to działa na małych i dużych czujnikach? Cóż, na dużym czujniku to samo pole widzenia (stożek światła) jest ograniczone taką samą ilością przysłony obiektywu, ale jest rozszerzone, aby objąć większe są na czujniku.

Z drugiej strony ISO jest standardem. Określa standardową ekspozycję przy dowolnym czasie otwarcia migawki i przysłonie.

Edytowane w celu wyjaśnienia

Powodem, dla którego duży czujnik jest w stanie wytwarzać mniej hałaśliwą ekspozycję, jest to, że powierzchnia każdego piksela jest większa (czasami znacznie większa). Oznacza to, że poziom sygnału (światła) w porównaniu do poziomu szumu uderzającego w każdy piksel jest wyższy. Pomyśl o tym jak o wiadrze wody z taką samą ilością sadzy na dole. Wiadro o pojemności 5 litrów będzie miało więcej wody niż sadza w porównaniu do wiadra o pojemności 2 litrów, co zwiększy jego przydatność.

Jest to stosunek sygnału do szumu (SNR). W punkcie i strzelaniu stosunek sygnału do szumu jest znacznie mniejszy. Podwojenie ISO dla wszystkich celów i celów zmniejsza SNR o połowę. Z powodu tych dużych kubełkowych stron na cyfrowej lustrzance, ISO można znacznie rozszerzyć i nadal osiągać mniej hałasu niż punkt i strzelać, pomimo tej samej ilości światła padającego na układ matrycy.

Uff To mylące rzeczy.