Допустим, у меня есть камера микро-4/3 и полнокадровая камера, обе установлены на 1/60 при f/2,8, и я делаю снимок одной и той же сцены при одном и том же освещении. Будет ли экспозиция одинаковой на обеих камерах, несмотря на разные размеры сенсоров?
Причина, по которой я спрашиваю, заключается в разнице в глубине резкости между микро-4/3 и полнокадровыми датчиками. Я обнаружил, что для того, чтобы сделать снимок определенных сцен полнокадровой камерой с той же глубиной резкости, что и у камеры микро-4/3, мне нужно увеличить диафрагму, что, в свою очередь, заставляет меня выкручиваться. ИСО.
Да. Экспозиция основана на количестве света, попадающего в любую заданную точку на датчике (или пленке), а не на общем количестве света для всей области. (Свет, попадающий в углы, не влияет на свет, попадающий в центр или где-либо еще.) Или, говоря наоборот, полнокадровый сенсор записывает больше общего света, но при той же экспозиции ровно настолько больше света, насколько больше площадь сенсора.
Подумайте об этом так: если вы возьмете полнокадровое изображение и обрежете небольшой прямоугольник из середины, экспозиция там (без учета виньетирования и ослабления света) будет такой же, как экспозиция всего кадра.
Теперь вместо обрезки представьте себе замену полнокадрового сенсора на меньший. Та же экспозиция, только меньше записанного изображения.
Конечно, в кадрированном изображении меньше света . Секрет в том, что мы «хитрим» при увеличении. Мы сохраняем яркость прежней, даже несмотря на то, что фактическое количество фотонов, записанных на область, «растянуто». То есть, если на датчике 200 миллионов фотонов, собранных в квадрате, представляют собой средне-серый цвет, если мы напечатаем квадрат размером 10×10 дюймов, мы не будем распространять яркость, делая ее намного тусклее, — вместо этого мы сохраним яркость такая же серая.
Кроме того, да, вам нужно увеличить ISO (или выдержку), чтобы получить ту же окончательную яркость изображения с меньшей апертурой для большей глубины резкости на большем сенсоре. Но, предполагая примерно одинаковую технологию, датчик большего размера должен давать примерно такое же количество шума при этом более высоком значении ISO, как и датчик меньшего размера при более низкой чувствительности.
Уступая длинной ветке комментариев ниже, я добавлю: если вы буквально сравниваете две комбинации камер в реальном мире, точная экспозиция может различаться по нескольким причинам. Одним из них является фактическое пропускание света для данного объектива с определенной диафрагмой — сами элементы объектива не идеальны и блокируют часть света. Это отличается от объектива к объективу. Во-вторых, производители объективов округляют значение диафрагмы до ближайшего упора, что может быть не совсем точным. В-третьих, точность ISO варьируется от производителя к производителю — ISO 800 на одной камере может давать такую же экспозицию, как ISO 640 на другой. Все эти факторы должны быть (даже в совокупности) меньше стопа. И самое главное, все эти факторы не зависят от размера сенсора и не связаны с ним., поэтому я исключил их из исходного ответа.
Допустим, у меня есть камера микро-4/3 и полнокадровая камера, обе установлены на 1/60 при f/2,8, и я делаю снимок одной и той же сцены при одном и том же освещении. Будет ли экспозиция одинаковой на обеих камерах, несмотря на разные размеры сенсоров?
Да, если это один и тот же объектив или оба объектива имеют одинаковую передачу, и если предположить, что, говоря «одинаковая экспозиция», вы используете один и тот же рейтинг ISO (чтобы сгладить различия в эффективности сенсора).
Предостережения:
Тот же ISO не означает тот же уровень шума.
Различные датчики, работающие с одним и тем же уровнем ISO, захватывают разное количество света, но преобразуют их в одинаковую экспозицию. Однако даже если экспозиция одинакова, способность различать детали среди шума будет разной. Система рейтинга ISO предназначена для учета различий в эффективности датчиков, поэтому вы можете установить любой датчик, независимо от размера или эффективности, на ISO 200 и получить одинаковую экспозицию. Чтобы добиться этого, полнокадровый датчик, работающий при ISO200, собирает гораздо больше света, чем датчик 4/3 при ISO200 для той же сцены, и он просто внутренне применяет различное усиление, чтобы перевести сцену в одно и то же. значения яркости.
Все будет выглядеть одинаково в конечном результате с точки зрения экспозиции, за исключением того, что полный кадр будет иметь более низкий уровень шума, поскольку он начинается с большего количества информации о свете. Обратите внимание, что могут быть различия в эффективности между датчиками одинакового размера; следовательно, это связано не только с размером сенсора, хотя это основной фактор. Короче говоря, ISO 800 в FF — это та же экспозиция , что и ISO 800 в 4/3, но вы получите на них другой шум и динамический диапазон, поскольку это не одинаковая эффективность сенсора.
Одинаковая диафрагма не обязательно означает одинаковую светосилу объектива.
Распространенным методом определения количества света, проходящего через объектив, является диафрагма. Однако эта мера основана на диаметре апертуры, но не учитывает пропускающие свойства элементов объектива (то есть, сколько света поглощается стеклом в объективе). Все стекла линз поглощают часть света. Современные линзы с несколькими покрытиями поглощают намного меньше, и нередко простые современные линзы пропускают более 99% света.
Без фильтров эффект потери пропускания в современных линзах с многослойным просветлением настолько мал, что почти во всех случаях его можно игнорировать, что делает это не более чем академическим упражнением с небольшой практической ценностью. Те случаи, когда это нельзя игнорировать, могут включать съемку для кино, где несколько последовательных кадров должны иметь одинаковую экспозицию, даже если они могут использовать совершенно разные объективы. Вот почему были изобретены Т-образные упоры; они похожи на диафрагмы, поскольку учитывают свойства пропускания всего вашего стекла.
Примечание. Следующий ответ изначально был написан в ответ на другой вопрос, который, хотя и очень похож на этот, был конкретно связан с различиями между размерами сенсора при съемке в условиях низкой освещенности.
Экспозиция является мерой плотности поля света. Это означает, что это выражение того, сколько света захватывается на единицу площади.
Если у вас одинаковое значение ISO, число f и время затвора, вы получите одинаковую экспозицию . Могут быть небольшие различия из-за неточностей разных камер в отношении фактического ISO, времени затвора и диафрагмы, а также из-за разного количества света, которое теряется при прохождении через разные объективы. Но для целей творческой фотографии все, что находится в пределах от 1/6 до 1/3 ступени, рассматривается как достаточно близкое расстояние .
Что вы теряете с датчиком меньшего размера, особенно при съемке в условиях очень слабого освещения, так это общее количество собранного света . Когда плотность поля света одинакова, количество света, падающего на каждый квадратный миллиметр, одинаково, но датчик, который в четыре раза больше по площади, собирает в четыре раза больше фотонов, распределенных по площади, в четыре раза превышающей площадь. Предполагая, что угол обзора у обеих камер одинаков из-за линз с разным фокусным расстоянием, яркость каждого мм² будет одинаковой, но датчик большего размера дает большее изображение. Это важно, когда мы увеличиваем изображение от размера, который он имеет на сенсоре, до размера, с которым мы хотим его отобразить.
Если изображения с обоих датчиков увеличиваются до одинакового размера дисплея, изображение с большего датчика требует меньшего увеличения, чем изображение с меньшего датчика. Когда изображения увеличиваются по размеру, который они проецируют на матрицу, увеличивается все: изображение из света, который был спроецирован на матрицу и записан, шум, создаваемый камерой, шум, создаваемый случайным характером света, размытие из-за к движению и фокусировке / проблемам глубины резкости, а также к любым оптическим дефектам из-за объектива.
Таким образом, в конце концов, больший датчик дает вам возможность увеличивать меньше, чтобы получить тот же размер экрана, что означает, что все недостатки на фотографии не так увеличены, как если бы они были с меньшим датчиком.
Тем не менее, для некоторых ситуаций существуют методы , которые позволяют улучшить работу как меньших, так и больших датчиков. Например, съемка с более низким значением ISO для более длинной выдержки уменьшит влияние фотонного шума. Конечно, для этого может потребоваться штатив или другие средства стабилизации камеры. Использование вычитания темных кадров может уменьшить влияние постоянного шума считывания, создаваемого камерой. Наложение нескольких изображений одной и той же сцены уменьшит случайный шум в каждом кадре. Для штабелирования почти наверняка требуется штатив. Но любые улучшения , которые вы делаете, используя меньший датчик, также могут быть сделаны с помощью большего датчика. Таким образом, датчик большего размера всегда будет сохранять свое преимущество в сборе света .когда оба основаны на одной и той же технологии.
Скорость затвора — это простой для понимания компонент экспозиции. Уменьшите скорость затвора вдвое, и вы получите вдвое меньше света, попадающего на матрицу. 1/50 на маленьком датчике дает такое же количество света на квадратный метр, как и на большом датчике. Большой датчик просто захватывает большую его площадь.
Поле зрения и диафрагма — интересный компонент экспозиции. Вот почему апертура является относительным размером к фокусному расстоянию. Если бы это было не так, нам приходилось бы носить в карманах калькуляторы каждый раз, когда мы его меняли.
Представьте, что у вас диаметр апертуры 5 мм (площадь 78,5 мм²), и вы увеличиваете поле зрения в два раза (с 30° до 60°). Теперь это увеличивает количество света, падающего на одну и ту же область, в четыре раза (pi.R²), что означает, что либо ваш ISO должен будет уменьшиться в четыре раза, либо скорость затвора укоротится в четыре раза.
Теперь, если вы сохраняете размер физической апертуры прямо пропорциональным полю зрения (определяемому фокусным расстоянием и размером сенсора), вы отменяете компонент поля зрения. Здесь в игру вступает f-stop . Все, что имеет значение сейчас, это соотношение. Например, когда ваша диафрагма составляет 1/2,8 размера фокусного расстояния, одинаковое количество света при заданной скорости затвора будет попадать на датчик независимо от фокусного расстояния.
Это означает, что апертура становится физически меньше при широких углах (уменьшение) и больше при меньшем поле зрения (увеличение).
Как это работает на маленьких и больших датчиках? Что ж, на большом сенсоре то же поле зрения (конус света) ограничено в той же степени апертурой объектива, но оно расширено, чтобы покрыть большую часть сенсора.
ISO , с другой стороны, является стандартом. Он определяет стандартную экспозицию при любой заданной выдержке и диафрагме.
Отредактировано для уточнения
Причина, по которой большой датчик может создавать менее шумную экспозицию, заключается в том, что площадь каждого пикселя больше (иногда значительно больше). Это означает, что уровень сигнала (света) по сравнению с уровнем шума, попадающего на каждый пиксель, выше. Думайте об этом как о ведре воды с таким же количеством сажи на дне. В 5-литровом ведре будет больше воды, чем в саже, по сравнению с 2-литровым ведром, что увеличивает полезность этого ведра.
Это отношение сигнал/шум (SNR). В режиме «наведи и снимай» отношение сигнал/шум значительно меньше. Удвоение ISO для всех намерений и целей вдвое уменьшает SNR. Из-за этих больших фотообъектов на цифровой зеркальной фотокамере ISO можно значительно увеличить, и при этом добиться меньшего шума, чем при съемке «наведи и снимай», несмотря на тот же объем света, попадающего на чип сенсора.
Фу. Это сбивает с толку.
Итай