การตั้งค่ากล้องเดียวกันนำไปสู่การเปิดรับแสงเดียวกันกับขนาดเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันหรือไม่?

สมมติว่าฉันมีกล้อง micro-4 / 3rd และกล้องฟูลเฟรมทั้งคู่ตั้งค่าเป็น 1/60 ที่ f / 2.8 ถ่ายภาพของฉากเดียวกันในแสงเดียวกัน การเปิดรับแสงจะเหมือนกันในกล้องทั้งสองตัวแม้ว่าจะมีขนาดเซ็นเซอร์ต่างกันหรือไม่?

เหตุผลที่ฉันถามคือเพราะความแตกต่างของความลึกของเขตข้อมูลระหว่าง micro-4/3 และเซ็นเซอร์ฟูลเฟรม ฉันพบว่าเพื่อที่จะถ่ายภาพบางฉากด้วยกล้องฟูลเฟรมที่ความชัดลึกเท่ากันกับกล้อง micro-4 / 3rd ฉันต้องเพิ่มค่ารูรับแสงซึ่งทำให้ฉันต้องเหวี่ยงขึ้น ISO

ใช่. การเปิดรับแสงขึ้นอยู่กับปริมาณของแสงที่กระทบกับจุดใดก็ตามบนเซ็นเซอร์ (หรือฟิล์ม) ไม่ใช่ปริมาณแสงทั้งหมดสำหรับพื้นที่ทั้งหมด (แสงที่กระทบมุมไม่มีผลกระทบใด ๆ กับแสงที่กดปุ่มตรงกลางหรือที่ใดก็ได้) หรือจะวางไว้ในลักษณะตรงกันข้ามเซนเซอร์ฟูลเฟรมจะบันทึกแสงโดยรวมให้มากขึ้น แต่สำหรับการรับแสงแบบเดียวกัน รับแสงได้มากขึ้นเหมือนกับบริเวณเซ็นเซอร์มากขึ้น

ลองคิดแบบนี้: ถ้าคุณถ่ายภาพเต็มเฟรมและตัดสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ออกจากตรงกลางแสงที่ได้รับ (โดยไม่คำนึงถึงขอบภาพมืดและแสงตก) เป็นสิ่งเดียวกันกับการเปิดรับแสงสำหรับทุกสิ่ง

ทีนี้แทนที่จะเป็นการครอบตัดลองจินตนาการว่าการเปลี่ยนเซ็นเซอร์แบบฟูลเฟรมเป็นแบบที่เล็กกว่า การเปิดรับแสงเดียวกันน้อยกว่าภาพที่บันทึก

แน่นอนภาพที่ตัดจะมีแสงน้อยโดยรวม ความลับก็คือเรา "โกง" เมื่อขยาย เรารักษาความสว่างให้คงเดิมแม้ว่าโฟตอนจำนวนจริงที่บันทึกต่อพื้นที่จะ "ยืด" นั่นคือถ้าบนเซ็นเซอร์ 200 ล้านโฟตอนที่ถูกรวบรวมในสี่เหลี่ยมแสดงถึงสีเทากลางถ้าเราพิมพ์เพื่อให้สี่เหลี่ยมนั้นคือ 10 "× 10" เราจะไม่กระจายความสว่างออกมาทำให้มันหรี่ลงมาก - แทนที่จะเก็บ ความสว่างจึงเป็นสีเทาเดียวกัน

นอกจากนี้ใช่คุณต้องเพิ่ม ISO (หรือความเร็วชัตเตอร์) เพื่อให้ได้ความสว่างของภาพขั้นสุดท้ายที่เหมือนกันด้วยรูรับแสงขนาดเล็กสำหรับความชัดลึกที่สูงขึ้นของเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ แต่สมมติว่าเทคโนโลยีมีความเท่าเทียมกันอย่างมากเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ควรให้เสียงในระดับเดียวกันกับ ISO ที่สูงขึ้นเมื่อขนาดที่เล็กกว่ามีความไวต่ำกว่า

ในส่วนของความคิดเห็นที่มีความยาวด้านล่างฉันจะเพิ่ม: หากคุณกำลังเปรียบเทียบชุดกล้องสองตัวในโลกแห่งความเป็นจริงการเปิดรับที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไปด้วยเหตุผลหลายประการ หนึ่งในนั้นคือการส่งผ่านแสงที่เกิดขึ้นจริงสำหรับเลนส์ที่กำหนดที่ f-stop บางส่วนองค์ประกอบเลนส์ตัวเองไม่สมบูรณ์แบบและป้องกันแสงบางส่วน สิ่งนี้แตกต่างจากเลนส์ถึงเลนส์ ประการที่สองผู้ผลิตเลนส์จะหยุดที่ใกล้ที่สุดเมื่อระบุรูรับแสงและอาจไม่แม่นยำอย่างสมบูรณ์ ประการที่สามความแม่นยำของ ISO จะแตกต่างกันไปตามผู้ผลิตถึงผู้ผลิต - ISO 800 ในกล้องหนึ่งอาจให้ค่าแสงเดียวกันกับ ISO 640 ในอีกกล้องหนึ่ง ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ควรจะเป็น (แม้กระทั่งรวมกัน) น้อยกว่าหยุด และที่สำคัญที่สุดปัจจัยเหล่านี้ล้วนเป็นอิสระจากกันและไม่เกี่ยวข้องกับขนาดของเซ็นเซอร์นี่คือเหตุผลที่ฉันทิ้งพวกเขาออกจากคำตอบเดิม

สมมติว่าฉันมีกล้อง micro-4 / 3rd และกล้องฟูลเฟรมทั้งคู่ตั้งค่าเป็น 1/60 ที่ f / 2.8 ถ่ายภาพของฉากเดียวกันในแสงเดียวกัน การเปิดรับแสงจะเหมือนกันในกล้องทั้งสองตัวแม้ว่าจะมีขนาดเซ็นเซอร์ต่างกันหรือไม่?

ใช่ - ถ้าเป็นเลนส์เดียวกันหรือเลนส์ทั้งสองมีการส่งผ่านที่เหมือนกันและสมมติว่าโดยการพูดว่า "การเปิดรับแสงเดียวกัน" คุณกำลังใช้การจัดอันดับ ISO เท่าเดิม (เพื่อให้ได้ความแตกต่างในประสิทธิภาพเซ็นเซอร์)

คำเตือน:

• ISO เดียวกันไม่ได้หมายถึงระดับเสียงรบกวนเดียวกัน

  เซ็นเซอร์ที่ทำงานในระดับ ISO เดียวกันจะจับแสงในปริมาณที่แตกต่างกัน แต่เปลี่ยนให้เป็นแสงเดียวกัน อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าการเปิดรับแสงจะเหมือนกัน แต่ความสามารถในการแก้ไขรายละเอียดระหว่างเสียงจะแตกต่างกัน ระบบการจัดอันดับ ISO ได้รับการออกแบบเพื่อแยกแยะความแตกต่างของประสิทธิภาพเซ็นเซอร์เพื่อให้คุณสามารถตั้งค่าเซ็นเซอร์ใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงขนาดหรือประสิทธิภาพเป็น ISO200 และได้รับแสงเดียวกัน เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้เซ็นเซอร์ฟูลเฟรมที่ทำงานที่ ISO200 กำลังรวบรวมแสงมากกว่าเซ็นเซอร์ 4/3 ที่ ISO200 สำหรับฉากเดียวกันและเป็นเพียงการใช้ภายในจำนวนที่แตกต่างกันเพื่อแปลงฉากเป็นแบบเดียวกัน ค่าความสว่าง

  ทั้งหมดจะมีลักษณะที่เท่าเทียมกันในผลลัพธ์สุดท้ายในแง่ของการรับแสงยกเว้นว่าฟูลเฟรมจะมีระดับเสียงรบกวนที่ต่ำลงตั้งแต่เริ่มต้นด้วยข้อมูลแสงที่มากขึ้น โปรดทราบว่าอาจมีความแตกต่างในประสิทธิภาพระหว่างเซ็นเซอร์ที่มีขนาดเท่ากันเช่นกัน ดังนั้นจึงไม่เกี่ยวข้องกับขนาดเซ็นเซอร์เพียงอย่างเดียว แต่นั่นเป็นปัจจัยสำคัญ กล่าวโดยสรุป ISO 800 ใน FF คือค่าแสงเดียวกันกับ ISO 800 ใน 4/3 แต่คุณจะได้รับเสียงรบกวนและช่วงไดนามิกที่แตกต่างกันเนื่องจากไม่มีประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ที่เหมือนกัน

• f-stop เดียวกันไม่ได้แปลว่าการส่งผ่านเลนส์เดียวกัน

  วิธีการทั่วไปในการพิจารณาว่าแสงผ่านเข้ามาในเลนส์มากน้อยเป็น f-stop อย่างไรก็ตามการวัดนี้ขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของรูรับแสง แต่ไม่ได้คำนึงถึงคุณสมบัติการส่งผ่านขององค์ประกอบเลนส์ (นั่นคือปริมาณแสงที่แก้วดูดซับในเลนส์) กระจกเลนส์ทั้งหมดดูดซับแสงบางอย่าง เลนส์สมัยใหม่ที่มีการเคลือบหลายชั้นจะดูดซับได้น้อยลงและไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับเลนส์สมัยใหม่ที่เรียบง่ายในการส่งผ่านแสงมากกว่า 99%

  หากไม่มีตัวกรองผลของการสูญเสียการส่งผ่านของเลนส์เคลือบหลายชั้นที่ทันสมัยมีขนาดเล็กมากจนแทบไม่สามารถมองข้ามได้ในทุกกรณีทำให้การออกกำลังกายทางวิชาการมีคุณค่าน้อย กรณีที่ไม่สามารถเพิกเฉยได้อาจรวมถึงการถ่ายภาพในโรงภาพยนตร์ซึ่งหลายนัดติดต่อกันควรมีการเปิดรับแสงเดียวกันแม้ว่าพวกเขาจะใช้เลนส์ที่แตกต่างกันมาก นั่นเป็นสาเหตุที่ t-stop ถูกประดิษฐ์ขึ้น พวกเขาชอบ f-stop โดยพวกเขาคำนึงถึงคุณสมบัติการส่งผ่านของแก้วทั้งหมดของคุณ

หมายเหตุ: คำตอบต่อไปนี้ถูกเขียนขึ้นเป็นคำตอบสำหรับคำถามอื่นที่ในขณะที่คล้ายกับคำตอบนี้มีความกังวลโดยเฉพาะกับความแตกต่างระหว่างขนาดของเซ็นเซอร์เมื่อถ่ายภาพในสถานการณ์ที่มีแสงน้อย

เซ็นเซอร์ 1 นิ้วจะให้ค่าแสงที่รูรับแสงเดียวกันและการตั้งค่า ISO เทียบกับเซ็นเซอร์ APS-C หรือไม่

การรับแสงเป็นการวัดความหนาแน่นของแสง หมายความว่ามันคือการแสดงออกของแสงที่ถูกจับต่อหน่วยพื้นที่

ถ้าคุณมีมาตรฐาน ISO เดียวกัน F-จำนวนและเวลาที่ชัตเตอร์คุณจะได้รับการสัมผัสเดียวกัน อาจมีความแตกต่างเล็กน้อยเนื่องจากความไม่ถูกต้องของกล้องที่แตกต่างกันเกี่ยวกับ ISO จริงเวลาชัตเตอร์และรูรับแสงรวมถึงปริมาณแสงที่แตกต่างกันซึ่งจะหายไปเมื่อเดินทางผ่านเลนส์ต่างๆ แต่สำหรับความคิดสร้างสรรค์วัตถุประสงค์ในการถ่ายภาพอะไรภายในเวลาประมาณ 1/6 1/3 หยุดถูกมองว่าเป็นพอใกล้

สิ่งที่คุณสูญเสียไปกับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กโดยเฉพาะเมื่อถ่ายภาพในสภาพแสงน้อยมากคือปริมาณแสงทั้งหมดที่รวบรวมได้ เมื่อความหนาแน่นของฟิลด์ของแสงเท่ากันปริมาณของแสงที่ตกลงมาในแต่ละตารางมิลลิเมตรจะเท่ากัน แต่เซ็นเซอร์ที่มีขนาดใหญ่เป็นสี่เท่าในแง่ของพื้นที่เก็บรวบรวมสี่เท่าของโฟตอนจำนวนมากกระจายทั่วพื้นที่สี่เท่า สมมติว่ามุมมองภาพเหมือนกันกับกล้องทั้งสองตัวเนื่องจากเลนส์ทางยาวโฟกัสที่แตกต่างกันความสว่างของแต่ละmm²จะเท่ากัน แต่เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จะสร้างภาพที่ใหญ่ขึ้น นี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อเราขยายภาพจากขนาดที่อยู่ในเซ็นเซอร์เป็นขนาดที่เราต้องการแสดง

หากภาพจากเซ็นเซอร์ทั้งสองถูกขยายให้มีขนาดจอแสดงผลเท่ากันภาพจากเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จะต้องการการขยายขนาดที่น้อยกว่าภาพจากเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก เมื่อภาพถูกขยายจากขนาดภาพจะถูกฉายลงบนเซ็นเซอร์ทุกสิ่งที่ได้รับการขยาย: ภาพจากแสงที่ฉายลงบนเซ็นเซอร์และบันทึกไว้เสียงที่เกิดจากกล้องเสียงที่เกิดจากการสุ่มแสงเบลอเนื่องจาก เพื่อการเคลื่อนไหวและการโฟกัส / ปัญหา DOF และความไม่สมบูรณ์ของแสงเนื่องจากเลนส์

ดังนั้นในที่สุดสิ่งที่เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ให้คุณคือความสามารถในการขยายให้น้อยลงเพื่อให้ได้ขนาดจอแสดงผลแบบเดียวกันซึ่งหมายความว่าความไม่สมบูรณ์ของภาพทั้งหมดไม่ได้รับการขยายอย่างที่ควรจะเป็นด้วยเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก

ในบางสถานการณ์มีเทคนิคที่จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ขนาดเล็กและใหญ่ให้ดีขึ้น ยกตัวอย่างเช่นการถ่ายภาพด้วย ISO ที่ต่ำกว่าเพื่อให้ได้รับแสงนานกว่าจะลดอิทธิพลของเสียงรบกวนจากโฟตอน แน่นอนว่าอาจต้องใช้ขาตั้งกล้องหรือวิธีอื่นในการทำให้กล้องมีเสถียรภาพ การใช้การลบเฟรมมืดสามารถลดอิทธิพลของสัญญาณรบกวนการอ่านค่าคงที่ที่เกิดจากกล้อง การซ้อนภาพหลายภาพในฉากเดียวกันจะช่วยลดจุดรบกวนแบบสุ่มในแต่ละเฟรม การวางซ้อนเกือบจะแน่นอนต้องใช้ขาตั้งกล้อง แต่การปรับปรุงใด ๆ ที่คุณทำโดยใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็กสามารถทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ขึ้น ดังนั้นเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จะรักษาความได้เปรียบในการรวบรวมแสงไว้เสมอ เมื่อทั้งคู่อยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีเดียวกัน

ความเร็วชัตเตอร์เป็นองค์ประกอบที่ง่ายต่อการเข้าใจ ลดความเร็วชัตเตอร์ลงครึ่งหนึ่งและคุณจะได้รับครึ่งหนึ่งของแสงที่กระทบกับเซ็นเซอร์ 1 / 50th บนเซ็นเซอร์ขนาดเล็กให้แสงเท่ากันต่อตารางเมตรในเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จะจับเฉพาะพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่กว่าเท่านั้น

มุมมองและรูรับแสงเป็นองค์ประกอบที่น่าสนใจของการเปิดรับแสง นี่คือเหตุผลที่รูรับแสงมีขนาดที่สัมพันธ์กับความยาวโฟกัส หากไม่เป็นเช่นนั้นเราต้องมีเครื่องคิดเลขในกระเป๋าของเราทุกครั้งที่เปลี่ยน

ลองจินตนาการว่าคุณมีเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสง 5 มม. (พื้นที่ 78.5 มม. ²) และคุณเพิ่มมุมมองภาพของคุณด้วยสอง (30ºถึง60º) ตอนนี้จะเพิ่มปริมาณของแสงที่กระทบบริเวณเดียวกันด้วยปัจจัยสี่ (pi.R²) ซึ่งหมายความว่า ISO ของคุณจะต้องลดลงเป็นสี่เท่าหรือความเร็วชัตเตอร์ของคุณลดลงสี่เท่า

ตอนนี้ถ้าคุณรักษาขนาดรูรับแสงทางกายภาพให้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับมุมมอง (กำหนดโดยความยาวโฟกัสและขนาดเซ็นเซอร์) คุณจะยกเลิกส่วนของมุมมอง นี่คือที่มาของการหยุดเล่น สิ่งที่สำคัญตอนนี้คืออัตราส่วน เมื่อรูรับแสงของคุณเท่ากับ 1 / 2.8 ขนาดของความยาวโฟกัสเช่นปริมาณแสงเท่ากันที่ความเร็วชัตเตอร์ที่กำหนดจะชนกับเซ็นเซอร์โดยไม่คำนึงถึงความยาวโฟกัส

ซึ่งหมายความว่ารูรับแสงมีขนาดเล็กลงในมุมกว้าง (ซูมออก) และใหญ่ขึ้นตามมุมมองขนาดเล็ก (ซูมเข้า)

สิ่งนี้ทำงานอย่างไรกับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กและใหญ่ บนเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่มุมมองเดียวกัน (กรวยของแสง) จะถูก จำกัด ด้วยรูรับแสงของเลนส์ในปริมาณที่เท่ากัน

ในทางตรงกันข้ามISOนั้นเป็นมาตรฐาน มันเป็นตัวกำหนดระดับแสงมาตรฐานที่ความเร็วชัตเตอร์และรูรับแสงที่กำหนด

แก้ไขเพื่อความกระจ่าง

เหตุผลที่เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่สามารถสร้างการเปิดรับเสียงรบกวนน้อยลงเนื่องจากพื้นที่ของแต่ละพิกเซลมีขนาดใหญ่กว่า (บางครั้งก็ใหญ่กว่าอย่างมาก) สิ่งนี้หมายความว่าระดับของสัญญาณ (แสง) เมื่อเทียบกับระดับของเสียงรบกวนที่กระทบต่อแต่ละพิกเซลยิ่งใหญ่กว่า คิดว่ามันเป็นถังน้ำที่มีเขม่าจำนวนเท่ากันที่ด้านล่าง ถัง 5 ลิตรจะมีน้ำมากกว่าเขม่าเมื่อเทียบกับถัง 2L เพิ่มประโยชน์ของถังนั้น

นี่คืออัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ในจุดและถ่ายภาพอัตราส่วนของสัญญาณต่อเสียงรบกวนมีน้อยกว่ามาก การเพิ่ม ISO สองเท่าสำหรับทุกความตั้งใจและวัตถุประสงค์จะทำให้ SNR ลดลงครึ่งหนึ่ง เนื่องจากโฟโต้ถังขนาดใหญ่เหล่านี้บนกล้องดิจิตอล SLR ทำให้ ISO สามารถขยายได้สูงขึ้นอย่างมากและยังคงมีเสียงรบกวนน้อยกว่าจุดและถ่ายภาพแม้จะมีปริมาณแสงเท่ากันที่จะกระทบกับชิปเซ็นเซอร์

วุ้ย. มันเป็นเรื่องที่สับสน