Apakah pengaturan kamera yang sama menghasilkan pencahayaan yang sama di berbagai ukuran sensor?

Katakanlah saya memiliki kamera mikro-4/3 dan kamera full-frame, keduanya diatur ke 1/60 pada f / 2.8, mengambil gambar adegan yang sama dalam pencahayaan yang sama. Apakah eksposur akan sama di kedua kamera meskipun ukuran sensor berbeda?

Alasan mengapa saya bertanya adalah karena perbedaan kedalaman bidang antara mikro-4/3 dan sensor full frame. Saya menemukan bahwa, untuk mengambil gambar adegan-adegan tertentu dengan kamera full-frame pada kedalaman yang sama dengan kamera micro-4 / 3rd, saya harus meningkatkan aperture, yang pada gilirannya memaksa saya untuk menghidupkan ISO.

Iya nih. Eksposur didasarkan pada jumlah cahaya yang mengenai titik tertentu pada sensor (atau film), bukan jumlah total cahaya untuk seluruh area. (Cahaya yang mengenai sudut tidak memiliki efek pada cahaya yang mengenai bagian tengah, atau di mana pun.) Atau dengan kata lain, sensor full-frame merekam lebih banyak cahaya secara keseluruhan, tetapi untuk pencahayaan yang sama, itu persis lebih banyak cahaya karena ada lebih banyak area sensor.

Pikirkan seperti ini: jika Anda mengambil gambar full-frame dan memangkas persegi panjang kecil dari tengah, eksposur di sana (mengabaikan vignetting dan falloff ringan) sama dengan eksposur untuk semuanya.

Sekarang, bukannya memotong, bayangkan mengganti sensor full-frame dengan yang lebih kecil. Eksposur yang sama, hanya sedikit dari gambar yang direkam.

Tentu saja, gambar yang dipangkas memang memiliki lebih sedikit cahaya secara keseluruhan . Rahasianya adalah kita "menipu" saat memperbesar. Kami menjaga kecerahan tetap sama, meskipun jumlah foton aktual yang direkam per area "diregangkan". Artinya, jika pada sensor, 200 juta foton yang dikumpulkan dalam sebuah kotak mewakili abu-abu sedang, jika kita mencetak sehingga persegi itu 10 "× 10", kita tidak menyebarkan kecerahan sehingga membuatnya jauh lebih redup - kita malah menyimpan kecerahan jadi abu-abu yang sama.

Selain itu, ya, Anda harus meningkatkan ISO (atau kecepatan rana) untuk mendapatkan kecerahan gambar akhir yang sama dengan aperture yang lebih kecil untuk kedalaman bidang yang lebih tinggi pada sensor yang lebih besar. Tetapi, dengan asumsi teknologi yang kira-kira sama, sensor yang lebih besar harus memberikan jumlah noise yang sama pada ISO yang lebih tinggi dengan yang lebih kecil pada sensitivitas yang lebih rendah.

Sebagai tanggapan atas utas komentar panjang di bawah ini, saya akan menambahkan: jika Anda benar-benar membandingkan dua kombinasi kamera di dunia nyata, eksposur yang tepat dapat bervariasi karena beberapa alasan. Salah satunya adalah transmisi cahaya yang sebenarnya untuk lensa tertentu pada f-stop tertentu - elemen lensa itu sendiri tidak sempurna dan menghalangi cahaya. Ini berbeda dari lensa ke lensa. Kedua, pembuat lensa membulatkan ke pemberhentian terdekat saat menyatakan aperture, dan mungkin tidak sepenuhnya akurat. Ketiga, akurasi ISO bervariasi dari produsen ke produsen - ISO 800 pada satu kamera dapat memberikan eksposur yang sama dengan ISO 640 pada yang lain. Semua faktor ini harus (bahkan secara kumulatif) kurang dari berhenti. Dan yang paling penting, semua faktor ini independen dan tidak terkait dengan ukuran sensor, itulah sebabnya saya meninggalkan mereka dari jawaban semula.

Katakanlah saya memiliki kamera mikro-4/3 dan kamera full-frame, keduanya diatur ke 1/60 pada f / 2.8, mengambil gambar adegan yang sama dalam pencahayaan yang sama. Apakah eksposur akan sama di kedua kamera meskipun ukuran sensor berbeda?

Ya - jika itu lensa yang sama atau kedua lensa memiliki transmisi yang sama, dan dengan asumsi bahwa dengan mengatakan "paparan yang sama" Anda menggunakan peringkat ISO yang sama (untuk meratakan perbedaan dalam efisiensi sensor).

Peringatan:

• ISO yang sama tidak berarti tingkat kebisingan yang sama.

  Berbagai sensor yang beroperasi pada level ISO yang sama akan menangkap jumlah cahaya yang berbeda tetapi mengubahnya menjadi pencahayaan yang sama. Namun, meskipun eksposurnya sama, kemampuan untuk menyelesaikan detail di antara kebisingan akan berbeda. Sistem peringkat ISO dirancang untuk memperhitungkan perbedaan dalam efisiensi sensor sehingga Anda dapat mengatur sensor apa pun tanpa memandang ukuran atau efisiensi hingga ISO200 dan mendapatkan eksposur yang sama. Untuk mencapai hal ini, sensor full frame yang bekerja di ISO200 mengumpulkan lebih banyak cahaya daripada sensor 4/3 di ISO200 untuk adegan yang sama, dan itu hanya secara internal menerapkan jumlah gain yang berbeda untuk menerjemahkan adegan menjadi sama. nilai kecerahan.

  Semua akan terlihat setara pada hasil akhirnya dalam hal paparan, kecuali bahwa frame penuh akan memiliki tingkat kebisingan yang lebih rendah karena dimulai dengan informasi yang lebih ringan. Perhatikan bahwa mungkin ada perbedaan efisiensi antara sensor dengan ukuran yang sama juga; karenanya tidak hanya terkait dengan ukuran sensor, meskipun itu adalah faktor utama. Singkatnya, ISO 800 di FF adalah eksposur yang sama dengan ISO 800 di 4/3, tetapi Anda akan mendapatkan noise dan rentang dinamis yang berbeda pada mereka karena itu bukan efisiensi sensor yang sama.

• F-stop yang sama tidak selalu berarti transmisi lensa yang sama.

  Metode umum untuk menentukan berapa banyak cahaya yang masuk melalui lensa adalah f-stop. Namun, ukuran ini didasarkan pada diameter apertur, tetapi tidak memperhitungkan sifat transmisif elemen lensa (yaitu, seberapa banyak cahaya yang diserap oleh kaca di lensa). Semua lensa kaca menyerap cahaya. Lensa modern dengan banyak lapisan menyerap jauh lebih sedikit, dan itu tidak biasa untuk lensa modern sederhana untuk mentransmisikan lebih dari 99% cahaya.

  Tanpa filter, efek kehilangan transmisi pada lensa multi-dilapisi modern sangat kecil sehingga dalam hampir semua kasus dapat diabaikan, menjadikan ini sedikit lebih dari sekadar latihan akademis dengan sedikit nilai praktis. Kasus-kasus di mana ia tidak dapat diabaikan mungkin termasuk pemotretan untuk bioskop, di mana beberapa pemotretan berurutan harus memiliki eksposur yang sama walaupun mereka mungkin menggunakan lensa yang sangat berbeda. Itu sebabnya t-stop diciptakan; mereka seperti f-stops dengan mempertimbangkan properti transmisi semua gelas Anda.

Catatan: Jawaban berikut awalnya ditulis sebagai jawaban untuk pertanyaan lain yang, meskipun sangat mirip dengan yang ini, berkaitan secara khusus dengan perbedaan antara ukuran sensor saat memotret dalam situasi cahaya rendah.

Akankah sensor 1 Inch memberikan pencahayaan yang sama pada aperture dan pengaturan ISO yang sama dibandingkan dengan sensor APS-C?

Eksposur adalah ukuran kepadatan bidang cahaya. Berarti itu adalah ekspresi dari berapa banyak cahaya yang ditangkap per unit area.

Jika Anda memiliki ISO, f-number, dan waktu rana yang sama, Anda akan mendapatkan eksposur yang sama . Mungkin ada perbedaan kecil karena ketidakakuratan kamera yang berbeda sehubungan dengan ISO aktual, waktu rana, dan apertur serta jumlah cahaya yang bervariasi yang hilang saat bergerak melalui berbagai lensa. Tetapi untuk keperluan fotografi kreatif, apa pun yang berjarak sekitar 1/6 hingga 1/3 berhenti dianggap cukup dekat .

Yang hilang dengan sensor yang lebih kecil, terutama saat memotret dalam kondisi cahaya sangat rendah adalah jumlah total cahaya yang dikumpulkan . Ketika densitas bidang cahaya sama, jumlah cahaya yang jatuh pada setiap milimeter persegi adalah sama, tetapi sensor yang empat kali lebih besar dalam hal luas mengumpulkan empat kali lebih banyak foton yang tersebar di empat kali luas. Dengan asumsi sudut pandang sama dengan kedua kamera karena lensa focal length yang berbeda, kecerahan masing-masing mm² akan sama tetapi sensor yang lebih besar menghasilkan gambar yang lebih besar. Ini penting ketika kita memperbesar gambar dari ukurannya di sensor ke ukuran yang ingin kita tampilkan.

Jika gambar dari kedua sensor diperbesar dengan ukuran tampilan yang sama, gambar dari sensor yang lebih besar membutuhkan pembesaran yang lebih sedikit daripada gambar dari sensor yang lebih kecil. Ketika gambar diperbesar dari ukuran yang diproyeksikan ke sensor, semuanya akan diperbesar: gambar dari cahaya yang diproyeksikan ke sensor dan direkam, suara yang dihasilkan oleh kamera, suara yang dibuat oleh sifat acak cahaya, kabur karena untuk masalah gerak dan pemfokusan / DOF, dan segala ketidaksempurnaan optik karena lensa.

Jadi pada akhirnya apa yang diberikan oleh sensor yang lebih besar adalah kemampuan untuk memperbesar lebih sedikit untuk mendapatkan ukuran tampilan yang sama yang berarti semua ketidaksempurnaan dalam foto tidak diperbesar seperti pada sensor yang lebih kecil.

Namun, untuk beberapa situasi, ada teknik yang memungkinkan kinerja sensor yang lebih kecil dan lebih besar untuk ditingkatkan. Memotret dengan ISO yang lebih rendah untuk eksposur yang lebih lama, misalnya, akan mengurangi pengaruh noise pemotretan foton. Tentu saja itu mungkin memerlukan tripod atau cara lain untuk menstabilkan kamera. Menggunakan pengurangan bingkai gelap dapat mengurangi pengaruh noise baca konstan yang dihasilkan oleh kamera. Menumpuk banyak gambar dari adegan yang sama akan mengurangi noise acak di setiap frame. Penumpukan hampir pasti membutuhkan tripod. Tetapi setiap peningkatan yang Anda lakukan menggunakan sensor yang lebih kecil juga dapat dilakukan menggunakan sensor yang lebih besar. Dengan demikian sensor yang lebih besar akan selalu mempertahankan keunggulan pengumpulan cahayanya ketika keduanya didasarkan pada teknologi yang sama.

Kecepatan rana adalah komponen paparan yang mudah dipahami. Membagi dua kecepatan rana dan Anda mendapatkan setengah jumlah cahaya yang mengenai sensor. 1/50 pada sensor kecil menghasilkan jumlah cahaya yang sama per meter persegi seperti pada sensor besar. Sensor besar hanya menangkap area yang lebih besar.

Bidang pandang dan bukaan merupakan komponen paparan yang menarik. Inilah sebabnya mengapa aperture adalah ukuran relatif terhadap panjang fokus. Jika tidak, kita perlu kalkulator di saku kita setiap kali kita mengubahnya.

Bayangkan Anda memiliki diameter aperture 5mm (area 78.5mm²) dan Anda meningkatkan bidang pandang Anda dengan faktor dua (30º hingga 60º). Ini sekarang meningkatkan jumlah cahaya yang menyerang area yang sama dengan faktor empat (pi.R²), yang berarti ISO Anda perlu menurunkan faktor empat, atau kecepatan rana Anda memendek dengan faktor empat.

Sekarang, jika Anda menjaga ukuran bukaan fisik berbanding lurus dengan bidang tampilan (ditentukan oleh panjang fokus & ukuran sensor), Anda membatalkan bidang komponen tampilan. Di sinilah f-stop berperan. Yang penting sekarang adalah rasio. Saat apertur Anda berukuran 1 / 2,8 ukuran panjang fokus, misalnya, jumlah cahaya yang sama pada kecepatan rana yang diberikan akan mengenai sensor terlepas dari panjang fokus.

Ini berarti apertur menjadi lebih kecil secara fisik pada sudut lebar (memperkecil) dan lebih besar pada bidang pandang yang lebih kecil (memperbesar).

Bagaimana cara kerjanya pada sensor kecil dan besar? Nah pada sensor besar bidang pandang yang sama (cone of light) dibatasi jumlah yang sama dengan aperture lensa, tetapi diperluas untuk menutupi yang lebih besar ada pada sensor.

ISO di sisi lain adalah standar. Ini menentukan eksposur standar pada kecepatan rana dan apertur tertentu.

Diedit untuk klarifikasi

Alasan mengapa sensor besar mampu menghasilkan eksposur yang kurang bising adalah karena luas setiap piksel lebih besar (kadang-kadang jauh lebih besar). Apakah ini berarti bahwa tingkat sinyal (cahaya) dibandingkan dengan tingkat kebisingan yang memukul setiap piksel lebih besar. Anggap saja sebagai ember air dengan jumlah jelaga yang sama di bagian bawah. Ember 5L akan memiliki lebih banyak air daripada jelaga dibandingkan ember 2L, meningkatkan kegunaan ember itu.

Ini adalah rasio signal-to-noise (SNR). Pada titik dan menembak, rasio sinyal terhadap noise jauh lebih sedikit. Menggandakan ISO untuk semua maksud dan tujuan membagi dua SNR. Karena photosites bucket besar ini pada SLR digital, ISO dapat diperluas jauh lebih tinggi dan masih menghasilkan lebih sedikit noise daripada titik dan pemotretan, meskipun volume cahaya yang sama menimpa chip sensor.

Fiuh. Itu hal yang membingungkan.