I många fall är större bättre.
En högre stege hjälper till att nå en högre gren. Större motorer hjälper till att vinna lopp. Större helikoptrar ger svalare entréer vid flashiga takfester. Du vet hur det går. Men i världen av kameror och deras sensorer, är större, bättre? Med ett ord, ja. Låt oss ta reda på varför.
Vad kommer
Vi har alla förmodligen haft minst ett av våra videoinställda ögon tränade på kommande 4K-kameror och tv-apparater, eftersom många produktionsbolag och entusiaster anser det oundvikliga språnget. Nya kameror, mjukvara, arbetsflöde och utgifter innebär att ständigt lära sig att fatta välgrundade beslut och att använda den nya tekniken.
Till exempel gjorde introduktionen av $4 000 Blackmagic Production Camera 4K verkligt högpresterande 4K-video tillgänglig för mindre studior, entusiaster såväl som för budgetmedvetna proffs. OK, tja, det är inte direkt billigt, men jämfört med den otroliga RED EPIC-M DRAGON som tillkännagavs vid samma show, $29 000 för enbart en hjärna, troligen norr om $50k när det är fullt utplockat. Blackmagic Design-kameran är en banbrytande enhet för många av oss. Men vänta en sekund. Den nya GoPro HERO3:Black Edition-kameran vi granskade kan också spela in 4K. Kanske inte i samma bildhastighet som Blackmagic Production Camera 4K eller en RED EPIC, men bildstorleken är densamma. Det är fortfarande 4K. Vad ger?
Nåväl, några saker, men i princip i var och en av dessa enheter finns det en bildsensor som kan ta bilder 3840×2160 pixlar eller bättre i upplösning. Medan sensorerna utför samma funktion med samma upplösning för dessa olika kameror, är deras sensorer, såväl som en mängd stödjande hårdvara och mjukvara, väldigt olika.
Få en känsla för hur saker fungerar
För att få en bättre uppfattning om vad som gör en större bildsensor bättre – eller inte bättre, tar vi ett steg tillbaka för att titta på vad en bildsensor är och vad den gör.
Enkelt uttryckt är en bildsensor för en digitalkamera vad film är för en analog kamera. Principerna bakom att fotografera, och därmed filma, har inte förändrats så dramatiskt. Det är bara tekniken som används för att få jobbet gjort.
I digital fotografering låter en lins ljus passera för att skapa bilden av en scen, men istället för att detta ljus träffar en film för att senare bearbetas kemiskt, tar en bildsensor ljuset och omvandlar det till ett digitalt format som kameran kan bråka till ett foto.
Hur den processen fungerar varierar något beroende på sensortyp och kamerans beräkningsbitar, men enkelt uttryckt är sensorns uppgift att ta ljuset eller fotonerna som når den och konvertera den ljusinformationen till en bildfil som innehåller data om färg, ton, skugga och högdagrar. . Ljusdata som finns i den här filen berättar en historia om ljusstyrka och färg för varje pixel i bilden. När de tolkas av signalprocessorer och andra snygga doohickeys i kameran, kombineras dessa pixlar för att skapa en digital bild.
En bildsensor tar ljus och omvandlar det till ett digitalt format som kameran kan vrida ihop till ett foto.
Allt detta blir vettigt ju mer vi tittar på sensortyper och hur deras storlek relaterar till bildkvalitet.
Storleken spelar roll
Sensorer i kameror, både stillbilder och video, finns i en mängd olika storlekar. Några populära storlekar är Super 35 (Sony NEX-FS100), fullformat (Canon EOS 5D Mark III, Nikon D800), APS-C (Canon EOS Rebel T5i, Nikon D7100) och Micro Four Thirds. Bildsensorer blir mindre för kompakta enheter och high-end punkt och fotografier, och mindre igen för smartphones och andra små kameror. Så vad gör en större sensor bättre?
Medan en 18-megapixel peka och fotografera kan ha samma antal pixlar som en 18-megapixel DSLR, har DSLR en mycket större sensor. Som ett resultat är dessa 18 miljoner pixlar betydligt större på DSLR-kretsen. Detta kallas att ha en lägre pixeltäthet, eftersom samma antal pixlar har en större yta att uppta på en bildsensor.
Vad detta betyder för oss är att varje pixel kan fånga mer ljus information, vilket betyder bättre färgdjup för precision av fångad färg, större dynamiskt omfång eller mängd ljusintensitet, vilket betyder bättre och mer exakt definition i ljusa och mörka områden av en bild , och en mycket renare bild. När man talar om prestanda i svagt ljus i kameror är det sensorn som möjliggör bra prestanda.
Det extra ljuset fångat av pixlar på en bildsensor med större yta leder till bättre prestanda i svagt ljus och mindre digitalt brus.
Sensorisk överbelastning
Detta tar upp ett intressant ämne:signal-brusförhållandet för en sensor. Vi har alla sett digitalt brus i video, ett kornigt utseende när förstärkningen eller ISO-inställningen på vår kamera vrids upp för att visa mer av en bild i ett scenario med svagt ljus.
Signal-brusförhållandet hänvisar till en sensors förmåga att ta emot mer ljus och leverera mer av den faktiska bilden, eller signalen, än brus. En större sensor kan leverera ett större signal/brusförhållande. När sensorn blir mindre minskar signal/brusförhållandet.
Ta in grödorna
Med alla dessa sensorer av olika storlek är det viktigt att ta hänsyn till beskärningsfaktorn när du tittar på kameror. Beskärningsfaktor hänvisar till synfältet för en bild när man jämför mindre sensorer mot en helbildssensor. För att förtydliga det, är en standard APS-C-sensor 24x16 mm stor och har ett mindre synfält än den större 36x24 mm-sensorn för en fullformatskamera.
Den faktiska beräkningen för att räkna ut skördefaktorn relaterar till sensorns yta. Jämför helt enkelt diagonalstorleken för en fullformatssensor på 35 mm med diagonalstorleken för en annan bildsensor. Till exempel är APS-C-bildsensorn som finns i en Canon EOS 60D 22,3×14,9 mm, medan fullformatsbildsensorn i en EOS 5D Mark III är 36x24 mm, eller ungefär 1,6 gånger ytan på 60D-sensorn. Därför har 60D-sensorn en crop-faktor på cirka 1,6.
I termer som är lite mer vettiga, kommer ett 50 mm primeobjektiv på den 60D att motsvara brännvidden av ett objektiv som är 1,6 gånger brännvidden, eller ett 80 mm objektiv på en fullformatskamera. Det betyder att din bild kommer att se ut som om den har zoomats in 1,6 gånger längre än om du skulle använda samma objektiv på en kamera med fullformatssensor.
Bli djup
Mest anmärkningsvärt är att tillkomsten av DSLR-kinematografi förde skärpedjupet i förgrunden för videoentusiaster (se hur jag gjorde det). Skärpedjup hänvisar till hur mycket eller lite av bakgrunden i en bild som är i fokus. Bilder där förgrunden och bakgrunden är i fokus anses ha större skärpedjup, där bilder med ett skarpt motiv och suddig bakgrund har ett mindre skärpedjup.
Mycket av denna effekt orsakas av längre brännvidd på en bild. Även om detta kanske inte tycks relatera till bildsensorstorleken, eftersom en mindre sensor har en större beskärningsfaktor, måste brännvidden för en given bild vara mycket kortare för att få samma utseende som med en större sensor. Medan två kameror med olika sensorer och samma objektiv kommer att uppnå samma skärpedjup på samma avstånd från sitt motiv, är den effektiva brännvidden för den mindre sensorn större och visar mindre av motivet. Detta tvingar operatören att flytta kameran längre bort från motivet för att uppnå samma synfält. Att förflytta sig längre från vårt motiv ökar skärpedjupet, vilket betyder att ju mindre sensorn är, desto svårare kan det vara att uppnå det korta skärpedjupet.
Dessutom har dessa mindre bildsensorer möjliggjort mindre, lättare och billigare kameror, men beskärningsfaktorn gör det svårt att dra fördel av riktigt vidvinkelobjektiv.
Typer av sensorer
Alla som har bläddrat i kameraavdelningen i en stor lådbutik har sett konsumentenheter stänkta med tekniska termer som skryter med "Full HD", "3CCD" och "Progressive 3MOS." Vi vet vad HD betyder, men vad betyder CCD och CMOS?
CCD står för charged-coupled device, en sensorteknologi som utvecklats för användning i videotelefoner av Bell Labs i slutet av 60-talet, medan CMOS står för komplementär metall-oxid-halvledare, en teknik som kommer från ungefär samma tid som CCD.
Även om det finns relativa fördelar med den ena jämfört med den andra typen av sensor, gör båda samma sak på ett annat sätt, förvandlar ljus till elektroner. CCD:er transporterar ljusinformationen eller laddningen över chipet och omvandlar den till ett digitalt värde, och CMOS-sensorer använder flera transistorer för varje pixel för att överföra ljusladdningen.
Sedan starten har båda typerna av sensorteknologier landat i ett stort antal kameror, men CMOS-sensorer verkar öka i popularitet. RED EPIC:s nya DRAGON-sensor är faktiskt en 19,4 megapixel CMOS-sensor som kan fotografera upp till 6k. Hollywoods älskling, ARRI ALEXA, har en anpassad 35 mm sensor. Blackmagic Production Camera 4K använder en Super 35-sensor, som är lite mindre än fullformat för att fånga 4k med en minimal beskärningsfaktor. Och slutligen, vår lilla vän GoPro HERO3:Black Edition använder en 1/2,3-tums CMOS-sensor som kan uppta 3840×2160 pixlar.
En slutsats av sunt förnuft
Att köpa kameror behöver inte baseras på hur stor bild den genererar, vad nästa typ av tv-apparat kommer att bli eller vilken regissör som föredrar en fotograferingsstil framför en annan. Vi utvecklar alla våra egna preferenser, arbetsflöden och ideal, vilket ger oss var och en en helt individuell stil i hur vi skapar vårt innehåll. Men för att fatta beslut om produkter för att stärka vår verksamhet, konst eller hobby bör vi veta vad vi tittar på och hur det kommer att påverka vår kreativa process.
Sensorstorleken spelar en mycket viktig roll för hur en kamera levererar bilder och faktorer som ren storlek, pixeltäthet, beskärningsfaktor och signal-brusförhållande bör vara en del av övervägandet när man tittar på en kameras större bild (se, jag gjorde det igen).
Vi jämför inte Ford Mustangs utan att lära oss hur den 6-cylindriga motorn kan jämföras med den stora 8-cylindriga motorn. Sexan är lättare, billigare och mer ekonomisk, men 8:an är kraftfullare och låter hela bilen prestera bättre. Den skillnaden är samma typ av förhållande som vi måste titta på med kameror och deras respektive sensorer.
Pris, recensioner, varumärke, garanti och funktioner spelar alla en roll i beslutet att välja en kamera, men sensorstorleken kommer i slutändan att avgöra många av de viktigaste faktorerna i detta beslut:bildkvalitet.
Russ Fairley äger ett nyckelfärdigt videoproduktionsföretag som presenterar över 200 videor per år, med webbvideor, TV-reklam och direktsändning av evenemang.
Bildsensorbild från Shutterstock.