Le stesse impostazioni della fotocamera portano alla stessa esposizione su sensori di dimensioni diverse?

Diciamo che ho una micro-4 / terza fotocamera e una full frame, entrambe impostate su 1/60 af / 2.8, per scattare una foto della stessa scena con la stessa illuminazione. L'esposizione sarà la stessa su entrambe le fotocamere nonostante le diverse dimensioni del sensore?

Il motivo per cui sto chiedendo è a causa della differenza di profondità di campo tra i sensori micro-4/3 e full frame. Sto scoprendo che, per scattare una foto di alcune scene con la fotocamera full frame alla stessa profondità di campo della micro-4 / 3a fotocamera, devo aumentare l'apertura, che a sua volta mi costringe ad alzare l'ISO.

Sì. L'esposizione si basa sulla quantità di luce che colpisce un dato punto sul sensore (o sulla pellicola), non sulla quantità totale di luce per l'intera area. (La luce che colpisce gli angoli non ha alcun effetto sulla luce che colpisce il centro, o in qualsiasi altro luogo.) O per dirla al contrario, un sensore a pieno formato registra più luce complessiva, ma per la stessa esposizione, è esattamente quanta più luce c'è più area del sensore.

Pensala in questo modo: se scatti un'immagine a pieno formato e ritagli un piccolo rettangolo dal centro, l'esposizione lì (ignorando la vignettatura e il decadimento della luce) è la stessa dell'esposizione per l'intera cosa.

Ora invece di ritagliare, immagina di sostituire il sensore full frame con uno più piccolo. Stessa esposizione, solo meno dell'immagine registrata.

Ovviamente, un'immagine ritagliata ha meno luce nel complesso . Il segreto è che "inganniamo" quando allarghiamo. Manteniamo la luminosità uguale, anche se il numero effettivo di fotoni registrati per area è "allungato". Cioè, se sul sensore, 200 milioni di fotoni raccolti in un quadrato rappresentano un grigio medio, se stampiamo in modo che quel quadrato sia 10 "× 10", non diffondiamo la luminosità rendendola molto più fioca - manteniamo invece il luminosità quindi è lo stesso grigio.

Inoltre, sì, devi aumentare l'ISO (o la velocità dell'otturatore) per ottenere la stessa luminosità dell'immagine finale con un'apertura più piccola per una maggiore profondità di campo su un sensore più grande. Ma, supponendo una tecnologia pressoché uguale, il sensore più grande dovrebbe emettere circa la stessa quantità di rumore a quell'ISO più alto di quello più piccolo con sensibilità più basse.

In concessione al lungo thread di commenti qui sotto, aggiungerò: se stai letteralmente confrontando due combinazioni di telecamere nel mondo reale, l'esposizione esatta può variare per diversi motivi. Uno di questi è l'effettiva trasmissione della luce per un determinato obiettivo ad un certo f-stop - gli stessi elementi dell'obiettivo non sono perfetti e bloccano un po 'di luce. Ciò differisce da obiettivo a obiettivo. In secondo luogo, i produttori di obiettivi arrotondano all'arresto più vicino quando dichiarano l'apertura e potrebbero non essere perfettamente precisi. In terzo luogo, l'accuratezza dell'ISO varia da produttore a produttore: ISO 800 su una fotocamera può dare la stessa esposizione di ISO 640 su un'altra. Tutti questi fattori dovrebbero essere (anche cumulativamente) meno di uno stop. E, soprattutto, questi fattori sono tutti indipendenti e non correlati alla dimensione del sensore, motivo per cui li ho lasciati fuori dalla risposta originale.

Diciamo che ho una micro-4 / terza fotocamera e una full frame, entrambe impostate su 1/60 af / 2.8, per scattare una foto della stessa scena con la stessa illuminazione. L'esposizione sarà la stessa su entrambe le fotocamere nonostante le diverse dimensioni del sensore?

Sì, se si tratta dello stesso obiettivo o di entrambi gli obiettivi hanno la stessa trasmissione, e supponendo che dicendo "stessa esposizione" stai usando la stessa classificazione ISO (per uniformare le differenze nell'efficienza del sensore).

Avvertenze:

• Lo stesso ISO non significa lo stesso livello di rumore.

  Sensori diversi che funzionano allo stesso livello ISO cattureranno diverse quantità di luce ma le trasformeranno nella stessa esposizione. Tuttavia, anche se l'esposizione è la stessa, la capacità di risolvere i dettagli tra i disturbi sarà diversa. Il sistema di classificazione ISO è progettato per tenere conto delle differenze nell'efficienza del sensore in modo da poter impostare qualsiasi sensore indipendentemente dalle dimensioni o dall'efficienza su ISO200 e ottenere la stessa esposizione. Per raggiungere questo obiettivo, un sensore full frame che lavora a ISO200 sta raccogliendo molta più luce di un sensore 4/3 a ISO200 per la stessa scena, e sta solo applicando internamente una diversa quantità di guadagno per tradurre la scena nella stessa valori di luminosità.

  Tutto sembrerà equivalente nel risultato finale in termini di esposizione, tranne per il fatto che l'intero fotogramma avrà livelli di rumore più bassi da quando ha iniziato con più informazioni sulla luce. Si noti che possono esserci differenze di efficienza anche tra sensori della stessa dimensione; quindi non è legato esclusivamente alla dimensione del sensore, sebbene questo sia il fattore principale. In breve, ISO 800 in FF è la stessa esposizione di ISO 800 in 4/3, ma otterrai rumore e gamma dinamica diversi poiché non è la stessa efficienza del sensore.

• Lo stesso f-stop non significa necessariamente la stessa trasmissione dell'obiettivo.

  Il metodo comune per determinare quanta luce arriva attraverso l'obiettivo è un f-stop. Tuttavia, questa misura si basa sul diametro dell'apertura, ma non tiene conto delle proprietà trasmissive degli elementi dell'obiettivo (ovvero, quanta luce viene assorbita dal vetro nell'obiettivo). Tutto il vetro dell'obiettivo assorbe un po 'di luce. Le lenti moderne con rivestimenti multipli assorbono molto meno e non è raro che una semplice lente moderna trasmetta più del 99% della luce.

  Senza filtri, l'effetto della perdita di trasmissione in una moderna lente multistrato è così piccolo che in quasi tutti i casi può essere ignorato, rendendo questo poco più di un esercizio accademico con scarso valore pratico. Quei casi in cui non può essere ignorato possono includere le riprese per il cinema, in cui più scatti consecutivi dovrebbero avere la stessa esposizione anche se potrebbero utilizzare un obiettivo molto diverso. Ecco perché sono stati inventati i t-stop; sono come f-stop in quanto tengono conto delle proprietà di trasmissione di tutto il tuo vetro.

Nota: la seguente risposta è stata originariamente scritta in risposta a un'altra domanda che, sebbene molto simile a questa, riguardava specificamente le differenze tra le dimensioni del sensore quando si scatta in situazioni di scarsa illuminazione.

Il sensore da 1 pollice offre la stessa esposizione alla stessa apertura e impostazioni ISO rispetto al sensore APS-C?

L'esposizione è una misura della densità di campo della luce. Significa che è un'espressione di quanta luce viene catturata per unità di area.

Se hai gli stessi ISO, numero f e tempo di posa otterrai la stessa esposizione . Ci possono essere differenze minori dovute alle inesattezze delle diverse fotocamere per quanto riguarda ISO effettivi, tempo di posa e apertura, nonché la quantità variabile di luce che viene persa mentre viaggia attraverso vari obiettivi. Ma per scopi di fotografia creativa qualsiasi cosa tra circa 1/6 e 1/3 di stop è considerata abbastanza vicina .

Quello che perdi con un sensore più piccolo, specialmente quando scatti in condizioni di luce molto bassa, è la quantità totale di luce raccolta . Quando la densità di campo della luce è la stessa, la quantità di luce che cade su ogni millimetro quadrato è la stessa, ma il sensore che è quattro volte più grande in termini di area raccoglie quattro volte il numero di fotoni distribuiti su quattro volte l'area. Supponendo che l'angolo di visualizzazione sia lo stesso con entrambe le fotocamere a causa di obiettivi con lunghezza focale diversa, la luminosità di ciascun mm² sarà la stessa, ma il sensore più grande produce un'immagine più grande. Ciò è significativo quando allarghiamo l'immagine dalla dimensione che è sul sensore alla dimensione con cui desideriamo visualizzarla.

Se le immagini di entrambi i sensori vengono ingrandite alla stessa dimensione del display, l'immagine del sensore più grande richiede un ingrandimento inferiore rispetto all'immagine del sensore più piccolo. Quando le immagini vengono ingrandite dalle dimensioni, vengono proiettate sul sensore tutto viene ingrandito: l'immagine della luce proiettata sul sensore e registrata, il rumore generato dalla fotocamera, il rumore creato dalla natura casuale della luce, la sfocatura dovuta a problemi di movimento e messa a fuoco / DOF e qualsiasi imperfezione ottica dovuta all'obiettivo.

Quindi, alla fine, ciò che ti offre un sensore più grande è la possibilità di ingrandire di meno per raggiungere le stesse dimensioni del display, il che significa che tutte le imperfezioni nella foto non sono ingrandite come sarebbero con un sensore più piccolo.

In alcune situazioni, tuttavia, esistono tecniche che consentono di migliorare le prestazioni dei sensori più piccoli e più grandi. Scattare a valori ISO inferiori per un'esposizione più lunga, ad esempio, ridurrà l'influenza del rumore dei fotoni. Naturalmente ciò potrebbe richiedere un treppiede o altri mezzi per stabilizzare la fotocamera. L'uso della sottrazione della cornice scura può ridurre l'influenza del rumore di lettura costante prodotto dalla fotocamera. La sovrapposizione di più immagini della stessa scena ridurrà il rumore casuale in ciascun fotogramma. L'accatastamento richiede quasi certamente un treppiede. Tuttavia, eventuali miglioramenti apportati utilizzando il sensore più piccolo possono essere apportati anche utilizzando il sensore più grande. Pertanto, il sensore più grande manterrà sempre il vantaggio di raccogliere la luce quando entrambi sono basati sulla stessa tecnologia.

La velocità dell'otturatore è un componente facile dell'esposizione per capire. Dimezza la velocità dell'otturatore e otterrai metà della quantità di luce che colpisce il sensore. 1/50 di un sensore piccolo produce la stessa quantità di luce per metro quadrato di un sensore grande. Il grande sensore si limita a catturarne un'area più ampia.

Il campo visivo e l' apertura sono una componente interessante dell'esposizione. Questo è il motivo per cui l'apertura ha una dimensione relativa rispetto alla lunghezza focale. In caso contrario, avremmo bisogno di calcolatrici nelle nostre tasche ogni volta che lo cambiavamo.

Immagina di avere un diametro di apertura di 5 mm (area 78,5 mm²) e di aumentare il campo visivo di un fattore due (da 30º a 60º). Ciò ora aumenta la quantità di luce che colpisce la stessa area di un fattore quattro (pi.R²), il che significherebbe che la tua ISO dovrebbe scendere di un fattore quattro o la velocità dell'otturatore accorciata di un fattore quattro.

Ora, se si mantiene la dimensione dell'apertura fisica direttamente proporzionale al campo visivo (determinato dalla lunghezza focale e dalla dimensione del sensore), si annulla il componente del campo visivo. È qui che entra in gioco il f-stop . Tutto ciò che conta ora è il rapporto. Quando l'apertura è 1 / 2.8 della dimensione della lunghezza focale, ad esempio, la stessa quantità di luce a una determinata velocità dell'otturatore colpirà il sensore indipendentemente dalla lunghezza focale.

Ciò significa che l'apertura sta diventando fisicamente più piccola ad ampi angoli (zoom indietro) e più grande a campi visivi più piccoli (zoom avanti).

Come funziona su sensori piccoli e grandi? Bene su un sensore di grandi dimensioni lo stesso campo visivo (cono di luce) è limitato la stessa quantità dall'apertura dell'obiettivo, ma è espanso per coprire un maggiore sono sul sensore.

ISO invece è uno standard. Determina un'esposizione standard a una determinata velocità dell'otturatore e apertura.

A cura di chiarimenti

Il motivo per cui un sensore di grandi dimensioni è in grado di produrre un'esposizione meno rumorosa è perché l'area di ciascun pixel è più grande (a volte significativamente più grande). Ciò significa che il livello del segnale (luce) rispetto al livello di rumore che colpisce ciascun pixel è maggiore. Pensalo come un secchio d'acqua con la stessa quantità di fuliggine sul fondo. Un secchio da 5 litri avrà più acqua della fuliggine rispetto a un secchio da 2 litri, aumentando l'utilità di quel secchio.

Questo è il rapporto segnale-rumore (SNR). Su un punto e sparare, il rapporto tra segnale e rumore è notevolmente inferiore. Raddoppiare l'ISO a tutti gli effetti dimezza il SNR. A causa di questi grandi fotositi a benna su una reflex digitale, l'ISO può essere espanso notevolmente più elevato e ottenere comunque meno rumore di un punto e scattare, nonostante lo stesso volume di luce che colpisce il chip del sensore.

Uff. È roba confusa.