In veel gevallen is groter beter.
Een hogere ladder helpt om een hogere tak te bereiken. Grotere motoren helpen om races te winnen. Grotere helikopters zorgen voor koelere ingangen bij flitsende dakfeesten. Je weet hoe het gaat. Maar in de wereld van camera's en hun sensoren, is groter, beter? In één woord, ja. Laten we eens kijken waarom.
Wat komt er aan
We hebben waarschijnlijk allemaal minstens één van onze op video afgestemde ogen getraind op aankomende 4K-camera's en televisies, aangezien veel productiebedrijven en enthousiastelingen de onvermijdelijke sprong beschouwen. Nieuwe camera's, software, workflow en kosten betekenen dat je voortdurend moet leren om weloverwogen beslissingen te nemen en de nieuwe technologie te gebruiken.
De introductie van de $ 4.000 Blackmagic Production Camera 4K maakte bijvoorbeeld echt hoogwaardige 4K-video toegankelijk voor kleinere studio's, liefhebbers en budgetgerichte professionals. OK, nou, het is niet bepaald goedkoop, maar vergeleken met de ongelooflijke RED EPIC-M DRAGON die op dezelfde show werd aangekondigd, $ 29.000 voor een brein alleen, waarschijnlijk ten noorden van $ 50k wanneer volledig uitgedost. De Blackmagic Design-camera is voor velen van ons een doorbraakapparaat. Maar wacht even. Die nieuwe GoPro HERO3:Black Edition-camera die we hebben getest, kan ook 4K opnemen. Misschien niet met dezelfde framesnelheid als de Blackmagic Production Camera 4K of een RED EPIC, maar de framegrootte is hetzelfde. Het is nog steeds 4K. Wat geeft?
Nou ja, een paar dingen, maar eigenlijk is er in elk van deze apparaten een beeldsensor die foto's kan maken met een resolutie van 3840 × 2160 pixels of beter. Hoewel de sensoren voor deze verschillende camera's dezelfde functie met dezelfde resolutie uitvoeren, zijn hun sensoren, evenals een reeks ondersteunende hardware en software, enorm verschillend.
Een idee krijgen van hoe dingen werken
Om een beter idee te krijgen van wat een grotere beeldsensor wel of niet beter maakt, doen we een stapje terug om te kijken wat een beeldsensor is en wat hij doet.
Simpel gezegd, een beeldsensor is voor een digitale camera wat film is voor een analoge camera. De principes achter het maken van foto's, en dus het maken van video, zijn niet zo drastisch veranderd. Alleen de technologie die wordt gebruikt om de klus te klaren heeft.
Bij digitale fotografie laat een lens licht door om het beeld van een scène te creëren, maar in plaats van dat dit licht een stuk film raakt om later chemisch te worden verwerkt, neemt een beeldsensor dat licht op en zet het om in een digitaal formaat dat de camera kan ruzie maken over een foto.
Hoe dat proces werkt, verschilt enigszins per sensortype en de computerbits van de camera, maar simpel gezegd is het de taak van de sensor om het licht of de fotonen die het bereiken te nemen en die lichtinformatie om te zetten in een afbeeldingsbestand met gegevens over kleur, toon, schaduw en hooglichten . De lichtgegevens in dit bestand vertellen een verhaal over helderheid en kleur voor elke pixel in de afbeelding. Wanneer ze worden geïnterpreteerd door signaalprocessors en andere fancy doohickeys in de camera, worden deze pixels gecombineerd om een digitaal beeld te creëren.
Een beeldsensor neemt het licht op en zet het om in een digitaal formaat dat de camera kan omzetten in een foto.
Dit alles zal logisch worden naarmate we meer kijken naar sensortypes en hoe hun grootte zich verhoudt tot de beeldkwaliteit.
Grootte is belangrijk
Sensoren in camera's, zowel foto's als video's, zijn er in verschillende formaten. Enkele populaire formaten zijn Super 35 (Sony NEX-FS100), Full-frame (Canon EOS 5D Mark III, Nikon D800), APS-C (Canon EOS Rebel T5i, Nikon D7100) en Micro Four Thirds. Beeldsensoren worden kleiner voor compactcamera's en high-end point-and-shoots, en weer kleiner voor smartphones en andere kleine camera's. Dus wat maakt een grotere sensor beter?
Terwijl een 18-megapixel point-and-shoot hetzelfde aantal pixels kan hebben als een 18-megapixel DSLR, heeft de DSLR een veel grotere sensor. Daardoor zijn die 18 miljoen pixels op de DSLR-chip aanzienlijk groter. Dit wordt een lagere pixeldichtheid genoemd, omdat hetzelfde aantal pixels een groter gebied op een beeldsensor heeft.
Wat dit voor ons betekent, is dat elke pixel meer lichtinformatie kan vastleggen, wat betekent een betere kleurdiepte voor de precisie van de vastgelegde kleuren, een groter dynamisch bereik of een grotere hoeveelheid lichtintensiteit, wat een betere en nauwkeurigere definitie betekent in lichte en donkere delen van een afbeelding , en een veel schoner beeld. Als we het hebben over prestaties bij weinig licht in camera's, is het de sensor die goede prestaties mogelijk maakt.
Dat extra licht dat wordt opgevangen door pixels op een beeldsensor met meer oppervlakte, vertaalt zich in betere prestaties in scenario's met weinig licht en minder digitale ruis.
Sensorische overbelasting
Dit brengt een interessant onderwerp naar voren:de signaal-ruisverhouding van een sensor. We hebben allemaal digitale ruis in video gezien, een korrelige aanblik wanneer de versterking of ISO-instelling op onze camera wordt verhoogd om meer van een afbeelding te laten zien in een scenario met weinig licht.
De signaal-ruisverhouding verwijst naar het vermogen van een sensor om meer licht te ontvangen en meer van het werkelijke beeld of signaal af te geven dan ruis. Een grotere sensor kan een grotere signaal-ruisverhouding leveren. Naarmate de sensor kleiner wordt, neemt de signaal-ruisverhouding af.
De gewassen binnenhalen
Met al deze sensoren van verschillende afmetingen is het belangrijk om rekening te houden met de cropfactor bij het kijken naar camera's. Crop factor verwijst naar het gezichtsveld voor een afbeelding bij het vergelijken van kleinere sensoren met een volformaat sensor. Kortom, een standaard APS-C-sensor is 24x16 mm groot en heeft een kleiner gezichtsveld dan de grotere 36x24 mm-sensor van een full-frame camera.
De daadwerkelijke berekening om de cropfactor te berekenen, heeft betrekking op het oppervlak van de sensor. Vergelijk eenvoudig het diagonale formaat van een full-frame 35 mm sensor met het diagonale formaat van een andere beeldsensor. De APS-C-beeldsensor in een Canon EOS 60D is bijvoorbeeld 22,3 x 14,9 mm, terwijl de full-frame beeldsensor in een EOS 5D Mark III 36 x 24 mm is, of ongeveer 1,6 keer het oppervlak van de 60D-sensor. Daarom heeft de 60D-sensor een cropfactor van ongeveer 1,6.
In termen die wat logischer zijn, een 50 mm prime-lens op die 60D zal het brandpuntsafstandequivalent zijn van een lens van 1,6 keer de brandpuntsafstand, of een 80 mm-lens op een full-frame camera. Dit betekent dat je afbeelding eruitziet alsof er 1,6 keer verder is ingezoomd dan wanneer je diezelfde lens zou gebruiken op een camera met een volformaat sensor.
De diepte in
Met name de komst van DSLR-cinematografie bracht scherptediepte op de voorgrond van de geest van videoliefhebbers (zie hoe ik dat deed). Scherptediepte verwijst naar hoeveel of weinig van de achtergrond van een afbeelding scherp is. Opnamen waarbij de voorgrond en de achtergrond scherp zijn, worden geacht een grotere scherptediepte te hebben, terwijl opnamen met een scherp onderwerp en een onscherpe achtergrond een geringere scherptediepte hebben.
Veel van dit effect wordt veroorzaakt door een langere brandpuntsafstand van een opname. Hoewel dit misschien geen verband lijkt te houden met de grootte van de beeldsensor, aangezien een kleinere sensor een grotere crop-factor heeft, moet de brandpuntsafstand van een bepaalde opname veel korter zijn om hetzelfde uiterlijk te krijgen als bij een grotere sensor. Terwijl twee camera's met verschillende sensoren en dezelfde lens dezelfde scherptediepte bereiken op dezelfde afstand van het onderwerp, is de effectieve brandpuntsafstand voor de kleinere sensor groter, waardoor minder van het onderwerp zichtbaar is. Dit dwingt de operator om de camera verder van het onderwerp af te bewegen om hetzelfde gezichtsveld te bereiken. Als we verder van ons onderwerp af gaan, neemt de scherptediepte toe, wat betekent dat hoe kleiner de sensor, hoe moeilijker het kan zijn om die ondiepe scherptediepte-look te bereiken.
Bovendien hebben deze kleinere beeldsensoren kleinere, lichtere en goedkopere camera's mogelijk gemaakt, maar de betrokken crop-factor maakt het moeilijk om te profiteren van echt groothoeklenzen.
Soorten sensoren
Iedereen die de camera-afdeling van een grote winkel heeft bekeken, heeft consumentenapparaten zien besprenkelen met technische termen die opscheppen over "Full HD", "3CCD" en "Progressive 3MOS". We weten wat HD betekent, maar wat in tarnation betekenen CCD en CMOS?
CCD staat voor Charged-Coupled Device, een sensortechnologie die eind jaren 60 door Bell Labs is ontwikkeld voor gebruik in videotelefoons, terwijl CMOS staat voor complementaire metaaloxide-halfgeleider, een technologie die rond dezelfde tijd als de CCD is ontstaan.
Hoewel er relatieve voordelen zijn aan het ene versus het andere type sensor, doen beide hetzelfde op een andere manier, namelijk licht omzetten in elektronen. CCD's transporteren de lichtinformatie of lading over de chip en zetten deze om in een digitale waarde, en CMOS-sensoren gebruiken meerdere transistors voor elke pixel om de lichtlading door te geven.
Sinds hun oprichting zijn beide soorten sensortechnologieën in een breed scala aan camera's terechtgekomen, maar CMOS-sensoren lijken steeds populairder te worden. De nieuwe DRAGON-sensor van de RED EPIC is eigenlijk een 19,4 megapixel CMOS-sensor die tot 6k kan opnemen. De lieveling van Hollywood, de ARRI ALEXA, heeft een aangepaste 35 mm-sensor. De Blackmagic Production Camera 4K maakt gebruik van een Super 35-sensor, die iets kleiner is dan full-frame om 4k vast te leggen met een minimale crop-factor. En tot slot, onze kleine vriend, de GoPro HERO3:Black Edition, gebruikt een 1/2,3-inch CMOS-sensor met een resolutie van 3840×2160 pixels.
Een gezond verstand conclusie
Winkelen voor camera's hoeft niet gebaseerd te zijn op hoe groot een beeld het genereert, wat het volgende type televisietoestel zal zijn of welke regisseur de voorkeur geeft aan de ene stijl van fotograferen boven de andere. We ontwikkelen allemaal onze eigen voorkeuren, workflows en idealen, die ons elk een geheel eigen stijl geven in hoe we onze inhoud creëren. Maar om beslissingen te nemen over producten die ons bedrijf, onze kunst of onze hobby ondersteunen, moeten we weten waar we naar kijken en hoe dit ons creatieve proces zal beïnvloeden.
Sensorgrootte speelt een zeer belangrijke rol in de manier waarop een camera beelden levert en factoren zoals enorme grootte, pixeldichtheid, cropfactor en signaal-ruisverhouding moeten deel uitmaken van de overweging bij het bekijken van het grotere beeld van een camera (zie, ik heb het gedaan) opnieuw).
We vergelijken geen Ford Mustangs zonder te leren hoe de 6-cilindermotor zich verhoudt tot de grote 8-cilindermotor. De zes is lichter, goedkoper en zuiniger, maar de 8 is krachtiger en laat de hele auto beter presteren. Dat verschil is hetzelfde soort verhouding waar we naar moeten kijken met camera's en hun respectievelijke sensoren.
Prijs, beoordelingen, merk, garantie en functies spelen allemaal een rol bij de beslissing om een camera te kiezen, maar de sensorgrootte zal uiteindelijk veel van de belangrijkste factoren bij deze beslissing bepalen:beeldkwaliteit.
Russ Fairley is eigenaar van een kant-en-klaar videoproductiebedrijf dat meer dan 200 video's per jaar presenteert, met webvideo's, tv-commercials en verslaggeving over live-evenementen.
Beeldsensorafbeelding van Shutterstock.