Мне было интересно: как может меньший датчик работать лучше при слабом освещении, если он захватывает намного меньше света, чем больший датчик?
Краткий ответ: Мы не знаем , что он захватывает намного меньше света, чем датчик большего размера.
Более длинный ответ:
Меньшие датчики захватывают меньше света, чемдатчик большего размера при определенных допущениях:
- Обе камеры имеют объективы с одинаковым полем зрения и кадрируют одну и ту же сцену с одинаковой яркостью сцены
- Обе камеры используются наодно и то же число f
- Обе камеры используются с одинаковой продолжительностью затвора / выдержкой («выдержка затвора»)
- Полученные изображения с обеих камер используют всю площадь каждого из соответствующих датчиков.
Если что-то из этого изменится в правильном направлении, тогда меньшему датчику может будет разрешено захватывать больше света, чем большему датчику.
InВ случае камеры APS-C 1.6X и камеры Micro Four Thirds отношение площади сенсора составляет приблизительно 1,5: 1 (от 332 мм² до 225 мм² на самом деле составляет 1,4755556: 1). Если бы обе камеры использовались с объективами, которые обеспечивали одинаковое поле обзора одной и той же сцены с использованием одного и того же числа f и времени экспозиции, камера APS-C собирала на 50% больше света, чем камера µ4 / 3.
Обратите внимание, что разница между APC-S и µ4 / 3 далеко не такая, как между полнокадровым (FF) и 1.6X APS-C, что составляет 2,6: 1 (864 мм²: 322 мм²). Таким образом, хотя датчик FF на 160% больше (примерно на 1,4 ступени), чем площадь датчика APS-C, датчик APS-C на 50% больше (примерно на 0,58 ступени), чем датчик µ4 / 3.
Когда две камеры, использованные в примере, используются для съемки видео в формате HD или 4K, однако, ни одна из них не использует полную площадь поверхности соответствующих датчиков в полученных изображениях. Это связано с тем, что для видео 4K и HD используются разные пропорции изображения, чем у датчиков этих камер.
- Panasonic Lumix G7 имеет сенсор 4592x3448 пикселей с соотношением сторон 4: 3 (1,33: 1). ), который составляет 17,3 x 13 мм для шага пикселя 3,77 мкм
- . Canon EOS M50 оснащен сенсором 6000x4000 пикселей с соотношением сторон 3: 2 (1,5: 1), что составляет 22,3 мм x 14,9 мм дляшаг пикселя 3,72 мкм
- 4K видео - 3840x2160 с соотношением сторон 16: 9 (1,77: 1)
- HD видео - 1920x1080 с соотношением сторон 16: 9 (1,77:1)
Обратите внимание, что размер каждой камеры вотдельные пиксели практически одинаковы, просто у большего датчика M50 больше пикселей, чем у меньшего датчика G7 примерно в том же соотношении, что и в соответствующих областях. Также обратите внимание, что разница между их шириной больше, чем разница между их высотой.
- 23,2 мм имеет ширину 1,34 х 17,3 мм
- 14,9 мм имеет высоту 1,15X и 13 мм
Если бы обе камеры использовали всю ширину своих датчиков для видео 4K и HD, они не смогли бы использовать свою полную высоту и вывести изображение с соотношением сторон 16: 9.
- В 16: 9, если G7 использует всю ширину 4592 пикселя, он может использовать только 2583 из 3448 строк. Это означает, что площадь используемого датчика будет составлять только 17,3 x 9,73 мм для общей площади 168,48 мм².
- В 16: 9, если M50 использует всю ширину 6000 пикселей, он может использовать только3375 из его 4000 строк. Это означает, что площадь используемого датчика будет только 22,3 мм x 12,54375 мм для площади 279,73 мм².
- Отношение 279,73 мм², используемое M50 к 168,48 мм², используемое G7, составляет 1,66: 1. или чуть меньше 3/4 ступеней.
M50записывает видео 4K (3840 x 2160 пикселей), используя центр 3840 x 2160 пикселей своего датчика, с коэффициентом кадрирования 1,5602X (по горизонтали). 3840 x 2160 пикселей в центре крышки сенсора около 14,272 мм x 8,046 мм. Результирующая площадь 114,83 мм² на меньше , чем площадь, используемая G7! Оказывается, G7 немного также обрезает видео 4K. Он использует около 4130 x 2323 пикселей, что составляет 15,56 x 8,75 мм для площади 136,15 мм². Это все еще примерно на 18,57% больше, чем площадь, используемая M50 для видео 4K.
Так что в случае видео 4K Panasonic Lumix G7 использует большую площадь поверхности своего датчика, чем Canon EOS M50делает! При прочих равных условиях (что, по-видимому, не так - см. ниже), G7 будет собирать больше снимков при съемке 4K видео, чем M50.
В случае HD-видеоEOS M50, кажется, использует свою полную ширину, как и Panasonic G7. Таким образом, для видео в формате Full HD область сенсора, увеличенная в 1,66 раза, используемая M50, должна собирать больше света, верно?
Не обязательно. Давайте посмотрим на пример изображения, сравнивая их.
- Два изображения не были получены с одной и той же позиции камеры.
- Фоновая стена справа от основного объекта на изображении справа темнее, чем на изображении слева.
- Существует дополнительный источник света и тень на фоне слева отосновной объект на изображении справа.
- На изображении справа те же области таблицы выглядят темнее, чем на изображении слева.
- КрышкаНа изображении справа баночка темнее, чем на изображении слева.
- Круг света под банкой на изображении слева ярче, чем на изображении справа.
Из этих наблюдений мы должны сделать вывод, что изображение справа экспонировалось ярче, чем изображение слева. Возможные причины этого:
- Апертура объектива на G7 была установлена на меньшее число f, чем апертура на M50
- Время экспозиции для G7 было большечем время экспозиции для M50
- Комбинация обоих
Если диафрагма, время экспозиции («выдержка затвора») или их комбинация используются G7Если бы более чем на три четверти (3/4) стопы были ярче, чем те, что использовались в M50, то 168,48 мм², использованные G7 для записи видео в формате FHD, собрали бы больше света, чем 279,73 мм², использованные M50 для записи видео в формате FHD.
При прочих равных, изображение, экспонированное ярче, будет показывать меньше шума, чем изображение, экспонированное темнее. В случае обработки видео в камере это может быть осложнено различными способами уменьшения шума в каждой камере.
К сожалению, мы не знаем достаточно подробностей, чтобы точно определить, почему образцы изображений отличаются тем, как ониделать. Вещи, которые нам нужно знать:
- Фактические фокусные расстояния каждого используемого объектива
- Фактическая диафрагма (число f), используемая каждой камерой
- Фактическаявремя экспозиции («выдержка затвора»), используемое каждой камерой
- Фактическое расстояние каждой камеры от каждого из источников света, освещающих сцену
- Разница в яркости, если таковая имеется, в сценемежду, когда каждый кадр был захвачен. Где-нибудь из источников света, мерцающих с фазой переменного тока? Были ли внутри баночки дешевые светодиодные лампы, которые обычно мерцают?