Датчики полного кадра собирают больше света, чем датчики урожая?

Question

Многие люди говорят, что полнокадровые датчики получают больше света, чем урезанные датчики. Я никогда не находил доказательств этого утверждения, поэтому я попытался сделать это самостоятельно и доказал обратное! Не могли бы вы сказать мне, если я ошибаюсь?

Мы хотим сравнить один и тот же кадр с одинаковой глубиной резкости. Меня не беспокоит количество фотонов на фотосайте, которое не связано с размером сенсора, но с плотностью пикселей. Я пренебрегал такими эффектами, как виньетирование или угловой эффект на краю массива микролинз. Вот мое простое рассуждение:

Если вы хотите тот же угол обзора α ~ 2arctan (размер / 2f) с полнокадровым датчиком и датчиком обрезки с коэффициентом обрезки c , вы должны умножить фокусное расстояние примерно на c . Теперь, чтобы сохранить одинаковую глубину поля , число f N должно быть разделено на c . Если мы измеряем «количество света» с хорошо определенным освещением Ev , обеспеченным тем же кадром той же сцены (таким образом, яркость фиксирована), у нас есть Ev ~ F / N .

Собрав все вместе, Ev_crop = Ev_ff x c² , чтобы обрезанный датчик получил больше света, чем датчик полного кадра!

Для тех, кто интересуется ценой двух эквивалентных систем, одна с FF + 50 мм + 135 мм, а другая с Crop + 35 мм + 85 мм, см. Этот пример .

Answer 1

EV - это показатель освещенности, который определяется в предоставленной вами ссылке как «световой поток, падающий на поверхность, на единицу площади». Вы правы, утверждая, что если вы сохраняете поле зрения, глубину резкости и яркость объекта постоянными:

Ev_crop = Ev_ff x c²

однако с тех пор:

Area_crop = Area_ff / c²

и

Свет (всего) = EV x Площадь

мы приходим к

Light_crop = Light_ff

Другими словами, ваша система APS-C будет собирать больше света на единицу площади датчика , однако благодаря большему датчику система FF будет собирать такого же количества света в целом. .

---

Однако, сравнивая системы в любом практическом смысле, вы должны учитывать доступность объектива. Для данного полнокадрового объектива может не существовать объектив для APS-C с фокусным расстоянием c раз короче и числом f c раз.

Начиная со 135 мм и выше, вы можете достичь равенства при сборе света, пусть c = 1.6:

135mm f/2.0 -> 135/1.6 = 84.3, 2.0/1.6 = 1.25 -> 85mm f/1.2
500mm f/4.5 -> 500/1.6 = 312.5, 4.5/1.6 = 2.8 -> 300mm f/2.8

В диапазоне нормальных и коротких дистанций лучшее, на что вы можете надеяться, это поддерживать одинаковый f-стоп, что означает проецирование на датчик одинакового количества на единицу площади, то есть больший датчик собирает больше общего света.

     FF         APS-C
85mm f/1.2 -> 50mm f/1.2
50mm f/1.4 -> 30mm f/1.4

В широком конце объективы для полного кадра могут быть значительно быстрее, предоставляя системе полного кадра больше света на единицу площади и больше площади для значительно большей способности собирать свет:

     FF         APS-C
24mm f/1.4 -> 14mm f/2.8

Answer 2

Собирают ли полнокадровые датчики больше света, чем датчики обрезки?

Многие говорят, что полнокадровые датчики получают больше света, чем обрезанные. датчики. Я никогда не нашел доказательств этого утверждения, поэтому я попытался сделать вычисление сам и доказал обратное! Не могли бы вы сказать мне, если я я не прав?

Вопрос не содержит достаточно информации, чтобы дать окончательный ответ. Интуитивно понятно, что если вы устанавливаете одинаковые объективы с одинаковыми настройками на обе камеры и если расстояние от объектива до датчика одинаково в обоих случаях, то полнокадровый датчик будет собирать больше света, поскольку датчик больше и поэтому покрывает больше круга света, проецируемого линзой.

Вы говорите, что хотите сравнить «один и тот же кадр», но это сложно, потому что вам нужно изменить параметры, отличные от датчика (фокусное расстояние объектива, расстояние до датчика или расстояние до объекта), и при этом вы Эффективно компенсируем разницу в размерах сенсора.

Answer 3

Извините, но, насколько я понимаю, нет разницы в сборе света от полного датчика до датчика обрезки. У вас просто меньше «имиджа» на одинаковом расстоянии.

Answer 4

Возьмите объектив, рассчитанный на полный кадр. Из фотонов, попадающих в линзу, количество 'x' выходного света попадает на сенсор полного кадра. Теперь поместите эту же линзу на датчик обрезки (предположим, что коэффициент обрезки равен 1,6), поэтому теперь выходной свет распространяется на большую площадь, чем сам датчик обрезки, с коэффициентом 0,6 потерянного света, создающего изображение. Тем не менее, в этот момент на сенсор попадает такое же количество фотонов, что и эквивалентная уменьшенная площадь на полнокадровом сенсоре. Если предположить, что пиксели сенсора имеют одинаковый размер, то точно такую ​​же экспозицию. Но именно по этой причине изготавливаются линзы с датчиком урожая. Они предназначены только для рассеивания света на меньшем датчике урожая, и с таким же заявленным f-стопом (действительно рейтингом t-stop) абсолютно одинаковы выходной свет на датчик.

Answer 5

В белой книге Canon о полнокадровых датчиках для зеркальных фотокамер четко указано, что большие пиксели на полнокадровом датчике собирают в ПЯТЬ раз больше света, чем способен зафиксировать датчик размера APS-C. (см. стр. 5). Иллюстрации, представленные Canon, демонстрируют гораздо большие сенсорные ячейки и то, как они собирают больше света за меньшее время экспозиции.

Answer 6

Когда вы беспокоитесь о том, чтобы получить чуть больше света, DOF является второстепенным, поэтому в этом заявлении, конечно, предполагается, что вы снимаете широко открыто или, по крайней мере, ту же диафрагму (если для большей резкости она была немного ниже). И вы говорите, что намеренно сбрасываете размер пикселя, но если вы сравните aps-c того же поколения с камерами FF, то у FF будут пиксели большего размера:

Ток:

• 5D mark III (FF): 6.25um
• 7D (верхняя часть линии обрезки): 4,3um

прошлое:

• 5D mark I (FF): 8,2um
• 30D (верхняя часть линии обрезки): 6,4 мкм