동일한 카메라 설정으로 여러 센서 크기에서 동일한 노출이 발생합니까?

f / 2.8에서 1/60으로 설정되어 동일한 조명에서 동일한 장면을 촬영하는 마이크로 -4/3 카메라와 풀 프레임 카메라가 있다고 가정 해 봅시다. 센서 크기가 다르더라도 두 카메라에서 노출이 동일합니까?

내가 묻는 이유는 마이크로 -4/3와 풀 프레임 센서 간의 피사계 심도 차이 때문입니다. 마이크로 -4/3 카메라와 동일한 피사계 심도에서 풀 프레임 카메라로 특정 장면을 촬영하려면 조리개를 늘려야합니다. ISO.

예. 노출은 전체 영역의 총 광량이 아니라 센서 (또는 필름)의 특정 지점에 닿는 광량을 기준으로합니다. (모퉁이를 비추는 빛은 중앙이나 다른 곳을 비추는 빛에 영향을 미치지 않습니다.) 또는 다른 방법으로 풀 프레임 센서는 더 전체적인 빛을 기록하지만 동일한 노출의 경우 센서 영역이 많을수록 정확히 더 많은 빛이 발생합니다.

풀 프레임 이미지를 가져 와서 가운데에서 작은 사각형을 잘라 내면 노출 (비네팅 및 라이트 폴 오프 무시)은 전체 노출과 동일합니다.

자르기 대신 전체 프레임 센서를 더 작은 것으로 교체하는 것을 상상해보십시오. 동일한 노출, 기록 된 이미지의 양이 적습니다.

물론 잘린 이미지는 전반적으로 빛이 적습니다 . 비밀은 우리가 확대 할 때 "속임수"입니다. 영역 당 기록 된 실제 광자 수가 "늘려"더라도 밝기는 동일하게 유지됩니다. 즉, 센서에서 정사각형으로 수집 된 2 억 광자가 중간 회색을 나타내는 경우 정사각형이 10 ​​"× 10"이되도록 인쇄하면 밝기가 넓어지지 않아 훨씬 더 어둡게됩니다. 밝기가 같아서 같은 회색입니다.

또한 큰 센서에서 피사계 심도를 높이려면 조리개를 작게하여 동일한 최종 이미지 밝기를 얻으려면 ISO (또는 셔터 속도)를 높여야합니다. 그러나 거의 동일한 기술을 가정 할 때 더 큰 센서는 더 높은 감도에서 더 낮은 감도에서했던 것과 동일한 양의 노이즈를 제공해야합니다.

아래의 긴 주석 스레드를 제외하고 추가 할 것입니다. 실제 세계에서 두 개의 카메라 조합을 문자 그대로 비교하는 경우 정확한 노출은 몇 가지 이유로 다를 수 있습니다. 이 중 하나는 특정 f- 스톱에서 특정 렌즈에 대한 실제 광 전송입니다. 렌즈 요소 자체는 완벽하지 않고 일부 빛을 차단합니다. 렌즈마다 다릅니다. 둘째, 조리개를 지정할 때 렌즈 제조업체가 가장 가까운 정지 점으로 반올림하므로 완벽하게 정확하지 않을 수 있습니다. 셋째, ISO의 정확도는 제조업체마다 다릅니다. 한 카메라의 ISO 800은 다른 카메라의 ISO 640과 동일한 노출을 제공 할 수 있습니다. 이러한 모든 요소는 (정지 누적) 정지보다 작아야합니다. 그리고 가장 중요한 것은 이러한 요소는 모두 센서 크기와 독립적이며 관련이 없습니다.그렇기 때문에 원래 답변에서 제외했습니다.

f / 2.8에서 1/60으로 설정되어 동일한 조명에서 동일한 장면을 촬영하는 마이크로 -4/3 카메라와 풀 프레임 카메라가 있다고 가정 해 봅시다. 센서 크기가 다르더라도 두 카메라에서 노출이 동일합니까?

예-동일한 렌즈이거나 두 렌즈의 투과율이 동일하고 "동일 노출"이라고 가정하면 동일한 ISO 등급을 사용한다고 가정합니다 (센서 효율의 차이를 균일하게하기 위해).

주의 사항 :

• 동일한 ISO가 동일한 소음 수준을 의미하지는 않습니다.

  동일한 ISO 레벨에서 작동하는 다른 센서는 다른 양의 빛을 포착하지만 동일한 노출로 바꿉니다. 그러나 노출이 동일하더라도 노이즈 간의 디테일을 해결하는 기능은 달라집니다. ISO 등급 시스템은 센서 효율의 차이를 고려하여 크기 나 효율에 관계없이 모든 센서를 ISO200으로 설정하고 동일한 노출을 얻을 수 있도록 설계되었습니다. 이를 달성하기 위해 ISO200에서 작동하는 풀 프레임 센서는 동일한 장면에 대해 ISO200의 4/3 센서보다 훨씬 더 많은 빛을 모으고 있으며 장면을 동일한 것으로 변환하기 위해 내부적으로 다른 양의 게인을 적용하고 있습니다. 밝기 값.

  전체 프레임이 더 많은 광 정보로 시작한 이후 노이즈 수준이 낮다는 점을 제외하면 노출 측면에서 결과는 모두 동등하게 보입니다. 동일한 크기의 센서 간에도 효율성에 차이가있을 수 있습니다. 따라서 센서 크기와 만 관련이있는 것은 아니지만 이것이 주요 요인입니다. 요컨대, FF의 ISO 800은 4/3의 ISO 800 과 동일한 노출 이지만 동일한 센서 효율이 아니기 때문에 노이즈와 다이내믹 레인지가 다릅니다.

• 동일한 f- 스톱은 반드시 동일한 렌즈 전송을 의미하지는 않습니다.

  렌즈를 통과하는 빛의 양을 결정하는 일반적인 방법은 f- 스톱입니다. 그러나,이 측정은 개구의 직경에 기초하지만, 렌즈 요소의 투과 특성 (즉, 렌즈의 유리에 얼마나 많은 광이 흡수되는지)을 고려하지는 않는다. 모든 렌즈 유리는 약간의 빛을 흡수합니다. 코팅이 여러 개인 최신 렌즈는 흡수량이 적으며, 간단한 현대 렌즈가 99 % 이상의 빛을 투과하는 경우는 드문 일이 아닙니다.

  필터가 없으면 현대식 멀티 코팅 렌즈에서 전송 손실의 영향이 너무 작아 거의 모든 경우에 무시할 수있어 실제적인 가치가 거의없는 학문적 운동 이상의 것입니다. 무시할 수없는 경우에는 여러 가지 연속 촬영이 매우 다른 렌즈를 사용해도 동일한 노출을 가져야하는 영화 촬영이 포함될 수 있습니다. 이것이 바로 t- 스톱이 발명 된 이유입니다. 그들은 모든 유리의 투과 특성을 고려하여 f- 스톱과 같습니다.

참고 : 다음 답변은 원래이 질문과 매우 유사하지만 어두운 곳에서 촬영할 때 센서 크기의 차이와 관련이있는 다른 질문에 대한 답변으로 작성되었습니다.

1 인치 센서가 APS-C 센서와 동일한 조리개 및 ISO 설정에서 동일한 노출을 제공합니까?

노출은 빛 의 필드 밀도 를 측정 한 것입니다 . 즉, 단위 면적당 캡처되는 빛의 양을 나타냅니다.

ISO, f- 번호 및 셔터 시간이 동일하면 노출 이 동일 해 집니다. 실제 ISO, 셔터 시간 및 조리개와 관련하여 다른 카메라의 부정확성과 다양한 렌즈를 통과 할 때 손실되는 빛의 양에 따라 약간의 차이가있을 수 있습니다. 그러나 독창적 인 사진 촬영을 위해 약 1/6 ~ 1/3 스탑 범위 내의 모든 것이 충분히 가깝게 보입니다 .

더 작은 센서, 특히 매우 낮은 조명 조건에서 촬영할 때 손실되는 것은 수집 된 총 광량입니다 . 빛의 전계 밀도가 동일 할 때, 각 제곱 밀리미터에서 떨어지는 빛의 양은 동일하지만, 면적에 비해 4 배 큰 센서는 면적의 4 배에 걸쳐 4 배 많은 광자를 수집합니다. 초점 거리 렌즈가 다르기 때문에 두 카메라에서 화각이 동일하다고 가정하면 각 mm²의 밝기는 동일하지만 더 큰 센서는 더 큰 이미지를 생성합니다. 이는 이미지를 센서의 크기에서 표시하려는 크기로 확대 할 때 중요합니다.

두 센서의 이미지가 동일한 디스플레이 크기로 확대되면 큰 센서의 이미지는 작은 센서의 이미지보다 확대가 덜 필요합니다. 이미지가 센서에 투사 된 크기에서 확대되면 모든 것이 확대됩니다. 센서에 투사되어 기록 된 빛의 이미지, 카메라에 의해 생성 된 노이즈, 임의의 광속에 의해 생성 된 노이즈, 흐려짐 모션 및 초점 / DOF 문제 및 렌즈로 인한 광학적 결함.

따라서 더 큰 센서가 제공하는 것은 동일한 디스플레이 크기에 도달 할 때 더 작게 확대 할 수 있다는 것입니다. 즉, 사진의 모든 결함이 더 작은 센서에서와 같이 확대되지 않습니다.

그러나 일부 상황에서는 더 작은 센서와 더 큰 센서의 성능을 향상시킬 수있는 기술 이 있습니다. 예를 들어 노출을 길게하기 위해 ISO를 낮게 촬영하면 광자 샷 노이즈의 영향이 줄어 듭니다. 물론 삼각대 나 다른 카메라 안정화 수단이 필요할 수 있습니다. 다크 프레임 뺄셈을 사용하면 카메라에서 발생하는 일정한 읽기 노이즈의 영향을 줄일 수 있습니다. 동일한 장면의 여러 이미지를 쌓으면 각 프레임의 랜덤 노이즈가 줄어 듭니다. 스태킹에는 거의 확실하게 삼각대가 필요합니다. 그러나 더 작은 센서를 사용하여 개선 하면 더 큰 센서를 사용할 수도 있습니다. 따라서 큰 센서 는 항상 집광 이점을 유지합니다 둘 다 동일한 기술을 기반으로 할 때

셔터 속도 는 이해하기 쉬운 노출 구성 요소입니다. 셔터 속도를 절반으로 줄이면 센서에 비춰지는 빛의 양이 절반이됩니다. 작은 센서에서 1/50은 큰 센서에서와 같이 평방 미터당 동일한 양의 빛을 산출합니다. 큰 센서는 단지 더 큰 영역을 캡처합니다.

시야 및 조리개 는 흥미로운 노출 구성 요소입니다. 조리개가 초점 길이에 상대적인 크기 인 입니다. 그렇지 않다면, 바꿀 때마다 주머니에 계산기가 필요합니다.

조리개 직경이 5mm (78.5mm² 영역)이고 시야가 2 배 (30º ~ 60º) 증가한다고 가정합니다. 이제 같은 영역에 부딪히는 빛의 양이 4 배 (pi.R²) 증가하여 ISO가 4 배 낮아 지거나 셔터 속도가 4 배 작아집니다.

이제 실제 조리개 크기를 시야에 직접 비례하게 유지하면 (초점 거리 및 센서 크기로 결정됨) 시야 구성 요소가 취소됩니다. 여기가 f-stop입니다 이 시작됩니다. 이제 중요한 것은 비율입니다. 예를 들어 조리개가 초점 길이의 1 / 2.8 인 경우, 주어진 셔터 속도에서 동일한 양의 빛이 초점 거리에 관계없이 센서에 닿습니다.

이것은 조리개가 광각에서 물리적으로 작아지고 (축소) 작은 시야에서 (확대 중) 커집니다.

작고 큰 센서에서 어떻게 작동합니까? 큰 센서에서는 렌즈의 조리개에 의해 동일한 시야 (광원)가 같은 양으로 제한되지만 센서의 더 큰 영역을 덮도록 확장됩니다.

ISO반면 는 표준입니다. 주어진 셔터 속도와 조리개에서 표준 노출을 결정합니다.

설명을 위해 편집

큰 센서가 노이즈가 적은 노출을 생성 할 수있는 이유는 각 픽셀의 영역이 더 크기 때문입니다 (때로는 상당히 더 큼). 이것이 의미하는 바는 각 픽셀에 부딪 치는 노이즈 레벨과 비교하여 신호 레벨 (광)이 더 크다는 것입니다. 바닥에 같은 양의 그을음이있는 물통으로 생각하십시오. 5L 버킷은 2L 버킷보다 그을음보다 많은 물을 사용하므로 해당 버킷의 유용성이 향상됩니다.

이것은 신호 대 잡음비 (SNR)입니다. 포인트 앤 슛에서 신호 대 잡음의 비율은 상당히 적습니다. 모든 의도와 목적으로 ISO를 두 배로 늘리면 SNR이 절반으로 줄어 듭니다. 디지털 SLR의 이러한 큰 버킷 포토 사이트로 인해 센서 칩에 동일한 양의 빛이 가해지더라도 ISO를 훨씬 더 크게 확대하고 포인트 앤 슛보다 노이즈를 줄일 수 있습니다.

휴 혼란스러운 일입니다.