Erntefaktor

Das äußere rote Box zeigt an, was ein 24 × 36 -mm -Sensor sehen würde. Das innere, blaue Box zeigt an, was ein 15 × 23 -mm -Sensor sehen würde. (Der tatsächliche Bildkreis der meisten Objektive, die für 35 mm SLR -Format ausgelegt sind, würde sich weiter über das rote Feld hinaus erstrecken als im obigen Bild gezeigt.)

Im Digitale Fotografie, das Erntefaktor, Formatfaktor, oder Multiplikator der Brennweite von einem Bildsensorformat ist das Verhältnis der Abmessungen des Bildgebungsbereichs einer Kamera im Vergleich zu einem Referenzformat; Meistens wird dieser Begriff auf angewendet Digitalkameras, relativ zu 35 mm Filmformat Als Referenz. Bei Digitalkameras wäre das Bildgebungsgerät a digitaler Sensor. Die am häufigsten verwendete Definition des Erntefaktor Bildsensor fraglich; das heißt, vgl. = diag35 mm/DiagSensor. Bei dem gleichen Seitenverhältnis von 3: 2 wie 36 mm × 24 mm Fläche von 35 mm, ist dies das Verhältnis von Höhen oder Verhältnis von Breiten entspricht. Das Verhältnis der Sensorbereiche ist das Quadrat des Erntefaktors.

Der Erntefaktor wird manchmal verwendet, um das Sichtfeld und die Bildqualität verschiedener Kameras mit derselben Linse zu vergleichen. Der Erntefaktor wird manchmal als der bezeichnet Multiplikator der Brennweite ("FLM") Da die Multiplikation einer Linsenfokuslänge mit dem Erntefaktor die Brennweite einer Linse ergibt, die das gleiche Sichtfeld ergeben würde, wenn sie im Referenzformat verwendet werden. Beispielsweise wird ein Objektiv mit einer Fokuslänge von 50 mm auf einem Bildgebiet mit einem Erntefaktor von 1,6 in Bezug auf das Referenzformat (normalerweise 35 mm) das gleiche Sichtfeld ergeben, das eine Linse mit einer Brennweite von 80 mm ergibt im Referenzformat. Wenn es erwünscht ist, ein Bild mit demselben Sichtfeld und der Bildqualität, aber unterschiedlichen Kameras zu erfassen, müssen auch die Apertur- und ISO -Einstellungen in Bezug auf den Erntefaktor angepasst werden.[1] Die Brennweite der Linse ändert sich nicht mit einem kleineren Bildgebungsbereich. Das Sichtfeld ist entsprechend kleiner, da ein kleinerer Bereich des Bildkreises, der vom Objektiv gegossen wurde, vom kleineren Bildgebungsbereich verwendet wird.

Einführung

Ein 50-mm-Objektiv auf einem APS-C-Format (Erntefaktor 1,6) ist ein etwas kleineres Sichtfeld als ein 70-mm-Objektiv auf einer 35-mm-Kamera.

Die Begriffe Erntefaktor und Multiplikator der Brennweite wurden geprägt, um 35 mm Filmformat zu helfen SLR Fotografen verstehen, wie ihre vorhandenen Objektivbereiche auf neu eingeführten Leistungen erbringen würden DSLR Kameras mit Sensoren, die kleiner als das 35 -mm -Filmformat waren, aber häufig vorhandene 35 -mm -Filmformat -SLR -Objektivmontage verwendet wurden. Mit einem FLM von 1,5 kann ein Fotograf beispielsweise sagen, dass ein 50 -mm -Objektiv auf einem DSLR wie "its" wirkt " Brennweite wurde mit 1,5 multipliziert, was bedeutet, dass es das gleiche Sichtfeld wie ein 75 -mm -Objektiv auf der Filmkamera hat, mit dem sie besser vertraut sind. Natürlich die tatsächliche Brennweite von a Fotobinse wird durch seine optische Konstruktion fixiert und ändert sich nicht mit dem Format des Sensors, der dahinter gestellt wird.

Die meisten DSLRs auf dem Markt haben nominell APS-C-Garägige Bildsensoren, kleiner als der Standard -36 × 24 mm (35 mm) Filmrahmen. Das Ergebnis ist, dass der Bildsensor Bilddaten aus einem kleineren Bereich erfasst, als eine 35-mm-Film-SLR-Kamera, die die Ränder des Bildkanten, die durch den 36 mm × 24-mm-Filmrahmen in voller Größe erfasst werden, effektiv herausgeschnitten werden würden.

Wegen dieser Ernte die effektive Sichtfeld (FOV) wird um einen Faktor reduziert, der zum Verhältnis zwischen der kleineren Sensorgröße und der Größe von 35 mm Filmformat (Referenz) proportional ist.

Für die meisten DSLR Kameras, dieser Faktor ist 1,3–2,0 ×. Zum Beispiel liefert ein 28-mm-Objektiv einen mäßig Weitwinkel-FOV auf einem 35-mm-Format VollrahmenkameraAber auf einer Kamera mit einem Erntefaktor von 1,6 hat ein Bild mit demselben Objektiv das gleiche Ansichtsfeld, das eine Vollbildkamera mit einem Objektiv ~ 45 mm (28 × 1,6 = 44,8) machen würde. Diese Verengung des FOV ist ein Nachteil für Fotografen, wenn ein breiter FOV gewünscht wird. Ultra-weite Objektivdesigns werden nur breit; wide-angle lenses werden 'normal'. Der Erntefaktor kann jedoch für Fotografen von Vorteil sein, wenn ein schmaler FOV gewünscht wird. Es ermöglicht Fotografen mit Objektive langfokale Länge Um den Rahmen leichter zu füllen, wenn das Thema weit weg ist. Ein 300 -mm -Objektiv auf einer Kamera mit einem Erntefaktor von 1,6 liefert Bilder mit demselben FOV, dass eine 35 -mm -Filmformatkamera ein 480 mm langes Fokusobjektiv zum Erfassen erfordert.

Weitere Informationen: Bildsensorformat § TABLE_OF_SENSOR_SIZES

Schätzung der Sensorleistung

Für ein gegebenes ExpositionZum Beispiel für eine feste Fokusebene Beleuchtung und Expositionszeit, größer Bildsensoren mehr erfassen Photonen und produzieren daher Bilder mit weniger Bildrauschen und größer Dynamikbereich als kleinere Sensoren. Aufgrund der Statistik des Photons Schuss Lärmdie wünschenswerten Eigenschaften von Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und Sensor -Einheit erhalten beide Skala mit der Quadratwurzel der Pixelfläche.[2]

Da der Erntefaktor umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Sensorfläche (zu einem kleinen Seitenverhältnis-abhängigen Faktor) ist, ist dies zur Schätzung der Bildsensorleistung nützlich. Zum Beispiel, wenn zwei unterschiedliche Größe haben Bildsensoren haben das gleiche Seitenverhältnis und eine Auflösung von 10 Megapixelund werden mit ähnlicher Technologie hergestellt, der größere Sensor hat ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis durch einen Faktor, der dem Verhältnis der Erntefaktoren der beiden Sensoren entspricht. Der größere Sensor hat den kleineren Erntefaktor und das höhere Signal-Rausch-Verhältnis.

Digitale Objektive

Ein APS-C-Format SLR (links) und ein DSLR (rechts) mit Vollbild zeigen den Unterschied in der Größe der Bildsensoren.

Die meisten Hersteller von SLR-Kamera und Linsen haben die Anliegen der Weitwinkel-Objektivbenutzer angesprochen, indem sie Linsen mit kürzeren Brennweiten entwerfen, die für die DSLR-Formate optimiert sind. In den meisten Fällen sind diese Objektive so konzipiert, dass sie eine kleinere werfen Bildkreis Das würde keinen 24 × 36 mm -Rahmen bedecken, sondern groß genug, um den kleineren 16 × 24 mm (oder kleineren) Sensor in den meisten DSLRs abzudecken. Da sie einen kleineren Bildkreis werfen, können die Objektive für weniger Glas optimiert werden und sind manchmal physisch kleiner und leichter als die für Vollbildkameras.

Für die kleineren digitalen Formate konzipierten Linsen umfassen Canon EF-S und EF-M-Objektive, Nikon DX-Objektive, Olympus Vier Drittelsysteme Objektive, Sigma DC-Objektive, Tamron-Di-II-Objektive, Pentax-DA-Objektive, Fujifilm XF- und XC-Objektive sowie Sony Alpha (SAL) DT & E-Objektive. Solche Objektive projizieren normalerweise einen kleineren Bildkreis als Objektive, die für das 35-mm-Format mit vollem Fram ausgelegt waren. Dennoch hat der Erntefaktor oder FLM einer Kamera den gleichen Effekt auf die Beziehung zwischen Sichtfeld und Brennweite mit diesen Linsen wie bei jeder anderen Linse, obwohl das projizierte Bild nicht so stark "beschnitten" ist. In diesem Sinne der Begriff Erntefaktor hat manchmal verwirrende Auswirkungen; Der alternative Begriff "Fokuslängenmultiplikator" wird manchmal aus diesem Grund verwendet.

Erntefaktor von Point-and-Shoot-Kameras

Einige Hersteller liefern sowohl die reale Brennweite als auch die 35 mm entsprechende Brennweite

Kleinere, nichtdSLR-, Verbraucherkameras, die normalerweise als Point-and-Shoot-Kameras bezeichnet werden, können auch als einen Erntefaktor oder FLM im Verhältnis zu 35 mm Format charakterisiert werden, obwohl sie keine austauschbaren Linsen oder Linsen verwenden, die für eine ausgelegt sind anderes Format. Zum Beispiel hat das sogenannte "1/1,8-Zoll-Format" mit einem 9-mm-Sensor-Diagonal einen Erntefaktor von fast 5 relativ zum 43,3 mm-Diagonal von 35 mm Film. Daher sind diese Kameras mit Objektiven ausgestattet, die ungefähr ein Fünftel der Brennweiten sind, die für eine 35-mm-Point-and-Shoot-Filmkamera typisch wären. In den meisten Fällen kennzeichnen die Hersteller ihre Kameras und Objektive mit ihren tatsächlichen Brennweiten, aber in einigen Fällen haben sie sich ausgewählt, um sich stattdessen mit dem Erntefaktor (Multiplikator der Brennweite) zu vermehren und die zu kennzeichnen 35 mm äquivalente Brennweite. Rezensenten verwenden manchmal auch die 35 mm-äquivalente Brennweite, um das Sichtfeld einer Kameras in gemeinsamen Begriffen zu charakterisieren.[3]

Zum Beispiel ist das Canon PowerShot SD600 -Objektiv mit seinem tatsächlichen Brennweitenlängenbereich von 5,8–17,4 mm gekennzeichnet. Es wird jedoch manchmal in Rezensionen als Objektiv mit 35–105 mm beschrieben, da es einen Erntefaktor von ca. 6 ("1/2,5-Zoll-Format") hat.[4]

Vergrößerungsfaktor

Der Erntefaktor wird manchmal als "Vergrößerungsfaktor" bezeichnet,[5] "Fokuslängenfaktor" oder "Fokuslängenmultiplikator".[6] Diese Verwendung spiegelt die Beobachtung wider, dass Linsen einer bestimmten Brennweite Länge Linsen erscheinen zu einer größeren Vergrößerung an Crop-Factor-Kameras als auf Vollbildkameras. Dies ist beispielsweise ein Vorteil in der Vogelfotografie, bei der Fotografen oft danach streben, die maximale "Reichweite" zu erhalten. Eine Kamera mit einem kleineren Sensor kann der Verwendung a vorzuziehen sein Telekonverter, weil letzteres die beeinflusst Fnummer der Linse und können daher die Leistung des Autofokus abbauen.

Ein bestimmtes Objektiv wirft das gleiche Bild, egal in welcher Kamera es angebracht ist. Die zusätzliche "Vergrößerung" tritt auf, wenn das Bild mehr vergrößert wird, um Ausgang (Druck oder Bildschirm) zu erzeugen, der mit einer Standardausgangsgröße übereinstimmt. Das heißt, die Vergrößerung, wie in der Regel von unterliegenden Fokusebene definiert, ist unverändert, aber die Systemvergrößerung von der endgültigen Ausgabe wird erhöht.

Field-of-view crop is cameras of different sensor size but the same lens focal length
Ansichtsfeld in Kameras unterschiedlicher Sensorgröße, aber derselben Linse-Brennweite.

Sekundäre Effekte

Wenn ein für 35 mm Format ausgelegter Objektiv auf einem DSLR mit kleinerem Format verwendet wird, können neben der offensichtlichen Verringerung des Sichtfelds sekundäre Effekte auftreten Tiefenschärfe, Perspektive, Kamera-Motion-Unschärfe und andere fotografische Parameter.

Die Feldtiefe kann sich ändern, je nachdem, welche Bedingungen verglichen werden. Schießen aus der gleichen Position, mit derselben Linse und gleich Fnummer Als nicht geschnittene (Vollrahmen) 35-mm-Kamera, das Bild auf eine bestimmte Referenzgröße jedoch zu vergrößern, ergibt sich eine reduzierte Feldtiefe. Andererseits ist die Feldtiefe der kleineren Kamera eine größere Feldtiefe größer.

Perspektive ist eine Eigenschaft, die nur von Standpunkt (Kameraposition) abhängt. Wenn jedoch ein Objektiv in eine Kamera mit kleinerem Format verlegt wird, bewegt sich ein Fotograf weiter vom Motiv, dann wird die Perspektive betroffen.

Die zusätzliche Menge an Vergrößerung, die bei Kameras mit kleineren Format-Kameras erforderlich ist, erhöht die Unschärfe aufgrund des Defokus und erhöht auch die Unschärfe aufgrund der Kamerabewegung (Shake). Infolgedessen wird die Brennweite, die bei einer bestimmten Verschlusszeit für ein scharfes Bild zuverlässig von Hand gehalten werden kann, durch den Erntefaktor reduziert. Die alte Faustregel, dass die Verschlussgeschwindigkeit mindestens der Brennweite (in Millimetern) für die Handabbau entspricht, funktioniert gleichbedeutend, wenn die tatsächliche Brennweite vor dem Anbringen der Regel zuerst mit dem FLM multipliziert wird.

Viele fotografische Linsen erzeugen in der Mitte des Rahmens ein überlegenes Bild als um die Kanten. Bei Verwendung eines Objektivs, das für die Enthüllung eines 35-mm-Filmrahmens mit einem kleineren Formatsensor ausgelegt ist, wird nur der zentrale "Sweet Spot" des Bildes verwendet. ein Objektiv, das unannehmbar weich ist oder dunkel Rund um die Ränder können ein kleinerer Sensor bessere Ergebnisse erzielen.[7] Da das auf den Sensor projizierte Bild jedoch mehr vergrößert werden muss, um mit einem kleineren Sensor einen Druck zu erstellen Um die reduzierte Lichtmenge zu kompensieren, die durch das Objektiv tatsächlich auf den Sensor getroffen wird.

Gemeinsame Erntefaktoren

Vergleich der Kamerasensorformate

Pflanzenfaktorzahlen sind bei der Berechnung nützlich 35 mm äquivalente Brennweite und 35 mm äquivalente Vergrößerung. Einige häufige Erntefaktoren sind:

Typ Höhe (mm) Erntefaktor[8]
1/2,5 "(viele Superzoom und Point-and-Shoot-Kameras) 4.29 6.0
1/2,3 "(Kompakte und kompakte Superzooms früher Pentax q)) 4.55 5.6
1/1,8 "(High -End -Kompakte wie Canon PowerShot G1 - G7/S90) 5.32 4.8
1/1,7 "(High-End-Kompakte, später Pentax q) 5.70 4.5
2/3 "(Fujifilm x10, Fujifilm x20, Sony F828, Sony F717)) 6.60 3.9
1 "(" (Nikon 1/CX / Sony RX100-Serie / Sony RX10 / Canon Powershot G7 x)) 8.80 2.7
4/3 " / vier Drittel (benutzt von Olymp und Panasonic zum DSLR und Milc beziehungsweise) 13 1,84–2[9]
Sigma Foveon x3 (Vor Merrill -Kameras) 13.80 1.7
Kanon APS-C 14.80 1.6
Allgemein APS-C (Sigma Foveon x3, Fujifilm X-Mount, Nikon DX, Pentax k, Ricoh GXR, & Ricoh gr, Samsung NX, Minolta/Sony α DT & E-Mount (NEX))) 15.60 1.5
APS-H (Kanon, Leica M8)) 18.60 1.3
35 mm Vollrahmen (Canon EF, Leica M9, Nikon FX, Pentax K-1, Sony α, Fe-Mount, Sony RX1)) 24.00 1.0
Mittelformat (Hasselblad, Blatt, Phase Eins, Pentax 645D, Fujifilm GFX)) 33.00 0,79
Mittelformat (Hasselblad, Blatt, Phase Eins)) 40.40 0,64

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Auswirkungen des Erntefaktors auf Brennweite, Blende und ISO.
  2. ^ Clark, R. N. "Digitalkamera -Sensor -Leistungszusammenfassung". Abgerufen 2007-12-06.
  3. ^ [1] Gemeinsame Verwirrungen
  4. ^ Canon SD600 -Spezifikationen.
  5. ^ Dan Heller (2007). Digitale Reisefotografie: Schießen von Menschen und Orten wie die Profis. Sterling Publishing Co. ISBN 1-57990-973-6.
  6. ^ Tom Ang (2003). Erweiterte digitale Fotografie. Amphoto -Bücher. ISBN 0-8174-3273-6.
  7. ^ Oprys Fotografie, Full Frame vs Crop Camera -Vergleiche.
  8. ^ Hier definiert als das Verhältnis der vertikalen Höhe eines vollen 35 -Rahmens zu dem des Sensorformats, dh cf = Höhe24 mm / Höhe Sensor.
  9. ^ Abhängig vom Seitenverhältnis; 2 wird am häufigsten verwendet.

Externe Links