Les mêmes paramètres de l'appareil photo conduisent-ils à la même exposition sur différentes tailles de capteur?

Oui. L'exposition est basée sur la quantité de lumière qui frappe un point donné sur le capteur (ou le film), pas la quantité totale de lumière pour toute la zone. (La lumière frappant les coins n'a aucun effet sur la lumière frappant le centre, ou n'importe où ailleurs.) Ou pour le dire autrement, un capteur plein cadre enregistre plus de lumière globale, mais pour la même exposition, c'est exactement autant de lumière qu'il y a plus de zone de capteur.

Pensez-y de cette façon: si vous prenez une image plein cadre et recadrez un petit rectangle à partir du milieu, l'exposition (en ignorant le vignettage et la perte de lumière) est la même que l'exposition pour le tout.

Maintenant, au lieu de recadrer, imaginez remplacer le capteur plein format par un capteur plus petit. Même exposition, un peu moins de l'image enregistrée.

Bien sûr, une image recadrée a moins de lumière global. Le secret est que nous" trichons " lors de l'agrandissement. Nous gardons la luminosité la même, même si le nombre réel de photons enregistrés par zone est "étiré". Autrement dit, si sur le capteur, 200 millions de photons collectés dans un carré représente un gris moyen, si nous imprimons de sorte que ce carré soit de 10"×10", nous n'étalons pas la luminosité, ce qui la rend beaucoup plus gradante — nous gardons plutôt la luminosité pour que ce soit le même gris.

De plus, Oui, vous devez augmenter L'ISO (ou la vitesse d'obturation) pour obtenir la même luminosité d'image finale avec une ouverture plus petite pour une profondeur de champ plus élevée sur un capteur plus grand. Mais, en supposant une technologie à peu près égale, le plus grand capteur devrait donner à peu près la même quantité de bruit à cet ISO plus élevé que le plus petit à des sensibilités plus faibles.

En concession au long fil de commentaires ci-dessous, j "ajouterai: si vous comparez littéralement deux combinaisons d" appareils photo dans le monde réel, l " exposition exacte peut varier pour plusieurs raisons. L'un d'eux est la transmission réelle de la lumière pour un objectif donné à un certain f-stop — les éléments de l'objectif eux-mêmes ne sont pas parfaits et bloquent une partie de la lumière. Cela diffère de la lentille de l'objectif. Deuxièmement, les fabricants d'objectifs tournent à l'arrêt le plus proche lors de l'indication de l'ouverture, et peuvent ne pas être parfaitement précis. Troisièmement, la précision de L'ISO varie d'un fabricant à l'autre — ISO 800 sur une caméra peut donner la même exposition que ISO 640 sur une autre. Tous ces facteurs devraient être (même cumulativement) moins qu'un arrêt. Et le plus important, ces facteurs sont tous indépendants et sans rapport avec la taille du capteur, c'est pourquoi je les ai laissés hors de la réponse originale.

Disons que j'ai une caméra micro-4 / 3ème et une caméra plein cadre, toutes deux réglées à 1/60 à f / 2.8, prenant une photo de la même scène dans le même éclairage. L'exposition sera-t-elle la même sur les deux caméras malgré les différentes tailles de capteurs?

Oui-s'il s'agit du même objectif ou si les deux objectifs ont la même transmission, et en supposant qu'en disant "même exposition", vous utilisez la même cote ISO (pour égaliser les différences d'efficacité du capteur).

Mises en garde:

• Même ISO ne signifie pas même niveau de bruit.

  Différents capteurs fonctionnant au même niveau ISO captureront différentes quantités de lumière mais les transformeront en la même exposition. Cependant, même si l'exposition est la même, la capacité de résoudre les détails parmi le bruit sera différente. Le système D'évaluation ISO est conçu pour prendre en compte les différences d'efficacité du capteur afin que vous puissiez définir N'importe quel capteur, quelle que soit sa taille ou son efficacité, sur ISO200 et obtenir la même exposition. Pour ce faire, un capteur plein cadre fonctionnant à ISO200 recueille beaucoup plus de lumière qu'un capteur 4/3 à ISO200 pour la même scène, et il applique simplement en interne une quantité de gain différente afin de traduire la scène dans les mêmes valeurs de luminosité.

  Tout aura l'air équivalent dans le résultat final en termes d'exposition, sauf que le cadre complet aura des niveaux de bruit plus faibles depuis qu'il a commencé avec plus d'informations lumineuses. Notez qu'il peut y avoir des différences d'efficacité entre les capteurs de la même taille; par conséquent, ce n'est pas uniquement lié à la taille du capteur, bien que ce soit le facteur majeur. En bref, ISO 800 en FF est le même exposition comme ISO 800 en 4/3, mais vous obtiendrez un bruit et une plage dynamique différents car ce n'est pas la même efficacité du capteur.

• Même f-stop ne signifie pas nécessairement la même transmission de l'objectif.

  La méthode courante pour déterminer la quantité de lumière traversant la lentille est un f-stop. Cependant, cette mesure est basée sur le diamètre de l'ouverture, mais ne prend pas en compte les propriétés transmissives des éléments de la lentille (c'est-à-dire la quantité de lumière absorbée par le verre dans la lentille). Tous les verres absorbent un peu de lumière. Les lentilles modernes avec plusieurs revêtements absorbent beaucoup moins, et il n'est pas rare qu'un simple objectif moderne transmette plus de 99% de la lumière.

  Sans filtres, l'effet de la perte de transmission dans une lentille multicouche moderne est si faible que dans presque tous les cas, il peut être ignoré, ce qui en fait un peu plus qu'un exercice académique avec peu de valeur pratique. Les cas dans lesquels il ne peut pas être ignoré peuvent inclure la prise de vue pour le cinéma, où plusieurs plans consécutifs devraient avoir la même exposition, même s'ils peuvent utiliser un objectif très différent. C'est pourquoi les t-stops ont été inventés; ils sont comme les f-stops en tenant compte des propriétés de transmission de tout votre verre.

Remarque: la réponse suivante a été écrite à l'origine en réponse à une autre question qui, bien que très similaire à celle-ci, concernait spécifiquement les différences entre les tailles de capteur lors de la prise de vue dans des situations de faible luminosité.

Le capteur de 1 pouce donnera-t-il la même exposition à la même ouverture et aux mêmes paramètres ISO par rapport au capteur APS-C?

L'exposition est une mesure de la champ de densité de la lumière. Les moyens c'est une expression de la quantité de lumière capturée par unité de surface.

Si vous avez le même ISO, f-nombre, et le temps d'obturation, vous obtiendrez la même exposition. Il peut y avoir des différences mineures en raison des inexactitudes des différentes caméras en ce qui concerne l'ISO réelle, le temps d'obturation et l'ouverture ainsi que la quantité variable de lumière qui est perdue lorsqu'elle traverse divers objectifs. Mais à des fins de photographie créative, tout ce qui se trouve entre 1/6 et 1/3 d'arrêt est considéré comme assez proche.

Ce que vous perdez avec un capteur plus petit, en particulier lorsque vous photographiez dans des conditions de très faible luminosité, c'est le quantité totale de lumière collectée. Lorsque le champ de densité de la lumière est la même, la quantité de lumière tombant sur chaque millimètre carré est le même, mais le capteur qui est quatre fois plus grand en termes de superficie recueille quatre fois plus de photons, réparties sur quatre fois la superficie. En supposant que l'angle de vue est le même avec les deux caméras en raison de lentilles de longueur focale différente, la luminosité de chaque mm2 sera la même, mais le capteur plus grand produit une image plus grande. Ceci est significatif lorsque nous agrandissons l'image de la taille qu'elle est sur le capteur à la taille avec laquelle nous souhaitons l'afficher.

Si les images des deux capteurs sont agrandies à la même taille d'affichage, l'image du plus grand capteur nécessite moins d'agrandissement que l'image du plus petit capteur. Lorsque les images sont agrandies à partir de la taille qu'elles sont projetées sur le capteur, tout s'agrandit: l'image de la lumière projetée sur le capteur et enregistrée, le bruit généré par la caméra, le bruit créé par la nature aléatoire de la lumière, le flou dû au mouvement et aux problèmes de mise au point/DOF, et

Donc, à la fin, ce qu'un capteur plus grand vous donne, c'est la possibilité d'agrandir moins pour atteindre la même taille d'affichage, ce qui signifie que toutes les imperfections de la photo ne sont pas aussi agrandies qu'elles le seraient avec un capteur plus petit.

Pour certaines situations, cependant, il y a technique cela permettra d'améliorer les performances des capteurs plus petits et plus grands. La prise de vue à ISO inférieur pour une exposition plus longue, par exemple, réduira l'influence du bruit de tir de photons. Bien sûr, cela pourrait nécessiter un trépied ou d'autres moyens de stabiliser la caméra. L'utilisation de la soustraction du cadre sombre peut réduire l'influence du bruit de lecture constant produit par la caméra. Empiler plusieurs images de la même scène réduira le bruit aléatoire dans chaque image. L'empilage nécessite presque certainement un trépied. Mais toutes les améliorations vous faites en utilisant le plus petit capteur peut également être fait en utilisant le plus grand capteur. Ainsi, l' capteur plus grand maintiendra toujours son avantage de collecte de lumière lorsque les deux sont basés sur la même technologie.

La vitesse d'obturation est un composant facile de l'exposition à comprendre. Réduire de moitié la vitesse d'obturation et vous obtenez la moitié de la quantité de lumière frappe le capteur. 1/50e sur un petit capteur donne la même quantité de lumière par mètre carré comme sur un grand capteur. Le grand capteur capture simplement une plus grande surface de celui-ci.

Champ de vision et ouverture est une composante intéressante de l'exposition. C'est pourquoi l'ouverture est un taille relative pour la longueur focale. Si ce n'était pas le cas, nous aurions besoin de calculatrices dans nos poches chaque fois que nous le changions.

Imaginez que vous avez un diamètre d'ouverture de 5 mm (78,5 mm2 de surface) et que vous augmentez votre champ de vision d'un facteur deux (30º à 60º). Cela augmente maintenant la quantité de lumière frappant la même zone par un facteur de quatre (pi.R2), ce qui signifierait que votre ISO devrait descendre d'un facteur de quatre, ou que votre vitesse d'obturation serait réduite d'un facteur de quatre.

Maintenant, si vous gardez la taille de l'ouverture physique directement proportionnelle au champ de vision (déterminée par la longueur focale et la taille du capteur), vous annulez le composant champ de vision. C'est là que l' f-stop entre en jeu. Tout ce qui compte maintenant, c'est le ratio. Lors de votre ouverture est de 1/2.8 la taille de la focale, par exemple, la même quantité de lumière à une vitesse d'obturation va frapper le capteur indépendamment de la distance focale.

Cela signifie que l'ouverture devient physiquement plus petite aux grands angles (zoom arrière) et plus grande aux plus petits champs de vision (zoom avant).

Comment cela fonctionne-t-il sur les petits et les grands capteurs? Eh bien sur un grand capteur le même champ de vision (cône de lumière) est limité la même quantité par l'ouverture de l'objectif, mais il est élargi pour couvrir un plus grand sont sur le capteur.

ISO sur l'autre main est une norme. Il détermine une exposition standard à une vitesse d'obturation et une ouverture données.

Édité pour clarification

La raison pour laquelle un grand capteur est capable de produire une exposition moins bruyante est que la surface de chaque pixel est plus grande (parfois beaucoup plus grande). Cela signifie que le niveau de signal (lumière) par rapport au niveau de bruit frappant chaque pixel est plus élevé. Pensez-y comme un seau d'eau avec la même quantité de suie au fond. Un seau de 5L aura plus d'eau que de suie par rapport à un seau de 2L, augmentant l'utilité de ce seau.

C'est le signal-sur-bruit (SNR). Sur un point and shoot, le rapport signal / bruit est considérablement moindre. Doubler L'ISO à toutes fins utiles réduit de moitié le SNR. En raison de ces grands photosites de seau sur un reflex numérique, L'ISO peut être considérablement augmenté et obtenir moins de bruit qu'un point and shoot, malgré le même volume de lumière frappant la puce du capteur.

Ouf. C'est la confusion des choses.