¿Los sensores de fotograma completo tienen una mayor exposición? [duplicar]

El sensor de fotograma completo no será más brillante en las mismas condiciones de exposición (misma luz en la escena, misma distancia focal y número f, mismo tiempo de exposición, etc.). Recogerá más luz, pero también la esparcirá sobre un área proporcionalmente más grande. El brillo , que se define como la cantidad de energía luminosa por unidad de área , será el mismo. La ventaja de los píxeles más grandes no será el aumento del brillo, sino la reducción del ruido (debido al promedio de la naturaleza aleatoria de la luz, lo que llamamos ruido de disparo, en un área más grande) y un mayor rango dinámico si los píxeles son más grandes. el sensor FF (debido a una mayor capacidad de pozo completo para una oblea de silicio del mismo espesor).

La exposición es por unidad de área ; consulte ¿Por qué la iluminancia permanece igual para un f-stop dado, incluso cuando cambia la distancia focal? . Eso significa que si mide la exposición para una velocidad de obturación y apertura determinadas en una mitad del cuadro, será igual en la otra. Entonces, eso es lo que importa para la configuración de exposición.

Pero los sensores de fotograma completo tienen una ventaja inherente con poca luz.

Aquí hay una forma de verlo: los sensores digitales son de 36 × 24 mm para fotograma completo o 24 × 16 mm para APS-C. Cuando toma una imagen con la exposición correcta, cada milímetro cuadrado de cada sensor obtiene la misma cantidad de brillo. Si desea imprimir en, digamos, 12 × 18" (mezclando imperial y métrico), debe ampliar 12,7 × desde el sensor de fotograma completo, o 19,05 × desde el APS-C. Un mm cuadrado desde el sensor de fotograma completo. el marco de la cámara se convierte en 1,27 × 1,27 centímetros, o 1,61 cm². ¡Un mm cuadrado de la cámara con sensor más pequeño se convierte en 3,63 cm²! Eso significa que en la impresión final, la misma cantidad de luz se distribuye en 2,25 veces el área.

Por supuesto, no imprimimos la letra más pequeña mucho más oscura. En su lugar, amplificamos efectivamente el brillo a medida que ampliamos . Estirar la misma cantidad de luz en un área más grande inherentemente da peores resultados. Cuando hay mucha señal, mucha luz, esto generalmente no importa, pero cuando hay poca luz y hay mucho ruido, sí importa.

Esta es generalmente la razón por la que se considera que las cámaras con sensores de fotograma completo tienen una ventaja única en el ruido ISO sobre APS-C. ("Una parada" es 2x, por supuesto.) En una cámara digital, ISO es amplificación, y para un tamaño de impresión determinado de imágenes con el mismo ISO, las imágenes de cuadro completo se amplifican literalmente solo la mitad.

El problema con el tamaño de los fotositos es diferente, técnico, no está realmente relacionado con el tamaño del sensor y está en gran parte obsoleto con la tecnología moderna. Consulte ¿Importan los megapíxeles con la tecnología de sensores moderna? para más. Incluso con una tecnología infinitamente buena, no se puede superar la realidad física de lo anterior. Más grande es siempre más ligero. Sin embargo, en la mayoría de los casos prácticos, puede llegar al punto en que más pequeño es lo suficientemente bueno . (De lo contrario, todos llevaríamos alrededor de cámaras digitales de gran formato de 8 × 10 "...).

El trabajo del sitio de fotos es recolectar impactos de fotones durante la exposición. Los fotositos contienen un fotodiodo y un área de almacenamiento para retener la carga a medida que se acumula durante la exposición. Cuantos más fotones inciden, mayor es la carga. Cuando se completa la exposición, la carga se traslada al almacenamiento. El software marcha los cargos, fila por fila transfiriendo los cargos a un registro de transferencia. Aquí se leen las cargas y se convierten a voltaje. Debido a que los voltajes son débiles, se amplifican a un nivel útil. A continuación, el voltaje se convierte en una señal digital.

La cantidad de amplificación que se aplica es un factor clave. Los niveles bajos de carga requieren más amplificación. Esta será una función del nivel de luz durante la exposición y se entrelazará con la configuración ISO. Si se aplica una amplificación alta, se inducirá algo de estática no deseada. Esto equivale a subir el volumen de una radio. En otras palabras, la estática viaja a cuestas de la buena señal. En la imagen digital, la estática se manifiesta como ruido. El ruido es una granularidad similar al grano en el proceso de formación de imágenes de película convencional.

Evita el ruido elevado manteniendo el ISO moderado y consiguiendo la exposición correcta. Si bien es cierto que los sensores de imagen más pequeños tienen fotositos más pequeños, el chip de imágenes continúa evolucionando. Las diferencias entre el sensor FX de tamaño completo y el sensor compacto APS-C se vuelven menos notables.

PS Los chips más grandes tienen fotositos más grandes, por lo que recogen más impactos de fotones durante la exposición. La carga en el fotosito es más alta, por lo que se necesita menos amplificación y, por lo tanto, menos ruido.

Si consideramos la fotografía de película, para exponer correctamente cualquier película en particular, la película debe absorber el mismo número de fotones por unidad de área para cualquier escena en particular. Esto significa que una cámara de fotograma completo de 35 mm necesitará recibir el doble de fotones que una cámara de medio fotograma para lograr los mismos resultados en condiciones idénticas. Tenga en cuenta que esto no significa que la escena que está fotografiando deba ser el doble de brillante.

Lo mismo debe ser cierto para los sensores digitales que tienen la misma sensibilidad (que es un análogo directo de la velocidad de la película). Por supuesto, cuántos de los fotones son realmente "utilizados" por el sensor es otra cuestión. Por lo tanto, se necesitará mucha más luz (es decir, fotones) para un sensor de fotograma completo que para un sensor APS-C con la misma sensibilidad. Sin embargo, las condiciones de iluminación de la escena que estás fotografiando serán las mismas.