Digitale kameraer.

Indledende bemærkninger

Formålet med dette notat er et forsøg på at finde nogle holdepunkter mht., hvad der kendetegner digitale kameraer, og - måske - nogle holdepunkter for valg og vurdering af samme. Undervejs vil jeg bruge mine egne to apparater som eksempler, nemlig en Canon IXUS 870 IS, som er et lommekamera, og en Canon Powershot G15, som er noget større, tungere og mere lysstærkt. 

Jeg oplever selv nogle karakteristiske problemer, når jeg fotograferer, eller når jeg overvejer et nyt kamera: 

  • På museer døjer jeg især med genskær (glare) fra malerierne. Løsning: Filter.
  • For ringe lysfølsomhed uden "støj" (objektivets f-nummer ikke stort nok/blændeåbning er for lille). - På museer må man ALDRIG bruge blitz, og er derfor meget afhængig af et lysfølsomt kamera. 
  • Ved fotografering af arkitektur/bygninger er det meget svært at undgå "styrtende linjer" (converging lines/converging verticals/keystoning). Løsning: Ultra vidvinkel optik, eller special tilt-optik.  How to Avoid Converging Verticals - PhotographyBLOG
  • For ringe zoom muligheder. 
  • Manglende muligheder for at undgå hhv. over- eller underbelysning på givet motiv. (exposure)
  • Hvorledes afkoder man de specifikationer, der er trykt på apparaternes optik?
  • Hvorledes kan man kort og præcist beskrive et bestemt apparat?
  • Hvad med kameraet i en smartphone?

De vigtige forskelle

Digitale kameraer adskiller sig fra hinanden på især følgende vigtige områder:

(1) billedsensor

(2) optik

(3) spejlrefleks (DSLR) eller ej.

Man kan (heldigvis) godt have en lille billedsensor kombineret med særdeles god optik - f.eks. i Canon G15. Kameraer med store billedsensorer er næsten altid af DSLR-typen, og de er altid meget større, dyrere og tungere end kompaktkameraer. De billige(re) kompaktkameraer er normalt kendetegnet ved små sensorer og beskeden optik, hvilket er ganske naturligt, idet denne kombination netop sikrer lav vægt og lille størrelse. 

Sensorstørrelsen defineres i forhold til en "normalsensor", der er den gode, gamle, analoge 35mm film: 36x24 mm (BxH) med en diagonal på 43,27 mm = industristandarden. Denne dimension kaldes "full frame", og den sidder kun i vildt dyre, professionelle digitale kameraer.

Figuren på næste side viser med al tydelighed, hvor meget mindre langt de fleste sensorer er sammenlignet med full frame. Min Canon Ixus 870 IS, der såmænd er et absolut agtværdigt kamera, er med en sensor på 1/2.3" (6,16x4,63mm) kun en anelse større end den allermindste blandt de viste på tegningen, faktisk udgør sensorens areal ca. 3,3% af en full frame... - Men det tager alligevel fantastiske billeder. I forbindelse med det faktum, at billedsensorerne normalt er mindre - og som regel MEGET mindre - end full frame sensorer, er man nødt til at forstå begrebet crop factor, der dels bruges til at gøre alle digitale kameraers specifikationer sammenlignelige med et full frame (35 mm) kamera, og dels i sig selv er en væsentlig information om et apparat.

Crop Factor/"forlængelsesfaktor"

Desværre (naturligvis) er der flere definitioner på crop factor, men den grundlæggende er størrelsesforholdet mellem en full frame sensor og den aktuelle sensor, hvor størrelsen måles ved de pågældende sensorers diagonaler. (Tip: Nedenfor betyder sqrt kvadratrod; man kan kopiere de anførte udtryk til Goggle Chromes adresselinje, hvorefter beregningen foregår automatisk - fikst, ikke?).

En full frame sensor har en diagonal på sqrt(36*36+24*24) = 43,2666153 mm (=43,27mm).
Min IXUS 870 IS har en sensor på 1/2.3" (~ 6.16 x 4.62 mm), dvs. en diagonal på sqrt(6,16*6,16+4,62*4,62) =7,7mm, og dermed en crop faktor på 43,27/7,7 = 5,62

Min Powershot G15 har en sensor på 1/1.7" (~ 7.53 x 5.64 mm), dvs. en diagonal på sqrt(7,53*7,53+5,64*5,64) = 9,41 mm, og dermed en crop faktor på 43,27/9,41 = 4,6.

Tip: På www.digicamdb.com kan man lynhurtigt finde de centrale oplysninger om billedsensorererne - og de tilhørende crop factorer (på alle kameraer!) - og dermed undgå ovenstående beregninger, hvis man ikke gider...

Flere almindelige betegnelser af/for cropfactoren:

Focal Length Multiplier (FLM) = brændvidde-multiplikator, hvorved der sigtes på det faktum, at cropfaktoren netop også bruges til at omregne de små kameraers angivne brændvidder til full frame:

Min IXUS 870 IS har påtrykt 5.0-20.0mm. Det er zoomobjektivets faktiske, fysiske brændvidder, og man kan indledningsvis fastslå, at det har 20/5 = 4X optisk zoom. Dernæst kan vi nu med apparatets cropfaktor omregne disse brændvidder til full frame, nemlig 5,62x5= 28mm og 5,62*20= 112mm. Dvs. at apparatets objektiv i forbindelse med dets lille billedsensor opfører sig som en 28 - 112mm zoom objektiv på en full frame! Det fremgår endvidere, at objektivets blændetal dækker området f/ 2.8 - f/5.8. Men de skal tilsvarende korrigeres med cropfaktoren for at være sammenlignelige med full frame, dvs. f/15.7 - f/35.6. AHA: Så er det pludselig helt forståeligt, hvorfor dets dybdeskarphed er enorm...

Min G15 har påtrykt 6.1-30.5mm, dvs. det har 5x optisk zoom og brændvidderne skal ganges med dens cropfaktor på 4,6 og de svarer derfor til en full frame med brændvidder på 28-140mm zoom.

Magnification Factor = forstørrelsesfaktor. Denne betegnelse/def. henviser til, at et objektiv tilsyneladende genererer større forstørrelse i forbindelse med små sensorer end på full frame (ved udskifteligt objektiv).

Lens factor/ focal length conversion factor/lens multiplier er alle alternative betegnelser for cropfaktoren.

Billedsensor og brændvidde.

For fagfolk er det sikkert en selvfølge, men for mig var det en (tilfældig) opdagelse, eller måske ligefrem en åbenbaring: Sensorstørrelsen målt ved sensorens diameter og optikkens brændvidde er (principielt næsten) identiske, se denne wikipedia artikel.

Lad os igen se på mine to kameraer:

IXUS 870 IS. Diagonal = 7,7mm, brændvidde u. zoom = 5mm
Powershot G15. Diaginal = 9,4 mm, brændvidde u. zoom = 6,1mm

Det forklarer egentlig umiddelbart, hvorfor kompaktkameraer er små og kompakte: Med en lillebitte sensor skal der anvendes et objektiv med meget kort brændvidde - og denne kombination fylder i sagens natur ikke ret meget. Det forklarer også, hvorfor det er muligt at indbygge kameraer i mobiltelefoner. Omvendt er det nu let at forstå, hvorfor DSLR kameraer med betydeligt større sensorer fylder langt mere end de små.

Billedvinkel og forlængelsesfatorer/crop factors.

Al den interesse for og fokus på billedsensorens fysiske størrelse har endnu en vigtig årsag - den har nemlig (også) afgørende betydning for billedvinklen. Alle objektiver er en bestemt brændvidde, som resulterer i en given billedvinkel - afhængig af billedsensorens størrelse, idet et givet objektiv resulterer i forskellige billedvinkler med sensorer af forskllig størrelse.

Eftersom alle (nogenlunde professionelle) fortografer kender brændvidderne på det gamle analoge spejlreflekskamera, benytter man dem som udgangspunkt for spec. af digitale kameraer: Brændvidder som 28 og 35 mm er vidvinkler, og 300 mm er tele, SÅFREMT sensoren måler 24*36 mm, men langt de fleste sensorer er mindre eller MEGET mindre end dette mål, og derfor opleves der en forlængelse af brændvidden, og derfor er der behov at tilknytte en forlængelsesfaktor til objektivet på en kamera med en mindre sensor, således at brændvidde og og tilhørende billedvinkel ved omregning bliver sammenlignelig med det analoge 24*36 mm baserede filmkamera.

På næste side vises en figur med en række amindelige sensordimensioner og deres cropfaktor, begyndende med full frame, som per definition har en cropfaktor = 1. - Bemærk, at min G15 er repræsenteret som næstmindste. Gå til figuren.

Figuren omfatter imidlertid kun nogle få apparater og kun et fåtal af deres sensorspecifikationer. Jeg har derfor fundet en tabel med langt fleres sensorer med detaljerede data. Den ikke-standardiserede målangivelse af billedsensorer i tommer som for eks. 1/2.5" og 1/1.7" henviser til dimensionerne af forældede video billedrør fra perioden 1950'erne - 1980'erne. Når man møder den slags angivelser, bør man i stedet finde de faktiske dimensioner i milimeter for hvert kamera. Gå til tabellen.

 

Besvarelse af spørgsmålene i indledningen

ad genskær/glare: Afhænger af mulighederne for eftermontering af polariseringsfilter. Dette er muligt på G15

ad lysfølsomhed: G15 anses for at være et meget lysstærkt apparat, men det er min fornemmelse, at den lille sensor hindrer det sublime.

ad "styrtende linjer": Mine apparater har begge en mindste (35mm ækv.) brændvidde på 28mm; betegnelsen "vidvinkel" er forbeholdt brænvidder under 35mm brændvidder på full frame, så de KAN dermed kaldes vidvinkel kameraer, men der er voldsom forskel på 28-20-14 eller 10mm kameraer. En konsultation af Google afslører, at f.eks. ejendomsmæglere mener, at 16-24mm kan gå an. Til fotografering af arkitektur skal man bruge et såkaldt tilt-objektiv, som helt kan eliminere de styrtende linjer - men det er naturligvis svinedyrt. En god dansk side om vidvinkel her. Så nej, ingen af mine kameraer er velegnede til formålet.

ad zoom: ingen af dem har med hhv. 4x og 5x ret meget at byde på her. I kraft af forlængelsesfaktoren dækker G15 intervallet 28 - 120 mm.

ad over-/underbelysning: Her hjælper kun filtre og en dygtig fotograf...

ad afkodning af påtrykte specifikationer: Er besvaret ovenfor - find data om sensor og cropfaktor.

ad et kameras karaktaristika: De påtrykte oplysninger suppleret med data om sensor og øvrige specifikationer. Eksempel: Sørste blænde, billedsensor, objektiv, zoom, udskiftelig optik, størrelse og vægt.

ad smartphones: Burde egentlig være noget lort til fotografering- men de bliver alligevel bedre og bedre, og nogle af dem er nu helt på højde med kompaktkameraer.

Udarbejdet november 2016.