Exponering olika bildformat

[A.Dent]

En sak jag funderat på ett tag är att exponeringstiden borde skilja beroende på vilket format man använder.
Tänk er följande. Man fotograferar i fyra olika format, APS-C (ca 24x16mm), småbildformat (36x24mm), mellanformat (6x6cm) och storformat (9x12cm). Alla bilder tas med samma brännvid och bländare, t.ex 100mm f/4. Objektiven till vart och ett format är optimerade för det formatet och dess bildcirkel täcker formatet men inte mer.
APS-C, bildcirkel ca 6,3cm2
24x36, bildcirkel ca 14,7cm2
6x6, bildcirkel ca 49cm2
9x12, bildcirkel ca 177cm2

Eftersom alla objektiven får in lika mycket ljus men sprider det på olika stora ytor så borde exponeringstiden skilja. Om man jämför med APS-C så borde småbild ha drygt dubbelt så lång tid (14,7/6,3=2,2) , mellanformat ca 8 gånger (3 steg) så lång tid och storformat 28 gånger (knappt 5 steg) så lång tid.

Jag har ingen erfarenhet av de stora formaten och inget batteri i min gamla analoga kamera så jag kan inte testa. Tänker jag rätt?

Det som fick mig att tänka till var en liten film om våtplåtsfotografering i jätteformat. Objektivet var stort som en assiett och ändå hade han sekundlånga exponeringar i dagsljus.

 

[jelu1661]

Bildvinkeln skiljer objektiven åt, de tar inte in lika mycket ljus totalt sett.

 

[cocuyo]

Du tänker så klart fel.

Om samma bländare används (brännvidden oväsentlig), så kommer ljusmängden att bli samma per ytenhet, och exponeringstiden ska bli samma vid samma känslighet, eller varieras efter känsligheten på mediet som tar upp ljuset.

Att objektiven sprider över olika stor yta har ingen betydelse, eftersom det bara handlar om avmaskning. Det är den relativa öppningen som avgör hur mycket ljus per ytenhet som träffar mediet som tar upp ljuset. Optimeringen för olika bildformat är någonting helt annat. Små format kräver högre upplösning, men över en mindre yta. Därför är objektiv för stora format sällan idealiska för små format, då de har en upplösning som är anpassad till det större formatet. Ett 100 mm f/4 som har optimerats för formatet APS-C tecknar alltså skarpare än ett 100 mm f/4 optimerat för formatet 6x9 cm, men de släpper in precis lika mycket ljus till den lilla ytan av en APS-C.

 

[Jimfear]

Du tänker en aning galet.

Som du säger kommer objektivet att ta in lika mycket ljus, med det tillägg att det är lika mycket ljus per yta. Ett 100mm objektiv på storformat är ganska vidvinkligt, medan det på APS-C är ett tele. Det är alltså både en mindre yta som blir belyst av objektivet, och en mindre bildvinkel som fångar in ljus på APS-C jämfört med storformat. Du kan tänka dig förhållandet som liknande en sax, när du öppnar saxen förstoras både bladsidans och handsidans öppning, men relationen mellan dem förblir densamma.

Att kameran i filmen hade sekundlånga exponeringar i dagsljus beror troligtvis på att plåten inte är särskilt ljuskänslig och att stora format oftast använder mindre bländare av praktiska skäl.

 

[A.Dent]

Du tänker så klart fel.

Att objektiven sprider över olika stor yta har ingen betydelse, eftersom det bara handlar om avmaskning.

Här är min miss. Jag visste inte att objektiven avmaskar bildcirkeln, jag trodde 100% av insläppt ljus belös bildcirkeln. Om bildcirkeln innehöll allt ljus så tänker jag rätt eftersom samma ljus ska spridas på en större yta (tänk en ficklampa som ska lysa upp ett A4 eller en vägg, det blir mycket svagare ljus på väggen.

 

[ErlandH]

Om bildcirkeln innehöll allt ljus så tänker jag rätt eftersom samma ljus ska spridas på en större yta (tänk en ficklampa som ska lysa upp ett A4 eller en vägg, det blir mycket svagare ljus på väggen.

Nej, du tänker fel. Objektiven har samma brännvidd men olika bildvinkel och släpper in olika mycket ljus.

 

[styret]

Jag ställer in min mellanformatare genom att ta en testbild med min aps-c-kamera.

Det blir rätt oavsett hur jag vrider och vänder på det i teorin.

 

[A.Dent]

Nej, du tänker fel. Objektiven har samma brännvidd men olika bildvinkel och släpper in olika mycket ljus.

Både Alex och Urban menar att objektiven släpper in samma mängd ljus. Det vidhåller jag med. Ett objektiv som passar på både fullformat och APS-C släpper inte in mer ljus för att man flyttar det till fullformats kameran fast det upplevs som vidvinkligare på fullformatskameran. Då borde ett 50mm 2,8 släppa in mer ljus än ett 200 2,8 om det skulle fungera som du resonerar. Det är samma exponering på dessa.

 

[Helmetrock]

Håkan: glöm brännvidden, tänk bildvinkel istället.

Ett 100 mm har helt olika bildvinklar på de olika formaten, det är som om du hade olika trattar med samma längd men helt olika diameter. Längden är helt oväsentlig i sammanhanget som du förstår, det är bara siffran för bländaren som har med den att göra.

 

[ErlandH]

Ett objektiv som passar på både fullformat och APS-C släpper inte in mer ljus för att man flyttar det till fullformats kameran fast det upplevs som vidvinkligare på fullformatskameran.

Visst. Men t ex ett 50 mm-objektiv byggt för apsc släpper in för lite ljus för att fungera på en ff-kamera.

 

[Karl2]

Då man jämför formatet APS-C med FF, måste man utgå från likvärdiga objektiv. Man inser att man med samma brännvid inte kan jämföra något. Man måste använda sig av bildvinkel eller kropptal (1,6). Om APS-C kameran har objektiv 50/2.8, så skall motsvarande FF-kamera förses med objektiv 80/2,8. Objektivet 80/2,8 har större frontlins och bearbetar mera ljus, men sprider det över en större bildyta så att ljus per ytenhet på bildytan blir lika och exponeringstiden blir lika.

Finessen med just denna bländar- och tidsskala är just den att de passar ihop med alla slags objektiv och kamerors ljusmätare behöver normalt inte justeras skilt för de olika objektiven.

 

[Fogel70]

Både Alex och Urban menar att objektiven släpper in samma mängd ljus. Det vidhåller jag med. Ett objektiv som passar på både fullformat och APS-C släpper inte in mer ljus för att man flyttar det till fullformats kameran fast det upplevs som vidvinkligare på fullformatskameran.

Objektivet släpper in samma mängd ljus, men en APS-C sensor fångar ungerfär hälften av det ljus som en fullformatsensor fångar, eftersom båda sensorerna täffas av samma mängd ljus per yta.

Slutartid och ISO bestäms av ljus per yta, och påverkas därför inte av sensorstorlek, däremot kommer den totala mängden ljus som fångas variera med samma slutartid beroende på hur stor sensorn är.
Samma sak med ISO. En större sensor fångar mer mängd ljus än en liten sensor vid samma ISO-tal, vilket är anledning till att mindre sensorer brusar mer.

 

[Jimfear]

Både Alex och Urban menar att objektiven släpper in samma mängd ljus. Det vidhåller jag med. Ett objektiv som passar på både fullformat och APS-C släpper inte in mer ljus för att man flyttar det till fullformats kameran fast det upplevs som vidvinkligare på fullformatskameran. Då borde ett 50mm 2,8 släppa in mer ljus än ett 200 2,8 om det skulle fungera som du resonerar. Det är samma exponering på dessa.

Objektivet i sig släpper in samma mängd ljus per ytenhet, men det belyser en yta av varierande storlek i de olika formaten. Ett objektiv anpassat för ett större format kommer alltså att totalt sett släppa in mer ljus, detta är dock helt orelevant eftersom det inte påverkar exponeringen.

Som Karl skriver är bländartalet för olika objektiv anpassat för att släppa in lika mycket ljus på samma bländartal, även om den fysiska bländaröppningen är olika stor på samma bländartal på olika objektiv.

 

[Karl2]

" En större sensor fångar mer mängd ljus än en liten sensor vid samma ISO-tal, vilket är anledning till att mindre sensorer brusar mer." Hur skall man förstå det där egentligen? Det måste väl betraktas från pixelnivå. En större pixel får mera ljus med mindre brus. Med samma pixelantal får den större sensorn större pixlar och därför lägre brus. En liten sensor med färre pixlar skulle ju då också få ett litet brus. Teorierna verkar inte synka helt, så FF formatets fördel måste också bero av det korta skärpedjupet och den större oskärpan omkring. FF-kameran är kanske också försedd med mera sofistikerad brusreduktion.

 

[ErlandH]

En liten sensor med färre pixlar skulle ju då också få ett litet brus.

Nej, pixlarnas storlek har ingen eller marginell betydelse. Det som avgör mängden brus är sensorns storlek. Precis som det står i meningen du citerar.

 

[Jimfear]

" En större sensor fångar mer mängd ljus än en liten sensor vid samma ISO-tal, vilket är anledning till att mindre sensorer brusar mer." Hur skall man förstå det där egentligen? Det måste väl betraktas från pixelnivå. En större pixel får mera ljus med mindre brus. Med samma pixelantal får den större sensorn större pixlar och därför lägre brus. En liten sensor med färre pixlar skulle ju då också få ett litet brus. Teorierna verkar inte synka helt, så FF formatets fördel måste också bero av det korta skärpedjupet och den större oskärpan omkring. FF-kameran är kanske också försedd med mera sofistikerad brusreduktion.

Pixlarnas antal eller storlek har ingen betydelse i den här diskussionen. Om man antar att det ljuskänsliga mediet (vare sig det är pixlar, silversalter, eller något annat) är av samma typ och täthet, kommer en bild skapad med ett större format att vid lika betraktningsstorlek relativt sett få mindre enskilda ljuskänsliga enheter. Dessa får, som vi redan har sett, lika mycket ljus per ytenhet, men är fler till antalet. Det vill säga en mer finkornig bild.

Detta gäller på ett teoretiskt plan, men i praktiken finns det många andra saker som också påverkar detta. Börjar man leka med olika pixeltäthet eller dylikt så jämför man inte längre på samma vilkor. Det större formatet kommer dock alltid att ha en fördel över det mindre.

Vad skärpedjup har med detta att göra kan jag inte förstå.

 

[Helmetrock]

Vad skärpedjup har med detta att göra kan jag inte förstå.

Det har det, men kanske indirekt. Med samma bildvinkel och samma avbildningsskala får man samma brus vid samma skärpedjup oavsett sensorstorleken, men bländartalet måste ju vara mycket högre för att uppnå det med den mindre sensorn.

 

[Fogel70]

Det har det, men kanske indirekt. Med samma bildvinkel och samma avbildningsskala får man samma brus vid samma skärpedjup oavsett sensorstorleken, men bländartalet måste ju vara mycket högre för att uppnå det med den mindre sensorn.

Man kan också förklara detta som att, när sensorer av olika storlek samlar in samma ljusmängd under samma tidsenhet är bruset likvärdigt hos de.

Att skärpedjupet blir det samma kommer av att den mindre sensor måste kompenseras med ett objektiv som släpper in mer ljus. Dessutom måste den större sensorn kompenseras med högre ISO för att slutartiden ska bli samma hos båda.

 

[Makten]

" En större sensor fångar mer mängd ljus än en liten sensor vid samma ISO-tal, vilket är anledning till att mindre sensorer brusar mer." Hur skall man förstå det där egentligen? Det måste väl betraktas från pixelnivå. En större pixel får mera ljus med mindre brus. Med samma pixelantal får den större sensorn större pixlar och därför lägre brus. En liten sensor med färre pixlar skulle ju då också få ett litet brus. Teorierna verkar inte synka helt, så FF formatets fördel måste också bero av det korta skärpedjupet och den större oskärpan omkring. FF-kameran är kanske också försedd med mera sofistikerad brusreduktion.

Det du missar är att färre pixlar på samma yta innebär lägre "signal", och alltså sämre signal-brus-förhållande trots att varje enskild pixel naturligtvis inte är brusigare än hos en större sensor med likadana pixlar. Det blir som att måla med en grövre pensel; du har mindre information (lägre upplösning) att bygga bilden av.

Pixelstorleken är alltså av ringa betydelse, men signalen och bruset kommer att få olika utseenden beroende på om du väljer små eller stora pixlar. Små ger högre brus per pixel men fler pixlar och därför mer signal per bildhöjd, och vice versa. Det är sensorarean som bestämmer s/n-förhållandet i slutändan.