Förstå grunden för kamerasensorer

Ljuset färdas genom en lins, öppningen öppnas och ett ögonblick bevaras genom att fånga det på kamerans sensor. Detta chip är absolut nödvändigt för att skapa digitala bilder. Men du kanske inte har en bra uppfattning om hur allting fungerar. Om du vill demystifiera magiken i hur din digitala SLR fungerar, titta inte längre än dagens Basix-artikel handlar om kamerasensorer.

Megapixlar och upplösning

Om det finns en sak som den genomsnittliga kameranvändaren vet om en kameras sensor är det megapixelräkningen. Älskade av nybörjaren bestämmer mängden pixlar på kamerans sensor hur stor mängd data som kan fångas.

Vad betyder megapixlar faktiskt? Varje "megapixel" en miljon pixlar kan fånga bitar av färg som kommer att resultera i en bild. Låt oss ta en fil från min Nikon D300 till exempel. Den maximala upplösningen för en fil som produceras av D300 är 4288 x 2848. På långsidan av en bild är 4 288 pixlar, medan den kortare sidan har 2.848 pixlar. Om vi ​​multiplicerar 4288x2848 är det resulterande numret 12,2 miljoner. Vill du veta D300s megapixelantal? Du gissade det, 12,2 megapixlar. (Nikon citerar det som 12.3.)

Medan megapixlar är en värdefull mätning av kameransensorns kapacitet, är fler megapixlar inte alltid bättre. En orsak till att kameraföretag har något begränsat antalet megapixlar som de kommer att lägga in i en sensor är att fler megapixlar brukar innebära högre ljudnivåer.

Det finns också en lag om avtagande avkastning. Digitalkameror har kunnat producera stora utskriftsstorlekar i flera år med 6 eller färre megapixlar. Det här kommer inte att förändras. En kamera som du ska köpa idag är nu kapabel att producera stora utskrifter. Men innan du uppgraderar till 18 megapixelkameraet, fråga dig själv vad du ska använda den massiva upplösningen för. Medan yrkesverksamma kan behöva stora mängder upplösning för deras ändamål, om du bara har börjat med fotografering, köp inte in i megapixelmyten.

Förse mig inte fel, med den extra upplösningen för beskärning är bra. Bara köp inte en kamera över en annan för enbart megapixlar. Sammanfattningsvis är megapixlar ett mått på endast en av kamerans möjligheter.

Buller och sensorns känslighet

En kameras "ISO" -inställningar justerar sensorns känslighet till ljuset. På filmkameradagen var ISO associerad med filmen du laddade i kameran och kunde inte ändras. Digitala sensorer har fördelen att de kan justeras från skott till skott.

Du kanske vet att när du är i svagt ljus bör du överväga att bumpa upp ISO för att rymma en användbar slutartid. En vän frågade mig en gång att eftersom en högre ISO tillåts för större ljusinspelning, varför ska vi inte alltid ställa in ISO så högt som det skulle kunna gå? Var det inte detsamma som en super snabb lins eller en långsammare slutartid?

Han trodde att detta var fallet. Att höja ISO gör det möjligt för mer slutartid eller bländarflexibilitet. Detta kommer dock till en kostnad. En kamerasensor fungerar bäst på lägsta ISO. Med den här inställningen kommer du att se de bästa färgerna, lägsta ljudnivå och den övergripande högsta bildkvaliteten.

Buller är i grunden den digitala eran som motsvarar korn. Det är alla dessa fina små prickar du kommer att se, särskilt i mörka skott. Jag utförde några undersökningar nedan med min Nikon D300 så att du kan se skillnaderna i ISO.

När ISO-inställningen ökar, kan bilden öka i ljud och minska den övergripande kvaliteten.

Från sensor till sensor varierar ISO-prestanda. En av de största framstegen inom den senaste kameratekniken är de höga ISO-kapaciteterna hos moderna kameror. Gårdagens ISO 400 matchas nu i kvalitet med dagens ISO 800. Gränserna för lågljusprestanda fortsätter att drivas till nivåer som aldrig fanns tidigare.

Sensorstorlek

Inte alla kamerasensorer är byggda lika. Varje företag använder sin egen teknik och specifikationer för att bygga de senaste sensorerna för de senaste kamerorna. De använda specifikationerna har stor inverkan på sensorens övergripande kvalitet, och som ett resultat de bilder som gjordes med den.

En av de viktigaste faktorerna som bestämmer bildkvaliteten är den fysiska storleken på denna sensor. Därför kommer en DSLR att producera bättre bilder än nästan alla punkter och skjuta. Sensorns storlek i en kamera med pocketformat är bara en bråkdel av dess SLR-motsvarighet. Vanligtvis kommer större sensorer också att fungera bättre i höga ISO-situationer - en effekt som säkert kan bevittnas när man jämnar poäng och skott till jämn ingångsnivå DSLR.

Vid det här laget kan du ha hört talas om en effekt som kallas en "grödfaktor". Denna term hjälper oss att beskriva storleken på en kamerasensor i förhållande till en "standard" -storlek. Vad är den här standardstorleken? Referenspunkten är en "full frame" -sensor, vilket betyder en sensor som är lika stor som en 35mm filmram. En sensor som är mindre än en full ramsensor kommer att uppleva grödfaktorn.

Den röda rutan representerar det område som skulle fångas av en full ramsensor, medan det blå området representerar en grödfaktorkameras synfält.

Du vet förmodligen att att beskära en bild är att använda en vald del av bilden, eller att i princip välja en mindre region av den. På en växtfaktorkamera får du ett synfält som är hårdare än en full bildsensor.

Tro det eller inte, det finns sensorer som är större än 35 mm "full frame" -storlekar. Digital mediaformat är ett växande fält som gynnas av produkt- och studiofotografer för den massiva upplösningen som kan erbjudas. Fas One erbjuder nu en 80-megapixelkamera med medelstora format och konkurrenter som Mamiya och Hasselblad kommer säkert att följa med liknande erbjudanden.

Hur fungerar en sensor?

Idag är våra sensorer digitala. För flera år sedan var "sensorn" film. Båda dessa är i huvudsak det medium på vilket bilder spelas in. En lins plus en viss typ av sensor är grundekvationen för att skapa en bild. Det finns många andra delar i maskinen, men det här är de två nycklarna för att skapa en bild.

Som tidigare nämnts finns det några olika tekniker som driver kameransensorer. Två av de mest populära typerna av sensorer är "CCD" (laddningskopplad enhet) och "CMOS" (komplementär metalloxidhalvledare). CCD-sensorer arbetar genom att transportera elektrisk laddning och konvertera den till en digital signal. CMOS-sensorer använder röda, gröna och blåa färgfilter och skickar data genom metallkablar och på bilddioder. De flesta moderna sensorer är av CMOS-sorten. CCD-sensorerna hade någonsin nått sina tekniska gränser och mindre vanliga i digitalkameror.

Förutom den vanliga CCD och CMOS har Sigma utvecklat sin egen typ av sensor som heter "Foveon" som har orsakat ganska rörelse. Med hjälp av en proprietär teknik hävdar Sigma att deras nya SD1-kamera kommer att kunna uppnå 46 megapixelbilder med en APS-C-storlekssensor. Detta görs genom att använda en trelagerssensor, där varje lager ansvarar för 15,3 megapixlar. Vissa har ifrågasatt den totala giltigheten för detta höga krav och med kameran ännu inte släppt är juryn fortfarande ute. Men "Foveon" -sensorn har funnits i några år nu, och andra kameror med lägre upplösning har gjorts med den. Du kan göra lite forskning och se om du föredrar resultaten från den här sensorn.

Sigma's Foveon-sensorteknik kräver ultrahöga upplösningar med hjälp av en unik lagrad sensor.

Sensorvård

Har du märkt några mörka fläckar på dina foton? Kanske när du tar ett landskapsfoto, märker du några små mörka områden på den ljusblå himlen. Även om du kan klona dem enkelt i Photoshop, det du tittar på är dammpunkter på sensorn. Närmare bestämt är dammfläckarna på filtret ovanpå sensorn.

Även om det inte är ett stort problem, är de en irritation som du kanske vill hantera. Det finns ett par steg som du kan ta för att befria din sensor från dammkaninerna. Det första som jag skulle rekommendera är att använda ett "Rocket Blower" -stylverktyg för att försöka släcka loss damm från sensorn. Dessa är ett bra verktyg för att ha till hands för alla typer av rengöring av kamerautrustningar.

För att använda raketblåsaren ställer du först kameran i lampans slutartidsläge. I detta läge öppnas slutarutlösaren genom att hålla nedtryckaren och exponera sensorn tills den släpps. Genom att göra så kan du få tillgång till den vanligtvis skyddade sensorn. När spegeln är upp, använd raketblåsaren för att blåsa några få luftar i sensorområdet. Att hålla kameran upp och ner säkerställer att tyngdkraften kommer att göra sin roll när du trycker ut damm.

En Rocket Blower är ett utmärkt verktyg för rengöring av sensorer.

Den alternativa metoden är att använda "kontakt" rengöring eller en rengöringsmetod där sensorn berörs för att avlägsna damm och partiklar. Denna typ av rengöring används vanligtvis när dammet är allvarligare. Det finns ett antal metoder, vissa använder sensorborstar och andra med flytande lösningar.

Tänk på att allvarliga utrustningar kan skrika på dig för att använda den här metoden. Genom att använda lampans slutarläge innebär det att sensorn är på och en laddad sensor (speciellt en CCD-sensor) kommer faktiskt att locka damm med en statisk liknande dragning. För att "rengöra din kamera" korrekt, kontakta användarhandboken. Det finns vanligtvis ett rengöringsläge som tillåter åtkomst till sensorn medan den är avstängd, även om du kanske behöver köpa en speciell plugg. Med detta är jag, har jag rengjort mina sensorer med metoderna ovan i flera år utan märkbara negativa effekter.

När min kamera behöver en mer seriös rengöring skickar jag det av, enkelt som det. Det är inte värt att riskera att din kamera försöker ha hemmahack.

Slutsats

Digitalkamerasensorn har revolutionerat fotografering. Med teknik som tycks förbättra varje dag, vem vet vad som kan vara möjligt under de närmaste åren? De senaste 10 åren har sett den digitala sensorn bli en del av vardagen, och nästa 10 kan vara lika spännande som hög ISO-prestanda och bildkvalitet förbättras.