Pełnoklatkowa lustrzanka cyfrowa

Rozmiary czujników stosowanych w większości współczesnych aparatów cyfrowych w stosunku do formatu 35 mm

Pełnoklatkowa lustrzanka cyfrowa to cyfrowa lustrzanka jednoobiektywowa (DSLR) z formatem przetwornika obrazu 35 mm ( 36 mm × 24 mm ). Historycznie 35 mm było jednym ze standardowych formatów filmów, obok większych, takich jak średni i duży format . Pełnoklatkowa lustrzanka cyfrowa różni się od pełnoklatkowych bezlusterkowych aparatów z wymiennymi obiektywami oraz lustrzanek cyfrowych i bezlusterkowców z mniejszymi matrycami (na przykład o rozmiarze odpowiadającym filmowi APS-C ), znacznie mniejszymi niż pełne 35 mm rama. Wiele aparatów cyfrowych, zarówno kompaktowych, jak i lustrzanek, wykorzystuje ramkę mniejszą niż 35 mm, ponieważ łatwiej i taniej jest wytwarzać czujniki obrazu o mniejszych rozmiarach. Historycznie rzecz biorąc, najwcześniejsze cyfrowe lustrzanki jednoobiektywowe, takie jak Nikon NASA F4 czy Kodak DCS 100 , również wykorzystywały mniejszą matrycę.

Kodak twierdzi, że film 35 mm (uwaga: w formacie „Akademia ”, 21,0 mm × 15,2 mm) ma odpowiednik rozdzielczości poziomej 6K, według starszego wiceprezesa IMAX. Odpowiada to rozdzielczości poziomej 10K w rozmiarze pełnej klatki.

Użycie obiektywów do kamer filmowych 35 mm

Jeśli mocowania obiektywów są kompatybilne, wiele obiektywów, w tym modele z ręcznym ustawianiem ostrości, przeznaczone do aparatów 35 mm, można zamontować na lustrzankach cyfrowych. Kiedy obiektyw przeznaczony do aparatu pełnoklatkowego, czy to filmowego, czy cyfrowego, jest zamontowany na lustrzance cyfrowej z mniejszą matrycą, rejestrowany jest tylko środek okręgu obrazu obiektywu. Krawędzie są przycinane, co odpowiada powiększeniu środkowej części obszaru obrazowania. Stosunek rozmiaru pełnoklatkowego formatu 35 mm do rozmiaru mniejszego formatu jest znany jako „współczynnik kadrowania ” lub „mnożnik ogniskowej” i zwykle mieści się w zakresie 1,3–2,0 dla niepełnoklatkowych cyfrowe lustrzanki jednoobiektywowe.

Zalety i wady pełnoklatkowych lustrzanek cyfrowych

Obiektywy 35 mm

Lustrzanka cyfrowa formatu APS-C (po lewej) i pełnoklatkowa lustrzanka cyfrowa (po prawej) pokazują różnicę w wielkości czujników.

W połączeniu z obiektywami przeznaczonymi do pełnoklatkowych aparatów fotograficznych lub aparatów cyfrowych pełnoklatkowe lustrzanki cyfrowe oferują szereg zalet w porównaniu z ich odpowiednikami z mniejszą matrycą. Jedną z zalet jest to, że obiektywy szerokokątne przeznaczone do pełnoklatkowych obiektywów 35 mm zachowują ten sam szeroki kąt widzenia . W lustrzankach cyfrowych z mniejszą matrycą obiektywy szerokokątne mają mniejsze kąty widzenia, odpowiadające kątom widzenia obiektywów o dłuższej ogniskowej w aparatach na kliszę 35 mm. Na przykład obiektyw 24 mm w aparacie o współczynniku kadrowania 1,5 ma kąt widzenia po przekątnej 62 °, taki sam jak obiektyw 36 mm w aparacie na kliszę 35 mm. W pełnoklatkowym aparacie cyfrowym obiektyw 24 mm ma taki sam kąt widzenia 84° jak w aparacie na kliszę 35 mm.

Jeśli ten sam obiektyw jest używany zarówno w formacie pełnoklatkowym, jak i przyciętym, a odległość obiektu jest dostosowana tak, aby uzyskać to samo pole widzenia (tj. to samo kadrowanie obiektu) w każdym formacie, głębia ostrości (DoF) jest odwrotnie proporcjonalnie do rozmiarów formatu, więc dla tej samej liczby f format pełnoklatkowy będzie miał mniejszy stopień głębi ostrości. Równoważnie, dla tego samego stopnia głębi ostrości format pełnoklatkowy będzie wymagał większej f (czyli mniejszej średnicy otworu). Ta zależność jest przybliżona i obowiązuje dla średnich odległości obiektów, załamując się, gdy odległość w mniejszym formacie zbliża się do odległości hiperfokalnej, a powiększenie w większym formacie zbliża się do zakresu makro.

Dwa zdjęcia z tym samym obiektywem i ISO, ale inną wielkością matrycy: po powiększeniu (wstawki) widać, że na dolnym zdjęciu (czujnik pełnoklatkowy - Canon EOS 6D) jest mniej szumów niż na górnym (mniejszy sensor) - EOS 7D MarkII).

Ma to również wpływ na jakość optyczną — nie tylko dlatego, że obraz z obiektywu jest skutecznie przycinany — ale dlatego, że wiele konstrukcji obiektywów jest teraz zoptymalizowanych pod kątem czujników mniejszych niż 36 mm × 24 mm . Tylna soczewka każdej lustrzanki musi mieć prześwit, aby lusterko aparatu mogło się podnieść po zwolnieniu migawki; w przypadku obiektywu szerokokątnego wymaga to z retroogniskiem , która jest generalnie gorszej jakości optycznej. Ponieważ matryca o przyciętym formacie może mieć mniejsze lustro, potrzebny jest mniejszy prześwit, a niektóre obiektywy, takie jak obiektywy EF-S do korpusów Canon APS-C , są zaprojektowane z krótszą odległością ogniskowania wstecznego ; nie można ich jednak używać w korpusach z większymi czujnikami.

Pełnoklatkowy czujnik może być również przydatny w przypadku szerokokątnej kontroli perspektywy lub obiektywów typu tilt/shift ; w szczególności szerszy kąt widzenia jest często bardziej odpowiedni do fotografii architektury .

Podczas gdy pełnoklatkowe lustrzanki cyfrowe oferują zalety w przypadku fotografii szerokokątnej, lustrzanki cyfrowe z mniejszymi matrycami oferują pewne zalety w fotografii z teleobiektywem , ponieważ mniejszy kąt widzenia lustrzanek cyfrowych z małymi matrycami wzmacnia efekt teleobiektywu obiektywów. Na przykład obiektyw 200 mm w aparacie ze współczynnikiem przycięcia 1,5× ma taki sam kąt widzenia jak obiektyw 300 mm w aparacie pełnoklatkowym. Dodatkowy „zasięg” dla określonej liczby pikseli może być pomocny w określonych obszarach fotografii, takich jak dzika przyroda czy sport.

Matryce o mniejszych rozmiarach pozwalają również na zastosowanie szerszej gamy obiektywów, ponieważ niektóre rodzaje zanieczyszczeń optycznych (zwłaszcza winietowanie) są najbardziej widoczne wokół krawędzi obiektywu. Używając tylko środka soczewki, te zanieczyszczenia nie są zauważane. W praktyce pozwala to na stosowanie tańszych soczewek bez odpowiedniej utraty jakości.

Wreszcie, matryce pełnoklatkowe pozwalają na konstrukcje matryc, które skutkują niższym poziomem szumów przy wysokich czułościach ISO i większym zakresem dynamicznym rejestrowanych obrazów. Gęstość pikseli jest niższa na pełnoklatkowych matrycach. Oznacza to, że piksele mogą być bardziej oddalone od siebie lub każda fotodioda może być wyprodukowana w nieco większym rozmiarze. Większe rozmiary pikseli mogą przechwytywać więcej światła, co ma tę zaletę, że umożliwia przechwytywanie większej ilości światła przed nadmiernym nasyceniem fotodiody. Dodatkowo mniej szumów jest generowanych przez sąsiednie piksele i ich pola emf przy większych fotodiodach lub większym odstępie między fotodiodami. Dla danej liczby pikseli większy czujnik pozwala na uzyskanie większych pikseli lub fotomiejsc, które zapewniają szerszy zakres dynamiki i niższy poziom szumów przy wysokich poziomach ISO. W rezultacie pełnoklatkowe lustrzanki cyfrowe mogą generować obrazy lepszej jakości w niektórych sytuacjach o wysokim kontraście lub słabym oświetleniu.

Koszty produkcji matrycy pełnoklatkowej mogą dwudziestokrotnie przekraczać koszty matrycy APS-C. [ potrzebne źródło ] Tylko 20 pełnoklatkowych czujników zmieści się na 8-calowej (200 mm) płytce krzemowej, a wydajność jest stosunkowo niska, ponieważ duża powierzchnia czujnika sprawia, że ​​jest on bardzo podatny na zanieczyszczenia — 20 równomiernie rozmieszczonych defektów mogłoby teoretycznie zrujnować cały opłatek. Ponadto, kiedy po raz pierwszy wyprodukowano czujniki pełnoklatkowe, wymagały one trzech oddzielnych ekspozycji na fotolitografii , co potroiło liczbę masek i procesów naświetlania. Nowoczesny sprzęt do fotolitografii pozwala teraz na jednoprzebiegową ekspozycję dla pełnoklatkowych czujników, ale inne ograniczenia produkcyjne związane z rozmiarem pozostają prawie takie same.

Niektóre pełnoklatkowe lustrzanki cyfrowe przeznaczone głównie do użytku profesjonalnego mają więcej funkcji niż typowe lustrzanki cyfrowe klasy konsumenckiej, więc niektóre z ich większych wymiarów i zwiększonej masy wynikają z bardziej wytrzymałej konstrukcji i dodatkowych funkcji, w przeciwieństwie do nieodłącznej konsekwencji pełnoklatkowej czujnik.

Dawne i obecne pełnoklatkowe lustrzanki cyfrowe

lustrzanki cyfrowe

Pentax K-1 II to flagowa pełnoklatkowa lustrzanka cyfrowa Pentaxa

Nikon E2/E2s (1994), E2N/E2NS (1996) i E3/E3S (1998) oraz podobne modele Fujifilm Fujix DS-505/DS-515, DS-505A/DS-515A i DS-560 Modele /DS-565 wykorzystywały redukcyjny system optyczny (ROS) do kompresji pełnoklatkowego pola 35 mm do mniejszego przetwornika obrazu CCD o przekątnej 2/3 cala (11 mm) . Nie były to zatem lustrzanki cyfrowe z pełnoklatkowymi matrycami, jednak miały kąt widzenia równoważny pełnoklatkowym lustrzankom cyfrowym dla danego obiektywu; nie miały współczynnika przycięcia w odniesieniu do kąta widzenia.

Pierwsze pełnoklatkowe lustrzanki cyfrowe były opracowywane w Japonii od około 2000 do 2002 roku: MZ-D firmy Pentax , N Digital firmy Contax , japoński zespół R6D oraz EOS-1Ds firmy Canon .

Firma Nikon oznaczyła swoje aparaty pełnoklatkowe jako format FX , a formaty mniejszych aparatów z wymiennymi obiektywami jako DX i CX .

Inne technologie

  • Sony Handycam NEX-VG900 (zapowiedziana we wrześniu 2012 r.) — pełnoklatkowa kamera wideo 35 mm (zdolna również do robienia zdjęć w wysokiej rozdzielczości) z wymiennymi obiektywami ( mocowanie Sony E )
  • Sony Cyber-shot DSC-RX1 (zapowiedziana we wrześniu 2012 r.) i Sony Cyber-shot DSC-RX1R (zapowiedziana w czerwcu 2013 r.) - pełnoklatkowe aparaty kompaktowe ze stałym obiektywem
  • Sony Cyber-shot DSC-RX1R II – pełnoklatkowy aparat kompaktowy ze stałym obiektywem z 2015 roku

Cechy niektórych pełnoklatkowych lustrzanek cyfrowych

Marka Nazwa modelu Rozmiar czujnika Efektywne megapiksele Mocowanie obiektywu Pokrycie wizjera Strefy pomiarowe Punkty skupienia Najniższe ISO Najwyższe ISO Wynik DxO DxO ISO Kont. sztg Rozmiar LCD Metoda artykulacji LCD Na żywo Tryb filmowy Karta pamięci Wideo Wymiary (mm) Waga (g; z baterią?) ogłoszony (data) Odniesienie
Kanon Znak 5D IV Pełna ramka 30.1 EF 100 252 61 50 102 400 91 2995 7 3.2 Nic Tak Tak CF + SD 150,7 × 116,4 × 75,9 890 sierpień 2016 r [1]
Kanon 1D X Mark II Pełna ramka 20.2 EF 100 216 61 50 409600 88 3207 14 3.2 Nic Tak Tak CF + CFSzybko 158x168x83 1530 luty 2016 r [1] [2]
Kanon 1D X Pełna ramka 18.1 EF 100 252 61 50 204 800 82 2786 14 3.2 Nic Tak Tak CF (2x) 158x164x83 1530 październik 2011 [3] [4]
Kanon 1Ds Mark III Pełna ramka 21.1 EF 100 63 45 50 3200 80 1663 5 3 Nic Tak NIE CF + SD 150x160x80 1205 sierpień 2007 [5] [6]
Kanon 5D znak III Pełna ramka 22.3 EF 100 63 61 50 102 400 81 2293 6 3.2 Nic Tak Tak CF + SD 152x117x77 950 (860 bez baterii) marzec 2012 r [7] [8] Zarchiwizowane 2015-11-03 w Wayback Machine
Kanon Znak 5D II Pełna ramka 21.1 EF 98 35 9 50 25600 79 1815 3.9 3 Nic Tak Tak CF 152x114x75 810 wrzesień 2008 r [9] [10]
Kanon 6D Pełna ramka 20.2 EF 97 63 11 50 102 400 82 2340 4.5 3 Nic Tak Tak SD 145x111x71 755 (680 bez baterii) wrzesień 2012 r [11]
Nikon D5 Pełna ramka 20.8 Mocowanie typu F 100 180 000 153 50 3 280 000 88 2434 12 3.2 Nic Tak Tak SD (2x) lub XQD (2x) 2160p30 160x159x92 1405 (z baterią) luty 2017 r [12]
Nikon D4 Pełna ramka 16.2 Mocowanie typu F 100 91 000 51 50 204800 89 2965 11 3.2 Nic Tak Tak CF + XQD 160x157x91 1180 (bez baterii) styczeń 2012 r [13] [14]
Nikon D3X Pełna ramka 24.4 Mocowanie typu F 100 1005 51 50 6400 88 1992 5 3 Nic Tak NIE CF (2x) 160x157x88 1220 grudzień 2008 [15] [16]
Nikon D3S Pełna ramka 12.1 Mocowanie typu F 100 1005 51 100 102 400 82 3253 9 3 Nic Tak Tak CF (2x) 160x157x88 1246 październik 2009 [17] [18]
Nikon D850 Pełna ramka 45,7 Mocowanie typu F 100 180 000 153 64 (32 z rozszerzeniem) 25600 100 2660 7 3.2 Przechylanie Tak Tak CF + XQD 2160p30 146x124x79 1005 październik 2017 r [19]
Nikon D810 Pełna ramka 36,3 Mocowanie typu F 100 91 000 51 64 51200 5 3.2 Nic Tak Tak CF + SD 1920p60 146x123x82 980 [20]
Nikon D800 Pełna ramka 36,3 Mocowanie typu F 100 91 000 51 50 25600 95 2853 4 3.2 Nic Tak Tak CF + SD 145x122x82 900 (bez baterii) luty 2012 [21] [22] [23]
Nikon D780 Pełna ramka 24.3 Mocowanie typu F 100 91 000 51 100 51200 7 3.2 Przechylanie Tak Tak SDXC (2x) 143,4x115,5x76 840 w tym Batt. styczeń 2020 r
Nikon D750 Pełna ramka 24 Mocowanie typu F 100 91 000 51 100 12800 93 2956 6.5 3.2 Przechylanie Tak Tak SD (x2) 141x113x78 840 w tym Batt. wrzesień 2014 r [24] [25]
Nikon D700 Pełna ramka 12.1 Mocowanie typu F 95 1005 51 100 25600 80 2303 5 3 Tak NIE CF 147x123x77 995 lipiec 2008 [26] [27]
Nikon D600 Pełna ramka 24.3 Mocowanie typu F 100 2016 39 50 25600 94 2980 5.5 3.2 Tak Tak SD (x2) 141x113x82 850 w tym Batt. wrzesień 2012 r [28] [29]
Pentaks K-1 Pełna ramka 36,3 Mocowanie K 100 86 000 33 100 204 800 96 3280 4.4 3.2 Pochylenie poprzeczne Tak Tak SDXC (2x) 1080p30 136,5x110x85,5 1010 w tym Batt. wrzesień 2016 r [30] [31]
Pentaks K-1 II Pełna ramka 36,3 Mocowanie K 100 86 000 33 100 204 800 96 3280 4.4 3.2 Pochylenie poprzeczne Tak Tak SDXC (2x) 1080p30 136,5x110x85,5 1010 w tym Batt. luty 2018 r
Sony Alfa 900 Pełna ramka 24.6 Sony α/Minolta A 100 40 9 100 6400 79 1431 5 3 NIE NIE CF , MS 156x117x82 895 w tym Batt. wrzesień 2008 r [32]

[33]

Sony Alfa 850 Pełna ramka 24.6 Sony α/Minolta A 98 40 9 100 6400 79 1415 3 3 NIE NIE CF , MS 156x117x82 895 sierpień 2009 [34] [35]
Marka Nazwa modelu Rozmiar czujnika Efektywne megapiksele Mocowanie obiektywu wizjera (% kadru) Strefy pomiarowe Punkty skupienia Najniższe ISO Najwyższe ISO Wynik czujnika DxOMark Wydajność DxO ISO Kont. shtg (fps) Rozmiar wyświetlacza LCD (cale) Metoda artykulacji LCD Na żywo Tryb filmowy Typ karty pamięci Wideo Wymiary (mm) Waga (g) ogłoszony (data) Odniesienie

Prototyp pełnoklatkowych cyfrowych lustrzanek jednoobiektywowych

  • Pentax MZ-D „MR-52” (zaprezentowany w 2000 roku na bazie Pentaxa MZ-S , z taką samą matrycą jak Contax N, nigdy nie wszedł do produkcji)
  • Sony Alpha „CX62500” (zaprezentowany na targach PMA 2007, wczesny prototyp tego, co półtora roku później stało się DSLR -A900 (aka „CX85100”), choć z wieloma różnicami w szczegółach)

Zobacz też