Frage zum Crop Faktor der Sony APS-C Kameras

[bastpless]

[...]
Für das Bildrauschen ist im Wesentlichen die gesamte aufgenommene Lichtmenge ausschlaggebend, die (bei fester Belichtungszeit) durch die Blende und die Sensorgröße bestimmt wird.
Will man Kameras mit unterschiedlichen Sensorgrößen vergleichen, kann man die äquivalenten Blenden berechnen, die sich aus dem Produkt von Blende und Cropfaktor ergibt.
Bei äquivalenter Brennweite (-> gleicher Bildwinkel) und gleicher Perspektive gilt selbiges auch für die Freistellung.

Für den dominanten Anteil des Bildrauschens – das Photonenrauschen – ist nicht direkt die Sensorgröße entscheidend, sondern in erster Linie die Apertur (= wirksame Öffnung = Durchmesser der Eintrittspupille) der Optik. Je größer die Apertur, um so mehr Photonen gelangen zum Sensor, egal wie groß der ist.

Allerdings ist nicht jede Apertur für jedes Sensorformat und jeden Bildwinkel (sinnvoll) konstruierbar. Zudem erhöht sich bei kleineren Sensoren die notwendige Vergrößerung bei gewünschten gleichen Ausgabeformaten, so daß beugungsbedingte Effekte stärker zum Tragen kommen. Damit haben größere Sensoren letztlich doch einen praktischen Vorteil.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[bastpless]

Praktische Konsequenz: Ob ich mit einer Kleinbildkamera und einem f/2,8-Zoomobjektiv oder einer MFT-Kamera mit f/1,4er Festbrennweiten losziehe, ist für Freistellung und Bildrauschen ziemlich* egal.

Allerdings bietet KB eben noch massive Reserven in Richtung licht- und leistungsstärkerer Optionen, MFT hingegen in Richtung noch kompakterer Ausrüstungen.

Viele Grüße,
Sebastian

*) größere Sensoren bieten meist noch niedrigere Signalverstärkungen ("ISO") an und können damit bei genügend Licht ein besseres Signal/Rausch-Verhältniss erzielen.

 

[Waartfarken]

Für den dominanten Anteil des Bildrauschens – das Photonenrauschen – ist nicht direkt die Sensorgröße entscheidend, sondern in erster Linie die Apertur (= wirksame Öffnung = Durchmesser der Eintrittspupille) der Optik. Je größer die Apertur, um so mehr Photonen gelangen zum Sensor, egal wie groß der ist.

Wenn Du nicht mal dazuschreibst, unter welchen weiteren Voraussetzungen das gelten soll, ist es falsch. Für das Bildrauschen ist die Lichtmenge pro Flächenelement des fertigen und gleich großen Bilds entscheidend, und die ist proportional zur Lichtmenge auf dem gesamten Sensor. Und die ist selbstverständlich auch von der Sensorgröße abhängig, bei gleicher Belichtung ist sie sogar direkt proportional zur Sensorgröße. Und die Belichtung hängt nun wieder von Belichtungszeit, Blende und Motivhelligkeit ab. Die Apertur könnte man da auch reinrechnen, das ist aber eher unüblich, denn dann wäre plötzlich auch noch die Brennweite ein Belichtungsparameter.

 

[Kamerahannes]

Für den dominanten Anteil des Bildrauschens – das Photonenrauschen – ist nicht direkt die Sensorgröße entscheidend, sondern in erster Linie die Apertur (= wirksame Öffnung = Durchmesser der Eintrittspupille) der Optik. ...

Du meinst im Wesentlichen das, was in meinem Statement steht:

Für das Bildrauschen ist im Wesentlichen die gesamte aufgenommene Lichtmenge ausschlaggebend, die (bei fester Belichtungszeit) durch die Blende und die Sensorgröße bestimmt wird.

Man muss allerdings aufpassen:
Es sind Apertur und Bildwinkel, die die Lichtmenge bestimmen.
50mm f/2.8 haben an KB und MFT nämlich die gleiche Apertur, lassen aber durch den unterschiedlichen Bildwinkel nicht die gleiche Lichtmenge auf den Sensor.
Ich brauche also im Endeffekt die Sensorgröße und Brennweite (für den Bildwinkel) und die Apertur.
Wenn man dann statt Brennweite und Apertur den Blendenwert nimmt, landet man wieder bei Blende und Sensorgröße.
Um zwei Sensorgrößen zu vergleichen kann man die Sensorgröße durch die äquivalente Blende berücksichtigen.

Grüße
Hannes

 

[Waartfarken]

*) größere Sensoren bieten meist noch niedrigere Signalverstärkungen ("ISO") an und können damit bei genügend Licht ein besseres Signal/Rausch-Verhältniss erzielen.

Mit der Signalverstärkung hat der Signal/Rausch-Abstand nur sehr wenig zu tun. Dass Bilder bei geringerer ISO weniger rauschen, liegt einfach daran, dass die dann i.a. stärker belichtet werden (die genannte Kopplung zwischen Belichtungsmessung und (automatischer) Belichtungssteuerung). Mit der Sensorgröße hat die geringste (Basis-) ISO auch nichts zu tun. Dass Bilder von größeren Sensoren bei gleicher ISO und dafür dann gleicher Belichtung weniger rauschen, liegt an.... nun ja.... der Sensorgröße.

 

[burkhard2]

Zudem erhöht sich bei kleineren Sensoren die notwendige Vergrößerungbei gewünschten gleichen Ausgabeformaten, so daß beugungsbedingte Effekte stärker zum Tragen kommen.

Das ist falsch, beim kleineren Sensor wird wegen des geringeren Abstandes zum Sensor bei gleicher Austrittspupille das Beugungsmuster entsprechend kleiner. Bei äquivalenter Blende hat man bei gleichem Endformat auch gleiche Beugung.

L.G.

Burkhard.

 

[crbble]

Aber vor allem: Den größten Rauschanteil liefert nicht der Sensor bzw. seine Elektronik, sondern das Licht selber.

Hast du dafür eine Quelle?

Wenn ich mir das hier ansehe http://www.clarkvision.com/articles/iso/index.html limitiert zuerst die Kameraelektronik (die in den letzten 10 Jahren hoffentlich rauschärmer geworden ist) und dann der Sensor (dann habe ich Photonenrauschen).

 

[Waartfarken]

Wenn ich mir das hier ansehe....

Hast Du es Dir denn angesehen? Ich sehe da keinen Hinweis darauf, dass das Ausleserauschen überwiegt.

 

[bastpless]

Wenn Du nicht mal dazuschreibst, unter welchen weiteren Voraussetzungen das gelten soll, ist es falsch. Für das Bildrauschen ist die Lichtmenge pro Flächenelement des fertigen und gleich großen Bilds entscheidend, und die ist proportional zur Lichtmenge auf dem gesamten Sensor. Und die ist selbstverständlich auch von der Sensorgröße abhängig, bei gleicher Belichtung ist sie sogar direkt proportional zur Sensorgröße. Und die Belichtung hängt nun wieder von Belichtungszeit, Blende und Motivhelligkeit ab. Die Apertur könnte man da auch reinrechnen, das ist aber eher unüblich, denn dann wäre plötzlich auch noch die Brennweite ein Belichtungsparameter.

Man braucht aber eben nicht die gleiche Belichtung (definiert als Verhältnis von Blende und Zeit). Bei gleicher Apertur (und gleichem Bildwinkel) kommt bei gleicher Motivhelligkeit in der gleichen Zeit eben die gleiche Lichtmenge auf dem Sensor an. Und das ist damit unabhängig von Brennweite und Sensorgrösse, oder nicht?

Viele Grüße,
Sebastian

PS: Bei gleich verteilter Motivhelligkeit sollte dann auch der Bildwinkel egal sein.

 

[bastpless]

Das ist falsch, beim kleineren Sensor wird wegen des geringeren Abstandes zum Sensor bei gleicher Austrittspupille das Beugungsmuster entsprechend kleiner. Bei äquivalenter Blende hat man bei gleichem Endformat auch gleiche Beugung.

L.G.

Burkhard.

Stimmt auffallend...

Viele Grüße,
Sebastian

 

[Waartfarken]

Man braucht aber eben nicht die gleiche Belichtung (definiert als Verhältnis von Blende und Zeit).

"Belichtung" ist definiert als Lichtmenge/Fläche, und bestimmt sich aus Belichtungszeit, Blende, (Transmission) und Motivhelligkeit. Hatte ich das nicht oben extra schon dazugeschrieben?

Bei gleicher Apertur (und gleichem Bildwinkel) kommt bei gleicher Motivhelligkeit in der gleichen Zeit eben die gleiche Lichtmenge auf dem Sensor an. Und das ist damit unabhängig von Brennweite und Sensorgrösse, oder nicht?

Und wenn Du das nun aber für verschiedene Bildwinkel allgemeingültiger schreiben willst? Dann hast Du über den Bildwinkel Brennweite und Sensorgröße in Deinen "Belichtungsparametern". Üblicher ist es da wohl, das mit der Blende(nzahl) auszudrücken.

 

[bastpless]

Üblicher vielleicht. Das Problem scheint mir aber oft in der Vermischung/Fehlinterpretation von Sensorgrösse, Brennweite und Blendenzahl zu liegen. Mit Bildwinkel und Apertur hat man doch die gleichen Infos bezüglich Rauschen und "Freistellung".

Zudem lässt sich die Apertur leicht aus den auf dem Objektiv vermerkten Daten errechnen und mit der Angabe eines Bildwinkels erübrigt sich die missverständliche "Umrechnung" von Brennweiten.

So hilft einem der Aufdruck f=6,0 mm f/1,8 nicht viel im Vergleich zu f=18mm f/2,8. Man muss sich dann bei beiden Kameras die Sensorgrössen raussuchen und anschließend äquivalente Blenden ausrechnen.

Die wirksame Apertur steht hingegen direkt als Gleichung auf den Objektiven (6,0 mm/1,8 = 3,33 mm sowie 18 mm/2,8 = 6,4 mm) also kann einem sofort klar werden, dass mit der zweiten Kamera rauschärmere Bilder möglich sind. Da braucht man noch nicht mal den Öffnungswinkel dafür.

Ich halte die Charakterisierung von Kameras über diese beiden Objektivparameter (Apertur und Öffnungswinkel) für deutlich einfacher und weniger missverständlich als das übliche Äquivalenz-Gerechne.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[Waartfarken]

Üblicher vielleicht. Das Problem scheint mir aber oft in der Vermischung/Fehlinterpretation von Sensorgrösse, Brennweite und Blendenzahl zu liegen. Mit Bildwinkel und Apertur hat man doch die gleichen Infos bezüglich Rauschen und "Freistellung".

Natürlich kann man auch Sensorgröße und Brennweite zum Bildwinkel zusammenfassen, genau wie man Brennweite und Apertur zur Blende(nzahl) zusammenfassen kann. Es ist dann aber trotzdem falsch, zu behaupten...

Für den dominanten Anteil des Bildrauschens – das Photonenrauschen – ist nicht direkt die Sensorgröße entscheidend, sondern in erster Linie die Apertur (= wirksame Öffnung = Durchmesser der Eintrittspupille) der Optik.

In dem einen Größensystem (Blende, Sensorgröße und sowieso Belichtungszeit und Motivhelligkeit) ist die Sensorgröße genauso entscheidend wie in dem anderen (Apertur, Bildwinkel, Belichtungszeit, Motivhelligkeit) die Apertur, da ist nicht das eine "in erster Linie" entscheidender als das andere.

Zudem lässt sich die Apertur leicht aus den auf dem Objektiv vermerkten Daten errechnen und mit der Angabe eines Bildwinkels erübrigt sich die missverständliche "Umrechnung" von Brennweiten.

So hilft einem der Aufdruck f=6,0 mm f/1,8 nicht viel im Vergleich zu f=18mm f/2,8. Man muss sich dann bei beiden Kameras die Sensorgrössen raussuchen und anschließend äquivalente Blenden ausrechnen.

Und dann soll man für jede Sensorgröße einen Bildwinkel ausrechnen? Und müsste den dann auch noch für die Bestimmung der Belichtung benutzen? Oder soll dafür dann doch lieber auch noch zusätzlich die Blend(nzahl) angegeben werden?

Ich halte die Charakterisierung von Kameras über diese beiden Objektivparameter (Apertur und Öffnungswinkel) für deutlich einfacher und weniger missverständlich als das übliche Äquivalenz-Gerechne.

Das Objektiv hat vielleicht einen charakteristischen maximalen Öffnungswinkel, aber der interessiert hier gar nicht. Es interessiert der Bildwinkel, und der hängt von der benutzten Sensorgröße ab.

Aber wie gesagt: Man kann alle möglichen Einflussgrößen zusammenfassen und dann behaupten, die anderen seien nicht wichtig. Einfacher wird es dadurch nicht. Und ernsthaft falsch wird es, wenn man die Voraussetzungen zu dieser Aussage unterschlägt. Ich bevorzuge jedenfalls die äquivalente Umrechnung von Brennweite und Blende und ISO, bevor ich mir aus Objektivparametern und Sensorgröße erst noch Apertur und Bildwinkel ausrechnen müsste und bei letzterem dann am Ende auch noch mit dem Tangens hantieren müsste.

 

[rower]

Mal eine Frage an den TO :

@ Simon_01

bringen dich die letzten ca. 20 bis 30 Beiträge in irgendeiner Form weiter ?


Manfred

 

[Waartfarken]

@ Simon_01

bringen dich die letzten ca. 20 bis 30 Beiträge in irgendeiner Form weiter?

Ist er der einzige, der hier lesen, verstehen, lernen darf?

 

[bastpless]

[...]

Man kann natürlich jede Auslassung oder stillschweigende Voraussetzung als (böswillige) Unterschlagung auffassen, das macht die Diskussion sicher einfacher... Irgendwas muss ja gleich sein, sonst macht ein Vergleich wenig Sinn.

Bleiben wir doch bei gleicher Motivhelligkeit und Belichtungszeit als Basisvoraussetzung. Gehen wir mal darüber hinaus noch von gleichem Bildwinkel aus. Will ich jetzt zwei abbildende Systeme aus Optik und Sensor vergleichen, kann ich das entweder mittels

Sensorgröße, Blendenzahl und Brennweite

oder mittels

Apertur

Ich brauche also trotz gleichem Bildwinkel immer noch entweder das Verhältnis von drei physikalischen Größen oder eben nur eine einzige.

Natürlich definiert die Sensorgröße in Verbindung mit der Brennweite den Bildwinkel. Aber für Rauschen und "Freistellung" ist doch (unter den oben genannten Einschränkungen) letztlich nur die Apertur verantwortlich, die Größe des dahinter liegenden Sensors ist an dieser Stelle dann doch egal, oder?

Ich habe damit nicht vor, die Bedienung von Fotoapparaten zu ändern. Mir geht es um eine einfache Vergleichsmöglichkeit. Und eben darum, dafür das Hantieren mit äquivalenten Brennweiten, äquivalenten Blenden und äquivalenten ISO-Werten zu vermeiden. Das sind doch sehr missverständliche Größen. Die Apertur ist hingegen klar physikalisch definiert.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[01af]

Re: Frage zum Formatfaktor

Wieso meinen hier so viele Leute, durch die Verwendung von Blähwörtern Sachkunde vortäuschen zu müssen?

Die Größe der Eintrittspupille heißt "absolute Öffnung" oder "Eintrittspupillendurchmesser". Ihr Verhältnis zur Brennweite heißt "relative Öffnung" oder "Öffnungsverhältnis" ... im Fotografenjargon auch einfach "Blende". Die größte Blende eines gegebenen Objektives heißt "größte relative Öffnung", "maximales Öffnungsverhältnis" oder im Fotografenjargon (laß das keinen Physiker hören!) auch "Lichtstärke".

"Apertur" ist etwas anderes ... und nein, das ist nicht die korrekte Übersetzung des einschlägigen englischsprachen Fachbegriffes aperture. Also laßt uns bitte die aufgeblasene Verwendung eines im diesem Zusammenhang unpassenden Begriffes allmählich wieder einstellen!

Und wo wir gerade dabei sind: Bitte auch nicht von "Öffnungswinkel" faseln, wenn tatsächlich der Feldwinkel gemeint ist (im Fotografenjargon gewöhnlich auch "Bildwinkel" genannt).

 

[bastpless]

AW: Re: Frage zum Formatfaktor

[...]
"Apertur" ist etwas anderes ... und nein, das ist nicht die korrekte Übersetzung des einschlägigen englischsprachen Fachbegriffes aperture. Also laßt uns bitte die aufgeblasene Verwendung eines im diesem Zusammenhang unpassenden Begriffes allmählich wieder einstellen!

Laß uns doch an Deinem Wissen teilhaben, was Apertur "tatsächlich" bedeutet. Meinst Du die numerische Apertur? Es sollte selbst bei nur grobem Mitlesen klar werden, dass ich den Begriff weder in diesem Sinne noch synonym zum englischen "aperture" verwende.

Ich habe mich hier einfach der Nomenklatur angeschlossen, die u.a. bei Wikipedia gebraucht wird: Apertur = Öffnungsweite = (Durchmesser der) freie Öffnung = Durchmesser der Eintrittspupille. Zur Sicherheit: Ich habe den Wikipedia-Artikel weder verfasst noch bearbeitet.

Das unterscheidet sich ja nicht von Deiner Definition. Und sonderlich mißverständlich finde ich den Gebrauch von Apertur in diesem Zusammenhang nicht. Wir müssen uns in einer Diskussion nur einig sein, was wir damit meinen. Und zumindest das ging ja bis hierhin ganz gut.

Viele Grüße,
Sebastian

 

[Waartfarken]

Natürlich hält man für so einen Vergleich ein paar Größen konstant, in diesem Zusammenhang bspw. Belichtungszeit und Motivhelligkeit. Um dann zur Belichtung zu kommen, braucht man nur die (am Objektiv ablesbare) Blendenzahl, für die Gesamtlichtmenge dann noch die Sensorgröße. Sowohl Brennweite als auch Bildwinkel sind dafür egal.

Will man es über Deine "Apertur" darstellen, muss man den Bildwinkel konstant halten, und das sollte man dann auch erwähnen und nicht wie Du oben einfach die "Apertur" als in erster Linie wichtig darstellen. Nein, der Bildwinkel ist in der Darstellung ganz genauso wichtig. Damit kommst Du dann aber nur zur Gesamtlichtmenge. Für die fotografisch wichtige Belichung musst Du dann erst wieder durch die Sensorfläche teilen. Das ist zwar alles in sich richtig, hilfreich ist es nicht, im Gegenteil.

... kann ich das entweder mittels

Sensorgröße, Blendenzahl und Brennweite

Wozu brauche ich in diesem Zusammenhang die Brennweite? Es ging hier um Belichtung und Gesamtlichtmenge, dafür brauche ich, wie beschrieben, nur 1 bzw. 2 der Größen. Im übrigen sind aber alle 3 Größen ablesbar und bekannt. Deine Eingangsgrößen muss man aus diesen 3 erst noch ausrechnen.

 

[bastpless]

Belichtung (Lichtmenge pro Fläche) hat mich in dem Vergleich erstmal nicht interessiert, sondern nur die Gesamtlichtmenge (für das Rauschen) und die "Freistellung".

Letztere sollte ja bei gleichem Motivabstand dann tatsächlich ausschließlich an der Apertur hängen, oder irre ich mich da?

Wie gesagt, ich will so nicht fotografieren, sondern nur schnell und einfach Kameras/Objektive vergleichen (bei gleichem Bildwinkel; diese Einschränkung fehlte bei mir anfangs tatsächlich). Wie man am Eröffnungsbeitrag sieht, bereitet das hantieren mit den üblichen Größen immer wieder Probleme, warum nicht zu Vergleichszwecken auf die Apertur verweisen?

[...]
Wozu brauche ich in diesem Zusammenhang die Brennweite? Es ging hier um Belichtung und Gesamtlichtmenge, dafür brauche ich, wie beschrieben, nur 1 bzw. 2 der Größen. Im übrigen sind aber alle 3 Größen ablesbar und bekannt. Deine Eingangsgrößen muss man aus diesen 3 erst noch ausrechnen.

Du hast recht, für den Vergleich der Gesamtlichtmenge zweier Systeme mit gleichem Bildwinkel braucht man nur Blendenzahl und Sensorgröße. Die Brennweite kürzt sich bei konstantem Bildwinkel quasi raus. Oder aber eben lediglich die Apertur. Blendenzahl kann man ablesen, die Sensorgröße hingegen muss man wissen. Apertur hingegen kann man meistens* einfach aus dem Aufdruck am Objektiv errechnen.

Konkret hilfreich wird das bei Kompaktkameras, wo man die Sensorgröße nicht so einfach parat hat (oder hast Du die Maße eines 1-Zoll-Sensors im Kopf?). Und da stellt sich eben dem Laien oder Einsteiger oft die Frage, was ist "lichtstärker": Z.B. eine Sony RX100 V oder eine Lumix G80 mit 12-35 mm f/2,8 Objektiv. Bildwinkelbereich ist jeweils gleich, die Apertur reicht bei der Sony von 4,9 bis 9,2 mm und bei der Lumix von 4,3 bis 12,5 mm. Die kompakte Sony lässt also im Weitwinkel mehr Licht auf den Sensor, die Panasonic-Kombi hingegen im Telebereich.

Ich argumentiere hier keineswegs gegen die Verwendung der klassischen fotografischen Parameter. Nur das Vergleichen über verschiedene Systeme macht sich meines Erachtens nach besser über die Apertur (bei gleichem Bildwinkel), als über die Sensorgröße und Äquivalenzrechnungen. Ja nachdem, wie geübt man in diesem Terrain ist, kann man das sicher auch anders sehen.

Viele Grüße,
Sebastian

*) Leider wird ja manchmal schon die äquivalente Brennweite aufgedruckt.