Οι πιο συνηθισμένοι τύποι αισθητήρων είναι οι εξής:

Full Frame

Ο Full Frame αισθητήρας έχει διαστάσεις περίπου 36 × 24 mm, ίδιες με το παραδοσιακό φιλμ των 35mm.

Χαρακτηριστικά:

1. μεγαλύτερη επιφάνεια καταγραφής φωτός
2. καλύτερη απόδοση σε χαμηλό φωτισμό
3. μεγαλύτερο δυναμικό εύρος (dynamic range)
4. πιο έντονο και φυσικό βάθος πεδίου

Οι full frame αισθητήρες χρησιμοποιούνται κυρίως σε επαγγελματικές και υψηλής κατηγορίας φωτογραφικές μηχανές από εταιρείες όπως Canon, Sony και Nikon.

APS-C

Ο APS-C αισθητήρας είναι μικρότερος από τον full frame και συνήθως έχει διαστάσεις περίπου 23.6 × 15.6 mm (με μικρές διαφορές ανάλογα με τον κατασκευαστή).

Χαρακτηριστικά:

1. μικρότερος και πιο οικονομικός εξοπλισμός
2. καλός συνδυασμός ποιότητας και τιμής
3. υψηλή ποιότητα εικόνας για τις περισσότερες χρήσεις

Ένα βασικό χαρακτηριστικό του APS-C είναι το crop factor (συνήθως 1.5× ή 1.6×). Αυτό σημαίνει ότι ένας φακός 50mm προσφέρει οπτικό πεδίο αντίστοιχο με περίπου 75mm σε full frame.

Για αυτό τον λόγο οι APS-C μηχανές είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς σε αρχάριους και ενδιάμεσους φωτογράφους.

Micro Four Thirds (MFT)

Ο Micro Four Thirds αισθητήρας έχει διαστάσεις περίπου 17.3 × 13 mm και είναι μικρότερος από τον APS-C.

Χαρακτηριστικά:

1. μικρότερα και ελαφρύτερα σώματα και φακοί
2. μεγάλο βάθος πεδίου
3. ιδιαίτερα δημοφιλής σε ταξιδιωτική φωτογραφία και βίντεο

Το σύστημα Micro Four Thirds αναπτύχθηκε από τις εταιρείες Olympus και Panasonic.

Το crop factor εδώ είναι περίπου 2×, πράγμα που σημαίνει ότι ένας φακός 25mm δίνει οπτικό πεδίο παρόμοιο με 50mm σε full frame.

Αισθητήρες smartphone

Τα περισσότερα smartphones χρησιμοποιούν αισθητήρες σημαντικά μικρότερους από αυτούς των φωτογραφικών μηχανών.

Χαρακτηριστικά:

1. πολύ μικρό φυσικό μέγεθος αισθητήρα
2. μεγάλη εξάρτηση από λογισμικό και επεξεργασία εικόνας
3. χρήση τεχνικών όπως HDR, night mode και computational photography

Παρά το μικρό μέγεθος του αισθητήρα, τα σύγχρονα smartphones μπορούν να παράγουν ιδιαίτερα εντυπωσιακές εικόνες χάρη στη χρήση προηγμένων αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνας που εφαρμόζουν εταιρείες όπως Apple, Samsung και Google.

Σε πολλές περιπτώσεις, οι αλγόριθμοι αυτοί δεν περιορίζονται μόνο στη βελτίωση της φωτογραφίας αλλά ανακατασκευάζουν ή εμπλουτίζουν την εικόνα με πληροφορία που δεν υπήρχε αρχικά στο αρχείο. Αυτό γίνεται μέσω τεχνικών όπως:

• υπολογιστική φωτογραφία (computational photography)
• συνδυασμός πολλαπλών καρέ (multi-frame processing)
• AI image processing / machine learning models

Για παράδειγμα, σε λειτουργίες όπως το night mode, η συσκευή τραβά πολλές φωτογραφίες με διαφορετικές εκθέσεις και τις συνδυάζει σε μία. Παράλληλα, μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να:

• μειώσουν τον θόρυβο
• αυξήσουν την ευκρίνεια
• ανακατασκευάσουν λεπτομέρειες
• επεκτείνουν το δυναμικό εύρος

Σε ορισμένες περιπτώσεις η επεξεργασία αυτή μπορεί να δημιουργήσει ή να συμπληρώσει λεπτομέρειες που δεν καταγράφηκαν πλήρως από τον αισθητήρα, χρησιμοποιώντας εκπαιδευμένα μοντέλα εικόνας. Για αυτόν τον λόγο, οι φωτογραφίες από smartphone βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στον συνδυασμό οπτικών δεδομένων και υπολογιστικής επεξεργασίας.

Εξαιτίας αυτής της διαδικασίας, ένα μέρος της τελικής εικόνας μπορεί να προκύπτει από υπολογιστική ανακατασκευή και AI επεξεργασία,και όχι αποκλειστικά από το φως που καταγράφηκε από τον αισθητήρα. Για αυτό αρκετοί φωτογράφοι επισημαίνουν ότι σε ορισμένες περιπτώσεις οι εικόνες των smartphones πλησιάζουν περισσότερο τη λογική της AI-υποβοηθούμενης δημιουργίας εικόνας, παρά την παραδοσιακή φωτογραφική καταγραφή.

Ένα γνωστό παράδειγμα που συζητήθηκε έντονα τα τελευταία χρόνια αφορά τη λειτουργία “Space Zoom / Moon Mode” σε συσκευές της Samsung.

Σε δοκιμές που έγιναν από χρήστες και ερευνητές, διαπιστώθηκε ότι όταν μια συσκευή προσπαθούσε να φωτογραφίσει τη Σελήνη, ο αλγόριθμος αναγνώριζε το αντικείμενο ως φεγγάρι και στη συνέχεια πρόσθετε λεπτομέρειες υφής βασισμένες σε μοντέλα εικόνας που είχαν εκπαιδευτεί με φωτογραφίες της Σελήνης.

Σε ένα χαρακτηριστικό πείραμα, ένας χρήστης δημιούργησε μια εικόνα λευκού κύκλου στην οθόνη ενός άλου smartphone και τη φωτογράφισε με το samsung και ω του θάυματος εμφανίστηκε η Σελίνη !

Σε άλλες δοκιμές αναφέρθηκε ότι ακόμη και τρύπες φωτός (π.χ. μέσα από ύφασμα ή επιφάνειες) μπορούσαν να αναγνωριστούν από τον αλγόριθμο ως φεγγάρι και να εμπλουτιστούν με χαρακτηριστικά της σεληνιακής επιφάνειας.

Το περιστατικό αυτό ανέδειξε τη διαφορά μεταξύ:

• οπτικής καταγραφής (ό,τι πραγματικά καταγράφει ο αισθητήρας)
• υπολογιστικής επεξεργασίας εικόνας που μπορεί να προσθέσει λεπτομέρειες με βάση αναγνώριση αντικειμένων και εκπαιδευμένα μοντέλα.

Βασική διαφορά μεταξύ των αισθητήρων

Η βασική διαφορά μεταξύ αυτών των τύπων αισθητήρων είναι το μέγεθος. Γενικά υποτίθεται οτι:

• μεγαλύτερος αισθητήρας → καλύτερη συνολική ποιότητα εικόνας και χαμηλότερος θόρυβος
• μικρότερος αισθητήρας → πιο φθηνή συσκευή και χαμηλότερη ποιότητα εικόνας

Γιατί υποτίθεται;

Αυτό ισχύει σε αρκετές περιπτώσεις, επειδή ένας μεγαλύτερος αισθητήρας μπορεί να συλλέξει περισσότερο φως, να έχει καλύτερη απόδοση σε υψηλό ISO και μεγαλύτερο δυναμικό εύρος.

Ωστόσο, στην πράξη ένας μεγαλύτερος αισθητήρας δεν είναι πάντα πλεονέκτημα. Σε ορισμένα είδη φωτογραφίας, οι μικρότεροι αισθητήρες (crop sensors) μπορούν να αποδώσουν καλύτερα ή να είναι πιο πρακτικοί.

Μεγαλύτερο βάθος πεδίου

Οι αισθητήρες APS-C ή Micro Four Thirds προσφέρουν φυσικά μεγαλύτερο βάθος πεδίου σε σχέση με έναν Full Frame αισθητήρα όταν χρησιμοποιούνται αντίστοιχες εστιακές αποστάσεις.

Αυτό σημαίνει ότι μεγαλύτερο μέρος της εικόνας βρίσκεται σε εστίαση. Σε πολλές περιπτώσεις αυτό είναι πλεονέκτημα, όπως για παράδειγμα σε:

• φωτογραφία τοπίου
• macro φωτογραφία
• street photography
• ταξιδιωτική φωτογραφία

Για παράδειγμα, σε μια φωτογραφία τοπίου με APS-C, είναι πιο εύκολο να διατηρηθεί καθαρό τόσο το προσκήνιο όσο και το φόντο χωρίς να χρειάζεται πολύ κλειστό διάφραγμα.

Πλεονέκτημα σε τηλεφακούς (crop factor)

Οι crop αισθητήρες έχουν το λεγόμενο crop factor, το οποίο αλλάζει το οπτικό πεδίο ενός φακού.

Παράδειγμα:

Ένας φακός 300mm σε APS-C δίνει οπτικό πεδίο περίπου αντίστοιχο με 450mm σε full frame (crop factor ~1.5×)

σε Micro Four Thirds ο ίδιος φακός αντιστοιχεί περίπου σε 600mm (crop factor 2×)

Αυτό αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα σε είδη φωτογραφίας όπου χρειάζεται μεγάλη εστιακή απόσταση, όπως:

• φωτογραφία άγριας ζωής
• φωτογραφία πουλιών
• αθλητική φωτογραφία

Με μικρότερο αισθητήρα μπορεί κανείς να αποκτήσει μεγαλύτερη “εμβέλεια” χωρίς τεράστιους και πολύ ακριβούς τηλεφακούς.

Συμπέρασμα

Ο Full Frame αισθητήρας έχει πλεονεκτήματα σε:

• χαμηλό φωτισμό
• δυναμικό εύρος
• μικρότερο βάθος πεδίου

Αντίθετα, οι crop αισθητήρες (APS-C / Micro Four Thirds) έχουν πλεονεκτήματα σε:

• μεγαλύτερο βάθος πεδίου
• μεγαλύτερη τηλεφωτογραφική εμβέλεια
• μικρότερο και ελαφρύτερο εξοπλισμό

Για αυτόν τον λόγο δεν υπάρχει ένας “καλύτερος” αισθητήρας για όλες τις περιπτώσεις η επιλογή εξαρτάται κυρίως από το είδος φωτογραφίας και τις ανάγκες του φωτογράφου.

Πηγές:

cambridge in colour

dpreview