Vi förklarar sensorstorlekar

En av de första populära filmerna för stillbildskameror var den så kallade 35-millimetersfilmen som introducerades i slutet på 1800-talet av Eastman Kodak Company i usa. Egentligen var filmen 70 millimeter, men delades på mitten. Filmen användes för rörlig film och bildrutorna behövde därför röra sig snabbt efter varandra i följd. På grund av detta låg perforeringen som drog fram filmen vertikalt på varje sida av bildrutan. Storleken på bilden var då 18 x 24 millimeter.

Men 1914 förändrades detta. Det då runt 25 år gamla bildformatet – i dag kallat »halvformat« – lades i stället med perforeringen horisontellt. Resultatet blev ett dubbelt så stort bildformat som halvformatet med storleken 24 x 36 millimeter. Filmen kallas för 135-film och fick benämningen »småbildsformat«, något som i denna digitala era motsvarande kom att kallas för »fullformat« när man talar om sensorer. Det är också denna 135-film som de flesta använt eller använder i sina analoga systemkameror.

Fullformat och APS

Benämningen »fullformat« har sedan överlevt införandet av de digitala bildsensorererna. Många fotografer känner till bildformatet med den storlek och bildvinkel det ger. Därför ansåg man att just benämningen fullformat var bra att fortsätta använda även i den digitala fotovärlden. Problemet var att det ändå blev lite rörigt.

1996, alltså några år innan den digitala fotograferingen fick sitt genombrott, skapades bildformatet APS (Advanced Photo System) som tillät finesser som exempelvis fotografering i tre olika bildstorlekar: panorama, klassisk eller high-definition. Det vanliga klassiska APS-formatet hade en bildruta med storleken 25,1 x 16,7 millimeter. Så såg det ut på den analoga tiden. Men så förändrades allt.

Så blev det digitalt

För att få till sensorerna på de digitala systemkamerorna på ett ekonomiskt och vettigt vis började tillverkarna med att göra sensorer i samma storlek som det något mindre APS-formatet (Nikon D1, 1999), och kallade detta APS-c efter det klassiska (APS-classic) bildlägets storlek. Men även storleken på APS-c-sensorerna varierar något, även om de har ungefär samma storlek som ursprungliga aps-c-formatet.

Olika tillverkare kallar sina APS-c-sensorer olika: Nikon kallar sina för DX, och för denna sensor passar därför DX-objektiven, som är mindre, lättare och billigare att tillverka än de objektiv som används för det större fullformatet. För Canon heter motsvarigheten i passande objektiv för EF-s.

2001 släppte Canon den första digitala APS-h-sensorn i sin 1D. På så vis hade man tagit steget mot en allt större sensor, nu motsvarande det något större APS-h-formatet på runt 28,7 x 19,0 millimeter. Sensorerna blev alltså större och större, och kom under 2002 att i digitala systemkameror – först ut i Canon 1Ds – uppnå storleken av en vanlig bildruta i 135-filmsystemet, alltså 24 x 36 millimeter. Det är därför vi kallar dessa för sensorer i småbildsformat, fullformat och »fullframe« – eller fx på Nikonspråk. På Canonkameror med en sådan sensor passar EF-objektiv.

Flera andra storlekar

Det finns också stora sensorer i »mellanformat« som exempelvis den i Phase One p65+, som mäter 53,9 x 40,4 millimeter och släpptes 2008.

Men det slutar inte där. Utvecklingen går också åt andra hållet. I stället för att bara göra sensorerna större försöker tillverkarna också att göra dem mindre, samtidigt som de behåller upplösningen i antalet megapixlar. Den största fördelen med detta är att man får mindre, lättare kameror, som i slutändan blir billigare att tillverka, medan bildkvaliteten ändå kan hållas hög.

Sensorformatet »micro fourthirds« (MFT) är ett format som skapades av Olympus och Panasonic under 2008. Storleken på sensorn är 18 x 13,5 millimeter, och bygger på det äldre formatet »fourthirds«, som fått sitt namn efter bildförhållandet som är just 4/3.

2011 släppte Nikon sitt nya kamerasystem Nikon 1, något som öppnade för ännu en sensorstorlek: CX-formatet. Storleken är mindre än micro fourthirds, men större än de sensorer som sitter i dagens kompaktkameror, som i dag benämns med sensorstorlekar i tum, exempelvis 1/2,3 tum, vilket blir runt 6,2 x 4,6 millimeter.

Sensorstorleken påverkar bilden

Om man tittar närmare på hur själva bilden faktiskt påverkas av olika sensorstorlekar så finns det en del skillnader.

En större sensor får exempelvis ett minskat skärpedjup än en mindre sensor, om bilderna har samma utsnitt. Anledningen är att man måste komma närmare ett objekt med den större sensorn än med den mindre. På så vis är det svårare att få till fina suddiga bakgrunder med kort skärpedjup på en kompaktkamera, medan detta blir lättare på en kamera med fullformatssensor.

En större sensor med samma upplösning som en mindre sensor har generellt sett också bättre dynamiskt omfång. Anledningen till detta är att den större ytan leder till att sensorns pixlar kan samla in mer ljus innan den överfylls, eller överexponeras. Men eftersom detta beror på pixeltätheten kan en mindre sensor med lägre upplösning prestera lika bra som en större sensor med högre upplösning i detta hänseende – de har samma pixeltäthet. En större sensor behöver alltså inte betyda högre upplösning.

Större pixlar ger också en högre elektrisk signal, något som minskar behovet av signalens förstärkning, vilket ger upphov till brus i bilderna. Detta fungerar på samma sätt som med kamerans ISO – känsligheten på kameran – där högre iso-värde ger ett ökat brus på grund av att signalen från det infallande ljuset måste förstärkas.

Sensorer, brännvidd förlängning

BRännviddsförlängning – det är detta begrepp som summerar krångligheterna med de olika sensorstorlekarna och den optik som passar till de olika formaten. Det är också här som många får huvudbry, framför allt när det finns objektiv gjorda för antingen APS-C eller fullformat, men som ändå har samma fattning.

Så vi tar det från början. En fullformatssensor är större än en sensor av APS-C-typ. Därför krävs det också att det ljus som släpps in på sensorn täcker hela den ytan för att kunna skapa en hel bild, vilket sker med objektiv gjorda för just fullformatskameror. Med ett objektiv av APS-C-typ skulle inte hela sensorn belysas, eftersom det infallande ljuset med ett sådan objektiv inte fyller hela sensorns yta. Vänder vi på det så skulle objektivet belysa en större del än bara sensorns yta, vilket skulle gå, men är onödigt – vi utnyttjar helt enkelt inte hela objektivets dyra linser.

Därför började begreppet »brännviddsförlängning« att användas. Med det menas att brännvidden upplevs olika beroende på om man tittar genom ett objektiv gjort för fullformat eller ett för APS-C. Egentligen stämmer inte detta – brännvidden är alltid densamma på ett objektiv – det är egentligen bildvinkeln som förändras.

… och förlängningsfaktor

Så kommer vi tillbaka till det gamla goda och trygga fullformatet igen. Med detta format vet vi vad vi får vid vilken brännvidd, vilket gör att vi jämför med detta än en gång. Vi vet att 50 millimeter ser ut på ett visst vis, och vad det innebär. Men för att veta vad brännvidderna på de digitala formaten med mindre sensorstorlek blir, måste vi räkna om dessa till fullformatets brännvidd som vi vant oss vid.

Därför använder vi oss av en så kallad »förlängningsfaktor« (crop factor). Med denna faktor förstår vi vad vi får för brännvidd, och vet därför ungefär hur bilden kommer att se ut. En kamera med en förlängningsfaktor på 1,5 gånger med ett objektiv på 50 millimeter ger därför samma bildvinkel som ett objektiv på runt 75 millimeter på en kamera med fullformatssensor.