Fullframe, APS-C of MFT: Welke beeldsensor bij video en foto?

Lichtgevoelige puntjes en pixels

Licht treft de beeldsensor en dan gaat er een stroompje op een gevoelig plekje lopen. Al die lichtgevoelige plekjes bepalen samen de kwaliteit van het aan de beeldprocessor aangeleverde basis video- en fotobeeld. Er is de nodige verwarring over het aantal pixels en lichtgevoelige plaatsen (de zogenaamde photosites) op de beeldsensor. Dat is zeker niet hetzelfde. Het doorgegeven aantal pixels is een eindproduct en de photosites zijn de pure oorspronkelijke beeldbron. Hoe sterker en zuiverder de door het opvallende licht gegenereerde stroompjes des te beter ongestoorde beeldresoluties de beeldprocessor daarvan kan maken. In de praktijk kan die uiteindelijk behoorlijk verschillen. Is het allemaal puur en van de hoogste originele kwaliteit of is er elektronisch aan gesleuteld (doorgerekend, extrapoleren). Zo kan 24 Megapixels best beter zijn dan 80. Als fabrikanten schermen met hoge pixelaantallen is daarom zaak om je eerste aftevragen hoe deze eigenlijk tot stand gekomen zijn. Een geheel ander punt is dat lichtgevoelige puntjes alleen zwart witte helderheidsverschillen registreren. Voor kleur zijn drie aparte sites voor Rood, Groen en Blauw nodig. Die vormen samen 1 kleurpixel.

Hoe groter hoe beter?

De afmetingen van beeldsensoren worden op verschillende manieren vermeld. Van oudsher gaat het bij video om de diameter van de lichtgevoelige beeldchip in inch. Voor (semi-)professionele doeleinden wordt minimaal 2/3 tot 1 of 4/3  inch aanbevolen.

Bij foto gaat het om de afmetingen van het beeldje zelf in mm. De standaard is zoals gezegd het 35 mm formaat, 36 x 24 mm kleinbeeld. Daarnaast speelt nog de afbeeldingsmaatstaf 3:2 of 4:3 een rol. Sinds de komst van de hybride systeemcamera wordt ook voor video de rechthoekige afmeting van de sensor gebruikt. Veel voorkomend zijn full-frame, APS-C en MFT. In het algemeen passen op een grotere beeldsensor meer en grotere photosites plus het feit dat er meer ruimte zonder storingen voor ondersteunende beeldelektronica en filters op de chip zelf is. Grotere beeldchips vergen een hoge uitleessnelheid. Al die opgewekte beelddata moet bliksemsnel aan de processor worden doorgegeven. Anders dreigen er verstopping en vervorming (beeldlijnen die na elkaar gelezen worden, de rolling shutter).

Cropfactor

Bij een sensorformaat kleiner dan 35 mm treedt de zogenaamde cropfactor op. De brandpuntsafstand van het objectief is precies 1x vergroting voor fullframe maar neemt toe tot 1,5 tot 1,7 keer bij APS-C en 2x bij MFT. Zo is een 50 mm kleunbeeldobjectief 100 mm bij MFT. Je krijgt dus een groter beeld met een kleinere zichthoek en hogere diafragmaopening op de sensor. Dat heeft consequenties bij de scherptediepte en constructie van groothoeken. Hoe kleiner de beeldsensor des de groter de scherptediepte en minder filmische look. Bij het bouwen van groothoeken lopen de kosten aanzienlijk op.

Cropping kan ook een voordeel in het telegebied zijn. Teleobjectieven worden 1,5 tot 2 maal langer. Bij MFT is een 600 mm feitelijk een 1.200 mm heel geschikt voor natuur- en sportfotografie.

Een andere vorm van cropping is het elektronisch uitsnijden op de beeldchip zelf. Dan gebruikt de camera een kleiner deel van deze chip. Dit is onder andere in gebruik bij elektronisch inzoomen, het aanmaken van een optimaal kleiner formaat, bijvoorbeeld 4K video uit een 6 of 8K masterformaat) of om een hogere beeldsnelheid bereiken.

AF, beeldruis en storingen

De moderne slimme AF vraagt veel informatie aan de beeldsensor. Met name bij de tracking en het vooruitzien van bewegingen. Je ziet steeds meer optimalisatie voor algoritme en slimme scherpsteltechnieken op de beeldsensor zelf.

Zit de ondersteunende elektronica in de lichtweg dan neemt de gevoeligheid af. Daarom nieuwe slimme constructies met licht van achteren (backlighted) en een andere rangschikking. Bij te dicht op elkaar zittende elektronische componenten kunnen deze elkaar onderling gaan storen. Dat levert vaak beeldruis op.

Hoeveel pixels nodig?

Bij video zijn per beeldje (frame) minder pixels nodig dan bij fotografie. Zo kan 4K (3.840 x 2.160 = 8,3 Megapixels) nog goed op een 2/3 in chip en 8K (7680 x 4.320 = 33,2 Megapixels) net op een 4/3 inch chip. Fullframe, APS-C en MFT kunnen 8K prima aan. Welkom is dat een beeldchip meer pixels in huis heeft om kleinere formaten in de hoogst mogelijke resolutie te croppen. Verder bieden grotere sensoren met meer pixels vaak ook een breder dynamisch bereik. Bij fotografie draait het om de uiteindelijke fotokwaliteit die in een opname geschoten wordt. 20-26 Megapixels voldoet zeker tot het afdrukformaat A3+. Voor zeer grote prints, productfotografie en architectuur komen 40, 50 en 100 megapixels in aanmerking.

Fullframe

Het ware 35 mm formaat van 36 x 24 mm in 3:2 gold de afgelopen jaren als het summum voor betaalbare video en foto in hoge kwaliteit. Dat geldt nog altijd doch het is zeker de vraag of je wel echt al die volformaat-kwaliteit gebruikt. Bij video spelen de cropfactor en filmische look met geringe scherptediepte, plus hogere lichtgevoeligheid een belangrijke rol. Bij fotografie de optimale beeldkwaliteit, detailscherpte, hoge lichtsterkte en dynamische ruimte.

Bij de objectieven is de 35 mm opgave van de brandpuntsafstand degene die ook daadwerkelijk op de sensor komt. Er is geen cropping in het spel. Hetzelfde geldt voor de ingestelde diafragmawaarde, die blijft wat het is. De filmische look en mooie onscherpe achtergronden zijn niet te versmaden.

Fullframe kent ook nadelen. De camera’s en objectieven zijn groter en zwaarder dan bij kleinere formaten het geval is. Ook is het prijskaartje vaak een stuk hoger. Niettemin een aanrader voor wie het onderste uit de video- of fotokan wil halen.

APS-C

Dit 23 x 15 mm formaat werd voorheen gezien als een budgetvariant voor foto en video. De beeldverhouding is 3:2 zoals bij foto’s gebruikelijk is. APS-C werd eerst voornamelijk aangetroffen bij middenklasse en amateurcamera’s. De term APS-C. Advanced PhotoSystem Classic stamt feitelijk nog uit het analoge rolletjes-tijdperk. Later kwamen er digitale beeldsensoren in dit opnameformaat uit. Bij Nikon meet de APS-C sensor 23,6 x 15,7 mm met 1,5 crop en bij Canon 22,7 x 15,1 mm met 1,6 crop. Er is dus wel enig verschil in afmetingen en cropfactor.

Recentelijk deed zich echter een ware revival voor. APS-C scoort met name bij Fujifilm en Canon een hogere resolutie en meer beeldsnelheid. De Fujifilm X-H2 komt wel tot wel 40 Megapixels en bij de S-variant gaat het om een regelrechte actiecamera voor video en foto. Bij Canon betreft het de R7 en R10 in het midden- en amateursegment.

Het is ongelofelijk wat er nog uit deze sensoren te halen valt. Goed de filmische look is wat minder en er is een cropfactor doch qua beeldkwaliteit doen deze camera’s bij video en foto zeker niet onder voor de middenklasse full-frame-modellen. De AF en beeldsnelheid behoren tot de top. Ook de lichtgevoeligheid en het dynamische bereik komen prima mee. De aantrekkingskracht van APS-C liggen mede bij de kleinere en lichterecamera’s en objectieven en de lagere prijs. Hoewel de topmodellen niet echt goedkoop zijn krijg je veel camera voor een toch best aantrekkelijke prijs.

MFT

MicroFourThirds meet bij de sensorgrootte slechts 17,3 tot 18 x 13 mm met als beeldverhouding van 4:3 (past beter bij video). Dat 18 x 13 mm is echter nog altijd flink groter dan een 1 inch videosensor. En daar moet MFT het nu net van hebben. Overigens is de fotokwaliteit ook lang niet slecht maar fullframe en APS-C scoren in deze hoger.

De trekker van MFT zijn Panasonic en Olympus OM. Bij Panasonic gaat het om de superieure videoprestaties en formaten bij de GH6. Menig camcorder en videograferende systeemcamera hebben hierbij het nakijken. Ook bij de fotocamera’s staat Panasonic met MFT zijn mannetje. In geval van Olympus ligt de nadruk op fotografie en in licht mindere mate op video. Niettemin ook een best geslaagde hybride videocamera. Een behoorlijk voordeel van het MFT-formaat betreft de geringere afmetingen van de body, wat lager gewicht en voordeligere aanschafprijs. Een full-frame-camera en APS-C-modellen zijn forser en zwaarder. De beperkingen van MFT zitten hem in de grotere cropfactor van 2 x, grotere scherpte diepte bij volle diafragmaopening (minder filmische look), lastiger te construeren groothoeken en een relatief geringere lichtsterkte. Niettemin zijn er best wel flinke lichtsterke groothoeken voor een alleszins redelijke prijs verkrijgbaar.

De keuze is niet moeilijk

Voor hoogwaardige amateurdoeleinden en middenklasse professioneel is APS-C de voor de hand liggend keuze. Kies voor de beste prestaties bij foto- en videografie wel voor de topmodellen want die investering loont zich dubbel en dwars. Naast 4K tegenwoordig ook geschikt voor 8K. Let er wel op of de camerabody mikt op beelddetail of snelheid.

MFT is heel geschikt voor hoogwaardige video. Het sensorformaat klopt de 1 inch sensoren van camcorders met verve. De beeldsnelheid is relatief hoog en 4-6 K zijn heel wel mogelijk. De beperkingen zitten hem zoals gezegd in de scherptediepte, cropfactor en lichtsterkte. Een lagere prijs, minder gewricht, hoge framerates en bij natuur & sport de cropfactor van 2 x maken echter veel goed.

Tot slot

Voor wie gaat voor lichtsterkte, filmische look/aantrekkelijke geringe scherptediepte, de beste details, een hoog dynamisch bereik en flinke groothoeken komt uit bij fullframe. En dan ook echt wel de topmodellen anders zijn de verschillen met APS-C gering. Helaas wel een stuk duurder en zwaarder.