joomla templates

A+ R A-

Sensör Üzerine

 

Sensör

Sensör Nedir?

Sensör; -herkesin bildiği üzere- analog makinede film neyse dijitalde de o dur. Optik görüntünün elektirik sinyaller şekline dönüşmesine yarayan aparattır. Makinenin kalbidir.

 

Sensör Türleri

Başlıca en fazla kullanılan iki sensör çeşidi CMOS ve CCD dir. Birkaç farklı deneme daha var ama onlara girmeyeceğim. Bu sensörler sandığımızdan çok çok daha evvel icat edilmişler (1969) ama bildiğimiz şekle gelinceye kadar birçok evre geçirmiş ve geliştirilmişlerdir. Sensörlerin üzerinde görüntü algılayıcı pikseller ve birçok katman filtre bulunur.

 

Piksel: Sensör üzerinde bulunan ve görüntüyü algılamaya yarayan noktacıklar. Kare şeklindedir. Kullandığımız sensörlerde RGB ( Red-Green-Blue) formatında bulurlar, fakat dizilişleri farklıdır.

RGB RGB şeklinde değil de

RG BG RG BG RG BG şeklinde veya değişik kombinasyonlardadır. Yeşiller daha fazladır bu nedenle sensörler yeşil görünür.

 

 

Fotoğraftaki bütün renkler bu üç ana renkten oluşur. Her 3 piksel ortaklaşa karar verip bir rengi yansıtır.

 

CCD (Charge-Coupled Device) : CMOS sensörlere göre çok daha pahalı ama kaliteli, çok fazla enerji harcayan, düşük noise ve canlı renklere sahip sensör türü. Nikon genelde CCD sensör kullanır.

CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor): Ucuz olmasından ve çok az enerji harcamasından kaynaklı türlü cihazlarda webcamlerde cep telefonlarında vs tercih edilir. Her bir piksel ayrı ayrı algılayıcılara bağlıdır. Canon, kendi teknolojisiyle bu sensörü almış günümüzde inanılmaz seviyelere ulaştırmıstır. Kendi kullandığı CMOS sensörlerde düşük noise parlak renkler hakimdir.

 

*Foveon : Sigmanın geliştirdiği yeni bir sensör tipi. Renk algılayıcılar RGBGRGBG şeklinde yanyana değilde üst üste duruyor

 

 

Sensör Boyutları

Analog makinelerde kullanılan film boyutu ne ise sensörlerde de birim o kabul edilir. Yani 24mm x 36mm bir sensör Full Frame olarak adlandırılır. Bu boyuttan büyükler orta formattır. DSLR sistemlerde günümüzde çıkan üst düzey makineler hariç (Canon 5D, 1Ds Nikon D700, D3 gibi) tüm makinelerin sensörleri bu orandan ufaktır. Belki bir 5 yıl sonra tüm makineler Full Frame olur bilemiyorum.

Sensör ufaldıkça görüntü kalitesi azalır, noise artar, fokal çarpan* devreye girer. DSLR dışındaki kompakt dijital makinelerde sensör iyice küçülür küçülür küçülür.

Küçük sensör + fazla sayıda piksel = noise. Nedenine sonra geleceğim.

 

 

Piksel Boyutları ve Sayısı

Piksel sayısı nedir? Sensörün üzerinde bulunan minik, ışık algılayıcı reseptörlerin toplam sayısıdır. Canon Eos 5D yi örnek gösterirsek 24*36mm lik bir sensör üzerinde bu minik kutucuklardan toplam 12,8Milyon tane vardır. Bunu fotoğraf dilinde 12,8 MegaPiksel şeklinde ifade ederiz.

Gel gelelim Canon Eos 5D Mark II ninde sensör boyutu 24*36mm dir fakat onda 21milyon piksel vardır. Peki bu nasıl oluyor. İşte burada piksel boyutu devreye giriyor. Pikseller bölünerek daha küçük parçacıklar haline getiriliyor böylece sensörün MP değeri artmış oluyor

Canon Eos 1D nin sensör boyutu 27.0 x 17.8mm ve 4 MP dir. APSC formatına göre daha büyük bir sensör (1,3X) ve sadece 4MP olması bu makineyi en büyük piksel boyutuna sahip makine yapar. Bir tane piksel in boyutu 116.6 µm² yani 116Micron metre karedir. Bu değer Eos 300D de 54.8 µm² dir. Piksel boyutu görüntünün kalitesi ile direk olarak ilgilidir.

 

Crop Faktörü

 

*Fokal çarpan : 35mm film karesinden ufak olan her sensör için fokal çarpan söz konusudur. Lensinimizin açısını ne kadar daraltacağının göstergesidir. 24x36 lık FF sensörden %50 daha ufak olan bir sensörün Fokal çarpanı 1,5X tir. Yani 100mm lik bir lensi 150mm olarak kullanırız. Geniş açı severler için Full Frame sensör (1X) avantajlı olurken spor fotoğrafları doğa kuş vs çeken fotoğrafçılar için Crop faktörü bir avantaj haline gelebilir.

 

 

Keskinlik ve Dağılma

Genel kanının aksine fotoğrafın keskinliği sadece takılan objektifin kalitesi ile alakalı değildir. Sensörün yapısıda keskinlik için önemli bir faktördür. Sensör boyutu ve piksel sayısı dolayısıyla piksellerin boyutları bunda etkili bir faktördür. Şu şu şekil sensörler keskindir diğerleri değildir demek yanlış. Günümüzde her geçen gün sensörler dahada geliştiriliyor. Ama ne kadar büyük o kadar iyi kuralı her zaman için geçerlidir.

 

Dağılma(Diffraction) : Bu konu fotoğraf severlerin çok büyük bir kısmı tarafından bilinmeyen bir konu. Kısaca diyaframdan süzülen ışığın sensör üzerine düşerken ki yaptığı dağılmadan bahsettiğimizi söyleyebiliriz. Düz gelen ışık küçülen diyaframdan geçerken belli bir dağılmaya ugrar. Diyafram kısıldıkça bu etki artar ve bir noktadan sonra keskinlik yitirilmeye başlanır.

 

 

açık diyafram

kısık diyafram

 

 

Bu dağılma ve keskinlik kaybı sensör ve piksel boyutu ile alakalı olup her makinede farklılık gösterir.

Örneğin Canon 30D f/8 den daha kısık diyaframlarda keskinlik kaybına ugramaya başlarken bu nokta 5D de f/13 tedir. Kendi makinenizin dağılma değerlerini bilmenizde fayda var.

 

**Hatırlatma: Genel olarak hem lens hemde sensör keskinlikleri bakımından optimum değer f/5,6-11 dir.

 

Orta ve Kenarlar

Fotoğraf makinesinin diyaframından süzülerek geçen görüntü tam olarak sensör ebatlarında değildir, aksine yuvarlaktır. Görüntü algılayıcı sensör ise dikdörtgen. Hem bu durumdan kaynaklı, hemde optik kuralları gereğince köşelere doğru gelen görüntünün zayıflamasından kaynaklı kenar kararması (vignetting) dediğimiz hadise oluşur. Kararmanın yanı sıra kırılma sonucunda keskinlik kaybıda oluşur. Görüntünün merkezi ile kenarları daima farklıdır.

Kenarlar daima ortaya göre daha karanlık, az keskin ve bozulmaya(geniş açılardaki yatıklık vs) uğramıştır

 

Şekilde görüldüğü gibi Full Frame sensörlerin bir handikapı da APSC sensörlere göre yansıyan görüntü halkasının köşelerine kadar uzanması. Sensörün daha büyük olusunun getirdiği bu negatif durum FF Sensörlerin kenarlarında Vignetting dediğimiz kararma olayının Crop faktörlü sensörlere oranla daha fazla olması anlamına geliyor

 

 

Her lens ve her sensör belli diyafram değerlerinde köşelerde kararma yapar. Özellikle en açık diyaframlarda bu kararma barizdir. Bu etki kimi zaman hoş bir etki katsada, kimi fotoğraflara yakışsada aslında istenmeyen bir sonuçtur, bir hatadır. Kimileri ise bu etkiyi yakalamak için Gradual filtre kullanır.

Sensörün algıladığı görüntüde orta-kenar farkı sabittir. Fakat lenslerin yaratacağı yine aynı etki lensten lense değişir.

 

 

Renkler

Fotoğraftaki renkler lensten çok görüntü algılayıcısının yani sensörün yapısı ile alakalıdır. Takılan lensler bu performansı doğru kullanır veya azaltır, arttırmazlar. Başta değişik türlerde sensörler olduğundan bahsetmiştir. CCD ve CMOS gibi her geçen gün yenilenen ve gelişen bu sensörler tabiiki birbirlerinin hatta kendi türlerinin bile aynısı değil.

Renk kodları algoritmalarından sensörün üzerindeki filtrelere katmanlara kadar birçok değişken elde eleceğimiz renklere etki ediyor, doğal renklere ulaşabilmemiz için her geçen gün gelişiyor.

 

 

Sensörlerin işlevi sadece bizim algıladığımız doğal renkleri başarılı bir şekilde iletmekle bitmiyor. Birbirine dönüştürülen kanallarda gösterdikleri performansları RGB -> GBR gibi veya Infrared uygulamalardaki tepkisi gibi renklerle alakalı işlemler sensörün yapısı ile alakalı. Siyah Beyaz çevirimleri bunlara dahil. Bu işler tamamen sensörün iç yapısıyla alakalı

 

 

Nikon D3 - Kırmızı kanaldan Siyah Beyaz Çevirimi (50 iso)

 

Canon 5D - Kırmızı kanaldan Siyah Beyaz Çevirimi (50 iso)

 

 

Noise

Sensör seçiminde en fazla dikkat edilen en fazla üzerine düşülen mevzu. Düşük ışık koşullarında daha fazla ışık algılayabilmek için sensöre gönderilen elektirik arttırılır bu da görüntü kalitesinde düşmeye kumlanmaya, daha yüksek ISO değerlerinde hot piksellere* sebeb olur.

Mekinenin hangi iso aralıklarına tepki vereceği, hangi aralıklarla tepki vereceği ve sonuçların nasıl olacağı tamamen sensörle alakalı. Noise tepkilerinde Canon un geliştirdiği CMOS sensörler düne kadar Nikon Sensörlerinden başarılıydı. Şimdi ise sonuçlar makineden makineye değişiyor. Kullanılabilir aralıklardaki (400-800) ISO değerleri performanslarının iyi olması gerçekten önemli. Onun haricinde 3200-6400-12800 gibi değerlerin kullanılacağı yerlerin çokta fazla olduğunu düşünmüyorum

 

 

 

Sıcak ve Ölü Pikseller

Aynı Tv lerde ve monitorlerde olduğu gibi sıcak ve ölü piksel sorunu fotoğraf makinelerinde de vardır.

Ölü piksel : Sensör üzerindeki piksellerden bir veya bir kaçının işlevini yitirmesi gelen ışığa tepki vermemesi böylelikle sürekli olarak beyaz olarak görünmesi anlımına gelir. Kullanıma bağlı olarak ortaya çıkabilir ve artabilir. Sıfır makinelerde üreticiler belli sayıda ölü pikselden sonrasına garanti vermekte

Makinenizdeki ölü pikselleri araştırmak için siyah bir zeminin fotoğrafını çekebilrsiniz. Pikseller çok ufak olacağından fotoğrafa %100 boyutta bakmanızda fayda var. Bir iki ölü piksel yanyana dizilmişse sorun var demektir. Görüntüde can sıkar. İlacı bildiğim kadarıyla yoktur.

 

Sıcak piksel ( Hot pixel): Ölü piksel in aksine her zaman ortaya çıkmazlar. Uzun pozlamalarda, yüksek isolarda görünürler. ,Isınan piksel hangi renk kodundaysa o renkte görünürler. Örneğin kırmızı kanalında olan bir piksel kırmızı görünecektir.