Fotografie voor beginners

Basiskennis Digitale Spiegelreflexcamera – Sensor, Beeldprocessor en buffer

Bij het aanschaffen van een spiegelreflexcamera kunnen veel onbekende termen op je af komen. Full-frame of crop sensor, beeldprocessor, witbalans, ISO, lens mount, automatische lichtmeting, RAW, diafragma, dynamisch bereik. Voor een leek is het lastig om te ontdekken wat nou belangrijk is om op te letten bij de aanschaf van een dSLR. dSLR is de afkorting voor Digital Single Lens Reflex-camera of in het Nederlands: digitale spiegelreflexcamera.

Introductie digitale spiegelreflexcamera

Canon EOS 650D, een digitale spiegelreflexcamera
Canon EOS 650D

Een spiegelreflexcamera bestaat uit heel veel onderdelen die met elkaar samenwerken. In een reeks van artikelen worden elke keer een aantal onderdelen uitgebreid behandeld zodat je weet hoe het werkt en hoe het de kwaliteit van een foto kan bepalen.

Ik wil hiermee bereiken dat jij als lezer straks zelfstandig kan kiezen voor een digitale spiegelreflexcamera die bij jou past. Belangrijk is daarbij dat je weet waarvóór je kiest.

Mijn doel is dat  jij als lezer straks kunt kiezen uit verschillende onderdelen om zo de beste keuze te kunnen maken bij het aanschaffen van een digitale spiegelreflexcamera.

Sensor

Een sensor is een chip in een spiegelreflexcamera en het enige wat deze chip doet is licht omzetten in elektrische signalen. Het oppervlakte van een chip is bedekt met fotodiodes, lichtgevoelige sensoren die netjes in een patroon zijn geplaatst.

Een lichtgevoelige sensor kan geen kleuren zien, alleen een hoeveelheid fotonen meten. Fotonen zijn lichtdeeltjes die samen licht vormen. De lichtdeeltjes vallen op de aanwezige fotodiodes die de helderheid van het licht meten.

Canon EOS 5D Mark III Sensor
Canon EOS 5D Mark III Sensor

Elke fotodiode op een sensor is een pixel, een puntje van een foto. De resolutie van een sensor wordt uitgedrukt in megapixel. Het aantal megapixel wordt berekend door het aantal pixels in de lengte en het aantal pixels in de breedte met elkaar te vermenigvuldigen. De uitkomst is de resolutie van de sensor, uitgedrukt in megapixel.

Een sensor met 18 megapixel heeft 18 miljoen lichtgevoelige sensoren. Dit kan zijn op een oppervlakte van 36 x 24 mm of op 22.2 x 14.8 mm. Deze afmetingen komen overeen met die van een full frame sensor (36 x 24 mm) en de aps-c sensor (22,2 x 14,8 mm).

Hoe kan een sensor dan weten of iets rood, groen of blauw is? Zoals ik eerder al zei, de pixels liggen in een vast patroon op de sensor en elke pixel registreert 1 kleur, groen, rood of blauw. Er zit namelijk op elke pixel een filter die maar 1 kleur doorlaat: rood, groen of blauw.

Dit filter laat maar 1 kleur door (rood, groen of blauw) omdat elke kleur licht een andere golflengte heeft. Het filter op elke pixel is zo gemaakt dat de kleur rood zal alleen door het rode filter heen kan,  groen alleen door groen en blauw alleen door het blauwe filter. Dit wordt duidelijk bij de volgende illustratie.

De pixels op een sensor zijn in een bepaald patroon geordend en dit patroon is door Bryce Bayer bedacht / ontwikkeld. Het wordt daarom het Bayer patroon genoemd.

Bayer Patroon
Het Bayer patroon werd door Bryce Bayer ontwikkeld

Elke pixel op de sensor meet de hoeveelheid licht die het detecteert en die waarde wordt door de sensor uitgelezen. Ook weet de sensor welke kleur elke pixel heeft geregistreerd omdat er een vast patroon van kleuren wordt gebruikt. Maar nou komt het lastige, de pixel die toevallig blauw is opgelicht, hoeft niet perse blauw te zijn. Hoe dit kan, wordt later uitgelegd bij de beeldprocessor.

Een full frame sensor heeft de beste beeldkwaliteit van alle gangbare sensoren in digitale spiegelreflexcamera’s. Dat komt omdat de pixels op een full frame sensor onderling meer ruimte hebben dan bijvoorbeeld een crop-sensor. Als de sensor uitgelezen wordt is er minder kans op leesfouten (en dus ruis) omdat de pixels elkaar onderling minder beïnvloeden. Ook zijn full frame sensoren gevoeliger voor licht.

Veel spiegelreflexcamera’s worden uitgerust met een crop-sensor. Deze sensor is een factor kleiner dan de full frame sensor en camera’s die hiermee uitgerust zijn, zijn vaak ook goedkoper in prijs. De kwaliteit van een APS-C sensor is goed maar hij legt het af tegen de full frame sensor bij hogere ISO waarden. De kans op leesfouten van de sensor is hoger omdat er evenveel pixels op een kleiner formaat zijn geplaatst.

Belangrijk bij een sensor

Belangrijk is dat een sensor weinig ruis genereert. Een grotere sensor verkleint de kans op leesfouten, vooral in situaties waarin weinig licht beschikbaar is. Kijk altijd naar de prestaties van een sensor bij een hogere ISO waarde (komt in deel 2) en bekijk veel testfoto’s.

Zoek ook naar reviews op websites zoals Digital Photography Review of fredmiranda.com.

Ook blijft het aantal megapixel belangrijk. Hoe hoger het aantal megapixel, des te meer detail er vastgelegd kan worden. Fabrikanten waren vroeger in de race om het meest aantal megapixel op een sensor te plaatsen en dat had niet altijd voordelen, zo kon er veel ruis op de foto komen.

Tegenwoordig is het aantal megapixel gestabiliseerd en wordt er vooral ingezet op het verbeteren van de kwaliteit van de sensor om leesfouten te voorkomen en daarmee ruis te verminderen.

Beeldprocessor

De sensor heeft het binnenkomende licht geregistreerd en omgezet naar digitale signalen. Maar die signalen betekenen nog niets. De beeldprocessor moet de informatie nog verwerken.

De beeldprocessor krijgt alle elektrische signalen van de sensor en begint met rekenen. Hij registreert van elke pixel de hoeveelheid licht om te bepalen hoe helder de pixel straks op de foto moet worden.

Canon1DX-Dual-Digic5+
Canon 1D X heeft zelfs twee Canon Digic 5+ beeldprocessoren

Maar de beeldprocessor weet nog niet welke kleur de pixel moet worden. Daarvoor gebruikt bij een wiskundige berekening, een algoritme. Dit algoritme gaat de informatie van de pixels die eromheen liggen verzamelen en berekend hieruit een gemiddelde.

De pixel dit op het scherm wit was, kan nooit wit zijn geweest. Het gemiddelde van de drie kleuren bij elkaar maakten de pixel wit. Met deze informatie wordt elke foto berekend en opgebouwd.

Naast dit werkje doet een beeldprocessor nog veel meer. Het berekend de witbalans, de kleurovergangen en probeert leesfouten van de sensor te corrigeren. Deze leesfouten wordt ruis genoemd.

De beeldprocessor zorgt er vervolgens voor dat de ‘ontwikkelde’ foto op het geheugenkaartje wordt geplaatst. Bij een RAW foto wordt alle belichtingsinformatie vanuit de beeldprocessor opgeslagen om later uitgebreide nabewerking mogelijk te maken.

Als foto’s in JPG worden opgeslagen dan moet de beeldprocessor alle aanwezige informatie verwerken in een foto en de overbodige informatie verwijderen zodat er een JPG bestand overblijft. Nabewerking met dit type bestand is vrij beperkt.

De beeldprocessor doet tegenwoordig steeds meer. Het ontwikkelt niet alleen de foto, maar berekend ook de belichtingsinstellingen, witbalans, flitssterkte, regelt de autofocus en stuurt het aanwezige LCD scherm aan.

Belangrijk bij een beeldprocessor

Belangrijk hierbij is de verwerkingssnelheid. De grote fabrikanten verbeteren hun beeldprocessoren continue zodat de autofocus nog sneller wordt, de camera nog grotere fotobestanden kan verwerken en op een nog hogere resolutie kan fotograferen. Ook wordt ingezet op het energieverbruik omdat deze sensoren veel werk in korte tijd moeten verzetten.

Buffer

De beeldprocessor beschikt niet over eigen geheugen en heeft daarvoor apart geheugen nodig waar het tijdelijk de foto’s in opslaat. Dit geheugen is niet het geheugenkaartje wat je in de camera stopt en deze buffer kent een vaste grootte, vaak 128 MB.

In dit geheugen kan de beeldprocessor bestanden parkeren om ze later te verwerken. Op die manier kan een digitale spiegelreflexcamera’s meerdere foto’s achter elkaar maken en opslaan.

De buffer in een spiegelreflexcamera kan een bepaald aantal foto’s vasthouden, afhankelijk van de grootte van de buffer, de snelheid van de beeldprocessor en de geheugenkaart.

Als de beeldprocessor snel genoeg is en kan voorkomen dat de buffer elke keer volloopt, dan is het mogelijk om constant foto’s te blijven maken. Dit hangt echter ook af van de schrijfsnelheid van het geheugenkaartje.

Een moderne spiegelreflexcamera kan 3 tot 5 foto’s per seconde maken en verwerken. Voor RAW en JPG foto’s geldt allebei een ander maximum omdat RAW bestanden groter zijn dan JPG bestanden. Een moderne camera zoals de Canon EOS 650D kan 5 foto’s per seconde maken en ongeveer 22 JPG foto’s en 6 RAW foto’s opslaan in de buffer.

Conclusie

Je hebt gelezen over de sensor, de beeldprocessor en de interne buffer die de beeldprocessor kan gebruiken om tijdelijk foto’s in op te slaan. De kwaliteit van de sensor is erg belangrijk omdat het licht daar vastgelegd wordt en omgezet wordt naar elektrische signalen.

De beeldprocessor moet de elektrische signalen omzetten om er een foto van te maken en hiervoor worden ingewikkelde algoritmen gebruikt die zoveel mogelijk detail in de foto mogelijk moeten maken. Verder zorgt de beeldprocessor ook voor de aansturing van het LCD signaal en de Auto Focus.

De buffer maakt het mogelijk om foto’s tijdelijk op te slaan om later verwerkt te worden tot bestanden. Met deze buffer is het mogelijk om meerdere foto’s per seconde te maken en te verwerken.

Sluiter en Autofocus

Klik hieronder om het volgende artikel in deze reeks te lezen.

Basiskennis Digitale Spiegelreflexcamera – Sluiter en Autofocus

2 reacties

  1. Hoi Maarten,

    Knap stukje vakwerk wat je schrijft.
    Zeer leerzaam.

    Bedankt, ga zo door.

    Toch nog een vraagje, hoort hier niet thuis waarschijnlijk.
    Zit op een fotocursus en voor volgende week hebben we het thema kleur op het programma staan.

    Heb zelf al wat fruit gefotografeerd op een witte achtergrond, ook heb ik diverse fruitsoorten geprobeerd zoals een banaan, mandarijn, appel enz. en deze in de sneeuw gelegd.

    Heb jij nog wat suggesties?

    Hoor het wel.

    Groeten,

    Kees

    • Hallo Kees,

      Dankjewel voor je compliment!

      Nou, je hebt nu het fruit gefotografeerd tegenover een witte achtergrond. Probeer eens kleuren bij elkaar te leggen die elkaar aanvullen, de complementaire kleuren. Of maak een rijtje van licht naar donker.

      Een ander experiment is de indruk die kleur geeft met een andere achtergrond. Pak een banaan en fotografeer deze eens met een rode, groene of blauwe achtergrond. Hoe komt de kleur van de banaan dan naar voren?

      Dit zijn enkele kleine dingetjes die je al verder kunnen helpen!

      Groeten Maarten

Schrijf een reactie

Ben je nieuwsgierig geworden, wil je bijdragen aan de discussie, of heb je een aanvulling? Deel je mening! Voor algemene vragen is er de Vraagbaak.
Opmerking: de reactie wordt eerst gelezen (en indien nodig geredigeerd), voordat deze wordt geplaatst. Het emailadres blijft privé.