半幅升级到全幅怎么样（全副与残幅有多大差距）

谈到数码相机的传感器尺寸，我们通常会有两种划分，分别是全幅和裁幅（本文不对于相对小众的中画幅以及大画幅等进行讨论）。术语全幅是指与35mm胶片格式具有相同尺寸的传感器，这种胶片格式很重要，因为它自1909年以来一直是摄影的黄金标准，35mm格式在成本和图像质量之间提供了很好的平衡。对于裁幅传感器，此术语指的是小于全幅感器的任何传感器，最常见的裁幅传感器包括APS-C和M4/3等。

相机传感器现在有许多不同的外形尺寸，从中画幅到M4/3，以及更小的傻瓜相机1英寸传感器，甚至于智能手机中的内置传感器也包涵其中。我们也经常听到全画幅相机比APS-C和M4/3有哪些好处，也经常会听到有人说相机就要一步到位全画幅，但这一切对我们拍照的方式意味着什么，却很少有人可以完全说明白。

在本文，我们将从视角以及图像质量的差异（比如噪点和动态范围以及像素等因素）进行深入了解。因为对于大多数狂热的摄影师来说，无论传感器是什么，这种差异才是关键。

什么是相机的传感器？

相机传感器，也称为图像传感器，是一种收集光信息的电子元件。光通过镜头的光圈进入传感器。快门速度定义相机传感器收集此光信息的时间长度。ISO确定光信息在转换数字信息时接收的放大率，并将其作为图像文件存储在存储卡上。

目前有两种类型的图像传感器，分别是CMOS传感器和CCD传感器。CMOS传感器的使用较为广泛，因为具有更高的性能，特别是在弱光的条件下，同时也具有较低的制造成本，几乎可以在所有现代数码相机中使用。

CMOS传感器由它们的物理尺寸（用于捕获光信息的表面区域）和构成该表面区域的光信息收集像素的数量来定义。

全幅与裁幅的裁切系数

除了传感器物理尺寸的差异之外，裁幅和全幅传感器之间还存在其他重要差异。视角大小是最明显的差异之一。

与全画幅传感器相比，裁幅传感器具有较小的视角。例如，如果您使用全画幅单反相机（例如佳能EOS 6D）和裁幅传感器（如佳能EOS 80D）拍摄照片（相同距离，使用相同的镜头），后者将拍摄更紧凑的视野。

假设我们在全画幅相机上使用24mm镜头。我们现在将在APS-C相机上使用相同的24mm镜头拍摄完全相同的画面。大多数APS-C传感器具有所谓的1.5倍裁切系数，实际上当您拍摄相同的画面时，看起来图像似乎是被放大了，即以24 x 1.5 = 36mm的焦距拍摄。然而，我们现在要做的是拍摄我们的全画幅图像并进行裁剪，以便我们获得与APS-C传感器输出相同的尺寸。现在，如果您将裁剪后的图像与APS-C传感器的照片进行比较，您会发现它们完全相同。换句话说，与全画幅相比，它被裁剪了。这既是裁切系数对视角与焦距带来的差异。

常见相机传感器裁切系数：

全画幅传感器裁切系数= 1

APS-H传感器裁切系数= 1.3

APS-C传感器裁切系数= 尼康以及其他厂商为1.5，佳能为1.6。

M4/3传感器裁切系数= 2

全幅与裁幅的不同景深

焦距和视角只是裁切系数所带来差异的一部分。另一部分涉及镜头的光圈大小以及它产生的景深。我们已经得知为了正确计算镜头在使用小于镜头设计的传感器的相机上的效果，您需要将焦距大小乘以传感器的裁切系数，这时您的视角将发生变化。同样将光圈值与裁切系数相乘时，景深也会发生变化。

术语“景深”描述了物体对焦区域在图像中的扩展程度。根据镜头的焦距，所选的光圈设置以及您所关注的距离，物体将在或多或少的区域内对焦。

简单地说，通过将镜头的焦距和光圈分别相乘裁切系数，您得到的结果就是您需要在全画幅机身上使用哪种镜头才能获得与APS-C机身相同的效果。假设你在佳能APS-C使用50mm F/1.8镜头进行拍摄，您的拍摄对象距离您的目标只有两米，您可以专注于对焦他们的眼睛，镜头光圈大开F/1.8，为了在全画面机身上获得完全相同的效果，您必须使用焦距为50mmx1.6裁切系数=80mm的镜头焦距，并且将光圈设置为F/1.8 x1.6=F/2.8。换句话说：佳能APS-C机身上使用的50mm F/1.8镜头在整个机身上的表现大致类似80mm F/2.8镜头。

但我们需要知道的是，为了在传感器较小的相机上进行等效换算，你需要将焦距和光圈大小乘以传感器的裁切系数。得到的等效光圈值仅与景深有关，而与光聚集能力无关。F/1.8镜头永远都是一个F/1.8镜头。即使在较小的传感器上使用时，通过它的光量也不会改变。无论您的传感器是全画幅尺寸还是APS-C尺寸甚至更小，您需要选择以获得正确曝光图像的快门速度和ISO值都是相同的。只有在等效视角和景深方面，才会应用裁切系数。

相机传感器和图像质量基础

相机传感器是一个矩形网格包含数以千万的小正方形像素，如上图所示。像素是收集和记录光信息的介质，它们是图像传感器的基本单元。

数码摄影是利用单个像素，从场景或构图中记录真实世界的色彩和色调的过程。每一个单独的正方形像素代表一个由单一颜色组成的整体图像合成的小样本，由数千万个不同颜色的小像素组合而成的图像是一个整体。

图中的“彩虹色”矩形显示了传感器网格。但是像素太小，很难看到每一个独立的单元。

深入了解图像像素原理

以下部分是为了帮助您概念化像素的工作方式。

想象一下，通过相机取景器看到的图像是一个互不叠加的网格，包含数千万个小小的均匀大小的正方形，如上图所示。假设以上图形是您通过相机取景器或相机实时查看屏幕背面看到的真实场景。

当我们开始放大红色方框时，方块越来越接近它们的实际尺寸。

最后，我们放大到目前为止可以看到每个单独的正方形的实际大小。这些方块非常小，只包含单一颜色的细节，如下所示。

所有这些小的彩色方块的组合产生整个场景，因此，每个像素仅收集对应于被拍摄场景的非常小的样本的单个颜色。

图像噪点和传感器关系

CMOS相机传感器和像素固有地产生少量噪点。这类似于在耳机中低音量听到的无线电静电。即使是具有最佳设置的相机也会产生少量噪点。当传感器收集更多光线，产生更大的信号时，在最终图像中可以看到更少的整体噪点。信噪比（SNR或S / N）用于描述现象。

在上图中，左侧的像素具有较低的信噪比，其中向右移动的像素阱具有较高的信噪比。

• 低信噪比表现出每个总信号产生的噪点百分比更高，在图像中显示出更多的整体噪点。
• 高信噪比表现出每个总信号产生的噪点百分比较低，表明图像中的总噪点较少。

目标是将每个像素充分填充到其相应的色调最大值，而不会削减或丢失顶端数据，从而提高信噪比和图像质量。

包含较大比例的暗色调值的图像本质上具有较低的信噪比，从而显示出更明显的噪点。这是低光和夜空图像包含如此多噪点的一个原因。包含较大比例较浅色调值的图像将具有较高的信噪比，从而显示较少的可见噪点。

由于这一事实，略微过度曝光的图像（称为右侧曝光或ETTR）可提供更高的信噪比和整体更好的图像质量，前提是最亮的像素不会“溢出”。

动态范围和ISO与传感器关系

动态范围定义为在单张照片​​中由图像传感器捕获的最强未失真信号（最亮色调值）和最弱未失真信号（最暗色调值）之间的差异或范围。动态范围越大，每个图像可以捕获和显示的色调值和颜色的范围越大。

例如，具有高动态范围能力的相机可以直接拍摄到明亮的阳光下，并且仍然可以从暗阴影区域收集信息，而不会产生太多噪点。

较大的物理传感器尺寸与较高的像素数相结合，可提高相机性能，降低噪点，尤其是在低光照条件下。

光圈和快门速度控制每个像素捕获多少光，从而增加或减小信号强度。ISO确定信号和固有噪点的放大，ISO还确定最佳曝光所需的光量。

• 较高的ISO值=需要较少的场景光=较小的S/N比=较小的动态范围=更多的图像噪点。
• 较低的ISO值=需要更多场景光=更高的S/N比=更大的动态范围=更少的图像噪点。

在上图中，ISO增加，这放大了基本ISO色谱柱中的固有噪点。随着ISO变得越来越大，需要整体光（信号）来产生相同的色调值。随着ISO的增加，噪点水平被放大，从而在图像中产生更多的整体噪点。随着ISO增加反映动态范围的未失真信号量，也会减少。

无论相机如何，较高的ISO值始终会在最终的RAW文件中产生更多的整体噪点和更小的整体动态范围。与像素计数不同，具有更大的动态范围始终是积极的相机属性。

全幅和裁幅传感器的优势总结

每种传感器尺寸都有各种优点，我们将涵盖最重要的传感器尺寸进行了解。

全幅传感器的优势

这些传感器提供更广的动态范围和更好的低光和高ISO性能。另外全画幅相机在建筑和风景摄影中是首选，因为它具有更广的视角。并且全幅相机具有比裁幅传感器相机更浅的景深。

裁幅传感器的优点

尽管裁幅传感器不能提供最高的图像质量，但它们在成本方面具有一些主要优势。对于任何预算或追求摄影作为业余爱好的人来说，裁幅传感器相机的低成本肯定是一个很大的优势。当然，如果你是一名专业人士，你会想要获得最优质的图像，因为摄影是一项颇具竞争力的业务，如果你不提供一流的服务，很容易失去客户。但是，您应该了解，现代高端裁幅传感器可以提供与全幅传感器相似的质量。

裁幅传感器相机对于长焦摄影非常有用，因为它们从裁切系数中获得额外的焦距，这意味着在拍摄运动，野生动物和某些类型的新闻摄影具备一定优势。同时使用APS-C传感器在全画幅镜头下，1.5或1.6的裁切系数意味着您使用镜头的中心部分，有效地避免了渐晕以及镜头较差的边缘画质。

结语

实际上，并非每个传感器都是平等的。有不同类型的传感器可能共享相同的尺寸，但产生不同的图像。这就是为什么一些具有相同传感器尺寸的相机仍然可以在噪点以及像素等方面存在差异。

传感器尺寸会影响相机使用镜头的程度和方式。现在剩下的就是让您决定哪种传感器最适合您和您的摄影风格，同时考虑到每种传感器类型的优缺点。

这里是巨人摄影，摄影爱好者心中的“哈佛”，感谢您的关注

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