Hoe werkt een sensor?

De werking van een sensor kan het beste vergeleken worden de techniek die we kennen van zonnecellen. De sensor in onze camera’s bestaat uit miljoenen elementen (zoals fotodiode’s), die licht omzetten in een elektrische spanning. Des te meer licht er op een element valt, des te hoger de elektrische spanning. Een sensor is dus 100% analoog, net zo analoog als de Kodak film waarmee we voorheen fotografeerden. Plaats heel veel elementen bij elkaar en je hebt voldoende beeldpunten om een foto te produceren. Bij de eerste digitale camera’s was 1 megapixel (1 miljoen pixels) al heel wat, nu is 10 megapixels of meer standaard.

CCD versus CMOS
Er zijn twee veel gebruikte technieken: CCD (Charge-Coupled Device) en CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Tot voor kort was CCD de meest toegepaste techniek, omdat hiermee de beste resultaten bereikt werden. CMOS echter was een aantrekkelijke techniek, omdat deze sneller werkte (beter geschikt voor Live Feed, Live View), minder energie gebruikte en goedkoper te produceren was. Dat CMOS zo lang op zich heeft laten wachten lag vooral aan het feit dat ruis en dynamisch bereik veruit inferieur waren aan de CCD. Inmiddels zijn de verschillen klein, als ze überhaupt nog bestaan. De laatste generatie camera’s werkt met CMOS sensors.

Voor de rest van deze tutorial beperken we ons tot de CCD, omdat het voor de begripvorming niets uitmaakt.

Constructie van een CCD

AA filter
Licht valt in via de lens en convergeert op het AA (Anti Alias) filter. Het AA filter filtert UV en IR weg, en dempt tevens moiré effecten. Verder bestaat het filter uit serie lensjes, die het licht verder convergeren richting het CFA (Color Filter Array).

AA filters kunnen zowel ‘zwak’ als ’sterk’ zijn. Zwakke filters leveren sneller moiré op, maar leveren haarscherpe beelden. Sterke filters laten van moiré niets over, maar leveren zachte beelden op, die van bijna elk detail ontdaan zijn. Er zijn fabrikanten, waaronder Leica, die het AA filter helemaal geen moiré laten filteren en de nadelen ervan voor lief nemen (meer werk in post processing).

Color Filter Array
Tot op dit punt werd al het zichtbare licht (minus UV en IR) doorgelaten. Het CFA bestaat uit drie kleurfilters (RGB), die ieder slechts één kleur licht doorlaten. Het gefilterde licht valt vervolgens op de fotogevoelige cellen. Door de filtering van de drie basiskleuren op een bepaalde manier te organiseren (rij bij rij, pixel bij pixel) en deze later op een juiste manier uit te lezen, ‘weet’ de camera welke kleuren er in de foto voorkomen en hoe deze gemengd moeten worden. Drie fotogevoelige cellen vormen later één pixel.

Gevoeligheid (ISO)
In tegenstelling tot film kan een sensor niet ‘gevoeliger’ gemaakt worden dan deze al is. Om toch het effect van een gevoelige film te emuleren, worden de opgewekte elektrische spanningen versterkt. Anders gezegd: de ‘volumeknop’ wordt een stukje verder opengedraaid. Omdat je, net als bij een HiFi versterker, ook achtergrondstoringen versterkt, ontstaat er ‘ruis’. Hoe ver je kunt gaan in het opkrikken van de ‘gevoeligheid’ hangt af ondere af van de relatie tussen de grootte van de sensor en het aantal pixels. Een grote sensor met relatief weinig megapixels (= grote foto-gevoelige elementen!) kan tot ver over ISO 3200 bruikbare beelden opleveren. Een kleine sensor met heel veel megapixels zal alleen bij lage ISO waarden acceptabele beelden opleveren.

A/D converter
Na al deze handelingen kan de informatie gedigitaliseerd worden. Hiervoor dient een A/D (analoog -> digitaal) converter, die analoge spanningen omzet in een digitale representatie (nullen en enen). Een A/D converter neemt een sample (monster) van het analoge signaal en zet dit om in een binair getal.

A/D converter

Nu is de foto pas digitaal en kan bewerkt worden, hetzij op de computer met een RAW converter, hetzij via de beeldprocessor van de camera.

Veel gebruikte afkortingen in de fotografie

Ik heb een lijstje gemaakt van veel gebruikte Engelstalige afkortingen. Voor de doorgewinterde fotograaf ongetwijfeld gesneden koek, maar voor starters wellicht handig. Ik pretendeer niet dat deze lijst compleet is, aanvullingen zijn uiteraard welkom.

AA - Anti-alias filter – een direct voor de sensor gemonteerd filter, bedoeld om onder meer UV en en ongewenste geometrische patronen te onderdrukken, zoals moiré.

ACR - Adobe Camera Raw (RAW converter van Adobe)

AF - Automatic Focus (automatische scherpstelling)

BOKEH - Westerse verbastering van de Japanse woorden “boke” / “boyakeru” (niet in focus). Het beschrijft niet zozeer de onscherpte zelf, maar de aard ervan (in hoeverre deze ‘prettig’ oogt).

B/W – Black & White (zwart/wit)

CA – Chromatic Aberration (dispersie, vroeger meestal aangeduid als kleurenschifting). Wordt veroorzaakt doordat elke golflengte binnen het spectrum anders wordt afgebogen. In goede lenzen wordt dit gecompenseerd door verschillende soorten glas in meerdere groepen te plaatsen, die elk een specifiek deel van het spectrum ‘in het gareel’ brengen.

Twee opnames van hetzelfde onderwerp. Onder: typisch voorbeeld van CA

DNG – Digital Negative (Universeel RAW formaat van Adobe)

DOF – Depth Of Field (scherptediepte)

DR – Dynamic Range (dynamisch bereik)

dSLR – Digital Single-Lens Reflex (Digitale Spiegel Reflex)

DX – Aanduiding voor digitale camera’s met een sensorformaat van circa 24×16 mm.

EV – Exposure Value (belichtingswaarde)

EVF – Electronic View Finder (elektronische zoeker)

EVIL – Electronic Viewfinder with Interchangeable Lens (camera’s die een het midden houden tussen een P&S en een dSLR. De optische zoeker is vervangen door een elektronische; een prisma of spiegel ontbreekt. De lenzen echter zijn verwisselbaar)

EXIF – Exchangeable Image File Format (aan een bestand toegevoegde informatie over de manier waarop een foto tot stand is gekomen)

FF – Full Frame (sensor ter grootte van een kleinbeeld negatief) Nikon noemt het FX.

FOV – Field Of View (beeldhoek)

FPS – Frames Per Second (aantal beelden per seconde)

FT – Four Thirds (een door Olympus en Kodak, speciaal voor digitale spiegelreflexcamera’s, ontwikkelde standaard)

HDR – High Dynamic Range (hoog dynamisch bereik, bewerkstelligd door het samenvoegen van meerdere foto’s)

IQ – Image Quality (algemene beeldkwaliteit)

LAG – vertraging (meestal gebruikt in relatie tot de reactiesnelheid van de sluiter, e.g. shutter lag)

LBA – Lens Buying Addiction (oncontroleerbare neiging tot aanschaf van nog meer lenzen)

LV – Live View (weergave op LCD in plaats van via de zoeker)

MF – Manual Focus (handmatige scherpstelling)

MP – Megapixels (aantal pixels x 1 miljoen)

ND – Neutral Density (kleur-neutraal grijsfilter)

NR – Noise Reduction (ruisonderdrukking)

P&S – Point & Shoot (compacte camera’s zonder verwisselbare lens)

PP – Post Processing (nabewerking op de computer)

RAW – Ruwe sensordata, onaangetast door de beeldprocessor van de camera.

SOOC – Straight Out Of Camera (foto direct uit de camera, zonder nabewerking)

SR – Shake Reduction (compensatie van bewegingsonscherpte). Bij Pentax en Olympus wordt de compensatie uitgevoerd op sensorniveau, bij andere merken in de lens. Vergelijkbare afkortingen andere merken: IS (Image Stabilisation – Canon, Olympus), VR (Vibration Reduction – Nikon), VC (Vibration Compensation – Tamron).

VF / OVF – (Optical) View Finder (optische zoeker)

WB – White Balance (witbalans)

Nieuw Pentax forum

Dankzij een tip heb ik een paar dagen geleden een nieuw Pentax forum, Pentaxian.nl, ontdekt. Nu nog klein, maar wel gezellig en informeel.  Ook zag ik daar voor het eerste de witte Pentax K-M.

Witte Pentax K-M

Wie wil ‘m?

Ervaringen Olympus E-510

Ik ben een Pentax man in hart en nieren. Dat is nu eenmaal zo gegroeid: in mijn jonge jaren werd ik (na wat gerommeld te hebben met Zenith en Praktica) verliefd op een Pentax K1000. Mijn eerste K1000 leeft al lang niet meer, maar in 1999 kon ik in New York voor $99 een hagelnieuwe ‘made in China’ K1000 op de kop tikken. De camera is nog steeds in gebruik, samen met een MV en een ME Super.

Ondanks dat was mijn eerste digitale reflex van Olympus, een E-300. De belangrijkste redenen voor die keuze waren het feit dat mijn zwager er eentje had en dat Olympus de eerste was die wat deed aan het stofprobleem. Ik ben er heel tevreden mee geweest. Olympus camera’s zijn degelijk en de kitlenzen zijn beter dan gemiddeld. De E-300 heeft plaats gemaakt voor een Pentax K100D Super, in de ogen van vele kennissen een wonderlijke switch – de Pentax had tenslotte 2 megapixels minder dan de Olympus. Dat de kwaliteit van een camera (en foto’s) geen relatie heeft met het aantal megapixels begint gelukkig langzamerhand bij iedereen door te dringen.

Toch ben ik Olympus niet helemaal uit het oog verloren. Vooral de E-510 en zijn opvolger, de E-520 kunnen me best wel bekoren. Ze zien er gelikt uit, de instelmogelijkheden zijn schier onuitputtelijk en de spreekwoordelijke Olympus kwaliteit druipt er vanaf. Ik mocht een weekje spelen met een E-510 dual-zoom kit en daar heb ik uitgebreid gebruik van gemaakt.

Het eerste wat mij opviel was de veel betere grip die de E-510 heeft als je die vergelijkt met de oude E-300. De camera ’smoelt’ ook beter – lekker belangrijk, maar toch. De kitlenzen zijn een stuk compacter geworden en zijn (kostenbesparing?) voorzien van kunststof bajonetvattingen. De handleiding is goed leesbaar voor iemand onder de 30 jaar, maar de miniatuurgids met bijbehorende miniatuur drukletters kan niet op mijn sympathie rekenen. De gids is echter wel compleet en altijd nog beter dan een armoedig PDF’je op een cd-rom.

De E-510 werkt met Compact Flash en/of een xD picture card. Het laatste type kaart zou ik indien mogelijk vermijden: ze zijn duur en traag. Alleen als je gebruik wil maken van de mogelijkheid om met de E-510 panoramafoto’s te maken, dan zit je er aan vast.

Eerste resultaten
Ik ga niet diep in op de techniek van de camera (dpreview lijkt me een betere bron), wel hoe de camera in de praktijk beviel. De eerste dagen was ik niet erg gelukkig met de resultaten. Geen enkele foto (JPEG, SHQ) was echt scherp, ook al diafragmeerde ik richting F8 en gebruikte ik een statief. De oorzaak had zowel een technische als softwarematige achtergrond. Olympus camera’s gebruiken een relatief kleine sensor, maar doen wel mee aan de trend om er 10 megapixels op te proppen. Dat heeft behoorlijke consequenties voor onder andere het dynamische bereik en beeldruis. Om de (onvermijdelijk) hogere beeldruis te maskeren, staat de ruisonderdrukking bij de E-510 altijd aan, zelfs op ISO 100. Het al even onvermijdelijke verlies aan detaillering wordt in de camera gecompenseerd door een hoge mate van verscherping toe te passen.

Die aanpak blijkt een ongelukkige combinatie te zijn; geen enkele foto kon tippen aan die uit mijn 6.1 megapixel Pentax K100D Super rollen. Pas na het uitschakelen van de ruisonderdrukking en het verlagen van de ‘in-camera’ verscherping begon de E-510 echt tot leven te komen. Ook fotograferen in RAW is een optie, maar vereist op de computer meerdere bewerkingen. Niet iedereen heeft daar zin in.

Dynamisch bereik
Het dynamische bereik (de mate waarin de camera in staat is om zowel details in donkere als lichte partijen te vangen) is duidelijk minder dan die van camera’s met een grotere sensor. Zodra er veel licht is (zonnige dagen, sneeuw, strand), dan zijn blauwe luchten snel uitgebleekt en worden schaduwpartijen zwart zonder enige herkenbare details. De prestaties op dat punt zijn absoluut beter dan die van een compact, maar duidelijk minder dan bij vergelijkbare camera’s van Pentax, Nikon of Canon.

De kleinere sensor heeft nog een negatief effect. Kijk door de zoeker van een Olympus en je waant je in een centrifuge van de NASA, warbij je zoveel G’s trekt dat je tunnelvisie krijgt. Het zoekerbeeld is klein, erg klein en biedt veel minder houvast bij het controleren van bijvoorbeeld scherpstelling dan de concurrentie. Dit kan grotendeels worden vermeden door gebruik te maken van Live View, waarbij het beeld op de het LCD scherm wordt getoond. Live View is echter niet zo goed bruikbaar bij veel (invallend) licht.

Positieve punten
Na al dit gemekker even de postitieve punten. Het meest opvallende is het aantal instelmogelijkheden in de menu’s. De olympus E-510 is een camera die je écht volledig naar je hand kan zetten, veel meer dan welke andere camera in zijn prijsklasse. Bladerend door de menu’s en de handleiding waan je je de eigenaar van een professionele camera die minstens drie maal zoveel zou moeten kosten. Ook is de E-510 snel (drie beelden per seconde) en is dankzij de ’sensor stofvrij’ functie een camera die de importeur om die reden niet snel zal zien. De ‘handling & grip’ is fantastisch, het sluitergeluid beschaafd, de levensduur van de batterij is fenomenaal.

Conclusie
De Olympus E-510 is een camera met twee gezichten. Aan de ene kant straalt de camera professionaliteit uit, zowel in degelijkheid, bouw, ergonomie, gebruik als in mogelijkheden. Goede resultaten bereik je echter pas als je in RAW fotografeert of de standaard instellingen van de camera drastisch wijzigt. De kleinere sensor zal de gebruiker te allen tijde opzadelen met een aantal beperkingen, waarbij het kleine zoekerbeeld en het beperkte dynamische bereik de belangrijkste flessenhalzen zijn. De huidige prijs van de dual zoom kit (circa € 550) maakt echter heel veel goed. Je hebt voor een uiterst schappelijk bedrag een degelijke DSLR met twee goede zoomlenzen.

Foto’s Almeerse hondenwandeling

Al meer dan drie jaar komen hondenbezitters uit Almere Stedenwijk ’s morgens rond 10 uur bij elkaar om gezamelijk met de honden door het Den Uylpark en Beatrixpark te wandelen. Sinds iets meer dan een half jaar heb ik mij bij de groep gevoegd en heb er af en toe wat foto’s van gemaakt.

De complete serie, in een resolutie van 1024×768 pixels, staat in een Picasa fotoalbum (link). De meeste foto’s zijn gemaakt met een Pentax K100D Super i.c.m. een Tamron 28-300 mm, sommigen zijn gemaakt met mijn Panasonic DMC-FZ8. Ook een paar ‘leen/test’ camera’s zijn wel eens meegesleept, waaronder een Nikon D80 en een Olympus E-510.

Picasa is handiger

Ik wandel veel in Almere, maak af en toe wat foto’s en sla ze op. Een enkele keer plaats ik ze op een van mijn WordPress blogs, maar handig is anders. Picasa blijkt een betere plek te zijn en ik heb inmiddels enkele foto-albums overgezet. Ze zijn hier te vinden.

Hoe goed is een compact?

De meeste compacte camera’s lijden aan een overmaat aan ruis en een matig dynamisch bereik. Sinds enige tijd ben ik in het bezit van een Panasonic DMC-FZ8, die in de plaats is gekomen van mijn oude (en inmiddels overleden) Sony meeneemcamera. Ook deze Panasonic kan zich niet onttrekken aan de nadelen van een compact, maar zolang je fotografeert bij goed licht is er niets mis mee.

Hoewel je de resultaten niet mag en kan vergelijken met die van een DSLR, ben ik erg in mijn nopjes met deze camera en ik betrap me erop dat ik ‘m vaker meeneem dan mijn Pentax. Deze plaatjes zijn vandaag geschoten:

Megapixel race begint uit de hand te lopen

Wie met digitaal fotograferen begint en een spiegelreflex te groot vind, zal vaak kiezen voor een compacte camera. Sommige compacte camera’s zijn helemaal zo slecht nog niet, maar de vervelende gewoonte van fabrikanten op steeds meer pixels op de sensor te proppen begint uit de hand te lopen.

Compacte camera’s hebben een hele kleine sensor, die geschikt is om circa 5 megapixels op onder te brengen zonder dat de beeldkwaliteit er onder gaat lijden. Die sensor is niet digitaal, maar analoog. Een digitale foto begint zijn leven dus analoog! Des te meer pixels je op een sensor propt, des te ongevoeliger worden ze. Om dat te compenseren, kun je de gevoeligheid opkrikken (ISO). Het systeem is het beste vergelijkbaar met een audioversterker waarvan je het volume hoger zet.

Dat kan niet straffeloos. Bij een audioversterker neemt dan de ruis toe, die in zachte passages hoorbaar wordt. Bij een sensor krijg je hetzelfde probleem. Die ruis kun je niet horen, maar wel zien. Vreemde rode en zwarte pixels ontsieren het beeld. Om dat weer te compenseren passen de fabrikanten ruisonderdrukking toe. De ontsierende pixels worden een beetje weggegumd. Helaas gaat dat ten koste van details (gummen geeft altijd een uitsmerend effect) en de uiteindelijke foto is dan ook nooit echt scherp. Bij de laatste testen van compacte camera’s met meer dan 7 megapixels zie je dan ook steeds meer dat ze er in testen slechts ‘matig’ uitkomen.

Bij sensors geldt dan ook: bigger is better. Digitale spiegelreflex camera’s hebben een grotere sensor, maar de fabrikanten houden zich bij die camera’s nog aardig in: tussen de 6 en 10 megapixels is gangbaar. Dat is maar goed ook, want anders is voor de serieuze fotograaf ook een spiegelreflex niet interessant meer.

Goedkope kleinbeeldfilms bij Lidl

Voor wie nog analoog fotografeert en van Fuji kleurennegatieffilms houdt, loont het de moeite om even naar de lokale Lidl vestiging te wandelen. Twee rolletjes Fuji Z200 à 36 opnamen kosten er sinds kort slechts € 1,99. Geen geld.

Ervaringen met Kamera Express

Na de nogal teleurstellende ervaringen met Pixmania heb ik de laatste tijd voor camera’s en lenzen gewinkeld bij Kamera Express. Ik moet zeggen: puik, daar kan elke webwinkel een voorbeeld aan nemen. De online voorraadstatus klopt zowaar en alles wordt keurig verpakt binnen 24 uur geleverd.

Het belangrijkste vind ik altijd de klantenservice en ook daar kan ik geen enkele negatieve opmerking over maken. Zowel telefonisch (normaal tarief!) als per e-mail is Kamera Express direct bereikbaar en wordt er prompt op vragen en verzoeken gereageerd.Dat de prijzen van Kamera Express tot de laagste van Nederland behoren is natuurlijk mooi meegenomen.