Crop vs Full-Frame camera sensors

We zijn ondertussen gewend geraakt aan het feit dat digitale camera’s een crop-factor (uitsnede) hebben, een sensor die 1.5-1.6x kleiner is dan een 35mm negatief (24mm hoog x 36mm breed). We hebben daar veel profijt van bij het fotograferen met telelenzen, in plaats van 200mm is de lens opeens 300-320mm. Als je veel gebruik maakt van dit soort lenzen bespaar je daar veel geld mee. Toch is 2008 ook het jaar waarin de 35mm diameter een comeback heeft gemaakt. In dit artikel bespreken we de voordelen en nadelen van beide opties.

Crop-factor

In digitale camera’s vervangt de sensor de film als lichtgevoelig oppervlak. Doordat de kosten van de sensor erg hoog zijn, de grootste kostenpost van een camera, hebben fabrikanten er vanaf het begin voor gekozen om de sensor kleiner te maken dan 35mm. Afhankelijk van het cameramerk of de camera kan dit soms wel een factor 1.5-1.6x kleiner zijn.

Hierdoor wordt maar een beperkt deel van het totale beeld dat de lens projecteert op de sensor opgevangen. Dit noemen we de cropfactor. Dit heeft direct gevolgen voor het bereik, een 50mm lens op een digitale camera geeft omgerekend naar 35mm een beeld van 75-80mm. Gebruikers van een digitale camera krijgen er dus zomaar extra bereik bij, hun 200mm lens wordt opeens een 320mm lens. Een permanente zoom. Vooral nuttig als je sport of dieren fotografeert. Dit is ook de reden dat sommige professionele fotografen niet voor een echte pro camera kiezen, maar er een stapje onder gaan zitten en te profiteren van de crop-factor.

Een ander groot voordeel hiervan is dat lensfouten – die zich vooral aan de randen van de lens bevinden – minder snel zullen optreden op een crop-camera. Het gedeelte van de lens waar een lensfout zich onder bepaalde omstandigheden zou voordoen wordt helemaal niet door de sensor geregistreerd of in veel beperktere mate.

Een ander groot voordeel is dat het mogelijk is om kleinere lenzen te maken. Veel fabrikanten brengen een aparte serie lenzen uit die specifiek geschikt zijn gemaakt voor digitale sensoren. Hierdoor valt er dus geen beeld naast de sensor. Deze lenzen hebben minder glas nodig en zijn hierdoor lichter, compacter en minder duur. Ze kunnen echter alleen op digitale camera’s worden gebruikt met een crop-factor, als je ze op een 35mm camera gebruikt kan de spiegel de achterkant van de lens raken – doordat ze dieper in de body steken – waardoor deze beschadigd raakt.

Nadeel is dat het extra bereik ook voor het groothoekbereik gold. Hierdoor neemt de breedte van groothoeklenzen met ruim de helft af. Een groothoek lens is in de 35mm definitie een lens die 24mm en korter is. Omgerekend naar crop sensor camera’s betekent dat je ongeveer bij 16mm spreekt over groothoek. 16mm als maximum is een hele brede lens en eigenlijk moet je dan al op zoek naar een super groothoek, zoals een 12-24mm lens. In het begin waren deze lenzen beperkt beschikbaar en schreeuwend duur, tegenwoordig zijn ze meer bereikbaar. Of dit überhaupt een nadeel is ligt er vooral aan op welke onderwerpen je je richt.

Full-Frame

Sinds dat digitale camera’s beschikbaar kwamen is er toch ook altijd interesse gebleven in het 35mm formaat. Doordat veel fotografen met 35mm hebben leren fotograferen wordt dit formaat nog steeds een beetje als heilig gezien. Hier speelt ook de wens voor betere prestaties in donkere omstandigheden, de mogelijkheid om met hogere ISO waarden de hoeveelheid beeldruis toch acceptabel te houden.

Dit heeft er toe geleid dat Canon in 2005 met eerste betaalbare full-frame camera uitkwam, de EOS 5D. Een camera die enorm werd (en nog steeds wordt) gewaardeerd om de ongekende prestaties mbt beeldkwaliteit. Lange tijd kwam er geen antwoord van andere fabrikanten, tot ze bij Nikon eind 2007 hun eerste full-frame camera uitbrachten in de vorm van de D3. In 2008 volgden meer Nikon full-frame camera’s. Ook Sony introduceerde dit jaar een camera die een sensor met een 35mm diameter bevat. Vooral in het Nikon kamp leverde dit enorm veel positieve reacties op, mede te danken aan de hoge beeldkwaliteit in donkere omstandigheden. Die werd bereikt door Nikon’s keuze minder megapixels op de sensor te proppen, waar juist Sony met de alpha 900 en Canon met de 5D mark II er juist voor kiezen het grotere oppervlak te benutten voor meer megapixels.

Dat er niet meer full-frame camera’s uitkomen heeft vooral te maken met de kosten van de sensors, nog steeds is een 35mm sensor veel duurder om te maken dan een kleinere sensor. Dit leidt er toe dat de camera niet meteen een eerste keus is voor de amateurfotograaf, waardoor de afzetmarkt beperkt is. Wat er weer toe leidt dat de prijs van de sensoren niet zo snel zakt.

Een full-frame camera stelt ook hogere eisen aan de bouw. Door de grotere sensor is een zwaarder mechaniek nodig voor de spiegel die omklapt bij het nemen van elke foto. Voordeel hiervan is dat hierdoor op full-frame camera’s vaak een grotere zoeker zit. Nadeel hiervan is weer dat de hele camera minder compact is dan een crop-factor camera en ook zwaarder. Ook is een hogere capaciteit batterij nodig, een grotere sensor betekent meer stroomverbruik. Dit alles heet natuurlijk ook gevolgen voor de prijs.

Stof is, ondanks dat camerafabrikanten er veel tijd en moeite insteken, een grotere factor bij full-frame camera’s. De sensor is groter, de kans is dan ook groter dat er stof op de sensor terecht komt.

Scherptediepte

Grote voordeel van de 35mm sensor ten opzichte van de crop-sensor is de scherptediepte die er mee kan worden behaald. Als we bijvoorbeeld kijken naar een lens met een maximale diafragma opening van f/2.8 geplaatst op een 35mm camera, dan betekent dit dat op een crop-camera minstens een lens nodig is met een maximale diafragma-opening van f/1.9 (f2.8 gedeeld door de 1.5x cropfactor). Hebben we een maximale diafragma opening van f/2 op een 35mm camera, dan hebben we op de crop camera een f/1.3 diafragma opening nodig. Dan spreken we over enorm dure lenzen die menig hobbyist, maar ook professional, ver te boven gaan. Met full-frame kun je dus scherptediepte effecten bereiken die met een crop camera nauwelijks kunnen worden bereikt.

Beeldkwaliteit

Ook de beeldprestaties zijn op full-frame beter, mits de extra sensorgrootte niet wordt gebruikt om onevenredig veel meer megapixels op de sensor te proppen. Het formaat van de sensor is sterk bepalend voor de beeldkwaliteit. Hoe meer megapixels op er worden geperst op dit kleine oppervlak, hoe groter de kans op beeldruis. Sommige fabrikanten (met name Nikon) kiezen er dan ook voor om de hoeveelheid megapixels te beperken ten gunste van de beeldkwaliteit. Hierdoor neemt de lichtgevoeligheid toe en daarmee ook het dynamisch bereik.

De sensor is echter niet het enige dat de beeldkwaliteit bepaalt. Op full-frame speelt de kwaliteit van de lens een hele grote rol. Je hebt bij het gebruik van een full-frame camera het voordeel dat het gehele lensoppervlak wordt gebruikt, maar dit betekent ook dat de gevoeligheid voor lensfouten toeneemt. Per slot van rekening zijn ook de randen van de lens in beeld. Dit betekent meer kans op donkere randen (vignetting) aan de randen, afnemende scherpte, etc. Een overstap naar een full-frame camera is daarmee een grote sprong, het betekent vaak een investering in nieuwe lenzen. Helemaal als je daarvoor gebruik maakte van de Canon EF-S of Nikon Dx lenzen die specifiek voor crop-factor camera’s zijn ontwikkeld.

Wat de beste keuze is wordt vooral bepaald door de onderwerpen die je graag fotografeert en je budget. Een full-frame camera is nog steeds een flinke investering, zeker als je meerekent dat de lenzen van hogere kwaliteit moeten zijn en dat als je veel telelenzen gebruikt je lenzen moet kopen met een groter bereik om überhaupt hetzelfde bereik als met een crop-factor camera te bereiken.

Zijn de hoeveelheid detail in de foto’s en de prestaties onder niet-optimale omstandigheden belangrijk dan kan het de moeite zijn de mogelijkheden van een full-frame camera te onderzoeken. Dat steeds meer fabrikanten full-frame camera’s maken zal er in ieder geval toe leiden dat de prijzen zullen zakken, de overstap wordt hiermee steeds bereikbaarder. Maar ook crop-factor sensoren worden continu verbeterd. Uiteindelijk komt de keuze meestal neer op persoonlijke voorkeur.