Pubblicazione tecnica #03

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2 2 QUANDO L'APS-C PUO' BATTERE IL FULL FRAME! PART. III ARRIVA LA NIKON D500! 1. INTRODUZIONE Nelle Pubblicazioni tecniche precedenti (Quando l'aps-c puo' battere il Full Frame! part.i & II) abbiamo discusso che, nel confronto tra una fotocamera dotata di sensore digitale di formato APS-C ed una dotata di sensore Full Frame (FF), dove le dimensioni dei due sensori sono notevolmente differenti, come mostra la figura seguente: la fotocamera APS-C può godere di due importanti vantaggi, quando si tratta di utilizzare obiettivi telefoto, ossia aventi focali lunghe adatte specialmente per la ripresa di soggetti distanti. Il primo è detto: fig.1 Telefoto Advantage (vantaggio di moltiplicazione della focale) e dipende unicamente dal rapporto adimensionale (detto fattore di ritaglio o Crop Factor o brevemente Crop) tra la misura della diagonale del sensore Full Frame e quella del sensore APS-C messi confronto. Il secondo fattore è detto: Reach Advantage (vantaggio di risoluzione e dimensione dell immagine) e dipende dalla differente densità di pixel (di seguito detta Pixel Density ) dei due sensori. L'effetto combinato dei due fattori fa sì che l immagine inquadrata dalla APS-C con un obiettivo di focale reale F abbia, non solo un minore angolo di campo rispetto a quella che inquadrerebbe lo stesso teleobiettivo montato sulla Full Frame (e quindi si parla di Focale equivalente moltiplicata): Focale equivalente = F * crop factor ma anche, siccome i sensori hanno differente risoluzione, una differente dimensione effettiva dell immagine resa, dove la differenza è espressa dal rapporto tra la densità di pixel dei due sensori: Pixel Density factor (PxD) L'effetto di moltiplicazione della focale espresso dal Crop è sempre tale che la focale equivalente su APS-C sia maggiore della focale usata su FF (il che costituirà un vantaggio per l'uso di obiettivi telefoto ed uno svantaggio per obiettivi grandangolari). Questo effetto va sempre considerato sempre assieme al Pixel Density factor. Il vantaggio di risoluzione e dimensione dell immagine per l'aps-c esiste solo allorquando il PxD Factor sopra definito risulti maggiore di 1, ossia per sensori APS-C di pixel density superiore al sensore FF preso a confronto. Esistono ovviamente numerosi modelli di sensori FF di pixel density superiore ad svariati sensori APS-C, per i quali rimane solo il "vantaggio" di moltiplicazione della focale degli obiettivi telefoto.

3 3 2. L AVVENTO DELLA NIKON D500 Nella prima pubblicazione, cui si rimanda, sono spiegati in dettaglio, con figure ed esempi, gli effetti dei due fattori, il Crop e il Pixel Density, che caratterizzano le diverse fotocamere digitali sul mercato. Con la presentazione a gennaio 2016 da parte di Nikon della nuova fotocamera Reflex D500, una APS-C da 20,6 MPx, si sono accese animate discussioni su Web circa il confronto con le fotocamere Full Frame di fascia professionale come la D750 e la D810 (a parte quindi le ammiraglie come la D4s che hanno un target di utilizzo totalmente differente), con particolare riferimento alla fotografia sportiva ed alla caccia fotografica. Vediamo dunque in termini numerici oggettivi come si raffronta il sensore APS-C della D500 con le due Full Frame Nikon suddette, limitatamente ai due aspetti: Il Crop factor come rapporto tra la misura C della diagonale di ciascun sensore: I. Crop = C (full frame) / C (aps-c) Il fattore di Crop è sempre >1 Il Pixel Density factor che dipende sia dalla dimensione fisica dei lati di ciascun sensore, che dalla risoluzione in pixel dell immagine resa dal sensore stesso. Indicando con A (mm) e B (mm) le dimensioni dei lati del sensore e con a (pixel) e b (pixel) la corrispondente risoluzione dell immagine resa, la Pixel Density è data da: mentre il rapporto è espresso da: Px density = (pixel/mm) II. PxD = Pixel density factor = PxD (aps-c) / PxD (full frame) Il rapporto di Pixel density è >1 se APS-C ha una densità di pixel superiore alla FF 3. CONFRONTO tra D750 e D500! Ecco la tabella con i parametri del confronto tra D750 e D500: NIKON D750 24x36 A (mm) 35,9 B (mm) 24 C (mm) 43,183 APS-C A (mm) 23,5 B (mm) 15,7 C (mm) 28,262 crop 1,53 1,53 1,53 Mpx a (px) 6016 b (px) 4016 MPx 24,16 Mpx a (px) 5568 b (px) 3712 MPx 20,67 Px ratio vs. Aps-c 1,08 1,08 1,17 Px density px/mm 167,58 167,33 167,45 Px density px/mm 236,94 236,43 236,68 Px density Mpx/cm2 2,80 Px density Mpx/cm2 5,60 Px pitch micron 5,97 Px pitch micron 4,22 NIKON D500 Telefoto Advantage (FOV --- Focal multiplier) = crop factor Pixel Density Advantage (Photographic reach advantage) MegaPixel required to FF with equivalent Pixel Density = 1,53 41,3% 48,27 Pixel pitch Advantage (sensitvity) 41,4% è uguale al Pixel advantage in termini di ph. Reach, ma è a vantaggio della FF (ove >0) Pixel area Advantage (sensitvity) 99,9% L'area di un pixel della FF è n% volte più grande di quello della Aps-c Circa il Crop factor, nessuna novità: c è il ben noto effetto sull angolo di campo inquadrato (FOV = field of view), che equivale ad un effetto di moltiplicazione della focale di un fattore 1,53:

4 4 F (mm) focale Telefoto Advantage (FOV --- Focal multiplier) gamma (deg) angolo di campo F (mm) focale gamma (deg) angolo di campo 300 8, ,39 458,4 5,39 196,3 8,23 Un obiettivo di focale reale 300 mm sulla D500 inquadrerà un angolo di campo pari a quello di un obiettivo da 458mm sulla D750. Ricordiamo però che il fattore di Crop non esprime una misura esatta del vantaggio sulle focali telefoto (reach advantage) di una Aps-c rispetto a una Full Frame, in quanto il vantaggio reale dipende dalla densità di pixel dei due sensori. Qualora la densità di pixel fosse la stessa, non ci sarà alcun vantaggio in quanto l'immagine della FF potrà essere ritagliata (croppata) sino ad ottenere lo stesso FOV dell'immagine ripresa con Aps-c, ottenendo la stessa risoluzione finale. L effetto più interessante e sostanziale è quello espresso dal Pixel density advantage, che si traduce in un effettivo maggior ingrandimento dell immagine sul sensore, detto anche Photographic reach advantage) che è pari al 41%: Pixel Density Advantage (Photographic reach advantage) - Basato sullo stesso FOV (stesso Angolo di campo) px A 5568 B 3712 px Ac 3938 = a (FF) / crop Bc ,41 = A / Ac 1,41 Poiché la PxD della D500 è maggiore di quella della D750, c è un effettivo vantaggio di ingrandimento e a parità di angolo di campo inquadrato l immagine ottenuta con la D500 sarà più grande di quella della D750 del 41% su ogni lato e complessivamente come area di stampa del 99,8%. un grande vantaggio! Pixel Density Advantage dpi in stampa A (cm) B (cm) A*B (cm2) ,14 31, , ,34 22,24 741,63 1,41 1,41 99,8% Se ci basiamo sulla stessa dimensione dell immagine in Pixel (con differenti angoli di campo), il vantaggio della D500 risulta esattamente pari al "Pixel advantage" che vale il 41%: Pixel Density Advantage (Photographic reach advantage) - Basato sulla stessa Dimensione immagine in pixel (con differente Angolo di campo) FOV Aps-c FOV dell'immagine FF croppata alla stessa dimensione dell'immagine Aps-c (espressa in mm di focale) mm F 458,4 = F (FF) * crop mm Fc 324,1 = a (FF) / a (Aps-c) * F 1,41 = F / Fc In altri termini, poichè la Pixel density della D500 è maggiore di quella della D750, c'è un vantaggio di focale del 41%: a parità di dimensione immagine in pixel - la focale equivalente (in termini di FOV) dell'aps-c è più grande di quella della FF di una % pari al suddetto fattore di "Pixel adv". F = Fc * 1,41

5 5 4. CONFRONTO tra D810 e D500! Ecco la tabella con i risultati del confronto tra D810 e D500: NIKON D810 24x36 A (mm) 35,9 B (mm) 24 C (mm) 43,183 APS-C A (mm) 23,5 B (mm) 15,7 C (mm) 28,262 crop 1,53 1,53 1,53 Mpx a (px) 7360 b (px) 4912 MPx 36,15 Mpx a (px) 5568 b (px) 3712 MPx 20,67 Px ratio vs. Aps-c 1,32 1,32 1,75 Px density px/mm 205,01 204,67 204,84 Px density px/mm 236,94 236,43 236,68 Px density Mpx/cm2 4,20 Px density Mpx/cm2 5,60 Px pitch micron 4,88 Px pitch micron 4,22 NIKON D500 Telefoto Advantage (FOV --- Focal multiplier) = crop factor Pixel Density Advantage (Photographic reach advantage) MegaPixel required to FF with equivalent Pixel Density = 1,53 15,5% 48,27 Pixel pitch Advantage (sensitvity) Pixel area Advantage (sensitvity) 15,6% 33,6% è uguale al Pixel advantage in termini di ph. Reach, ma è a vantaggio della FF (ove >0) L'area di un pixel della FF è n% volte più grande di quello della Aps-c Circa il Crop factor, nessuna novità: c è il ben noto effetto sull angolo di campo inquadrato (FOV = field of view), che equivale ad un effetto di moltiplicazione della focale di un fattore 1,53, esattamente come nel #3. Anche qui, ricordiamo che il fattore di Crop non esprime una misura esatta del vantaggio sulle focali telefoto (reach advantage) in quanto esso dipende dalla densità di pixel dei due sensori, come vedremo nell'ultima tabella. L effetto più importante è quello espresso dal Pixel density advantage, che si traduce in un effettivo maggior ingrandimento dell immagine sul sensore, detto anche Photographic reach advantage) che qui è pari al 16%: Pixel Density Advantage (Photographic reach advantage) - Basato sullo stesso FOV (stesso Angolo di campo) px A 5568 B 3712 px Ac 4818 = a (FF) / crop_a Bc ,16 = A / Ac 1,16 Poiché la PxD della D500 è maggiore di quella della D810, c è un effettivo vantaggio di ingrandimento e a parità di angolo di campo inquadrato l immagine ottenuta con la D500 sarà più grande di quella della D810 del 16% su ogni lato e complessivamente come area di stampa del 33,5%. un buon vantaggio! Pixel Density Advantage dpi in stampa A (cm) B (cm) A*B (cm2) ,14 31, , ,79 27, ,74 1,16 1,16 33,5% Se ci basiamo sulla stessa dimensione dell immagine in Pixel (con differenti angoli di campo), il vantaggio di focale della D500, per la sua maggiore Pixel density, è esattamente pari al Pixel advantage che vale il 16%: Pixel Density Advantage (Photographic reach advantage) - Basato sulla stessa Dimensione immagine in pixel (con differente Angolo di campo) FOV Aps-c FOV dell'immagine FF croppata alla stessa dimensione dell'immagine Aps-c (espressa in mm di focale) mm F 458,4 = F (FF) * crop mm Fc 396,6 = a (FF) / a (Aps-c) * F 1,16 = F / Fc a parità di dimensione immagine in pixel - la focale equivalente (in termini di FOV) dell'aps-c è più grande di quella della FF di una % pari al suddetto fattore di "Pixel adv". F = Fc * 1,16