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센서가 클수록 많은 빛과 디테일을 캡처할 수 있고 이미지 품질이 높아집니다. 풀 프레임 카메라에는 35mm 필름 카메라(24mm x 36mm) 크기의 센서가 있습니다. 표준 35mm 크기보다 작은 크롭 센서는 사진에 크롭 팩터를 표시합니다.
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머신비전 카메라 센서 사이즈 계산하는 방법 – 일상 기억 저장소
여러 개의 셀(픽셀)이 모여서 하나의 센서를 이루고 하나의 이미지를 만듭니다. 머신 비전 카메라 제조사 Sentech 사의 STC-SBS1242POE 모델을 기초로 …
Source: my-rom.tistory.com
Date Published: 8/13/2022
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판형/디지털 – 나무위키:대문
자체 feb이 있는 삼성이 모바일 이미지 센서사업에 본격적으로 투자하기 시작하여 2019년 초 부터 광범위하게 공급된 센서크기로 2020년 이후는 미들 …
Source: namu.wiki
Date Published: 3/22/2022
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- Date Published: 2020. 3. 23.
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풀 프레임과 크롭 센서의 차이점
두 카메라를 최대한 활용하는 방법
어떤 유형의 카메라를 선택하든 간에 최고의 장면을 얻기 위해 할 수 있는 몇 가지 기법이 있습니다.
풀 프레임 렌즈에 투자
Silva는 “크롭 센서를 사용할 경우 풀 프레임 렌즈에 투자하는 것이 좋습니다. 렌즈는 무엇보다 가장 중요하기 때문이죠”라고 말합니다. 렌즈는 카메라 본체보다 더 가치가 높을 수 있으며 카메라만큼은 아니더라도 이미지 품질에 많은 영향을 미칩니다.
“크롭 센서에서 풀 프레임 렌즈를 사용할 수 있지만 풀 프레임 센서에서 크롭 렌즈를 사용하는 것은 불가능합니다”라고 Whitehouse는 말합니다. 크롭 센서로 비용을 절약하고 싶겠지만 향후 풀 프레임으로 업그레이드해야 한다면 장기적으로 봤을 때 고품질 렌즈에 투자하는 것이 비용이 더 적게 들 것입니다. 그러면 장비 교체 없이 처음부터 강력한 장비 세트를 갖출 수 있습니다.
RAW로 촬영
비압축 RAW 파일은 압축 JPG보다 훨씬 더 많은 정보를 수집합니다. 크롭 센서 카메라와 풀 프레임 센서 카메라 모두 RAW 촬영이 가능합니다. 이미지 품질을 극대화하려면 가능한 RAW로 촬영하세요. RAW 파일을 사용하면 후처리 작업 시 밝은 영역과 어두운 영역을 복구할 수 있지만 JPG로 촬영하면 손실됩니다.
카메라보다 더 중요한 것은 안목
사진작가에게 카메라는 화가의 붓과 같은 도구입니다. 스마트폰이나 고가의 Leica로 멋진 사진을 촬영할 수 있지만, 사진의 품질을 위한 가장 중요한 요소는 바로 사진작가의 안목입니다. 빛, 구도, 색상, 대비 등 시각적 요소를 모두 고려하면 카메라에 상관없이 좋은 사진을 얻을 수 있을 것입니다.
적합한 센서 크기 찾기
풀 프레임은 일반적으로 전문 사진작가를 위한 업계 표준으로 여겨지지만, 다른 카메라 옵션이 많으므로 요구 사항에 부합하는 것을 고르면 됩니다.
“크롭 센서 카메라가 너무 좋아져서 이미지 품질을 이유로 크롭 센서보다 풀 프레임이 더 낫다고 할 수는 없습니다”라고 Whitehouse는 말합니다. 대부분의 경우 풀 프레임 사양은 지나치게 높을 수 있습니다. 먼저 요구 사항을 파악한 다음 각 옵션의 장단점을 비교해 보세요.
Whitehouse는 “촬영의 목표를 제대로 파악하세요. 많은 사람이 굳이 필요 없는 풀 프레임으로 촬영합니다. 크롭 센서는 경제적인 가격으로 탁월한 품질을 제공하므로 요구 사항에 부합한다면 한번 사용해 보세요”라고 말합니다.
카메라 센서 크기에 대해 모두 이해했다면 자신의 스타일에 가장 잘 맞는 카메라를 선택해 보세요. 기술 사양은 물론 중요하지만 전부는 아닙니다. 만족스러운 이미지를 얻었다면 이미 그것으로 충분합니다.
우리 #반모 할래? 6탄, 알쏭달쏭 이미지센서 숫자의 비밀 – 삼성반도체이야기
모바일, 차량, 보안 시스템 등 각종 전자 기기의 눈 역할을 하는 반도체 제품이 있습니다. 바로 이미지센서인데요. 삼성전자는 올해 1, 2월 혁신적인 이미지센서 제품과 기술을 선보이며, 모바일 사용자들이 완성도 높은 고화질 사진을 촬영할 수 있는 토대를 마련했습니다.
그런데, 이미지센서 신기술 발표 기사에 눈에 띄는 숫자들이 있습니다. 각 숫자들은 무엇을 뜻하는 걸까요? 쉽게 알아보는 반도체 모임, #반모에서 숫자들의 의미에 대해 함께 알아보겠습니다.
해상도를 나타내는 숫자, 메가픽셀(Mp)
먼저, 메가픽셀(Megapixel, Mp)은 100만(10의 6제곱)에 해당하는 ‘메가(Mega)’와 화소를 의미하는 ‘픽셀(pixel)’이 합쳐진 것으로, ‘100만 화소’를 의미합니다. 108Mp는 1억 8백만 화소, 50Mp는 5천만 화소를 뜻하는 셈이죠. 여기서 픽셀(화소)은 이미지를 구성하는 최소 단위로, 화소 수가 많으면 많을수록 정밀하고 상세한 이미지를 얻을 수 있습니다. ‘해상도가 높다’고 표현하는 것은 여기에서 나온 것으로, 고화소일수록 고해상도의 이미지 촬영이 가능합니다.
미세한 픽셀의 크기를 나타낸다? 마이크로미터(µm)
마이크로는 10의 6제곱 분의 1, 즉 100만 분의 1 = 0.000001에 해당하는 수치입니다. 이러한 마이크로 단위는 픽셀의 크기를 표현할 때 주로 사용되는데요. 일례로 삼성전자가 지난 1월 발표한 ‘아이소셀 HM3’ 제품의 픽셀 크기는 0.8 마이크로미터입니다. 0.8마이크로미터는 10만 분의 8 센티미터 또는 1000만 분의 8미터에 해당하며, 눈에 보이지도 않는 엄청나게 작은 크기임을 알 수 있죠. 사람의 머리카락 굵기가 보통 40~70 마이크로미터 정도 된다고 하니, 0.8 마이크로미터 픽셀이 얼마나 작은 지 느껴지시나요?
해상도와 수광면적을 결정 짓는 픽셀의 크기
그럼 이제, 픽셀 크기와 관련된 개념을 이미지센서에 적용해보겠습니다. 같은 크기의 이미지센서라면 픽셀 크기가 작을수록 더 많은 픽셀을 담을 수 있고, 같은 크기의 이미지센서라면 픽셀이 작을수록 더 높은 해상도를 구현할 수 있게 되는데요.
같은 픽셀 숫자를 가진 이미지센서의 경우, 픽셀 크기에 따라 센서 크기가 다양해지는데, 여기서 픽셀이 크다는 것은 빛을 받아들이는 면적(수광 면적)이 넓어짐을 의미합니다. 또한 수광 면적이 커지면 노이즈가 적은 고화질 이미지를 촬영할 수 있죠. 이 때문에, 해상도와 수광 면적을 모두 최적화할 수 있는 픽셀 크기의 결정이 중요합니다.
이미지센서 크기를 가늠할 수 있는 길이, 1/1.XX인치
이미지센서 크기를 언급할 때 보통 1/1.XX와 같이 분수로 표현된 수치를 볼 수 있습니다. 이는 이미지센서의 실제 대각선 길이가 아닌 Optical format이라는 개념에 해당하는데요. 렌즈나 이미지센서의 규격을 언급할 때 자주 등장하는 Optical format를 설명하기 위해서는 카메라 제조 방식에 대한 이해가 필요합니다. 카메라를 만들 때, 이미지센서를 이용해 카메라 모듈을 만들고 거기에 렌즈를 연결하는데, 카메라 외부에 있는 렌즈가 상을 맺히도록 하는 영역의 지름을 Optical format이라고 부르기 때문이죠.
Optical Format이 이미지센서 대각선보다 길어야 하는 이유
왼쪽에서 세 번째에 있는 6.4mmx4.8mm 이미지센서는 대각선 길이가 8mm에 해당함에도, 1/2인치 센서로 불립니다. 실제로 1/2인치는 12.7mm(25.4mm/2)로, 8mm보다 더 큰 숫자인데요. 왜 Optical format은 이미지센서 대각선 길이보다 긴 것일까요?
그 이유는 바로 Vignetting(비네팅) 현상 방지에 있습니다. 렌즈가 이미지센서를 완전히 덮지 않으면, 촬영한 이미지 상에 어두운 모서리가 생기고 주변부가 감광되는 현상이 발생하는 것이죠. 이 현상을 영어로 Vignetting(비네팅)이라고 말합니다. Optical format의 최소 길이를 도출하기 위해서 쓰이는 수식이 있지만, 이 값은 통상 이미지센서 대각선의 길이의 약 1.5배에 해당합니다.
실제로 앞서 봤던 이미지에서 6.4mmx4.8mm 센서가 1/2인치(12.7mm)라고 불리는데, 이는 해당 센서에 맞는 Optical format의 값이 이미지센서 대각선의 약 1.5배인 12mm와 유사한 수치이기 때문입니다.
지금까지 이미지센서와 관련한 숫자들의 의미를 살펴보았는데요. 해당 숫자들의 내용을 기억하여, 이미지센서 관련 뉴스 내용을 더 깊이 파악할 수 있기를 바랍니다. 앞으로 이미지센서 시장에서 선두를 지킬 삼성전자에 많은 관심과 기대 부탁드립니다.
머신비전 카메라 센서 사이즈 계산하는 방법 – 엑셀 계산식 다운로드
머신비전 카메라 센서사이즈 계산하는 방법 – 엑셀 계산식 다운로드
이번에는 지난번 포스팅에 이어 카메라의 센서에 대해 이야기 하겠습니다. .
아주 기본적인 용어를 알지 못하신다면 머신비전 기본 용어 포스트를 한번 보고 오시는 것도 좋은 방법입니다.
카메라 좋아하시는 분이거나 휴대폰으로 사진 찍는 것을 좋아하시는 분들이라면, 센서 사이즈와 픽셀은 알고 있을 수도 있습니다. 센서사이즈에 대해 알아보겠습니다.
셀 사이즈(픽셀 사이즈)와 센서 사이즈의 관계
<그림1> Sensor Size
카메라의 센서는 다 저 구조로 되어 있습니다.
여러 개의 셀(픽셀)이 모여서 하나의 센서를 이루고 하나의 이미지를 만듭니다.
머신 비전 카메라 제조사 Sentech 사의 STC-SBS1242POE 모델을 기초로 확인해 보겠습니다.
머신비전 카메라 사양서 확인
<그림 2> 참고사양서 (출처:Sentech.co.jp)
Active Picture Elements.. 해상도입니다. 어렵게 써놨습니다.
Active Pixel이라고 작성하는 카메라 제조사도 있습니다.
Cell Size = Pixel Size입니다.
센서 사이즈(H) = 해상도(H) x 셀 사이즈(H)
센서 사이즈(V) = 해상도(V) x 셀 사이즈(V)
가로는 가로끼리, 세로는 세로끼리 초등학교 때 배운 사각형 면적 계산하는 방법입니다.
계산 결과
가로(H) : 7,400 um => 7,4mm
세로 (V) : 5,550 um => 5,55mm
센서 사이즈 정말 쉽죠?
디지털 시대에 맞게 엑셀로 만들어 보았습니다. 하지만 시간이 된다면 쉬운 공식이니만큼 꼭 연습해서 공식 없이 하시길 바랍니다.
계산식 엑셀 다운로드
FOV_계산식_T1.xlsx 0.02MB
대표적인 센서 사이즈를 한번 퍼왔습니다.
머신 비전에서 많이 사용하는 센서 사이즈이며, 대략력인 수치이니 실제 검토하실 때는 FOV 계산식을 사용하셔도 되고직접 계산해 주세요~
<그림 3> Area Sensor Size
머신비전 카메라에서 1인치가 실제 1인치가 아닌이유
1″(인치)는 일반적으로 25.4mm인데 1인치 센서에선 14.4mm입니다.
머신비전 카메라 센서 이야기 할 때 실제 인치와 다른 이유는 무엇일까요? 여러가지 이야기가 있는데 아래 있는 글이 가장 신빙성이 있습니다.
카메라 센서에서 인치 사이즈는
1950년대 진공관으로 카메라 센서가 만들어지던 시절 센서를
보관하는 케이스의 사이즈에서 센서 사이즈가 시작되었고 아직도 그 기준으로 표기됩니다.
그래서 일반적인 기준과 다르게 느껴집니다.
Full 바디가 35mm 센서라고 하는데 그건 대각선 길이가 맞습니다.
라인 스캔 카메라 센서 사이즈
라인 스캔 카메라의 센서 사이즈도 알아보겠습니다.
사무실에서 자주 사용하는 스캐너나 팩스가 라인 스캔 카메라와 비슷한 구조라고 보시면 됩니다.
Area scan camera는 5메가, 12메가, 16메가 이렇게 부르지만 Linescan camera는 2K, 4K, 12K, 16K 이렇게 부릅니다.
1000m는 1Km인 거처럼 부르기 쉽게 만든 건데요.
1K = 1,024px로 2K = 2,048, 4k= 4,096 이런 형식으로1,024px에 K를 곱하면 라인스캔 해상도가 됩니다.
세로는 스캐너처럼 대부분 1 Line이고 세로가 긴 것은 256 line (TDI Sensor)까지도 있습니다.
Roll to Roll 장비처럼 흐르는 물체를 멈추지 않고 촬영할 때 많이 쓰입니다.
<그림 4> Line Sensor Size
계산법은 사칙연산이기 때문에 동일합니다. 가로를 곱하시면 센서 사이즈가 나오며, 렌즈는 동그랗기 때문에 그 사이즈와 이미지 서클을 맞추시면 됩니다.
라인 스캔 카메라는 뒤로 가시면 더 깊숙이 공부하겠습니다.
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여러가지 DSLR에 사용되는 사이즈 포맷
풀 프레임 DSLR(Full-Frame DSLR)은 일반적으로 35mm 규격의 크기 36×24 mm 이미지 센서를 가진 디지털 일안 반사식 카메라(DSLR)를 뜻한다.[1][2]
이미지 센서는 상당히 고가이기 때문에 35mm 필름 크기의 이미지 센서를 채용하고 있는 카메라 바디는 상당한 고가의 가격을 형성 하지만 요즘 디지털 기술의 발전으로 가격이 점점 떨어지는 추세이다.[3] 하지만 대부분의 중급/보급형 DSLR은 이런 고가의 이미지 센서 가격으로 인한 원가 가격 상승을 막기 위해 크롭 규격의 APS-C,H 이미지 센서를 사용하고 있다.
풀 프레임의 어원 [ 편집 ]
풀 프레임이란 어원은 35mm 필름 포맷으로부터 유래한다. 135 (ISO 1007) 포맷이 코닥에 의해 1934년 카드릿지 형태의 35mm 너비의 필름을 스틸 사진용으로 출시한 이후부터 빠른 대중화되면서, 1960년대 120 포맷이 나오기 전까지 가장 독자적이고 대중적인 스틸 사진 필름 규격으로 군림하게 된다.
이 때 동일한 135 카트리지를 사용하지만 36×24 mm 전체 크기를 찍을 수 있는 카메라를 풀 프레임이라고 부르고, 절반 크기인 18x24mm의 이미지 면적을 찍는 카메라를 하프 프레임(half frame)으로 부르게 된다.
풀 프레임의 장단점 [ 편집 ]
센서 사이즈로 인한 장단점 [ 편집 ]
풀 프레임의 경우 다른 포맷(중형 제외)에 비해 크기가 큰 이미지 센서를 사용하므로 다음과 같은 특성을 지니게 된다.
장점 얕은 심도의 표현이 가능하다. 인물 사진이나 특정 물체 등을 얕은 심도로 표현하여 강조하는 데 유리하다. [4]
이미지 셀의 면적이 커서 넓은 다이내믹 레인지(dynamic range)와 고감도에서 낮은 노이즈로 좋은 화질을 보장 받는다.[5][6] 센서의 면적이 크기 때문에 더 선명한 해상력을 얻을 수 있다. 또한 화소의 심도(Pixel density)를 꾸준히 향상시킬 수 있으므로 앞으로도 화소 수치가 늘어남에 따라 바디의 해상력도 계속 올라갈 수 있다. 그에 비해 1.5 배크롭이나 포서즈(엄밀히 말하면 크롭이 아니나 규격 비교상으로는 2배 크롭으로 계산하면 된다)는 상대적으로 해상력 증가 여유 부분의 한계가 뚜렷하다.[7][8][9] 포서즈 시스템이나 어드밴스드 포토 시스템에 비해 저렴한 광각 렌즈를 쓸 수 있다. 광각이라 할 수 있는 35mm 풀 프레임 환산 15~19 mm 정도의 화각을 구현할 수 있는 최저가 줌 렌즈의 가격을 볼 때 풀 프레임은 20만원대, APS는 40 만원대, 포서즈는 60만원대로 가격이 올라가며 특히 포서즈는 광각 렌즈가 4 종 뿐이다.[10] 포서즈 시스템이나 어드밴스드 포토 시스템에 비해 초광각을 실현할 수 있다. 현재 판매되는 모든 광각렌즈를 망라하여 최대의 광각을 구현하는 조합은[11] 풀 프레임과 Konica-Minolta MINOLTA AF DT ZOOM 11-18mm F4.5-5.6 [1] 같은 렌즈나 SIGMA 12-24mm [2] 같은 렌즈의 조합이다. 크롭바디인 APC-C 나 포서즈의 경우 초점 거리가 11mm 미만이여도 환산 화각이 커지므로 11mm의 화각을 구현할 수 없다. (이는 잘못된 설명이다. Konica-Minolta MINOLTA AF DT ZOOM 11-18mm F4.5-5.6는 DT라는 부가 명칭이 붙은 렌즈로서 크롭바디 전용 렌즈이므로 풀 프레임에 사용 불가능하다.) 단점 가격대가 높게 형성된다 렌즈에서 자이델의 5대 수차의 감소를 위해 더 고급형의 설계를 필요로 한다. 색수차는 100 % 렌즈에서 오는 광학적 문제이다.[12] 일반적으로 망원렌즈의 가격이 비싸며 무겁다. 포서즈 시스템 대비 2배, APS-C 대비 1.5~1.6배의 초점거리를 가진 망원렌즈를 써야 같은 화각의 사진을 얻을 수 있다. 하지만, 빛 모으는 능력을 고려한 관점에서는 했을 때는 풀 프레임용 망원 렌즈의 가격이 비싸다고 할 수 없다는 의견도 있다. 풀 프레임용 망원렌즈는 더 큰 면적의 센서에 빛을 투과시키기 때문에 화질적인 면에서 이점이 있다는 것을 함께 이해해야 한다.[13][14] Olympus Zuiko Digital ED 150 mm F2.0(282만원)는 유사한 화각과 집광력을 가진 Canon EF 300mm F4L IS USM(200만원), Nikon AF-S Nikkor 300mm f/4D IF-ED(146만원)보다 비싸다.[15]
풀 프레임의 경우 “깊은 심도를 표현하고자 할 경우 조리개를 더 조여야 하므로, 접사등의 깊은 심도가 필요한 사진에서 셔터 속도 확보 면에서 불리하다”는 주장도 있다. 그러나 이는 동일한 감도에서 촬영한다는 가정하에서만 적용되는 말이며, 풀 프레임은 APS-C나, 포서드 시스템에 비해 상대적으로 고감도에서 노이즈가 적으므로 조리개를 더 조인 후 감도를 더 올려도 사실상 화질 차이가 거의 없어 단점이라고 보기 어렵다는 시각도 있다.[16]
같이 보기 [ 편집 ]
스마트폰의 이미지 센서 크기 비교
스마트폰은 현재 대중적으로 사용되는 카메라를 대체하고 있으며, 전문 작가와 취미활동을 하는 취미 작가를 제외하면 대부분의 사람은 스마트폰으로 사진을 찍고 있다.
이렇게 우리의 생활에 밀접하게 다가온 스마트폰 카메라의 센서 크기를 비교하여 보았다.
스마트폰의 카메라에 사용되는 센서의 크기는 대체로 1/3.2″ ~ 1/2.55″ 정도이다. (기종 및 카메라에 따라 약간의 크기 차이는 있을 것 같다)
일부 센서사이즈가 큰 스마트폰은 소니 엑스페리아1ii (1/1.7″), 삼성 갤럭시 S20, S21 울트라 (1/1.33″) 이며
엑스페리아나 갤럭시 울트라 모델의 경우도 메인 카메라가 아닌 초광각 및 망원 카메라에도 대체로 일반적인 1/3.2″ ~ 1/2.55″ 정도의 센서가 사용되고 있다.
아래의 그림은 스마트폰의 케메라 센서로 사용되는 센서 크기와 1인치 센서의 크기 및 면적을 비교한 예 이다.
가장 작은 1/3.2″ 센서의 경우 1인치 센서에 비하여 면적이 14% 밖에 안되는 것을 알 수 있다.
메인 카메라가 1/1.7″ 센서를 갖는 엑스페리아의 경우 1인치 센서에 비해 37%의 면적을 갖는다.
또한 갤럭시 S20, S21 울트라 모델에 사용되는 센서는 1인치 센서에 비하면 60%의 면적을 갖는다.
갤럭시 S20, S21 모델과 소니 엑스페리아 모델간의 센서 크기 차이도 적지 않게 나는 것을 알 수 있다.
스마트폰 센서 크기 및 면적 비교 vs. 1인치 센서
이것을 Full Frame 센서의 면적과 비교 하면 아래의 그림과 같다.
가장 작은 1/3.2″ 센서의 경우는 Full Frame 센서에 비해 2%의 면적을 갖는다.
다시 말하면 1/3.2″ 센서의 경우 50개의 센서를 합해야 Full Frame 센서의 면적과 같게 된다는 것이다.
스마트폰 센서 면적 비교 vs. Full Frame
풀프레임센서와 크기 차이를 가시적으로 볼 수 있도록 비교를 하면 아래의 그림과 같다.
스마트폰 센서 크기 및 면적 비교 vs. Full Frame
그림으로 보니 스마트폰의 센서와 일반 카메라의 센서의 크기 차이가 매우 두드러져 보이는 것을 알 수 있다.
지금까지 내용의 비교는 스마트폰 카메라를 폄하 하려고 하는 것은 아니다.
왜냐하면 대중적으로 지금의 대세는 스마트폰 이고 스마트폰에 있는 카메라로 찍어도 어느정도의 품질이 나오기 때문이다.
단지 전문적으로 사용하기에는 노이즈나 화질 면으로 부족한 점이 많을 뿐이다.
일반적인 추억을 남기기에는 굳이 부족함은 없을 것 같다. 특히 1인치에 근접하는 센서를 갖고 있는 스마트폰의 경우는 더더욱 일상 생활에 큰 문제는 없어 보인다.
전문적인 용도로 사용하는 전문가나 취미 작가들은 스마트폰은 서브 용도나 카메라가 없을 때 용이하게 사용할 수 있으나 작품 용도로는 주로 사용하지 않을 뿐이다.
아무튼 갑자기 궁금했던 스마트폰의 카메라 센서 크기와 전문가용 카메라 센서 크기가 궁금하여 간단히 비교해 보았다.
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아래의 링크는 카메라 센서의 크기 비교 이다.
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