感光元件尺寸對野生動物攝影的影響
你需要知道的最重要的事情
- 雖然理論上較大的感測器可以提供更好的降噪性能,但現代降噪軟體使得在所有三種感測器尺寸上都能成功地在野生動物攝影中使用高 ISO 值(高達 6400)。
- 在野生動物攝影中,微型四分之三系統並不總是意味著輕便,因為這種攝影所需的超遠攝鏡頭本身就很重,可能會超過相機的重量,因此整體重量很大程度上取決於鏡頭的選擇。
- 全片幅相機在野生動物攝影中具有一個實際優勢:在後製中可以更自由地進行裁剪,因為在較小的感測器上過度裁剪會導致影像無法使用。
隨著可換鏡頭相機的發展,相機感光元件尺寸逐漸穩定在三種常見尺寸:微型4/3系統(MFT)、APS-C片幅和全片幅。這些感測器尺寸可能會讓人感到困惑,尤其對於新手攝影師而言。即使是專業攝影師,也可能對它們之間的一些差異不太了解。作為一名鳥類攝影師,我一直想從野生動物攝影師的角度對這三種尺寸的感測器進行實際比較。很高興我的願望終於實現了,在本文中,我將根據我的實際測試結果,解釋這三種感測器之間的差異。


感測器尺寸概述
微型四分之三感測器
這種感測器是野生動物攝影中最常用的三種感測器尺寸中最小的一種。這些感測器的尺寸為 17.4 x 13 毫米。 OM 系統(前身為奧林巴斯)是這類相機的最大製造商,而鬆下則是其主要競爭對手。
更小的感光元件尺寸使得微型4/3系統相機可以做得更小巧。 (許多微型4/3鏡頭也更小,但長焦鏡頭並非如此。)另一個結果是,這種裁切感光元件本質上就像是對使用更大尺寸感光元件拍攝的影像進行裁切。這有利有弊——我們稍後會討論——但在野生動物攝影中,它可以幫助實現盡可能將像素集中到遠處拍攝對像上的目標。更具體地說,微型4/3感測器的裁剪係數為2倍。這意味著,例如,在微型4/3相機上使用400mm長焦鏡頭,其視角與在全畫幅相機上使用800mm鏡頭的視角相同(除了兩個感測器的長寬比略有不同)。

APS-C感測器
大多數主流相機廠商都提供APS-C畫幅感光元件。它們比M4/3畫幅感測器更大,尺寸約為23 x 15毫米。 (佳能的APS-C畫幅感光元件尺寸略小於此,而其他大多數公司的感光元件尺寸略大,但差異可忽略不計。)
與MFT相機一樣,APS-C片幅相機對野生動物攝影師的理論優勢在於其比全片幅相機更小巧、更輕(價格也可能更低)。然而,APS-C畫幅相機的重量優勢往往不如預期,這主要是因為專為APS-C畫幅野生動物攝影設計的超遠攝鏡頭選擇有限。大多數APS-C片幅攝影師更傾向於使用全片幅鏡頭,而全片幅鏡頭通常略重一些。
APS-C 片幅相機的裁切係數約為全片幅相機的 1.5 倍。我們稍後會詳細討論這一點。

全幀
全片幅感光元件的歷史可以追溯到一個多世紀以前——比我們大多數人的記憶還要久遠。它們最初是用於底片的35mm格式,而如今,至少有九個主流品牌的相機都配備了36 x 24mm的數位全片幅感光元件。長期以來,全片幅感光元件一直是現代攝影的基石,也是公認的黃金標準。
但這種格式的廣泛流行背後是否有實際原因,還是僅僅源自於墨守成規和對傳統的固守?全片幅的主要優勢在於其卓越的影像品質、出色的景深控制以及豐富的鏡頭和其他配件選擇。顧名思義,它的裁切係數只有1倍。

越大越好嗎?
為了了解每種相機感光元件尺寸的優缺點,我們來做一個簡單的思想實驗。想像三位攝影師,他們都使用解析度相同的相機,以及標稱焦距和光圈相同的鏡頭。
這並非僅僅是理論上的假設。例如,有三款知名的相機採用了這種尺寸的感光元件——索尼OM-1 Mark II、NikonD500和NikonD5——它們的像素都在2000萬左右。這三款相機都可以搭配300mm f/4的鏡頭(例如,適用於微型4/3系統的M.Zuiko 300mm f/4.0 IS PRO鏡頭,以及適用於APS-C和全片幅感光元件的NikonAF-S 300mm f/4E PF鏡頭)。那麼,這些系統之間究竟有何差別呢?
首先,它們的重量和尺寸有所不同。對於這些特定的相機和鏡頭,攝影師應該攜帶的重量如下:
- 微型四分之三系統 – 2074公克(4.57磅)
- APS-C – 1615公克(3.64磅)
- 全片幅 – 2205公克(4.86磅)
有趣的是,這次最輕的感光元件是APS-C畫幅,而不是M4/3畫幅!這凸顯了鏡頭選擇的重要性-Nikon300mm f/4 PF鏡頭的設計目標是盡可能輕便,而OM系統的300mm f/4 PRO鏡頭則略重一些。不過,整體而言,M4/3片幅鏡頭比APS-C片幅和全片幅鏡頭更小更輕。
但更重要的是,這三位攝影師會拍出什麼樣的照片呢?我們把這三台相機分給三位攝影師,讓他們用相同的相機設定拍攝同一個物件。假設他們要拍攝一隻棲息在溪流中央岩石上的鳥——我們確保他們與拍攝對象的距離相同。試著想像一下這三張照片會是什麼樣子。照片之後我會公佈結果。

首先,使用微型4/3感測器時,鳥會佔據畫面更大的比例。與使用其他兩款相機拍攝的影像相比,影像雜訊也可能更明顯。
其次,使用APS-C感測器拍攝的影像會顯示鳥類周圍稍大的區域。與此相比,雜訊會不那麼明顯,但可能仍會存在一些雜訊。
最後,對於使用全片幅相機的攝影師來說,鳥在畫面中會顯得最小。 (如果它在微型4/3感光元件上佔據整個畫面,那麼在全片幅相機上它只會佔據畫面的四分之一。)周圍環境會更加清晰可見,而且影像雜訊也會是三種拍攝方式中最低的。
景深如何呢?嗯,這三張照片的背景虛化程度都一樣。這是因為每張小感測器拍攝的照片本質上都是對大感測器拍攝照片的裁剪,而裁剪並不會改變景深。
如果使用全片幅相機的攝影師決定裁切影像,使其看起來類似 APS-C 或 M4/3 畫幅的影像會怎麼樣?這當然可以做到,但代價是會損失大量像素!影像看起來會非常相似,但裁切到 APS-C 畫幅會將影像解析度從 2,000 萬像素降低到約 850 萬像素,而裁切到 M4/3 畫幅則會將解析度降低到約 500 萬像素。
這說明了什麼?在感光元件解析度、焦距和拍攝距離相同的情況下,使用微型4/3系統相機拍攝的影像會將最多的像素集中在拍攝主體上(從而獲得最高的細節水平)。這徹底推翻了「更大的相機感光元件總是更好」的說法!

實際上,情況可能略有不同。例如,如今大多數全片幅相機的解析度都超過2000萬像素。如果您使用4500萬像素的尼康D850或尼康Z8拍攝,即使進行大幅裁剪,也能保留大量細節。對於Sonya7R V等超過6000萬像素的全片幅相機來說,這一點更加明顯。同時,APS-C畫幅相機的最高解析度約為4000萬像素,而M4/3畫幅相機的最高解析度約為2500萬像素。
此外,攝影師往往會根據拍攝需求調整自己的位置。使用全片幅相機可以靠近拍攝對象,而使用微型4/3系統鏡頭則可以後退,以獲得理想的構圖。使用OM-1(微型4/3系統)的攝影師很可能會站在使用尼康D5(全畫幅)的攝影師身後幾公尺處。或者,全片幅攝影師在拍攝野生動物時,可能會使用較長的鏡頭,例如600mm,以獲得理想的構圖。
當使用不同的鏡頭或改變相機與主體之間的距離時,由於感光元件尺寸不同,也會出現其他變數。例如,距離拍攝對象越近,景深越淺。使用焦距較長的鏡頭也是如此。因此,如果使用兩個不同的感測器拍攝兩張構圖相同的照片,較大的感測器會提供更淺的景深。 (這裡假設兩台相機的所有設定都相同,並且沒有進行任何裁剪以匹配構圖。)
事實上,你可以利用裁切係數來確定兩種不同感光元件之間的等效焦距和景深。例如,你想用全片幅相機搭配 300mm f/4 鏡頭來獲得與微型三分之四系統相機相同的設定?別擔心,這兩種系統之間存在 2 倍的裁切係數。因此,只要你不改變相機的焦距,就可以在全片幅相機上使用 600mm f/8 鏡頭來獲得類似的構圖和景深。
一個重要的實際差異在於不同相機系統可用的鏡頭數量。理論上,兩個系統之間能夠匹配構圖和景深總是好事——只需乘以或除以裁切係數即可。然而,相機製造商生產的鏡頭數量有限。例如,全片幅相機上的 200mm f/2 鏡頭只能在微型四分之三系統上以 100mm f/1.0 鏡頭(而這種鏡頭不存在)來搭配。
一般來說,微型4/3系統相機提供更多輕巧的超遠攝鏡頭選擇。而全片幅相機則提供更多景深較淺、光圈較大的遠攝鏡頭。 (APS-C片幅攝影師通常使用全片幅鏡頭,但富士相機用戶除外,他們擁有更多專用的APS-C畫幅鏡頭。)
但只有當你還在猶豫該買哪一款鏡頭時,這些討論才有意義。每家公司都會生產自己獨特的鏡頭。如果你不喜歡原廠鏡頭,或許可以考慮轉接鏡頭,或是找符合你需求的第三方鏡頭。你也可以使用增距鏡來改變鏡頭的焦距和最大光圈,例如使用2倍增距鏡將400mm f/2.8鏡頭轉換成800mm f/5.6鏡頭。

那麼,影像品質如何呢?
沒錯,更大的感光元件在這方面確實有優勢,尤其是當我們回到三台2000萬像素相機的例子,想像一下用它們都以高ISO拍攝,然後進行大量的裁剪或後製。全片幅影像會比APS-C畫幅影像更清晰,APS-C畫幅影像又會比M4/3畫幅影像更清晰,這直接影響最終的影像品質。
然而,如果需要大幅裁切影像,全片幅相機的影像品質優勢就會被抵消。裁切至與 APS-C 片幅相機相同的視角,影像品質將與 APS-C 畫幅相當(或略好或略差,取決於原始影像解析度和不同相機感光元件之間的差異)。裁切至與 M4/3 畫幅相機相同的視角,充其量只能獲得M4/3 畫幅的影像品質(實際上,影像品質可能更差,因為沒有哪款 8,000 萬像素的全片幅相機能在如此大幅度裁切後保留 2,000 萬像素)。
由於野生動物攝影師經常會對影像進行裁剪,這有力地證明了小型相機感測器的優勢。如果要對全片幅相機拍攝的畫面進行如此大幅度的裁剪,不如直接使用更輕、更便宜的設備,就能達到相同的效果。
事實上,全片幅攝影在影像品質方面的主要優勢只有在你願意減少裁切的情況下才能顯現出來!除非你主要拍攝動物風景,否則這通常意味著你需要使用全片幅相機搭配更焦距的鏡頭,並且可能需要更靠近主體。這會導致更高的成本、更重的設備,有時會增加驚擾被拍攝動物的風險。
最終,全片幅相機確實有一些明顯的優勢——但你通常需要支付更多費用,而且肯定需要升級你的設備,否則你將無法感受到這些優勢。考慮到較小的相機感光元件仍然能夠產生出色的影像質量,你就能理解為什麼 APS-C 和 M4/3 畫幅仍然是野生動物攝影的熱門選擇。


更小的感測器是否意味著更大的雜訊?
我們之前解釋過,更大的相機感光元件能夠帶來更好的影像品質。如果不裁剪影像並使用相同的相機設置,APS-C 畫幅感測器相比 M4/3 畫幅感測器,雜訊控制方面(粗略估計)大約提升一檔;全畫幅感測器相比 APS-C 畫幅感測器,雜訊控制方面也大約提升一檔。在其他條件相同的情況下(但實際情況並非總是如此,這取決於每個相機感應器的雜訊控制性能),M4/3 片幅感光元件在 ISO 1600 下拍攝的影像與全片幅感光元件在 ISO 6400 下拍攝的影像雜訊水準相近(
但降噪軟體這些年來已經有了顯著的進步。這種進步使我們能夠使用極高的ISO感光度,而不會大幅降低影像品質。因此,雖然理論上更大的感光元件在低光源條件下具有明顯的優勢,但後製可以讓大多數在光線充足的情況下拍攝的照片看起來不錯(甚至可以讓很多在光線極差的情況下拍攝的照片也變得不錯)!
即使使用微型4/3系統相機,我也發現自己能夠使用ISO 5000到6400之間的數值,必要時甚至更高。這些並非「應急方案」;我經常使用它們,並且毫不猶豫,因為我完全理解它們可以減少後期處理中較為明顯的雜訊。

所以,沒錯,優勢依然存在(從M4/3系統切換到APS-C系統時,雜訊控制大約提升一檔;切換到全片幅相機時,雜訊控制又提升一檔左右)。但如果你能將ISO值控制在6400或以下,那麼如今使用這三種尺寸的感光元件進行野生動物攝影都是可行的。
微型4/3系統更輕嗎?
對大多數攝影師來說,這個問題的第一個反應是「當然是」。但事實果真是如此嗎?
我之前曾提到過這個問題,當時我指出,搭配OM系統300mm f/4鏡頭的微型4/3系統套機比搭配尼康300mm f/4 PF鏡頭的APS-C系統套機更重。現在我可以找到很多微型4/3系統套機表現優異的例子。但微型4/3系統在尺寸和重量方面的明顯優勢主要體現在非長焦鏡頭上,例如廣角鏡頭或標準定焦鏡頭。
令人遺憾的是,如果你的主要拍攝對像是野生動物,無論感光元件尺寸如何,你的背部和肩膀都會承受類似的負擔。這是因為一支好的超長焦鏡頭通常比它所搭配的相機重好幾倍。長焦鏡頭搭配大光圈——非常適合野生動物攝影——總是很重的。
請記住,如果要在不同的相機系統上獲得相同的幀速率和景深,則需要將焦距和最大光圈都乘以裁切係數。 APS-C 系統上的預設 400mm f/5.6 鏡頭看起來非常輕便,是個不錯的選擇,但乘以 1.5 的裁切係數後,你會發現它相當於全片幅相機上的 600mm f/8.4 鏡頭。佳能的 600mm f/8 鏡頭就非常接近了,而且這款鏡頭本身就很輕便,性能也不錯,所以 APS-C 系統上的默認 400mm f/5.6 鏡頭可能並沒有你最初想像的那麼吸引人!
我仍然傾向於認為「微型4/3系統更輕嗎?」這個問題的答案是肯定的。然而,這個答案取決於具體情況,很大程度上取決於你選擇的相機和鏡頭。
(為了更清楚地說明,我對無反光鏡相機和單眼相機的看法也是一樣。我用的是改裝過的 500mm f/4 F 接環鏡頭,搭配我的尼康 Z9 相機,我非常肯定我的無反相機套裝比我以前的單眼套裝要重!)

結論
我花了三個美好的清晨拍攝野生動物,特別是拍攝一群白喉䴙䴘。我有幸觀察並拍攝了這些非凡的鳥類(順便一提,全世界只有五種䴙䴘)。我拍攝的這對䴙䴘在布拉格的一個公園裡築巢,地點異常擁擠,就在溪邊一塊石頭下。因此,這些鳥兒早已習慣了人類的存在,絲毫沒有註意到我已經在溪流裡坐了幾個小時。
這使我得以用四台相機而非一台或三台來拍攝。我擁有兩台全片幅相機(NikonD850和Z9)、一台APS-C片幅相機(NikonD500),甚至還有堪稱最佳的微型4/3系統野生動物攝影套件——OM System OM-1 Mark II,搭配150-400mm f/4.5鏡頭。我的目標是嘗試用三種不同的系統拍攝相同主題,以比較不同感測器尺寸對最終成像效果的影響。
我的目標並非選出贏家;每位攝影師都有自己的需求。事實上,我的主要感受是,如今很難做出錯誤的選擇。無論感光元件尺寸如何,這四款相機都能拍攝出精美細膩的影像。而且,只要後製得當,即使是小尺寸感測器令人擔憂的缺點——高ISO值下的雜訊——也並非什麼大問題。
如果非要我說全片幅相機的一項實際優勢,那可能出乎你的意料。我的答案既不是更高的ISO性能,也不是更豐富的鏡頭選擇。我發現最實用的是後製時更大的裁剪自由度。沒錯,我之前已經討論過,在全片幅相機上過度裁剪會抵消這些優勢,這確實如此——但在APS-C或M4/3畫幅相機上過度裁剪的情況更糟。不僅會抵消這些優勢,過度裁剪甚至可能導致照片無法使用。
然而,只要掌握拍攝技巧並保持攝影上的自律,這個挑戰就能輕鬆克服。這意味著在使用小尺寸感測器時,你需要更精確地構圖,以避免後製時進行大量的裁剪。事實上,從長遠來看,這反而可能是一個優勢;擁有全片幅相機可能會導致構圖不夠精準,從而對你的攝影技巧發展產生負面影響。
這讓我意識到,了解自己擁有的相機以及精確地調整其設定是多麼重要,這遠遠超出了不斷追求特定感測器尺寸甚至特定鏡頭的範疇。

最終實踐練習
最後,我展示了用三種不同尺寸的感光元件拍攝的10張樣片。你能看出差別嗎?











希望您喜歡這篇文章!相機感光元件尺寸和等效性概念可能是一個頗具爭議的話題,所以如果您要發表評論,請保持文明禮貌,並記住沒有理由貶低攝影師的器材選擇。
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