Mengapa tidak ada sensor full-frame tapi res rendah?

Jadi saya baru saja menonton review pada Sony NEX-7, yang berukuran 24MP dalam ukuran APS-C .... Saya adalah pengguna Canon dan saya langsung berpikir tentang Canon Powershot G1X yang diumumkan dengan sensor hampir APS-C tetapi pada yang lebih rendah resolusi.

Satu pertanyaan tiba-tiba muncul dalam pikiran:

Mengapa tidak ada sensor full-frame tapi resolusi rendah?

Saya tidak memiliki pengetahuan tentang pembuatan sensor pencitraan, tetapi saya bertanya pada diri sendiri, "Apakah masuk akal untuk membuat sensor full frame murah dengan resolusi sangat rendah?"

Saya pikir itu agak masuk akal. Untuk pemula, performa ISO hebat, kedua, kontrol DOF yang lebih besar.

Ini tidak tersedia untuk konsumen tanpa menghabiskan jumlah yang signifikan ke roda gigi fotografi tingkat atas.

Misalnya, jika saya membuat sensor full frame yang beresolusi 10MP, apakah lebih murah untuk diproduksi? Jika tidak, apa alasan yang membuat sensor full frame begitu mahal? Apakah masih mahal untuk membuat sensor seperti itu jika saya membuat resolusinya sangat rendah, seperti 10MP atau bahkan 8MP dll?

Saya tahu ini adalah pertanyaan teoretis, tetapi jika Canon dapat menawarkan kamera kompak Powershot dengan sensor full-frame di 8MP dengan harga di bawah $ 1000 (USD), saya pasti akan membelinya!

Seperti yang disebutkan oleh jawaban oleh @matt dan @rowland, harga langsung terkait dengan area silikon yang digunakan untuk membuat sensor. Idealnya sebuah sensor dengan luas dua kali lipat biayanya sekitar dua kali lipat. Karena semua produksi elektronik pada silikon (dan substrat lainnya) akan memiliki kekurangan, tidak semua chip / sensor yang dihasilkan akan berfungsi. Tingkat hasil (seperti namanya) lebih rendah ketika sensor lebih besar, menggunakan proses produksi yang sama.

Bayangkan sebuah sensor A yang dua kali lebih besar di kedua arah dibandingkan dengan sensor B. lainnya. Itu berarti Anda dapat membuat sensor B sebanyak 4 kali lebih banyak di area sensor yang sama A. Tetapi jika Anda memiliki satu kekurangan di area itu, Anda harus masih tersisa dengan 3 sensor B yang dapat digunakan. Jika Anda memproduksi sensor A, Anda harus menghapus sensor itu. Ini berarti bahwa tingkat hasil jauh lebih besar untuk sensor yang lebih kecil, yang menambah perbedaan harga.

Semakin kecil chip / sensor, semakin sedikit area dan tingkat hasil lebih tinggi, yang berarti harga yang jauh lebih rendah.

Harga sensor lebih proporsional dengan ukuran fisik sensor, daripada jumlah piksel di dalamnya. Ada sensor bingkai penuh dengan jumlah piksel lebih rendah pada beberapa model lama (misalnya, Canon 1D pertama). Perlu diperhatikan bahwa sensitivitasnya lebih rendah daripada sensor modern - bukan karena pikselnya lebih besar, tetapi karena kemajuan lainnya.

Mungkin ada ruang untuk membuat piksel yang lebih besar, tetapi itu tidak selalu lebih murah.

Lihatlah Nikon D3X vs D3S . Keduanya memiliki ukuran sensor yang sama tetapi D3X memiliki resolusi dua kali lipat (25 MP vs 12 MP). Kamera-kamera itu sebaliknya hampir identik tetapi resolusi terendahnya adalah $ 5.200 USD vs $ 8.000 USD untuk yang beresolusi lebih tinggi.

Sensor 25 MP membutuhkan sirkuit yang lebih halus dan karenanya akan menghasilkan lebih rendah. Pada saat yang sama ada pasar untuk keduanya karena D3S dapat menghasilkan gambar yang jauh lebih bersih tetapi tidak akan mencetaknya sama besar. Rentang ISO standarnya mencapai 12800 (dengan peningkatan hingga 102400) sementara D3X memiliki rentang standar yang mencapai 1600 (dengan peningkatan hingga 6400).

Hanya untuk menambahkan satu bit lagi yang menarik: pada suatu waktu sebenarnya ada sensor full-frame beresolusi rendah. Contax N adalah desain full-frame enam megapiksel.

Sayangnya, meskipun resolusi rendah, kinerja cahaya rendahnya cukup buruk (bahkan dibandingkan dengan kamera lain saat itu). Mereka tampaknya kurang lebih menyerah untuk menjadikannya fokus otomatis dengan baik, dan sebagai gantinya dibangun dalam mode bracketing fokus. Menjadi Contax, itu juga cukup mahal.

Di sisi positifnya, pada ISO 100 atau di bawahnya mungkin memiliki sensor 6 megapiksel terbaik yang pernah dibuat siapa pun, dan lensa Zeiss benar-benar sangat baik.

Intinya: Contax menjatuhkan N setelah kurang dari satu tahun di pasar. Tak lama setelah itu, Contax keluar dari pasar sepenuhnya.

Ini pada dasarnya adalah Hukum Moore di tempat kerja. Teknologi manufaktur untuk sensor mengikuti aturan dasar yang sama dengan chip lainnya: seiring waktu, jumlah elemen yang dapat ditempatkan pada chip berlipat ganda dengan biaya yang hampir sama. Mungkin sedikit lebih murah untuk terus menggunakan tingkat teknologi yang sudah mapan karena ada beberapa biaya hangus, tetapi secara umum fasilitas fabrikasi ditingkatkan ketika teknologi baru datang. Tidak ada penghematan besar dalam melakukannya dengan "cara lama". Faktor pembeda utama adalah ukuran, dan bahwa skala dengan luas , dan lebih buruk, skala tidak linear karena membuat area lebih besar tanpa cacat lebih sulit daripada membuat banyak chip yang lebih kecil di ruang yang sama. Jadi, sensor yang lebih besar akan selalu lebih mahal.

Beberapa kamera digital full frame dan resolusi relatif rendah: Canon 5D adalah 12,8 MP dan dirilis setelah 17MP 1Ds Mk II. Nikon D3 dan D3 adalah 12,1 MP. D3 diperkenalkan setahun lebih lambat dari D3X 24.5MP dengan resolusi dua kali lipat.

Pada akhir 2015 model full frame resolusi tertinggi adalah Canon 5Ds 50MP (dan varian 5DS R) dan Nikon D810 36,3MP, namun kedua produsen masih menawarkan model bingkai penuh seperti 20MP 6D dan 24MP D600. Canon 6D hanya memiliki piksel empat puluh persen lebih banyak daripada 5D, dan D610 hanya memiliki piksel dua pertiga lebih banyak daripada D810.

Sony saat ini menawarkan α7 tanpa cermin dalam tiga varian: 12.2MP α7s, 24.3MP α7 II, dan 47.4MP α7R II. Α7s memiliki kira-kira seperempat jumlah piksel α7R II.

Tampaknya ada kesalahpahaman bahwa resolusi yang lebih rendah berarti kinerja cahaya yang lebih baik. Namun, selama kesenjangan antara masing-masing photosite cukup kecil, meningkatkan resolusi hampir tidak mengurangi kinerja cahaya rendah (itu mengumpulkan jumlah cahaya yang sama).