【写真技術解説】ご質問にお答えします「小さなセンサーと大きなセンサー 写真にどのくらいの差があるのか検証」～フルフレームとマイクロフォーサーズ～

【高周波ノイズが聞き苦しいとのご指摘をいただきましたので、音声ノイズを排除して再投稿いたしました。ぜひ、最後までご視聴ください。
同じ内容なので、先の投稿は削除しますが、コメントは残していますので、ご安心ください。】
ずいぶん前になりますが、「同じ画素数でフルサイズとコンパクトデジカメの小さなセンサーで、シャッタースピード、絞り、ISO、を同じ設定で同じ被写体を撮った場合、同じ明るさの写真が撮れると思うのですが、センサーサイズにより何がどのくらい差が出るのでしょうか？」というご質問をいただいていました。実写してその違い、理由などをお話ししています。
00:00　オープニング～ご質問内容の紹介～
01:03　検証条件のご紹介
02:58　ピント位置付近の差
03:56　　「ランダムノイズ」
06:18　　「発色」
07:20　　「解像」
08:26　ジャギー
09:23　空気感/遠近感
11:26　まとめ
【マイク】
・FIFINE K669
amzn.to/3gHMArb
【カメラ】
・ルミックス S1R ボディ
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　　BtoB開発リーダー、カメラ開発部門リーダーとして33年間従事
・受賞歴
　　　　　個人　　　　：日本写真学会　技術賞受賞
　　リーダープロダクト：日本カメラグランプリ　大賞
　　　　　　　　　　　　日本カメラグランプリ　記者クラブ賞
・特許
　　出願　約300件、登録　約100件

[@old8249]

小さな企業の広告宣伝部で製品写真をずっと撮影してます。そのためデータはPhotoshop上でピクセル等倍、もしくはそれ以上に拡大して見る事が多いですが、やはりコンデジの小さなセンサーによる撮影だと、ノイズリダクション処理によるのっぺりした画像になったり、輪郭の崩れが見て取れます。 物撮り用のカメラは現在APS-Cデジイチですが、これだと基本的に３脚に据えて撮影し、ISO感度もあまり上げずに（ISO800〜1600）撮影してますので、DTPレベルで問題になることはほとんどありません。 やはり最終的にどういう出力で使用する写真なのかによって35mmフルサイズが必要なのか、それともスマホでいいのかということは決まってしまうのでしょう。 私の場合はDTP使用でA3二つ折り見開き＝A3サイズに使用できればそれ以上のサイズは滅多にないので、2400万画素クラスのデジイチがあれば仕事上は十分といったところです。写真の使用がSNS投稿がメインだと細かい画素のアラが見えることはまずないので、スマホ以上のカメラが必要になるということはないでしょうね。

[@user-xr3cu9hf8c]

素晴らしい比較分析でした。これまでで最も客観的に検証された内容と言っても良いと思います。 日本で今後も写真文化が育ってほしいですね。

[@camera_club_TV]

ありがとうございます！ 微力ながら写真文化に貢献できたらと思います。

[@tomok453]

わかりやすいご説明ありがとうございます！いろんなトレードオフの関係を踏まえながら適材適所でシステムを選択することは本当に大事と思います。 高価で重い機材より安価で扱いやすい機材を選んだ方が結果的に良いものが撮れるとかが普通にあると思いますし、このあたりの選択はそれなりの経験則も必要かもしれないですね。 いろんな方々の見方を配慮しながらも、ご自身の信念に則った批評的なお言葉も載せられるのが個人的な好感ポイントです😁 個人的にここ最近は画像処理プロセッサーがどういった処理を行なっているのかということに興味があります。基本的にはセンサーが受け取った情報を信号化して、瞬時に何かしらの記録形式に変換しまとめ上げている。ゆえにいくら性能が高いセンサーを積んでもプロセッサー周りの処理能力が追いついていないと、現実的な使用と画質のレベルに達しないので意外と重要なんだろなと素人ながらに思っているのですが、この辺りについてもしまだ過去動画がなくご教授いただける部分などがあれば、どこかの機会でまとめていただけたらと思っています🙇‍♂️

[@user-xx6uu5pn4y]

重箱の隅をつつけるくらいに、カメラ部TVさんのところで勉強していきたいと思います。

[@camera_club_TV]

ありがとうございます。なんでも質問してくださいね。

[@yasudabe1459]

なんか、自分に教えてくれた師匠のような喋り方で、 楽しく拝見させてもらってます。笑 確かにそうですね。 自分も、ふーん。って思ってますわ。。笑

[@Fang_of_Skyrim]

マイクロ43からフルサイズに変えたくて色々調べていくうちに、私にとって良い事ばかりでは無い事がわかってきました。フルサイズの諧調の自然さをうらやましく思いますが、ピントの浅い写真は苦手なので、フルサイズはあきらめました。

[@camera_club_TV]

レンタル等もあるので、一度使ってみるのも良いかもしれません。 人それぞれ嗜好は違うので、絶対はないですね。

[@54miya87]

面白かったです。小さなセンサーは個人的にはAPS-C迄しか使っていません、ハーフサイズ＋半分しか映らないからFFの半分撮影ということで解像はあまり考えていませんでした。１インチセンサーを見てみると、のっぺり感（ノイズが多い）を感じることが多いようですね。

[@ry8303]

photons to photosというサイトで各カメラのダイナミックレンジが調べられるのですが、フルサイズやラージフォーマットで同一カメラなのにクロップ機能を使用するとダイナミックレンジが下がるのはなぜでしょうか？解説お願いしたいです。

[@user-ho6uq1tn7m]

個人的には、フルサイズとスマホやコンデジなどのカメラの2台持ちが1番バランスが良いと感じています。

[@user-io2wl2gp1x]

いつも楽しく拝見しています。ダイさんの声の明瞭度、聞きやすさはyoutubeで一番ではないかとひそかに思っています。 質問ですが、現在マイクロフォーサーズ機を使用しマクロレンズ60ｍｍF2.8で主にお花を撮っています。 しかし、ボケ量（特に玉ボケ）が少ないので、この際廉価なフルフレーム機　EOS　RP+Macro （あるいはオールドレンズ）をお花専用として考えていますが、いかがなものでしょうか。主にSNSに掲載します。

[@camera_club_TV]

えー、、、自分の声はきらいで、活舌悪いと思ってるので、めちゃんこうれしいです。 ありがとうございます。 マイクロフォーサーズでもっとボケを求めるなら、ワークディスタンスが長くなりますが、もっと望遠を使うという手もあります。 SNSが中心でお花なら、画素数いらないですが、ボディ内手振れ補正が入っていること、緑と赤の発色が気に入るかどうか（ここは人それぞれなので）、軸上色収差がないことを気にされたら良いかと思います。

[@shigerusaitosculptor]

ダイさんこんにちは。過去動画へのコメント失礼いたします。センサーサイズと画像ファイルのサイズについての疑問をお尋ねさせ て頂きます。比較した機材は Olympus E-M5markIII + 45mmF1.2PRO と、FujifilmGFX100S + GF45mmF2.8 です。撮影は双方ともにF2.8 とし、E-M5III は ISO200、一方 FujiGFX は ISO100 で撮影しました。画像サイズは E-M5III は 5184 x 3888 の 20,155,392pixelで RAW ロスレス圧縮 19MB、 FujiGFX は 11648 x 8736 の 101,756,928pixel で RAW ロスレス圧縮 124MB でした。画素ピッチを計算すると若干 Olympus の方が細かいピッチとなっておりますが、非常に僅差です。GFX100S の画像を E-M5III の画素数と同等の 5184 x 3888 にクロップすると、ほぼ同じ画角となり、双方のファイルを８bit JPEG で書き出すと、E-M5III は 7,2MB となり、GFX100S は 17,3MB となりました。（クロップ無しの 8bitJPEG では 72,3MB でした。）換算焦点距離は異なるものの、レンズそのものの焦点距離は同じですので、同じ画素数にクロップしてみると、解像感やノイズの出方も似たり寄ったりという結果でした。別の検証では同等の画角での比較で、換算焦点距離を揃えて E-M5III + 45mmF1.2PRO と、GFX + GF110mmF2 で比較したところ、解像感、ノイズの出方、ともに圧倒的な差が確認できました。画角を揃える場合は明らかにセンサーサイズと総画素数がクオリティに反映しますが、一方で同じ焦点距離のレンズでクロップイメージを比較すると、描写力に大差は無いと判りました。ここで疑問なのは、何故、同じように 8bitJPEG に書き出してもファイルの情報量が２倍以上も差があるのでしょうか。RAW データ時は E-M5III は12bit、GFX100S は 16bit であるため、ファイル情報量に差が出るのは当然ですが、JPEG 変換しても、１画素当たりの情報量は16bit からの情報の方が大きいまま残るのでしょうか。そしてもう一点、最も気になる部分ですが、何故センサーサイズが大きいとダイナミックレンジや色階調を広くとることが出来るのでしょうか。上記のように１億画素の画像をクロップして二千万画素にしても16bit の階調が残るのであれば、何故マイクロフォーサーズは 16bitRAW の画像を生成できるセンサーを搭載できないのでしょうか。 ご説明頂ければ幸いと存じます。何卒よろしく申し上げます。

[@user-kx6yb7ld1j]

風景撮影ならいいでしょうが、ラフに人物を撮影しながら背景のそこそこピントがあっていた方がいいとなると小型センサーのほうが楽かもしれません。使い方次第ですね。

[@camera_club_TV]

おっしゃる通りですねー。

[@user-sm5ue1mb3x]

ニコンのP1000を使ってます。 鳥なんかを撮るとチョット離れただけで影の部分がのっぺりしてしまいいます。 とてもメーカー推奨のISO800は使えません。 ISO400でも考えてしまうレベルです。 この写りで「感度を上げない事は悪い」とか「感度を上げて手ブレの失敗を無くす」と言われても、其れはフルフレーム機の話しだろ？と思ってしまいます。

[@AKB50dayo]

センサーサイズが小さいと、デジスコ同様に、手持ちは無理です！　三脚&レリーズ&イソ感度100~400まで。結局手持ちは塗り絵画像なります。

[@user-sm5ue1mb3x]

@@AKB50dayo　様 余程で出ないと昼間でも三脚を使ってます。 構図を決める為等必要です。 いろいろ弄ると本当に塗り絵になります‥‥。（笑） ビデオにしてもピントが合っているのに探しに行ってピントを外します。（笑） シングルタスクのようで、一つずつしか作業をしませんしね‥‥。

[@MN-te9yd]

初めまして、他の方の質問にもありましたが例えばフルサイズとマイクロフォーサーズ双方のカメラにに同じレンズ、同じ焦点距離で画素ピッチが同じくらいになるようなサイズの設定にして撮影した場合ですが、映る範囲は違いますがカメラによる絵作りは違うとしても同程度の画質になりませんか？。よろしくお願いします。

[@どろた]

毎回勉強になる記事をありがとうございます。 ところでフォーマットによるボケ量の違いについてなんですが、画角が同じレンズでAPS-Cの絞りはフルフレーム1段、マイクロフォーサーズは2段分と言われてますが、その段に合わせればボケ量は全く同じになるものでしょうか?

[@AKB50dayo]

結論から言うと同じにはなりません！　玉ボケの大きさが、違いますね(^_^)v

[@どろた]

@@AKB50dayo ご教示ありがとうございます。実写で比較したことがないのでよくわかりませんでした。

[@HSEISYU]

再投稿前の動画で口径Dについて質問させていただいたもので、 ご返信及びご意見をいただきましてありがとうございます！ 私の質問コメントといただいたご回答が消えてしまっているようでして、 KZbinの通知画面に残っている前半しかご回答が読めていない状態です…。 「面積比に関係なく、同じISO感度設定なら、F値を下げて撮影するとシャッタ速度が速くなりますから」 というご回答の部分は見えているのですが、現時点での私の理解では ISO感度が100でどちらのセンサーサイズでもこれ以上感度を下げられない場合はおっしゃる状態となり、 受光面積の広いフルサイズの方が受け取れる光子の総数も多くなるため 結果としてダイナミックレンジを広く取れ、S/Nもよくなる、と理解しています。 確かに、こちらのケースでは口径Dで考えるべきではないですね…。 一方で、少し暗くISO感度が上がるような局面では ご回答いただいておりました「同じISO感度設定なら」という前提が崩れ、 例えばマイクロフォーサーズではフルサイズ比でF値を2段上げることで 同じシャッタースピードのままISO感度を2段下げることができるようになり、 その結果ボケ量もS/N比もほぼフルサイズ相当になると考えています。 （マイクロフォーサーズは受光面積が1/4ですが、F値を2段下げて4倍の光量を集めると センサー全体に届く総光子数がフルサイズと同じになるため） といった理解で、ISO感度が動くケースに限り常にF値で2段分の差が出るため、 現在も「ボケ量やS/N比はF値ではなく口径Dが重要」と考えて問題なのではないかと考えています。 ということで、口径Dで考えてよいのはISO感度が上がる時だけということになりますでしょうか。 また、ノイズやS/N比についても色々と種類があるようで、 集めた光子の総量でS/Nが決まるショットノイズ以外にも色々あるみたいで これも口径Dで一概に議論するのはややこしいでしょうか…。 以上の私の理解にも色々とおかしいところもありそうですが、 間違い等がございましたらご意見をいただけますと幸いです。 また、多くの質問に全て対応するのは大変ということは承知していますので、 これからも色々と質問させていただくかもしれませんが またご返信が可能な時だけご回答いただけますと幸いです笑

[@camera_club_TV]

大変失礼しました。申し訳ないです。 フルフレームはアパーチャが広いので、光子の数が多いのは面積比だけの話で、本来1画素で考えるべきです。ですからダイナミックレンジに関しても、定性的に1画素サイズの大きなセンサが有利になります。アパーチャーの大きさは関係ありません。 先の回答で書いた内容は、口径Dは集光力と分解能（理想レンズレイリーリミット）は向上します。が、写真に関する露出はF値ですべて決まります。つまり、口径Dが大きくて良くなるのは理論的に分解能が向上するだけで、ノイズやS/Nとは別のお話です。 ちょっとややこしいかもしれませんが、納得いくまでご質問してください。

[@HSEISYU]

@@camera_club_TV 引き続きご返信ありがとうございます！ お言葉に甘えさせてていただいて、引き続き思考を書かせていただきます。 いただきましたご返信で引っかかる部分はなかったのですが 私自身がフルフレームとマイクロフォーサーズで画素数が同じ、 つまり画素サイズ比が４倍という仮定を置いていたことに気づきました。 ということで、こちらの仮定ではいかがでしょうか。 元々の発想としては、画角全体で比較したボケ量もF値で2段分の差が出ることと、 画素サイズが1/4に小さくなるのであれば、画素あたりフルフレームと同じ光量を集めるために 4倍の光を画素に当てるためF値を2段下げれば良いのではないか、と考えていました。 実際には、センサーに4倍の光を当てると飽和してしまうので、できないことに気づいています。 （この時点でF値ではなく口径Dで考えるのに無理が出てきていることは既に承知しています） ただ、暗いシーンではマイクロフォーサーズで画素に4倍の光を当てても飽和の問題は起こらないので F値を2段下げてISO感度を2段下げることにより、フルフレームと同じ光量を集められるため フルフレームと同じダイナミックレンジやS/N比を得られるのではないかと考えました。 この時、F値では2段の差がありますが口径Dは全く同じになります。 ボケ量や光量などをセンサーサイズ間で比較する時、F値は常に2段分を換算して考える必要がありますが、 （俗に換算F値と言われているものです） 口径Dで考えればこの換算の必要がないのではないかという発想です。 ちなみにですが、以前のレイリー限界について解説されている動画についても見返してきました。 画素サイズが小さくなると像面で分解できる2点の幅aに対してシビアになっていきますが、 ここでもフルフレーム相当の光量やボケを得ようとしてF値を2段下げると、 分解できる幅aも半分になって、それぞれが打ち消し合いますね。 結局、レイリー限界についてフルフレームとマイクロフォーサーズで比較する時 F値であれば2段換算すれば同じになりますが、口径Dだけで決まってくるように見えるのも興味深いですね。 何度も長文で書き込ませていただき申し訳ありませんが、 もしお気づきのことがございましたらご返信いただけますと幸いです。

[@Milepoch]

フルサイズ用レンズも使えるのがAPSの利点だった、そう使えば画質はフルサイズ相当 APS用高級レンズを開発してもフルサイズ用に追いつけない、あほくさいからやらない 安く小さく軽く作った方が世のため人のため という事は? オリンパスがEマウント、マイクロフォーサーズのままで、なんてのはアリよね

[@user-ij9it7vo3n]

例が惜しい感じがしますね 肌や毛の方が差がわかりやすいんじゃないでしょうか？ 感光部が大型の写真機に変えたとき、一番感動したのは肌のキメが残っていて 全体に透明感があったときでした もっともEOS kissからα7IVで世代も格も違いますから感光部の大きさ以外が 影響していて的外れなのかもしれませんけど

[@Milepoch]

大きな画素と小さな画素とすべき フルサイズ高画素機はマイクロフォーサーズに近くなる それだけで説明付かないのはレンズのせい フルサイズ用もマイクロフォーサーズ用も加工精度は同じ たとえば直径当たりの誤差をパーセントで考えたらフルサイズ用は精度2倍 精度は絶対値ではなくパーセント

[@Nis-vl6xg]

何故だろうか?既視感が…

[@camera_club_TV]

ごめんなさい。ノイズ指摘をいただいたので再投稿しました。

[@mbczljgd]

料理の例えがあったけどまさに同じお寿司でも回転寿司で満足する人とそうでない人と似てるわね。結局はプロでもない限り写真はお財布との兼ね合いになりそうね。それから長い目で見ればフルフレームはデータ量が大きいからパソコンの容量にも影響与えますよね。

[@camera_club_TV]

PCのストレージがなんぼあっても足らなくなります。ｗ

[@kapokimuramasa]

マイクロフォーサーズの方はノッペリとした絵画のようなと表現していますが、空の雲などを見るとフルフレームよりも階調豊かのように見えます。 Y/C分離のところの説明がよく分からなかったので、もう少し詳しく説明して頂けませんか？カメラ内の画素処理でY/C分離という処理をしているのでしょうか？

[@camera_club_TV]

はい、カメラ内でまずY/C分離します。 この時、どれだけ周りの情報を取り込んで、どう計算するかで、解像感や色ノリも変わってきます。

[@kapokimuramasa]

ベイヤー配列のセンサーから出てくる信号はA/D変換されRGBのデータになり、デモザイク処理を経て画像データになりますが、カメラ内でのY/C分離とはどこの処理のことを指しているのでしょうか？その後のポストプロセスのことでしょうか？

[@tty3087]

@@kapokimuramasa YC分離はアナログTVでの話なので、デジタルカメラとは全く関係ないですよね。まあデモザイクとの言い間違いでしょう

[@kapokimuramasa]

まぁとにかく誤った情報を拡散するようなことが無ければいいんですけどね…

[@menoigarashi3168]

同じレンズを使うところまでは良かったですが、光学焦点距離を同じにしなかったのが良くないですね。同じ光学焦点距離で比較すれば、今回のセンサーは両方ともピクセルピッチおおよそ同じですので、拡大しても解像度に差が出ることはないはずですから。 ただし、どうしても同一の換算焦点距離の下で比較を行いたいのであれば、せめて画素数を揃えるべきだったなと思います。

[@energy-freeenergydrink7774]

高周波ノイズが消えていないです…

[@camera_club_TV]

うーん、まだか もう一度やり直してみます 一旦、削除

[@energy-freeenergydrink7774]

@@camera_club_TV ちなみに1:35あたりから出ています。

[@hato5271]

前より小さいけど1:35から…。チーチリリリリリ...。かいつまんで飛ばしてみていくと大きさに多少の変化はあるけど以後も続いていますね。聞きづらくはないですが解説動画だからいいやにするか、技術動画だから詰めなあかんでしょとするか。^^;;;

[@camera_club_TV]

今回はこれでご勘弁ください。m(_ _)m どうもスピーカーとハウってるようですね。以後気を付けます。 PCで聞くと全く聞こえなくて、スマホだと出てきます。

[@energy-freeenergydrink7774]

@@camera_club_TV 原因がわかってよかったです。

[@kyotomitch]

スマホでいいじゃん！　至言ですね　写真を楽しむ裾野はスマホで広がりましたが、一見良さげに見える絵作りで満足してしまいカメラまで食指が向かないんだと思います（しかも良いとされる基準もなんか微妙ですし） 盛大にオーブのようなゴーストを生じてもそれをヨシとして製品化してる某有名スマホの光学系の設計者が求めてる「良い写真」って何なんでしょうね？

[@user-kg6vk3hh1v]

スマホで撮ってスマホで見るしか しないであろう若い女の子が旅先で、『スマホで十分やんw』って、 レフ機を構えた自分を横目に友達に言って居た時、非常～にモヤモヤしました。 「お嬢さん、2Lサイズ以上で お部屋に飾ってご覧なさい？ ごめんなさいする事になるよ？」 と、今度は言おうと！さすがに思いませんが、もうちょっと調べて発言してほしいものですねw だいさんの動画は、いつも為になって助かります☆ ありがとうございますo(^o^)o

[@thes3886]

300mmと150ｍｍのレンズ設定では同じレンズと言えないですね。残念です。

[@saltysugar4259]

同じレンズとはいいながらズーミング位置が違いますねえ。まあFFのほうが過失的に不利な望遠側ですけど。追加検証として、それぞれの同じようなグレードで同じ画角の純正レンズで比べていただきたい。あとはA3と全倍での違いかな。現実的作品サイズということです。これに関して理論的考察はされていましたが、今回のように一目瞭然にしてほしい。 あと、重さと大きさについての扱いが軽すぎると感じます。４５と35㎜では機動性などがあまりに違い、同じ土俵で戦えないため、35㎜が台頭していったわけで、比べると、FFとm43では撮影現場においてそんなに違いはありません。とはいえ、一日中カメラをぶら下げて歩かないといけない撮影（素人の旅行写真も含まれます）において、FF一式は文字通り荷が重すぎます。

[@hajimeolive]

ちゃんと同じ画像で比較するのなら被写界深度とシャッタースピードと画角を合わせて撮影しないといけないのではないでしょうか？同じF値ではフルフレームが有利に見えるのは当たり前だと思うのですが・・・

[@Mr.Camera]

同感です。