Главная » Железо » Параметры объективов для видеокамер. Размер матрицы все, что нужно знать Что такое Smart ИК, Smart IR

Параметры объективов для видеокамер. Размер матрицы все, что нужно знать Что такое Smart ИК, Smart IR

Добрый день, друзья!

Продолжаем сегодня знакомство с . Привел ссылку, где обзорно рассказывал о принципе работы фотокамер. Далее мы детальнее остановимся на отдельных элементах, о которых в общих чертах фотограф должен иметь понятие. Если будут встречаться непонятные для вас определения или термины, ничего страшного, просто продолжайте читать, и вы обязательно поймете суть. Уверен в этом! А важно именно общее понимание.

Статья довольна объемная, поэтому для удобства навигации оформил для вас содержание 🙂

Матрица в фотоаппарате. Что это такое?

Матрица в камере – это основной элемент, при помощи которого мы получаем изображение. Также часто называется сенсором или датчиком. Представляет собой микросхему, состоящую из фотодиодов – светочувствительных элементов. В зависимости от интенсивности попадающего света фотодиод формирует электрический сигнал разной величины, который впоследствии преобразуется в цифровой при помощи отдельного АЦП или встроенного в матрицу.

Матрица фиксирует свет и превращает его в набор битов (0/1), который затем формирует цифровое изображение.

Выглядит она следующим образом:

Матрица в фотоаппарате

Блестящая прямоугольная пластина по центру – это она и есть. А по краям фотографии .

Дискретная структура матрицы

Основу составляют очень маленькие фотодиоды или фототранзисторы, которые фиксируют свет и превращают его в электрический сигнал. Один такой фотодиод формирует один пиксель выходного цифрового изображения.

Небольшое отступление для тех, кто, возможно, не знает. Цифровое изображение состоит из множества точек, которые наш мозг «склеивает» в целостную картинку. Если таких точек будет недостаточно, мы станем замечать дискретность структуры, иными словами, станет казаться, будто изображение «распадается», являясь мозаичным, плавные переходы исчезнут.

Давайте рассмотрим фотографию собаки.

Дискретная структура матрицы на примере собаки

Не обращайте сейчас внимания, что она черно-белая. Абстрагируйтесь от понятия цвета, это другая тема, в данный момент так лучше будет воспринимать информацию. Матрица фиксирует электрический сигнал разной величины в зависимости от интенсивности света. И, если отнять специальные фильтры, предназначенные для получения цветного изображения, то выходная фотография получается как раз черно-белой. Кстати, камеры, снимающие исключительно в ЧБ, также существуют.

Схематически нанес на изображение сетку, иллюстрирующую дискретную, т.е. прерывную структуру матрицы. Каждый квадрат иллюстрирует минимальный элемент матрицы – пиксель, формируемый фотодиодом, на который попадает свет N-ой интенсивности и на выходе преобразуется в пиксель цифрового изображения N-ой яркости. К примеру, левый верхний угол темный – значит, на этот участок матрицы попало мало света. Шерсть, напротив, светлая – значит, туда попало больше света и электрический сигнал был иным. Естественно, изображение состоит из намного большего числа квадратиков, тут лишь схематическое изображение.

Матрица – аналог пленки

Раньше, когда не было цифровых фотоаппаратов, в качестве светочувствительного элемента, то бишь матрицы, использовалась пленка. В принципе конструкция пленочного фотоаппарата от цифрового не слишком сильно отличается, в последнем больше электроники, а вот «приемник» света совершенно иной.

Когда в пленочном фотоаппарате вы нажимаете на кнопку спуска, открывается затвор, и свет попадает на пленку. До момента закрытия затвора происходит химическая реакция, результат которой – изображение, хранящееся на пленке, но невидимое глазу до момента проявки. Пример такого химического процесса – разложение галогенида серебра на атомы галогена и серебра.

Как видите, сама суть совершенно другая. Пишу это для того, чтобы вы запомнили, что в современном мире матрица выполняет функции пленки, т.е. формирует изображение. Кстати, разница между ними в хранении: пленка является непосредственно и местом хранения конечного изображения, в цифровой фотографии изображение сохраняется на картах памяти.

Экспонирование матрицы

Важный термин, который часто используют фотографы. Означает сам процесс получения фотоснимка. Т.е. когда вы нажали кнопку спуска затвора, последний открылся и свет стал попадать на матрицу, говорят, что идет ее экспонирование. Идет до тех пор, пока затвор не закроется.

Вы можете услышать словосочетания «во время экспонирования…», «процесс экспонирования…», «при экспонировании…». Обычно слово «матрица» опускается, и говорят просто – экспонирование.

Характеристики матрицы

Нужно отдавать отчет, что матрицы сильно различаются друг от друга, и в различных ценовых диапазонах им присущи те или иные качества. Этот элемент можно считать «сердцем» камеры, как двигатель в машине или процессор в компьютере. Хотя ни машина, ни компьютер с одним только двигателем или процессором работать не станут, тем не менее эти элементы определяют потенциал системы. Сложно ожидать, что машина с двигателем малого объема сможет демонстрировать чудеса проворности в гонках. Так и с камерой – в бюджетном диапазоне они оборудуются ограниченными по возможностям матрицами, и от них сложно ожидать бесшумной картинки при съемке на длинной выдержке. Понятно, что есть характеристики, которые категоризуют матрицы по возможностям. К их рассмотрению и перейдем.

Для начала перечень основных характеристик:

физический размер;
разрешение;
соотношение сигнал/шум;
чувствительность ISO;
динамический диапазон
тип матрицы (устарело).

Теперь рассмотрим все детально.

Физический размер матрицы фотоаппарата

Матрица представляет собой прямоугольную пластину, которая собирает свет, и естественным образом имеет размеры. Выше мы рассматривали дискретную структуру матрицы, где уяснили, что она состоит из пикселей, которые в физическом смысле представляют собой фотоэлементы, превращающие попадающий свет в электрические заряды.

Соответственно, физический размер матрицы определяется величиной пикселей и расстоянием между ними. Чем больше будет расстояние между пикселями, представляющее собой изоляционный слой, тем меньше будет нагрев матрицы, тем выше будет соотношение сигнал/шум и чище выходная картинка.

Идем далее. Размер матрицы – это один из важнейших параметров, на который обязательно стоит обращать внимание. Для начинающих фотографов упрощенно отмечу, что размер матрицы – самая важная ее характеристика .

На практике отмечается в миллиметрах, либо обозначением формата, либо в дюймах диагонали сенсора. Формат – это просто наименование матрицы с определенными размерами. Называют так для упрощения. Что касается дюймов, то тут история тянется с измерения площади изображения на трубчатых телевизорах. Записывается, например, так: 1/1,8″. Не стоит производить математические вычисления, задаваясь целью определить физический размер диагонали и посчитать размеры сторон. Это просто обозначение, не имеющее математической силы. Важно лишь понимать, что матрица с диагональю 1/2,7″ заметно меньше, чем с 1/1,8″. Приведу популярные размеры:

На что влияет размер матрицы?

Чем больше размер матрицы, тем лучше

Это не всегда так, и с утверждением можно поспорить, но в общем случае это соответствует действительности. Более опытные читатели предвкушают переход темы в холиварное русло «Кроп vs полный кадр»:) Не стану сейчас потакать их желаниям, ведь мы говорим о фундаментальных вещах! Вернемся к теме.

От размера матрицы зависит:

шумность изображения;
динамический диапазон;
глубина цвета;
габариты камеры.

Опосредованно с изменением размера матрицы изменяется ГРИП и угол обзора, т.к. для получения снимка в том же масштабе приходится менять другие параметры (фокусное расстояние, расстояние до объекта съемки).

Чем больше матрица, тем:

Менее шумное изображение. Физики скажут, что чем больше света попадает на фиксирующую его поверхность, тем меньше нагрев, меньше погрешность при квантовании и, следовательно, меньше влияние постороннего шума. Изображение при одних и тех же условиях получается более «чистым» и детализированным. Конечное изображение будет содержать меньше лишней информации, вызванной «помехами». Теперь более практичное определение. При равном количестве пикселей и одинаковой технологии чем больше матрица, тем меньше шума будет на снимке при съемке с недостаточным освещением. Попросту говоря, на фотографии будет меньше посторонних точек, мешающих просмотру. Например, намереваясь снимать с рук сумеречные портреты, предпочтительно обладать камерой с матрицей большого размера.Чем меньше матрица, тем меньше изолирующие элементы между пикселями. По этой причине возникает повышенный нагрев, что в электронике всегда плохо, ухудшается соотношение сигнал/шум и количество шума на получаемом изображении растет в сравнении с моделями, обладающими большими матрицами. Давайте посмотрим на пример:
Слева условно изображение, получаемое с камеры с большей матрицей, справа – с меньшей. Условия съемки одни и те же. Увеличьте изображение. Достаточно посмотреть на небо. Разница может варьироваться, но тенденция сохранится (при условии, что матрицы схожи по технологиям и поколениям). На практике шум отлично просматривается в светах, и, вытягивая тени на одну и ту же величину, на камере с большей матрицей вы сможете получить более чистую картинку. Под вытягиванием понимается увеличение экспозиции в редакторе, в данном случае в тенях – в них начинают проявляться детали. Если вы предпочитаете следующие жанры: вечерние/ночные пейзажи, портреты в режимное время, когда света не очень много, динамичную репортажную съемку, обратите внимание на уровень шума матрицы выбранной камеры. По размеру желательно выбирать камеры с матрицами, начиная от APS-C формата.
Шире динамический диапазон (об этом далее в статье).
Больше глубина цвета . Глубина цвета — показатель, определяющий, насколько мелкие цветовые изменения может различить камера. Т.е. при большей глубине цвета незначительные переходы в полутонах будут смотреться более естественно и близко к видимому глазом. Будет записано больше информации о полутонах. Это проявляется, например, на почти однотонных пейзажах.
Больше камера. Непреложный факт – если вы хотите снимать на камеру с большей матрицей, придется мириться с ее увеличенными размерами. Взглянув на рынок фотоаппаратов, становится понятно, что не существует, например, небольших полнокадровых камер, хоть и пытаются такие сделать. А мобильная фотография ограничена размером сенсора.
Больше угол обзора можем получить при прочих равных условиях .
Размер матрицы не влияет на угол обзора!!! Перспектива, получаемая на одном и том же объективе, установленном на разных камерах будет отличаться. Но при одинаковом ЭФР (эквивалентном фокусном расстоянии) изображение будет примерно одинаковым. Если вам понятия перспективы и ЭФР мало о чем говорят, ничего страшного, просто читайте дальше, рассказываю важную суть «на пальцах». Если взять один и тот же объектив, то, снимая на фотоаппарат с матрицей большего размера, вы получите более широкий обзор. Примем приближение объектов при съемке на фотоаппарат с большей матрицей за 100%. Тогда этот же объектив на меньшей матрице обеспечит приближение >100% (приближение будет кратно уменьшению размера матрицы). Такой же эффект можно смоделировать, вырезав из фотографии (снятой на большую матрицу) часть кадра и растянув его до исходного размера. Иными словами, мальчик, которого сфотографировали на 35 мм объектив на камеру с APS-C матрицей (посмотрите таблицу размеров матриц), будет ближе, чем этот же мальчик, сфотографированный на такой же объектив, но на полнокадровую матрицу (FF). Солнце на горизонте, снятое на матрицу меньшего размера, будет «расположено ближе» к нам:
Меньше ГРИП можно получить при прочих равных условиях . Это еще один интересный аспект, который вводит фотографов в заблуждение и требует рассмотрения. Забегая наперед, ГРИП (глубина резко изображаемого пространства) определяет, на каком расстоянии от точки фокусировки объекты будут находиться в зоне резкости. Размер матрицы не влияет на ГРИП!!! Но, чтобы на разных камерах при одинаковых фокусных расстояниях масштаб изображения был одинаковым, на камерах с меньшими матрицами придется отойти подальше либо изменить фокусное расстояние, что в свою очередь уже как раз влияет на ГРИП, увеличивая его. Поэтому на камерах с большими матрицами проще получать «размытые» фотографии.

Это не все, но основные моменты, критичные для фотографа, на которые прямо или косвенно влияет размер матрицы фотоаппарата и которые для себя нужно четко уяснить.

Тип матрицы

Определяет принцип, по которому работает матрица. Существовало две основных технологии:

CMOS (КМОП – комплементарная логика на транзисторах);
CCD (ПЗС – прибор с зарядовой связью).

Матрицы, основанные на обеих технологиях, накапливают свет. Только в первой мельчайшим структурным элементом является диод, во второй – транзистор.

Что касается качества изображения, то во времена широкого распространения обеих технологий считалось, что CCD матрицы обладали более приятным, «ламповым» цветом, в то же время CMOS меньше шумели, но структура шума отличалась.

На сегодняшний день абсолютное большинство камер комплектуется матрицами CMOS типа, как менее шумными и более энергосберегающими. Поэтому вопрос выбора по этому параметру не стоит. Это лишь памятка при использовании устаревших камер.

Чувствительность матрицы. ISO

От чувствительности матрицы зависит соотношение выбранной экспозиции и параметров изображения на выходе. Попросту говоря, чем больше вы устанавливаете чувствительность (меняется в настройках камеры), тем менее освещенные элементы вы сможете зарегистрировать. Но при этом будут расти шумы. За эквивалентный параметр чувствительности принят параметр ISO. Начинается от 50 – это минимальная чувствительность, на которой изображение, насколько возможно, чистое и неподверженное шумовому разрушению. Шаг изменения формируется умножением на 2. Т.е. следующая чувствительность ISO – 100, далее 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400… Конечно же, камеры снимают и на промежуточных значениях, например, 546. Но для удобства шагов в стопах принято считать, как описал выше. Про ISO, стопы и прочее сейчас особо не беспокойтесь.

Важно понять, что, снимая один и тот же сюжет (например, дерево в сумерках), при повышении ISO его яркость увеличится. Картинка будет казаться светлее. Также важно понять, что на камере с большей матрицей при одинаковом ISO шумов будет меньше.

Далее для тех, кто хочет знать больше. Есть такое понятие – EI (exposure index). Он определяет соотношение между сигналом, передаваемым с матрицы и параметрами его преобразования в цветовое пространство. Что он позволяет? При одних и тех же настройках экспозиции мы имеем возможность получить изображение различной яркости.

Поступая на матрицу, свет формирует сигнал (выходное напряжение), который в АЦП конвертируется в цветовое пространство. Наиболее распространенное – sRGB. При этом происходит его усиление. Если сигнал слабый, нужно его усилить больше. EI становится другим. Камеры предустанавливают заданный диапазон значений EI, который для упрощения называется ISO. Пошло с пленочного мира и сейчас используется для удобства. Диапазон зависит от возможностей матрицы. Например, на старых зеркалках не было возможности установить ISO 6400 просто из тех соображений, что при такой чувствительности качество изображения из-за шумов станет неприемлемым. Далее про усиление слабого сигнала.

Соотношение сигнал/шум

Следующая характеристика матрицы, неразрывно связанная с чувствительностью – соотношение сигнал/шум. Думаю, суть вам уже ясна. Выражаясь простым языком, это соотношение определяет, сколько полезного сигнала (света от снимаемого вами объекта) и шума будет содержаться в конечном изображении.

Выше мы говорили о том, что при попадании света на матрицу ее фотоэлементы генерируют сигналы в виде выходящего напряжения. Допустим, получается напряжение 0,2 В. Пусть это, к примеру, соответствует чистому зеленому цвету согласно sRGB пространству при ISO 200. Прикрывая диафрагму или делая короче выдержку, мы уменьшаем попадаемый на матрицу световой поток. Напряжение на матрице станет не 0,2, а 0,1 В (для примера, конечно). Что при заданном ISO 200 будет соответствовать не чистому зеленому цвету, а более темному зеленому с грязноватыми примесями. Если мы выставим на камере ISO 400, то напряжение автоматически поднимется до 0,2 В, и мы получим изначальный чистый зеленый цвет.

НО! При этом на матрице формируется плохая составляющая в виде шума, который при базовом ISO не заметен. Но, усиливая сигнал, мы также усиливаем и шум. В разумных пределах это допустимо и не критично. Важно понимать ту грань, когда последующее увеличение чувствительности и, соответственно, соотношения сигнал/шум ведет к неприемлемым результатам.

Допустим, вы снимаете друзей для публикации личных фотографий в социальные сети. Они не слишком заморачиваются безукоризненным качеством фотографий и хотят получить классные эмоции, яркие и приятные снимки. В таком случае небольшой или даже значительный шум, корректируемый в редакторе, не станет проблемой. Но, если вы фотографируете пейзаж и желаете его потом распечатать размером 30×40 см или больше, то лучше изначально выставлять минимально возможное ISO. В принципе, при съемке пейзажей придерживайтесь правила изначальной установки минимального ISO. Просто поставили его и забыли, дальше работайте с остальными параметрами.

Сигнал/шум также зависит от размера пикселя. Поэтому переходим к следующему параметру.

Разрешение матрицы

Популярный параметр, который до сих пор в некоторых магазинах применяется в качестве основного.

В технической документации можно увидеть, например, 6000 x 4000. Это значит, что по ширине расположено 6000 фотоэлементов, фиксирующих свет, а по высоте – 4000. Перемножив, получим общее количество фотоэлементов (пикселей) на матрице – 24000000. Для читабельности пишут 24 МП. Размерность – мегапиксели. Приставка «мега» соответствует степени 10 в 6й степени.

Больше мегапикселей не равно лучше

Современные камеры обычно комплектуются матрицами от 16 МП и выше. Но сейчас не редкость и 36 МП, и 42 МП. Встречаются модели и с большим разрешением. В этом и заключается традиционная маркетинговая уловка, на которую раньше, да и сейчас тоже, «ловят» покупателей, предлагая приобрести камеры с высоким разрешением, «забывая» о сопутствующих подвохах и вообще не интересуясь целями покупателя. А мы копнем чуть глубже и поинтересуемся размером пикселя.

Физический размер пикселя – очень важная характеристика, измеряется в мм или мкм. Если пиксель больше, то он сможет собрать больше света, и соотношение сигнал/шум будет выше со всеми вытекающими последствиями. Т.е. такая матрица при прочих равных будет шуметь меньше.

Определить очень просто. Возьмем матрицу популярного APS-C формата с разрешением 24 МП, что соответствует физическому размеру примерно 23.6 x 15.8 мм. Разрешение в пикселях – 6000 x 4000. Значит, по длинной стороне 6000 точек нашего выходного изображения формируется на 23.6 мм. Делим физическое расстояние на количество точек и получаем размер пикселя, составляющий примерно 0.004 мм. Если матрица такого же поколения, аналогичной структуры и физического размера обладает большим разрешением, то размер пикселя будет меньше, что увеличит нагрев и шумы. Говорят, нагрев примерно на 8 градусов ведет к двукратному росту шумов.

Практические особенности размера пикселя:

Шумы. Как неоднократно рассматривали, при прочих равных меньше пиксель = больше шумы.
Увеличенная шевеленка. Меньший пиксель более чувствителен к дрожанию рук и смещению камеры по отношению к снимаемому объекту. Представьте, будто пиксель по размеру соответствует теннисному мячу, а вы снимаете кота. Пиксель в виде теннисного мяча фиксирует свет, соответствующий темному пятну на шерсти кота. Если вы немного пошевелите матрицу с такими пикселями, то на этот пиксель вероятнее всего будет попадать свет от этого же темного пятна. Смещение не вызовет глобальных проблем в изображении. Предположим, что снимаем этого же кота на камеру с матрицей, обладающей маленькими пикселями, и на определенный пиксель попадает ворсинка пятна кота. Немного сместив камеру, получится, что пиксель будет фиксировать другую ворсинку.Таким образом, детализация растет, но изображение становится смазанным. Для определенных целей это подходит лучше, но требует больших навыков от фотографа и имеет свои особенности при съемке отдельных жанров.
Повышенные требования к объективу. Меньший физический размер пикселя говорит о том, что для получения детализированной фотографии разрешающая способность объектива должна быть выше. Объектив тоже имеет разрешающую способность, и на каждый миллиметр матрицы он может спроецировать ограниченное количество точек. Большей разрешающей способностью обладают более дорогие объективы. При этом, если разрешающая способность объектива ниже таковой у матрицы, то изображение будет недостаточно детализированным. Говорят, что «матрица не раскроется». По факту система не сбалансирована и результат будет, как на более дешевой, но сбалансированной технике.Разрешающая способность фотоаппарата, как целостной системы, не превышает разрешающей способности каждого из компонентов (матрицы или объектива). В идеале, их разрешающая способность должна быть примерно равна. Но практика, как обычно, вносит массу корректив.
Больше разрешение – мощнее компьютерное железо. Чем больше разрешение, тем большие требования предъявляются к компьютеру при обработке. Если вы желаете получить хорошие результаты и даже не снимаете в RAW (советую все-таки перейти к RAW’у), то вам все равно придется «вертеть» изображение в Photoshop’е или другом редакторе. А при разрешении 24 МП, 36 МП или выше это может быть проблемой. Даже если небольшие правки вносятся достаточно шустро, то небольшие задержки на большом фотосете будут раздражать и сильно красть время.

Динамический диапазон матрицы

Динамический диапазон (сокращенно ДД) определяет максимальный яркостной диапазон снимка.

Каждый пиксель обладает своей яркостью. Для упрощения будем рассматривать яркость отдельных участков кадра, например, неба. Допустим, вы снимаете городской пейзаж в яркий солнечный день, и в кадр попадает яркое небо и очень темные здания. Если вы экспонируете кадр (определяете экспозицию) по небу, то на выходе получается хорошо проработанное небо и темные или почти черные здания. Наоборот, экспонируя по зданиям, получаем их нормальную яркость, но при этом неба совершенно нет, вместо него белое пятно. Сталкивались с такой ситуацией? Думаю, наверняка.

Так вот динамический диапазон как раз определяет то, насколько широкий яркостной участок сможет охватить камера без потерь информации в самых светлых и самых темных частях кадра.

Динамический диапазон – это неизменная характеристика матрицы, зависящая от технологии производства. Мы можем лишь сузить его, установив большое значение чувствительности ISO, что, как вы понимаете, нежелательно.

На этой фотографии внизу достаточно темные участки, а вверху – яркие солнечные лучи, и съемка ведется в контровом свете, против солнца. Это заведомо тяжелые для камеры условия, создается слишком высокий контраст.

А вот еще более яркий пример с выбитым небом. Фактически классика, такого в папках многих людей предостаточно, и с этим нужно что-то делать.

Недостаточный динамический диапазон матрицы

В таком случае говорят, что снимаемая сцена не укладывается в динамический диапазон камеры. И нужно прибегать либо к перекомпоновке кадра, чтобы снизить контраст сцены, либо к использованию художественных приемов, обыгрывая недостатки техники, либо использовать технику его расширения (HDR). Вы резонно спросите: «Но ведь мы же видим одновременно и голубое небо, и темные детали. Как же так?». Сей факт можно отнести к несовершенству техники. Динамический диапазон глаза превышает диапазон камеры где-то в 2 раза.

Резюмируем

Сразу хочу развеять ваши сомнения. Цель этой статьи — заложить у вас понимание, что и как работает. Не расстраивайтесь, если многое непонятно — главное, создать «полочки» в вашей голове, структуру, а потом по мере надобности заполнять их информацией. Но материал, безусловно, важен и является костяком для понимания фотографии. Поэтому, если совсем ничего непонятно, перечитайте еще раз либо вернитесь к нему позднее. И специально для вас сделаю краткую выдержку из того, что желательно отложить у себя в голове:

Матрица – это один из важнейших элементов в камере, который фиксирует свет, превращая его в электрические сигналы. Не может быть заменена в камере. Является аналогом пленки в пленочных фотоаппаратах.
Процесс получения снимка, когда открыт затвор, называется экспонированием.
Матрица имеет множество характеристик. Размер – одна из важнейших, по нему косвенно можно предполагать остальные параметры. Как класс автомобиля – от седана B-класса не ждешь огромного пространства, как в седане E-класса, каким бы продвинутым и дорогим он ни был.
Выбирая камеру с тем или иным размером матрицы, стоит понимать ее достоинства и недостатки и быть готовым ими пользоваться. Маленькая матрица больше всего страдает в условиях, когда света недостаточно. Если планируете развиваться в сфере фотографии и вам это действительно нравится, советую обратить внимание на формат Micro 4/3 или остановиться на APS-C варианте.
Качественная матрица — залог хорошего изображения. При выборе камеры нужно начинать с нее. С другой стороны, в крайности бросаться тоже не нужно – дорогая полнокадровая камера с дешевым объективом вряд ли принесет хороший результат. Точнее, он будет хуже, чем мог бы быть. Но сегодня камеру с откровенно плохой матрицей нужно поискать.
Не гонитесь за высоким разрешением. Даже минимального в современных камерах будет за глаза.
Вообще по приоритету, что важно для получения качественного изображения, . Рекомендую прочесть, если еще не читали. Если у вас сложилось впечатление превосходства технических параметров над творчеством, эта статья покажет вам обратное, подводя к мысли, что важен баланс. Возможно смещение в творческую сторону. Но смещение в сторону технофильства ни к чему хорошему в плане результатов не приводит.

И конечно же, я к вашим услугам! На все возможные вопросы в рамках моей компетенции всегда готов ответить в комментариях.

Свет проходит через объектив, затвор открывается, и момент зафиксирован на сенсоре камеры. Этот чип жизненно важен в процессе создания цифровых изображений. Однако вы, возможно, имеете довольно слабое представление о том, как это все работает. Если вы хотите рассеять магию работы вашей цифровой SLR, можете остановить свои поиски на сегодняшней статье о сенсорах фотоаппаратов.

Мегапиксели и разрешение

Если существует вещь, которую среднестатистический пользователь камеры знает о сенсоре, это количество мегапикселей. Так любимое начинающими, число мегапикселей на сенсоре камеры определяет объем данных, которые могут быть ею зафиксированы.

Что на самом деле означают мегапиксели? Каждый «мегапиксель» (миллион пикселей) способен фиксировать биты цвета, в результате чего создается изображение. Давайте в качестве примера возьмем файл с моего Nikon D300. Максимальное разрешение, выдаваемое D300 - 4288 x 2848. Большая сторона изображения состоит из 4,288 пикселей, а меньшая - из 2,848 пикселей. Если мы перемножим 4288×2848, в итоге получится 12.2 миллиона. Хотите знать количество мегапикселей в D300? Вы его узнали, 12.2 мегапикселя (Никон считает его как 12.3).

Мегапиксели - значимый показатель возможностей сенсора камеры, но больше мегапикселей - не всегда лучше. Одна из причин того, что компании имеют некоторое ограничение в числе мегапикселей, которые они могут поместить в сенсор, это то, что большее количество мегапикселей обычно приводит к более высокому уровню шума.

Существует также закон убывающей отдачи. Цифровые фотоаппараты были в состоянии производить отпечатки большого размера в течение многих лет с 6 или меньшим количеством мегапикселей. Эта ситуация не собирается меняться - любая камера, которую вы собираетесь приобрести сегодня, дает возможность получать большие отпечатки.

Однако перед тем как переходить на 18-мегапиксельную камеру, спросите себя, зачем вам нужно такое большое разрешение. В то время как профессионалы могут нуждаться в огромном разрешении для своих целей, если вы только начинаете свой путь в фотографии, не покупайтесь на миф о мегапикселях.

Не поймите меня неправильно, дополнительное разрешение замечательно для дальнейшей выкадровки. Просто не покупайте одну камеру за другой только лишь из-за мегапикселей. И наконец, мегапиксели отображают лишь одну из возможностей камеры.

Шум и чувствительность сенсора

Пункт «ISO» в меню камеры служит для настройки чувствительности сенсора к свету. В дни пленочных камер, понятие ISO было связано с пленкой, которую вы заправляете в камеру, и значение это не может быть изменено, пока вы не доснимаете катушку пленки. Цифровые сенсоры имеют преимущество в плане возможности настройки от кадра к кадру.

Вы, вероятно, знаете, что когда вы фотографируете в условиях слабого освещения, вам стоит увеличить ISO, чтобы иметь возможность снимать на приемлемой выдержке. Друг однажды спросил меня, почему, если высокие ISO позволяют фиксировать больше света, мы не снимаем всегда на самом высоком из возможных значений ISO? Не даст ли это тот же эффект, что и супер-быстрый объектив и длинная выдержка?

Он был прав, задав этот вопрос - по факту, увеличение ISO действительно увеличивает гибкость выбора выдержки и диафрагмы. Однако за все надо платить. Сенсор камеры работает лучше всего на самом низком значении ISO. Именно на нем вы сможете получить самые лучшие цвета, самый низкий уровень шума и самое лучшее качество всего изображения.

Шум, в целом, это эквивалент пленочного зерна в цифровую эру. Это те маленькие забавные точечки, которые вы видите, в особенности на темных снимках. Я провел тест на моем Nikon D300, чтобы вы могли увидеть разницу между значениями ISO.

Когда значение ISO увеличивается, может вырасти также уровень шума и ухудшиться общее качество изображения.

Характеристики ISO варьируются от сенсора к сенсору. Одно из самых серьезных достижений современных фото-технологий состоит в обеспечении прекрасных показателей высоких ISO в новых камерах. Вчерашние ISO 400 совпадают по качеству с сегодняшними ISO 800. Границы работы в условиях слабого света продолжают подниматься до уровней, которые ранее были недостижимы.

Размер сенсора

Не все сенсоры камер устроены одинаково. Каждая компания использует свои собственные технологии и спецификации в разработке новейших сенсоров для новейших камер. Используемые спецификации оказывают огромное влияние на общее качество сенсора и, в итоге, на изображения, которые можно получить с его помощью.

Один из главных факторов, определяющих качество изображения, это физический размер сенсора. Именно поэтому цифровые зеркальные камеры позволяют получать, в общем случае, лучшие изображения, чем большинство «мыльниц». Размер сенсора в карманной камере - просто часть размера его коллеги в SLR-камере. Обычно большие сенсоры выдают лучшие показатели в ситуациях, требующих высоких ISO - эффект, который может быть подтвержден при сравнении «мыльниц» с DSLR даже начального уровня.

Вы также могли уже слышать об эффекте под названием «кроп-фактор». Этот термин помогает нам описать размер сенсора камеры относительно «стандартного» размера. Что такое стандартный размер? Точкой отсчета принято считать полнокадровый («full frame») сенсор, который имеет тот же размер, что и кадр в 35мм пленке. Любой сенсор меньше полнокадрового - с кроп-фактором.

Красная рамка очерчивает область, которая будет зафиксирована полнокадровым сенсором, а синяя - представляет область, видимую камерой с кроп-фактором.

Вы, вероятно, знаете что «кропнуть» (от англ. с rop - обрезáть) значит использовать выбранную часть изображения, или же выделить меньшую область из него. На камере с кроп-фактором поле зрения более узкое, чем на камере с полнокадровым сенсором.

Хотите верьте, хотите нет, но существуют сенсоры, по размеру большие, чем 35мм «полный кадр». Цифровой средний формат - развивающаяся область, востребованная предметными и студийными фотографами за огромное разрешение, которое такие сенсоры могут обеспечить. Phase One сейчас предлагает среднеформатную 80-мегапиксельную камеру, и ее конкуренты, такие как Mamiya и Hasselblad, очевидно, не собираются отставать.

Как работает сенсор?

Сегодня сенсоры цифровые. Раньше роль сенсора выполняла пленка. И то, и другое - носители, на которые записываются изображения. Объектив плюс некий тип сенсора - это базовое условие для создания изображения. В камере есть еще множество частей, но два этих элемента - ключевые для создания картинки.

Как я упоминал ранее, существует несколько разных технологий работы сенсоров камер. Два самых популярных вида - «CCD» (сокр. от англ. charge - coupled device - прибор с зарядовой связью, ПЗС-матрица) и «CMOS» (сокр. от англ. complementary metal oxide semiconductor - комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник, КМОП-матрица).

CCD-матрицы работают путем передачи электрического заряда и конвертирования его в цифровой сигнал. CMOS-матрицы используют красный, зеленый и синий фильтры и пропускают данные через металлическую проводку на фотодиоды. Большинство современных сенсоров - CMOS. CCD-матрицы, похоже, достигли своих технологических пределов, и в новых камерах встречаются реже.

В довесок к распространенным CCD и CMOS сенсорам, Sigma разработала собственный тип матрицы, названный «Foveon», что вызвало определенный ажиотаж. Используя запатентованную технологию, Sigma утверждает, что их новая камера SD1 будет способна создавать 46-мегапиксельные изображения на сенсоре размерности APS-C. Это достигается при помощи трехслойной матрицы, в которой каждый слой отвечает за 15.3 мегапикселя.

Некоторые оспаривают справедливость такого амбициозного утверждения, и пока камера не выпущена, судьи ждут. Но сенсор «Foveon» существует уже несколько лет, и другие камеры (с меньшим разрешением) его используют. Вы можете провести исследование и посмотреть, насколько вам понравятся результаты с этого сенсора.

Сенсор « Foveon » от компании Sigma претендует на ультра-высокие показатели разрешения за счет своей уникальной «слоистой» технологии.

Уход за сенсором

Вы заметили черные точки на своих фотографиях? Возможно, во время съемки пейзажей вы отметили небольшие темные области на ясном небе. Вы, конечно, можете легко убрать их при помощи штампа в Photoshop, но то, что вы видите, это пылинки на сенсоре. Точнее, частицы пыли на фильтре на поверхности сенсора.

Это, конечно, не большая проблема, но они раздражают, так что вы можете захотеть что-нибудь с ними сделать. Есть пара шагов, которые можно предпринять, чтобы очистить ваш сенсор от пыльных «зайчиков». Первая вещь, которую я бы рекомендовал, это использование воздушной груши типа «Rocket Blower», ей можно просто сдуть пыль с сенсора. Это вообще отличный инструмент, который стоит держать под рукой для очистки любого фотооборудования.

Чтобы использовать Rocket Blower, для начала переведите вашу камеру в режим ручной выдержки (bulb, B). В этом режиме нажатие кнопки спуска открывает затвор для проведения экспонирования и оставляет его в таком положении до повторного нажатия. Это позволяет получить доступ к обычно защищенному сенсору. После того, как зеркало поднято, используйте воздушную грушу, нажав на нее несколько раз и направляя поток воздуха на область сенсора. Если вы при этом будете держать камеру "вверх ногами", это гарантирует вам то, что сила притяжения сыграет свою роль в удалении пылинок.

Воздушная груша Rocket Blower - отличный инструмент для очистки сенсора.

Альтернативный метод состоит в «контактной» очистке, иначе говоря, это метод чистки, при котором вы касаетесь сенсора, чтобы удалить пыль и частички грязи. Этот тип очистки обычно используется, когда загрязнение более серьезное. Есть ряд методик, от работы с кисточками для сенсора до применения жидких растворов.

Помните, что серьезные профессионалы могут наругаться на вас за очистку этим способом. Использование ручной выдержки означает, что сенсор работает, а заряженные сенсоры (особенно CCD сенсор) действительно притягивают пыль. Чтобы «правильно» очистить вашу камеру, обратитесь к руководству по эксплуатации. Обычно существует некий режим очистки, который позволяет получить доступ к сенсору, когда он выключен, хотя, возможно, вам понадобится купить специальное устройство. Помня обо всем этом, я очищал мои сенсоры, пользуясь вышеуказанным методом, годами, без заметных негативных эффектов.

Когда моя камера нуждается в более серьезной чистке, я просто отправляю ее в сервис. Не стоит рисковать вашей камерой, пытаясь разобрать ее в домашних условиях.

Заключение

Сенсор в цифровых камерах совершил революцию в фотографии. Технология, кажется, улучшается каждый день, и кто знает, что станет возможным в следующие несколько лет? В последние 10 лет, как мы видим, цифровой сенсор стал частью повседневной жизни, а в следующие несколько лет могут быть произведены поразительные улучшения в характеристиках ISO и повышении качества изображения.

Дюймовочки. Выбираем камеру с сенсором типоразмера 1’’

Инициатива Nikon была встречена благосклонным недоумением. Было ясно, что такой размер матрицы позволяет делать камеры меньше, оптику – компактнее и проще, а саму систему в целом – дешевле. Однако упрямые законы физики заставляли эти фотокамеры нормально существовать лишь в одной единственной нише – бюджетных решений для любительской съёмки.

Спустя четыре года, можно сказать, что опыт Nikon с беззеркалками на матрице 1’’ оказался условно успешен – аппараты неплохо продаются, сменили уже полдесятка поколений, развились в три линейки и даже получили последователя-конкурента в лице всепроникающей Samsung.

Nikon 1 V1 - первая фотокамера в мире с матрицей типоразмера 1""

Однако реальная заслуга Nikon оказалась в другом: избрав размер 1’’, компания неожиданно вывела на рынок очень удачный технологический элемент – матрицу достаточно дешёвую, достаточно удобную и дающую достаточно качественную картинку. С одним – правда – уточнением: для любительского сегмента.

К сегодняшнему дню на базе матрицы типоразмера 1’’ выпущено 28 фотокамер, причём две из них – под премиальными брэндами Hasselbled и Leica, а 12 – со сменной оптикой.

Матрицу типоразмера 1"" признали "своей" даже премиальные брэнды

Остальные 14 фотокамер с матрицей типоразмера 1’’ – это модели с несменной оптикой. В отличие от строго бюджетных беззеркалок, их можно разделить на три группы. Ультразумы – камеры с оптикой, фокусный диапазон которых превышает значение 199 миллиметров ЭФР. Компакты – компактные камеры с трансфокальной оптикой универсального диапазона. Просьюмеры – те же компакты, но имеющие светосильную трансфокальную оптику.

Что приятно (для покупателей), в каждой из групп существует конкурентная борьба и возможность выбора. Активизировавшаяся на поле качественных компактов Canon выступила против Sony в каждой из ниш. Именно выбору удачных камер невзирая на марку мы и решили посвятить эту статью.

Ультразумы

В группе ультразумов с матрицей типоразмера 1’’ сейчас представлено пять аппаратов трёх компаний.

В частности, именно к «дюймовым» ультразумам формально можно отнести уникальную «просто камеру» Canon XC10, о которой . Напомним, что Canon создавала этот аппарат в соответствии с концепцией DSMC (Digital Still and Motion Camera), в рамках которой производитель стремится объединить удобство фото- и видеосъёмки в одном продукте.

Canon XC10

Canon XC10 получилась интересной камерой, хотя и без недостатков. У аппарата хороший диапазон фокусных расстояний и удобный дизайн. К ней можно подключать внешний микрофон, аппарат поддерживает работу с двумя картами памяти и записывает видео в формате Ultra HD. Однако с точки зрения фотографа, модель совершенно безосновательно лишена возможности записывать снятое в формате RAW. Ну и ещё одна претензия – не слишком впечатляющая светосила на предельном фокусном расстоянии (кстати, не слишком уж и большом – 241 мм ЭФР). В данный момент Canon XC10 стоит около 150 тысяч рублей.

Оставшиеся четыре камеры, как нам кажется, группируются в чёткую иерархию по диапазону фокусных расстояний, светосиле, дизайну и цене.

Canon PowerShot G3X

Так, с точки зрения универсальности заметно впереди Canon PowerShot G3X (), объектив которого охватывает фокусные расстояния от 24 до 600 мм ЭФР. На шаг от него отстаёт Panasonic Lumix DMC-FZ1000 с диапазоном 25-400 мм ЭФР. А Sony Cyber-shot DSC-RX10 и Sony Cyber-shot DSC-RX10 II с диапазоном от 24 до200 претендуют на звание «ультразумов» уже с большой натяжкой.

Sony Cyber-shot DSC-RX10

Зато по светосиле оптика Sony Cyber-shot DSC-RX10 () и Sony Cyber-shot DSC-RX10 II () впереди с большим отрывом – F/2,8 и никаких компромиссов в виде падения с ростом фокусного расстояния. У Panasonic Lumix DMC-FZ1000 светосила «плавает» с F/2,8 до F/4. А у Canon PowerShot G3X она снижается с всё тех же F/2,8 до F/5,6.

Sony Cyber-shot DSC-RX10 II

По дизайну и возможностям камеры сильно разнятся, однако, признаем, что Canon PowerShot G3X выглядит наименее впечатляюще. Из интересных особенностей можно выделить лишь сенсорный информационный дисплей с поворотным механизмом и наличие порта для микрофона. В Sony Cyber-shot DSC-RX10 к этому «богатству» (правда, тут дисплей не сенсорный) добавляется электронный видоискатель. Лучше всего с функциональностью и дизайном у Panasonic Lumix DMC-FZ1000 и Sony Cyber-shot DSC-RX10 II. Первый, помимо, поворотного дисплея, качественного (2,36 мегапикселя) видоискателя и микрофонного разъёма, может предложить видеосъёмку в формате Ultra HD, а второй аппарат добавит к этому высокую скорость серийной съёмки.

Panasonic Lumix DMC-FZ1000

Подытоживая всё сказанное выше денежными выкладками, перечислим аппараты с указанием их цены: Panasonic Lumix DMC-FZ1000 – около 55 тысяч рублей, Canon PowerShot G3X – 56 тысяч, Sony Cyber-shot DSC-RX10 – 63,5 тысячи и Sony Cyber-shot DSC-RX10 II – около 95 тысяч рублей.

	Разрешение и ISO	Объектив	Экран и видоискатель	Видео
Canon PowerShot G3X		24 – 600 мм ЭФР	3.2″ 1,62 МПикс Откидной, Сенсорный	1920 x 1080 (60p)
Canon XC10		24 – 241 мм ЭФР	3″ 1,03 МПикс Откидной	3840 x 2160 (30p) 1920 x 1080 (60p)
Panasonic Lumix DMC-FZ1000		25 – 400 мм ЭФР	3″ 0,921 МПикс 3 степени свободы	1920 x 1080 (60p)
Sony Cyber-shot DSC-RX10		24 – 200 мм ЭФР	3″ 1,23 МПикс Откидной	1920 x 1080 (60p)
Sony Cyber-shot DSC-RX10 II		24 – 200 мм ЭФР	3″ 1,23 МПикс Откидной	3840 x 2160 (30p) 1920 x 1080 (60p)

Источник: ZOOM.CNews

Компакты

Нишу компактов с матрицей типоразмера 1’’ в ближайшее время ждут заметные изменения. Благодаря анонсированной в середине октября модели PowerShot G9X, компания Canon пытается разрушить сложившуюся здесь с 2012 года монополию Sony. Первые итоги борьбы можно будет подвести уже после Нового года (Canon PowerShot G9X появится в продаже в ноябре), однако, и сейчас можно сделать кое-какие прогнозы.

Когда Canon PowerShot G9X появится на полках магазинов, в качестве конкурентов ему будут противостоять модели Sony Cyber-shot DSC-RX100 и Sony Cyber-shot DSC-RX100 II. Аппараты появились в 2012 и 2013 году соответственно и за время присутствия на рынке успели заметно подешеветь. В настоящее время Sony Cyber-shot DSC-RX100 стоит 33 тысячи рублей, а Sony Cyber-shot DSC-RX100 II – 40 тысяч. Заявленная Canon стоимость PowerShot G9X составляет 530 долларов США. При всей сложности курсовых прогнозов, можно предположить, что камера будет стоить в России от 34 до 42 тысяч рублей. То есть, на ценовой шкале окажется между Sony Cyber-shot DSC-RX100 и Sony Cyber-shot DSC-RX100 II.

Canon PowerShot G9X

Прежде, чем продолжить, кратко перечислим отличия двух аппаратов Sony. Во-первых, у Sony Cyber-shot DSC-RX100 II матрица с задней подсветкой (BSI-CMOS) это позволяет добиться лучшего соотношения сигнала к шуму на высоких значениях ISO. Во-вторых, у Sony Cyber-shot DSC-RX100 II есть фирменный разъём для подключения внешней вспышки или электронного видоискателя. В-третьих, информационный дисплей Sony Cyber-shot DSC-RX100 II крепится к корпусу на поворотный механизм. В-четвёртых, более новая камера имеет встроенный модуль Wi-Fi с функцией NFC и может синхронизироваться со смартфонами. Оба аппарата Sony используют несъёмный объектив с диапазоном 28 – 100 миллиметров ЭФР и плавающей светосилой F/1,8 – F/4,9. Габариты камер весьма схожи: 102x58x36 миллиметров у Sony Cyber-shot DSC-RX100 и 102x58x36 миллиметров – у Sony Cyber-shot DSC-RX100 II.

Размеры Canon PowerShot G9X - 98x58x31 миллиметров. На данный момент это самая маленькая камера на матрице типоразмера 1’’. Однако, хоть модель и относится к классу компактов, выбирать её только лишь за габариты довольно странно.

Sony Cyber-shot DSC-RX100

Самый существенный недостаток Canon PowerShot G9X на фоне камер Sony – меньший диапазон фокусных расстояний: от 28 до 84 миллиметров ЭФР. Конечно, миллиметры в положении «теле» легко «наращиваются» обычным кадрированием готового фото – благо разрешение в 20 мегапикселей позволяет проводить подобные процедуры. Но… факт есть факт: оптика Canon несколько хуже чем у Sony и Carl Zeiss.

В остальном Canon PowerShot G9X старается соответствовать цене и по характеристикам балансирует между Sony Cyber-shot DSC-RX100 и Sony Cyber-shot DSC-RX100 II. Так, матрица у него – честная BSI-CMOS, которая позволяет надеяться на хорошую детализацию и низкий «шум» на высоких значениях ISO. Внешнюю вспышку камера использовать не в состоянии, видоискателя тоже нет. Информационный дисплей у Canon PowerShot G9X сенсорный, качественный – но намертво зафиксированный на задней стороне корпуса. С модулем Wi-Fi, технологией NFC и синхронизацией со смартфонами у аппарата всё в порядке – камера выпущена в 2015 году, когда эти опции стали практически стандартными. Если же попытаться найти что-то уникальное, что отличает Canon PowerShot G9X от конкурентов, то это окажется… режим замедленной видеосъёмки Timelaps.

Как мы видим, по формальным признакам Canon PowerShot G9X выглядит довольно средне. Если бы камере пришлось конкурировать только с Sony Cyber-shot DSC-RX100, возможно, всё было бы неплохо. Однако наличие на рынке Sony Cyber-shot DSC-RX100 II, чьи характеристики предпочтительней (несмотря на солидный возраст камеры), делает вопрос о выживаемости новинки вопросом цены на неё. Надеемся, что наши предсказания о стоимости Canon PowerShot G9X слишком пессимистичны. И у аппарата будет шанс на успех.

	Разрешение и ISO	Объектив	Экран и видоискатель	Габариты и масса
Canon PowerShot G9X		28 – 84 мм ЭФР	3″ 1,04 МПикс Сенсорный	98 x 58 x 31 мм
Sony Cyber-shot DSC-RX100		28 – 100 мм ЭФР	3″ 1,23 МПикс	102 x 58 x 36 мм
Sony Cyber-shot DSC-RX100 II		28 – 100 мм ЭФР	3″ 1,23 МПикс Откидной	102 x 58 x 38 мм

Это первый и, пожалуй, один из основных параметров при выборе. Размер сенсора влияет наглубину резкости в кадре и светочувствительность матрицы. Глубина резкости (Depth of Field, DoF) - это расстояние, внутри которого изображение сохраняется резким. В классическом портретном кадре лицо находится в фокусе, а фон “размывается” для того, чтобы обратить внимание зрителя на объект - человека. Это эстетический прием, который обычно ассоциируют с кинофильмами, где он используется очень часто. Когда объект находится в фокусе, а фон вне фокуса, говорят, что глубина резкости малая (обычно на крупных и средних планах). Когда все объекты в кадре резкие, говорят, что глубина резкости велика (отрезок снимаемого пространства, объекты в котором резкие, большой). Чем меньше размер сенсора камеры, тем больше глубина резкости на одном и том же фокусном расстоянии объектива, и тем сложнее получить размытый фон.

Размер сенсора любительских видеокамер обычно около 1/4 дюйма (3.6х2.7мм). Это значит, что практически все, что попадает в кадр на фокусных расстояниях до 50-85мм (в эквиваленте 35мм-объектива) будет резким (фон будет также резким, либо размытым минимально). Просьюмерские камеры в большинстве своем имеют сенсор в 1/3 дюйма (4.8x3.6мм) (1/2” или 6.4x4.8мм для Sony EX-1/EX-3), и также дают довольно большую глубину резкости на таких фокусных расстояниях. В то время как это упрощает съемку (легче наводить на резкость), это не дает возможности получить красивую мелкую глубину резкости кинообъектива.

Кинопленка обладает размером кадра, который можно принять за эталонный. Это Super 35mm (24.89х18.66мм). Пленочные фотокамеры работают с несколько большим размером кадра - 35мм (36х24мм). Фактически, эти системы используют пленку одного размера, только в кино кадр расположен поперек, а в фото - вдоль хода следования пленки. Эти размеры кадра дают ту малую глубину резкости, за которой гоняются фильммэйкеры всех мастей.

На картинке ниже видны различные кадры/сенсоры в сравнении.

Размеры кадра в сравнении

К размеру сенсора в 35мм приближаются только 2 категории камер - это цифровые кинокамеры (RED, Silicon Imaging, Arri Alexa) и цифровые зеркальные фотокамеры (DSLR). Если с камерами уровня RED вам вряд ли удастся поработать на вашем коротком метре, то с цифровой зеркалкой это будет гораздо вероятнее. В случае с Canon 5D Mark II размер сенсора равняется полному фотокадру (35мм, см. выше 35mm still), Canon 1D Mark IV близок к тому (APS-H, 28.7x19мм), а Canon 7D Mark II обладает размером сенсора APS-C (сравнив его с Super 35mm вы увидите, что они практически равнозначны).

Что это означает на практике? Что сегодня на очень малом бюджете (просьюмерском) можно получить характеристики изображения, близкие к кино- и фотопленке. В данном случае речь идет только о глубине резкости, но во-первых это достаточно важно, а во-вторых, остальные характеристики зеркалок не так сильно отстают от пленки.

По поводу светочувствительности, закономерность очень простая. Чем больше размер сенсора, тем больший поток света попадает на площадь кадра и тем выше чувствительность и меньше шумы. Съемка любительскими видеокамерами в условиях плохой освещенности всегда дает очень шумную картинку, в то время как Canon 5D снимает практически без шумов даже в условиях малой освещенности.

На практике это транслируется в меньшее количество света, которое вам нужно для работы, и соответственно в меньших финансовых и временных затратах на его аренду/покупку и установку.

Датчик изображения (сенсор) является одной из самых важных частей вашей цифровой фотокамеры, так как, по сути, он захватывает в кадр желаемое изображение. Но как же он работает? Давайте разберемся.

Если у вас есть фотокамера со сменным объективом, то вы можете увидеть датчик изображения, отсоединив объектив. Не трогайте его, так как любые его царапины или пятна сразу же будут видны на ваших фотографиях!

Как работают датчики изображения?

Разработанные с теми же предпосылками, что и традиционные фотопленки, цифровые датчики изображения предназначены для поглощения световых лучей. После того, как интенсивность и цвет попавшего на датчик света записана, информация преобразуется в электрические сигналы, которые, в свою очередь, используются для создания мгновенного цифрового изображения.

Из чего они сделаны?

Датчик изображения в основном состоит из трех слоев, каждый из которых играет определенную роль в записи света, который в свою очередь преобразовывается ими в изображение. Верхний слой датчика изображения чаще всего изготавливается из кремния, материала, который хорошо поглощает свет. Под этим слоем находятся маленькие микролинзы, которые направляют свет на находящийся под каждой линзой свой пиксель. Прежде чем свет достигает каждый пиксель, он проходит через слой фотодиодов, которые реагируют на различную длину световых волн. Они также помогают датчику определять интенсивность света (яркий и темный) и записывают его цвета.

Что такое пиксель?

Сенсором фотокамеры состоит из миллионов пикселей, каждый из которых отвечает за определенную область вашего цифрового изображения. Количество пикселей, которым располагает сенсор, определяет, сколько мегапикселей имеет данный тип фотокамеры. Чем больше количество мегапикселей, тем выше разрешение получаемого вами изображения.

Как записывается яркость света и его цвет?

Датчик изображения является монохромным. Он может определить интенсивность света, но не его цвет. Для того чтобы он имел такую возможность, поверх датчика укладывают слой светочувствительных фотодиодов. Фотодиоды фильтруют свет по длине его световых волн, помогая датчику правильно определять цвета.

Большинство фотокамер используют систему Bayer filter (фильтр Байера). Фильтр заставляет каждый пиксель реагировать на один из первичных цветов — красный, зеленый или синий (RGB). Эти цветные фотодиоды выложены чередующимися рядами, в одном из которых расположены красный и зеленый, а в другом синий и зеленый. Зеленых светодиодов больше, так как человеческий глаз наиболее восприимчив к этому цвету. Затем процессор фотокамеры с помощью метода цветовой интерполяции, обеспечивает правильность отображения всех оттенков и тонов полученного изображения.

Размеры датчиков изображения

Производители фотокамер часто хвастаются высоким значением количества их мегапикселей. Эти значения могут ввести в заблуждение потребителей в мышлении, что чем большим количеством мегапикселей обладает фотокамера, тем лучшие изображения она будет продуцировать. На самом деле, для того чтобы получить качественные фотоснимки, необходимо соблюдать баланс между физическими размерами датчика и количеством присутствующих в нем мегапикселей. Если ваш датчик не является достаточно большим, чтобы на нем надлежащим образом можно было разместить все пиксели, то в результате качество изображения не будет лучше, чем, если бы вы снимали фотокамерой с малым числом мегапикселей.

Для того, чтобы убедиться, что ваша фотокамера имеет потенциал для продуцирования качественных фотоснимков, посмотрите сколько мегапикселей расположено на вашем датчике по отношению к его размерам. Например, датчик типа APS-C, размер которого обычно составляет 23,6х15,7 мм, будет производить изображения гораздо лучшего качества, если на нем разместить всего 14 мегапикселей, а не скажем 22 мегапикселя. Это связано с тем, что более крупные пиксели являются более чувствительными к количеству света и деталям изображения, что приводит к получению более качественных фотоснимков.

Полноразмерный датчик изображения (35 мм). Устанавливается на профессиональных цифровых зеркальных DSLR фотокамерах, и обычно называется полноразмерной матрицей, которая имеет те же размеры, что и 35-мм фотопленка.
Датчик APS-C (23х15,7мм). Такой датчик изображения устанавливается на большей части зеркальных и CSC фотокамерах среднего класса и начального уровня.
7,5х5,7 мм. Датчики такого размера обычно встречаются в компактных фотоаппаратах. Однако, не смотря на свои небольшие размеры, они могут производить достаточно качественные фотоснимки, если на них расположено не слишком большое количество мегапикселей.

Типы датчиков изображения

Наряду с различными размерами, существуют два основных типа датчиков изображения — CMOS и CCD. Оба они предназначены для преобразования, проецируемого на них света в электрические сигналы, которые фотокамера преобразует в цифровое изображение. Разница заключается в методе, с помощью которого они осуществляют эти преобразования.

CCD — В CCD (Charged Couple Device) сенсорах, каждый пиксель захватывает порцию света, а затем перемещает записанную информацию на края датчика, где она преобразуется в электрические сигналы. Эти электрические сигналы, в свою очередь, используются для получения цифрового изображения. Будучи достаточно точным, этот метод преобразования требует довольно большого количества энергии от аккумулятора фотокамеры.

CMOS – Сенсоры CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) автоматически преобразуют свет в электрический сигнал, как только он попадает на поверхность каждого пикселя. Это делает их гораздо эффективнее, дешевле и позволяет обходиться намного меньшим количеством энергии, что делает такие датчики весьма популярными.

Live MOS — Такие производители фототехники, как Leica, Panasonic и Olympus применяют в своих фотокамерах совершенно иной тип датчиков, которые называются Live MOS. Эти датчики можно считать переходным звеном между CMOS и CCD сенсорами. По оценкам специалистов качество их изображения соответствует сенсорам CCD типа, но при этом они обладают энергетической эффективностью датчиков CMOS.

Просмотров