Что такое матрица в фотоаппарате и её основные параметры
Матрица фотокамеры служит для преобразования попадающего на нее с объектива светового потока в электрические сигналы, которые затем камера и преобразует в снимок. Делается это при помощи фотодатчиков, расположенных на матрице в большом количестве.
Что такое матрица фотоаппарата — это микросхема, состоящая из фотодатчиков, которые реагируют на свет.
Структура самой матрицы является дискретной, то есть состоящей из миллионов элементов (фотоэлементов), преобразующих свет.
Поэтому в характеристиках фотоаппарата как раз и указывается количество элементов матрицы, которое мы знаем как мегапиксели (Мп). 1 Мп = 1 миллиону элементов.
Именно от самой матрицы и зависит количество мегапикселей фотоаппарата, которое может принимать значение от 0.3 (для дешевых телефонных фотоаппаратов) до 10 и больше мегапикселей у современных фотоаппаратов. Например, 0,3 Мп это в переводе уже 300 тысяч фотоэлементов на поверхности матрицы.
Характеристиками матрицы можно считать такие параметры:- Физический размер
- Разрешение (мегапиксели)
- Светочувствительность
- Отношение сигнал-шум
Внешний вид матрицы
Сама матрица фотоаппарата формирует черно белое изображение, поэтому для получения цветного изображения, элементы матрицы могут покрывать светофильтрами (красный, зеленый, синий). И если сохранять фотографию в формате JPEG и TIFF, то цвета пикселей фотоаппарат вычисляет сам, а при использовании формата RAW пиксели будут окрашены в один из трех цветов, что позволит обработать такой снимок на компьютере без потери качества.
Физический размер
Еще одной характеристикой матрицы является размер. Обычно размер указывается как дробь в дюймах. Чем больше размер, тем меньше шума будет на фотографии и больше света регистрируется, а значит, больше оттенков получится.
Размер матрицы очень важный параметр всего фотоаппарата.
Разные размеры матрицы
Чувствительность и шумы
В фототехнике применительно к матрицам используется термин «эквивалентная» чувствительность. Происходит это потому, что настоящую чувствительность измеряют различными способами в зависимости от назначения матрицы, а применяя усиление сигнала и цифровую обработку, можно сильно изменить чувствительность в больших пределах.
Светочувствительность любого фотоматериала показывает способность этого материала преобразовывать электромагнитное воздействие света в электрический сигнал. То есть, сколько нужно света, что бы получить нормальный уровень электрического сигнала на выходе.
Чувствительность матрицы (ISO) влияет на съемки в темных местах. Чем больше чувствительность можно выставить в настройках, тем лучше будет качество снимков в темноте при нужных диафрагме и выдержке. Значение ISO может быть от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч. Недостатком большой светочувствительности может быть проявление шума на фотографии в виде зернистости. Так же чувствительность участвует в настройке экспозиции.
Размер и количество пикселей
Размер матрицы и ее разрядность в мегапикселях связаны между собой такой зависимостью: чем меньше размер, тем должно быть и меньше мегапикселей. Иначе из-за близкого размещения фотоэлементов возникает эффект дифракции и может получиться эффект замыливания на фотографиях, то есть пропадет четкость на снимке.
Еще размер матрицы и ее разрешение определяют размер пикселя и соответственно динамический диапазон, который показывает возможность фотокамеры отличить самые темные оттенки от самых светлых и передать их на снимке.
Так же чем больше размер пикселя, тем больше отношение сигнал-шум ведь больший по размерам пиксель может собрать больше света и увеличивается уровень сигнала. Поэтому при одинаковом размере матрицы меньшее количество мегапикселей может быть даже полезнее для качества фотографии.
Чем больше физический размер пикселя (англ. pixel — picture element), тем больше он сможет собрать падающего на него света и тем больше будет соотношение сигнал-шум при заданной чувствительности. Можно и по-другому сказать: при заданном соотношении сигнал-шум будет выше чувствительность. Это означает, что можно увеличивать значение чувствительности при настройке экспозиции без боязни получить шумы на фотографии. Разумеется шумы появятся, только значение ISO, при котором это произойдет, будет разным для разных фотокамер. Поэтому зеркалки со своими большими матрицами по этим показателям сильно опережают компакты.
Размер пикселя зависит от физического размера матрицы и её разрешения. Размер пикселя влияет на фотографическую широту. Дополнительно о количестве мегапикселей.
Матрица на плате
Разрешение
Разрешение матрицы зависит от количества используемых пикселей для формирования изображения. Объектив формирует поток света, а матрица разделяет его на пиксели. Но оптика объектива также имеет свое разрешение. И если разрешение объектива не достаточное, и он передает две светящиеся точки с разделением черной точкой как одну светящуюся, то точного разрешения фотоаппарата, которое зависит от значения Мп, можно и не заметить.
И максимальным это разрешение будет, когда разрешение объектива соответствует разрешению матрицы. Разрешение цифровых матриц зависит от размера пикселя, который может быть от 0,002 мм до 0,008 мм (2-8 мкм). Сегодня количество мегапикселей на фотосенсоре может дистигать значения 30 Мп.
Структура матрицы
Отношение сторон матрицы
В современных фотоаппаратах применяются матрицы с форматами 4:3, 3:2, 16:9. В любительских цифровых фотоаппаратах обычно используется формат 4:3. В зеркальных цифровых фотоаппаратах обычно применяют матрицы формата 3:2, если специально не оговорено применение формата 4:3. Формат 16:9 редко используется.
Тип матрицы
Раньше в основном использовались фотосенсоры на основе ПЗС (прибор зарядовой связи, по-английски CCD — Charge-Coupled Device). Эти матрицы состоят из светочувствительных светодиодов и используют технологию приборов с зарядовой связью (ПЗС). Успешно применяется и в наше время.
Но в 1993 году была реализована технология Activ Pixel Sensors. Её развитие привело к внедрению в 2008 году КМОП-матрицы (комплиментарный металл-оксид-полупроводник, по-английски CMOS — Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor). При этой технологии возможна выборка отдельных пикселей, как в обычной памяти, а каждый пиксель снабжен усилителем. Так же матрицы на этой технологии могут иметь и автоматическую систему настройки времени экспонирования для каждого пикселя. Это позволяет увеличить фотографическую широту.
Фирма Panasonic создала свою матрицу Live-MOS-матрицу. Она работает на МОП технологии. Применяя такую матрицу можно получить живое изображение без перегрева и увеличения шумов.
Откуда берутся шумы на снимках и как их уменьшить.
Как можно почистить матрицу в зеркальном фотоаппарате.
Как размер матрицы влияет на качество снимков.
vybrat-tekhniku.ru
Таблица характеристик матриц цифровых фотоаппаратов
От редакции сайта Vt-tech.eu
Автор данной статьи — Владимир Медведев. Статья была опубликована на личном сайте автора по адресу:
vladimirmedvedev.com/dpi.html
Однако, автор решил полностью переделать сайт и статья пропала.
Статья очень хорошо и доступно раскрывает тему дифракции при высоких значениях диафрагмы, поэтому редакция сайта Vt-Tech никак не могла пройти мимо. Мы извлекли статью из архивов кэширующих сайтов и выложили здесь.
При экспорте статьи немного пострадали картинки: не все изображения из первоначальной статьи доступны.
Надеемся, что автор статьи не будет возражать против размещения её здесь.
Кто здесь
Эту таблицу я сделал уже много лет назад, для наглядного сравнения цифровых фотоаппаратов. В те годы было много путаницы даже с понятием «кропа» и «полного формата», не говоря уже про компактные и среднеформатные аппараты. Скудная информация была разбросана по многочисленным сайтам производителей фототехники, и сравнить камеры наглядно было практически невозможно. Всё это вводило в заблуждение многих фотолюбителей, разжигая яростные споры на профильных форумах.
Чтобы как-то упорядочить ситуацию и привести к одному знаменателю любые камеры — от мыльниц до среднеформатных камер, я решил использовать понятие плотности пикселей — DPI (хотя, возможно, будет правильней сказать ppi). Почему я выбрал именно этот параметр, который раньше нигде не использовался для этого? Просто потому, что имевшаяся в открытом доступе информация, позволяла рассчитывать его идеально точно, без погрешностей. Зная длину и ширину матрицы, а также количество пикселей, я мог без труда, абсолютно точно рассчитать их плотность. В качестве бонуса, понятие плотности пикселей, позволило сравнить матрицу любого размера с разрешением сканов с плёнки (DPI цифрового фотоаппарата и установленное DPI во время сканирования — по сути, одно и то же).
Удобная в использовании, наглядная таблица, позволила двигаться дальше, по пути познания технических характеристик матриц, и, со временем, обросла массой дополнительных «полезностей». Сегодня в таблице собраны самые разные параметры, имеющие отношение к матрицам цифровых фотоаппаратов. Это и размер пикселя, и точный кроп-фактор, и площадь матрицы, и дифракционное ограничение диафрагмы. С помощью этой таблицы можно легко отслеживать тренды развития фототехники, прогнозировать грядущие изменения или просто выбирать камеру.
Разобраться в многочисленных параметрах таблицы сходу не так просто. Помочь фотографу в этом должны специальные статьи, сопровождающие таблицу, раскрывающие её особый смысл.
Приятного чтения!
Часть первая. Увеличивает ли кроп-фактор способность объективов «приближать»?
Поскольку я занимаюсь фотографией дикой природы, часто бывает просто невозможно подойти ближе к объекту съёмки (из-за риска испугать животное или птицу). И тут во всесь рост встаёт проблема нехватки фокусного расстояния объективов (говоря простым языком — способности оптики «приближать удалённые объекты»). На заре цифровой фотографии, было крайне распространено мнение, что камеры с «кропнутой» матрицей увеличивают фокусное расстояние объективов в кроп раз. Тут я постараюсь объяснить, почему неправильно так думать.
Сейчас у меня есть две камеры. Одна полноформатная — Canon EOS 5D Mark II, вторая с кроп-фактором 1,6х — Canon EOS 20D. Кроп-фактор 1,6, означает, что диагональ матрицы 20D в 1,6 раза меньше, чем диагональ матрицы 5D MarK II. 43mm разделить на 27mm равно 1,6.
С кроп-фактором разобрались. Матрица уменьшилась. Но оптика то осталась прежней. Объектив, например, 300мм подходит как к 20D, так и к 5D Mark II. Что будет, если один и тот же кадр снять на 5D Mk II и на 20D? Самая наглядная и точная метафора — взять большой напечатанный кадр, и вырезать из него середину ножницами. Какая разница, резать матрицу или уже готовый кадр? Вот так:
Конечно, на вырезанном кадре птица выглядит крупнее. Часто, начинающими фотографами, это свойство кропа ошибочно воспринимается как плюс. Но на самом деле, плюсом вовсе не является. Зачем спешить, и «вырезать кадр» до съёмки? А если птица подлетит ближе, или нам захочется вырезать не середину, а край снимка? На полноформатной матрице мы можем резать как угодно, а можем вообще не резать. А вот кроп вариантов уже не оставляет. Вылезшие за край кадра крылья уже не вернуть, и потенциально хороший снимок отправляется в корзину.
примеры основных кроп-факторов: 1.3х, 1.6х и 2х
Спорить, что лучше, кроп или полный формат я тут не стану. Кроп может быть дешевле или быстрее. Тут у каждого своё решение. Вместо ненужных споров, предлагаю ответить на вопрос, какая характеристика камеры может по-настоящему способствовать качественному приближению? И ответ прост — плотность пикселей (столбик dpi в таблице). Для того, чтобы понять, почему это так, давайте рассмотрим ещё один пример из жизни. В этот раз, для удобства, возьмём две полноформатные камеры — 5D и 5D Mark II. Особо подчеркну, что для конечного результата совершенно не важно, полный формат у нас или кроп, тут играет роль только один параметр — плотность пикселей. У 5D это 3101 dpi, у 5D Mark II — 3955 dpi.
Представьте сафари: яркий солнечный день, низкая чувствительность ISO, отличная оптика. И вдруг мы видим дикого леопарда в 100 метрах от нас. Делаем снимок, и зверь скрывается. 100 метров — это далеко. Для того, чтобы кадр хорошо смотрелся, нам волей-неволей придётся сильно кадрировать, оставив 1/10 от полного кадра (для простоты подсчёта). Математика подсказывает, что кадр с камеры 5D (12мп) после кадрирования будет состоять из 1,2мп (12 разделить на 10), что очень мало и не годится для качественной печати. А вот снимок с 5D MII (21мп) будет состоять из 2,1 мп, что уже значительно лучше! И я ещё раз хочу подчеркнуть — совершенно не важно, кроп у нас, или полный формат. 20D, у которой плотность 3955dpi (как и у 5D Mark II), аналогичный кадр, в тех-же самых условиях, тоже состоял бы из 2,1 мп. Несмотря на то, что матрица там всего 8 мегапикселей. Тут играет роль только плотность пикселей.
Леопарда снять одновременно с двух камер не представляется возможным, поэтому я попробовал тест попроще, чтобы наглядно показать разницу от плотности пикселей. Два тестовых кадра, были сняты со штатива, с одинакового расстояния, с одинаковой оптики, с одинаковым фокусным расстоянием:
полный кадр выглядел так
при очень сильном приближении становится видна разница
Это не сравнение 450D против 1D Mark III. Это сравнение 3514 dpi против 4888 dpi. В этих условиях, аналогичный результат будет на любой другой паре камер с подобной плотностью пикселей. Просто когда я писал статью, у меня были именно эти две камеры, вот и всё.
Ps:
- Тесты проводились в хороших условиях, и рассматривались под большим увеличением. В реальной жизни, скорее всего, разница будет заметна ещё меньше. Стоит оно того или нет, решать только вам.
- Разумеется, качество 21 мегапикселя 5D Mark II, в сравнении с 12 мегапикселями 5D, будет заметно не только при сильном кадрировании. Надеюсь, это и так всем понятно.
Часть вторая. Меньше пиксель — больше шум
Из первой части можно сделать вывод — давайте наращивать плотность пикселей, что бы картинка была лучше. Но не всё так просто. Чем больше плотность пикселей, тем меньше площадь каждого конкретного пикселя (такой столбик тоже есть в таблице). Чем меньше площадь пикселя, тем меньше фотонов света он улавливает. Фотоны — это полезный сигнал. Чем их меньше, тем хуже соотношение сигнал/шум, тем хуже чувствительность камеры.
Скажу просто — камеры, которые мне приходилось тестировать, с размером пикселя менее 6 микрон, имеют плохую чувствительность и более высокий шум. Это моё мнение, мой опыт. Пока что никаких исключений в этом правиле я не видел. Возможно, когда-нибудь, технологии позволят делать новые камеры более чувствительными, но пока так. Возникает вопрос, что выбрать? Плотность пикселей или чувствительность? Тут всем придётся искать свой собственный ответ. Кому интересно моё мнение, смотрите следующие два абзаца, но… никому его не навязываю. 🙂
Я проанализировал свои снимки, за последние несколько лет, размышляя, может ли большая плотность пикселей увеличить качество моих снимков. Результат оказался очень неожиданным: снимков, качество которых можно улучшить за счёт плотности пикселей, оказалось крайне мало. Помимо моих кривых рук, виной тому стали многие естественные факторы — шумы, шевелёнка, качество оптики, «воздух», не точный АФ и пр. Причём, 90% снимков, которые можно было бы улучшить повышенной плотностью пикселей, в улучшении и не нуждались — все они и так обладали достаточным качеством.
Показательно, что большая часть некачественных фотографий страдала из-за недостатка чувствительности. Шевелёнка и шумы мне, как фотографу дикой природы, сейчас мешают гораздо сильнее. 16-25 мегапикселей на полном формате — мой идеал на сегодняшний день.
Также не стоит забывать про ДД — динамический диапазон, который очень тесно связан с шумами, т.к. они ограничивают его в тенях. Меньше пиксель — меньше и ДД. Выводы тут каждый сам для себя сделает. А тех, кому важнее окажется плотность пикселей, я хочу предупредить об ещё одном коварном враге, который будет вечно подстерегать Вас, и от которого Вам не скрыться. По крайней мере в этой Вселенной. Это дифракция…
Часть третья. Дифракция в фотографии. Теория
Для этой части моей статьи все рисунки взяты иззамечательного учебного пособия про дифракцию:
Tutorials: difraction & photography. Очень рекомендую
его всем, кто хочет глубоко разобраться в этой теме.
В этой части матрица ни причём, а отдуваться всё равно приходится. За физику. Какое отношение имеет дифракция к матрице цифрового фотоаппарата? Никакого. Но давайте рассмотрим, что же мы имеем ввиду под словом дифракция, когда говорим о головной боли фотографов?
Если не вдаваться в подробности, то дифракция — это физическое явление, которое мешает нам сильно закрывать диафрагму, снижая качество получаемого изображения.
Если рассмотреть причины дифракции, то мы увидим, что появляется она при прохождении света через диафрагму. После прохождения диафрагмы, лучи идут уже не столь прямо, как нам хотелось бы, а немного «расслаиваются», расходятся в стороны. В результате каждый лучик образует на поверхности матрицы не просто точку, а «кружок и круги по воде» — дифракционные кольца, или, как это ещё называют диск Эри (по фамилии учёного, английского астронома — George Biddell Airy):
Разумеется, что, в отличие от хорошо сфокусированной точки, подобные диски могут залезть на соседние пиксели, если те расположены достаточно плотно. А когда они лезут на соседние пиксели, мы прощаемся с хорошей резкостью.
Давайте рассмотрим это явление на примере. Зная размер пикселей, мы без труда построим сетку, обозначающую границы пикселей (пунктиром). Далее по формуле мы вычисляем диаметр диска Эри и для упрощения представляем его в виде пятна света. И попробуем наложить диски Эри, характерные для самых распространённых диафрагм, на нашу сетку. Для примера я взял размер пикселя камеры 5D MarkII, а значения диафрагм указаны под каждым рисунком:
Как вы видите, при неизменной сетке пикселей кружок Эри растёт. При f/16 он уже значительно залезает на соседние пиксели, что в реальной жизни будет размывать картинку, не давая нам попиксельной резкости. А при f/22 этот диск занимает почти всю площадь 9 пикселей!
Зная размеры этого кружка, я могу рассчитать максимально закрытую диафрагму, после которой дальнейшее закрытие, будет ухудшать фотографию. Этот параметр мой коллега с the-digital-picture.com называет DLA (diffraction limited aperture), что соответствует русскому термину ДОД (дифракционное ограничение диафрагмы). Однако мои расчёты числового значения этого параметра несколько отличаются от вычислений автора вышеуказанного сайта. Например, в своей формуле он, видимо, каким-то образом учитывает и размер всей матрицы (в частности, при равной плотности пикселей, значения DLA 40D (f/9.3) и 1D MarkIV (f/9.1) различаются). Это, конечно же, не может быть верным, когда мы говорим о дифракции на уровне пикселей. Впрочем, наши результаты не сильно расходятся, так что разницей можно принебречь. К тому же, в силу сочетания очень многих факторов (нечеткость границ диска, сложная структура ячеек матрицы и пр.), невозможно с абсолютной точностью назвать величину DLA, после которой начинает наблюдаться деградация изображения.
Итак, давайте посмотрим, как это работает. Для 5D MarkII (как и для 20D), DLA составляет f/10,8, что очень близко к рисунку выше с подписью f/11. В то же время, для Canon 1D (всего 4 mp, — самые крупные ячейки матрицы среди всех камер Canon), этот параметр составляет f/19,1. Давайте закроем диафрагму до f/16, и посмотрим, как будет выглядеть диск Эри, спроецированный на сетку пикселей 1D и на сетку 5D MarkII (или 1Ds MarkIII или 20D):
Как видно из этого примера, что позволено Юпитеру, не позволено быку. При съёмке на 1D мы легко можем закрыть диафрагму до f/16, а на 5D Mark II это приведёт к снижению возможной детализации.
Часть четвёртая. Дифракция в фотографии. Практика
Выше была лишь сухая теория. Она абсолютно верна, но не учитывает того, что оптика очень часто не способна выдать достаточной детализации, на диафрагмах уже DLA. Так как же дело обстоит на практике?
Действительно, оптика не всегда даёт качество, которое позволило бы нам видеть попиксельную резкость. Более того, как мы знаем, качество изображения растёт по мере закрытия диафрагмы. Из-за этого у качественной оптики мы можем заметить ухудшение качества из-за дифракции на диафрагмах близких к DLA, а вот у плохих это может произойти на значительно позже. Однако, если ухудшение наступает на одно или даже два значения диафрагмы уже DLA, это означает, что матрица камеры с этим объективом никогда не получает достаточно детаелй. Т.е. попиксельной резкости там не будет никогда, иначе дифракцию мы бы смогли заметить на уровне числового значения DLA.
Что же мы можем наблюдать на камерах с большой плотностью пикселей? Для примера возьмём новую (на момент написания этих строк) камеру Canon EOS 7D. DLA там составляет f/7,2. Что это значит? Это значит, что 7D сможет выдать попиксельную детализацию только на диафрагмах менее 7,2. Возьмём хорошую оптику и посмотрим на результат. Для этого обратимся за помощью к ресурсу The Digital Picture. Там мы можем найти снимок специальной тестовой таблицы на камеру 7D с использованием хорошей оптики (Canon EF 200mm f/2.0L IS USM). Сравним кадр, сделанный при диафрагме 5,6 и 8. Как мы видим, резкость незначительно ухудшается — теория работает! Теперь сравним 5,6 и 11 — вот тут уже идёт заметное падение резкости, причём не только по центру, но даже в углах!
Весь парадокс камер с высокой плотностью пикселей, что оптике и так сложно передать значительное количество деталей, а передать значительное количество деталей на диафрагмах шире, чем f/8… боюсь это задача лишь для действительно великолепных объективов. Таких, как Canon EF 200mm f/2.0L IS USM ~ за 6000$…
В заключение, для невнимательных читателей, я хочу ещё раз подчеркнуть, что дифракция не является параметром матрицы, искажает изображение до матрицы и не зависит от марки камеры (а если и зависит, разница минимальна и я её не учитываю).
Благодарю Дмитрия (Доктор Ктулху) за помощь, оказанную в процессе редактирования текста статьи.Таблица характеристик матриц цифровых фотоаппаратов
| Модель | Произв | Тип | Mp* | Кроп-фактор | Размер пикселя (микрон) | Площадь (мм2 ) | Размер матрицы (мм) | Размер матрицы (пикселей) |
DPI | DLA** | FF*** (mp) |
| C a n o n | |||||||||||
| 1D | Kodak | CCD | 4,1 | 1.3 х | 11,6 µm | 548,2 | 28,7 x 19,1 | 2464 x 1648 | 2181 | f/19,1 | 6,4 |
| D30 | Canon | CMOS | 3,1 | 1.6 х | 10,5 µm | 342,8 | 22,7 x 15,1 | 2160 x 1440 | 2417 | f/17,6 | 7,8 |
| 1Ds | Canon | CMOS | 11,0 | 1.0 х | 8,8 µm | 852 | 35,8 x 23,8 | 4064 x 2704 | 2883 | f/14,8 | 11,1 |
| 1D Mark II | Canon | CMOS | 8,2 | 1.3 х | 8,2 µm | 548,2 | 28,7 x 19,1 | 3504 x 2336 | 3101 | f/13,8 | 12,9 |
| 5D | Canon | CMOS | 12,7 | 1.0 х | 8,2 µm | 852 | 35,8 x 23,9 | 4368 x 2912 | 3101 | f/13,8 | 12,9 |
| 300D/D60/10D | Canon | CMOS | 6,3 | 1.6 х | 7,4 µm | 342,8 | 22,7 x 15,1 | 3072 x 2048 | 3400 | f/12,4 | 15,5 |
| 1Ds Mark II | Canon | CMOS | 16,6 | 1.0 х | 7,2 µm | 864 | ~ 36 x 24 | 4992 x 3328 | 3514 | f/12,1 | 16,5 |
| 1D Mark III | Canon | CMOS | 10,1 | 1.3 х | 7,2 µm | 525,5 | 28,1 x 18,7 | 3888 x 2592 | 3514 | f/12,1 | 16,5 |
| 1D x | Canon | CMOS | 17,9 | 1.0 х | 6,9 µm | 864 | 36 x 24 | 5184 x 3456 | 3657 | f/11,7 | 17,9 |
| 350D/20D/30D | Canon | CMOS | 8,2 | 1.6 х | 6,4 µm | 337,5 | 22,5 x 15,0 | 3504 x 2336 | 3955 | f/10,8 | 20,9 |
| 5D II / 1Ds III | Canon | CMOS | 21,0 | 1.0 х | 6,4 µm | 864 | ~ 36 x 24 | 5616 x 3744 | 3955 | f/10,8 | 20,9 |
| 5D III | Canon | CMOS | 22,1 | 1.0 х | 6,25 µm | 864 | 36 x 24 | 5760 x 3840 | 4064 | f/10,6 | 22,1 |
| 1000D/400D/40D | Canon | CMOS | 10,1 | 1.6 х | 5,7 µm | 328,6 | 22,2 x 14,8 | 3888 x 2592 | 4455 | f/9,6 | 26,6 |
| Canon EOS 1D Mark IV | Canon | CMOS | 16,1 | 1.3 х | 5,7 µm | 518,9 | 27,9 x 18,6 | 4896 x 3264 | 4455 | f/9,6 | 26,6 |
| Canon EOS 450D | Canon | CMOS | 12,2 | 1.6 х | 5,2 µm | 328,6 | 22,2 x 14,8 | 4272 x 2848 | 4888 | f/8,7 | 32,0 |
| 500D, 50D | Canon | CMOS | 15,1 | 1.6 х | 4,7 µm | 332,3 | 22,3 x 14,9 | 4752 x 3168 | 5413 | f/7,9 | 39,2 |
| 7D / 60D / 600D | Canon | CMOS | 17,9 | 1.6 х | 4,3 µm | 332,3 | 22,3 x 14,9 | 5184 x 3456 | 5905 | f/7,2 | 46,7 |
| 7D Mark II | Canon | CMOS | 19.96 | 1.6 х | 4,1 µm | 336 | ~ 22,4 x 15,0 (?) | 5472 x 3648 | ~ 6177 | f/6.9 | 50,3 |
| 5Ds (r) | Canon | CMOS | 50,3 | 1.0 х | 4,1 µm | 864 | 36 x 24 | 8688 x 5792 | 6130 | f/6.9 | 50,3 |
| N i k o n | |||||||||||
| D1/D1H | Sony | CCD | 2,6 | 1.5 х | 11,9 µm | 367,4 | 23,7 x 15,5 | 2000 x 1312 | 2143 | f/20 | 6,2 |
| D2H | Nikon | JFET | 4,0 | 1.5 х | 9,6 µm | 367,4 | 23,7 x 15,5 | 2464 x 1632 | 2641 | f/16,1 | 9,3 |
| D1X**** | Sony | CCD | 5,3 | 1.5 х | 5,9/11,9 | 369,7 | 23,7 x 15,6 | 4028 x 1324 | — | — | — |
| D700/D3/D3s | ? | CMOS | 12.1 | 1.0 х | 8,4 µm | 860,4 | 36,0 x 23,9 | 4256 x 2832 | 3003 | f/14,1 | 12,2 |
| D4 | ? | CMOS | 16,2 | 1.0 х | 7,3 µm | 860,4 | 36,0 x 23,9 | 4928 x 3280 | 3476 | f/12,4 | 16,2 |
| D40/D50/D70/D100 | Sony | CCD | 6,0 | 1.5 х | 7,8 µm | 367,4 | 23,7 x 15,5 | 3008 x 2000 | 3237 | f/13,1 | 14,0 |
| D3000/D40x/D60/D80/D200 | Sony | CCD | 10,0 | 1.5 х | 6,1 µm | 372,9 | 23,6 x 15,8 | 3872 x 2592 | 4167 | f/10,3 | 23,4 |
| D3X | ? | CMOS | 24,4 | 1.0 х | 5,9 µm | 861,6 | 35,9 x 24 | 6048 x 4032 | 4279 | f/9,9 | 24,4 |
| D5000 / D90 | Sony | CMOS | 12.2 | 1.5 х | 5,4 µm | 369,7 | 23,7 x 15,6 | 4288 x 2848 | 4637 | f/9 | 28,8 |
| D300 (s) / D2X (s) | Sony | CMOS | 12.2 | 1.5 х | 5,4 µm | 369,7 | 23,7 x 15,6 | 4288 x 2848 | 4637 | f/9 | 28,8 |
| D800 (e) | ? | CMOS | 36,2 | 1.0 х | 4,9 µm | 861,6 | 35,9 x 24 | 7360 x 4912 | 5207 | f/8,2 | 36,3 |
| D7000/5100 | Sony | CMOS | 16.1 | 1.5 х | 4,8 µm | 370,5 | 23,6 x 15,7 | 4928 x 3264 | 5303 | f/8,1 | 37,4 |
| S o n y | |||||||||||
| A 100/200/230/300/330 | Sony | CCD | 10.0 | 1.5 х | 6,1 µm | 372,9 | 23,6 x 15,8 | 3872 x 2592 | 4167 | f/10,2 | 23,3 |
| A900 / A850 | Sony | CMOS | 24,4 | 1.0 х | 5,9 µm | 861,6 | 35,9 x 24 | 6048 x 4032 | 4279 | f/9,9 | 24,4 |
| A500 | Sony | CMOS | 12.2 | 1.5 х | 5,7 µm | 366,6 | 23,5 x 15,6 | 4272 x 2848 | 4617 | f/9,6 | 28,6 |
| A700 | Sony | CMOS | 12.2 | 1.5 х | 5,5 µm | 368,2 | 23,5 x 15,6 | 4288 x 2856 | 4635 | f/9,2 | 28,8 |
| A350/A380 | Sony | CCD | 14.0 | 1.5 х | 5,1 µm | 369 | 23,5 x 15,7 | 4592 x 3056 | 4963 | f/8,6 | 33,0 |
| Sony A550 | Sony | CMOS | 14.0 | 1.5 х | 5,1 µm | 365 | 23,4 x 15,6 | 4592 x 3056 | 4984 | f/8,6 | 33,3 |
| SLT-A57/35/55/A580 | Sony | CMOS | 16,0 | 1.5 х | 4,8 µm | 366,6 | 23,5 x 15,6 | 4912 x 3264 | 5309 | f/8,1 | 37,7 |
| SLT-A77 / A65 / NEX-7 | Sony | CMOS | 24,0 | 1.5 х | 3,9 µm | 366,6 | 23,5 x 15,6 | 6000 x 4000 | 6485 | f/6,5 | 54 |
| F u j i f i l m***** | |||||||||||
| S2 Pro | Fujifilm | CCD | 6,1 | 1.6 х | 7,6 µm | 356,5 | 23 x 15.5 | 3024 x 2016 | 3340 | f/12,8 | 14,9 |
| S3/S5 Pro | Fujifilm | CCD | 6,1 | 1.6 х | 7,6 µm | 356,5 | 23 x 15.5 | 3024 x 2016 | 3340 | f/12,8 | 14,9 |
| P e n t a x | |||||||||||
| K100D (Super) /K110D | Sony | CCD | 6,0 | 1.5 х | 7,8 µm | 368,95 | 23,5 x 15,7 | 3008 x 2008 | 3251 | f/13,1 | 14,2 |
| K10D/K200D/K2000 | Sony | CCD | 10,0 | 1.5 х | 6,1 µm | 369 | 23,5 x 15,7 | 3872 x 2592 | 4185 | f/10,3 | 23,6 |
| 645D | Kodak | CCD | 39,5 | 0.7 х | 6,1 µm | 1452 | 44 x 33 | 7264 x 5440 | 4193 | f/10,2 | 24,5 |
| K-r | ? | CMOS | 12.2 | 1.5 х | 5,5 µm | 372,9 | 23,6 x 15,8 | 4288 x 2848 | 4615 | f/9,3 | 28,3 |
| K20D/K-7 | Samsung | CMOS | 14.5 | 1.5 х | 5,0 µm | 365 | 23,4 x 15,6 | 4672 x 3104 | 5071 | f/8,4 | 34,5 |
| K-5 | Sony | CMOS | 16.1 | 1.5 х | 4,8 µm | 370,5 | 23,6 x 15,7 | 4928 x 3264 | 5303 | f/8,1 | 37,4 |
| S i g m a****** | |||||||||||
| SD14/SD15/DP1/DP2 | Foveon | CMOS | 4,7 | 1.7 х | 7,8 µm | 285,7 | 20,7 x 13,8 | 2640 x 1760 | 3239 | f/13,1 | 14,1 |
| SD1 (m) | Foveon | CMOS | 15,4 | 1.5 х | 5 µm | 384 | 24 x 16 | 4800 x 3200 | 5080 | f/8,5 | 34,6 |
| S a m s u n g | |||||||||||
| GX-20 | Samsung | CMOS | 14.6 | 1.5 х | 5,0 µm | 365 | 23,4 x 15,6 | 4688 x 3120 | 5089 | f/8,4 | 34,6 |
| NV40 | ? | CCD | 10,1 | 6,0 x | 1,7 µm | 28,2 | 6,13 x 4,60 | 3648 x 2736 | 15116 | f/2,9 | 306 |
| O l y m p u s | |||||||||||
| E400/410/420/450 | Matsushita | NMOS | 9.98 | 2.0 х | 4,7 µm | 225 | 17,3 x 13,0 | 3648 x 2736 | 5356 | f/7,9 | 38,4 |
| E510/520/E3 | Matsushita | NMOS | 9.98 | 2.0 х | 4,7 µm | 225 | 17,3 x 13,0 | 3648 x 2736 | 5356 | f/7,9 | 38,4 |
| E620/E30/E5 | Matsushita | NMOS | 12.2 | 2.0 х | 4,3 µm | 225 | 17,3 x 13,0 | 4032 x 3024 | 5919 | f/7,3 | 48,7 |
| E-M5 | Matsushita | NMOS | 15.9 | 2.0 х | 3,7 µm | 225 | 17,3 x 13,0 | 4608 x 3456 | 6765 | f/6,3 | 63,7 |
| L e i c a | |||||||||||
| M8 | Kodak | CCD | 10 | 1.3 x | 6,8 µm | 479,7 | 26,8 x 17,9 | 3936 x 2630 | 3731 | f/11,4 | 18,1 |
| M9 | Kodak | CCD | 18,1 | 1.0 x | 6,8 µm | 864 | 36 x 24 | 5212 x 3472 | 3731 | f/11,4 | 18,1 |
| S2 | Kodak | CCD | 37.5 | 0,8 x | 6,0 µm | 1350 | 45 x 30 | 7500 x 5000 | 4230 | f/10 | 22,4 |
| H a s s e l b l a d | |||||||||||
| h4DII-31 | Kodak | CCD | 31,6 | 0,8 x | 6,8 µm | 1463 | 44,2 x 33,1 | 6496 x 4872 | 3731 | f/11,4 | 18,1 |
| h4DII-39 | Kodak | CCD | 39,0 | 0,7 x | 6,8 µm | 1807 | 49,1 x 36,8 | 7212 x 5412 | 3731 | f/11,4 | 18,1 |
| h4DII-50 | Kodak | CCD | 50,1 | 0,7 x | 6,0 µm | 1807 | 49,1 x 36,8 | 8176 x 6132 | 4230 | f/10 | 22,4 |
| P h o n e s | |||||||||||
| iPhone 3Gs | OV3650 | CMOS | 3,1 | 9.73 x | 1,75 µm | 9,8 | 3,63 x 2,71 | 2048 x 1536 | 14343 | f/2,95 | 275 |
| iPhone 4 | OV5650 | CMOS | 5,0 | 7,64 x | 1,75 µm | 15,7 | 4,59 x 3,42 | 2592 x 1936 | 14343 | f/2,95 | 275 |
| iPhone 4s | OmniVision | CMOS | 8,0 | 7,64 x | 1,4 µm | 15,7 | 4,59 x 3,42 | 3264 x 2448 | 18100 | f/2,37 | 438,7 |
| Nokia 808 | ? | CMOS | 41,4 | 3,5 x | 1,4 µm | 81 | 10,8 x 7,5 | 7728 x 5368 | 18100 | f/2,37 | 438,7 |
В эту таблицу я вложил много сил и своего времени, её копирование запрещено (с) VladimirMedvedev.com
Примечания:
1 Mp — количество мегапикселей в фотографии
2 DLA (diffraction limited aperture) — ДОД (дифракционное ограничение диафрагмы). Самая узкая диафрагма при которой возможна попиксельная резксть (подробнее см раздел Дифракиция, перед таблицей).
3 36х24 mp — показывает предполагаемое количество пикселей на полноформатной матрице, сделанной по технологии рассматриваемой камеры. Т.е., например, если сделать полноформатную матрицу на основе Canon 50D, то она будет на 39,2 mp.
4 Пиксели Nikon D1x прямоугольные. Реальные 5 mp, получаемые с матрицы растягивались в 10 mp фотографию. Рассчитывать dpi и dla для такой техники смысла нет.
5 Fujifilm — Подсчитывая dpi сенсора у камер Fujifilm с нестандартной матрицей (с ячейками двух типов), учитывались только основные пиксели. Из-за структуры матрицы, было бы не правильно считать и основные и дополнительные пиксели. Основные пиксели занимают практически весь полезный объём, а маленькие, дополнительные, — лишь небольшие ячейки между ними (для более подробной информации смотрите официальный сайт Fujifilm).
6 Sigma — Матрицы Foveon, которые используются в камерах компании Sigma, состоят из трёх слоёв (RGB) и, в отличае от других камер, каждый пиксель на фотографии формируется из трёх пикселей матрицы. Это происходит потому, что пиксели расположены один над одним и не несут дополнительной информации о яркости (только о цвете). Именно поэтому, при матрице в ~ 14 mp, фотографии получаются всего 4 mp. Плотность пикслов рассчитывается для одного слоя.
PS Не могу не отметить, что на самом деле, фотоприёмник занимает далеко не всю площадь пикселя, некоторое место приходится уделять также и, так называемой, обвязке. Для того, чтобы увеличить полезную площадь, производители создают специальные собирающие микро-линзы на матрице:
Чем с большей площади собирают свет микролинзы, тем более эффективной должна быть, в теории, работа матрицы, и тем меньше должно быть шумов. Но это пока только в теории…
vt-tech.eu
таблица. Физический размер матрицы фотоаппарата
Практически каждый современный человек сталкивался с непростой ситуацией по выбору цифрового фотоаппарата. Как его выбрать, чтобы получить качественные снимки? От чего зависит физическое качество снимка? Попытаемся, не углубляясь в тонкости, ответить на эти вопросы. Художественную ценность фотографии в данной статье рассматривать не будем.
Определяющие характеристики цифровой камеры – это количество мегапикселов и размер матрицы фотоаппарата
Что такое пиксел и матрицы? Матрица (синоним – сенсор) – это прямоугольный плоский элемент, заменивший фотоплёнку в старой фотокамере и преобразующий в электрические сигналы изображение, которое попало в неё через объектив. Эту информацию процессор аппарата после оцифровки записывает на карту памяти в виде файла. На матрице расположены пикселы — базовые элементы или точки (микроскопические фотоэлементы-транзисторы), из которых формируется цифровое изображение. Мегапиксел – миллион пикселов. Большинство покупателей ориентируются именно на этот параметр. Производителю цифрового аппарата намного дешевле установить в своё устройство новую матрицу с увеличенным количеством мегапикселов и запустить его в производство, нежели переработать практически всё устройство камеры и обеспечить его большой матрицей. Поэтому в магазине продавец заостряет внимание покупателя именно на параметре, отражающем число мегапикселов, и скромно замалчивает размер матрицы фотоаппарата.
Какие размеры матриц в фотоаппаратах различной стоимости?
Чем больше размеры пиксела и (как следствие) матрицы, тем качественнее снимок. Большой размер пиксела лучше воспринимает свет и точнее определяет цвет. Чем меньше размеры пиксела и матрицы, тем больше помех (шумов) на снимке. Поэтому много мегапикселов вовсе не означает, что качество снимка будет отличное. Размер матрицы – вот определяющий качество снимка и стоимость аппарата параметр. На нижеследующем снимке видна матрица зеркальной камеры. Очистка её производится с помощью специальной программы, которая установлена в фотоаппарате. Прикасаться к матрице руками и любыми предметами абсолютно недопустимо. Это прямой путь к выходу её из строя.
Какие размеры матриц фотоаппаратов бывают, в каких камерах они установлены?
Ответ на этот вопрос ниже.
Размеры матриц фотоаппаратов: таблица
Формат или дюймы диагонали | Физический размер, мм | Пример устройства |
| FF (FullFrame), полный кадр | 36 × 24 | Дорогие профессиональные фотокамеры. Canon, Nikon, Sony, Leica |
| APS-C | 23,5 × 15,6 | Зеркалки широкого ценового диапазона Nikon, Canon, Sony |
| APS-C | 22,3 × 14,9 | Зеркалки широкого ценового диапазона Canon, Sony, продвинутые беззеркалки |
| 4/3″ или Micro 4/3 | 17,3 × 13,0 | Беззеркалки широкого ценового диапазона Panasonic, Olympus |
| 1″ | 12,8 × 9,6 | Беззеркалки Nikon, Samsung и продвинутые компактные фотоаппараты |
| 1/2,3″ | 6,16 × 4,62 | Подавляющее большинство мыльниц |
| 1/3″ | 4,69 × 3,52 | Фотокамеры смартфонов |
Рекомендации по выбору фотокамеры
Если вы выбираете из нескольких устройств фотоаппарат по количеству мегапикселов, то окончательный вывод разумно делать после того, как выясните, матрицы какого размера в них установлены. Выбор стоит сделать в пользу той фотокамеры, в которой установлена матрица самого большого размера.
Если вы хотите снимать на камеру с большой матрицей, придётся мириться с её большими размерами и весом. Проанализировав рынок фотоаппаратов, становится понятно, что не существует пока небольших и дешёвых полнокадровых камер. А массовая мобильная фототехника сильно ограничена небольшим размером матрицы.
Если вы не предполагаете заниматься фотографией профессионально, то и не стоит тратиться на дорогой фотоаппарат с большим сенсором. Обычные цифровые дешёвые фотоаппараты (современные мыльницы) справятся с этой задачей ненамного хуже навороченных зеркалок и порадуют вас приличными снимками.
Не стоит забывать, что камеры в современных смартфонах также имеют неплохие параметры, которых вполне достаточно для оперативного создания хорошего снимка.
В заключение заметим, что на получение качественного снимка влияет много факторов. Самый важный из них – профессионализм фотографа. И расхожее мнение о том, что крутая камера – залог прекрасных снимков, так же далеко от истины, как и то, что дорогая кисть у художника – гарантия создания шедевров. Фотоаппаратура – всего лишь инструмент. Фотографирует человек, а не камера. Тем не менее в арсеналах у знаменитых фотохудожников трудно найти дешёвую мыльницу. Выбор за вами.
fb.ru
Какая матрица для фотоаппарата лучше: как выбрать
Покупая фотоаппарат, неважно какой: профессионального класса или рядовой бюджетный компакт для съемок друзей и семьи на природе, хочется, чтобы снимки получались качественными, а сам аппарат давал как можно больше свободы. Зная, какая матрица для фотоаппарата лучше, можно не впадать в ступор в магазине при виде двух моделей разных марок, которые выглядят одинаково, но стоят очень по-разному. Все дело в сенсоре, который и отвечает за то, какое изображение будет получаться и насколько гибкие рамки пользования фотоаппаратом будут у владельца.Немного технических сведений
Матрицы цифровых фотоаппаратов делятся на два основных типа по применяемым полупроводникам и технологии считывания информации.
- Тип матрицы ПЗС (CCD) — самый распространенный. Это достаточно дешевая технология, информация об изображении считывается последовательно с каждой ячейки.
- КМОП матрицы CMOS дороже, но эффективнее в плане скорости работы, поскольку позволяют считывать данные сразу со всех светочувствительных элементов. Такие сенсоры устанавливаются в дорогих камерах, поскольку ни один производитель не пройдет мимо шанса предоставить пользователю возможности съемки с очень малыми выдержками, что в свою очередь усложняет аппаратно-программный комплекс.
Большинство фотоаппаратов пользовательского класса оснащено ПЗС матрицами. При этом ставится вполне ожидаемое условие: для получения действительно качественных снимков при естественном освещении (или при недостаточном) лучше использовать штатив, поскольку время выдержки будет значительным. Аналогично — не получится делать снимки крайне быстро, поскольку нужно время на получение и обработку изображения.
Некоторые производители решают последнюю проблему достаточно просто: оснащают фотоаппараты буфером памяти. Туда помещаются кадры до обработки, когда ведется съемка в так называемом спортивном режиме — серией за короткий промежуток времени.
Дорогие фотокамеры, оснащенные КМОП матрицами, позволяют делать снимки «с рук» с малой выдержкой, имеют высокую светочувствительность и низкий уровень шума. С помощью такого оборудования можно проводить экспонометрию, снижается время автофокусировки, естественно, легко сделать хороший кадр.
Еще одна технология, которая применяется в самой дорогой фототехнике — многослойные матрицы. Это не очередной пункт в списке «виды матриц». Светочувствительная зона таких аппаратов состоит из трех слоев ПЗС, каждый из которых считывает только один цвет. В результате качество изображения просто потрясает. Техника с данной технологией особо маркируется: 3CCD.
Последнее, что стоит упомянуть, – технологические размеры матриц. ПЗС сенсоры можно сделать маленькими, они построены на кремниевых элементах. А КМОП матрицы достаточно большие, что является еще одним рациональным доводом в пользу их применения в дорогой профессиональной технике.
Количественный показатель качества
Задавая себе вопрос, какая матрица фотоаппарата лучше,- можно достаточно быстро получить ответ без необходимости вникать в технологические особенности. Обратите внимание на следующие характеристики:
- заявленное количество мегапикселей в характеристике камеры;
- эффективное количество пикселей, которое ответственные производители указывают в документации к фотоаппарату;
- возможные размеры изображений, которые можно делать с помощью камеры.
Производители дешевых моделей фотоаппаратов часто лукавят, указывая, прежде всего, размерность картинки и выставляя огромные цифры как эффективный рекламный ход. Это не говорит о качестве получаемых снимков. Типы матриц фотоаппаратов могут быть разного класса. Однако если сенсор не имеет достаточной разрешающей способности, большие изображения на выходе будут иметь низкую детализацию и высокий уровень шума.
Еще больше о качестве камеры скажет соотношение между заявленными мегапикселями матрицы и количеством эффективных точек. Это напрямую говорит о применяемой оптике. Если аппаратная часть выполнена ответственно, заявленное и эффективное количество пикселей будет почти одинаково, что не только положительно характеризует продажную цену, но и напрямую отвечает за качество снимков.
Светочувствительность и шумы
Светочувствительность матрицы — еще одна характеристика, которая описывает фотоаппарат. Покупать камеру стоит, ориентируясь на планируемые возможности применения. Сегодня в документации в графе светочувствительности можно встретить очень высокие цифры — до 51000 и больше. Однако это не говорит напрямую о возможности делать качественные снимки. Нет и рекомендаций, какой должна быть светочувствительность. Работает все следующим образом:
- для получения хорошего изображения требуется обеспечить выдержку, время которой зависит от уровня освещенности и светочувствительности матрицы;
- при среднем и низком освещении приходится применять штатив;
- если хочется продолжать снимать «с рук», можно программно поменять уровень светочувствительности матрицы в настройках фотоаппарата.
Однако высокая светочувствительность при малой установленной выдержке — это прямой путь к появлению шумов на снимке. Повышенная зернистость, появление мозаики — это те черты, которые раздражают и требуют тщательной вторичной обработки изображения.
Уровень светочувствительности является определяющим только при четком осознании того, в каких именно условиях будет использоваться камера. К примеру, при работе со штативом можно покупать фотоаппарат с высоким показателем, это даст широкие возможности съемки при самых разных освещениях без применения вспышки.
Физическая геометрия сенсора
Физический размер матрицы фотоаппарата в миллиметрах — еще один фактор, который не только напрямую отвечает за качество снимков, но и очень сильно формирует цену камеры. У самых лучших моделей соотношение размерности, которое основано на стандартном формате пленки 35 мм, близко к единице. Чем дешевле модель, тем выше показатель «кроп», обрезки, который сигнализирует о том, что матрица меньше по габаритам.
Чем меньше площадь сенсора, тем ниже охват визуального пространства перед объективом и:
- ниже общее количество света, которое падает на матрицу, следовательно, приходится повышать светочувствительность и увеличивать цифровой шум;
- больше теряется малых деталей, появляется размытие, это вызывают малые размеры, до которых преобразуется кадр.
Высокие значения кропа в фотоаппарате также означают, что разница в освещенности объектов в поле зрения фотоаппарата будет сглаживаться, что очень негативно сказывается на снимках, полученных в вечернее время без вспышки, например.
Коэффициент размерности указывается в документации к камере. Неважно, ориентируетесь ли на бюджетную или профессиональную модель — лучше будет купить аппарат с большой в геометрическом смысле матрицей.
Заключение
Невозможно сказать, какая матрица лучше. Выбирать фотоаппарат следует исходя из режимов, в которых он будет использоваться. Невозможно провести и всесторонне сравнение матриц фотоаппаратов – каждая проиграет в каком-то случае.
Правильно предсказанные условия съемок позволят камерам даже с относительно посредственными матрицами делать очень хорошие снимки. Главный фактор, который нужно учитывать обязательно — геометрические размеры матрицы. Тем, кто хочет получать действительно большие изображения в пикселях, также нужно обратить внимание на количество эффективных мегапикселей фотоаппарата.
tehnopanorama.ru
Матрица цифрового фотоаппарата | Делай Фото
Что вы не знали про физический размер матрицы
В последнее время производители сильно приковывают внимание пользователей количеством пикселей в фотокамере и НЕ говорят про физический размер матрицы. Можно говорить, что это неправильно, но маркетинг диктует свои условия и производители мировых брендов следуют за зовом конечного пользователя.
Эти параметры матрицы, влияют на качество картинки в первую очередь. Дело в том, что информация эта не новая, только вот про нее стараются не говорить даже в магазинах.
физический размер матрицы
Попробую объяснить простым и доступным языком про размер матрицы в фотоаппарате. Матрица цифрового фотоаппарата состоит из множества отдельных светочувствительных элементов, вот они и называются пикселями. Каждый такой пиксель формирует одну точку на изображении и чем выше разрешение матрицы, тем качественнее снимок.
Разрешение матрицы цифрового фотоаппарата
Разрешение матрицыэто то же количество пикселей, вот именно количеством этих самых px и пестрят рекламные баннеры и другая реклама в журналах и интернет. Если не вдаваться в технические моменты, то 75% пользователей фотокамер печатают фотографии размером 10х15 см или просто просматривают полученные снимки Вконтакте, предварительно загрузив их. По собственному опыту знаю, что за последних 5 лет распечатал не больше 20-30 фотографий размером А4. Поэтому нет никакого смысла бегать по магазинам в поисках цифромыльницы на 15 Mpx .
Что же такое физический размер матрицы?
Теперь про страшное название – физический размер матрицы фотоаппарата. Напомню, что это не количество мегапикселей, это совсем другое, НО очень важный показатель. Большенство пользователей даже не слышали про это, а те кто слышали, не понимают что это за зверь. Вот поэтому и путают количество пикселей и размер матрицы (физический размер матрицы).
Любой знающий фотограф скажет Вам, что физический размер матрицы – это одна из важнейших характеристик, влияющих на качество получаемых фотографий. Правда все сильно запутывается переводом реального размера в дробные величины. Вот здесь у покупателя просто сносит башню, поэтому навешать горы запутанной лапши на уши слушателя подкованному продавцу не составляет особого труда.
Ниже вы можете увидеть соотношение размеров матрицы некоторых моделей к стандартному размеру пленки в 35 мм.
Типовые матрицы цифровых фотокамер по типоразмерам
– Матрица размером 1 / 3.2″ – самые маленькие матрицы, соотношение сторон 4:3, физический размер 3.4 х 4.5 кв.мм, используются в недорогих и компактных фотоаппаратах.
– Матрица размером 1 / 2.7″ , соотношение сторон 4:3, физический размер 4.0 х 5.4 кв.мм, используются в недорогих и компактных фотоаппаратах.
– Матрица размером 1 / 2,5″, соотношение сторон 4:3, то есть 4,3 х 5,8 кв.мм используются в большинстве компактных камер с несменной оптикой.
– Матрица размером 1 / 1,8″ , соотношение сторон 4:3, геометрический размер 5,3 х 7,2 кв.мм, используются в компактных камерах с несменной оптикой, среднего и выше среднего ценового диапазона (обычно в фотоаппаратах с разрешением от 8 Мпикс и более, но не обязательно).
– Матрица размером 2 / 3″ , соотношение сторон 4:3, физический размер 6,6 х 8,8 кв.мм иногда используются в дорогих компактных камерах с несменной оптикой.
– Матрица размером 4 / 3″ , физический размер 18 х 13,5 кв.мм, соотношение сторон 4:3, используются в дорогих камерах.
– DX, APS-C формат, соотношение сторон 3:2, размер около 24 х 18 кв.мм. Матрицы таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных фотоаппаратах. Они соответствуют “полукадру” 35 мм кадра.
Огромное количество любительских, полупрофессиональных и даже профессиональных камер используют матрицы такого размера в силу того, что они относительно дёшевы в производстве и при этом размер пикселя остаётся довольно большим даже при 10 Мп разрешении.
– Полнокадровая матрица размера 36 х 24 кв.мм, соотношение сторон 3:2, по размерам соответствующая классическому 35 мм кадру (3:2). На рынке представлено всего несколько моделей фотоаппаратов с матрицей такого размера. Такие матрицы дороги и сложны в производстве.
Когда выяснили основные физические размеры матриц, посмотрим на что же они влияют.
Первое, если вы были внимательны, то могли заметить что размер у всех матриц разный и соответственно размер матрицы напрямую влияет на размер и вес фотокамеры. Так как размеры оптики зависят от размера матрицы, то фотоаппарат оснащенный матрицей 1/1,8″ при других равных условиях будет больше по размеру, чем фотокамера с матрицей 1 / 2.7″ .
[stextbox caption=»Заметка фотолюбителю:»]
-теперь вы сможете определить размер матрицы просто взглянув на размер фотоаппарата.[/stextbox]
Второе, размер матрицы влияет на количество цифрового шума, который попадает вместе с сигналом на чувствительные элементы матрицы. Шумы могут возникать по множеству причин, это либо дефекты, либо внутренние электрические процессы. Еще шум возникает при нагреве матрицы (при повышении температуры на 6-8 градусов шум увеличивается в 2 раза).
Физический размер матрицы и размер каждого пикселя в отдельности значительно влияют на количество шумов. Чем больше физический размер матрицы, тем больше ее площадь и тем больше света на нее попадает, в результате чего полезный сигнал матрицы будет намного сильнее и соотношение сигнал/шум будет лучше.
Можно сказать проще, компактный фотоаппарат с заявленными 15Мп будет давать больше шума чем самая простая зеркальная фотокамера с матрицей в 8Мп. Чем меньше пикселей приходится на единицу площади матрицы, тем лучше (выше реальная чувствительность, ниже уровень цветовых шумов, качественнее цветопередача). А тогда какой цифровой фотоаппарат выбрать?
Кроме того, как уже было написано выше, матрица маленького размера из-за небольшого количества света который попадает на нее, имеет слабый полезный сигнал, значит его нужно усилить, значит и усиливаем все остальные недостатки и результатом этого становятся более заметные шумы.
delayfoto.ru
Размер матрицы фотоаппарата и её влияние на ГРИП
Матрица в цифровой фотокамере – это что-то вроде кадра на пленочных аппаратах. Проходящие через объектив лучи света попадают на нее и «рисуют» заданную картинку. Отличие матрицы от аналоговой технологии в том, что картинка не хранится на поверхности пленки, а записывается в память камеры в виде электронного файла.
Матрица представляет собой пластину, состоящую их фотодатчиков (пикселей). В зависимости от количества света, попадающего на пиксели, они генерируют сигнал определенной мощности. Зависимость здесь прямая: больше света – сильнее сигнал. Именно от количества этих фотодатчиков зависит размер будущей фотографии, уровень детализации изображения и наличие на картинке шумов.
Так, если матрица имеет 2592 пикселя в ширину и 1944 – в высоту, то камеру характеризуют как «пятимегапиксельную» (2592х1944=5038848). При прочих равных условиях, чем больше матрица, тем выше качество снимков.
CMOS матрица фотоаппарата Canon EOS1000DТаким образом, размер матрицы является одной из важнейших характеристик аппарата. Но наряду с покупателями этот факт отлично известен производителям техники. И результатом борьбы за клиента стала подмена понятий. Вместо того, что ориентироваться на физический размер матрицы, измеряемый в миллиметрах, фотолюбители смотрят исключительно на пиксельность камеры, искусственно «подогнанную» в рекламных целях.
Увеличить количество фотодатчиков можно двумя разными способами: путем увеличения матрицы или же уменьшения площади самих датчиков. Первый метод (дорогой) приводит к реальному улучшению характеристик матрицы, а второй (дешевый) – позволяет поместить на неизменной площади пластины большее количество точек. Нетрудно догадаться, какой путь для себя выбирают производители массовой фототехники.
Размеры матрицы на камерах обозначаются геометрическим размером чипа. Причем точно вычислить физический размер пластины это обозначение не позволяет, а используется для сравнения матриц между собой. Для понимания реальных габаритов следует воспользоваться небольшой «шпаргалкой».
Самые маленькие матрицы обозначаются как 1/3.2?. Физический размер их равен 3,4х4,5 миллиметров, соотношение сторон – 4:3. Используются такие матрицы в недорогих фотоаппаратах.
Матрицы с аналогичным соотношением сторон, но несколько большего размера (4х5,4 мм) маркируются как 1 / 2.7?.
1/2,5? – обозначение пластины размером 4,3х5,8 миллиметров. Эти матрицы являются самыми распространенными в камерах любительского уровня с несменной оптикой.
Матрицы 1/1,8? характеризуются геометрическими размерами 5,3х7,2 мм; 2 / 3? – 6,6х8,8 мм; 4 / 3? – 18х13,5 мм. Соотношение сторон у всех этих фотопластин составляет 4:3.
Стороны более профессиональных матриц соотносятся между собой как 3:2. Встречаются они в зеркальных цифровых камерах среднего ценового диапазона. Размер DX и APS-C матриц – 24х18 миллиметров.
APS-C, APS-H и полнокадровая 35 мм матрицыСамые дорогие фотоаппараты оснащаются полнокадровыми или среднеформатными матрицами, габариты которых составляют 36х24 и 60х45 миллиметров соответственно.
Как уже отмечалось выше, размер матрицы оказывает влияние на несколько ключевых величин: габариты камеры, наличие шумов и ГРИП. В первом случае всё очевидно: чем больше матрица, тем больше размер фотоаппарата, больше его вес и выше стоимость.
Наличие на изображении цифровых шумов определяется, кроме размера матрицы, еще настройками камеры (повышением резкости, функцией шуподавления). Рассматривать показатель шума как отдельный показатель было бы неправильно, потому что передача его идет параллельно с основным световым сигналом на фотодатчики. Характеризовать эту величину можно только в соотношении силы сигнала к шумам.
Что касается влияния физического размера матрицы на глубину резкости (ГРИП), то здесь ситуация неоднозначна. Дело в том, что сами по себе ширина и высота фотопластины не имеют принципиального значения. Глубина резкости зависит, прежде всего, от фокусного расстояния и светосильности объектива. А они, как правило, невелики на компактных камерах с маленькой матрицей. Соответственно, получение малой глубины резкости на так называемых «мыльницах» практически невозможно.
Кроме размера, матрицы различаются также по типам, наиболее распространенными из которых являются следующие три:
1) CCD-, или ПЗС-матрицы. Изначально целью изобретения этой технологии было использование ее при создании запоминающих устройств. Но способность ПЗС-матрицы получать определенный заряд в результате фотоэлектрического эффекта изменила ее основной функционал. На основе CCD работают камеры фирмы Sony и еще нескольких крупных производителей.
2) CMOS-, или КМОП-матрицы. Главной особенностью CMOS является пониженное энергопотребление, которое достигается за счет использования транзисторов. Такие матрицы используются, в основном, в тех устройствах, для которых уровень потребления электроэнергии является критичным фактором (в кадбкуляторах, например, или электронных часах).
3) LiveMOS-матрица. Впервые технология «живого» просмотра была применена компанией Olympus в 2006 году. В перечне характеристик камеры LiveMOS-матрицу обычно указывают как «Live View».
Стоит отметить, что отличия между типами матриц принципиальны только в отношении процесса их производства. Человеческому же глазу разница между ними невидна. Поэтому тип используемой матрицы должен восприниматься фотографами в качестве дополнительной информации, и не более того.
Источник: Фотокомок.ру – изучаем основы фотографии (при копировании или цитировании активная ссылка обязательна)
www.fotokomok.ru
Выгорает ли матрица фотоаппарата со временем?
Выгорает ли матрица фотоаппарата при его долгом использовании?
В этой заметке речь пойдет не о том, что будет с матрицей, если ее направить на полчаса на солнце или несколько секунд светить в нее лазером мощностью 200 милливатт. Очевидно, что в первом случае она очень сильно нагреется, что может привести к ее быстрой деградации и появлению «горячих» пикселей, во втором случае, она выйдет из строя прямо у вас на глазах.
Выгорает ли матрица фотоаппарата?
Вопрос в другом: многие, в том числе и профессиональные фотографы верят в миф, что матрица у зеркалок со временем портится, цвета тускнеют, снижается динамический диапазон (хотя большинство фотографов вообще не знают, что это такое) и что от зеркалки с пробегом 200 000 надо быстрее избавляться, потому что она уже не торт.
Собственно, меня эти заблуждения всегда только забавляли и не особо волновали, но как-то недавно мне моя знакомая (фотограф) вновь озвучила эту страшную болезнь зеркалок — выгорание матрицы. Я поинтересовался, откуда она это знает, на что она сказала, что ей это поведал продавец в фотомагазине (тоже фотограф). И ладно бы это был супермаркет, где продавцы имеют весьма отдаленное представление касательно технических процессов в фотографии. Но это специализированный магазин фототехники (у нас в городе их всего 2, но какой именно я писать не буду). А сказали этой девочке так, потому что она принесла свой Nikon D600, которому уже больше 2-х лет с жалобами, что на картинке появились дефекты изображения:
— А какой пробег у него?
— Ну под 100 000 уже.
— Так а что вы хотели, матрица уже выгорает.
Такого бреда я не ожидал услышать. Дальше знакомым фотографам лучше покинуть эту страницу, потому что некоторые предложения им могут не понравиться)))
Итак, предположим, что вы сделали 200 000 снимков. Среднее время выдержки примерно 1/200 секунды. (Хотя на самом деле, оно еще меньше, т.к. на улице днем снимают на диафрагмах F1.4 — F2.8 и шаттере 1/2000 — 1/8000. Но мы возьмем самый нереальный вариант — фотограф снимает только ночью в клубе со вспышкой)
Итак, сделав 200 000 фото на средней выдержке 1/200 получается, что свет падал на матрицу 1000 секунд. Это меньше 17 минут. Т.е. на основании логики «выгорания» матрицы, включив Live View или снимая видео, ровно через 17 минут ваша матрица начнет выгорать, цвета тускнеть, контрастность падать. Тогда каким образом миллионы людей, и я в том числе, снимают ЧАСАМИ видео на зеркалки в течение нескольких лет и никаких проблем с матрицей не происходит? На современных фотоаппаратах она даже не перегревается от непрерывной съемки в течение многих часов!
Вот вам и ответ: матрица не «выгорает» от долгого использования. Если у вас дефекты изображения после длительного общения с фотоаппаратом — то вам просто нужно сдать матрицу на чистку.
А теперь, собственно, хочу перейти к главной части этой заметки: почему люди верят в такую чушь? И не простые люди, а фотографы, профессиональные фотографы. Итак, для начала, следует задать вопрос: почему современные фотографы вообще не шарят в том, как работает фотоаппарат на котором они зарабатывают деньги? Почему любой видеограф знает про DSLR в 10 раз больше фотографа? Я не хочу тут разводить писанину на тему, что сложнее — делать видео или снимать фото, это и так очевидно.
Но вот почему любой человек, который освоил режим «M» на фотоаппарате, автоматически причисляется к рангу профессиональных фотографов и считает, что ему больше знать ничего не нужно? Я в 11 лет уже снимал на отцовский «Зенит» и знал, что такое экспонометр. Получается я тогда уже был профессиональным фотографом.
Итак, сколько фотографов из числа ваших знакомых знает ответы на простейшие вопросы о фототехнике:
— Что такое динамический диапазон, в чем он измеряется и как зависит от плотности пикселей на матрице?
— Что такое муар и алиасинг и зачем в некоторых фотоаппаратах стоит оптический фильтр низких частот (Canon 5Ds, Nikon D800), а в некоторых не стоит (Canon 5Ds R, Nikon D800E) и как он влияет на изображение?
— Что такое бандинг и чем 12-битный RAW отличается от 14-битного?
— Что такое Rolling Shutter?
— Кто-то знает, что такое «Native ISO» и насколько радикально зависит динамический диапазон фото от значения светочувствительности?
— Что значит, что стабилизатор объектива компенсирует 4 стопа экспозиции?
— Много ли владельцев Nikon знают, что могут поменять фокусировочный экран и понимают ли они, что это вообще такое?
— Почему в режиме Live View не может работать обычная система автофокуса и нужно ставить дополнительные датчики фокуса прямо на матрицу?
Это абсолютно несложные вопросы, ответы на которые знает практически любой видеограф. Но не знает практически любой фотограф).
Заметьте, здесь нет вопросов про EOS iTR и EOS iSA, нет и о том, чем матрицы с обратной засветкой засветкой лучше обычных КМОП, никто даже не просит расшифровать этот КМОП (CMOS). Нет вопросов про систему экспозамера из 150 000 RGB датчиков, которые объединяется в 252-зонный TTL экспозамер, и чем крестообразный датчик автофокуса лучше обычного, и какие из них могут работать с диафрагмами меньше F2.8, а какие не могут?
Разумеется, чтобы снимать фотографии, можно всего этого и не знать. И продолжать считать, что матрица со временем выгорает. Более того, если человек зарабатывает только фотографией — то он уже автоматически является «профессионалом», потому что это, как не крути, его профессия. Кто-то может сказать, что для того, чтобы делать крутые фотки, все это можно и не знать. Это правда, миллиарды людей на планете вообще в школе не учились и как-то же живут.
Но вот вам один пример: зависимость динамического диапазона Canon 5D Mark III и Nikon D800 от значения ISO.
Теперь вам понятно, почему у Nikon из RAW тени тянутся на «ура», а у Canon это выглядит как грязная каша? Все дело в дополнительных 2-х стопах динамического диапазона. Наверное, вы также замечали, что на больших ISO картинка выглядит более плоской? Теперь вы, хотя бы, будете знать почему. А ведь это непосредственно влияет на качество картинки.
Так, может, лучше немного разобраться, как, все-таки, работает фотоаппарат?
www.burn-media.ru