Что такое матрица в фотоаппарате: типы, размеры, критерии выбора

Добрый день, друзья!

Продолжаем сегодня знакомство с устройством фотоаппарата. 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 ?

1. Матрица в фотоаппарате. Что это такое?
2. Дискретная структура матрицы
3. Матрица – аналог пленки
4. Экспонирование матрицы
5. Характеристики матрицы
5.1. Физический размер матрицы фотоаппарата
5.1.1. На что влияет размер матрицы?
5.1.2. От размера матрицы зависит:
5.1.3. Чем больше матрица, тем:
5.2. Тип матрицы
5.3. Чувствительность матрицы. ISO
5.4. Соотношение сигнал/шум
5.5. Разрешение матрицы
5.6. Практические особенности размера пикселя:
5.7. Динамический диапазон матрицы
6. Резюмируем

Итак…

Что это такое?

Матрица фотоаппарата — это примерно то же самое, что сердце или мозг для живого организма, что двигатель для автомобиля или крыша в доме. Если она не работает или работает некачественно, исправность всех остальных частей фотокамеры не имеет никакого значения. К сведению: в ряде источников употребляется еще термин «сенсор» или «датчик». Если не оговаривается, что это за «сенсор» конкретно, то подразумевается как раз матрица.

Она устроена очень сложно, ведь это микросхема, образованная фотодиодами. Интенсивность светового потока определяет интенсивность вырабатываемого электрического сигнала. Собственно, для его выработки матрица и нужна. При ее поломке, как уже ясно, любой фотоаппарат — бесполезный кусок металла, пластика и стекла. Преобразование импульса в цифровой сигнал происходит при помощи специального устройства; оно или встраивается в матрицу, или находится отдельно.

Свет преобразуется в биты по специальному протоколу. На один светодиод приходится один пиксель изображения. Чтобы добиться получения цветной картинки, основной части матрицы «помогают» специальные фильтры. С точки зрения оптики, матрица — точный аналог пленки, использовавшейся в старых фотокамерах. Отличаются только внутренние физические процессы и отсутствуют химические изменения, а работа со светом происходит полностью идентично.

Основополагающим параметром сенсора является так называемая характеристическая кривая, прямо связанная с фотографической широтой. Эта линия проложена между крайними точками правильной экспозиции. При выходе за эти пределы кривая на графике будет изгибаться. На снимках это проявляется существенным падением контрастности. В цифровой фотографии дополнительные ограничения накладывают и свойства аналого-цифровых преобразователей.

Обзор типов

При поверхностном даже ознакомлении с рынком фототехники нетрудно заметить, что она оснащается различными видами матриц.

По технологии считывания

CCD – в русскоязычных источниках обычно ПЗС – подразумевает последовательное считывание. Очевидно в связи с этим серьезное ограничение на скорость фотографирования. Обязательно придется выжидать некоторое время, пока формируется предыдущее фото. Характеристики КМОП (CMOS) в этом отношении лучше, такие матрицы привлекательнее при использовании автофокуса.

Именно КМОП стараются использовать для экспонометрии. Но и самые обычные фотографы стремятся покупать как раз модели на базе CMOS. Помимо лучшего качества снимка, они могут похвастаться относительной дешевизной и меньшими затратами ресурса батареи при фотографировании. Иногда встречаются матрицы из трех слоев, чаще всего каждый из них выполнен по технологии ПЗС. Коммерческое обозначение — 3CCD; оборудование с такой начинкой предназначено для профессиональных съемок.

В аппаратах Panasonic используется методика Live-MOS. От традиционной МОП-технологии этот метод отличается тем, что на один пиксель приходится меньше соединений. Это позволяет уменьшить напряжение. Такое конструктивное решение в сочетании с упрощенной передачей регистров и сигналов управления гарантирует получение «живых» кадров. Одновременно исключается перегрев и повышенный уровень шумов.

Фирма Fujifilm использует особый тип матриц. Их называют Super CCD. Предусмотрено наличие крупных зеленых пикселей для пониженной освещенности. Маленькие зеленые пиксели не отличаются от синих и красных точек.

Такое конструкторское решение позволило нарастить фотографическую широту матрицы.

В зависимости от светофильтра

Но сравнение матриц возможно еще и по виду используемого светофильтра. В трехматричных системах применяются дихроические призмы. Внутри таких призм световой луч будет делиться на 3 главных цвета. Потом зеленый, красный и синий потоки направляются на соответствующие матрицы. Особенности:

• оптимальная передача цветового перехода;
• исчезновение цветных муаров;
• сокращение уровня шумов;
• повышенное разрешение;
• возможность цветовой коррекции до матричной обработки, а не только после нее;
• увеличенные размеры;
• несовместимость с объективами, имеющими небольшой рабочий отрезок;
• трудность сведения цветов, которая достигается только при очень тщательной юстировке.

Другой вариант — массив мозаичных фильтров. Название говорит само за себя: пиксели располагаются в единой плоскости, и каждый под «своим» светофильтром. Если информации о цветах не хватает, на помощь приходят алгоритмы цифровой интерполяции. Увеличение чувствительности к свету достигается ухудшением цветопередачи и наоборот. Раньше всего применялся вариант RGGB.

А также известны схемы:

• RGEB;
• RGBW;
• CGMY.

Есть также технология получения матриц с полноцветными кадровыми точками. Метод, разработанный фирмой Foveon, подразумевает размещение световых детекторов в три слоя. Корпорация Nikon пошла по иному пути. У ее разработки три основных луча обрабатываются при помощи микролинзы и трех фотодиодов, а затем с каждого пикселя поступают на дихроичные зеркала. Уже эти зеркала перенаправляют световой поток на детекторы; несмотря на внутреннюю сложность, привлекательна возможность обойтись без изощренной юстировки.

Размеры

Основные габариты матриц фотоаппаратов приведены в таблице (на примере популярных моделей).

Не надо путать физический формат матрицы с ее оптическим разрешением. Вполне могут быть как крупные сенсоры с относительно малой четкостью, так и очень качественные малогабаритные датчики света. Но в целом все же прослеживается закономерность: с большой матрицей чаще всего связана и большая чувствительность, и хорошая детализация картинки. Просто потому, что при таком условии реализовать ее проще.

Но надо понимать, что величина матрицы в полной мере влияет на размеры и массу камеры. Ведь именно от этого компонента зависит габарит оптической системы фотоаппарата в целом. Но линейные размеры матриц прямо связаны и с цифровым шумом. Если габариты приемника света увеличивают, растет общее количество полезной оптической информации. Удается повысить яркость изображения и насытить его естественными тонами.

На дешевых камерах обычно используются матрицы размером около 2/3 дюйма. А вот сенсоры габаритом 1 дюйм применяются преимущественно в полнокадровых фотоаппаратах. Однако за последние годы удешевление производства больших световых датчиков несколько изменило эту картину. Важно учитывать, впрочем, еще и роль размера пикселей. Чем они крупнее, тем толще изоляция на разделительных контурах, и тем меньше ток утечки.

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.

Параметры светочувствительности

Эти свойства значимы при съемках на фоне плохой освещенности. Чем чувствительнее матрица, тем четче будут снимки. Манипулируя ISO, влияют на яркость кадра без перенастройки диафрагмы и выдержки. Суть в том, что усиливают электрический ток, а не повышают чувствительность фотоэлементов. Проблема — когда используется крупный зум, будут усиливаться и шумы.

Поднимать величину ISO стоит только в ситуациях, когда:

• задний план недостаточно освещен;
• вспышку применять нельзя;
• приходится снимать с рук.

Принято считать, что:

• ISO на 100-200 единиц достаточно для уличных съемок при приличном освещении;
• 400-800 ISO хватает для комнат с искусственным светом;
• ISO от 800 до 1600 нужен, чтобы фотографировать ночью;
• показатели свыше 1600 потребуются только для фотографирования на концертах и подобных мероприятиях.

Самые лучшие производители

Рейтинг изготовителей фотографических матриц весьма лаконичен. Список фирм, которые этим занимаются, в целом невелик. Даже такая компания, как Nikon, хоть и разрабатывает сама матрицы, фактическое производство отдает другим организациям. Часто заказы передаются Sony. А также руководство компании утверждает, что делает заказы и у Fujitsu.

Фирма Sony является одним из крупнейших мировых производителей фотографических матриц. Ими оснащаются также собственные фотоаппараты под этим брендом. Лишь Canon опережает его по объему производства матриц (только для собственных нужд). Еще стоит отметить продукцию:

• Samsung;
• Panasonic;
• Kodak;
• E2V;
• Aptina;
• Sigma;
• Foveon.

Как проверить на битые пиксели?

Как бы ни старались производители, пыль и другие факторы, просто повседневная эксплуатация неизбежно будут сказываться на характеристиках матриц. Их обязательно надо проверять на битые и горячие пиксели. Такая проверка зеркального фотоаппарата производится следующим образом:

• отключают подавление шумов;
• чувствительность матрицы выставляют на минимум или на близкое к нему значение;
• задают ручной режим экспозиции;
• выключают автофокус.

Важно: ни один пункт пропускать нельзя. В противном случае никакого точного представления о свойствах матрицы получить не удастся. Сам тест состоит в фотографировании без снятия крышки объектива. Выдержка должна составлять по 3 кадрам 1/3, 1/60 и 3 секунды. Далее отснятое изображение просматривают в максимально возможном разрешении, лучше всего — увеличив на экране компьютера.

На снимке с выдержкой 1/3 секунды не должно быть цветных или серых точек. Обнаружив хотя бы несколько таких включений, надо ознакомиться с кадром, сделанным при выдержке 1/60. Если там подозрительных точек нет или существенно меньше, можно считать, что первая стадия оценки прошла успешно. На самой длинной выдержке даже у полностью исправной матрицы неизбежно обнаружится 5 или 6 цветных точек. Таковы неизбежные физические процессы, и они не ухудшат каким-либо образом картинку.

Цветные точки могут появляться при высокой чувствительности. Так тоже проявляются горячие пиксели. Но это компенсируется очень легко — достаточно включить шумоподавитель. Проблемой являются видимые при средней выдержке и малом ISO многочисленные точки. Когда их больше 5 штук, стоит отложить камеру и приступить к проверке другого фотоаппарата, иначе деньги будут брошены на ветер.

В следующем видео смотрите о матрице фотоаппарата.

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.

Live-MOS

Описание

Изготовителем и пользователем является Panasonic. В основе лежит МОП-технология, но с меньшим затрачиванием напряжения. Особенность этой разновидности – картинка в режиме «live» без перегрева и повышения уровня шумов.

Достоинства

· В статичном положении затраты электроэнергии минимальны.
· Фотоаппараты минимизированы, так как используется один и тот же способ изготовления с остальными частями камеры. Поэтому можно расположить электронику пикселей в одной части.
· Пользователю под силу настраивать усиление всех цветовых ячеек, что заметно улучшает передачу цвета.

Недостатки

· Часть чувствительного к свету компонента находится в одинаковых пропорциях с чувствительностью.
· Появление шума на изображении. Причиной этому является отдельная электрическая цепь для каждого пикселя, и у каждого пикселя отдельная зависимость между экспозицией и выходным зарядом.
· Возникает перегрев и шум из-за электрических компонентов.

Super CCD-матрица

Описание

Матрицы под названием Super CCD используются в камерах Fujifilm. В них имеются большие и маленькие зелёные пиксели. Это увеличивает фотографическую широту матрицы. Пиксели в данном варианте не прямоугольные, а восьмиугольные.

Достоинства

· Сильной стороной является тот момент, когда изображение, которое находится в объективе содержит строго горизонтальные или вертикальные линии.
· Повышенная чувствительность.
· Расширенный динамический диапазон.

Недостатки

· в отличие от классической матрицы SuperCCD пропустит диагональные линии, из которых и состоят объекты в действительности.

QuantumFilm

Описание

Матрица, основным элементом которой выступают квантовые точки. Именно из-за того, что применяется уникальная технология на квантовых точках, происходит почти 100% захват света. Это позволяет обеспечить высокую чувствительность света при низкой освещённости. Это матрица будущего.

Достоинства

· Низкая цена, поскольку соединяются две технологии: традиционная с использованием кремния и новая с квантовыми точками.
· Размер сенсора значительно меньше за счёт квантовых точек.
· Эта модель, которая очень чувствительна к свету обладает в несколько раз большим действием, а её динамический диапазон в два раза превышает диапазон обычных матриц, изготовленных по технологии КМОП или CMOS, как её ещё называют. Это преимущество возникает благодаря появлению квантового эффекта.
· Материал квантовой точки, из которого она изготовлена, одновременно является своего рода линзой и усилителем. При этом свет фокусируется на кремниевом элементе, который произведён по технологии CMOS.

Формирование изображения в фотокамере

Матрица, фотодатчик, сенсор – это названия одного и того же устройства, входящего в конструкцию фотоаппарата и являющегося его основным элементом. По конструкции матрица это прямоугольная пластинка разных размеров из химически чистого кремния, на которой методом вакуумного напыления организовано большое количество n-p переходов. Эти переходы представляют собой светочувствительные фотодиоды или фототранзисторы. Таким образом, матрица это интегральная микросхема с несколькими миллионами светочувствительных элементов. Когда на фотодиод попадет свет, он преобразуется в электрический сигнал. В зависимости от объекта съёмки количество света может быть большим или меньшим. Электрические потенциалы с матрицы считываются построчно или поэлементно, затем обрабатываются процессором.

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.

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 байонет камеры.

Какие типы матриц бывают

Виды этого элемента напрямую влияют на принцип его работы. Существует несколько основных типов. Среди них:

• ПЗС. У прибора с зарядной связью структурным элементом выступает транзистор. Такая матрица имеет приятный ламповый цвет. Когда-то этот тип был широко распространён. Но постепенно его вытеснили более современные микросхемы.
• КМОП. Относительно новый вид, который активно стал использоваться около 12 лет назад. Особенность технологии — аппарат производит выборку отдельного пикселя по схожей схеме со стандартной системой памяти. Каждый пиксель оснащён усилителем. КМОП позволяет получить полную картинку, не теряя границ изображения — боковых, верхних и нижних. Технология меньше «шумит» на снимках и отличается большим энергосбережением.
• Live-MOS. Такой тип выпускается только одной компанией. Основа технологии — МОП-матрица. Она позволяет создавать изображения хорошего качества, с низким уровнем шума. Тип исключает перегрев камеры.

Какой фотоаппарат выбрать

При желании снимать всё подряд, не задумываясь о высоком качестве снимка, можно приобрести любой фотоаппарат типа компакт или «мыльница». Отсутствие ручных режимов, большое количество сюжетных программ и фокусировка на лица, делает такой фотоаппарат простым в обращении и удобным для бытового использования. Для получения качественных снимков подойдёт недорогой фотоаппарат с матрицей большего размера и с возможностью ручной установки некоторых параметров съёмки. Ещё больше возможностей предоставляет пользователю беззеркальная камера «суперзум». Обладая небольшими размерами, она позволяет снимать интересные сюжеты на большом удалении от объекта съёмки, поэтому подойдёт для туристов и путешественников. Самые качественные снимки получаются с помощью зеркальной камеры, хотя её применение ограничивается большими размерами и весом. Если Вы хотите узнать все нюансы выбора фотокамеры, наши эксперты подготовили подробные инструкции в статье как выбрать фотоаппарат.

Физический размер матрицы

На качество снимком влияет не только тип матрицы, но и ее размер. Обозначается он в дюймах.

Размер матрицы фотоаппарата напрямую зависит от количества и размера пикселей. Размер пикселей зависит от того, какой светочувствительностью он наделен. И чем больше пиксели по размеру, тем больше световых лучей они могут собрать. Соответственно, чем больше матрица, тем меньше шума на снимках и больше светочувствительность.

Полная матрица равна кадру снимка пленочным фотоаппаратом в 35 мм (2,4Х3,6 см) или crop 1. После появления цифровых камер, принцип работы не изменился, только пленку сменила матрица. Но, полномерный фотодатчик имеет большие размеры, вес и производители пошли на уменьшение его размера.

Если размер матрицы фотоаппарата меньше стандартного, то она называется кроп-фактор, в обиходе «камера с кропнутой матрицей». Значение отображает во сколько раз фотодатчик меньше кадра пленки.

ВАЖНО! Размер матрицы фотоаппарата имеет большое значение: объектив с меньшим фотодатчиком обрежет изображение, а если съемка делается полноразмерным, то кадр будет шире и угол обзора больше.

Самые распространенные модели фотоаппаратов имеют кроп-фактор размером 1,3; 1,5; 1.6 и 2, то есть меньше пленочного кадра в 1,3 раза и так далее. Хотя на рынке представлены модели с полноразмерной матрицей и называются они полнокадровыми цифрозеркальными аппаратами.

Размеры матриц фотоаппаратов компактного типа меньше полноценного фотодатчика в 25 раз.

Таблица самых распространенных размеров:

Размер в дюймах	В какой технике устанавливается	Ширина, мм	Высота, мм
35 мм	полноразмерной	36	24
1/2 от 35 мм	в дорогой, профессиональной	22	15
4/3		18	13,5
2/3	в дорогих компактных аппаратах с несъемной техникой	8,8	6,6
1/1,8	в дорогих и средних по цене камерах	7,2	5,3
1/3,2	в дешевой компактной аппаратуре	4,5	3,4

СОВЕТ! Выбирая камеру, отдавайте предпочтение той, у которой размер фотосенсора больше.

Физический размер матрицы видеокамеры, фотоаппарата влияет на общий вес камеры и габаритные размеры.

Критерии выбора

Отмечались основные характеристики, влияющие на окончательный результат снимка. В первую очередь необходимо определиться с ценовым сегментом. Чем бюджетнее будет аппарат, тем более низкое качество съёмки у него.

Стоит подробнее разобрать все перечисленные характеристики микросхемы, чтобы понимать, что именно от них зависит.

Размер микросхемы влияет на величину пикселей и плотность их расположения по отношению друг к другу. Чем меньше будет плотность, тем минимальнее получается уровень нагрева поверхности. Это приводит к усилению соотношения между шумом и сигналом, что делает фотографию более чёткой. Именно габариты матрицы считаются одним из важнейших параметров при выборе фотоаппарата.

От размера микросхемы зависит уровень шума на снимках, насколько глубокими и насыщенными будут цвета. Также параметр влияет на динамический диапазон и размер самой камеры. Последнее не менее важно. Ведь работать с фотоаппаратом должно быть удобно.

Большая матрица позволяет добиться низких показателей шума. Это связано с тем, что увеличенная поверхность микросхемы принимает и пропускает больше световых лучей. Шум будет сниженным даже в условиях съёмки при плохом освещении. Никаких лишних точек на фотографиях не будет.

Также крупная матрица отличается широким динамическим диапазоном и хорошей цветопередачей. Оттенки получаются глубокими и насыщенными. Это значит, что камера сможет идентифицировать различные изменения и погрешности цвета, даже если они едва заметны. Особенно важен параметр для тех, кто любит фотографировать однотонные пейзажи без резких перепадов тонов. Большая матрица легко улавливает цветовой переход, даже если сильных различий по оттенкам нет.

Ключевой недостаток такого аппарата сводится к большому размеру камеры. Увеличение микросхемы ведёт к увеличению самого устройства. Конечно, придётся привыкать работать с крупной камерой. Но с учётом полученных результатов при фотосъёмке, этот недостаток нельзя назвать существенным. Но подобные модели могут быть довольно дорогостоящими. Это также стоит учитывать.

@The Appliances Reviews

При выборе подходящего фотоаппарата необходимо обращать внимание на габариты матрицы и её стоимость. Оба параметра — основные, позволят подобрать камеру в лучшем соотношении цена/качество.

Матрица — одна из важнейших деталей в фотоаппарате. Именно от неё зависит качество получаемых снимков. Поэтому к её выбору необходимо подходить серьёзно. Для новичка следует выбирать модели проще, на которых он сможет потренироваться и отточить мастерство. Для дальнейшей работы в качестве профессионала рекомендуется приобрести фотоаппарат с улучшенной матрицей.

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.

Светочувствительность

Параметры чувствительности (ISO) демонстрируют возможность камеры снимать в условиях плохой освещенности. Фотоаппарат с высокой чувствительностью будет делать более четкие изображения. Важность это показателя заключается в том, что при помощи ISO, не меняя параметры диафрагмы и выдержки, можно отрегулировать яркость кадра. Принцип работы состоит в усилении электрического тока, а не в усилении светочувствительности фотоэлементов. Однако при сильном увеличении, появляются шумы.

Увеличивать значение ISO рекомендуется только в случаях, когда слабо освещен задний план, нет возможности воспользоваться вспышкой либо съемка идет с руки.

• 100-200 единиц для съемки на улице и при хорошем освещении;
• 400-800, для помещений с искусственным освещением;
• 800-1600, для создания фотографий ночью.

Более высокие показатели рекомендованы для съемок концертов.

Количество мегапикселей и разрешение

Эти параметры обязательно фигурируют и в рекламе, и в описаниях на ценниках. Особенно важно разрешение, когда планируют печатать снимки на бумаге или просматривать их на телевизорах, на больших компьютерных мониторах. А вот для фотографий размером 10х15 см можно обойтись и 3 Мп. А самые продвинутые телевизоры все равно не показывают больше 2 миллионов пикселей. Вот почему реально оценить достоинства снимков высокого разрешения не выйдет, это скорее маркетинговая уловка.

При этом чем больше пикселей заявлено, тем крупнее должна быть матрица. Рассогласование этих параметров неизбежно вызовет зашумление снимков. Кроме того, они будут неизбежно срезаны по ширине.

Внимание: стоит учитывать разрешение не только самой матрицы, но и объектива. Об этом часто забывают, а затем получают весьма странные результаты.

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, писал тут. 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.