Как выбрать зеркальный фотоаппарат

Выбирая зеркальную камеру начального уровня, не стоит обращать особого внимания на значение ISO и разрешение матрицы — это второстепенные параметры, первый из которых по важности затмевается важностью диафрагмы объектива, а второй служит маркетинговой приманкой для наивных покупателей.

Как выбрать зеркальный фотоаппарат?

Переход от «мыльницы» к «зеркалке» для любого начинающего фотографа, а тем более любителя, — процесс «болезненный». Иногда я использую непонятные термины «матрица», «кроп-фактор», «ISO», «светочувствительность» и т.д. Остальное вы узнаете по мере чтения, и, надеюсь, вся приведенная ниже информация прояснит ваши мысли, возможно, немного запутанная.

Но сначала немного терминологии. Цифровая зеркальная фотокамера — это устройство для фотосъемки. Зеркальные фотоаппараты отличаются от других аналогичных изделий своей технической сложностью и широким набором параметров, адаптированных для ручной настройки, которая осуществляется непосредственно в процессе съемки. Другими словами, такие камеры знакомы вам «мыльницами», но с возможностью смены объектива, более технологичным оборудованием и множеством функций, которые можно настраивать вручную (в любительских камерах настройка выполняется программными алгоритмами).

Давайте определимся, какие бывают типы зеркальных фотоаппаратов.

В нашей статье мы расскажем, что такое матрица цифровой камеры, виды матриц, их размеры, разрешение, светочувствительность и как правильно ухаживать за матрицей.

Содержание

• 1 Устройство пикселя матрицы 1.1 Пример подпикселя ПЗС-матрицы с карманом типа n
• 1.2 Микропиксельная линза

2.1 Соотношение сигнал / шум

3.1 ПЗС-матрица

4.1 Трехматричные системы 4.1.1 Преимущества трех матриц перед одной матрицей

4.3.1 Многослойные матрицы (Foveon X3)

В статье рассказывается, как устроена матрица камеры, как она работает, какие характеристики матрицы наиболее важны при выборе фотооборудования

Дискретная структура матрицы

Они используют очень маленькие фотодиоды или фототранзисторы, которые улавливают свет и преобразуют его в электрический сигнал. Такой фотодиод формирует пиксель цифрового выходного изображения.

Небольшое отступление для непосвященных. Цифровое изображение состоит из множества точек, которые наш мозг «склеивает» в целостное изображение. Если таких пятен будет недостаточно, мы начнем замечать дискретность структуры, другими словами, будет казаться, что изображение «распадается», являясь мозаикой, плавные переходы исчезнут.

Давайте посмотрим на фото собаки.

Дискретная матричная структура на примере собаки

Теперь неважно, что он черно-белый. Отойдите от понятия цвета, это уже другая тема, на данный момент так будет лучше воспринимать информацию. Матрица улавливает электрический сигнал разной величины в зависимости от интенсивности света. И, если мы удалим специальные фильтры, предназначенные для получения цветного изображения, фотография на выходе будет только черно-белой. Кстати, есть и камеры, которые снимают исключительно в черно-белом цвете.

Он схематично нарисовал сетку на изображении, иллюстрирующую дискретную, то есть прерывистую структуру матрицы. Каждый квадрат иллюстрирует минимальный элемент матрицы — пиксель, образованный фотодиодом, который принимает свет N-й интенсивности и на своем выходе преобразуется в пиксель цифрового изображения N-й яркости. Например, верхний левый угол темный, что означает, что на эту область матрицы попало мало света. С другой стороны, шерсть светлая, что означает, что внутрь проникало больше света и электрический сигнал был другим. Конечно, изображение состоит из гораздо большего количества квадратов, здесь это лишь схематическое изображение.

Матрица CCD состоит из полупроводниковых фотодиодов, а считывание электрических потенциалов осуществляется по горизонтальным линиям.

Матрица фотоаппарата

Матрица камеры используется для преобразования светового потока, падающего на нее от объектива, в электрические сигналы, которые затем камера преобразует в изображение. Делается это с помощью фотодатчиков, расположенных на матрице в большом количестве.

Что такое матрица камеры — это микросхема, состоящая из фотодатчиков, реагирующих на свет.

Сама матрица имеет дискретную структуру, то есть состоит из миллионов элементов (фотоэлементов), преобразующих свет.

Поэтому в характеристиках камеры указано количество элементов матрицы, которые мы знаем как мегапиксели (Мп). 1 мегапиксель = 1 миллион элементов.

Количество мегапикселей камеры зависит от самой матрицы, которая может принимать значение от 0,3 (для дешевых телефонных камер) до 10 и более мегапикселей для современных камер. Например, 0,3 мегапикселя уже переведены на 300 тысяч фотоэлементов на поверхности матрицы.

В качестве характеристик матрицы можно рассматривать следующие параметры:

• Физическое измерение
• Разрешение (мегапиксель)
• Светочувствительность
• Отношение сигнал шум

Внешний вид матрицы

Сама матрица камеры формирует черно-белое изображение, поэтому для получения цветного изображения элементы матрицы можно прикрыть светофильтрами (красный, зеленый, синий).

А если вы сохраните фотографию в формате JPEG и TIFF, камера сама вычислит цвета пикселей, а при использовании формата RAW пиксели будут окрашены в один из трех цветов, что позволит вам обработать это изображение на компьютере без потери качества.

Физический размер

Еще одна особенность матрицы — размер. Размер обычно указывается в виде дроби в дюймах. Чем больше размер, тем меньше шума будет на фотографии и будет записано больше света, а значит, будет получено больше оттенков.

Размер матрицы — очень важный параметр всей камеры.

Различные размеры матриц

В фотографической технике для обозначения матриц используется термин «эквивалентная» чувствительность. Это связано с тем, что фактическая чувствительность измеряется по-разному, в зависимости от назначения матрицы, а с помощью усиления сигнала и цифровой обработки чувствительность можно значительно изменять в широком диапазоне.

Светочувствительность любого фотографического материала показывает способность этого материала преобразовывать электромагнитный эффект света в электрический сигнал. То есть сколько света необходимо для получения нормального уровня электрического выходного сигнала.

Чувствительность сенсора (ISO) влияет на съемку в темных местах. Чем выше чувствительность, которую можно установить в настройках, тем лучше качество изображения в темноте при желаемой диафрагме и выдержке.

Значение ISO может варьироваться от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч. Недостатком высокой светочувствительности может быть появление на фотографии шума в виде зернистости.

Чувствительность также участвует в настройке экспозиции.

Размер и количество пикселей

Размер матрицы и ее разрядность в мегапикселях связаны между собой следующим соотношением: чем меньше размер, тем меньше должно быть мегапикселей. В противном случае из-за близкого расположения фотоэлементов возникает эффект дифракции и на фотографиях может появиться эффект размытия, т.е резкость изображения исчезнет.

Размер матрицы и ее разрешение также определяют размер пикселей и, следовательно, динамический диапазон, который показывает способность камеры отличать более темные тона от более светлых и передавать их в изображение.

Кроме того, чем больше размер пикселя, тем выше отношение сигнал / шум, потому что более крупный пиксель может собирать больше света и уровень сигнала увеличивается. Следовательно, при том же размере сенсора меньшее количество мегапикселей может быть еще более выгодным для качества фотографий.

Чем больше физический размер пикселя (англ. Pixel — элемент изображения), тем больше он сможет улавливать падающий свет и тем выше отношение сигнал / шум при заданной чувствительности. Можно сказать и по другому: при заданном соотношении сигнал / шум чувствительность будет выше.

Это означает, что вы можете увеличивать значение чувствительности, регулируя экспозицию, не опасаясь шума на фотографии. Очевидно, что некоторый шум появится, только значение ISO, при котором это происходит, будет отличаться для разных камер.

Поэтому зеркалки с их большими матрицами намного опережают по этим показателям компактные.

Размер пикселя зависит от физического размера матрицы и ее разрешения. Размер пикселя влияет на фотографическую широту. Подробнее о количестве мегапикселей.

Матрица на борту

Разрешение

Разрешение матрицы зависит от количества пикселей, используемых для формирования изображения. Линза формирует световой поток, а матрица делит его на пиксели. Но и у линзовой оптики есть своя разрешающая способность.

И если разрешения объектива недостаточно и он пропускает две яркие точки, разделенные черной точкой, как яркую, то точное разрешение камеры, зависящее от значения Mp, может быть не замечено.

Следовательно, результирующее разрешение камеры зависит как от разрешения матрицы, так и от разрешения объектива, измеряемого количеством строк на миллиметр.

И это разрешение будет максимальным, когда разрешение объектива будет соответствовать разрешению матрицы. Разрешение цифровых матриц зависит от размера пикселя, который может варьироваться от 0,002 мм до 0,008 мм (2-8 мкм). Сегодня количество мегапикселей на фотосенсоре может достигать 30 мегапикселей.

Структура матрицы

Отношение сторон матрицы

Современные камеры используют матрицы с форматами 4: 3, 3: 2, 16: 9. В домашних цифровых камерах обычно используется соотношение сторон 4: 3. Массивы с соотношением сторон 3: 2 обычно используются в цифровых зеркальных фотокамерах, если специально не указано использование соотношения сторон 4: 3. Формат 16: 9 используется редко.

Тип матрицы

Ранее использовались в основном фотодатчики на основе CCD (Charge-Coupled Device, на английском языке CCD — Charge-Coupled Device). Эти матрицы состоят из светочувствительных светодиодов и используют технологию устройств с зарядовой связью (CCD). Его успешно применяют и в наше время.

Но в 1993 году была внедрена технология Activ Pixel Sensors. Его разработка привела к появлению в 2008 году матрицы CMOS (дополнительная симметрия / металл-оксидный полупроводник).

С помощью этой технологии отдельные пиксели могут быть дискретизированы, как в обычной памяти, и каждый пиксель снабжен усилителем. Кроме того, матрицы на основе этой технологии могут иметь автоматическую систему установки времени экспозиции для каждого пикселя.

Это позволяет увеличить фотографическую широту.

Компания Panasonic создала собственную матрицу Live-MOS. Работа по технологии MOS. Используя такую ​​матрицу, можно получить живое изображение без перегрева и увеличения шума.

Какая матрица лучше всего подходит для камеры? Типы матриц. Количественный показатель качества, светочувствительности и шума, физической геометрии сенсора.

На что влияет размер матрицы

Производители камер смартфонов (самые известные — Sony, LG, Samsung, Philips, OmniVision) вынуждены искать компромиссы между размером и качеством матрицы. Дело в том, что по мере уменьшения размера пикселя он начинает улавливать меньше света и становится менее чувствительным. А если оставить те же размеры пикселей, увеличивая их количество, то сам модуль камеры увеличится. В зеркалках это не страшно, но в смартфонах толщиной 5-10 мм важен каждый микрометр.

В итоге в смартфонах при увеличении мегапикселей за счет миниатюризации транзисторов каждый из них улавливает меньше света. Детализация изображения увеличивается, но резкость изображения не меняется. В таких условиях 8-мегапиксельная камера не уступит 16-мегапиксельной камере с таким же размером сенсора, а в некоторых местах будет обходить ее.