Матрица фотоаппарата

Почти два столетия прошло с тех пор, как был создан первый прототип фотоаппарата.

Принцип работы фото камеры остается прежним и сейчас: попадание светового потока через объектив и фиксация на светочувствительном элементе.

До появления цифровых фотоаппаратов использовалась светочувствительная пленка на ограниченное число кадров (12, 24, 36). Новая эра фотоаппаратов преподнесла нам цифровые фотокамеры.

Матрица в цифровой фотокамере – это некое подобие  кадра на пленочных аппаратах. Проходящие через объектив лучи света попадают на нее и оставляют выбранное фотографом изображение.

Отличие матрицы от аналоговой (пленочной) технологии в том, что картинка не хранится на поверхности пленки, а записывается в память камеры (или на сменную карту памяти) в виде электронного файла, после чего матрица готова к дальнейшей работе.

Матрица фотоаппарата представляет собой пластину, состоящую из светочувствительных датчиков (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 будущего файла, уровень детализации изображения и наличие на картинке шумов.

Так, если фотоматрица имеет размер 2592 пикселя в ширину и 1944 – в высоту, то камеру характеризуют как «пятимегапиксельную» то есть состоящую из пяти миллионов пикселей:

  • 2592 х 1944 = 5 038 848

Однако не стоит гнаться за количеством этих мегапикселей в приобретаемом Вами фотоаппарате, так как физический размер самой матрицы в миллиметрах имеет большое значение для качества получаемых, в итоге, фотографий. При равных мегапикселях, чем больше матрица, тем выше будет качество снимков.

Таким 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 физического размера 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 таких матриц – 24х18 миллиметров.

Как уже отмечалось выше, размер матрицы оказывает влияние на габариты камеры и наличие шумов. 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.

Кроме размера, фотоматрицы различаются также по типам, наиболее распространенными из которых являются следующие три:

1) CCD, или ПЗС-матрицы (сокр. от «прибор с зарядовой связью»). 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 калькуляторах, 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». То есть, изображение, которое улавливает объектив, можно видеть не только через оптический видоискатель, но и на дисплее фотоаппарата.

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.