Матрица фотоаппарата

Обозначения размера фотоматрицы

Размер отмечается двумя разными вариантами:

• Обозначением формата;
• В дюймах диагонали сенсора.

Формат представляет собой только лишь наименование матрицы, обладающей определёнными размерами.

Дюймы же появились во времена измерения площади картинки на трубчатых телевизорах. Их запись выглядит, к примеру, так: 1/2,7”.

Нет никакого смысла пытаться вычислить физический размер диагонали и размеры сторон. Такая маркировка не более чем просто обозначение, без какой-либо математической силы.

Главное, научиться определять, какая из диагоналей больше. Например, 1/1,8” значительно больше, чем 1/2,7”.

Общие принципы выбора

• продавцы (как впрочем и многие авторы популярных обзоров в журналах) часто некомпетентны
• продавцы часто совершенно не представляют что можно делать с видеоматериалами
• продавцы могут быть материально заинтересованы в продаже конкретной модели/фирмы
• «лучшей» камеры не бывает вообще, есть оптимальная по отношению к поставленной задаче
• разброс цен в разных местах достаточно велик (до 50%)
• существует много расхожих мифов (например что камеры с 1Мпикс снимают лучше чем с 0,6Мпикс и вообще чем больше «разрешение» тем лучше)

1. Прежде всего нужно определиться с форматом в котором камера записывает изображение. Формат оказывает решающее влияние на многие свойства видеокамер.
2. Внутри каждого формата есть т.н. «линейки» камер, отличающиеся дополнительными «наворотами» и, соответственно, ценой. Необходимо понять какие «навороты» на что влияют и нужны ли они вообще.
3. Затем выбрать из примерно равных функционально камер разных изготовителей.
4. И, наконец, выбрать где конкретную выбранную модель лучше всего купить.

В этом порядке и начнём.

Размер матрицы

Если говорить о габаритах датчика, то здесь любого читателя ожидает огромный диапазон вариантов. От миллиметровых сенсоров смартфонов до огромных светочувствительных элементов кинокамер. Я постараюсь затронуть лишь фотокамеры, насколько это будет возможно.
Итак, существует специальная классификация размеров матриц фотоаппаратов. Таблица, приведённая ниже, показывает более наглядно различия в их длине и ширине.

Как мы здесь видим, начинается с 1/3-½ дюйма. Как правило, такие сенсоры устанавливаются в наиболее дешёвых вариантах любительских мыльниц. Соотношение сторон таких матриц составляет 4:3. Вообще, этого достаточно для формирования семейного фотоальбома, но ведь мы не для этого начали так подробно изучать фотографию, верно?

Камеры с соотношением 2/3, 4/3 дюйма имеют такое же соотношение сторон, однако, пикселям на них более «комфортно», что положительно сказывается на качестве, потому применяются такие элементы на более дорогих фотоаппаратах.

Остальные варианты представляют собой сенсоры, с соотношением сторон 3:2, а также составляют половину от полного кадра. Последний пункт таблицы – Full Frame. Он полностью соответствует своему названию и представляет собой золотой стандарт – 35-миллиметровый светочувствительный элемент. 35-мм сенсор, кстати говоря, соответствует размеру плёнки старых камер, о чём уже говорилось ранее, в одной из прошлых статей.

Устройство одного пикселя матрицы

Архитектура пикселей у производителей разная. Для примера здесь приводится архитектура ПЗС-пикселя.

Пример субпикселя ПЗС-матрицы с карманом n-типа

Схема субпикселей ПЗС-матрицы с карманом n-типа (на примере красного фотодетектора)

Обозначения на схеме субпикселя ПЗС-матрицы — матрицы с карманом n-типа:1 — фотоны света, прошедшие через объектив фотоаппарата;2 — ;3 — R — красный светофильтр субпикселя, фрагмент фильтра Байера;4 — прозрачный электрод из поликристаллического кремния или сплава индия и оксида олова;5 — оксид кремния;6 — кремниевый канал n-типа: зона генерации носителей — зона внутреннего фотоэффекта;7 — зона потенциальной ямы (карман n-типа), где собираются электроны из зоны генерации ;8 — кремниевая подложка p-типа.

Микролинза субпикселя

Основная статья: Микролинзы

Буферные регистры сдвига на ПЗС-матрице, равно как и обрамление КМОП-пиксела на КМОП-матрице «съедают» значительную часть площади матрицы, в результате, каждому пикселю достаётся лишь 30 % светочувствительной области от его общей поверхности. У матрицы с полнокадровым переносом эта область составляет 70 %. Именно поэтому в большинстве современных ПЗС-матриц над пикселем устанавливается микролинза. Такое простейшее оптическое устройство покрывает бо́льшую часть площади ПЗС-элемента и собирает всю падающую на эту часть долю фотонов в концентрированный световой поток, который, в свою очередь, направлен на довольно компактную светочувствительную область пиксела.

Как выбрать цифровую видеокамеру

Стоит обратить внимание на несколько важных моментов при выборе:

• производитель видеокамер
• размер матрицы видеокамеры
• формат видеосъемки
• стабилизатор изображения
• zoom видеокамеры

Пожалуй это самые важные критерии и мы разберём всё по порядку.

Производители видеокамер.

На рынке данных продуктов есть немало игроков, которые предлагают свою продукцию

И на это стоит обратить внимание. Не стану рекламировать кого то конкретно, скажу только, что они на слуху

Как это определить? Просто зайдите в Яндекс маркет, раздел Видеокамеры и присмотритесь, кто из производителей имеет наибольшее количество моделей.

Например, один известный Корейский производитель телевизоров тоже предлагает видеокамеры, но ими в профессиональном сегменте никто не снимает. А несколько японских производят данную технику с послевоенного времени и широко зарекомендовали себя как на телевидении, так и при съёмке кинофильмов.

Отсюда вывод: новейшие технологии они используют в профессиональном оборудовании, а значит и в аппаратуре любительского плана. Выбрав малоизвестную фирму, Вы можете разочароваться в видеокамере.

Размер матрицы видеокамеры.

Матрица это такой датчик, через который попадает свет проходя объектив и впоследствии формирует картинку. Чем больше размер матрицы, тем изображение лучше, чётче, ближе к реальной жизни.

Размер матрицы бывает:

• 1/3 дюйма
• 1/4 дюйма
• 1/6 дюйма

Повторюсь: Чем больше, тем лучше!

В бытовых видеокамерах как правило используется одна матрица, но есть и продвинутые модели с тремя матрицами. Эти матрицы заведуют, каждая по отдельности, своим цветом. Специальная призма внутри камеры разделяет свет попадающий через объектив на три составляющих:

• Красный
• Зелёный
• Синий

И потом каждая матрица работает со своим цветом. Короче «выносить» техническими моментами мозг Вам не стану, три лучше чем одна.

Формат видеосъемки

Есть несколько форматов видеосъёмки в которых снимает видеокамера. Рассмотрим поближе их:

• запись на кассету mini-DV
• запись на внутренний жёсткий диск
• запись на Flash носитель

Формат mini-DV выполняется запись в стандартном разрешении на кассеты с плёнкой, устаревающая технология. Качество видеосигнала мы можем видеть на обычных телевизорах.

Запись на жёсткий диск видеокамеры куда более прогрессивна. Позволяет снимать как со стандартной чёткостью, так и с высокой (HD). В данном формате видеосъёмки есть как положительные моменты, так и небольшой минус.

Объём жёсткого диска порой позволяет сохранять до 24 часов видео, что конечно является плюсом. Но когда диск переполнен (увлёкшись съёмкой можно не заметить) требуется связь с компьютером для высвобождения места.

Ну и наконец самый современный формат запись видеосъёмки на Flash носитель. Достоинства очевидны: быстрая смена носителя, небольшой вес камеры, позволяет снимать видео высокой чёткости HD

zoom видеокамеры

zoom — это приближение. По мнению многих считается чуть ли не главным достоинством видеокамеры. Снимая, часто слышу вопросы окружающих: На сколько она приближает? Как близко виден снимаемый объект? Видимо этот параметр крайне важен им. Смею Вас заверить, что этот параметр далеко не первый при выборе. Раньше вообще его не было, применяли разные объективы.

zoom бывает:

• Цифровой
• Оптический

цифровой zoom видеокамеры как правило намного больше, чем оптический. Очень страшная штука! Вы когда нибудь увеличивали картинку в графическом редакторе? Крайне некрасиво выглядят такие увеличения, то же самое происходит и здесь.

Слышал, что встречаются zoom  400 и даже 800. К чему, скажите такое «удобство»? Что Вы собираетесь разглядывать в такой телескоп? Муху на балконе соседнего дома? Бред!

Другое дело оптический zoom. Увеличение происходит за счёт движения линз в объективе. Стоимость такого гаджета намного выше, понятное дело — оптика.

Пожалуй это основные критерии по выбору видеокамеры. Остальное по необходимости. Например выход на микрофон пригодится Вам, если планируете снимать интервью. Штатные, встроенные микрофоны в видеокамерах особым качеством не отличаются.

Ими можно пользоваться в относительной тишине и на небольшом расстоянии. На шумной улице или пляже посторонние шумы, ветер, рёв автомобилей, плач ребёнка и т.д … будут чётко слышны при просмотре.

Видеомонтаж в Adobe Premiere Pro

Предлагаю Вашему вниманию полезный и интересный видео-курс по видеомонтажу в таком профессиональном видеоредакторе, как Adobe Premiere Pro.

Насим разрешите откланяться!

   80 голосовСредняя оценка: 4.9 из 5

Матрица фотокамеры

Матрица — это сердце современного фотоаппарата. Именно от ее качества будет во многом зависеть качество фотографий. Матрица имеет две основные характеристики, информация о которых доступна потребителю: это разрешение и физический размер.

Сначала давайте разберемся с разрешением. Разрешение матрицы — это число ее светочувствительных элементов, пикселей. Чем их больше, тем больше точек будут составлять итоговое фото. Сегодня среднее разрешение матриц от 16 до 36 миллионов пикселей.

Однако, может быть так, что мегапикселей на матрице много, а качество снимка всё равно невысоко: он не резок, не контрастен, утопает в цифровом шуме — помехах. Качество изображения зависит не только от разрешения в мегапикселях, но и от физического размера самой матрицы.

Фрагмент снимка, сделанного на смартфон с камерой в 8 мегапикселей

Фрагмент кадра с разрешением в 8 мегапикселей, сделанный на зеркальную фотокамеру.

Оба снимка сделаны в одном разрешении. Как видно, кадр, снятый на мобильный телефон, сильно проигрывает в качестве: он не так контрастен, на снимке не сохранились мелкие детали, например, прожилки на листочке. А ведь именно за мелкие детали должно отвечать высокое разрешение матрицы.

В различные типы камер устанавливаются матрицы различного размера. Самая большая на этой схеме — полнокадровая матрица. Ее размер соответствует кадру со знакомой всем фотопленки формата “135” или просто “35 мм” — 36х24 мм. Матрицы такого размера позволяют получать изображения очень высокого качества. Но чем больше физический размер матрицы, тем она дороже. Поэтому большие матрицы встречаются лишь в достаточно дорогих устройствах. Для любительских зеркалок характерен формат APS-C. Чем дешевле устройство, тем меньше в нем установлена матрица.

Большие матрицы дают выигрыш не только в детализации, но и в качестве изображения при съемке на высоких значениях чувствительности, при плохом освещении. Дело в том, что на сенсоре большой площади можно реализовать больший размер самих светочувствительных элементов — пикселей. Для сравнения: один светочувствительный элемент матрицы современного полнокадрового аппарата имеет в среднем размер в 4,9-8,3 микрон. Размер одного пикселя компактного фотоаппарата или смартфона около 1-3 микрон.

Преимущества КМОП-матрицы

• Прежде всего значительно снижено энергопотребление, благодаря тому, что в КМОП-матрице цепочка обработки информации не такая длинная, как в ПЗС-матрице, особенно низким энергопотреблением КМОП-матрица отличается в статическом режиме.

• Схема ячейки КМОП-матрицы позволяет ее интегрировать непосредственно с аналого-цифровым преобразователем и даже с процессором. Это создает возможность объединения в одном кристалле как аналоговой схемы, так и цифровой и обрабатывающей. Благодаря этому стала возможной дальнейшая миниатюризация цифровых камер,снижение их стоимости из-за отсутствия необходимости в дополнительных процессорных микросхемах.

• Возможность произвольного доступа к ячейкам КМОП позволяет считывать отдельные группы пикселей. Эта возможность получила название кадрированного считывания, т. е. считывания только части всего кадра, в отличие от ПЗС-матрицы, где для обработки информации необходимо выгрузить всю матрицу. Благодаря этому для обеспечения быстрого просмотра изображения на встроенном дисплее фотоаппарата с относительно небольшим числом пикселей можно выводить только часть информации. Для просмотра этого будет достаточно, можно контролировать точность фокусировки и т. д.

• Кроме того для большей скорости ведения репортажной съемки можно вести ее с меньшим размером кадра и меньшим разрешением.

• Еще одним достоинством КМОП-матрицы является возможность добавления к имеющемуся внутри КМОП-элемента усилителю еще усилительные каскады, тем самым значительно увеличить чувствительность матрицы. А возможность регулировки усиления для каждого цвета позволяет улучшить баланс белого.

• Производство КМОП-матриц проще и дешевле, чем ПЗС, его может освоить практически любой завод, занимающийся производством микроэлектроники. Особенно это сказывается при производстве матриц большого размера.

Недостатки КМОП-матрицы:

• К недостаткам КМОП-матрицы по сравнению с ПЗС-матрицей следует отнести прежде всего уменьшение светочувствительной части элемента из-за наличия электронной обвязки вокруг пиксела. Именно поэтому вначале КМОП-матрицы имели существенно более низкую чувствительность, чем ПЗС-матрицы. Положение изменилось с разработкой и выпуском на рынок компанией Sony  в 2007 году  КМОП-матриц, изготовленных по технологии EXMOR, применявшейся ранее для специфических устройств, таких как электронные телескопы. Размер светочувствительной части пиксела удалось увеличить за счет перемещения электронной обвязки в нижний слой элемента, где она не мешала попаданию света. Это привело к увеличению чувствительности каждого пиксела и всей матрицы.

• В каждом из элементов КМОП-матрицы имеются еще электронные элементы, которые по свойствам электронных схем обладают своим шумом, и этот шум добавляется к шуму непосредственно светочувствительного элемента. Причем для каждого пиксела уровень этого шума разный.

• Величина сигнала,получаемого с каждого пиксела зависит не только от характеристик самого фотодиода, но и от свойств каждого элемента электронной обвязки пиксела. Отсюда получается , что у каждого КМОП-элемента своя характеристическая кривая (отражающая соответствие сигнала, получаемого с элемента яркости падающего на него света), а в целом пиксели матрицы имеют разброс по чувствительности, что приводит к т. н. структурному шуму. Из-за этого поначалу КМОП-матрицы имели более низкое разрешение, чем ПЗС-матрицы.

• Наличие на каждом пикселе дополнительных электронных элементов приводит к дополнительному нагреву всей ячейки, что является причиной теплового шума.

Таким образом каждый тип матриц имеет свои достоинства и недостатки. В настоящее время они по своим характеристикам все более сближаются. И по-видимому при выборе фотокамеры следует исходить не столько из типа матрицы, сколько из ее размера и разрешения.

На закуску предлагаю посмотреть видеоролик, который наглядно демонстрирует различия в передаче информации в ПЗС-матрице и КМОП-матрице:

Выбираем первый объектив для своего фотоаппарата

Когда вы планируете и выбираете зеркальный фотоаппарат, который в дальнейшем хотите приобрести, сразу же рекомендую подумать и об объективе. Одна и та же модель фотокамеры продаваться может как без объектива как такового, так и может быть укомплектована каким-нибудь приспособлением (на выбор производителя). Как правило, комплект фотокамеры с объективом обойдется менее дорого, нежели приобретение по отдельности этих же компонентов. Но может выйти и такая ситуация, что предлагаемый производителем объектив вас не устроит по каким-нибудь характеристикам.

Свой первый объектив необходимо выбирать из соображений его универсальности. В идеале – это должен быть объектив, который можно будет использовать для всех случаев. И от того, насколько широки будут его возможности, зависит, насколько быстро вы поймете, в каком жанре чаще всего вы снимаете, и какой специализированный объектив необходимо будет приобрести в дальнейшем. Большинство объективов выпускаются со стандартной резьбой, и устройство фотоаппарата позволяет без затруднений осуществлять замену объективов.

Даже тогда, когда вы уже приобретете отдельные объективы для каждого особого случая (портретник, макрик, телевик или ширик), то, вероятнее всего, в 99 процентах случаев вы все равно будете продолжать фотографировать универсальным объективом. Специализированные объективы бывают необходимы довольно-таки редко, но когда такой момент настает, они отрабатывают, как говорится, на все 100, и никакой универсальный объектив заменить их неспособен.

Можно, таким образом, подвести итог, что имеет смысл отнестись очень серьезно и тщательно к выбору первого объектива, чтобы он, после приобретения следующего, не оказался навсегда лежать в длинном ящике. Это особенно актуально для людей, которые много путешествуют, и им приходится снимать множество абсолютно разных сцен. Ведь в дорогу, вы согласитесь, неудобно брать лишний вес. Тем более, если его вполне можно заменить.

Объектив

Это самая важная часть любого аппарата, поэтому необходимо уделить ему особенное внимание. Объектив – это оптическое устройство, за счет которого осуществляется проецирование изображения на плоскости

Объектив состоит обычно из набора линз, которые собраны внутри оправы в единую систему

Объектив – это оптическое устройство, за счет которого осуществляется проецирование изображения на плоскости. Объектив состоит обычно из набора линз, которые собраны внутри оправы в единую систему.

Объективы хорошего качества должны давать на пленке геометрически правильное, резкое изображение объектов фотосъемки по всему полю кадра, для которого он предназначается. Производство объективов требует очень высокой точности, и на заводе осуществляется проверка качества каждого выпускаемого объектива. Современные объективы – это очень сложная система оптических линз. Обычная собирательная линза может также быть использована в качестве объектива (таким образом, и поступали первые фотографы), но, ввиду свойственного ей большого числа недостатков, фотоснимок получается резким лишь в небольшой центральной части и размытым, абсолютно нерезким по краям, прямые же линии на краях изображения, при этом, получаются изогнутыми. Комбинирование линз дает возможность избавиться от большей части перечисленных нами недостатков и неточностей.

А как же вспышка

Чуть было не упустил еще один фактор, который в достаточной мере влияет на экспозицию – это вспышка. Здесь мы рассмотрим в общих чертах только штатную, то есть бортовую «лягушку». Хотя, прошу прощения. На мыльницах это же совсем не «лягушка», ведь она не выпрыгивает. Данная вспышка обладает рядом режимов, которые, в принципе, зависят от режима самого фотоаппарата. Полный список «услуг» вспышка, как правило, может предоставить лишь в тех случаях, когда камера установлена в режиме «AUTO».

Итак, какие же различают режимы.

1. Автоматический. Вспышка автоматически будет срабатывать (или не срабатывать) по мере необходимости. При этом, регулируется длительность светового импульса, в зависимости от имеющейся освещенности. Удобно это тем, что экономит заряд аккумулятора, но не всегда может быть использовано, таково уж устройство фотоаппарата. К примеру – съемка против света.
2. Принудительная вспышка. Будет срабатывать всегда, в независимости от уровня освещенности. Не доступна регулировка длительности импульса, то есть вспышка полностью использует свое ведущее число. Может быть использована в большинстве случаев фотосъемки, но расход энергии более высокий, чем при предыдущем режиме.
3. Медленная синхронизация. Скорость затвора будет установлена, при этом, на более продолжительном значении. При использовании вспышки, стандартная скорость затвора составляет 1/90 с, то есть «90». Это делается для того, чтобы была возможность проработки фона, так как вспышка обычно до него «не добивает».
4. Без вспышки. При этом режиме вспышка срабатывать не будет. Это делается для того, чтобы не осуществлялась съемка с автоматической вспышкой там, где это не нужно или запрещено, а также для получения некоторых эффектов, где необходим естественный свет. Изображение становится, при этом, более естественным. В продвинутых аппаратах также «открывает» ряд некоторых возможностей, к примеру, расширяется «перечень» значений в выборе установки баланса белого.

Для первый трех указанных выше режимов доступен режим уменьшения «эффекта красных глаз». В данном случае перед основной вспышкой срабатывает серия коротких вспышек без использования затвора. Это делается для того, чтобы у находящихся в темноте людей сузились зрачки, и глазное дно не отражало красный свет. Рационально будет использовать только во время съемки людей, а во всех остальных же случаях – это просто трата времени перед срабатыванием затвора и энергии.

Следует помнить, что использование штатной вспышки будет делать отображение лиц людей и предметов на снимках плоскими. По крайней мере, необходимо стараться сделать снимок под некоторым углом, чтобы появились тени. Но и переусердствовать не нужно, так как при слишком больших углах будет появляться слишком большой контраст.

На этом данную тему спешу завершить, а то и так уже достаточно объемной получилась. Если что-то упустил, рассмотрю в следующих постах.

В чем заключаются отличия между цифровым зеркальным фотоаппаратом и зеркальным пленочным фотоаппаратом

1. Первое отличие здесь совершенно очевидно: в зеркальной цифровой фотокамере для записи на карту памяти изображения применяется электроника, в то время, как устройство фотоаппарата пленочного зеркального типа осуществляет захват изображения на пленку.
2. Вторая отличительная черта состоит в том, что подавляющее большинство зеркальных цифровых фотоаппаратов осуществляют запись изображений на поверхность матрицы, площадь которой меньше, нежели кадр в пленочных зеркальных камерах.
3. Устройство цифровых фотоаппаратов позволяет фотографам просматривать полученные изображения сразу же после осуществления съемки.
4. Для более старых моделей пленочных аппаратов не нужно электрическое питание. Они целиком состоят из механики. А вот зеркальным цифровым фотокамерам для работы необходимы аккумуляторы либо сменные батарейки.
5. При работе с пленкой, кадр лучше будет немного переэкспонировать, а, в случае с цифровыми фотокамерами, наоборот, – немного недоэкспонировать кадр.
6. В независимости от того, какой используется фотоаппарат – пленочный или цифровой, оба типа агрегатов обладают огромными возможностями по смене пультов дистанционного управления, объективов, элементов питания, вспышек и ряда других аксессуаров.

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.

Давайте рассмотрим фотографию 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.