Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Размер матрицы в фотоаппарате: Физический размер матрицы фотоаппарата

Содержание

Физический размер матрицы фотоаппарата

Так как матрица (фотосенсор) состоит из множества пикселей, то физический размер матрицы фотоаппарата зависит от размеров самого пикселя и их количества, то-есть от разрешения матрицы. А вот размер пикселя зависит от того, какую чувствительность от него требуют. Ведь чем больше размер пикселя, тем больше света он соберет и тем больше будет его светочувствительность и отношение сигнал-шум. Получается, что на больших по размеру фотосенсорах меньше шума и больше светочувствительность, поэтому и такая разница в цене.

Влияние на кроп-фактор и ГРИП

Разные размеры фотосенсора определяют и значение кроп-фактора. Числовое значение кроп фактора получается из отношения диагонали кадра 35 миллиметровой пленки к диагонали матрицы. Чем меньше матрица, тем меньше её диагональ и значит кроп-фактор больше. Значение кроп-фактора влияет на эквивалентное фокусное расстояние, а ЭФК в свою очередь влияет на ГРИП.

Вляние физической величины матрицы на ГРИП происходит по законам оптики. При проведении опыта брали три фотоаппарата и делали снимки при полностью одинаковых настройках, но с тремя разными по размеру фотосенсорами.И в итоге ГРИП (резкость предметов на разном удалении от фотокамеры) был больше у фотоаппарата с наименьшей матрицей, то есть все предметы были в резкости. А у фотоаппарата с большими матрицами ГРИП был меньше.

Это важно когда вы делаете снимки с размытым фоном. Если на вашей фотокамере фотоэлемент с маленькой диагональю, то будет тяжело получить размытый фон на снимке.

Обозначение матриц

Обозначают размер фотосенсора обычно как дробь дюйма. Например, 1/1.8 дюйма. Такое значение больше реальной диагонали матрицы, для которой это обозначение применяется.

Это обозначение прижилось еще в 50-х годах прошлого века. Тогда это значение применялось для обозначения размера передающей трубки (круглой), которая называлась «видикон». С тех пор и называются эти дюймы — «видиконовские». Тогда было установлено, что полезное изображение по диагонали примерно равно 2/3 диаметра трубки. Потому что прямоугольное изображение помещалось в кругу передающей трубки.

Внешний вид видикона и определение диагонали


Так до сих пор и считается, что реальный размер диагонали матрицы примерно равен 2/3 от значения типоразмера выраженного в дроби дюймов (видиконовских).

Применяются таблицы соответствия значения в дюймах и соотношения сторон фотосенсора в миллиметрах.

Размер в «видиконовых дюймах»Диагональ в мм.Ширина в мм.Высота в мм.Площадь матрицы мм2
1/6″2.671.971.472.90
1/4″4.002.952.216.53
1/3.6″4.443.282.468.06
1/3.2″5.003.692.7710.20
1/3″5.333.932.9511.60
1/2.7″5.934.373.2814.32
1/2″8.005.904.4226.10
1/1.8″8.896.554.9232.22
1/1.7″9.416.945.2136.13
2/3″10.677.875.9046.40
1″16.0011.808.85104.40
4/3″21.3315.7311.80185.60

Размеры матрицы могут быть указаны в спецификации как диагональ в дюймах, или можно воспользоваться значением кроп-фактора для определения диагонали, а для нахождения кроп-фактора используйте значение фокусного расстояния.

Узнать величину фотосенсора можно по коэффициенту (кроп-фактор), который показывает во сколько раз диагональ матрицы меньше диагонали кадра пленки в 35 мм. А вот для вычисления этого коэффициента можно использовать значения фокусного расстояния и эквивалентного фокусного расстояния (ЭФР). Обычно они обозначаются как две пары чисел (фокусное расстояние должно быть написано на объективе), например, F=18-55 мм. Эквивалентное фокусное расстояние так же обозначается парой чисел Feq=28-84 мм. Теперь берем соответствующие числа и делим, например, 28/18 или 84/55. В результате получим коэффициент, который мы и искали (кроп-фактор), равным 1,53. И можно воспользоваться таблицей для определения физического размера фотоэлемента. Получим, что на фотокамере используется матрица APS 23х15 мм.

Эти отношения площади различных по размеру фотосенсоров (смотрите рисунок) могут примерно показать вам, насколько реальная чувствительность будет различаться у разных фотокамер, какие будут шумы, где и почему большие габариты фотоаппарата.

Чем больше размер сенсора, тем должна быть и больше оптика для обслуживания такой матрицы, поэтому фотоаппараты с большим фотосенсором и сами по размеру больше.

Навигация по записям

На что влияет размер матрицы

На что влияет размер матрицы? Его обозначение в дюймах

Матрица или светочувствительная матрица — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов.

  • Предназначена для преобразования спроецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы).
  • Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер, встроенных в мобильный телефон, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств.
  • Применяется в оптических детекторах перемещения компьютерных мышей, сканерах штрих-кодов, планшетных и проекционных сканерах, системах астро- и солнечной навигации.

Обозначение матрицы характеризует геометрический размер чипа. Исторически сложилось, что маркировка матриц соответствует маркировке видиконов по внешнему диаметру с равным матрице размером чувствительной к свету области. Обозначение не позволяет точно вычислять реальный размер матрицы (зато оно дает возможность сравнивать между собой матрицы различных типоразмеров). Понятно, что большая матрица имеет более крупные пиксели, чем маленькая, если количестве пикселей осталось прежнее.

Рассмотрим два примера.

Первый — это матрица компактного цифрового фотоаппарата с не самой маленькой матрицей 7.2 x 5.3 mm (обозначение 1/1.8″).

Второй — матрица зеркальной камеры 23.7 x 15.6 mm (обозначение «APS-C»).

При одинаковой пиксельности (в примере, у обоих матриц 48 квадратиков-пикселей), площадь каждого пикселя у крупной матрицы больше, и соответственно, светочувствительность и цветопередача у зеркалки куда лучше. На самом деле количество квадратиков-пикселей в реальных камерах гораздо больше, (например, 6 миллионов, а не 48 как здесь).

Для обозначения крупных (больше, чем 4/3″) матриц обычно используется так называемый кроп-фактор (Kf). Это отношение диагонали пленочного кадра 24х36 мм к диагонали данной матрицы. Матрицы, у которых Kf>1 часто называются «кропнутыми» (в отличие от «полнокадровых» матриц с Kf=1). Кстати, ЭФР = Kf * ФР.

Одна из важнейших характеристик, зависящих от размера матрицы — ее шумность. Так, ЦФК с матрицей APS-C (22×15 мм, Kf=1,6) позволяет устанавливать ISO в восемь раз больше, чем аппарат с матрицей 1/2.7″ (5,4х4,0 мм, Kf=6,4) при сохранении примерно одинакового уровня шумов. Отметим, что шум на изображениях также зависит от настроек повышения резкости (внутрикамерного шарпенинга) и шумоподава, поэтому матрицы одного типоразмера на разных камерах зачастую шумят по-разному.

Размер матрицы влияет и на ГРИП — чем больше матрица, тем меньше глубина резкости при равном угле зрения и одинаковом количестве пикселей. Кроме того, у больших матриц шире динамический диапазон, естественнее и натуральнее цвета.

К минусам крупной матрицы можно отнести, увеличенные размеры оптики, и рост цен. Поэтому чем более компактен аппарат и чем он дешевле, тем меньшего размера в нем установлена матрица.

Ниже приведены наиболее распространенные типоразмеры матриц в сравнении с кадром 35 мм пленки:

какой бывает, на что влияет

Если сравнивать со старым поколением камер, современные модели обладают небольшим количеством механических узлов. В новых аппаратах их сменили цифровые компоненты. Таким же остался лишь процесс формирования кадра, заключающийся в переносе пучка света на физический носитель. В старых аппаратах его роль играла плёнка, в современных – матрица.

Мало кто из непрофессиональных операторов знает, что у сенсора есть реальный размер, а некоторые принимают его за разрешение. Между тем физическая величина матрицы – одна из главнейших характеристик девайса, которая напрямую влияет на цветопередачу и чёткость получаемого изображения.

Содержание статьи

Какие бывают размеры матрицы

Один из главных элементов аппарата изготавливается с использованием различных технологий и может иметь разное соотношение сторон. Ниже приведены наиболее распространённые размеры.

@edmundoptics.com

½.3 дюйма

Это – самый миниатюрный вариант, равный 6Х5 мм. Деталь такой величины можно встретить во всех недорогих современных моделях. Как правило, разрешение ½.3 не превышает 20 Мп.

Именно такой расклад был популярен некоторое время назад. Сегодня многие производители стали уделять больше внимания любительской фотосъёмке и оборудуют фотоаппараты крупными элементами.

Несмотря на невысокое качество получаемых снимков, устройство обладает одним неоспоримым достоинством. Компактный формат позволяет использовать гаджет вместе с длиннофокусным объективом, например миниатюрным суперзумом. В аналогичной ситуации для устройства с большим цифровым компонентом придётся приобретать громоздкий объектив. Однако, чтобы получить с помощью техники более или менее качественный снимок, потребуется обеспечить хорошее освещение.

1/1.7 дюйма

Соотношение сторон составляет 7,5Х5,5 мм. С такого рода девайсом получить качественный кадр проще, чем с предыдущим вариантом. Кроме того, формат сенсора обеспечивает приемлемую производительность как на свету, так и в тени. Раньше такие модели были самыми распространёнными среди непрофессионалов. Сейчас же им на смену пришли более крупные варианты.

1 дюйм

Габариты этой разновидности – 13Х8 мм. Сегодня такого рода формат можно встретить на большинстве современных устройств, причём конструктивные особенности позволили сохранить компактность и малый вес аппарата. Такой вариант используется даже для некоторых смартфонов, например Panasonic CM1.

Устройства с дюймовой матрицей обеспечивают более качественную съёмку по сравнению с предыдущими вариантами. Даже компактные девайсы, оснащённые таким элементом, обладают максимальной апертурой, благодаря чему на сенсор поступает большое количество света. Значит, и фотографии будут чёткими.

@photographyreview.com

4/3

Обладает габаритами 17Х13 мм. Можно встретить в большинстве небольших зеркальных аппаратов.

APS-C

Соотношение сторон составляет 24Х18 мм. Используется в полупрофессиональных и профессиональных моделях. Причина популярности — оптимальное соотношение цены и качества.

Фулфрейм

Обладает габаритами 36Х24 мм — полнокадровый вариант величиной в 35 мм. Элемент довольно дорог в изготовлении, потому встречаются только в профессиональных гаджетах.

Среднеформатные

Соотношение сторон – 60Х45 мм. Конструктивно состоят из ряда более миниатюрных цифровых элементов, что напрямую сказывается на высокой цене изделий. Можно встретить исключительно в «очень крутых» и дорогих устройствах.

Таблица: размеры матрицы

@gsmarena.com

На что влияет размер матрицы

Разобравшись с соотношением сторон, стоит упомянуть о том, на какие параметры они оказывают влияние:

  1. Габариты. Величина самого аппарата напрямую зависит от установленных компонентов. Соответственно, чем больше деталь, тем крупнее и тяжелее будет девайс.
  2. Цифровой шум. Характеристика оказывает существенное влияние на качество изображения, и при низких параметрах может его испортить. Визуально это выглядит, будто на снимок наложили сетку, состоящую из микроскопических точек и царапин. Появиться дефект может из-за неисправности аппарата, малого количества пикселей или небольшого цифрового компонента. Ведь, чем крупнее последний, тем большее количество света на него поступает. Значит, конечное изображение будет более естественным и качественным.
  3. Глубина цвета. Этот параметр показывает, насколько мелкие оттенки может определять девайс. Чем выше показатель этой характеристики, тем более плавными и естественными для человеческого глаза будут выглядеть изображения. Это особенно заметно при съёмке практически однотонных композиций.

Стоит иметь в виду, что на маленький элемент попадает минимальное количество света. Значит, передачу придётся усиливать, что негативно сказывается на конечном результате – вместе с увеличением полезных данных растёт и количество цифрового шума.

Какой размер лучше выбрать

При желании фотографировать «всё подряд», не размышляя о цветопередаче и высоком разрешении кадров, можно приобрести любой аппарат по типу «мыльницы» с миниатюрным сенсором. Отсутствие наворотов, разнообразных ручных настроек, автоматический режим делают такие модели наиболее подходящими для любителей.

Чтобы получать кадры приемлемого качества, следует обратить внимание на варианты со средним соотношением сторон. Стоят такие модели недорого, при этом обладают рядом дополнительных функций, позволяющих производить более точную настройку.

Больше возможностей предоставляет компактное беззеркальное изделие, оснащённое суперзумом. Несмотря на небольшие габариты, девайс позволяет создавать оригинальные сюжеты на значительном расстоянии до объекта. Отличный вариант для путешественников!

Снимки самого высокого качества можно получить лишь с помощью дорогой зеркальной камеры с большим цифровым датчиком. Однако применение подобных аппаратов вызывает затруднения, связанные с габаритами и весом устройства. Поэтому «зеркалки» больше подходят для профессиональных операторов.

В завершение, можно сделать вывод – чем больше цифровой элемент, тем качественнее будут снимки, но и стоимость подобных гаджетов выше. Потому выбирать камеру нужно с учётом конкретных целей и кошелька.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Матрица фотоаппарата. Типы и характеристики.

Матрица фотоаппарата самая важная составляющая часть любой камеры. Именно она ответственна за создание изображения, после поступления на ее поверхность светового потока. Если описать матрицу научными словами, то это будет звучать следующим образом, микросхема состоящая из светочувствительных элементов, фотодиодов. Посмотрите следующий снимок, где показано месторасположение матрицы в блоке самого фотоаппарата («тушке»).

Матрица фотоаппарата самым прямым образом влияет на качество итогового изображения, что в сочетании с профессиональным фотообъективом приводит к точной и полной передаче всех деталей реальности.

 

1. Размер матрицы

2. Количество пикселей

3. Светочувствительность

Теперь подробнее о каждой из указанных характеристик.

Физический размер матрицы, т.е соотношение длины и ширины, измеряемой в миллиметрах, одна из самых важных характеристик матрицы. Чем больше размер, тем лучше будет качество фотографии. Почему? Большая по размеру матрицу, получает больше света, что в свою очередь связано с фактором ISO/светочувствительности. Даже при высоких значения ISO, количество шумов на фотоснимке, сделанном на профессиональную камеру с большой матрицей, будет минимальное. Чего нельзя сказать о фотоснимке сделанном, при участии маленькой матрицы.

Далее на картинке вы можете изучить самые распространенные размера матрицы в соотношение к диагонали.

Количество пикселей в матрице фотоаппарата влияет на размер изображения. Все профессиональные зеркальные фотокамеры снабжены матрицей с большим числом мегапикселей. Как результат, вы сможете распечатать большую фотографию, плакат или постер и все цвета и детали при этом, будут переданы в наилучшем качестве.

                    Типы матриц фотоаппарата.

По применяемой технологии матрицы бывают нескольких типов, но самые популярные из них:

ПЗС (CCD — Charge Coupled Device). Данный тип матрицы выпускается практически всеми фирмами производителями фотокамер (Nikon, Canon, Sony и др.). Один из очевидных плюсов высокая чувствительность и маленький уровень шумов, что положительно влияет на качество фотографии, но высокое энергопотребление.

КМПО (CMOS — Complementary Metal Oxide Semiconductor). Основные плюсы данного вида матрицы низкое энергопотребление и высокое быстродействие. В наши дни данный вид матрицы самый распространенный.

Далее, для примера я привела небольшую сравнительную характеристику фотокамер двух фирм лидеров производителей Nikon и Canon.

Профессиональные фотокамеры Nikon D5 (21,33 Мп), D810a (37,09 Мп) имеют КМОП-матрицу размером 35,9 x 24,0 мм. Компактные фотокамеры, например Nikon CoolPix L340, L2750 снабжены ПЗС матрицей.

Профессиональные фотокамеры Canon EOS – 1D X II Mark (21,5 Мп), EOS 5DS R (50,6 Мп) имеют CMOS матрицу. У Canon даже такие компактные камеры как PowerShot SX720 HS, SX 620HS также работают на  КМПО матрице.

На этом я заканчиваю свою статью под названием «Матрица Фотоаппарата», дальше будет еще больше полезных и интересных статей. Подписывайтесь на обновления моего блога, и вы будете первыми получать новые статьи.

Где находится матрица в фотоаппарате. Взгляд изнутри: матрицы цифровых камер

Матрица является светочувствительной поверхностью, на которой через объектив попадает свет и преобразуется в электронные импульсы, а после обработки процессором, сохраняются на карте памяти как фотографии в виде цифрового кода. Можно сказать функцией матрицы является оцифровка света попавшего на его поверхность, называется ещё и сенсор, фотодатчик.

В компактных камерах это не имеет большого значения. Поэтому важно знать основные понятия светочувствительных матриц. Это позволит нам иметь вдумчивую и сознательную покупку недостатков и преимуществ, которые будут включены в модель камеры. Это облегчает выбор камеры, которая соответствует нашим потребностям, и гораздо проще работать с самой камерой, благодаря известному способу записи изображений. Поскольку количество мегапикселей и тип матрицы можно опустить, нельзя забывать о размере матрицы и соотношении ее размера с фотодиодами, которые она имеет.

Разрешение матрицы фотоаппарата

Матрица фотоаппарата состоит из датчиков пикселей, от количества пикселей зависит разрешение цифрового изображения, чем больше пикселей, тем выше детализация кадра, тем чётче будут видны маленькие детали. Количество пикселей на DSLR камерах обозначается словом Megapixel. Современные фото датчики цифровых фотоаппаратов имеют 8-24 миллионов пикселей.

Чем у фотоаппарата большая матрица, тем меньше глубина резкости на снимке!

Размера матрицы фотоаппарата влияет и на размер пикселя, площадь пикселя у большой матрицы больше, и соответственно, светочувствительность и цветопередача лучше, а шумов меньше. От этого можно сделать вывод, что важно не только количество пикселей, но и крупность. В этом каждый может убедиться если сравнит картинку снятую мельницей c 12 megapixel и DSLR-ом у которого например 10 megapixel.

Каждый пиксель формирует одну точку на изображении и чем больше разрешение матрицы, тем выше детализация получаемого снимка. Количество пикселей на матрице называется разрешением и измеряется в megapixel. 1 megapixel = один миллион (1 000 000) пикселей.

Если в характеристиках DSLR камеры написано, что самый большой размер изображение 5616 на 3744, то получается, что разрешение матрицы фотоаппарата 22 мегапиксель (5616×3744=21026304).

Физический размер матрицы — одна из важнейших характеристик фотоаппарата, который непосредственно влияет на качество изображение. Из названия уже понятно, что речь о геометрических размерах а длина и ширина сенсора измеряется в миллиметрах, в характеристиках некоторых камер размер обозначается как диагональ матрицы в дюймах как 2/3″. Величина в дюймах указывается обратная величина, и поэтому при покупке камеры нужно выбрать ту, у которой число после дроби меньше.

Если вы должны выбрать из 2 камер у которых одинаковое число 12 мегапикселей, но у первой матрица 1/2.5″, а у второй 1/1.8″ — лучше взять вторую — размер пикселя будет больше, соответственно, и качество снимков лучше.

Здесь вы можете увидеть таблицу, где приведены соотношение диагонали к геометрическому размеру.

Размер влияет на количество цифрового шума , передаваемого вместе с основным сигналом на матрицу. Чем больше физический размер матрицы, тем больше ее площадь и тем больше света на нее попадает, в результате чего полезный сигнал матрицы будет сильнее и соотношение сигнал / шум будет лучше. Это позволяет получать качественную картинку с естественными цветами.

В последние годы для указывания размера сенсора используют ещё и коэффициент кроп-фактор (crop factor) , который показывает во сколько раз сенсор фотоаппарата меньше полного кадра (full frame) ,

Ниже на рисунке можете увидеть и сравнить размеры матриц разных цифровых фотоаппаратов.

Светочувствительность – это свойство светочувствительного материала, то есть пленки или матрицы. Светочувствительность указатель того, как быстро материал «впитывает» свет. По мировым стандартам светочувствительность обозначается ISO .

При съёмке пленочным фотоаппаратом для повышения светочувствительность, используют фотоплёнки с разными ISO , а в цифровом фотоаппарате повышения ISO делается с помощью кнопок или меню. Шкала в основном имеет такой — 100,200,400,800,1600,3200,6400,12800. Чем больше значение ISO, тем больше светочувствительность материала.

Чем выше ISO , тем меньше требуется света для съёмки и способность камеры снимать в условиях с низкой освещенностью повышается. Показатель чувствительности матрицы указывает на то, насколько сильно усиливается сигнал, поступающий от нее. А это значит, что чем выше значение ISO , тем сильнее будет усиливаться сигнал, но вместе с ним будут усиливаться и шумы. Из этого следует, что увлекаться большими значениями не стоит, потому что в этом случае повышается уровень шума, картинка получается очень зернистым, и даже бесполезным.

Высокие значения приходят на помощь в основном ночью или вечером, в тёмных помещениях, в клубах, даже в домашних условиях и при съемке быстродвижущихся объектов, когда нужно снимать с высокой выдержкой. Рекомендуемое значение ISO до 400 единиц.

Типы матриц фотоаппаратов

При выборе камеры, одним из важных факторов является тип матрицы фотоаппарата.

Сегодня мировые гиганты в своих DSLRах используют сенсоры двух типов. Первая – это ПЗС (CCD) , вторая — КМОП (CMOS) .

На сегодняшний технология CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) завоевала более 90% мирового рынка, а технология CCD (Charge-Coupled Device) уже уходит во второй план.

Преимуществ CMOS -технологии, это низкое энергопотребление. CMOS сенсоры содержат в себе аналого-цифровые преобразователи и усилители, что делает низким стоимость конечного продукта.

Преимуществом CCD является низкий уровень шумов, высокая заполняемость пикселов (около 100%) и большой динамический диапазон.

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.

  • 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.

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 .


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.

Поэтому результирующее разрешение фотокамеры зависит и от разрешения матрицы и от разрешения объектива, измеряемое в количестве линий на миллиметр.

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.

Сравнить размер сенсора(матрицы) фотоаппарата

Дело в том, что измерения могут быть очень запутанными и неясными. Лично я, могу понять, насколько большой APS-C сенсор, по сравнению с полнокадровым сенсором, но у меня были проблемы в понимании того, в каком отношении находится небольшой 1/2.33 (или «1») датчик с другими сенсорами. Когда компания Nokia объявила о выпуске 808 PureView, мне действительно стало интересно, насколько большой, или маленький этот датчик. Теперь есть новый сайт, который называется «Датчик изображения камеры» (cameraimagesensor.com). Тут, вы можете сравнивать размеры и технические характеристики датчиков изображения различных фотокамер.

Сайт cameraimagesensor.com позволяет выбрать конкретный продукт из списка, будь то обычная цифровая камера, камера среднего формата, CSC, DSLR или мобильное устройство, например смартфоны. После того как объект был выбран, вы увидите, размер датчика на экране. Это не фотография в реальном размере, но она дает хорошее представление о том, как соотносятся разные датчики между собой.
Так, что если вы хотите знать, насколько маленьким будет датчик 1/2.3-inch по сравнению с Micro Four Third, или с APS-C, то у вас есть такая возможность. Вы можете сделать это очень просто и наглядно, не вникая в странные цифры и обозначения.

То на сколько, качественным будет изображение, очень влияет размер датчика. Если вы хотите получить хорошее изображение, высокого качества, с минимальным количеством шума, при покупке камеры, вам необходимо остановить свой выбор на фотокамере с большим датчиком.
Таким образом, сайт cameraimagesensor.com, является замечательным мини-сайтом, с помощью которого вы можете получить визуальное представление о размере датчика изображения, и о других интересных технических характеристиках, таких как плотность пикселей, размер (высота) пикселя, размер сенсора в мм, и т.д.

Убедиться в интересных возможностях этого приложения вы можете прямо на нашем сайте, либо посетив сайт cameraimagesensor.com

Матрица фотоаппарата — какая лучше?

Каждый, кто планирует заниматься фотосъемкой, ответственно подходит к выбору самого устройства. И это правильно. В первую очередь каждый любитель и профессионал обращает внимание на качество матрица. Ее размер — это очень важный параметр, но сперва стоит познакомиться с самим устройством, что представляет из себя матрица фотоаппарат. Какая лучше? — с этим мы и разберемся в этой статье, а для этого нужно удариться в изучение всех ее характеристик.

к содержанию ↑

Матрица. Что она из себя представляет?

Матрица — это поверхность, на которую попадает свет и создает электрические импульсы. Это явление обрабатывается процессором, после чего информация записывается в виде цифровых значений. Другими словами, фотодатчик  оцифровывает лучи света, которые в дальнейшем мы можем пронаблюдать в виде сделанной фотографии.

к содержанию ↑

Разрешение

Фотодатчик представляет из себя множество датчиков пикселей. Количество этих пикселей характеризует разрешение оцифрованного изображения. Детализация обусловлена числом этих пикселей. Теперь вы понимаете, от чего именно зависит четкость изображения. Для DSLR-камер это количество называется мегапикселями.

Важно! Приставку “мега” можно заменить условным домножением на один миллион.

Современные технологии имеют до 30 миллионов пикселей. Размер матрицы обратно пропорционально влияет на глубину резкоти фотоснимка. Также этот параметр влияет и на размеры пикселя, только уже прямо пропорционально. Не трудно сделать вывод, что от размеров зависит и светочувствительность, и цветопередача.

Важно! Каждый из пикселей формирует лишь одну точку изображения, отсюда следует, что их количество определит детальность фотоснимка.

Размер матрицы фотоаппарата, какой лучше выбрать? Давайте сперва разберемся с его предназначением.

к содержанию ↑

Физический размер матрицы

Именно этот параметр играет одну из самых главных ролей в работе фотоаппарата. Очевидно, что речь идет про геометрические размеры. Ширина и длина сенсорного датчика измеряется в миллиметрах, а в некоторых камерах может быть переведена в дюймы.

Важно! При выборе камеры следует выбирать меньшие значения в дюймах, поскольку в характеристиках всегда указывается обратная величина.

От этого размера зависит и цифровой шум, который возникает при переносе основного сигнала на передатчик фотокамеры. От площади зависит и то, сколько света попадет на сенсор.

В последнее время принято брать во внимание и коэффициент “crop factor”, который показывает отношение сенсора и полного кадра.

Важно! В зависимости от поставленных целей, разберитесь с нашей помощью также в том, зеркальный или цифровой фотоаппарат лучше.

Светочувствительность

Светочувствительностью называется свойство пленок или матриц, которые выполнены из материала, чувствительного к свету. Этот параметр характеризует скорость “впитывания” света. По стандартам этот параметр принято обозначать как ISO.

Важно! Чем выше это значение, тем меньшее количество световых лучей потребуется для съемки. Такое явление очень полезно, когда нужно работать в слабо освещенном помещении.

Именно этот показатель указывает на способность усиления сигнала. Все это означает, что высокое значение ISO приведет к большему усилению сигнала, но не получится избежать усиления шумов. Поэтому большие значения — это не всегда показатель качества.

Важно! Воздержитесь от таких фотоаппаратов, если не уважаете зернистость.

Самое оптимальное значение ISO должно быть где-то 400 единиц.

Вот мы и перешли к самому главному вопросу: какой тип матрицы лучше для фотоаппарата?.

Типы матриц фотоаппаратов

Выделяют следующие типы матриц, которые зависят от вида используемого светофильтра:

  • RGB — это самый дешевый тип, имеющий самое большое распространение в фото-технике.
  • RGBW. Модели с таким типом обойдутся чуть дороже, но, как известно, за качество нужно платить. RGBW удобно использовать в слабоосвещенных местах.
  • RGBE. В таких матрицах установлен фильтр Баера, что положительно сказывается на цветовой гамме фотоснимка. Цвета таких фотографий наиболее максимально приближены к естественным.

Важно! Не думайте, что высокими характеристиками обладают исключительно профессиональные дорогостоящие модели. Вполне реально сегодня подобрать: 

Также можно классифицировать датчики по двум разным типам сенсоров:

  1. CCD (ПЗС). Обеспечивает последовательное считывание с ячеек информации.
  2. CMOS (КМОП). Считывает данные отдельно по конкретному адресу нужной ячейки.

В чем же еще их различия?

  • Матрицы ПЗС требовательны по времени к “созданию” фотографии. Такие устройства невыгодно использовать для быстрой съемки.
  • Если вы заинтересованы в автоматической фокусировке или экспонометрии, то CMOS типа bsi — это самый лучший вариант для приобретения.
  • CCD-матрица имеет неоспоримое преимущество над CMOS — это ее малые габариты. Поликремниевый светодиод позволяет достичь меньших размеров этого элемента, но он же пагубно влияет на качество снимков в тех помещениях, которые оборудованы слабым освещением.
  • В структуре CMOS-матрицы использованы полупроводники из металлооксидных материалов, которые приводят к большему размеру, но позволяют получить лучшее качество фотоснимков.

Важно! Независимо от того, как часто и в каких целях вы будете использовать новую технику, лучше побеспокоиться сразу о том, чтобы поставить хорошие батарейки для фотоаппарата.

к содержанию ↑

Что же в итоге лучше?

Объективного мнения на этот счет найти невозможно, поскольку каждая технология имеет неоспоримые достоинства и недостатки. Да и все, по большей степени, зависит от сферы их применения.

Важно! Наверняка вам не захочется просто складировать готовые снимки, тем более если они будут получаться интересными и яркими. Сохраните себе в закладки предложенные ниже статьи, которые вам пригодятся в будущем:

к содержанию ↑

Видеоматериал

Надеемся, что, опираясь на прочитанное, вы смогли определить, какой тип матрицы лучше для фотоаппарата для вас. Удачных кадров!

Поделиться в соц. сетях:

Физический размер матрицы камеры и на что она влияет.

Матрица камеры представляет собой пластину, выполненную в форме прямоугольника; его основная функция — собирать свет.

Основная характеристика фотоматрицы — ее размер. Как правило, она указывается в виде дроби в дюймах.

Чем больше размер, тем больше света и меньше шума будет на изображении. А следовательно — получится больше оттенков. Таким образом, размер является ключевым параметром не только матрицы, но и всей камеры.

Размер маркируется двумя разными вариантами:
Обозначение формата; Датчик с диагональю
дюймов.
Формат — это просто имя матрицы определенного размера.

На момент измерения площади изображения на трубчатых телевизорах появилось

дюйма. Их рекорд выглядит, например, так: 1 / 2,7 “.

Нет смысла пытаться вычислить физический размер диагонали и размер сторон. Такая маркировка — не что иное, как обозначение без какой-либо математической силы.

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

Физический размер матрицы камеры и на что это влияет

На какие параметры влияет размер фотоматрицы?
Шум
Чем больше матрица камеры, тем меньше шум на изображении.

Это объясняется законами физики, согласно которым чем больше света падает на поверхность, тем меньше она нагревается.Ввиду этого и ошибка квантования, и шум меньше.

При тех же условиях картинка становится четкой и детальной; Также удаляется лишняя информация, вызванная помехами.

Есть более четкое определение: при том же количестве пикселей и одной технологии, чем больше размер матрицы, тем меньше будет шум на фото при съемке с плохим освещением.

Фотография будет меньше всего мешать просмотру.

Пример: если вы собираетесь делать снимки в сумерках, желательно иметь с собой большую матричную камеру.

В маленьких матрицах изолирующие элементы между пикселями маленькие, что влечет за собой:

Быстрый и сильный нагрев, отрицательно влияющий на все типы электронных устройств;
Ухудшение отношения сигнал / шум;
Значительное увеличение шума в результирующем изображении по сравнению с устройствами, имеющими большую фотоматрицу.
Физический размер матрицы камеры и на что это влияет.
Динамический диапазон
Динамический диапазон шире для устройств с большими матрицами.

Глубина цвета
Этот параметр определяет, насколько небольшие изменения цвета могут различаться камерой. Большая матрица гарантирует большую глубину цвета.

А с впечатляющей глубиной цвета малейшие переходы будут смотреться вполне естественно и органично; гораздо больше будет записана информация о полутонах.

Этот эффект хорошо заметен на почти однообразных пейзажах.

Размеры камеры
Несмотря на то, что глубина резко изображенного пространства и угол обзора не зависят напрямую от размера фотоматрицы, они, тем не менее, изменяются вместе с ним.

Это связано с тем, что для получения фотографий в одном масштабе необходимо настроить другие параметры:

Фокусное расстояние;
Расстояние до объекта.
То есть на устройствах с маленькой матрицей нужно использовать один из двух способов, перечисленных выше.

Но на камерах с большими матрицами легче получить «размытые» снимки.

Проекция представления модели WebGL — веб-API

В этой статье исследуется, как принимать данные в рамках проекта WebGL и проецировать их в нужные места для отображения на экране.Это предполагает знание базовой математики матриц с использованием матриц переноса, масштабирования и вращения. В нем объясняются три основные матрицы, которые обычно используются при создании 3D-сцены: матрицы модели, вида и проекции.

Индивидуальные преобразования точек и многоугольников в пространстве в WebGL обрабатываются основными матрицами преобразования, такими как перенос, масштаб и поворот. Эти матрицы могут быть составлены вместе и сгруппированы особым образом, чтобы сделать их полезными для рендеринга сложных 3D-сцен.Эти составные матрицы в конечном итоге перемещают исходные данные модели в специальное координатное пространство, называемое пространством отсечения . Это куб шириной 2 единицы с центром в точке (0,0,0) и углами в диапазоне от (-1, -1, -1) до (1,1,1). Это пространство клипа сжимается до двухмерного пространства и растрируется в изображение.

Первая матрица, обсуждаемая ниже, — это матрица модели , которая определяет, как вы берете данные исходной модели и перемещаете их в трехмерном мировом пространстве. Матрица проекции используется для преобразования координат мирового пространства в координаты пространства клипа.Обычно используемая проекционная матрица перспективная проекционная матрица используется для имитации эффектов типичной камеры, служащей в качестве замены для зрителя в виртуальном трехмерном мире. Матрица вида отвечает за перемещение объектов в сцене для имитации положения изменяемой камеры, изменяя то, что зритель в настоящее время может видеть.

В следующих разделах подробно рассматриваются идеи, лежащие в основе и реализация матриц модели, вида и проекции.Эти матрицы являются основой для перемещения данных на экране и представляют собой концепции, выходящие за рамки отдельных фреймворков и механизмов.

В программе WebGL данные обычно загружаются в графический процессор с его собственной системой координат, а затем вершинный шейдер преобразует эти точки в специальную систему координат, известную как пространство отсечения . Любые данные, выходящие за пределы пространства клипа, обрезаются и не отображаются. Однако, если треугольник пересекает границу этого пространства, он разбивается на новые треугольники, и остаются только те части новых треугольников, которые находятся в пространстве отсечения.

На приведенном выше рисунке показано пространство клипа, в которое должны уместиться все точки. Это куб, по две единицы на каждой стороне, с одним углом в точке (-1, -1, -1) и противоположным углом в точке (1,1,1). Центр куба — точка (0,0,0). Эта система координат размером 8 кубических метров, используемая пространством клипов, известна как нормализованные координаты устройства (NDC). Вы можете время от времени сталкиваться с этим термином при исследовании кода WebGL и работе с ним.

В этом разделе мы поместим наши данные напрямую в систему координат пространства клипа.Обычно используются данные модели, которые находятся в некоторой произвольной системе координат, а затем преобразуются с использованием матрицы, преобразуя координаты модели в систему координат пространства клипа. В этом примере проще всего проиллюстрировать, как работает пространство клипа, используя значения координат модели в диапазоне от (-1, -1, -1) до (1,1,1). Приведенный ниже код создаст 2 треугольника, которые будут рисовать квадрат на экране. Глубина Z в квадратах определяет, что будет нарисовано сверху, когда квадраты занимают одно и то же пространство. Меньшие значения Z отображаются поверх больших значений Z.

Пример WebGLBox

В этом примере будет создан пользовательский объект WebGLBox , который будет рисовать 2D-блок на экране.

Примечание: Код для каждого примера WebGLBox доступен в этом репозитории github и организован по разделам. Кроме того, внизу каждого раздела есть ссылка JSFiddle.

Конструктор WebGLBox

Конструктор выглядит так:

  function WebGLBox () {
  
  this.canvas = документ.getElementById ('холст');
  this.canvas.width = window.innerWidth;
  this.canvas.height = window.innerHeight;
  this.gl = MDN.createContext (холст);

  var gl = this.gl;

  
  this.webglProgram = MDN.createWebGLProgramFromIds (gl, 'вершинный шейдер', 'фрагмент-шейдер');
  gl.useProgram (this.webglProgram);

  
  this.positionLocation = gl.getAttribLocation (this.webglProgram, 'позиция');
  this.colorLocation = gl.getUniformLocation (this.webglProgram, 'цвет');

  
  
  gl.enable (gl.DEPTH_TEST);

}
  
Отрисовка WebGLBox

Теперь мы создадим метод рисования прямоугольника на экране.

  WebGLBox.prototype.draw = function (settings) {
  
  

  var data = new Float32Array ([

    
    settings.left, settings.bottom, settings.depth,
    settings.right, settings.bottom, settings.depth,
    settings.left, settings.top, settings.depth,

    
    settings.left, settings.top, settings.depth,
    settings.right, settings.bottom, settings.depth,
    settings.right, settings.top, settings.depth
  ]);

  

  
  

  var gl = this.gl;

  
  var buffer = gl.createBuffer ();
  gl.bindBuffer (gl.ARRAY_BUFFER, буфер);
  gl.bufferData (gl.ARRAY_BUFFER, данные, gl.STATIC_DRAW);

  
  gl.enableVertexAttribArray (this.positionLocation);
  gl.vertexAttribPointer (this.positionLocation, 3, gl.FLOAT, false, 0, 0);

  
  gl.uniform4fv (this.colorLocation, settings.color);

  
  gl.drawArrays (gl.TRIANGLES, 0, 6);
}
  

Шейдеры — это биты кода, написанные на GLSL, которые берут наши точки данных и в конечном итоге выводят их на экран. Для удобства эти шейдеры хранятся в элементе

Свежие записи