Фізичний розмір матриці фотоапарата та на що він впливає
Матриця фотоапарата – це пластина, виготовлена у формі прямокутника; Її основною функцією є збирання світла.
Найголовніша характеристика фотоматриці – її обсяг. Як правило, його вказують у вигляді дробу у дюймах.
Чим більший розмір, тим більше світла і менше шуму виявиться на знімку. А отже – вийде і більше відтінків. Таким чином, розмір – ключовий параметр не лише матриці, а й усього фотоапарата.
Автор: SimonHD
Джерело: commons.wikimedia.org
Позначення розміру фотоматриці
Розмір відзначається двома різними варіантами:
Формат являє собою тільки найменування матриці, що має певні розміри.
Дюйми з'явилися в часи вимірювання площі картинки на трубчастих телевізорах. Їх запис виглядає, наприклад, так: 1/2,7”.
Немає жодного сенсу намагатися обчислити фізичний розмір діагоналі та розміри сторін. Таке маркування є не більш ніж просто позначення, без будь-якої математичної сили.
Автор: Vigruhtt
Джерело: commons.wikimedia.org
Головне, навчитися визначати, яка з діагоналей більша. Наприклад, 1/1,8” значно більше, ніж 1/2,7”.
На які параметри впливає розмір фотоматриці?
Галасливість
Чим більша матриця фотоапарата, тим менша шумність зображення.
Пояснюється це законами фізики, відповідно до яких чим більше світла падає на поверхню, тим менше вона нагрівається. Зважаючи на це менше стає і похибка при квантуванні, і галасливість.
При однакових умовах картинка набуває чистоти та деталізованості; також забирається зайва інформація, яку викликають перешкоди.
Є і більш зрозуміле визначення: при однаковій кількості пікселів і однієї технології, чим значніший розмір матриці, тим нижче буде шумність на фотографії при зйомці з поганою освітленістю.
На фото буде найменше те, що заважає перегляду.
Приклад: при намірі фотографувати в сутінках краще мати при собі апарат з великою матрицею.
У маленьких матриць ізолюючі елементи між пікселями невеликі, що тягне за собою:
- Швидке та сильне нагрівання, що негативно впливає на всі види електронних пристроїв;
- Погіршення співвідношення сигнал/шум;
- Значне зростання шумності на знімку, в порівнянні з апаратами, що мають великі фотоматриці.
Автор: Solo-Solo
Джерело: commons.wikimedia.org
Динамічний діапазон
Динамічний діапазон ширший у апаратів із великими матрицями.
Глибина кольору
Від цього параметра залежить те, наскільки малі зміни кольорів здатна відрізняти камера. Велика матриця гарантує і більшу глибину кольору.
А при значній глибині кольору найкрихітніші переходи будуть виглядати цілком природно і органічно; набагато більше виявиться записано інформації про півтони.
Такий ефект добре помітний на практично однотонних краєвидах.
Автор: Jimmy McIntyre
Джерело: commons.wikimedia.org
Габарити камери
Незважаючи на те, що глибина простору, що різко зображається, і кут огляду не знаходяться в прямій залежності від розміру фотоматриці, вони, проте, змінюються разом з ним.
Це тому, що для отримання фото в такому ж масштабі необхідно коригувати інші параметри:
Тобто, на апаратах з невеликою матрицею, доводиться застосовувати один із двох перерахованих вище способів.
А ось на камерах із великими матрицями легше отримувати «розмиті» знімки.
Автор: Joakim Berndes
Джерело: commons.wikimedia.org
Усі зображення у статті використані з інформаційних та навчальних цілях, а також з метою розкриття творчого задуму.
Матриця фотоапарата: все що потрібно знати про неї та мегапікселі
При покупці фотоапарата одна з речей, на яку варто звернути увагу – матриця та її характеристики. Це найдорожча і найскладніша з пристрою деталь фотоапарата.
Розбираємось, що таке матриця, які параметри у неї бувають, і чому кількість мегапікселів при сучасному розвитку техніки не є найважливішим маркером якості.
Що таке матриця у фотоапараті
Матриця – це спеціальна світлочутлива мікросхема у фотоапараті. Вона приймає світло, що потрапляє в камеру, і формує електричний сигнал, який перетворює на цифровий. По суті, матриця «перетворює» світло на зображення.
Раніше фотоапарати фіксували сцену в кадрі за допомогою світлочутливої плівки. Матриця дзеркального та цифрового фотоапаратів – це вдосконалений технічно аналог плівки.
Що таке пікселі та мегапікселі в матриці
Матриця складається із маленьких окремих фотодіодів. Вони чутливі до світла. І саме вони ловлять його і перетворюють на електричний сигнал. Один діод – це один піксель цифрової фотографії. Виходить піксель матриці фотоапарата — маленький квадратик, за яким закріплені певні кольори та яскравість, які вловила матриця фотодіодом.
Знімок збільшений до 12800%. При такому наближенні картинка починає розпадатися окремі квадратики. Кожен квадратик – піксель / Ілюстрація автора
Всі разом пікселі складають зображення, яке ми бачимо на моніторі або екрані телефону. У сучасної техніки вони настільки малі, що око не може розрізнити кожен піксель окремо, і ми сприймаємо картинку цілісно.
У сучасних камер кількість пікселів (фотодіодів на матриці, які ловлять світло) настільки велика, що їх записують та вимірюють у мільйонах. Тобто у мегапікселях (МП).
Число мегапікселів - те, скільки мільйонів пікселів містить матриця. Найпростіше його підрахувати, якщо помножити число пікселів за довжиною та за висотою. Наприклад, у нас є матриця з 5184 пікселями за довжиною та 3456 пікселями за висотою. 5184х3456 - це 18 мегапікселів. А, наприклад, у Canon EOS 850D максимальна роздільна здатність 6400х4000, що відповідає 24МП. До речі, число, що вказує кількість пікселів за довжиною та шириною, — це роздільна здатність матриці фотоапарата.
Здавалося б, все просто чим більше мегапікселів у матриці, тим краще. Але це було на часі раніше, коли технологія розвивалася. Набагато важливіший фізичний розмір пікселя (фотодіода) у матриці. Чим він більший, тим більше світла на нього потрапляє і тим менше на фотографії буде шумів.
Саме тому, якщо ввечері ви сфотографуєте ту саму сцену на смартфон і на фотоапарат, то у другого шумів буде менше, а якість картинки — вище. Хоча за кількістю мегапікселів смартфон може навіть обганяти камеру! Справа в тому, що у телефону фізичний розмір пікселів набагато менше. І саме тому професійні та напівпрофесійні камери ніколи не були маленькими.
Висновок: якщо вибирати між фотоапаратами, у яких однаковий розмір матриці (про характеристики матриць нижче), але різна роздільна здатність, то якісніша картинка буде у того, у якого фізичний розмір пікселя більше. Тобто, у якого загальна кількість пікселів менша!
Як розрахувати фізичний розмір пікселя?
- Перегляньте характеристики фотокамери. Знайдіть роздільну здатність (у пікселях) та фізичний розмір матриці (вимірюється в міліметрах).
- Розділіть фізичну довжину матриці на кількість точок по довгій стороні. Отримане число – фізичний розмір пікселя.
Наприклад: у Canon EOS 5D Mark IV фізичний розмір матриці по довгій стороні - 36мм, а максимальна роздільна здатність - 6720 пікселів. Ділимо 36 на 6.720 і отримуємо 0,005. Це розмір пікселя. Також у Nikon D780 ділимо 35.9мм на 6048 пікселів і отримуємо те саме число - 0,005.
Характеристики матриць у фотоапаратів
Розглянемо параметри матриці, на які можна спиратися при виборі фотоапарата. При цьому важливо, з якою метою ви берете камеру. Якщо цікава нічна зйомка, слід звернути увагу на світлочутливість матриці і те, наскільки фотоапарат «шумний». Якщо ж потрібна компактна камера для подорожей щорічно, то немає сенсу переплачувати десятки тисяч за важку та громіздку махину для профзйомки.
Розмір
Матриця – прямокутна пластина зі світлочутливими фотоелементами на ній. Як ми з'ясували вище, чим більше фотоелемент (який потім стане пікселем), тим краща якість знімка.
Так, пікселі можуть бути однаковими на матрицях різного розміру. Просто в такому разі їх буде менше і, відповідно, у фотоапарата буде менший дозвіл. Але, теоретично, чим більше матриця, тим більше фотодіодів більшого розміру на ній можна розмістити.
Звичайно, матриці бувають різних форматів. Для них є умовна точка відліку розмірів – це повний кадр (можна зустріти назви фулфрейм, повнокадровий фотоапарат, FullFrame, FF).
Фізичний розмір повнокадрової матриці фотоапарата – 36х24мм. Чому саме 36 на 24? У плівкову епоху це був стандартний розмір фотоплівки. І саме розмір кадру у старих плівкових фотоапаратах взяли за точку відліку.
Кроп-фактор матриці
Кроп-фактор - умовний коефіцієнт, який позначає, наскільки матриця камери менша, якщо порівнювати з повнокадрової. Фуллфрейм - точка відліку, і саме тому в таблиці нижче кроп-фактор фуллфрейму - одиниця. Фотоапарати з розміром матриці менше повнокадрового називають «кропнутими».
Якщо всю картинку ми приймаємо за повний кадр, то частина картинки в червоному прямокутнику - то, скільки від тієї ж сцени захопить кропнений фотоапарат / Ілюстрація автора
На що впливає кроп-фактор?
- Фотоапарат захоплює меншу область, ніж камера. Кут огляду зменшується, оскільки зменшується поле зору кадру.
Це як дивитися крізь згорнутий у трубочку аркуш паперу. Без нього ви бачите повну ціну, з ним — вихоплюєте окремі деталі.
– Для кропу камер є своя оптика, яка не піде на повнокадрові фотоапарати. У Canon такі об'єктиви маркують літерами EF-S, а Nikon — DX. Наприклад, Canon EF-S 10-18mm або Nikon 35mm f/1.8G AF-S DX. Sony відзначає оптику для повного кадру маркуванням FE замість E для кроп-фотоапаратів. Порівняйте: Sony E 18-105mm f/4G OSS PZ та Sony FE 24mm F1.4 GM.
– На кропні камери встає оптика для повнокадрових фотоапаратів. Але кут огляду на них буде меншим.Наприклад, якщо на камеру з кроп-фактором 1,52 поставити об'єктив з фокусною відстанню 50мм, його реально фокусна відстань буде 75мм.
– Якщо надіти об'єктив для кропених камер на повноформатний фотоапарат, по межах кадру поповзе помітна чорна віньєтка. Але, наприклад, деякі камери Nikon мають DX режим, який при зйомці відразу кадрує фотографію і тим самим обрізає віньєтку.
Розмір матриць фотоапаратів. Таблиця
Маючи на увазі розмір матриці, можуть використовувати будь-яке з цих значень: назву формату або довжину матриці по діагоналі, її розмір в міліметрах або кроп-фактор.
| Формат або діагональ (дюйми) | Розмір (мм) | Кроп-фактор |
| Великий формат | 56 x 36 | 0.52 |
| Medium format | 44 х 33 | 0.78 |
| FullFrame або 13/8" | 36 × 24 | 1 |
| APS-H Canon | 28,1 × 18,7 | 1,28 |
| APS-H Leica | 27 × 18 | 1,33 |
| APS-C | 23,7 × 15,6 | 1,52 |
| APS-C | 23,7 × 15,7 | 1,52 |
| APS-C | 23,7 × 15,8 | 1,52 |
| APS-C Canon | 22,3 × 14,9 | 1,61 |
| Foveon X3 | 20,7 × 13,8 | 1,74 |
| 1,5" | 18,7 × 14,0 | 1,85 |
| 4/3" | 17,3 × 13,0 | 2 |
| 1" | 12,8 × 9,6 | 2,7 |
| 1" | 13,2 × 8,8 | 2,73 |
| 1/1,33" | 9,6 × 7,2 | 3,58 |
| 2/3" | 8,8 × 6,6 | 3,93 |
| 1/1,63" | 8,0 × 6,0 | 4,33 |
| 1/1,7" | 7,6 × 5,7 | 4,55 |
| 1/1,8" | 7,2 × 5,3 | 4,84 |
| 1/2" | 6,4 × 4,8 | 5,41 |
| 1/2,3" | 6,16 × 4,62 | 5,62 |
| 1/2,33" | 6,08 × 4,56 | 5,92 |
| 1/2,5" | 5,8 × 4,3 | 6,2 |
| 1/2,7" | 5,4 × 4,0 | 6,7 |
| 1/2,8" | 5,1 × 3,8 | 7,05 |
| 1/3" | 4,8 × 3,6 | 7,5 |
| 1/3,2" | 4,54 × 3,42 | 7,92 |
| 1/3,6" | 4 × 3 | 9 |
| 1/4" | 3,6 × 2,7 | 10 |
| 1/6" | 2,4 × 1,8 | 15 |
| 1/8" | 1,8 × 1,35 | 20 |
На що впливає розмір матриці
- кількість шумів (зернистості) на фотографії. Чим більша матриця, тим більш деталізований і чистий кадр вийде. Це важливий параметр, якщо ви знімаєте за умов поганої освітленості, увечері, вночі. Вдень у яскравий сонячний день різниця не буде видно.
- динамічний діапазон. Тобто наскільки широкий діапазон яскравості може захопити камера, не втрачаючи при цьому якість у тінях та світлах.
- глибина кольору. Чим більше матриця, тим більше відтінків та півтонів вона зможе зафіксувати. Це видно на однотонних знімках. Наприклад, зимові пейзажі. Тобто актуально досить рідко.
- розмір камери. Чим більша матриця, тим більша і важча камера.
- широта огляду. Що більше кроп-фактор, то вже огляд. За інших рівних візуально здається, що об'єкт, сфотографований на кропнений фотоапарат, ближче.
Світлочутливість
Це цей параметр ISO.Якщо перекладати це на матрицю, то чим вище ISO, тим темніші елементи може зловити фотоапарат. Чим вище ISO, тим світліший кадр і більше шумів.
Мінімальне можливе ISO - 50. Але у різних камер різні мінімальні та максимальні значення. Так, у Nikon D5600 ISO коливається в діапазоні від 100 до 25 000, а PENTAX K-70 - від 100 до 3 200.
Тип матриць фотоапаратів
Матриці розрізняються за технологією, на основі якої вони працюють.
Нещодавно між собою конкурували два основних типи:
- CCD (від Charge Coupled Device або ПЗЗ російською). У таких матриць найдрібніший структурний елемент - діод.
- CMOS (від Complementary Metal Oxide Semiconductor або КМОП-матриця російською мовою). В основі цих матриць транзистори з каналами різної провідності.
Зараз не дуже актуально, оскільки більшість фотоапаратів оснащують CMOS-матрицями. Вони споживають менше енергії, видають менше шумів на знімку, краще почуваються в умовах поганого освітлення, а також дешевші у виробництві, якщо порівнювати з CCD-матрицями.
CCD-матриця компактної камери Canon PowerShot A480 / wikimedia.org
Стабілізація матриці
Вважається, що стабілізація допомагає зробити картинку менш змащеною, якщо ви знімаєте з рук та на подовжених значеннях витримки. Цю технологію активно використовують та просувають Sony, Panasonic, Olympus, Nikon. Наприклад, матрична стабілізація є Sony Alpha A7С або Panasonic Lumix DC-GH5.
Але, за великим рахунком, це лише рекламний хід. Оскільки жодна стабілізація не є панацеєю і не змінить ситуацію кардинально. Професіонали знають, що ніщо не зафіксує камеру краще за штатив (читайте, як його вибрати). Крім того, ця функція працює важко, якщо витримка дійсно висока (від 1 секунди та більше).
Якщо ж порівнювати стабілізацію матриць та об'єктивів, то матрична не впливає на світлосилу, що однозначно плюс. При цьому більш ефективною і надійною все ж таки вважається оптична стабілізація.
