Размер и тип матрицы


Размер матрицы


Размер имеет значение:) Причём очень большое - это один из главных параметров цифровой фотокамеры. Тот самый который почему то не любят указывать производители. Размер матрицы складывается из размеров датчиков-пикселей и расстояния между ними. Именно от этих показателей в первую очередь зависит количество шумов.
Понятно, что большая матрица имеет более крупные пиксели, чем маленькая, если количестве пикселей осталось прежнее. Перед нами условная схема 2-х матриц, первая от цифрокомпакта с не самой маленькой матрицей 7.2 x 5.3 mm (обозначение 1/1.8"), вторая от зеркальной камеры 23.7 x 15.6 mm (обозначение "APS-C"). На самом деле количество квадратиков-пикселей в реальных камерах гораздо больше, (например, 6 миллионов, а не 48 как здесь), но соотношения сторон на схеме для наглядности выполнены достаточно точно.


При одинаковой пиксельности (здесь, например, у обоих матриц 48 квадратиков-пикселей), площадь каждого пикселя у крупной матрицы больше, и соответственно, светочувствительность и цветопередача у зеркалки куда лучше (а шумов меньше!). Увеличить количество пикселей можно двумя способами - увеличить размер матрицы, а можно, наоборот, уменьшить площадь самих "квадратиков", чтобы их больше уместилось на прежнем размере матрицы. Первый путь дорогой, второй дешевле, так как не нужно увеличивать саму матрицу. Догадайтесь, по какому пути пройдёт производитель, чтобы гордо заявить: в нашей камере теперь не 4, а целых 7 мегапикселей! Больше мегапикселей для детализации снимка, конечно, хорошо, а вот то, что при этом уменьшилась площадь каждого сенсора - очень плохо. В итоге народ вовсю скупает маркетинговые мегапиксели, никак не задумываясь об их происхождении.
Вот примеры подобных матриц в 48 клеток и 192 клетки (например, в 2.5 и 10 Мегапикселей):


Понятно, что на второй схеме количество мегапикселей нарастили, уменьшив площадь каждого из них. И вот уже появляются компакты с 8 и даже с 10 Мп, превосходя в этом даже иные зеркалки. Например, зеркальная камера Nikon D50 имеет всего 6 Мп - а этого хватит за глаза и за уши, если не печатать больших плакатов! Цифровые камеры давно уже перешагнули "порог качества" по мегапиксельности. Всего несколько лет назад камера в 2 мегапикселя считалась профессиональной, а в 1 Мп - любительской, и этого одного мегапикселя явно не хватало для хорошей детализации. Но эта проблема ушла в небытие. Если говорить по большому счёту, то количество пресловутых мегапикселей теперь уже вообще не важно. Это количество давно уже стало избыточным даже на мыльницах. Зато появились другие проблемы! Наращивание избыточной детализации используется теперь больше в маркетинговых целях, а не для реального повышения качества.
Хитрые продавцы, а иногда и производители почти никогда не указывают размеры матриц в миллиметрах, используя вместо них непонятные обозначения в т.н. "видиконовых" дюймах, например 1/2.5", или 1/1.8". Смысл этих "попугаев" в том, что чем больше число в знаменателе, тем меньше матрица, что окончательно сбивает с толку неискушённого покупателя. На подсознательном уровне человек всегда страшиться непонятного, и окончательно запутавшись, он уже готов заглотить любую наживку продавца. И про понятные всем мегапиксели - чем больше, тем круче, и про цену - чем дороже - тем престижней, и про дизайн - "в новом модном корпусе оригинального цвета - для стильных и успешных", и вообще всё что угодно...
На самом деле в этих путанных цифрах ничего страшного нет, прежде чем идти в магазин, нужно просто найти нужную информацию и подробно ознакомиться с ней. Чтобы понять эти дюймовые обозначения, достаточно увидеть соответствующие размеры в миллиметрах.
Матрица. Размеры.
Модель камеры
Обозначение в дюймах
Размер матрицы мм
Кроп
1.
ФЭД
плёнка 35 мм
36 x 24
1
2.
Nikon
"APS-C"
23.7 x 15.6
1.5
3.
Pentax
"APS-C"
23.5 x 15.7
1.5
4.
Sony
"APS-C"
23.6 x 15.8
1.5
5.
Canon
"APS-C"
22.7 x 15.1
1.6
6.
Olympus
4/3
18.3 x 13.0
2
7.
компакт
2/3"
8.8 x 6.6
4
8.
компакт
1/1.8"
7.2 x 5.3
4.8
9.
компакт
1/2"
6.4 x 4.8
5.6
10.
компакт
1/2.5"
5.8 x 4.3
6.2
11.
компакт
1/2.7"
5.4 x 4.0
6.7
12.
компакт
1/3"
4.8 x 3.6
7.5
13.
компакт
1/3.2"
4.5 x 3.4
8
Чтобы лучше представить эти дюймы, миллиметры, кропы и прочие цифроразмеры, смотрим картинку, наглядно изображающую соотношение размеров зеркальных и компактных фотокамер.

Матрицы в мыльницах, как правило, имеют размер от 1/3.2" до 1/2.5", в более продвинутых цифрокомпактах от 1/1.8" и более. Это, конечно, весьма условное деление, но лучше сравнивать фотокамеры по размеру матрицы, нежели по мегапикселям. Большой прямоугольник показывает самый крупный размер, который бывает в 35-мм формате. Синий прямоугольник поменьше расскажет о кропнутых зеркалках, зёлёный - о формате 4/3, а самые маленькие 3 квадратика - это матрицы разного класса цифрокомпактов и мыльниц. Буква k означает кроп-фактор. Т.е. во сколько раз данная матрица меньше полного кадра.
Вам не надо учить все эти цифры наизусть, достаточно иметь примерное представление о том, что покупаете. Вот и посмотрите наглядно, какая чувствительность (а не единицы ISO) вас ждут, какие будут шумы и каков вес с габаритами:) Пропорции прямоугольников говорят именно об этом, а не только о кропах и размерах матриц. Кстати, и о стоимости тоже! Когда авторитетно рассказывают, что цена зеркалки упала почти до размеров топовых компактов, то забывают сказать что это самая дешёвая зеркалка из любительского класса, и при этом не упоминают о разнице в цене топовых зеркалок и мыльниц нижнего диапазона за 3 тысячи рублей:) В общем, смотрите и сравнивайте сами!
Меньше всего матрица в фотокамерах мобильных телефонах. Вот образчик рекламы от фотокамеры мобильника Тошибы:
"Toshiba объявила о том, что она обновила и расширила модельный ряд ПЗС матриц Dynastron для встраивания в мобильные телефоны и коммуникаторы. Две новые модели, 3,2-мегапиксельный сенсор ET8EE6-AS и 2-мегапиксельный ET8EF2-AS – существенный прогресс в уменьшении размеров ПЗС матриц для мобильных телефонов и прочих устройств, снабженных фотокамерой. Обе новые модели ПЗС матриц представляют собой существенный шаг вперёд в области миниатюризации при сохранении высокого разрешения. Сенсор ET8EE6-AS представляет собой 3.2-мегапиксельную ПЗС матрицу размером 1/3.2 оптического формата, превосходя предыдущее достижение компании – размер формата в 1/2.6 дюйма."
Кстати, уже появился ещё меньший формат - 1/4 дюйма.
Вот так - "существенный прогресс в уменьшении размеров ПЗС матриц"! Впрочем, для мобильных телефонов это актуально, громоздкий мобильный телефон никому не нужен, а фото в нём - необязательная дополнительная фишка. Мобильный телефон должен быть действительно мобильным! Но у нас речь идёт про фотокамеру - а в ней чем больше матрица, тем больше габариты и вес аппарата. Это естественно. А хороша ли маленькая камера? Кому как. Многим нравиться фотик, которое помещается в нагрудный карман. Однако, большой размер не все считают недостатком. Вес и ухватистость камеры обеспечивают её лучшее удержание в руках, в итоге меньше шевелёнка... Согласитесь, что держать двумя руками маленький фотоаппаратик неудобно, а одной надо и держать, и кнопку пуск нажимать - колебание камеры (и смаз снимка!) почти обеспечены. Что важнее? Ответ может быть таким: это всё таки фотоаппарат, а не мобильный телефон!
Куда больший размер имеют матрицы в зеркалках. На рисунках ниже мы можем сравнить размеры матрицы компактов и зеркальных фотоаппаратов. Зеркальная фотокамера укомплектована, в основном, матрицей формата "APS-C", которая имеет размер 22.7 х 15.1, или 23.7 х 15.6 мм.


компакты 
1/3.2"
1/2.7"
1/2.5" 
1/1.8" 
2/3"
кропнутые зеркалки   
Матрица у таких зеркалок куда больше, чем у компактов, но, тем не менее, эти зеркалки называют "фотокамера с кропнутой матрицей", камера с урезанным сенсором и даже обрезок... Вы думаете матрицу "обрезали" чтобы уменьшить размер фотоаппарата, или сделать его дешевле? Нет, это просто попытка удешевить производство, а цену продаж оставить на том же уровне :) В общем, матрицы сделали меньшего размера чем плёночный кадр. На картинке справа изображены сенсоры формата 4/3 (в основном это зеркалки Олимпус), а рядом формат APS-C - Nikon D50, Canon EOS 300D, Pentax K10D и многие другие. Первые в 2 раза мельче полнокадровых матриц, APS-C - в 1.5-1.6 раза. Увы, такие фотокамеры меньше габаритами почему то не стали, чем плёночные зеркалки! Что ещё? Для камер APS-C нередко выпускают "цифровой" объектив с меньшим фокусным расстоянием, но можно использовать и старую "плёночную" оптику - если позволяет байонет (стыковочное крепление объектива с фотокамерой). При этом следует помнить - используя неавтофокусные объективы, придётся фокусироваться вручную.

зеркалки полнокадровые   36x24 мм
Больший сенсор имеют, как правило, очень дорогие профессиональные фотокамеры, у них размер матрицы - как у плёночного кадра: 36 х 24 мм. Интересно, что выпускать их начали позже цифромыльниц и позже обрезанных цифрозеркалок. Для матриц с большей площадью требуется объектив с соответственно большим фокусным расстоянием (например, плёночная оптика). А вот наоборот не выйдет:) Т.е. маленький объектив для кропнутых фотокамер на полноразмерной матрице использовать нельзя...


Итак, подведём итоги. Чем больше матрица, тем больше возможностей у камеры, как по цветопередаче, как по разрешению, так и по размерам печатного оттиска. Цена фотоаппарата в очень значительной степени зависит от матрицы.

Тип матриц

Под конец заметим, что фотоматрицы различаются не только по размерам, но и по типам. Бывают следующие типы:
- ПЗС-матрицы (CCD). Прибор с зарядовой связью, использующий светочувствительные фотодиоды. ПЗС был изобретен в 1969 г. и первоначально использовался как устройство памяти, но способность устройства получить заряд благодаря фотоэлектрическому эффекту, сделала применение ПЗС основным именно в этом направлении. ПЗС-матрицу выпускают и используют многие ведущие производители, особенно много здесь поработала компания Sony.
- КМОП-матрицы (CMOS). Эта технология использует транзисторы и отличается малым энергопотреблением. Микросхемы КМОП были выпущены ещё в 1968 году и вначале нашли применение в калькуляторах, электронных часах, и вообще в тех устройствах, где энергопотребление было критичным.
- Live-MOS матрица. Имеет возможность «живого» просмотра изображения. В зеркалках впервые была применена Олимпусом в 2006 г. (фотокамера Olympus E-330). В 2009 году зеркальные цифровые фотокамеры с возможностью визирования по ЖК-экрану имеют практически все крупные производители. В технических характеристиках эта возможность обычно называется «Live View».
Есть и другие, например, DX-матрица, Nikon RGB-матрица и иные виды фотосенсоров.
К тому же матрицы различаются по технологии получения цвета. Сам по себе датчик не воспринимает цвет, получая изображение с оттенками серого (больше света/меньше света), а для получения цветов используются цветофильтры. Например:
- матрицы с фильтром Байера
- матрицы Foveon X3
- 3CCD. Эта технология делит свет по спектру с помощью специальных призм на красный, зелёный и синий. Причём каждый из них направляется на отдельную матрицу (всем хороша система, кроме одного - больших габаритов!)
Однако, мы не будем подробно рассматривать типы датчиков их различия и различия цветофильтров. Это может быть очень важно производителям матриц и их технарям, но никак не фотографам, потому что на самих снимках никакой разницы заметно не будет. Я бы посоветовал начинающим фотографам уделять больше внимания для видения (в первую очередь глазами!) интересных сюжетов и красивых ракурсов съёмки. Всё таки этот сайт задумывался для помощи начинающим фотографам, а не технарям!