Матрица фотоаппарата это простыми словами
Перейти к содержимому

Матрица фотоаппарата это простыми словами

  • автор:

Размер матрицы все, что нужно знать

Раньше было вполне логичным, что покупая компактную камеру, вы получали небольшую матрицу, а если выбирали крупногабаритную зеркалку со сменными объективами, матрица на ней была значительно больше. Это сказывалось на качестве фотографий, поскольку чем больше матрица, тем более детализированы были изображения.

Сейчас это в принципе, тоже в какой-то мере актуально, матрица — это самая дорогая часть камеры в плане производства, и чем больше матрица, тем и камера, соответственно, дороже. Потому на дорогие камеры обычно не устанавливаются матрицы 1/2.3 дюймовые, а на дешевых, соответственно, не найти полнокадровую.

Но надо сказать, что сейчас многие производители стали предлагать компактные камеры с относительно большими матрицами, точно так же как и камеры под сменные объективы с меньшими матрицами. Так что разобраться в ситуации, пожалуй, стало сложнее. Небольшие матрицы способны отлично срабатывать в различных условиях, и даже имеют некоторые преимущества перед большими.

За последние годы и сама технология создания матриц значительно продвинулась вперед, так что сегодня большое количество предлагаемых вариантов может смутить даже опытного пользователя, что уж говорить о тех, кто приобретает первую фотокамеру. А ведь размер матрицы еще и на фокусном расстоянии сказывается, так что учитывать при выборе камеры действительно нужно очень многое.

Итак, мы решили разобраться в различных типах матриц, чтобы расставить все по местам. Но для начала нужно уточнить, как именно размер матрицы влияет на эффективное фокусное расстояние.

Фокусное расстояние

Итак, мы уже выяснили, что размер матрицы связан с фокусным расстоянием, то есть с тем, какой именно объектив подойдет вашей камере. Если вы приобретаете компактный девайс с не съемным объективом, проблема сама собой отпадает, то есть с позиции покупателя это гораздо проще. Но не просто так профессионалы выбирают именно те камеры, где объективы можно менять. Любой объектив должен иметь поле (круг) изображения или диаметр света, который существует в объективе и который покрывает размер матрицы. Есть одно исключение, к которому мы вернемся позже.

Итак, встроенные или нет, объективы всегда помечены реальным фокусным расстоянием, а не эффективным фокусным расстоянием, которое вы получите при использовании на той или иной камере. Но проблема в том, что различные объективы с различной маркировкой могут в итоге обеспечить одно и то же фокусное расстояние для работы. Почему? Потому что они предназначены для разных матриц. Именно поэтому производители помимо маркировки указывают эквивалент, где основным расстоянием считается 35мм или полнокадровая матрица.

Вот — один из примеров: камера с матрицей меньше чем полнокадровая вполне может использоваться с 18-55мм объективом, но на деле фокусное расстояние, которое вы получите будет ближе к 27-82мм. Это все происходит потому, что матрица не достаточно велика, чтобы использовать объектив точно так же как смог бы полнокадровый. Из-за того, что периферическое пространство внутри объектива не принимается в расчет, получается тот же эффект как от использования объектива с большим фокусным расстоянием.

В компактных камерах может был установлен 19мм объектив, но из-за размера матрицы, который меньше фуллфрейма, вы получите в итоге большее фокусное расстояние, около 28мм. Точная длина определяется кроп-фактором, то есть числом, на которое нужно увеличить данное под фуллфрейм фокусное расстояние, чтобы выяснить какое расстояние получится на той или иной камере.

Размеры матриц

1/2.3 дюйма

Размер такой матрицы примерно 6.3 x 4.7 мм. Это — самая маленькая матрица, которую можно найти в современных камерах, и чаще всего — в бюджетных компактных моделях. Разрешение такой матрицы составляет, как правило, 16-20 Мп.

По крайней мере такой расклад был самым популярным какое-то время назад. Сегодня многие производители стали делать больший упор на любительские фотоаппараты с большими матрицами, так что и размер такой не так распространен как ранее.

Однако, преимущество в том, что такой размер позволяет получить компактную камеру и использовать ее с длиннофокусными объективами, например компактными суперзумами. А большая матрица значит, что и объектив понадобится больший.

При хорошем освещении такие камеры могут предоставить неплохой результат, но для более придирчивых фотографов они точно не подойдут, поскольку при низкой освещенности будут зернить.

1/1.7 дюймов

Размер этих матриц 7.6 x 5.7мм. С такой матрицей гораздо проще выделить объект съемки из фона, и соответственно, производительность в плане деталей как в тени, так и на свету. Так что использовать их можно уже в более разнообразных условиях. Раньше такие камеры были самыми распространенными среди любителей, но сейчас их место стремительно занимают дюймовые матрицы, о которых речь и пойдет дальше.

А вот 1/1.7 дюймовые матрицы используются в некоторых относительно устаревших камерах Q-серии Pentax.

Дюймовые матрицы

Размер дюймовой матрицы 13.2мм x 8.8мм. Сегодня такие матрицы очень популярны на различных типах камер, размер позволяет им оставаться легкими и компактными. Логично, что самый популярный способ применения для дюймовой матрицы — это карманные любительские камеры, на которых объектив будет лимитирован 24-70мм или 24-100мм (если брать эквивалент 35мм). Однако, на некоторых суперзум камерах он тоже используется?, примеры — это Sony RX10 III и Panasonic FZ2000.

Гораздо лучше дюймовая матрица нам знакома по камерам Nikon серии 1, например Nikon 1 J5 — отличной и легкой камере, которая способна делать отличные фото и снимать 4К видео. Такую матрицу можно встретить даже среди смартфонов — Panasonic CM1.

Камеры с дюймовой матрицей способны показать результаты, значительно отличные от предыдущих вариантов. Качество их будет высоким, а даже компактные камеры, как правило, имеют широкую максимальную апертуру, так что на матрицу попадает достаточно света, потому и фотографии выходят четкими и резкими.

Частично, это результат технологии, а не только размера матрицы. Матрицы современного производства могут более эффективно захватывать свет.

Микро 4/3

Матрица микро 4/3 имеет физический размер 17.3 x 13мм. Этот формат используется в компактных зеркалках и беззеркалках Olympus и Panasonic. Они ненамного больше по размеру, чем дюймовые матрицы, но меньше чем APS-C, речь о которых пойдет ниже.

По сути, микро 4/3 — это четверть размера полнокадровой матрицы, так что считать для нее активное фокусное расстояние предельно просто: достаточно умножить фокусное расстояние на 2.

Иными словами, 17мм объектив на камере с матрицей микро 4/3 обеспечит фокусное расстояние такое же, как 34мм объектив на полнокадровой матрице. По аналогии, 12-35мм даст 24-70мм и так далее.

На камере Lumix DMC-LX100 используется матрица микро 4/3 разрешением 12.8 Мп. Это — одна из компактных цифровых камер, которые обладают большим количеством функций и небольшим размером. Камера оснащена объективом Leica с фокусным расстоянием 24-75мм.

APS-C

Средний физический размер такой матрицы 23.5 x 15.6мм. Такая матрица используется на зеркальных камерах для начинающих и любительских камерах, а сейчас и на многих беззеркалках. Матрица APS-C обеспечивает отличный баланс между качеством изображения, размером и вариативностью в плане совместимости с различными объективами.

Не все APS-C матрицы одинаковы по размеру, ведь это зависит от производителя тоже. Например, матрицы APS-C на камерах Canon физически немного меньше чем те, что установлены в Nikon и Sony, таким образом ее кроп-фактор равен 1.6x, а не 1.5x. В любом случае, APS-C — это всегда отличный вариант и профессиональные фотографы нередко предпочитают его для съемок природы и спортивных мероприятий, потому что благодаря кроп-фактору появляется возможность “приблизиться” к объекту съемки имеющимся объективом.

APS-C доступны на некоторых компактных камерах, например Fujifilm X100F, это обеспечивает высокое качество для фотографий на портативных камерах, особенно в комплекте с объективами с постоянным фокусным расстоянием. 23мм объектив на Fujifilm X100F, имеет широкую максимальную апертуру, потому с помощью этой камеры можно без труда добиться узкой глубины резкости.

APS-H

Размер матриц APS-H как правило равен 26.6 x 17.9мм. Сегодня этот формат практически не встречается, и ассоциируется только с устаревшими моделями Canon EOS-1D (EOS-1D Mark III и Mark IV). Сейчас, правда, в этой серии используются фуллфреймы.

Поскольку APS-H больше чем APS-C, но меньше полнокадровой матрицы, кроп-фактор, соответственно равен 1.3х, потому 24мм объектив обеспечит на такой камере фокусное расстояние приблизительно 31мм.

Одна из последних фотокамер, где можно встретить такую матрицу — это Sigma sd Quattro H. Однако и Canon решили не отказываться от APS-H совсем, и предпочли применить эту матрицу для камер наблюдения, а не для зеркальных фотоаппаратов.

Фуллфрейм

36 x 24мм она же фуллфрейм, она же полнокадровая матрица и она же примерно такая же по размеру как негатив пленочной фотографии. Используются полнокадровые матрицы на любительских и профессиональных камерах и считаются самым удобным вариантом для съемок. Размер такой матрицы позволяет ей принимать на себя больше света, вследствие чего и фото получаются выше по качеству чем с меньшими матрицами. Соответственно, и когда речь идет о количестве пикселей, выбор больше. А разрешение полнокадровых матриц варьируется от 12 до 50Мп.

Кроп-фактор, конечно, в случае с полнокадровой матрицей значения не имеет, так как маркировка объектива будет соответствовать активному фокусному расстоянию. Однако же, некоторые объективы, созданные под APS-C матрицы все равно можно использовать с фуллфреймами, но разрешение будет ограничено (камера обрежет углы, чтобы избежать виньетирования). Но проверять совместимость, разумеется, нужно всегда, иначе есть риск повредить зеркало.

Средняя (медиум) матрица

44мм x 33мм — размер такой матрицы. Это, очевидно, больше фуллфрейма и с момента появления такие матрицы вызвали оживленный интерес и дискуссии. Они использованы в камерах Fujifilm GFX 50S, Hasselblad X1D и Pentax 645Z, последняя немного старше остальных. Применяются они в основном, исключительно профессиональными фотографами в силу цены таких камер и их специфики.

Не факт, что на этом развитие матриц как таковых остановится, но пока что это — все доступные на рынке типы матриц, а какая подойдет для ваших фото интересов, решать только вам.

Полный кадр или кропнутая матрица?

Очень многие фотографы по мере погружения в фотоискусство задумываются над обновлением своей фототехники. И регулярно встает вопрос, что выбрать — полный кадр или половинчатую матрицу. Казалось бы, ответ очевиден, и полная всегда лучше половинчатой, а от покупки останавливает лишь высокая цена. Но давайте попробуем разобраться в этом вопросе чуть более обстоятельно и свести воедино все…

Очень многие фотографы по мере погружения в фотоискусство задумываются над обновлением своей фототехники. И регулярно встает вопрос, что выбрать — полный кадр или половинчатую матрицу. Казалось бы, ответ очевиден, и полная всегда лучше половинчатой, а от покупки останавливает лишь высокая цена.

Но давайте попробуем разобраться в этом вопросе чуть более обстоятельно и свести воедино все преимущества и недостатки обеих систем.

Полный кадр или матрица (eng — Full Frame) — сенсор размером 36 на 24 мм, приближен к наиболее распространенному пленочному формату в 35 мм. По этой причине является своего рода точкой отсчета для других цифровых сенсоров, как меньшего, так и большего размеров, что, впрочем, не делает его эталоном по качеству.

Половинчатая или кропнутая матрица (eng — Crop) — сенсор примерно вдвое меньшей площади, отличающийся размером в зависимости от конкретного производителя.

Разрешение кропнутых и полнокадровых фотоаппаратов одного поколения чаще всего совпадает, что означает, что на кропнутом сенсоре будет находиться в два раза больше пикселей на единицу площади. Их придется делать меньшего размера и размещать плотнее. В итоге это сказывается на уровне цифрового шума в изображении на высоких значениях ISO в худшую сторону. 1:0 в пользу полного кадра.

Физический размер кропнутой матрицы меньше, и ее поверхность не может захватить всю площадь изображения от объектива системы 35мм, только центральную часть. Другими словами, это эквивалентно тому, как если бы мы снимали на объектив с фокусным расстоянием в 1,5 раза больше. С одной стороны, это не очень удобно, так как на кропе не получится достигнуть рекордно широкого угла охвата изображения, востребованного в пейзаже, интерьере и архитектуре. 2:0

С другой стороны, это простой способ без дополнительных затрат увеличить эффективное фокусное расстояние длиннофокусных объективов, что важно в спортивной съемке и в съемке дикой природы, где цены на объективы могут превышать 10 000 долларов. 2:1

Не забываем про стоимость фотоаппаратов на основе разных сенсоров. Разница в цене аналогичных по функциям фотоаппаратов может достигать трех раз. Так что 2:2

В силу меньшей площади поверхности производители стали выпускать специальные объективы с меньшей площадью проекции. Такие объективы имеют меньший вес, более компактные размеры и, как правило, более низкую цену. 2:3

При съемке на 35-мм объективы, как мы уже обсуждали, сенсор захватывает только центральную часть кадра, свободную от большинства оптических искажений, так что на кропе мы можем получить идеальное качество изображения от края до края. 2:4 в пользу кропнутых систем.

Еще одно отличие двух форматов — разница в минимальной глубине резкости. Благодаря большей площади сенсора полнокадровые камеры при одинаковой светосиле объектива и эквивалентных фокусных расстояниях способны продемонстрировать меньшую глубину резкости, что может стать небольшим преимуществом, например, в портрете, когда нужно отделить объект съемки от фона. Кстати, про все нюансы отделения человека от фона мы рассказываем на курсе Портрет на улице. Однако эта же особенность будет недостатоком в других жанрах, к примеру, при съемке предметки или макро, где нужна большая глубина резкости. Так что тут ничья. 3:5

Как видите, у кропа в итоге оказалось преимуществ больше, он показал себя более практичной системой. Но помните, что для раскрытия потенциала камеры в первую очередь нужна хорошая оптика. Большое количество негативных отзывов на кроп связано с их использованием вместе с дешевыми универсальными объективами, идущими в комплекте.

Но и полный кадр со счетов сбрасывать рано — он незаменим в “широкоугольных жанрах”, а также имеет преимущества в условиях низкой освещенности.

Что такое матрица? Кроп-фактор?

Прежде, чем купить фотоаппарат, вам необходимо ответить на ряд очень важных вопросов: сколько мегапикселей должна иметь матрица фотоаппарата, будет ли это полнокадровый фотоаппарат или камера с так называемой кропнутой матрицей, а также будет это зеркальный или беззеркальный фотоаппарат? Давайте разберемся с этими понятиями по порядку.

Матрица – это часть фотоаппарата, которая предназначена для регистрации света, проходящего через объектив. По сути, матрицы цифровых фотоаппаратов это аналог фотопленки в пленочных камерах. Матрица состоит из множества светочувствительных элементов – пикселей. Пиксели настолько маленькие и их так много, что для обозначения их количества используют приставку мега-, которая означает миллион. Чтобы понять, какое количество мегапикселей нужно именно вам, нужно определиться, для каких целей вы приобретаете камеру. Если вы планируете использовать ее в личных целях, для съемки бытовых сюжетов и в путешествиях, то вам вполне подойдут камеры с матрицами больше 10 мегапикселей. Если же планируется использовать камеру в коммерческих целях, то стоит задуматься над покупкой камеры с 20-мегапиксельной матрицей. Однако, стоит предостеречь вас от погони за огромными значениями этого параметра. Дело в том, что физический размер матрицы с ростом числа мегапикселей не изменяется, а, следовательно, физический размер самого пикселя будет уменьшаться. Матрицы с 30 и более мегапикселями очень требовательны к качеству применяемой оптики, а также, как правило, они сильнее нагреваются и на изображении появляется цифровой шум, ухудшающий качество.

Что такое матрица? Кроп-фактор?

Теперь давайте разберемся с понятием кропа. Само это слово происходит от английского crop – «обрезать», и в среде фотографов служит для обозначения матриц (и камер с такими матрицами), размер которых меньше, чем размер полнокадровых матриц, которые по площади соответствуют пленочному кадру. Степень уменьшения кроп-матрицы выражается с помощью кроп-фактора. Например, матрица с кроп-фактором 1,5 в полтора раза меньше полнокадровой матрицы. Из вышесказанного можно сделать один важный вывод: если вы планируете покупку камеры с 20- и более мегапиксельной матрицей, то предпочтение лучше отдать полнокадровым камерам, т.к. физический размер пикселя на них будет больше. Но какую камеру выбрать, если речь идет о бытовом использовании? Увы, здесь нет однозначного ответа. Кропнутые камеры меньше и легче своих полнокадровых собратьев, да и стоят они иногда в разы дешевле, однако выбор оптики для них заметно уже, да и само ее качество ниже. Важно также понимать, что производители фототехники просто не станут создавать кропнутую камеру, которая технически близка к полнокадровой – в таком случае их маркетологи просто не смогут убедить людей платить большие деньги за полный кадр. Тем не менее, уровень развития технологий на сегодняшний день так высок, что возможности доступных кропнутых камер даже превышают запросы бытового использования, и в этом случае нет смысла переплачивать значительные деньги за профессиональную технику. Единственным исключением может являться ситуация, когда у вас уже есть хороший набор оптики от пленочного фотоаппарата. Тогда имеет смысл переплатить за полнокадровую камеру, чтобы иметь возможность использовать более высококачественные объективы.

В завершении темы кропнутых и полнокадровых матриц хотелось бы внести ясность и в еще один вопрос. На просторах Интернета часто можно слышать мнение о том, что ГРИП (Глубина Резко Изображенного Пространства) отличается в зависимости от размера матрицы, а у полного кадра существует некий особый рисунок, присущий только этим камерам. Дело в том, что все эти утверждения не имеют ничего общего с техникой и здравым смыслом. ГРИП зависит только от трех параметров – от диафрагмы, фокусного расстояния и от расстояния до объекта съемки. Размер матрицы не оказывает на него никакого влияния. Качество изображения, также как и рисунок, зависят в основном от используемой оптики. Один и тот же объектив на обоих типах матриц даст одинаковое качество изображения. Важно только помнить, что при использовании полнокадрового объектива на кропнутой матрице в поле ее зрения будет попадать лишь часть формируемого объективом изображения. Многие ошибочно называют это увеличением, но это не так. Просто мы фиксируем лишь часть от полной картинки. Чтобы понять какую именно, нужно вновь обратиться к кроп-фактору. Например, если взять полнокадровый объектив с фокусным расстоянием 100 мм и сделать кадр на кроп-матрице с фактором 1,5, то изображение будет таким, как если бы на полнокадровую матрицу сняли кадр на фокусном 150 мм.

В последнее время рынок фототехники все уверенней завоевывают беззеркальные камеры. В чем их плюсы и минусы по сравнению с традиционными зеркалками? Основной плюс кроется в самой конструкции – в них отсутствует громоздкое зеркало и поднимающая его система, которые служат в зеркальных фотоаппаратах для передачи изображения из объектива в оптический видоискатель. За счет этого достигается меньший вес и размеры камеры. К плюсам таких камер относится и электронный видоискатель, который значительно облегчает настройку камеры (особенно для новичков) и использование мануальной оптики. Но есть и минусы – все тот же видоискатель является мощным потребителем электроэнергии и, естественно, приводит к более быстрой разрядке аккумуляторов, которые, к слову, в угоду уменьшения веса и размера и без того уступают аккумуляторам зеркалок. Еще одним минусом оптического видоискателя является его подтормаживание при съемке быстродвижущихся объектов. Поэтому, если вы хотите снимать репортажи, спорт или дикую природу, то, однозначно, ваш выбор это зеркальные камеры с оптическим видоискателем.

Что такое матрица в фотоаппарате

Что такое матрица фотоаппарата

Электроника

На чтение 3 мин Опубликовано 23.04.2019

Матрица — это один из самых важных элементов фотоаппарата. Именно с её помощью мы получаем изображение. Это происходит благодаря фотодиодам. Попадающий на них свет превращается в электрический сигнал, который впоследствии преобразовывается в цифровой. Но столь краткого пояснения мало для того, чтобы понять, что такое матрица в фотоаппарате.

Что такое матрица фотоаппарата

Основные характеристики

Матрицу определяют следующие характеристики:

  • размер;
  • соотношение сигналов к шумам;
  • чувствительность к свету;
  • разрешение;
  • отношение сторон кадра;
  • пропорции пикселя.

Связь между шумом и сигналом

Этот параметр определяет количество полезного сигнала и шума, который будет отображаться в конечном изображении.

Цифровые шумы являются одним из врагов фотографа и проявляют себя во время фотосъёмки при плохом освещении в виде разноцветных «крапинок». Они хорошо заметны на тёмных участках фотографий на объектах которые находятся не в фокусе.

Шумы здорово портят снимок. Помочь с этой проблемой не могут даже лучшие встроенные в фотоаппарат подавители шума . Виновником такого дефекта является множество факторов: от повышенного сигнала на датчиках, до банального нагрева камеры. Однако технологии не стоят на месте и с каждым годом выпускаются новые матрицы, которые помогают максимально противостоять данному дефекту.

Чувствительность

Каждый фотоматериал обладает собственной светочувствительностью. Свет имеет способность излучать электромагнитные излучения, которое при помощи матрицы превращается в электрический сигнал. Светочувствительность — это показатель необходимой дозы света для создания оптимального электрического сигнала. Этот параметр стоит учитывать при ведении ночных съёмок.

Разрешение

Качество изображение зависит от разрешения матрицы. Каждая матрица имеет определённое количество пикселей. При помощи объектива поступает свет из окружающей среды, потом он поступает на фотодиоды, которые содержатся в матрице и проходит пикселизацию .

Строение матрицы фотоаппарата

Следует учитывать тот факт, что каждый объектив имеет собственное разрешение, которое может серьёзно повлиять на качество фотографии. Разрешение объектива должно совпадать с разрешением матрицы. В противном случае заметно пострадает качество.

Физическая величина матрицы

Матрица имеет такие параметры, как разрядность и размер, которые между собой взаимосвязаны. Все эти величины должны быть пропорциональны друг к другу. Размер матрицы должен соответствовать количеству пикселей. В противном случае близко размещённые фотообъекты создадут эффект дифракции. Простыми словами пропадает чёткость на фотографии.

Большим размерам матрицы должны соответствовать параметрам сигнал/шум. При большом размере пикселя возникает возможность собрать больше света, который в итоге преобразуется в более качественный сигнал. Соответственно у нас получится фотография с лучшим качеством.

На что влияют параметры матрицы фотоаппарата

Соотношение сторон

Отношение сторон кадра это понятие, которым описывают формат изображения. Каждый из форматов матрицы имеет свою особенность. Существуют следующие форматы:

  • 4:3 — широко распространён в любительских камерах;
  • 3:2 — популярен у зеркальных фотоаппаратов;
  • 16:9 — редко используется при съёмках.

Пропорция пикселя является соотношением ширины к высоте в одном пикселе кадра.

Трехматричные системы

Трёхматричные системы(3CCD) — это технология при которой, свет попадает в объектив и делится на три цветовых спектра при помощи специальной призмы. Каждый цветовой спектр попадает на отдельную матрицу, благодаря чему качество фото серьезно повышается. Однако фотоаппараты с такой системой имеют существенный недостаток — большие габариты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *