На что влияет размер матрицы

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

на что влияет размер матрицы

Камеры смартфонов за последнее время совершили большой рывок вперёд. Многие девайсы позволяют делать снимки ночью без штатива с недосягаемым ранее качеством, вручную регулировать выдержку, ISO и другие параметры, а некоторые даже снимают в формате RAW.

Но что именно определяет техническое качество фотографий? Наверняка многие сразу вспомнят про пресловутые мегапиксели — и будут правы. Но лишь отчасти.

Сегодня мы начнём рассказ из двух частей, почему старая формула «больше мегапикселей — лучше» работает не всегда, и разберёмся в устройстве основных элементов камеры смартфона.  

Общее устройство камеры

Камера смартфона со стороны выглядит как пластмассовый «глазок», но на деле представляет собой сложную многокомпонентную систему. В её основе — матрица и объектив. Кроме них в устройствах часто присутствует непростая механика для стабилизации и автофокуса, лазерные дальномеры, RGB-датчики и разные виды вспышек. Затвор в смартфонах электронный, а не механический, и поэтому любимый многими олдфагами «щелчок» приходится озвучивать динамику гаджета.

За общее качество фотографий в широком смысле (цвет, детализация, динамический диапазон и т.п.) в наибольшей степени отвечает модель установленной в смартфон матрицы и сопряжённая с ней система линз. От матрицы  зависит разрешение снимков и количество шума на ночных фотографиях.

От характеристик объектива — угол обзора, а также резкость и другие параметры получаемой картинки. В свою очередь, используемой в смартфоне технологией автофокусировки обусловливаются скорость и точность наводки на резкость.

Особенно это критично для исключения осечек в ночное время при фотографировании движущихся объектов.

Матрица: принцип работы

Если в старом «Зените» изображение фиксировала светочувствительная плёнка, то в цифровой камере вместо неё «заряжена» матрица. Называется этот компонент так, потому что представляет собой прямоугольный элемент с расположенными на ней миллионами крошечных светочувствительных диодов.

Сами по себе эти фотоприёмники не «различают» цвета, поэтому накрываются светофильтром одного из первичных цветов: красного, зелёного, синего (цветовая модель RGB). Таким образом, световой поток сначала проходит через объектив, потом просвечивает через массив цветных фильтров (обычно фильтр Байера), а только потом достигает фотоприёмников.

Каждый светочувствительный элемент воспринимает ⅓ цветовой информации, а ⅔ отсекаются фильтром. Недостающая информация о цвете «добывается» из соседних светочувствительных ячеек. После этого процессор рассчитывает данные о цвете на основании показаний окружающих ячеек и только после этого формирует конечное значение цветного пикселя.

То есть в формировании одного пикселя участвуют несколько фотодиодов матрицы. Все эти элементы настолько малы, что видны лишь под микроскопом. Миллион таких пикселей составляют один мегапиксель. Соответственно, чем больше мегапикселей, тем более детализированным (состоящим из большего количества точек) будет конечный файл изображения.

Исторически одной из лучших по качеству считалась CCD-технология, но по ряду причин большую долю на рынке захватила технология CMOS. В смартфонах также используются разновидности CMOS-технологии.

Этот тип матриц обладает рядом особенностей, наиболее важных для мобильных гаджетов: CMOS-матрицы имеют низкое энергопотребление, позволяют размещать усилители внутри пикселя (что улучшает качество при плохом освещении), более дёшевы в производстве, обеспечивают высокую скорость работы при формировании изображения и при визировании в реальном времени.

Матрица: размер «зерна»

Помимо количества пикселей на матрице, реальное качество и «чистота» создаваемого цифрового изображения сильно зависят от физического размера матрицы и физического размера каждого пикселя по отдельности.

Чем крупнее отдельно взятый пиксель (часто говорят «жирный» пиксель), тем лучшей светочувствительностью он обладает. А чем больше физический размер матрицы, тем проще на ней разместить достаточно крупные пиксели на некотором расстоянии друг от друга.

Это позволяет уменьшить паразитное перетекание зарядов — «наводки» от соседних пикселей, из-за которых появляются помехи и выбросы, именуемые цифровым шумом.

В смартфонах обычно стоит небольшая матрица, которая по площади примерно в 50 раз меньше, чем в полнокадровой зеркальной камере. Увеличить размер матрицы в смартфонах очень сложно — слишком мало места в тонком компактном корпусе. Излишняя «мегапиксельность» при маленькой матрице ведёт к уменьшению размера пикселей, то есть ухудшению светочувствительности и увеличению шумности снимков.

Другими словами, нельзя судить о камере, основываясь только на количестве мегапикселей. Если хочется меньшей шумности и более высокого качества на ночных снимках — размер пикселя важнее. Есть технологии объединения нескольких пикселей в один. Она позволяет за счёт снижения разрешения  повысить светочувствительность матрицы при съёмке в условиях низкой освещенности.

Информацию о размере пикселей несложно найти в Интернете: сначала нужно выяснить модель фотосенсора, установленного в смартфоне, а затем его технические характеристики. Для смартфона большим считается пиксель размером 2 микрона, а маленьким — в районе 1 микрона.   

ASUS ZenFone 3: размер пикселя на фотосенсоре — 1,12 микрона

Apple iPhone 7: размер пикселя на фотосенсоре — 1,22 микрона

Huawei Honor 8: размер пикселя на фотосенсоре — 1,25 микрона Samsung Galaxy S7: размер пикселя на фотосенсоре — 1,4 микрона

Матрица: изоляция пикселей

Источник: http://4pda.ru/2017/01/22/334166/

Тепловизионная матрица или матрица тепловизора — Что нужно знать

на что влияет размер матрицы

Матрица тепловизора – приемник, или детектор излучения, принимающий и преобразующий энергию оптического излучения ИК-спектра в электрический сигнал, пропорциональный мощности поглощенного ИК-излучения их чувствительными площадками.

Рис. 1 — Устройство матричного ИК-детектора.

Матричные фотоприемники, устанавливаемые в фокальной плоскости объектива, состоят из множества чувствительных элементов, расположенных по рядам и столбцам прямоугольной матрицы.

Таким образом, в тепловизоре каждый пиксель — это измеренное значение температуры в данной точке. Так, тепловизор с размерами матрицы 320×240 пикселей отображает ИК изображение, состоящее из 76800 значений температуры.

Рис.2 — Внешний вид ИК-матрицы в модуле.

Виды матриц

Количество элементов ИК-матрицы определяет качество получаемого инфракрасного изображения. Помимо функциональной пригодности, минимальный размер матрицы тепловизора, используемого при решении различных задач, может быть регламентирован нормативными актами в применяемой сфере. Например, согласно ГОСТ Р 54852-20011 размеры матрицы должны составлять не менее 160х120 элементов, а согласно РД 13-04-2006 не менее 240х128 элементов.

Размер матрицы (датчика) определяет разрешающую способность тепловизора. В настоящее время распространены тепловизоры с матрицами 160х120, 320х240 и 640х480 пикселей.

Тепловизором с матрицей 160х120 элементо можно проводить контроль систем вентиляции, отопления, электротехнического оборудования, а также обследование ограждающих конструкций зданий высотой не более 1-2 этажей.

Камеру с такой матрицей целесообразно использовать для контроля областей с плавными перепадами температур на относительно большой площади (наблюдение за охлаждающими системами) и объектов с большой разностью температур, где равномерность распределения таковой не имеет значения (перегрев контакта одной из фаз токоведущих элементов).

Для обследования более высоких объектов, таких, например, как многоэтажные дома и дымовые трубы, необходим тепловизор с разрешением матрицы 320х240 пикселей.

Такой тепловизор целесообразно использовать также для контроля ограждающих конструкций, электрических машин и линий электропередач (с дополнительным узкоугольным объективом).

Камера с матрицей 640×480 является универсальной для наблюдения практически всех объектов регламентированных ПБ 03-372-00, а также для разносторонних технологических решений и научных изысканий. Кроме того, позволяет вести контроль удаленных (высотных) объектов без применения дорогостоящих узкоугольных объективов.

Влияние размера матрицы на результат работы

Качество изображения, или разрешение камеры, является важным фактором. Высокое разрешение помогает более точно увидеть, измерить и понять процессы, происходящие в объекте контроля.

Камеры с высоким разрешением позволяют увидеть мелкие детали на большом расстоянии от объекта. В отличие от тепловизоров с низким разрешением, они позволяют охватить больший участок без потери информации о температуре элементов объекта на инфракрасном изображении.

Матрица 160х120 пикселей    Матрица 320х240 пикселей            Матрица 640х480 пикселей.

Рис. 4. Пример сравнения измеренной температуры нагретого узла на разных матрицах.

Кроме то, камера, например, с разрешением 640х480 пикселей, оборудованная широкоугольным объективом, позволяет запечатлеть участок размером приблизительно 4 х 3 м с расстояния 5 м всего одним снимком. Чтобы проверить тот же объект без потери качества с помощью камеры с разрешением 160х120 пикселей, потребуется сделать 16 изображений и с более близкого расстояния.

Рис. 5. Пример сравнения размера изображений матриц на 640х480 и 160х120 элементов.

Таким образом, использование тепловизоров с небольшими размерами матриц целесообразно для решения простых задач, не связанных с серьезными тепловизионными обследованиями и энергоаудитом.

Источник: https://www.ndt-group.ru/94-matritsa-teplovizora/

Как влияет размер матрицы видеокамеры на качество съёмки?

на что влияет размер матрицы
Проверь свой комп, установи одну из игр или спроси меня, какой лучше купить новый (подскажу): (WoT для любого ПК или ноутбука) ИЛИ (для мощного ПК или ноутбука попробуйте WoW)

Добрый день, дорогие читатели, сегодняшняя статья точно заинтересует любителей профессиональной и любительской видеосъемки, ведь речь в ней пойдет о самых важных составляющих цифровой видеокамеры. Если режиссер хочет справиться со своей задачей на 5+, отснять превосходный, качественный материал, то ему стоит узнать о важности микросхем для камеры, какой размер матрицы видеокамеры существует и на какой из них нужно остановить свой выбор.

Технологическая начинка видеокамеры

Когда меня спрашивают, на какие технические параметры и компоненты стоит обращать внимание при выборе видеокамеры, то я отвечаю, что для каждой камеры (аналоговой, цифровой, HD) существует единая стандартная база. Именно эти компоненты играют важнейшую роль в качестве съемки, работоспособности и мощности аппарата.

Думаю, вам тоже будет интересно узнать о них:

  • Объектив – составляющая видеокамеры, отвечающая за собирание и передачу визуализированной картинки на чувствительную к свету матрицу;
  • Матрица – компонент, преобразующий переданный объективом оптический луч в электрический импульс;
  • Обрабатывающий и передающий видеосигнал процессор, помогающий перемещать электрический импульс на различные устройства записывания и просмотра.

Конечно же, технологический прогресс развивается со скоростью света, поэтому функционал камер значительно расширился. Ответ на вопрос, из чего состоит цифровая видеокамера, не может быть однозначным, ведь различные бренды выпускают аппараты с различным набором компонентов.

В расширенный компонентный набор может входить:

  • ИК-подсветка, отвечающая за качество получаемого изображения в темноте;
  • Поворотный механизм, позволяющий с легкостью управлять подвижными камерами;
  • Центральный процессор, в котором располагаются интеллектуальные модули, детекторы движения, происходит обработка и сжатие HD-качества;
  • Кратный зум – встречается двух видов, оптический и цифровой. Для любительской видеосъемки больше подходит оптический ZOOM. В данном случае оптика выполняет функцию приближения или удаления получаемого изображения без потери качества. Увеличение в цифровом зуме происходит уже после съемки путем обрезания материала;
  • Универсальный корпус, выполняющий функцию защиты от влаги, ударов и других внешних негативных факторов, способных нарушить функциональность устройства;
  • Фиксирующий, записывающий, передающий звуковые эффекты встроенный аудиомикрофон;
  • Модуль хранения материала на карте памяти, а также блокировка записи на носитель;
  • Датчики тревоги;
  • Сетевой интерфейс.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Греется ноутбук что делать

Благодаря этим составляющим каждый желающий может отснять высококачественное любительское кино, запечатлеть самые счастливые события, заснять красивые места и поделиться этим с окружающими. Ведь вряд ли существует в этом мире хоть один человек, который не хотел бы сделать памятное видео того либо иного события, не так ли?

Назначение матрицы и ее разновидности

Если говорить о разновидностях и технологиях, то существует всего 2 матричных типа: CMOS и CCD. Конечно, у вас сразу возникает в голове вопрос, какая же технология лучше для любительской видеосъемки? И я вам отвечу, нет предела совершенству, каждой из них далеко до идеала, каждая обладает своими недостатками и достоинствами, о которых мы поговорим дальше.

Тип CMOS или КМОП

Отличительной чертой CMOS-матриц можно считать низкое энергопотребление, что является неоспоримым плюсом.

К особенностям данной технологии можно отнести:

  • Произвольное считывание ячеек, что позволяет получать высококачественное несмазанное изображение;
  • Отсутствие «вертикальных столбцов света», возникающих из-за яркости точечных объективов;
  • Доступность цены;
  • Низкая чувствительность матрицы из-за сниженной площади светочувствительного элемента, что является небольшим минусом;
  • Низкое время сканирования, из-за чего объекты, расположенные в качестве, периодически могут искажаться;
  • Обработка картинки на пикселе, повышающая число помех.

Тип CCD

Наиболее важным преимуществом CCD-матриц является высококачественное изображение с отсутствием посторонних шумов. Также к достоинствам данной технологии можно считать высокий, практически 100% коэффициент заполнения. Такие камеры относятся к профессиональным устройствам и позволяют получить динамичное цветное изображение.

К недостаткам CCD-матриц можно отнести:

  • Слишком высокую стоимость;
  • Большое потребление энергии.

Довольно часто в магазинах техники можно встретить видеокамеры с 2-3 матрицами, если средства позволяют, то смело можно покупать данное устройство. Ведь несколько матриц всегда лучше, нежели одна.

Придя в магазин и спрашивая о размерах матрицы видеокамеры, вы можете получить от консультанта следующий ответ: 1\2, 1\3, 1\4 и т.д. Не пугайтесь столь странных ответов, эти числа не что иное, как дюймы. Тут нужно понимать, что чем выше показатель физического размера матрицы, тем качественнее будет изображение. То есть камера в 1\2 дюйм будет лучше, чем 1\8, это также отразится на стоимости аппарата.

Источник: https://ya-rostislav.ru/cifrovaya-tehnika/videokamera/razmer-matrici

Что такое размер матрицы – Размер матрицы все, что нужно знать

В основе всех современных жидкокристаллических дисплеев лежат открытые в 1888 году биологом Фридрихом Райнитцером жидкие кристаллы. Одним из их важнейших свойств является способность упорядочивать молекулы под влиянием электрических полей.

Бурное развитие электроники в двадцатом веке сначала привело к появлению монохромных, а потом и цветных жидкокристаллических дисплеев.

Основными элементами ЖК-дисплея являются жидкокристаллическая матрица, лампы ее подсветки, шлейф для подключения и металлическая рамка жесткости.

Сама матрица состоит из двух прозрачных электродов, между которыми находятся жидкие кристаллы, и двух взаимно перпендикулярных поляризационных фильтров. Молекулы жидких кристаллов изначально ориентированы в одном направлении, внешнее электрическое поле меняет их ориентацию, что позволяет менять прозрачность экрана.

Чтобы управлять каждым пикселем экрана в отдельности, используется адресация по строкам и столбцам. Для обеспечения нужной яркости изображения применяется подсветка, обычно в качестве источника света устанавливают миниатюрные люминесцентные лампы или светодиоды.

В ноутбуке матрица находится непосредственно под внешним защитным слоем экрана. Следует учитывать, что жидкокристаллическая матрица является одним из самых уязвимых элементов компьютера, поэтому следует оберегать ее от ударов и других механических повреждений. В случае нарушения целостности матрицы ее придется менять. Как правило, эту операцию осуществляют в сервисных центрах, но ее можно выполнить и самостоятельно.

Чтобы добраться до матрицы, необходимо разобрать экран ноутбука, для этого сначала надо аккуратно поддеть отверткой и вытащить резиновые заглушки, на которые экран опирается в закрытом состоянии. Под ними находятся шурупы, их надо выкрутить. После этого можно будет снять внешнюю пластиковую рамку. Она дополнительно крепится защелками, поэтому ее снятие может сопровождаться довольно громким треском.

Сняв рамку, вы увидите матрицу, удерживаемую несколькими винтами, обычно двумя. Их тоже следует открутить. После этого вы сможете снять ее и положить экраном вниз на мягкую ткань. Обратите внимание на шлейфы, их необходимо аккуратно отключить от разъемов. Процедура разборки окончена, матрица снята. Теперь ее можно заменить новой и выполнить сборку в обратной последовательности.

При выборе ноутбука следует поинтересоваться типом дисплея. В частности, светодиодная подсветка матрицы гораздо надежнее, чем выполненная на основе люминесцентных ламп. Кроме того, она намного экономичнее, что позволит ноутбуку гораздо дольше работать от аккумулятора.

www.kakprosto.ru

Размеры матриц в камере смартфона: какие и где встречаются

О том, что не в мегапикселях счастье, уже знают многие пользователи цифровой фототехники. Данная характеристика говорит лишь о том, какие размеры будет иметь фото при просмотре на дисплее, но не более того. На качество получаемого кадра влияют значение апертуры (светосилы), фокусное расстояние, тип матрицы, наличие/отсутствие оптического зума и стабилизации, вид автофокуса, размеры матрицы. О последнем параметре и пойдет речь в нашем материале.

Матрица камеры смартфона – это заменитель пленки в аналоговых фотоаппаратах. Она представляет собой поверхность, покрытую микроскопическими светочувствительными транзисторами.

Каждый из них улавливает часть отраженного от предметов света, пропущенного через объектив, и в зависимости от длины оптической волны регистрирует значение. Каждому оттенку соответствует своя частота и длина излучения, за счет этого достигается «запоминание» цвета.

Таким образом матрица камеры передает информацию процессору, которая записывается в файл изображения.

Матрица, наряду с объективом, является главной деталью камеры смартфона. Мегапиксели – это количество транзисторов, размещенных на ее поверхности. То есть, цифра в 13 МП означает, что на матрице находится около 13 миллионов эффективных светочувствительных транзисторов.

На что влияет размер матрицы

Источник: https://74foto.ru/raznoe/chto-takoe-razmer-matricy-razmer-matricy-vse-chto-nuzhno-znat.html

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.

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.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как работает зеркальный фотоаппарат

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

Источник: https://www.fotosklad.ru/expert/photo/article/razmer-matritsy-vse-chto-nuzhno-znat.html

Что такое кроп-фактор матрицы

Приветствую друзья! С вопросом: « что такое кроп-фактор матрицы?» «что такое полный кадр?», рано или поздно сталкивается все, кто стремится более серьезно заниматься фотографией. В этой статье мы разберёмся — что это за понятия и в чём их отличия.

Кроп-фактор – («crop» — обрезать), это величина, обозначающая разницу физического размера между пленочным кадром формата 35mm (24×36 mm) и размером матрицы цифровой камеры. Другими словами, отношение диагонали кадра пленки к диагонали матрицы.

Значение кроп, используется по отношению к цифровым камерам, у которых размер матрица меньше стандартного плёночного кадра. Такие камеры называют кропнутыми. Самые распространенные зеркальные (любительские) камеры с размерами обрезанных матриц: 1,5 Nikon; 1,6 Canon. К примеру значение кропа 1,6 в камере Canon, означает, что его матрица меньше в 1,6 раз полнокадровой.

Матрица равная по размеру плёночному кадру (24×36 mm), называется Full Frame — полная или полноразмерная. Такой размер, условно принято считать как кроп-фактор равный 1.

Отличие Full Frame от кроп в размере картинки

В чем проявляются отличия двух разных по величине матриц. Если использовать одинаковые объектив, на полнокадровой и кроп камере, обрезанная матрица захватит меньшую часть проецируемого изображения через объектив. Угол обзора будет меньше, при этом создаётся впечатление, что используется большее фокусное расстояние объектива.

Как видит объектив камеры (круг), полнокадровая матрица (верху с права), кроп матрица 1,6 (внизу с права)

Из-за уменьшенного размера, марица не в состоянии захватить всё передаваемое изображение, оно получается обрезанное 1,6 раза (для Canon), увеличение происходит потому, что используется его меньшая часть, которая выглядит увеличенной при печати в том же формате. Из-за этой визуальной разницы картинки, появился термин эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР).

Эквивалент фокусного расстояния

На объективах, производители указывают значения фокусного расстояния, соответствующие полнокадровой матрице.

ЭФР — определяет значение реального фокусного расстояния для Full Frame с учётом использования объектива на кроп камерах.

Для того чтобы вычислить эквивалентное фокусное расстояние, необходимо умножить значение фокусного расстояния объектива на кроп фактор матрицы. К примеру 50 mm умножаем на 1,6 получаем 80 mm эквивалент для полного кадра.

Это означает, что если мы будем использовать объектив 50 mm на камере с кроп матрицей, то для камеры с полным кадром, будет соответствовать значение 80 mm.

Эквивалентные фокусное расстояние в зависимости от кроп-фактора

Обозначение на объективе

Принадлежность объектива обозначается следующими сокращениями:

Характеристика объективаПолный кадр (FF)

Источник: https://vzest.ru/vse-o-fotografii/osnovy-fotografii/chto-takoe-krop-faktor-matritsy.html

Вся правда о мегапикселях

Предположим, вы  уже определились с количеством нужных вам мегапикселей и подобрали 3-5 подходящих моделей цифровых фотоаппаратов.

Какой размер матрицы у цифрового фотоаппарата? — это вопрос, на который 9 из 10 продавцов-консультантов фотомагазина отвечает что-то вроде: «12 мегапикселей». Это и так понятно, ведь на корпусе фотоаппарата красуется гордая надпись, сделанная очень большими буквами. Об этом кричат все рекламные компании фотокамер и  производители фотоаппаратов. Извините, я похож на идиота, чтобы задавать такой очевидный вопрос?

На самом деле, меня всегда интересует физический размер матрицы – т.е. чему равны стороны матрицы в сантиметрах (или в дюймах). Вы с удивлением спросите, зачем это мне? Именно об этом никогда не говорят производители цифровых фотоаппаратов, когда рекламирует очередной супер-фотоаппарат. Об этом не знают и продавцы фотоаппаратов — они тоже смотрят и читают рекламу!

Зачем знать размер матрицы цифрового фотоаппарата?

Если совсем просто — большой пиксель матрицы обладает более высокой чувствительностью к свету. Но размер пикселя матрицы это как рaз тот параметр о котором никто ничего не говорит. Однако, при выборе фотоаппарата можно сравнить физический размер матрицы — обчно это диагональ прямоугольника матрицы — такие данные можно найти в инструкции к фотоаппарату.

Если у одного из двух выбранных вами фотоаппаратов количество мегапикселей такое же как у первого фотоаппарата, а диагональ матрицы бòльше, то и размер каждого пикселя тоже больше.

Фотоаппарат с бòльшим размером матрицы=бòльшим размером пикселя, в условиях недостаточной освещённости будет фотографировать лучше. Боьшой размер пикселя (матрицы фотоаппарата) — это залог низких шумов и бòльшей свободы в выборе места съёмки.

Если этот совет вам кажется слишком простым или малоубедительным, читайте дальше :о)

Выбирайте фотоаппарат не по количеству пикселей, а по их размеру

Размер матрицы – это эквивалент негатива плёночного фотоаппарата. Так называемая Full Frame [Фул-Фрэйм

Источник: http://freefotohelp.ru/choose_cam3.html

Размер сенсора камеры на что влияет

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.

Типы и размеры матриц камер видеонаблюдения

Светочувствительная матрица — важнейший элемент видеокамеры, который обеспечивает качество изображения на 90%. Представляет собой интегральную микросхему, состоящую из фотодиодов. Сенсор генерирует видеопоток, преобразуя проецируемое в него оптическое изображение в аналоговые электрические импульсы. В сетевых видеокамерах эти импульсы сразу преобразовываются в цифровой поток данных за счет наличия в системе АЦП, сразу обрабатывающего сигнал.

Сенсоры имеют ряд характеристик, важнейшие из которых — вид, разрешение и размер матрицы камеры видеонаблюдения. От этих параметров зависит быстродействие устройства, уровень его энергозатратности, а также конечное качество воспроизводимого камерой видео.

Типы матриц, которые используют в современных камерах видеонаблюдения

  • CCD (ПЗС). Характеризуются лучшей светочувствительностью, обеспечивают хорошую цветопередачу и низкий уровень шума на изображении. Это достигается за счет последовательного считывания зарядов в каждой ячейке сенсора. Однако принцип действия таких матриц слишком медленный и не удовлетворяет современное видеонаблюдение с большими разрешениями и высокой кадровой частотой. Кроме того, такие сенсоры энергозатратны, дороже в производстве и сложнее в эксплуатации. В современных цифровых камерах важно какая матрица используется. Поэтому, чтобы не тормозить процесс передачи видеопотока, технологию CCD практически не применяют;
  • Live-MOS. Разработка компании Panasonic. Применяется для трансляций «живого» изображения за счет технологии, которая позволяет упрощенно организовать передачу сигналов управления и преобразование света в электрические импульсы. Для технологии характерно меньшее напряжение электропитания, перегрев и уровень шумовых помех;
  • CMOS (КМОП). Главное достоинство — более низкое энергопотребление. Ячейки в сенсоре считываются в произвольном порядке, что позволяет избежать размытия изображения при съемке движущихся объектов. Камерой с типом матрицы CMOS гораздо проще управлять, поскольку большая часть электроники расположена на ячейке. Однако такая конструкция сенсора уменьшает светочувствительную площадь.

Для современного видеонаблюдения в соотношении быстродействия, энергопотребления и цены КМОП матрицы предпочтительнее.

Поэтому крупнейшие производители камер сосредоточились на закупке или производстве собственных CMOS сенсоров. Например, компании Hikvision и Dahua разрабатывают собственные светочувствительные элементы, которые использует при производстве оборудования. В топовых видеокамерах Dahua DH-SD50430I-HC-S2 или HIKVISION DS-2CD2942F используются именно КМОП матрицы.

ПЗС или КМОП матрица?

Размеры матриц видеокамер наблюдения

Физические размеры матриц выражаются условной длиной, приведенной к диагонали видикона.

Современные видеокамеры чаще всего используют следующие типоразмеры: 1/2”; 1/3”; 1/4”; 1/6” и реже 1/10”.

Какой размер матрицы лучше для видеокамеры

Это зависит от конкретных задач, стоящих перед видеонаблюдением. Важно помнить, что при выборе устройства характеристики нужно рассматривать комплексно. Например, хорошее разрешение при маленьком размере сенсора дадут плохое изображение.

Кроме того, чем больше матрица, тем она дороже.

Поэтому при выборе видеокамеры необходимо рассматривать вариант, в котором будут учитываться оптимальное соотношение трех показателей, удовлетворяющих потребности видеонаблюдения — это цена, разрешение и типоразмер.

Источник: https://www.ami-com.ru/articles/tipy-i-razmery-matrits-kamer-videonablyudeniya/

Кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние

Это третья часть урока, рассказывающего про объективы для фотокамер. В первой и второй части мы познакомились с устройством и основными характеристиками объективов. О том, что угол обзора и фокусное расстояние объектива — главные характеристики, мы говорили в прошлых уроках. Мы уже знаем, что эти характеристики взаимосвязаны:

Чем меньше фокусное расстояние объектива — тем шире его угол обзора.Чем больше фокусное расстояние объектива — тем уже его угол обзора.

Когда человек пользуется собственной фотокамерой, он со временем привыкает, что при определенных фокусных расстояниях, его объектив дает тот или иной угол обзора: “приближает” снимаемый сюжет сильнее или слабее. Сохранятся или изменятся эти соотношения между фокусным расстоянием и углом обзора в случае смены фотоаппарата? Сегодня мы это выясним.

Часто при обсуждении снимков фотографы говорят: “эта картинка снята с таким-то фокусным расстоянием”, характеризуя тем самым угол обзора, при котором было снято изображение. Даже под фотопримерами в наших статьях часто указано фокусное расстояние объектива, на который эти изображения были сняты.

Как узнать, какое фокусное расстояние на вашем фотоаппарате соответствует такому же углу обзора? Как на вашу камеру сделать такое же фото?

Нам предстоит разобраться с тем, как будет зависеть угол обзора объектива от модели вашей камеры, познакомиться с понятиями “кроп-фактор” и “эквивалентное фокусное расстояние”.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как убавить яркость на ноутбуке

Экскурс в историю

Раньше, в пленочную эпоху, широчайшее распространение имела пленка формата 35 мм — обычная фотопленка, знакомая каждому человеку. Она использовалась повсеместно, начиная от простейших компактных фотоаппаратов (пожалуй, у каждого была пленочная “мыльница”), заканчивая серьезной профессиональной техникой.

Поскольку все аппараты имели одинаковую площадь светочувствительного элемента (пленочного кадра), на всех аппаратах объективы с одинаковым фокусным расстоянием давали одинаковый угол обзора. К примеру, на любом фотоаппарате, работающем с 35-мм пленкой, объектив с фокусным расстоянием 50 мм имел угол обзора 45°.

Напомним, что и в современных полнокадровых цифровых камерах используется сенсор, по размеру равный кадру фотопленки — 24х36 мм.

Угол обзора объектива и размер матрицы

Сегодня же ситуация изменилась. Матрицы в цифровых фотоаппаратах бывают разного размера.

Современные форматы матриц фотоаппаратов

Поэтому при одинаковых фокусных расстояниях объектива на разных камерах угол обзора будет зависеть еще и от того, каков размер матрицы фотоаппарата. Взглянем на схему:

Чем меньше матрица фотоаппарата, тем уже угол обзора объектива при том же фокусном расстоянии

Источник: https://prophotos.ru/lessons/16486-krop-faktor-i-ekvivalentnoe-fokusnoe-rasstoyanie

Почему гонка за количеством мегапикселей в смартфонах — абсурд

Камера — сложная штука: она объединяет матрицу, оптическую систему, контроллер и другие вспомогательные компоненты, а также программное обеспечение для обработки фото и видео. Рассмотрим каждый элемент подробнее.

Матрица

Матрица RGB. roxxer/Depositphotos.com

Матрица — это прямоугольная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — пикселей. В каждом пикселе содержится три субпикселя. Один субпиксель пропускает волны только определённой длины: для красного, зелёного или синего цвета (red, green, blue). Такая цветовая модель называется RGB.

Также матрица может быть монохромной, без цветных фильтров. На каждый её пиксель попадает втрое больше фотонов. В результате чёрно‑белые фото получаются более чёткими. Такие матрицы можно использовать, чтобы улучшить цветное изображение с другого модуля камеры.

Одна из главных характеристик матрицы — разрешение. Оно отражает, сколько пикселей на ней поместилось.

Объектив

Крошечный объектив смартфона — это практически ювелирная конструкция. Редкая система включает 4–5 элементов — обычно их 7–8 и более.

В смартфонах с несколькими камерами напротив каждой матрицы будет свой объектив. Каждый из них решает свою задачу:

  • Телеобъектив (телевик) нужен для съёмки с большого расстояния.
  • Широкоугольный (ширик) поможет вместить в кадре больше объектов — это полезно для групповых фото и съёмки архитектуры.
  • Универсальный объектив позволит в меру хорошо снять любой сюжет: от портрета до пейзажа.
  • Объектив с переменным фокусным расстоянием (зум) может приближать объект съёмки.

Линзы для объективов смартфонов создают из стекла или специальных полимеров. Если их прозрачность далека от идеала и элементы недостаточно качественно подогнаны, хороших фото не ждите. Даже если линза сместится на несколько микрон, оптическая система расфокусируется.

Диафрагма

Диафрагмы. KoeppiK / Wikimedia Commons

Диафрагма — это отверстие, через которое световой поток попадает в камеру. От неё зависит, сколько света может получить сенсор. Значение диафрагмы выводят в формате f/1,7.

Система стабилизации

Стабилизация компенсирует смазывание от дрожания камеры, например, когда снимаете с рук, а не со штатива. Может быть двух видов:

  • Оптическая. Честная электронно‑механическая система, которая физически удерживает камеру в одном положении (по крайней мере, старается). Она дарит более чёткие фото с минимальным уровнем шума и позволяет обойтись практически без программной обработки.
  • Электронная. Это программные алгоритмы. Камера по‑прежнему дрожит, но за счёт анализа нескольких кадров создаётся более‑менее приличный результат.

Система автофокусировки

Автофокус сам определяет расстояние до объекта и в соответствии с ним настраивает параметры оптики камеры. В современных смартфонах используются системы трёх типов:

  • Фазовая. Специальные датчики собирают лучи света в разных точках кадра. Затем свет разделяют на два потока и отправляют на светочувствительный сенсор, чтобы он определил расстояние до объекта. Преимущества: высокая точность и скорость работы. Недостатки: высокая цена, сложность конструкции и её настройки.
  • Контрастная. Анализируется контраст сцены. Сдвигая линзы, камера пытается добиться максимальной контрастности объекта относительно фона. Преимущества: компактные размеры и низкая стоимость. Недостатки: система работает медленнее и плохо подходит для динамичных сцен.
  • Гибридная. Сочетает фазовую и контрастную фокусировку, чтобы получить наилучший результат.

Программное обеспечение

Фото до и после программной обработки. Shubham Kushwaha / Pexels.com

ПО тоже можно считать частью камеры, ведь оно принимает непосредственное участие в получении результата съёмки. Сегодня ни один смартфон не отдаёт вам кадры как есть, без программной обработки. Сложные алгоритмы, которые часто используют обширную базу данных или технологии искусственного интеллекта, редактируют каждый снимок, чтобы «сделать вам красиво».

Сырые снимки будут недостаточно яркими и чёткими. ПО убирает пересвет, вытягивает тёмные участки, улучшает цвета, увеличивает резкость. Причём делает всё это автоматически и очень быстро.

Но есть и обратная сторона медали. Агрессивное шумоподавление может сделать снятое в сумерках фото зернистым — будто состоящим из множества мелких пятен. При этом ухудшается детализация, а цвета становятся неестественными.

На что влияет количество пикселей

В подробных характеристиках смартфона обычно указывается физический размер матрицы камеры — что‑то вроде 1/2,6″. На сайте производителя можно найти данные о размере пикселей в матрице. Этот параметр влияет на количество точек в кадре. Чем выше разрешение, тем лучше передаются детали.

Но если пиксели мелкие, каждый из них получает мало света и не может точно определить цвет точки реального изображения. В результате на фото появляется шум.

Фото с разным уровнем шума. Wikipedia

Шум — это разбросанные по кадру точки случайного цвета и яркости. Чем хуже освещённость и чем ниже качество матрицы камеры, тем больше шума будет на фото.

Его количество в кадре пропорционально размеру пикселя или квадрату диагонали матрицы. Если сравнивать две матрицы с точками размером 1,55 мкм и 1,1 мкм, то в кадре с первой будет вдвое меньше шума.

Имеет значение и динамический диапазон матрицы — её способность фиксировать весь спектр цветов и яркость окружающего мира. У дешёвых диапазон небольшой, и фото получаются выцветшими, мутными.

Почему производители смартфонов гонятся за пикселями

Потому что покупатели всегда хотят максимум. Даже если в авто на 300 лошадей приходится стоять в пробке или на крутом игровом компьютере раскладывать пасьянсы.

Какой смартфон вы купите при одинаковой цене: с камерой на 12 Мп или на 48 Мп? Выбрав второй, вы получите в четыре раза больше мегапикселей за те же деньги. Но ваши фото не улучшатся в четыре раза.

Матрица с большим количеством мелких пикселей дешевле, чем датчик с крупными точками, и продаваться она будет лучше.

Крупные матрицы занимают больше места внутри смартфона. Оптическая система для них также должна быть больше. Соответственно, для остальных частей в корпусе места окажется меньше. Смартфон станет толще или камера будет выпирать. Её придётся защищать закалённым или сапфировым стеклом. А это тоже деньги.

Продать толстый дорогой смартфон сложно. Проще заказать матрицы с большим количеством мелких пикселей и провести громкую маркетинговую кампанию: на фото с камеры добавить автоматический штамп «снято на супермегафлагман с 48 Мп», чтобы все знали, что кто‑то купил новый смартфон. А фанаты и профи пусть пользуются зеркалками.

Хотя Nokia, например, рискнула, и получились смартфоны‑легенды Lumia 1020 c камерами на 41 Мп. И это в 2013 году!

Смартфон Lumia 1020. Kārlis Dambrāns / Wikimedia Commons

Размер матрицы и пикселя

Если взять две матрицы одинакового разрешения, то фото лучшего качества потенциально получатся с большей из них. Там пиксели крупнее, а значит, на каждый при съёмке попадает больше фотонов. В результате субпиксели могут точнее определить цвет конкретной точки.

Казалось бы, если в одной матрице пиксели размером 1,4 мкм, а в другой — 1,2 мкм, они практически одинаковые. Но 17% — ощутимая разница, которая обязательно проявится в качестве фото и видео, особенно если вы снимаете при плохом освещении.

Ещё один важный момент — расстояние между соседними пикселями. В мелких матрицах производители на нём откровенно экономят. В более крупных — могут позволить качественно отделять соседние пиксели, чтобы они не влияли друг на друга.

Технология производства

Новые методы позволяют точнее определить интенсивность светового потока по меньшему количеству фотонов, а значит, обеспечить низкий уровень шума и хорошую цветопередачу, даже если вы снимаете в сумерках без вспышки.

Но нужно читать и анализировать. Например, в смартфоне HTC One (M7) предложили технологию UltraPixel. Производитель обещал серьёзный рост качества фото и видео.

Технология UltraPixel. ‑канал Engineers World Online

На самом деле UltraPixel оказались всего лишь более крупными пикселями размером 2 мкм. Можно ли считать это новой технологией? Вряд ли.

Для сравнения: в Google Pixel, который также собирала HTC и который в своё время считался одним из лучших камерафонов на рынке, была матрица с пикселями в 1,55 мкм. Размер камеры не увеличивали, чтобы не выросла толщина смартфона.

Разрешение матрицы в 5 Мп было небольшим даже для 2014 года. В итоге очереди за HTC One (M7) не стояли.

Другой пример — технологии вроде Super Pixel или Quad Pixel. Четыре соседних пикселя крупной матрицы объединяют, чтобы получить фото меньшего разрешения, но лучшего качества. Решение чисто программное. Если матрица так себе, эффективность будет невысокой.

Стабилизация

Оптическая стабилизация всегда лучше цифровой. Алгоритмы постобработки всё равно будут применяться к кадру, и лучше, если он будет чётким изначально.

Зум

Для приближения объекта в кадре оптический зум смещает линзы, и качество фото практически не страдает. Цифровой зум растягивает часть картинки на всю площадь кадра. Такая функция доступна в любом фоторедакторе, часто даже в стандартном приложении камеры. Поэтому платить за цифровой зум не имеет смысла.

Бренд

Да, это не только рекламный инструмент. Бывает, что в китайском смартфоне и флагмане А‑бренда установлены одинаковые матрицы. Но снимки на выходе очень разные.

Если производитель не вкладывает силы и средства в разработку компонентов, технологий и ПО, красивых чётких кадров ждать не стоит. Если он экономит на всём, например ставит дешёвые объективы с плохой прозрачностью, то это отразится на результате.

Что запомнить

  • Десятки мегапикселей — это прежде всего маркетинг. Качество фото и видео напрямую от них не зависит.
  • Даже 5 или 8 Мп хватит, чтобы распечатать снимок хорошего качества на альбомном листе. 4К‑разрешение экрана передового телевизора — это около 8–9 Мп. Full HD — всего 2 Мп.
  • Крупные пиксели собирают больше света. В результате получается чёткий, хорошо детализированный кадр с естественной цветопередачей и без шума.
  • Если не хотите заморачиваться с теорией, идите к практикам.

    Сравнительные обзоры смартфонов и фото с камер (полноразмерные и кропы — вырезанные и увеличенные фрагменты) дадут понять реальное положение вещей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тех-обзор
Как настроить цифровые каналы на телевизоре lg

Закрыть