MATRICE - PARAMETRI, TIPURI

parametri

Una dintre cele mai importante caracteristici ale unei camere digitale este dimensiunea fizică a matricei (nu trebuie confundată cu numărul de pixeli!). Din matrice depinde aproximativ 30% din calitatea fotografiilor.

Matricile (senzorii) au dimensiuni fizice diferite. Cu cât sunt mai mici matricile, cu atât imaginea se deteriorează mai mult. Reducerea dimensiunii matricei este acceptată pentru a fi calculată ca multiplu al matricei full-format și se numește "factor de recoltare".

Factorul de cultură (din engleză сrop factor, crop - cut, factor - multiplicator) este un termen care denotă mărimea distanței focale aliniate (de fapt lungimea focală rămâne neschimbată) atunci când se utilizează un cadru mai mic decât dimensiunea matricei complete. În fotografia digitală populară, formatul de mușețel (24x36 mm) este considerat standard. Factorul de decupare al unei matrice full frame este egal cu unul. Semnificația fizică a factorului de recoltă poate fi descrisă prin raportul dintre diagonalele unui cadru complet și diagonala matricei considerate:

K_f = diagonala formatului de mușețel (43,3 mm.)/Diagonala matricei

Ilustrația arată ce parte a zonei unei matrice full-frame este ocupată de o matrice cu un factor de recoltare de 1,6.

Factorul de recoltare trebuie luat în considerare la alegerea obiectivelor pentru o cameră. Deoarece distanța focală egalizată a obiectivului va fi rezultatul multiplicării distanței focale reale scrise pe obiectiv și a factorului de recoltare. Cu alte cuvinte, dacă punem o cameră cu un factor de recoltare de 1,5 lentile cu o distanță focală reală de 50 mm. Vom obține o distanță focală egală va fi de 75 mm (de la un obiectiv normal obțineți un portret).

Dimensiunea fizică a matricei camerei digitale

Atunci când cumpără o cameră digitală, fiecare fotograf începător este ghidat de o serie de parametri, dar primul loc este întotdeauna rezoluția matricei, adică. numărul de pixeli localizați pe suprafața sa. Pentru amatorii și profesioniștii avansați, dimensiunea fizică a matricei este importantă, adică. aria reală pe care se află pixelii - densitatea pixelilor pe unitate de suprafață.

Producătorii, din motive necunoscute, rareori declară dimensiunea fizică a matricei camerei digitale, iar vânzătorii nu pot spune nimic despre aceasta. Singurul lucru care poate fi găsit în specificațiile camerei este matricea „tip”, exprimată în fracțiuni în inci. De exemplu, 1/1,8 "(inci) ar trebui să însemne o matrice cu diagonala de 1/1,8 inci.

În tabelul de mai jos puteți vedea „tipurile” de matrice disponibile astăzi, precum și factorul de recoltă al acestora.

Ceea ce este afectat de dimensiunea matricei?

- Nivel de zgomot digital atunci când este utilizat la valori ISO ridicate, fotografiere în condiții de iluminare nefavorabile și la expuneri lungi. Cu cât matricea este mai mare, cu atât produce mai puțin zgomot parazitar - este suficient să comparați fotografiile la același ISO de la camerele cu format DX și FX.
- Mărimea matricei afectează și defocalizarea (bokeh) și controlul adâncimii imaginii clare (DOF). Cu cât matricea este mai mare, cu atât DOF este mai mic (în exact aceleași condiții) și cu atât este mai ușor să separați obiectul principal de fundal. De asemenea, afectează intensitatea bokeh-ului.
- În general, afectează redarea culorilor, tranzițiile tonale și gama dinamică.
- Dimensiunea matricei afectează, de asemenea, tipul de lentile care pot fi utilizate cu camera. Obiectivele camerei cu matrice de puncte sunt dificil de utilizat cu o cameră cu cadru întreg. Opusul este posibil.
- Prețul camerelor depinde direct de dimensiunea matricei utilizate în acestea. Cu cât este mai mare cu un pas, cu atât prețul camerei crește cu un ordin de mărime.

Dimensiunea matricei este cu siguranță o caracteristică foarte importantă a camerei, dar nu este autoritară. Astfel, cu același număr de megapixeli, calitatea imaginii de la o cameră cu o matrice mai mică va fi mai mică decât de la o cameră cu o matrice mai mare. Adică densitatea pixelilor este importantă.

Aceste caracteristici sunt cele mai importante în camerele digitale, dar există și altele care pot fi mai importante în anumite situații. Dacă fotografiați evenimente dinamice, viteza de procesare și înregistrarea cadrelor sunt importante, precum și capacitatea camerei de a înregistra fișiere în format RAW. Pentru profesioniștii care filmează într-un studio cu blițuri de studio, este important ca camera să poată sincroniza obturatorul cu aceste blițuri. Nu toate camerele au această opțiune.

Tipuri de matrice sensibile la lumină în funcție de tehnologia utilizată
Nivelul de calitate al camerei moderne este determinat de perfecțiunea tehnică a matricei elementelor sensibile la lumină situate în ea. Atunci când alegem o cameră digitală, vom întâlni probabil cazuri de utilizare a senzorilor de performanță redusă în camerele relativ scumpe. Dar situația opusă - utilizarea unei matrice de înaltă calitate într-o simplă cameră amator este imposibilă. Senzorul sensibil la lumină este cea mai scumpă și cea mai semnificativă parte a unei camere digitale.

Astăzi, două tehnologii concurente sunt utilizate în principal în producția de matrice sensibile la lumină. Primul, mai simplu în mai multe moduri și mai promițător CMOS (metal-oxid-semiconductor complementar). Liderul pieței în fotografia digitală este tehnologia CCD (dispozitiv cuplat la încărcare). Producând mai multă forță de muncă, CCD-urile sunt utilizate în marea majoritate a camerelor digitale. Matricile CMOS sunt cele mai des utilizate la modelele ieftine. Canon folosește o varietate de matrice CMOS în cele mai înalte modele ale sale, iar Foveon, un producător de matrice cu același nume, a stăpânit arta de a obține imagini de înaltă calitate bazate pe matrice CMOS. Chiar și Nikon s-a alăturat companiei cu camerele lor de ultimă generație.

CCD

În termeni simpli, principiul de funcționare a matricei elementelor sensibile la lumină ale camerelor digitale arată astfel. Matricea CCD constă dintr-un substrat dintr-un material semiconductor monocristalin, un strat izolant de oxil care acoperă substratul, un set de conductori-electrozi metalici microscopici. Un curent electric este furnizat electrozilor matricei. Iluminarea suprafeței matricei duce la o schimbare a curentului (încărcării) modificărilor electrozilor de ieșire, deci. fiecare unitate a matricei sensibile la lumină răspunde la intensitatea luminii. Aceste modificări sunt calculate din circuitul electronic al camerei și pe baza acestora este construită imaginea corespunzătoare celei focalizate pe suprafața imaginii. Baza matricei, realizată de tehnologia CMOS, sunt tranzistoarele cu efect de câmp, care își schimbă starea în timpul iluminării, care își schimbă starea în timpul iluminării, împiedicând fluxul de curent electric prin terminale, sau invers, amplificând semnalul. Circuitul electronic al camerei ia în considerare schimbările în starea celulelor matricei și pe această bază construiește imaginea.

CMOS

Trăiește MOS

Creat de Panasonic. Realizat pe baza tehnologiei MOS. Ca urmare a unor inovații tehnice face posibilă obținerea unei imagini „live” - Live View în absența tradiționalului pentru un astfel de mod de funcționare supraîncălzirea și creșterea nivelului de zgomot.

Pe scurt, CMOS versus CCD

Aceste tipuri de matrice reacționează diferit la lumina care cade asupra lor. CCD este un element analogic. Fiecare detector este o fotodiodă care are capacitatea de a stoca o sarcină electrică (capacitate) acumulată ca urmare a lovirii fotonilor. Acesta este un dispozitiv simplu care nu necesită circuite logice sau tranzistoare conectate la fiecare pixel.

Matricea CMOS presupune prezența unui tranzistor separat pentru fiecare detector. Ca urmare, fiecare pixel poate fi calculat separat. Spre deosebire de matricile CCD, în care toate informațiile sunt procesate de un dispozitiv extern, fiecare pixel al matricei CMOS este procesat individual și imediat. Ca urmare, senzorul poate răspunde la condiții specifice de iluminare în momentul fotografierii. Pe scurt, unele procese de procesare a imaginilor sunt efectuate direct în matricea CMOS, ceea ce nu este posibil pentru CCD.

Avantajele matricilor CCD:

1. Nivel redus de zgomot.

2. Factor mare de umplere a pixelilor (aproximativ 100%).

3. Eficiență ridicată (raportul dintre numărul de fotoni înregistrați și numărul total care se încadrează în regiunea sensibilă la lumină a matricei, aproximativ 95%).

4. Domeniu dinamic ridicat.

Dezavantaje ale matricilor CCD:

1. Principiul complex al conversiei semnalului, de aici și tehnologia.

2. Nivel ridicat de consum de energie (până la 2-5 W).

3. Producție mai scumpă.

Avantajele matricilor CMOS:

1. Viteză mare (până la 500 fps).

2. Consum redus de energie (de aproape 100 de ori comparativ cu CCD).

3. Producție mai ieftină și mai simplă.

4. Perspectiva tehnologiei (pe același cristal toate schemele suplimentare necesare pot fi realizate complet gratuit: convertorul analog-digital (ADC) și declanșatorul electronic, procesorul, schemele pentru balansul de alb și compresia imaginii).

Dezavantaje ale matricilor CMOS:

1. Umplere redusă a pixelilor, ceea ce reduce sensibilitatea (suprafața efectivă a pixelilor este

75%, restul este ocupat de tranzistori).

2. Nivel ridicat de zgomot (datorită faptului că chiar și în absența luminii curge un curent semnificativ prin fotodiodă), lupta împotriva căreia complică și crește costul tehnologiei.