Физический размер матрицы

Posted on

Практически все, кто только начинают пользоваться цифровыми фотоаппаратами либо даже и не слышали о таком понятии, как физический размер матрицы, либо слышали, но не понимают его значимости. А многие просто путают физический размер с разрешением.

Однако, на самом деле, физический размер матрицы это одна из важнейших характеристик, влияющих на качество получаемых фотографий.

Давайте сначала поговорим о том, какие именно геометрические размеры матриц встречаются в современных цифровых фотоаппаратах, а потом будем разбираться с их влиянием на снимки.

Сразу хочу предупредить, что вот так с ходу узнать, какого размера матрица стоит на том или ином фотоаппарате можно очень редко. Как правило, ни продавцы ни производители эту характеристику нигде не указывают. Продавцы, наверное, потому что и сами далеко не всегда ее знают, а производители вообще не понятно почему.

Итак, что такое физический размер матрицы?

Все предельно просто – это ее геометрический размер – длина и ширина в миллиметрах.

Однако, по какой-то неизвестной мне традиции, в спецификациях к цифровым фотоаппаратам этот размер указывается ни в миллиметрах а в обратном количестве дюймов. Выглядит это так 1 / 3.2, что соответствует 3.4 * 4.5 мм.

Но, к сожалению, даже размер в дюймах найти в характеристиках фотоаппарата обычно не представляется возможным. Поэтому для выяснения физического размера матрицы приходится прибегать к расчетам. Для облегчения нашей участи воспользуемся следующей таблицей:

В мм.

В дюймах

KF

3.4 * 4.5

1 / 3.2 «

7.6

4.0 * 5.4

1 / 2.7 «

6.4

4,3 * 5,8

1 / 2,5″

6.0

5,3 * 7,2

1 / 1,8″

4.9

6,6 * 8,8

2 / 3″

4.0

15 * 23

APS-C

1.6

В первой колонке таблицы находится тот самый физический размер, который мы ищем, во второй, размер в дюймах, принятый в спецификации, а в третьей коэффициент, показывающий во сколько раз диагональ матрицы меньше диагонали кадра 35мм. пленки обычного фильма ( KF = 1).

Для расчета нам потребуются две величины, которые как правило присутствуют в характеристиках любого цифрового фотоаппарата. Это фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние. Оба эти параметра можно найти в технических характеристиках, а иногда даже на объективе самого фотоаппарата. Зная фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние можно вычислить коэффициент KF , разделив второе на первое.

К примеру, если F = 7 – 21мм, а Feq = 35 – 105мм, то делить нужно либо 35/7, либо 105/21. В результате получится коэффициент KF = 5. Теперь по вышеприведенной таблице находим KF равный или приблизительно равный 5, и получаем в результате, что матрица имеет физический размер 1 / 1,8″ или 5,3 * 7,2мм.

Давайте составим перечень матриц по типоразмерам:

  • Матрицы размера 1 / 3.2″ – самые маленькие матрицы, соотношение сторон 4:3, физический размер 3.4 * 4.5 мм, используются в недорогих и компактных фотоаппаратах.
  • Матрицы размером 1 / 2.7″ , соотношение сторон 4:3, физический размер 4.0 * 5.4 мм, используются в недорогих и компактных фотоаппаратах.
  • Матрицы размера 1 / 2,5″, соотношение сторон 4:3, то есть 4,3 * 5,8мм используются в большинстве компактных камер с несменной оптикой.
  • Матрицы размера 1 / 1,8″ , соотношение сторон 4:3, геомертический размер 5,3 * 7,2 мм, используются в компактных камерах с несменной оптикой, среднего и выше среднего ценового диапазона (обычно в фотоаппаратах с разрешением от 8 Мпикс и более, но не обязательно).
  • Матрицы размера 2 / 3″ , соотношение сторон 4:3, физический размер 6,6 * 8,8 мм иногда используются в дорогих компактных камерах с несменной оптикой.
  • Матрицы размера 4 / 3″ , физический размер 18 * 13,5 мм, соотношение сторон 4:3, используются в дорогих камерах.
  • DX, APS-C формат, соотношение сторон 3:2, размер около 24 * 18 мм. Матрицы таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных фотоаппаратах. Они соответствуют «полукадру» 35 мм кадра. Подавляющее большинство любительских, полупрофессиональных и даже профессиональных камер используют матрицы такого размера в силу того, что они относительно дёшевы в производстве и при этом размер пикселя остаётся довольно большим даже при 10 Мп разрешении.
  • Полнокадровая матрица размера 36 * 24 мм, соотношение сторон 3:2, по размерам соответствующая классическому 35 мм кадру (3:2). На рынке представлено всего несколько моделей фотоаппаратов с матрицей такого размера. Такие матрицы дороги и сложны в производстве.
  • Среднеформатная матрица формата 60 * 45 мм, соотношение сторон 3:2. Матрицы таких размеров «сшиваются» из матриц меньшего размера, что сказывается на их стоимости. Применяются в дорогих камерах.

А теперь, когда мы выяснили основные физические размеры матриц, давайте поговорим о том, на что же эти размеры влияют.

Во-первых, размер матрицы влияет на размер и вес самой фотокамеры. Поскольку размеры оптической части линейно зависят от размера матрицы, то фотоаппарат с матрицей 1/1,8″ при прочих равных условиях будет больше по размеру чем фотоаппарат с матрицей 1 / 2.7″ .

Во-вторых, размер матрицы влияет на количество цифрового шума, передаваемого вместе с основным сигналом на светочувствительные элементы матрицы.

Наличие цифрового шума предает фотографии неестественный вид, при котором создается впечатление что на фотографию сверху наложена маска из точек различного цвета и яркости.

Шумы могут возникать по множеству причин, это либо дефекты в структуре матрицы, либо токи утечки (заряд может пробивать изоляцию и переходить с одного пикселя на другой), так же шум возникает в результате нагрева матрицы (так называемый тепловой шум, когда при повышении температуры на 6-8 градусов шум увеличивается в 2 раза).

Сам по себе показатель шума нет смысла рассматривать, о нем нужно говорить в соотношении сигнал / шум.

Физический размер матрицы и размер каждого пикселя в отдельности значительно влияют на кол-во шумов. Чем больше физический размер матрицы, тем больше ее площадь и тем больше света на нее попадает, в результате чего полезный сигнал матрицы будет сильнее и соотношение сигнал / шум будет лучше. Это позволяет получать более яркую, качественную картинку с естественными цветами.

Так же при большом размере каждого отдельного пикселя, слой изоляции, разделяющий пиксели друг от друга, толще и меньше зарядов ее пробивает, т.е. токов утечки меньше, а соответственно шумов меньше.

Представьте, что на матрице одного и того же размера расположено либо 4000 пикселей (4 Мпикс) , либо 8000 (8 Мпикс), и представьте толщину изоляции, которой они разделены друг от друга.

Кроме того, как уже было написано выше, матрица маленького размера из-за небольшого количества, попадающего на нее света, имеет слабый полезный сигнал, в результате его приходиться сильнее усиливать, а вместе с полезным сигналом усиливаются и шумы, которые становятся более заметными.

Вывод!

Поскольку физический размер матрицы напрямую связан с количеством попадающего на матрицу света, то чем матрица больше, тем качественней будут фотографии в условиях плохой освещенности. Однако увеличение размера матрицы неминуемо повлечет за собой увеличение размеров и стоимости фотоаппарата.

 Автор Андрей

 

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s