Матриця фотоапарата

3.0. Matrytsya fotoaparata_matrix

Нікого зараз не здивуєш цифровою фото камерою, кожна з яких наділена матрицею фотоапарата. Що таке матриця фотоапарата, чому її назва матриця цифрового фотоапарата, які її функції.

 

Майже два століття минуло з тих пір, як був створений перший прототип фотоапарата. Принцип роботи фотокамери залишився тим самим: потрапляння світлового потоку через об’єктив і фіксація на світлочутливому елементі. Раніше використовувалися плівкові елементи з властивою їм хімічною реакцією. Нова ера фотоапаратів піднесла нам цифрові фотокамери.

 

Матриця фотоапарата, а точніше матриця цифрового фотоапарата – це електронна схема, що складається з мільйонів крихітних світлочутливих діодів, які реагують на світловий потік, що потрапляє на них. Один такий світлодіод матриці цифрового фотоапарата приносить вашому зображенню рівно один піксель.

 

Тепер уявіть собі матрицю фотоапарата, передаючу 12 мільйонів пікселів. Складно? Зовсім ні: 12 мегапікселів – це площа матриці в пікселях. Наприклад, якщо співвідношення сторін матриці 3:4, то на матриці цифрового фотоапарата буде розташовуватися 3 тисячі пікселів в стовпці і таких стовпців 4 тисячі.

 

Як виглядає матриця фотоапарата. Який фізичний розмір матриці фотоапарата?

3.1. Matrytsya fotoaparata_Nikon_D3100_sensor

Особливість електроніки матриці цифрового фотоапарата полягає в накопиченні еклектичного заряду в залежності від кількості потрапляющего світла на матрицю фотоапарата. Якщо відбувається надлишок енергії на пікселі або групі пікселів матриці цифрового фотоапарата, то ця енергія починає переходити на сусідні пікселі. В результаті, коли фотографуєте сонце ви отримуєте світловий пучок різної окружності.

 

Важливо знати: чим якісніша і дорожча матриця, а головне, чим більше фізичний розмір матриці цифрового фотоапарата, тим більша відстань між її пікселями, тим менш помітний ефект розподілу енергії на сусідні пікселі.

3.2. Matrytsya fotoaparata_matrix_nikon_d3100

Кількість пікселів на матриці має збільшуватися зі збільшенням якості і\або розміру матриці цифрового фотоапарата. Інакше, нові пікселі втрачають свою ефективність. Розмір матриці цифрового фотоапарата – важлива характеристика!

 

Для початку, що це таке. Раніше, в епоху плівкових фотоапаратів з цим було просто – замість матриці була світлочутлива плівка-негатив. Стандарт був 35мм (фізичний розмір 24 ​​× 36 мм). У сучасному ж цифровому фотоапараті замість плівки встановлюється світлочутлива матриця – інтегральна мікросхема, що складається з світлочутливих елементів (фотодіодів). Матриця призначена для перетворення спроектованого на неї оптичного зображення в потік цифрових даних. Фотоматриця оцифровує («нарізає» на пікселі) то зображення, яке формується об’єктивом фотоапарата.

 

Існують кілька типів матриць, застосовуваних в цифрових камерах, основні з яких CCD і CMOS. CCD-матриця забезпечує найкращі показники при зйомці динамічних і дрібних об’єктів, у неї низький рівень шуму і високий коефіцієнт заповнення. CMOS-матриця ж використовується у виробах, для яких критична кінцева вартість, завдяки своїй недорогій вартості, низького енергоспоживання.

 

Отже, фізичний розмір матриці. Необхідно відзначити, що фізичний розмір матриці – одна з найважливіших характеристик фотоапарата, що впливають на якість одержуваних фотографій. Фізичний розмір – це її геометричний розмір (довжина і ширина в міліметрах). Однак найчастіше розміри фотосенсорів найчастіше позначають у вигляді дрібних частин дюйма, наприклад 1/2.5″. Так як ця величина зворотна, то і відповідно, розмір матриці більше, якщо число після дробу менше. Для прикладу, наведемо співвідношення найбільш часто використовуваних матриць:

 

Діагональ матриці Геометричний розмір
1/3.2″ 3.4 х 4.5мм
1/2.7″ 4.0 х 5.4мм
1/2.5″ 4.3 х 5.8мм
1/2.3″ 4.6 х 6.2мм
1/1.8″ 5.3 х 7.2мм
2/3″ 6.6 × 8.8мм
1″ 9.6 х 12.8мм
APS-C (матриця, в 1.6 рази менше APS) 15 х 23мм
повний формат (APS) 24 х 36 мм

 

Простіше орієнтуватися не на розмір матриці в зворотних значеннях дюйма, а на кроп-фактор. Кроп-фактор – це коефіцієнт, що показує в скільки раз матриця фотоапарата менше повного формату. Наприклад, для найбільш поширеного розміру матриці сучасних мильниць 1/2.3″ кроп-фактор складе 5.62, тобто матриця в 5.62 рази менше повноформатної.

 

Розмір матриці впливає на кількість цифрового шуму, що передається разом з основним сигналом на матрицю. Наявність цифрового шуму, в свою чергу, надає фотографії неприродний вигляд і створюється враження, що на фотографії накладена матова плівка. Чим більший фізичний розмір матриці, тим більша її площа і тим більше світла на неї потрапляє, в результаті чого корисний сигнал матриці буде сильніше і співвідношення сигнал/шум буде краще. Це дозволяє отримувати більш яскраву, якісну картинку з природними кольорами.