Matrix has you!

Развитие цифровой фотографии привело к резкому увеличению количества фотолюбителей, но, увы, – не к росту их грамотности. Цифровые фотоаппараты уже стали привычным товаром в магазинах электроники, цены на цифровые зеркалки опустились до уровня $500-600, а люди по-прежнему делают выбор из каких угодно предпосылок, кроме самой важной...

Что такое фотоаппарат?
Покупая фотоаппарат, люди думают о чём угодно: фирме-производителе, удобстве меню, количестве магапикселей, типе флэш-карты, возможности работы от батареек... но так и не спрашивают себя, а что такое, собственно говоря, фотоаппарат?
А фотоаппарат – это просто коробка, куда упрятан светочувствительный элемент – пластина, плёнка, матрица. И качество снимка, как ни крути, всегда будет более всего зависеть именно от особенностей и качества светочувствительного элемента. Так что – давайте поговорим о матрицах...

Матрица, которой почти нет
На данный момент на рынке фактически представлено три вида матриц: CCD, CMOS и Foveon X3. О последней мы на страницах «МБ» уже пару раз упоминали. Foveon – это матрица, построенная на фотодетекторах трёх видов (RGB), а поэтому не использующая фильтры Байера. Изображения с Foveon не нуждаются в интерполяции и обработке специальными программами (RAW-конверторами). Это исключает появление на изображении муара. Кроме того, цвета матрицы Foveon более точны, а детализация (на равных площадях) – выше.

Кроме того, светочувствительные элементы Foveon обладают динамически изменяемой площадью, что позволяет гибко реконфигурировать матрицу под разные нужды прямо в процессе съёмки.
Разумеется, есть у Foveon и недостатки. Матрица до сих пор остаётся достаточно дорогой в производстве, а также довольно шумной на высоких значениях ISO.
В данный момент Foveon X3 используется в цифровых зеркалках фирмы Sigma – Sigma SD9, Sigma SD10, Sigma SD14, а также в фотоаппаратах Polaroid x530, Hanvision HVDUO-5M и Hanvision HVDUO-10M.

Последовательно или параллельно?
Наиболее популярны сейчас на рынке матрицы CCD (Charge-Coupled Device) и CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Принципы их функционирования можно назвать диаметрально противоположными – тем интереснее тот факт, что на данном этапе развития разницы между этими матрицами практически не просматривается.
Матрица CCD представляет собой интегральную микросхему, состоящую из фотодиодов. В формировании изображения участвуют практически все светочувствительные элементы матрицы, которые считываются последовательно. Работу CCD можно сравнить с работой ЭЛТ-монитора, изображение на котором рисуется пробегающим по поверхности лучом развёртки.
Матрица CMOS представляет собой массив транзисторов, взаимно изолированных друг от друга. Каждый элемент CMOS фактически является мини-матрицей, состоящей из единичного светочувствительного элемента. При снятии изображения не все элементы участвуют в работе – таковых в среднем оказывается около 70% от общего числа заявленных «мегапикселов». Физическая сложность создания сверхминиатюрных CMOS-транзисторов не позволяет пока использовать матрицы этого типа в незеркальных цифровых фотоаппаратах. Работу CMOS-матрицы можно сравнить с работой LCD-монитора.

С точки зрения конечного использования, матрицы CCD и CMOS имеют следующие недостатки...
CCD теоретически может быть какого угодно размера и поэтому может использоваться в фотоаппаратах нижнего ценового диапазона, в сотовых телефонах и так далее... Матрицы CCD обладают лучшей чувствительностью, более широким цветовым диапазоном.
CMOS, в свою очередь, – это очень экономичная с точки зрения энергопотребления матрица. Фактически, энергия тратится лишь в момент переключения состояния транзис-тора. Независимая структура светочувствительных элементов позволяет матрицам CMOS лидировать в скорости обработки изображений. Что касается чувствительности и шумов, то... современные CMOS-матрицы всё с большим успехом борются с данными недостатками, и многие независимые эксперты уже говорят о «лучшем» качестве шума на них в сравнении CCD.
В переводе на обыкновенный русский язык это означает менее выраженный цветной шум (но больший – яркостный) в стандартных (достаточное освещение, достаточно короткие выдержки) условиях.


Рекомендуем почитать: