Как выбрать цифровой фотоаппарат

Сколько должна камера содержать мегапикселей? Да нисколько. В том смысле, что на первом месте при выборе фотоаппарата должен быть физический размер сенсора, а не их количество. Давно прошли времена когда матрица фотоаппарата могла быть меньше 1 мегапикселя, а покупатель мучительно размышлял стоит ли заплатить чуть ли не двойную цену за увеличение количества мегапикселей с двух до трёх.

Маркетологи компаний требуют от инженеров постоянного увеличения количества мегапикселей. Ведь, описывая смартфон или фотоаппарат, первым делом сообщается об их количестве. И не только обычными пользователями, но и в обзорах. И вот мы видим уже смартфоны и цифромыльницы с 48 мегапикселями. А нужны ли они?

Сколько должно быть мегапикселей

...

Матрица фотоаппарата

Матрица - один из самых значимых элементов фотоаппарата. В цифровых фотоаппаратах заменяет пленку и представляет из себя плоскую (пока) панельку, содержащую на своей поверхности ячейки - пиксели. Ячейки собирают фотоны света и преобразовывают их в электрические сигналы, которые считываются электроникой камеры и оцифровываются. Но таким образом определяется только количество света, а не его цвет. Чтобы получить цветной пиксель каждая ячейка матрицы прикрыта светофильтром и получает свет только одного из трех основных цветов.

Матричный цветофильтр

Матричный цветофильтр.

Это общие принципы устройства сенсоров, но различаются они не только количеством пикселей, а еще и геометрическими размерами. И если профессиональная камера оборудуется полнокадровой матрицей, т. е. ее геометрические размеры эквивалентны размеру 35 мм пленки - 36 х 24 мм, то в вашем смартфоне она значительно меньше.

Размеры

Физические размеры сенсоров

Понятно, что при одинаковом количестве ячеек, но значительно меньших геометрических размерах сенсора, каждая ячейка тоже становится значительно меньше. Вместе с тем падает ее способность улавливать фотоны света, т. е. она хуже "видит" - падает ее чувствительность. Низкая чувствительность сенсора означает потерю данных и увеличение цифрового шума при недостаточном освещении (шум это разноцветные точки в полученных снимках). Процессор фотоаппарата борется с шумами, но в результате работы "шумодава" снижается качество изображения, оно "замыливается".

С уменьшением площади отдельных ячеек сенсора, падает четкость изображения в мелких деталях. Связано это с тем, что при прохождении в отверстие диафрагмы объектива лучи света отклоняются, образуя на поверхности матрицы центрические круги, так называемый диск Эйри. Диаметр этого диска (кружка рассеивания) зависит только от диаметра отверстия диафрагмы, но если становится сравним с размером пикселя камеры (или предельно допустимого кружка нерезкости), он начинает оказывать визуальное влияние на изображение. Если два диска Эйри оказываются расположены ближе половины их размера, они сливаются в один.

круг эйри

Кружок рассеивания на матрице с разными размерами пикселя

...

Просто интересно

Фотоаппарат Кодак

Первый цифровой фотоаппарат выпустила в 1975 г. компания «Кодак». Устройство имело черно-белый сенсор с разрешением 0,1 мегапикселя, тратило 23 секунды на сохранение кадра и весило более 4 кг.

...

Кроп - фактор

Кроп-фактор — отношение геометрических размеров стандартного кадра 35-мм фотоплёнки к геометрическим размерам матрицы фотокамеры. Например, размер матрицы стандарта APS-C в полтора раза меньше полного кадра, т.е. кроп - фактор равен 1,5.

Кроп - фактор (от англ. Crop factor, crop — обрезать, factor — множитель) отсекает часть изображения, обладая эффектом увеличения. Иначе, чтобы добиться одинакового приближения объекта на фотографии фотоаппарат с меньшим размером матрицы требует объектива с меньшим на величину кроп - фактора фокусным расстоянием.

кроп-фактор

Кроп - фактор матриц различного размера

А это значит, что при меньших размерах сенсора и объектив может быть меньших размеров и, соответственно, меньших денег. Поэтому, не всегда однозначно, что покупка фотоаппарата с полноразмерной матрицей - лучший выбор, но в последнее время однозначно лучший выбор - меньше мегапикселей.

...

Просто интересно

Фотоаппарат Кодак

Компания Canon изготовила сенсор гигантских размеров — 202 х 205 мм! На фото можно увидеть, насколько микроскопична полнокадровая матрица 35 х 24 мм по сравнению с гигантом от Canon. Конечно, устанавливаться это японское чудо в фотоаппараты никогда не будет - сенсор изготовлен для телескопа.

Зачем же тогда производители постоянно наращивают количество мегапикселей в фотоаппаратах и смартфонах?

Мегапиксельную гонку подстегиваем мы с вами, то есть потребители. Как вы думаете какой вопрос зададут ваши друзья (если, конечно, вы подружились не в фотошколе), когда вы покажете им свой новый фотоаппарат? Правильно: "а мегапикселей много?". Да обычно и при покупке фотоаппарата это первый вопрос, задаваемый продавцу - консультанту. И маркетологи компаний идут у нас на поводу - попробуйте в спецификациях того же Nokia найти размер матрицы его камеры, зато гордо сообщается о 48 мегапикселях.