Размеры матрицы цифрового фотоаппарата: типы, размер, разрешение, светочувствительность, уход

Содержание

Detail | Fujifilm Россия

Улучшенная матрица, мощный процессор и высококачественный объектив

Благодаря сочетанию матрицы X-Trans CMOS II, процессора EXR II и светосильного объектива FUJINON модель Х30 предлагает мгновенный отклик, высокое разрешение и низкий уровень шумов

2/3-дюймовая 12-мегапиксельная матрица X-Trans CMOS II

Благодаря особому массиву пикселей, примененному в большой 2/3-дюймовой матрице X-Trans CMOS II, камера FUJIFILM X30 способна создавать удивительно качественные снимки.

Высокопроизводительный CMOS-элемент матрицы, в свою очередь, позволяет наслаждаться высокоскоростной серийной съемкой и записью видео в формате Full HD.

  • 1: 2/3-дюймовая 12-мегапиксельная матрица X-Trans CMOS II
  • 2: Матрица размером 1/1,7 дюйма
  • 3: Матрица размером 1/2,3 дюйма
Система без оптического низкочастотного фильтра и 2/3-дюймовая 12-мегапиксельная матрица X-Trans CMOS II позволяют запечатлевать мир вокруг с кристальной четкостью.

2/3-дюймовая матрица X-Trans CMOS II, разработанная FUJIFILM специально для камеры X30, унаследовала архитектуру и характеристики высокопроизводительной матрицы модели FUJIFILM X-Т1, которая получила широкое признание во всем мире. Использование технологии BSI (Back Side Illuminated — с обратной подсветкой) позволило внедрить в матрицу пиксели фазовой детекции без ущерба для ее чувствительности. Эти пиксели лежат в основе системы высокоскоростной автофокусировки камеры FUJIFILM X30.

  • 1: Микролинзы
  • 2: Цветной фильтр X-Trans
  • 3: Светоулавливающий фильтр L/R
  • 4: Датчик фазовой детекции/пиксель зеленого фильтра
  • 5: Фотодиод
Передовая технология и вычислительная мощь преобразуют возможности объектива в реалистичные фотографии.

Матрица X-Trans CMOS II оснащена оригинальным цветовым фильтром с нерегулярным расположением пикселей, что устраняет необходимость в оптическом низкочастотном фильтре (ОНЧФ), который применяется в обычных системах для устранения муара за счет снижения разрешения. Это позволяет матрице напрямую получать изображение высокого разрешения, передаваемое объективом FUJIFILM X30. Кроме того, улучшенные характеристики процессора EXR II позволяют вычислять оптимальную модуляцию света в объективе (LMO) для компенсации аберраций и дифракционного смазывания, возникающих при прохождении света через объектив, что создает изображение удивительной четкости.

  • Обычный цифровой фотоаппарат
  • Матрица (без OLPF)/процессор (вычисление LMO)
  • FUJIFILM X30

Скорость работы и мгновенный отклик являются результатом удачного сочетания матрицы и процессора

Высокая производительность процессора EXR II не только позволяет получать изображения высокого разрешения за меньшее время, но и ускоряет работу камеры — например, время включения уменьшается до приблизительно 0,5 секунды **.

Работая в тандеме с высокоскоростной матрицей X-Trans CMOS II, процессор сокращает интервал между кадрами до 0,3 секунды, уменьшает задержку срабатывания затвора до прибл. 0,01 секунды и повышает максимальную скорость серийной съемки до 12 кадров/с.

  • * По результатам исследования Fujifilm на август 2014 г. По сравнению с другими цифровыми камерами с размером матрицы не менее 2/3 дюйма на основе стандартов CIPA с использованием режима High Performance.
  • ** Режим быстрого запуска и высокой производительности.
Высокоскоростная серийная съемка (12 кадров/с)

Сочетание повышенной производительности процессора EXR II с высокой скоростью считывания матрицы X-Trans CMOS II позволяет производить серийную съемку (12 кадров/с) с максимальным разрешением 12 мегапикселей. Это особенно полезно при съемке движущихся объектов, когда лучший снимок можно выбрать из целой серии.

Чувствительность

Настройка чувствительности в диапазоне ISO100–12800

Выбирайте значение чувствительности в диапазоне ISO100-12800 для съемки с полным разрешением 12 мегапикселей. В камере FUJIFILM X30 вам также доступно 3 типа автоматического диапазона ISO (до ISO 3200) и ограничение выдержки. Для быстрого перехода к настройкам ISO можно назначить соответствующую функцию кнопке Fn или кнопке Q.

Светосильный объектив FUJINON F2,0–F2,8 с 4-кратным ручным оптическим зумом

Этот объектив предлагает большую светосилу F2.0–2.8 и 4-кратный оптический зум, гарантирующий высокое оптическое разрешение во всем диапазоне — от 28 мм *** (широкоугольное положение) до 112 мм *** (телефото). Каждый элемент его конструкции — от асферических и нерассеивающих линз до линз с высоким индексом преломления — изготовлен из стекла с улучшенными оптическими свойствами и имеет многослойное покрытие HT-EBC (High Transmittance Electron Beam Coating), защищающее от побочных изображений и бликов.

  • *** Эквивалент формата 35 мм.
Металлический механизм с кулачковым приводом

Металлический механизм с кулачковым приводом и специальной смазкой призваны обеспечивать точный и плавный зум.

Отличные оптические характеристики объектива на всем диапазоне зуммирования, плюс эффективная оптическая стабилизация изображения.

Этот телеобъектив с максимальным значением диафрагмы F2.0 в широкоугольном положении и F2.8 в положении телефото обладает исключительной светосилой, позволяющей создавать красивый эффект размытого фона на всем диапазоне зуммирования. Встроенный механизм оптической стабилизации изображения обеспечивает стабилизацию изображения эквивалентную 3,0 ступеням *4 экспозиции и предотвращает смазанность в результате дрожания камеры или движения объекта.

  • *4 Стандарт CIPA.
Конструкция из 11 полностью стеклянных элементов в 9 группах

Чтобы сохранить компактные размеры FUJIFILM X30 без ущерба для качества изображения, компания Fujinon использовала конфигурацию из 11 стеклянных линз с превосходными оптическими характеристиками, упорядоченных в 9 группах. Такая конструкция предполагает наличие асферических линз, нерассеивающих линз и линз с высоким индексом преломления, обработанных оригинальным покрытием Fujinon Super EBC (Electron Beam Coating).

Фокусировка

Выбор режимов фокусировки (AF-S, AF-C и MF)

Переключатель режимов фокусировки справа от объектива позволяет мгновенно переключаться между режимами AF/S (покадровая АФ), AF/C (непрерывная АФ) и MF (ручная АФ).


Автофокусировка на 49-точечной матрице замера

Функция автофокусировки точно и быстро определяет основной объект съемки на 49-точечной матрице замера и фокусируется на нем. Она также позволяет свободно выбирать положение рамки автофокусировки. Используя ЖК-экран, можно изменить размер рамки автофокусировки и идеально настроить фокус.

Ручная фокусировка

Панель указателя расстояния отображается на ЖК-экране вместе со шкалой глубины резкости и значениями диафрагмы, обеспечивая полный контроль над процессом фокусировки. Настроить параметры фокусировки можно путем вращения вспомогательного диска управления во время предварительного просмотра кадра в режиме реального времени. В меню камеры включите функцию Focus Check (Проверка фокуса) и используйте увеличение фокусной точки для подтверждения точности автофокуса.

Функция выделения центра фокусировки для точной ручной фокусировки.

Во время ручной настройки фокуса эта функция выделяет объект съемки повышенным контрастом, позволяя фокусироваться более плавно и точно.

Лампа подсветки автофокуса

В условиях низкой освещенности, когда трудно различить объект с помощью видоискателя, вспомогательная подсветка АФ освещает объект и обеспечивает работу системы автофокусировки.

Вспышка

Сверхинтеллектуальная вспышка

Вспышка, автоматически настраиваемая в соответствии с условиями съемки, позволяет создавать с помощью камеры FUJIFILM X30 четкие и яркие портретные фотографии даже при сильном контровом или недостаточном освещении. Также во время макросъемки при тусклом освещении эта «умная» вспышка предотвращает размытость объекта и фона. Если вам требуется больше света, или вы снимаете с блендой объектива, можно использовать внешнюю TTL-вспышку (продается отдельно).

Примечания

  • · Изображения смоделированы.

 

таблица. Физический размер матрицы фотоаппарата

Практически каждый современный человек сталкивался с непростой ситуацией по выбору цифрового фотоаппарата. Как его выбрать, чтобы получить качественные снимки? От чего зависит физическое качество снимка? Попытаемся, не углубляясь в тонкости, ответить на эти вопросы. Художественную ценность фотографии в данной статье рассматривать не будем.

Определяющие характеристики цифровой камеры – это количество мегапикселов и размер матрицы фотоаппарата

Что такое пиксел и матрицы? Матрица (синоним – сенсор) – это прямоугольный плоский элемент, заменивший фотоплёнку в старой фотокамере и преобразующий в электрические сигналы изображение, которое попало в неё через объектив. Эту информацию процессор аппарата после оцифровки записывает на карту памяти в виде файла. На матрице расположены пикселы — базовые элементы или точки (микроскопические фотоэлементы-транзисторы), из которых формируется цифровое изображение. Мегапиксел – миллион пикселов. Большинство покупателей ориентируются именно на этот параметр. Производителю цифрового аппарата намного дешевле установить в своё устройство новую матрицу с увеличенным количеством мегапикселов и запустить его в производство, нежели переработать практически всё устройство камеры и обеспечить его большой матрицей. Поэтому в магазине продавец заостряет внимание покупателя именно на параметре, отражающем число мегапикселов, и скромно замалчивает размер матрицы фотоаппарата.

Какие размеры матриц в фотоаппаратах различной стоимости?

Чем больше размеры пиксела и (как следствие) матрицы, тем качественнее снимок. Большой размер пиксела лучше воспринимает свет и точнее определяет цвет. Чем меньше размеры пиксела и матрицы, тем больше помех (шумов) на снимке. Поэтому много мегапикселов вовсе не означает, что качество снимка будет отличное. Размер матрицы – вот определяющий качество снимка и стоимость аппарата параметр. На нижеследующем снимке видна матрица зеркальной камеры. Очистка её производится с помощью специальной программы, которая установлена в фотоаппарате. Прикасаться к матрице руками и любыми предметами абсолютно недопустимо. Это прямой путь к выходу её из строя.

Какие размеры матриц фотоаппаратов бывают, в каких камерах они установлены?

Ответ на этот вопрос ниже.

Размеры матриц фотоаппаратов: таблица

Формат

или дюймы

диагонали

Физический размер, мм

Пример устройства
FF (FullFrame), полный кадр36 × 24Дорогие профессиональные фотокамеры. Canon, Nikon, Sony, Leica
APS-C23,5 × 15,6Зеркалки широкого ценового диапазона Nikon, Canon, Sony
APS-C22,3 × 14,9Зеркалки широкого ценового диапазона Canon, Sony, продвинутые беззеркалки
4/3″ или Micro 4/317,3 × 13,0Беззеркалки широкого ценового диапазона Panasonic, Olympus
1″12,8 × 9,6Беззеркалки Nikon, Samsung и продвинутые компактные фотоаппараты
1/2,3″6,16 × 4,62Подавляющее большинство мыльниц
1/3″4,69 × 3,52Фотокамеры смартфонов

Рекомендации по выбору фотокамеры

Если вы выбираете из нескольких устройств фотоаппарат по количеству мегапикселов, то окончательный вывод разумно делать после того, как выясните, матрицы какого размера в них установлены. Выбор стоит сделать в пользу той фотокамеры, в которой установлена матрица самого большого размера.

Если вы хотите снимать на камеру с большой матрицей, придётся мириться с её большими размерами и весом. Проанализировав рынок фотоаппаратов, становится понятно, что не существует пока небольших и дешёвых полнокадровых камер. А массовая мобильная фототехника сильно ограничена небольшим размером матрицы.

Если вы не предполагаете заниматься фотографией профессионально, то и не стоит тратиться на дорогой фотоаппарат с большим сенсором. Обычные цифровые дешёвые фотоаппараты (современные мыльницы) справятся с этой задачей ненамного хуже навороченных зеркалок и порадуют вас приличными снимками.

Не стоит забывать, что камеры в современных смартфонах также имеют неплохие параметры, которых вполне достаточно для оперативного создания хорошего снимка.

В заключение заметим, что на получение качественного снимка влияет много факторов. Самый важный из них – профессионализм фотографа. И расхожее мнение о том, что крутая камера – залог прекрасных снимков, так же далеко от истины, как и то, что дорогая кисть у художника – гарантия создания шедевров. Фотоаппаратура – всего лишь инструмент. Фотографирует человек, а не камера. Тем не менее в арсеналах у знаменитых фотохудожников трудно найти дешёвую мыльницу. Выбор за вами.

ПЗС-матрица (часть первая) — Ferra.ru

Условное «увеличение» фокусного расстояния зависит от размеров матрицы и выражается с помощью величины, именуемой коэффициентом фокусного расстояния (в англоязычной литературе используется термин crop-factor). В ранних профессиональных камерах, оснащённых совсем уж маленькими матрицами, этот коэффициент достигал 2,5. При использовании ПЗС-матрицы «формата APS» коэффициент равен 1,5. Большинство профессиональных камер фирмы Canon оснащены сенсором чуть меньших габаритов (22,2×14,8 мм), поэтому имеют коэффициент 1,6, однако среди моделей высшего уровня имеется серия с матрицей стандарта APS-H, то есть APS-High Definition. Размер этого сенсора составляет 28,7×19,1 мм, а коэффициент фокусного расстояния равен 1,3.

То, что часть светового изображения остаётся «за кадром», имеет как плюсы, так и минусы. Например, уменьшается угловое поле объектива, поэтому тяжелее вести широкоугольную съёмку. Следует учесть также, что короткофокусная оптика стоит немалых денег – и чем меньше фокусное расстояние, тем объектив дороже. Однако объективы для телесъёмки тоже недёшевы, и чем больше их фокусное расстояние, тем, как правило, меньше максимальное относительное отверстие и светосила. При коэффициенте фокусного расстояния 1,5 недорогой «телевик» 200 мм f/4,5 превращается в 300-миллиметровый объектив. В то же время у большинства «настоящих» 300-миллиметровых «телевиков» диафрагму можно раскрыть максимум на f/5,6, тогда как у «конвертированного» 200-миллиметрового объектива она остаётся прежней – f/4,5.

Практически каждый объектив в той или иной степени страдает от геометрических аберраций, искажающих очертания объектов съёмки, причём особенно сильно их присутствие выражено у краёв снимка. Если коэффициент фокусного расстояния больше единицы, то при регистрации ПЗС-матрицей изображения, сформированного объективом, его краевые области в снимок не попадут.

Следует отметить, что некоторые производители всё-таки выпускают оптику, адаптированную к сенсорам APS-габаритов. Например, фирма Nikon, используя свои наработки по производству объективов для APS-камер серии Pronea, анонсировала в 2002 году линейку оптики Nikkor DX, в которой линзы изначально подбирались с тем, чтобы световое изображение было в полтора раза меньше кадра 35-миллиметровой плёнки. Разумеется, в 35-миллиметровой «зеркалке» эти объективы использовать нельзя, но за счёт меньшего диаметра линз удалось снизить массогабариты изделий, кроме того, снизилась стоимость оптики, а это во все времена и для любого товара является едва ли не главным аргументом. Годом позже Canon вышла на рынок с серией EF-S. Отличие этих объективов от линейки EF заключается в более глубоком расположении их выходной линзы внутри корпуса фотоаппарата. Именно поэтому в названии присутствует буква S (short – «короткий»), ведь фокусное расстояние объектива при этом укорачивается, а изображение, формируемое оптикой, уменьшается. Объективы серии EF-S получаются дешевле и легче, чем обычная оптика, однако их можно использовать только в камерах Canon с коэффициентом фокусного расстояния не менее 1,6.

Продолжение следует

В данной статье было рассказано о том, как габариты ПЗС-матрицы влияют на формируемое ею изображение. В дальнейшем читатели смогут ознакомиться с тем, как на эффективность работы сенсора влияют его конструктивные особенности.

Расчет разрешения сенсора камеры и фокусного расстояния объектива

Обычно объективы имеют фиксированное фокусное расстояние. Кроме того, обычно рабочее расстояние является гибким, поэтому для простых вычислений начните с отношения рабочего расстояния к фокусному расстоянию. Это позволит вам использовать определенные фокусные расстояния объектива для определения необходимого рабочего расстояния.

Если рабочее расстояние ограничено, то, инвертируя это соотношение, мы получаем отношение фокусного расстояния к рабочему расстоянию. Это позволит вам использовать ряд вариантов рабочего расстояния, чтобы получить диапазон фокусных расстояний.Затем, когда линза выбрана, вы можете пересчитать точное необходимое рабочее расстояние.

Эти расчеты основаны на следующем уравнении:

Вычислить фокусное расстояние:

  • Пример 4 (Использование гибкого рабочего расстояния): мой FOV составляет 508 мм x 381 мм, размер моего сенсора — 8,47 мм (диагональ). Отношение рабочего расстояния к фокусному расстоянию составляет 381 мм / 8,47 мм = 45: 1. Итак, если я выберу фокусное расстояние 25 мм (что составляет около 1 дюйма), тогда потребуется рабочее расстояние около 1140 мм (45 дюймов).Если максимальное доступное рабочее расстояние составляет 889 мм (35 дюймов), то инвертирование соотношения (1:45) дает максимальное фокусное расстояние 35/45 = 19,76 мм (7/9 дюймов), поэтому подойдет фокусное расстояние 16 мм. Обратный расчет дает необходимое рабочее расстояние около 711,2 мм (28 дюймов).
  • Пример 5 (Использование фиксированного рабочего расстояния): мое поле обзора составляет 609,6 мм x 609,6 мм, формат моего сенсора — 12,7 мм (диагональ), а мое рабочее расстояние — 1016 мм. Чтобы точно определить фокусное расстояние, вам необходимо знать соотношение сторон сенсора.Если точное значение не требуется, подойдет диагональ. Решив приведенное выше уравнение для фокусного расстояния, получим (12,7X1016) / 609,6 = 21,2 мм. Это не обычное фокусное расстояние объектива, поэтому потребуется либо рабочее расстояние, либо нестандартный объектив, который позволяет пользователю изменять фокусное расстояние.

Объективы производятся с ограниченным числом стандартных фокусных расстояний. Стандартные фокусные расстояния линз включают 6 мм, 8 мм, 12,5 мм, 25 мм и 50 мм. После того, как вы выбрали объектив, фокусное расстояние которого наиболее близко к фокусному расстоянию, требуемому вашей системой визуализации, вам необходимо отрегулировать рабочее расстояние, чтобы сфокусировать проверяемый объект.

Примечание: Объективы с коротким фокусным расстоянием (менее 12 мм) создают изображения со значительным искажением. Если ваше приложение чувствительно к искажению изображения, попробуйте увеличить рабочее расстояние и используйте объектив с большим фокусным расстоянием. Если вы не можете изменить рабочее расстояние, вы несколько ограничены в выборе объектива.

Для вашей камеры Basler используйте инструмент Basler Lens Selector.

Характеристики цифровых матриц.Взгляд изнутри: матричные цифровые фотоаппараты

Одним из важных факторов, который имеет значение при выборе фотоаппарата, является тип матрицы, которая является основным конструктивным элементом. Это сенсорный прибор, главной особенностью которого является высокая чувствительность. Благодаря конструкции и работе матрицы оптический сигнал передается в другое качество — он становится цифровым изображением. Тип матрицы и ее качество определяют уровень фотографий.

Этот элемент дизайна камеры представляет собой прямоугольную пластину, которая изготовлена ​​из полупроводникового материала.На поверхности планшета огромное количество пикселей ( миллионов ). Каждый пиксель расположен отдельно друг от друга. Их цель — формирование единой точки изображения. Каждая матрица имеет определенные физические размеры, чем они больше, тем лучше качество изображения, даже если количество пикселей одинаково. К физическим параметрам относятся диагональ, площадь, ширина. Они измеряются в миллиметрах. Технические характеристики не всегда относятся к физическим параметрам, чаще указывается только количество пикселей.Размер матрицы влияет на вес камеры, а также на то, как она улавливает цифровой шум.

Таким образом, физические размеры матрицы определяют уровень качества фотографий, а уже от количества пикселей зависит максимальный размер изображения. Поэтому покупать камеру не стоит, основной параметр делать — это объем мегапикселей.

Существуют разные типы матриц в зависимости от типа фильтра — матрица Rgb (она представляет собой наиболее распространенную форму), Rgbw (дает отличные снимки даже при слабом освещении) и с фильтрами Baera RGBE ( их особенность — максимальное приближение цветов к естественным, это достигается за счет большого количества зеленых пикселей).
По применяемой технологии разделены матрицы двух типов, один из важнейших элементов фотоаппаратов и видеокамер. Первая группа — это ПЗС-матрица ( CCD ), вторая — CMOS-матрица ( CMOS ). Первая группа устанавливается именно в фотоаппараты, а вторая также характерна для телескопических и микроскопических конструкций.

Две группы различаются по способу чтения информации из ячеек. В матрице ПЗС-камер эта информация считывается последовательно, а в матрицах телескопов — отдельно от каждой ячейки.Разницу можно проследить даже на простейшем примере. С типом ПЗС нельзя делать снимки очень быстро, нужно время, чтобы сформировать предыдущую фотографию. Зато возможности матрицы CMOS отлично подходят для автофокуса, для замера экспозиции, а также для обычной фотографии. Матрицы типа CMOS требуют для своей работы меньше энергии, и их производство намного экономичнее, а цена более доступная.

Существуют также трехслойные матрицы, обычно каждый слой является ПЗС-матрицей. Их клетки отличаются тем, что они могут воспринимать сразу три цвета.Эти три цвета образуются при попадании света на дихроичные призмы. Затем каждый луч попадает в матрицу (каждый по отдельности). В результате на фотоэлементе сразу определяется яркость трех цветов (синего, красного и зеленого). Трехмерные матрицы используются при производстве видеокамер высокого класса. А оборудование с такой матрицей имеет специальное обозначение — 3CCD .

ПЗС-матрицы изготовлены из поликремниевых фотодиодов, имеют небольшие размеры и позволяют производить достаточно качественную фотосъемку в условиях нормального освещения.А для производства КМОП-матриц используются дополнительные металлооксидные полупроводниковые материалы. При высоких преимуществах изображений с использованием этого элемента отмечается и недостаток матрицы — относительно большие размеры. Если в фотоаппарате установить CMOS-матрицы, то оно будет иметь большой вес и размер.

Изучив особенности различных типов матриц, теперь вы можете, даже не будучи сильным знатоком фототехники, понять, почему профессиональное оборудование, обеспечивающее высокий уровень видеосъемки, имеет большие габариты и вес.Причем выбор камеры должен производиться не по привычному критерию, то есть по количеству пикселей, а по физическим размерам матрицы. Насчет фотомтв.

Типы матриц камеры и их различия

Одним из важных факторов, который важен при выборе камеры, является тип матрицы, которая является основным конструктивным элементом. Это сенсорный прибор, главной особенностью которого является высокая чувствительность. Благодаря устройству и работе

Подробнее

Автор статьи Владимир Медведев .Статья была опубликована на личном сайте автора по адресу:
vladimirmedvedev.com/dpi.html
Однако автор решил полностью переделать сайт, и статья исчезла.
Статья очень хорошо и доступно раскрывает предмет дифракции при больших значениях диафрагмы, поэтому редакция сайта Vt-Tech не могла пройти мимо. Мы удалили статью из архивов кеширующих сайтов и разместили здесь.

При экспорте статьи немного пострадали картинки: доступны не все изображения из оригинальной статьи.

Кто там

Я сделал эту таблицу много лет назад для визуального сравнения цифровых фотоаппаратов. В те годы было много путаницы даже с понятиями «кадрирование» и «полный формат», не говоря уже о компактных и среднеформатных устройствах. По многочисленным сайтам производителей фототехники была разбросана скудная информация, и визуально сравнить камеры было практически невозможно. Все это вводило в заблуждение многих фотографов-любителей, вызывая ожесточенные споры на специализированных форумах.

Чтобы хоть как-то упростить ситуацию и привести любые камеры к одному знаменателю — от мыльниц до среднеформатных камер, я решил использовать понятие плотности пикселей — DPI (хотя правильнее было бы сказать ppi). Почему я выбрал этот параметр, который раньше нигде не использовался? Просто потому, что информация, имеющаяся в открытом доступе, позволяла рассчитывать ее идеально точно, без ошибок. Зная длину и ширину матрицы, а также количество пикселей, я мог легко и абсолютно точно рассчитать их плотность.В качестве бонуса концепция плотности пикселей дала возможность сравнивать матрицу любого размера с разрешением сканирования с пленки (DPI цифровой камеры и установленное DPI при сканировании одно и то же).

Простая в использовании, наглядная таблица, позволившая продвинуться дальше по пути познания технических характеристик матриц и, со временем обрастая массой дополнительных «утилит». Сегодня в таблице представлены самые разные параметры, относящиеся к матрице цифровых фотоаппаратов.Это и размер пикселя, и точный коэффициент кадрирования, и площадь матрицы, и дифракционное ограничение апертуры. Используя эту таблицу, вы можете легко отслеживать тенденции развития фотооборудования, прогнозировать будущие изменения или просто выбирать фотоаппарат.

Понять сразу множество параметров таблицы не так-то просто. В этом должны сопровождать фотографа специальные статьи, сопутствующие таблице, раскрывающие ее особый смысл.

Приятного чтения!

Часть первая.Увеличивает ли коэффициент кадрирования возможность масштабирования объектива?

Так как я занимаюсь фотографией дикой природы, подобраться к объекту ближе часто просто невозможно (из-за риска напугать животное или птицу). И тут проблема отсутствия фокусного расстояния линз возникает во всем росте (проще говоря — способность оптики «приближать далекие объекты»). На заре цифровой фотографии было чрезвычайно распространено мнение, что камеры с «посыпанной» матрицей увеличивают фокусное расстояние линз в разы.Здесь я попытаюсь объяснить, почему так думать неправильно.

Теперь у меня две камеры. Один полноформатный — Canon EOS 5D Mark II, второй с кроп-фактором 1,6х — Canon EOS 20D. Кроп-фактор 1,6 означает, что диагональ матрицы 20D в 1,6 раза меньше диагонали матрицы 5D MarK II. 43 мм разделить на 27 мм равно 1,6.

С кроп-фактором разобрался. Матрица уменьшилась. Но оптика осталась прежней. Например, объектив 300 мм подходит как для 20D, так и для 5D Mark II.Что произойдет, если один и тот же кадр будет снят на 5D Mk II и 20D? Самая очевидная и точная метафора — взять большую печатную рамку и вырезать ее середину ножницами. Какая разница, вырезанная матрица или уже готовый каркас? Как это:

Конечно, на вырезанной рамке птица выглядит крупнее. Часто начинающие фотографы это свойство урожая ошибочно воспринимают как плюс. Но на самом деле преимущества совсем нет. Зачем торопиться и обрезать кадр перед съемкой? А если птичка подлетит ближе, или мы хотим вырезать не середину, а край картинки? На полноразмерной матрице мы можем вырезать сколько угодно, но не можем вообще.Но вариантов обрезки больше не остается. Крылья, достигшие края рамки, не возвращаются, и потенциально хороший выстрел отправляется в корзину.


примеры основных факторов урожая: 1,3x, 1,6x и 2x

Спорить, что лучше, обрезка или полный формат, я здесь не буду. Урожай может быть дешевле или быстрее. У каждого свое решение. Вместо ненужных споров предлагаю ответить на вопрос, какая характеристика камеры действительно может способствовать качественному приближению? И ответ прост — плотность пикселей (столбец dpi в таблице).Чтобы понять, почему это так, давайте рассмотрим еще один пример из жизни. На этот раз для удобства возьмем две полноформатные камеры — 5D и 5D Mark II. Подчеркиваю, что для конечного результата совершенно не важно, полный формат — наш или крокодил, здесь играет роль только один параметр — плотность пикселей. В 5D это 3101 dpi, в 5D Mark II — 3955 dpi.

Представьте себе сафари: яркий солнечный день, низкая чувствительность ISO, отличная оптика. И вдруг мы видим дикого леопарда в 100 метрах от нас.Делаем снимок, а зверь прячется. 100 метров далеко. Чтобы кадр выглядел хорошо, нам волей-неволей придется сильно кадрировать, оставляя 1/10 полного кадра (для простоты расчета). Математика предполагает, что кадр с камеры 5D (12mp) после кадрирования будет состоять из 1,2mp (12 делить на 10), что очень мало и не подходит для качественной печати. Но картинка с 5D MII (21мп) будет состоять из 2,1 мегапикселей, что намного лучше! И еще раз хочу подчеркнуть — совершенно неважно, кадрирование у нас или полный формат.20D, который имеет плотность 3955dpi (как в 5D Mark II), аналогичный кадр в тех же условиях также будет состоять из 2,1 мегапикселя. Несмотря на то, что матрица здесь всего 8 Мп. Здесь играет роль только плотность пикселей .

Невозможно снять леопарда одновременно с двух камер, поэтому я попробовал более простой тест, чтобы визуально показать разницу с плотностью пикселей. Две тестовые рамки были сняты со штатива, с одинакового расстояния, с той же оптики, с одинаковым фокусным расстоянием:


полный кадр выглядел как


с очень сильным приближением разница становится видна

Это не сравнение 450D и 1D Mark III.Это сравнение 3514 dpi и 4888 dpi . В этих условиях аналогичный результат будет на любой другой паре камер с аналогичной плотностью пикселей. Когда я писал статью, у меня были эти две камеры, вот и все.
Ps:

  1. Испытания проводились в хороших условиях и рассматривались при большом увеличении. В реальной жизни разница, скорее всего, будет еще менее заметной. Стоит того или нет, решать только вам.
  2. Конечно, качество 21 мегапикселя 5D Mark II, по сравнению с 12 мегапикселем 5D, будет заметно не только при сильном кадрировании.Надеюсь, это всем понятно.

Часть вторая. Меньше пикселей — больше шума

Из первой части можно сделать вывод — давайте увеличим плотность пикселей, чтобы картинка была лучше. Но не все так просто. Чем больше плотность пикселей, тем меньше площадь каждого конкретного пикселя (такой столбец также есть в таблице). Чем меньше площадь пикселя, тем меньше фотонов света он улавливает. Фотоны — полезный сигнал. Чем они меньше, тем хуже соотношение сигнал / шум, тем хуже чувствительность камеры.

Скажу сразу — камеры, которые мне приходилось тестировать, с размером пикселя менее 6 мкм, имеют плохую чувствительность и повышенный шум. Это мое мнение, мой опыт. Пока я не видел исключений из этого правила. Возможно, когда-нибудь технология сделает новые камеры более чувствительными, но пока. Возникает вопрос, что выбрать? Плотность пикселей или чувствительность? Здесь каждому предстоит найти свой ответ. Кому интересно мое мнение, смотрите следующие два абзаца, но … Я никому его не навязываю.:)

Я анализировал свои изображения за последние несколько лет, задаваясь вопросом, может ли высокая плотность пикселей повысить качество моих изображений. Результат оказался весьма неожиданным: изображения, качество которых можно улучшить за счет плотности пикселей, оказались крайне маленькими. Помимо моих кривых рук, виноваты многие естественные факторы — шум, дрожание, качество оптики, «воздух», неточная автофокусировка и т.д. Более того, 90% изображений, которые можно было улучшить за счет увеличения плотности пикселей, не нуждались в улучшении — все они уже имели достаточное качество.

Показательно, что большинство фотографий низкого качества пострадали из-за недостаточной чувствительности. Мне, как фотографу дикой природы, мешало движение и шум. 16-25 мегапикселей в полном формате — мой идеал на сегодняшний день.

Также не забываем про DD — динамический диапазон, который очень тесно связан с шумом, потому что они ограничивают его тенями. Меньше пиксель — меньше и DD. Здесь каждый сделает для себя выводы. А для тех, кому будет важнее плотность пикселей, хочу предупредить об еще одном коварном противнике, который всегда будет ждать вас, и от которого вам не спрятаться.По крайней мере, в этой вселенной. Это дифракция …

Часть третья Дифракция в фотографии. Теория

В этой части моей статьи все изображения взяты из
замечательного руководства по дифракции:
Руководства: дифракция и фотография . Настоятельно рекомендую
всем, кто хочет глубоко разобраться в этой теме.

В этой части с матрицей делать нечего, но отдавать все равно придется. По физике. Как дифракция на матрице цифрового фотоаппарата? Нет. Но давайте посмотрим, что мы подразумеваем под словом дифракция, когда говорим о головной боли фотографов?

Если не вдаваться в подробности, то дифракция — это физическое явление, которое мешает нам сильно перекрыть диафрагму, снижая качество получаемого изображения.

Если мы рассмотрим причины дифракции, мы увидим, что она возникает, когда свет проходит через диафрагму. Пройдя через диафрагму, лучи уже не такие прямые, как хотелось бы, а немного «расслаиваются», расходятся в стороны. В результате каждый луч образует на поверхности матрицы не просто точку, а «круг и круги на воде» — дифракционные кольца, или, как его еще называют, диск Эри (по имени ученого, Английский астроном — Джордж Бидделл Эйри):


Конечно, в отличие от хорошо сфокусированных точек, такие диски могут лазить по соседним пикселям, если они расположены достаточно плотно .А когда лезут соседние пиксели, прощаемся с хорошей резкостью.

Давайте рассмотрим это явление на примере. Зная размер пикселей, мы можем легко построить сетку, обозначающую границы пикселей (пунктирная линия). Далее по формуле вычисляем диаметр диска Эри и для простоты представляем его как световое пятно. И попробуем наложить на нашу сетку диски Эри, характерные для самых распространенных диафрагм. Например, я взял размер пикселя камеры 5D MarkII, и значения диафрагмы указаны под каждой цифрой:

Как видите, с постоянной сеткой пикселей круг Эри растет.При f / 16 он уже значительно забирается на соседние пиксели, что в реальной жизни будет размывать изображение, не давая нам пиксельной резкости. А при f / 22 этот диск занимает почти всю площадь в 9 пикселей!
Зная размер этого круга, я могу рассчитать максимально закрытую диафрагму, после которой дальнейшее закрытие ухудшит качество фотографии. Этот параметр мой коллега с the-digital-picture.com называет DLA (дифракционным ограничением апертуры), что соответствует русскому термину DOD (дифракционное ограничение апертуры).Однако мои расчеты числового значения этого параметра несколько отличаются от расчетов автора вышеупомянутого сайта. Например, в своей формуле он видимо как-то учитывает размер всей матрицы (в частности, при равной плотности пикселей значения DLA 40D (f / 9.3) и 1D MarkIV (f / 9.1) разные ). Это, конечно, не может быть правдой, когда мы говорим о дифракции на уровне пикселей. Однако наши результаты не сильно различаются, поэтому разницей можно пренебречь.Кроме того, из-за сочетания очень многих факторов (нечеткие границы диска, сложная структура ячеек матрицы и т. Д.) Невозможно с абсолютной точностью назвать значение DLA, после которого начинается ухудшение качества изображения. наблюдаемый.
Итак, давайте посмотрим, как это работает. Для 5D MarkII (как и для 20D) DLA составляет f / 10,8, что очень близко к рисунку выше с сигнатурой f / 11. В то же время для Canon 1D (всего 4 МП, это самые большие ячейки матрицы среди все камеры Canon) этот параметр равен f / 19.1. Давайте закроем диафрагму до f / 16 и посмотрим, как будет выглядеть диск Эри, спроецированный на сетку из 1D пикселей и сетку 5D MarkII (или 1Ds MarkIII или 20D):

Как видно из этого примера, то, что позволено Юпитеру, не дозволено быку. При съемке на 1D мы легко можем закрыть диафрагму до f / 16, а на 5D Mark II это снизит возможную детализацию.

Часть четвертая. Дифракция в фотографии. Практика

Выше была просто сухая теория. Это абсолютно правильно, но при этом не учитывается тот факт, что оптика очень часто не способна обеспечить достаточную детализацию диафрагм того же DLA.Так как же это на практике?
Действительно, оптика не всегда дает качество, позволяющее увидеть резкость пикселей. Более того, как известно, качество изображения повышается с закрытием диафрагмы. Из-за этого в качественной оптике мы можем заметить ухудшение качества из-за дифракции на диафрагмах, близких к DLA, но для плохих это может произойти намного позже. Однако, если ухудшение происходит при одном или даже двух значениях диафрагмы для одного и того же DLA, это означает, что матрица камеры с этим объективом никогда не получает достаточно деталей.Те. резкости пикселей никогда не будет, иначе дифракцию мы могли бы заметить на уровне числового значения DLA.

Что мы видим на камерах с высокой плотностью пикселей? Для примера возьмем новую (на момент написания статьи) камеру Canon EOS 7D. DLA есть f / 7.2. Что это значит? Это означает, что 7D сможет обеспечить попиксельную детализацию только при диафрагме менее 7,2. Берите хорошую оптику и смотрите на результат. Для этого обратитесь к ресурсу The Digital Picture.Там мы можем найти снимок специальной тестовой таблицы на камеру 7D с хорошей оптикой (Canon EF 200mm f / 2.0L IS USM). Сравните кадры, сделанные на диафрагме 5,6 и 8 . Как видим, резкость немного ухудшается — теория работает! Теперь сравним 5.6 и 11 — здесь уже заметное падение резкости, причем не только в центре, но даже в углах!
Весь парадокс камер с высокой плотностью пикселей заключается в том, что оптике настолько сложно передать значительное количество деталей и передать значительное количество деталей на диафрагмах шире, чем f / 8… Боюсь, эта задача только для действительно хороших объективов. Такие как Canon EF 200mm f / 2.0L IS USM ~ за 6000 $ …

В заключение, для невнимательных читателей хочу еще раз подчеркнуть, что дифракция не является параметром матрицы искажает изображение перед матрицей и не зависит от марки камеры (а если и зависит, разница минимальная и я не беру) .

Благодарю Дмитрия (Dr. Cthulhu) за помощь, оказанную в процессе редактирования текста статьи.

Таблица характеристик матрицы цифровых фотоаппаратов

Модель Производитель Тип Мп * Фактор урожая Размер пикселя (микрон) Площадь (мм 2) Размер матрицы (мм) Размер матрицы
(пикселей)
точек на дюйм DLA ** FF ***
(т.пл.)
К а н о н
1D Kodak CCD 4,1 1.3 х 11,6 мкм 548,2 28,7 x 19,1 2464 x 1648 2181 ф / 19,1 6,4
D30 Canon КМОП 3,1 1,6 х 10,5 мкм 342,8 22,7 x 15,1 2160 x 1440 2417 f / 17,6 7,8
1Ds Canon КМОП 11,0 1.0 х 8,8 мкм 852 35,8 x 23,8 4064 х 2704 2883 f / 14,8 11,1
1D Mark II Canon КМОП 8,2 1,3 х 8,2 мкм 548,2 28,7 x 19,1 3504 x 2336 3101 f / 13,8 12,9
5D Canon КМОП 12,7 1.0 х 8,2 мкм 852 35,8 x 23,9 4368 x 2912 3101 f / 13,8 12,9
300D / D60 / 10D Canon КМОП 6,3 1,6 х 7,4 мкм 342,8 22,7 x 15,1 3072 x 2048 3400 f / 12,4 15,5
1DS Mark II Canon КМОП 16,6 1.0 х 7,2 мкм 864 ~ 36 х 24 4992 x 3328 3514 ф / 12,1 16,5
1D Mark III Canon КМОП 10,1 1,3 х 7,2 мкм 525,5 28,1 x 18,7 3888 x 2592 3514 ф / 12,1 16,5
1D x Canon КМОП 17,9 1.0 х 6,9 мкм 864 36 х 24 5184 x 3456 3657 f / 11,7 17,9
350D / 20D / 30D Canon КМОП 8,2 1,6 х 6,4 мкм 337,5 22,5 x 15,0 3504 x 2336 3955 f / 10,8 20,9
5D II / 1Ds III Canon КМОП 21,0 1.0 х 6,4 мкм 864 ~ 36 х 24 5616 x 3744 3955 f / 10,8 20,9
5D III Canon КМОП 22,1 1,0 х 6,25 мкм 864 36 х 24 5760 x 3840 4064 f / 10,6 22,1
1000D / 400D / 40D Canon КМОП 10,1 1.6 х 5,7 мкм 328,6 22,2 x 14,8 3888 x 2592 4455 f / 9,6 26,6
Canon EOS 1D Mark IV Canon КМОП 16,1 1,3 х 5,7 мкм 518,9 27,9 x 18,6 4896 x 3264 4455 f / 9,6 26,6
Canon EOS 450D Canon КМОП 12,2 1.6 х 5,2 мкм 328,6 22,2 x 14,8 4272 x 2848 4888 f / 8,7 32,0
500D, 50D Canon КМОП 15,1 1,6 х 4,7 мкм 332,3 22,3 x 14,9 4752 x 3168 5413 f / 7,9 39,2
7D / 60D / 600D Canon КМОП 17,9 1.6 х 4,3 мкм 332,3 22,3 x 14,9 5184 x 3456 5905 f / 7,2 46,7
7D Mark II Canon КМОП 19,96 1,6 х 4,1 мкм 336 ~ 22,4 x 15,0 (?) 5472 x 3648 ~ 6177 f / 6,9 50,3
5Ds (r) Canon КМОП 50,3 1.0 х 4,1 мкм 864 36 х 24 8688 x 5792 6130 f / 6,9 50,3
Код
D1 / D1H Sony CCD 2,6 1,5 х 11,9 мкм 367,4 23,7 x 15,5 2000 x 1312 2143 f / 20 6,2
D2H Nikon Jfet 4,0 1.5 х 9,6 мкм 367,4 23,7 x 15,5 2464 х 1632 2641 f / 16,1 9,3
D1X **** Sony CCD 5,3 1,5 х 5,9 / 11,9 369,7 23,7 x 15,6 4028 x 1324
D700 / D3 / D3s ? КМОП 12.1 1,0 х 8,4 мкм 860,4 36,0 x 23,9 4256 x 2832 3003 f / 14,1 12,2
D4 ? КМОП 16,2 1,0 х 7,3 мкм 860,4 36,0 x 23,9 4928 x 3280 3476 f / 12,4 16,2
D40 / D50 / D70 / D100 Sony CCD 6,0 1.5 х 7,8 мкм 367,4 23,7 x 15,5 3008 x 2000 3237 f / 13,1 14,0
D3000 / D40x / D60 / D80 / D200 Sony CCD 10,0 1,5 х 6,1 мкм 372,9 23,6 x 15,8 3872 x 2592 4167 f / 10,3 23,4
D3X ? КМОП 24,4 1.0 х 5,9 мкм 861,6 35,9 x 24 6048 x 4032 4279 f / 9,9 24,4
D5000 / D90 Sony КМОП 12,2 1,5 х 5,4 мкм 369,7 23,7 x 15,6 4288 x 2848 4637 f / 9 28,8
D300 (с) / D2X (с) Sony КМОП 12.2 1,5 х 5,4 мкм 369,7 23,7 x 15,6 4288 x 2848 4637 f / 9 28,8
D800 (e) ? КМОП 36,2 1,0 х 4,9 мкм 861,6 35,9 x 24 7360 x 4912 5207 f / 8,2 36,3
D7000 / 5100 Sony КМОП 16.1 1,5 х 4,8 мкм 370,5 23,6 x 15,7 4928 x 3264 5303 f / 8,1 37,4
С о нь
А 100/200/230/300/330 Sony CCD 10,0 1,5 х 6,1 мкм 372,9 23,6 x 15,8 3872 x 2592 4167 f / 10,2 23,3
A900 / A850 Sony КМОП 24,4 1.0 х 5,9 мкм 861,6 35,9 x 24 6048 x 4032 4279 f / 9,9 24,4
A500 Sony КМОП 12,2 1,5 х 5,7 мкм 366,6 23,5 x 15,6 4272 x 2848 4617 f / 9,6 28,6
A700 Sony КМОП 12.2 1,5 х 5,5 мкм 368,2 23,5 x 15,6 4288 x 2856 4635 f / 9,2 28,8
A350 / A380 Sony CCD 14,0 1,5 х 5,1 мкм 369 23,5 x 15,7 4592 х 3056 4963 f / 8,6 33,0
Sony A550 Sony КМОП 14.0 1,5 х 5,1 мкм 365 23,4 x 15,6 4592 х 3056 4984 f / 8,6 33,3
SLT-A57 / 35/55 / ​​A580 Sony КМОП 16,0 1,5 х 4,8 мкм 366,6 23,5 x 15,6 4912 х 3264 5309 f / 8,1 37,7
SLT-A77 / A65 / NEX-7 Sony КМОП 24,0 1.5 х 3,9 мкм 366,6 23,5 x 15,6 6000 x 4000 6485 f / 6.5 54
F u j i f i l m *****
S2 про Fujifilm CCD 6,1 1,6 х 7,6 мкм 356,5 23 x 15,5 3024 x 2016 3340 f / 12,8 14,9
S3 / S5 Pro Fujifilm CCD 6,1 1.6 х 7,6 мкм 356,5 23 x 15,5 3024 x 2016 3340 f / 12,8 14,9
P n t a x
K100D (Супер) / K110D Sony CCD 6,0 1,5 х 7,8 мкм 368,95 23,5 x 15,7 3008 x 2008 3251 f / 13,1 14,2
K10D / K200D / K2000 Sony CCD 10,0 1.5 х 6,1 мкм 369 23,5 x 15,7 3872 x 2592 4185 f / 10,3 23,6
645D Kodak CCD 39,5 0,7 х 6,1 мкм 1452 44 х 33 7264 х 5440 4193 f / 10,2 24,5
К-р ? КМОП 12.2 1,5 х 5,5 мкм 372,9 23,6 x 15,8 4288 x 2848 4615 f / 9,3 28,3
К20Д / К-7 Samsung КМОП 14,5 1,5 х 5,0 мкм 365 23,4 x 15,6 4672 x 3104 5071 f / 8,4 34,5
К-5 Sony КМОП 16.1 1,5 х 4,8 мкм 370,5 23,6 x 15,7 4928 x 3264 5303 f / 8,1 37,4
S i g m a ******
SD14 / SD15 / DP1 / DP2 Фовеон КМОП 4,7 1,7 х 7,8 мкм 285,7 20,7 x 13,8 2640 х 1760 3239 f / 13,1 14,1
SD1 (м) Фовеон КМОП 15,4 1.5 х 5 мкм 384 24 х 16 4800 x 3200 5080 f / 8,5 34,6
С а м с у н г
GX-20 Samsung КМОП 14,6 1,5 х 5,0 мкм 365 23,4 x 15,6 4688 x 3120 5089 f / 8,4 34,6
NV40 ? CCD 10,1 6.0 х 1,7 мкм 28,2 6,13 x 4,60 3648 x 2736 15116 f / 2,9 306
О и м п у с
E400 / 410/420/450 Мацусита NMOS 9,98 2,0 х 4,7 мкм 225 17,3 x 13,0 3648 x 2736 5356 f / 7,9 38,4
E510 / 520 / E3 Мацусита NMOS 9.98 2,0 х 4,7 мкм 225 17,3 x 13,0 3648 x 2736 5356 f / 7,9 38,4
E620 / E30 / E5 Мацусита NMOS 12,2 2,0 х 4,3 мкм 225 17,3 x 13,0 4032 х 3024 5919 f / 7,3 48,7
E-M5 Мацусита NMOS 15.9 2,0 х 3,7 мкм 225 17,3 x 13,0 4608 x 3456 6765 f / 6.3 63,7
L i i c a
M8 Kodak CCD 10 1,3 х 6,8 мкм 479,7 26,8 x 17,9 3936 x 2630 3731 f / 11,4 18,1
M9 Kodak CCD 18,1 1.0 х 6,8 мкм 864 36 х 24 5212 х 3472 3731 f / 11,4 18,1
S2 Kodak CCD 37,5 0,8 х 6,0 мкм 1350 45 х 30 7500 x 5000 4230 f / 10 22,4
Г а с е л б л и д
h4DII-31 Kodak CCD 31,6 0.8 х 6,8 мкм 1463 44,2 x 33,1 6496 x 4872 3731 f / 11,4 18,1
h4DII-39 Kodak CCD 39,0 0,7 х 6,8 мкм 1807 49,1 x 36,8 7212 х 5412 3731 f / 11,4 18,1
h4DII-50 Kodak CCD 50,1 0.7 х 6,0 мкм 1807 49,1 x 36,8 8176 x 6132 4230 f / 10 22,4
Ф о н и з а
iPhone 3Gs 2 DLA (дифракционное ограничение апертуры) — DOD (дифракционное ограничение апертуры). Самая узкая диафрагма, при которой возможна попиксельная резкость (дополнительные сведения см. В разделе «Дифракция» перед таблицей).
3 36×24 mp — показывает примерное количество пикселей на полноразмерной матрице, выполненной по технологии рассматриваемой камеры.Т.е., например, если сделать полноформатную матрицу на базе Canon 50D, то она будет на 39,2 мп.
4 пикселя Nikon D1x прямоугольный. Реальные 5 мп полученные с матрицы растянули на фото 10 мп. Рассчитывать dpi и dla для этой техники нет смысла.
5 Fujifilm — При подсчете сенсоров dpi для камер Fujifilm с нестандартной матрицей (с двумя типами ячеек) учитывались только основные пиксели. Из-за структуры матрицы было бы неправильно считать и основные, и дополнительные пиксели.Основные пиксели занимают практически весь полезный объем, а маленькие, дополнительные, только мелкие ячейки между ними (подробнее на официальном сайте Fujifilm).
6 Sigma — Матрицы фовеона, которые используются в камерах Sigma, состоят из трех слоев (RGB) и, в отличие от других камер, каждый пиксель на фотографии формируется из трех пикселей матрицы. Это связано с тем, что пиксели расположены один над другим и не несут дополнительной информации о яркости (только о цвете). Поэтому с матрицей ~ 14 мп фото всего 4 мп.Плотность пикселей рассчитывается для одного слоя.

PS Не могу не отметить, что собственно фотоприемник занимает не всю площадь пиксель , следует выделить так называемую обвязку . Чтобы увеличить полезную площадь, производители создают на матрице специальные собирающие микролинзы:


Чем больше микролинз собирает свет с большей площади, тем эффективнее должна быть матрица в теории и тем меньше должно быть шума. быть.Но это только в теории …

Любой выбор — это сравнение, нам всем периодически приходится сравнивать. Дело неблагодарное, а главное — требующее отправных точек: что с чем можно сравнивать, пусть и с натяжкой, а что — и ставить рядом некорректно.

В качестве первого (и часто главного) фактора для цифровых фотоаппаратов можно использовать физический размер светочувствительного сенсора (также известного как «матрица»). Чтобы сгруппировать все многообразие существующих размеров, предлагаю использовать весовые категории профессионального бокса (англ. Переписка от Всемирной боксерской организации (World Boxing Association (WBA)).

Сначала хотел ограничиться размерами матрицы цифровых фотоаппаратов, но потом решил ни в чем себя не ограничивать и добавил немного о пленке: ничего нового нет и стандарты не с потолка взяты . Большинство обычных размеров (не считая матрицы компактных фотоаппаратов) пришло из кинематографических времен, а в некоторых случаях («Большой формат») все еще остается там: надеюсь, что через 5 лет (если землетрясения, наводнения и цунами начнутся. не мешает) мы увидим матрицы цифровых фотоаппаратов, размер «тяжеловес» — большой формат.А пока он — тяжелый и большой — остается уделом очень немногих кинематографистов. Остальные «привычные» продвинутые любительские фото форматы и размеры — так или иначе — соответствуют размеру пленки. Новое и необычное (от Nikon 1 / CX и ниже) во времена кино отсутствовало, а стандартизация еще впереди. Исчезнет беспорядок и неуверенность: придет время, когда стоимость матрицы упадет до уровня, когда соответствовать стандарту будет проще, чем пытаться прибавить доли миллиметра и перейти в класс повыше.

Интересна разнонаправленность развития: на заре фотографии (по мере роста качества светочувствительного материала) размер уменьшался, в нашу цифровую эпоху, наоборот, развитие технологий позволяет увеличивать размер матриц.

Получается следующее (на сегодня, завтра все может измениться):

  • Тяжелый вес
  • Первый тяжелый (средний)
  • Легкий Легкий Легкий (35 мм)
  • Вторичный супертяжелый вес (APS-H)
  • Средний вес (APS-C) + Foveon
  • Первый средний вес — полусредний вес (4/3 и микро 4/3)
  • Полусредний вес Полусредний вес (Nikon 1 / CX)
  • 1-й сверхлегкий сверхлегкий (2/3 дюйма)
  • Легкий (1/1.6)
  • 2-й полулегкий вес Супер-полулегкий вес (1 / 1,7 дюйма)
  • Легкий вес (1/1,8 дюйма)
  • 2-й легчайший вес Супер легчайший (1/2 дюйма)
  • Легчайший легчайший вес (1 / 2,3 и 1 / 2,33 дюйма)
  • 2-й сверхлегкий суперлегкий вес (1 / 2,5 дюйма)
  • Легковес (1 / 2,7 дюйма)
  • Первый наилегчайший груз Легкий наилегчайший (1/3 и 1 / 3,2 дюйма)
  • Минимальный вес Минимальный вес (меньше 1/1.32 (1 / 1,36, 1/4, 1/6, 1/8, 1/10)

Нет ничего идеального, и мне пришлось добровольно комбинировать несколько камер разных размеров: APS -C от Canon, Nikon и Fovéonovsky APS -C от Sigma.

Ebony SV2024

Большой вес.

King, просто фотоаппараты королевского формата или большого формата.

Большим форматом называют фотоаппараты, работающие с пленками (или пластинами) размером 9 * 12 см и более. Исторически сложилось так, что вся картина начиналась с широкоформатных фотоаппаратов, а позже появились средний формат и пленка.Стандартные размеры: 9 * 12 см, 13 * 18 см, 18 * 24 см. Павильонные, репродукционные и другие камеры специального формата могут использовать плоские листы пленки или стеклянные фотопластинки 10 * 15 см, 24 * 30 см, 30 * 40 сантиметров и более.


Hasselblad h5D-40

Первый тяжеловес.

Чуть ближе к народу — средний формат.

В среднеформатных камерах используются пленки типов 120 и 220. Размер кадра может варьироваться: 45 * 60, 60 * 60, 60 * 70, 60 * 80, 60 * 90 мм и 60 * 120 мм, важно, чтобы одна из сторон рамки 6 см — ширина пленки.(Фактический размер кадра немного меньше указанного: например, для формата 45 * 60 размеры поля изображения составляют 40-42 * 55,5–57,5 мм; для 60 * 90 — 55,5–57,5 * 86–88 мм. ). Пленка типа 120 была представлена ​​Kodak в 1901 году. В 1965 году появилась пленка 220-го типа — пленка типа 120 удвоенной длины.

Сейчас средний формат представлен фотоаппаратами с пленочными или цифровыми задниками и полностью цифровыми фотоаппаратами с матрицами, близкими по размеру к среднему формату. Самые «пленочные» размеры матрицы у Mamiya / Phase One 645 — от 44 * 33 мм до полных 53.9 * 40,4 мм. Есть матрицы от Kodak размером 48 * 36 мм. «Народный средний формат» — Pentax 645D — оснащен матрицей 44 * 33 мм, «антинародный» Leica S2 — 45 * 30 мм.


Полутяжелый вес.

Традиционный и всем известный «35 мм».

Размер кадра составляет 24 * 36 мм и соответствует традиционному размеру кадра 135 пленок, появившихся в 1934 году. В цифровой фотографии камеры с матрицей такого размера называют полнокадровыми (Nikon D3 и D700, Canon EOS 5D). , 1Ds или Sony A900), а во времена кино их называли «малым форматом» или «узкой пленкой».

Диагональ рамки — 43,2 мм. Площадь — 864 кв. мм

В модельном ряду Leica присутствует Leica M9 — единственный на сегодня дальномерный цифровой фотоаппарат с полнокадровой матрицей.


Canon 1D mark IV

Вторичный средний вес.

APS-H (Advanced Photo System-H)

Названа по аналогии с пленкой кадровой АПС-Н (30,2 * 16,7 мм). «Аналогия», однако, слабая — кадр фильма имел соотношение сторон 16: 9.APS -H — крайне небольшой отряд матриц за счет использования только Canon (Crop Factor 1.3) со слабой поддержкой дальномера Leica M 8 с матрицей 18 * 27 мм (Crop Factor 1.33).


Pentax K-5

Средний вес

APS-C (Advanced Photo System-C)

Пленка

APS-C (пленка Kodak type 240 была выпущена в 1996 году) была разработана, чтобы победить и убить формат 35 мм. Размер кадра был 16,7 * 25,1 мм. Площадь 419 кв.мм. Диагональ рамки 30,1 мм, кроп-фактор 1,4. Выиграть не удалось, и вскоре «цифра» активно двинулась в массы. На сегодняшний день — наверное — самый распространенный размер матрицы для цифровых зеркальных фотоаппаратов. Есть два с половиной варианта:

с кроп-фактором 1,5 (Nikon, Sony, Pentax) Габариты Nikon DX 23,6 * 15,8 мм. Площадь 373 кв. мм. Диагональ 28,4 мм.

с кроп-фактором 1,6 (Canon EF-S) Размер 22,3 * 14,9 мм. Площадь 329 кв. мм 26.Диагональ 7 мм.

с половиной: Foveon Sigma SD: 20,7 * 13,8 при площади 286 квадратных метров. мм Кроп-фактор 1,7.

Кроп-фактор рассчитывается очень просто: нужно 43,2 мм (полнокадровая диагональ 35 мм) разделить на диагональ матрицы рассматриваемой камеры.

Кстати, есть еще Leica X 1, оснащенная CMOS-матрицей размера APS -C — 23,6 * 15,8 мм — наверное, самая дорогая компактная цифровая камера, и потрясающая Fujifilm X 100.


Первый средний вес

4/3 и Micro 4/3.

от Olympus и Panasonic. Размер 17,3 * 13,0 мм. Площадь 225 кв. мм Диагональ 21,6 мм. Соотношение сторон: 4: 3. Кроп-фактор практически равен 2. Матрица почти в 4 раза меньше полнокадровой матрицы по площади, что позволяет делать камеры компактными и легкими по весу.

«Стандарт» заложили «полукадровые» фотоаппараты, использующие обычную пленку 135, но экспонирующую только половину кадра размером 18 * 24 мм, что стало прорывом в борьбе за компактность и миниатюрность, продолжавшейся во времена кино. .На стандартной 35-миллиметровой кассете пленки уместилось в 2 раза больше кадров (72 на 36-кадровой пленке, 48 — 24). Рамки имели вертикальную (портретную) ориентацию, в отличие от стандартной для 35 мм альбомной (горизонтальной).


Полусредний вес.

Никон 1 / CX

Совсем недавно появился Nikon 1 / CX с матрицей 13,2 * 8,8 мм и площадью 116 кв. Мм. Коэффициент кадрирования 2, 7. В системе наименований, принятой для компактных цифровых фотоаппаратов, это будет «дюйм. ”Или 1/1 дюйма.


Легкий полусредний вес.

2/3 дюйма.

Размер 8,8 * 6,6 мм при диагонали 11 мм и площадью 58 кв. мм Кроп-фактор 3.9. До появления Nikon система CX считалась «топовым» вариантом для компактных цифровых фотоаппаратов. Среди примеров: FujiFilm X10, X-S1, Sony Cyber-shot DSC-F717 и F828, Minolta DiMAGE 7Hi и A1, Nikon Coolpix 5000.


Легкий

1/1.6 дюймов

Размеры 8,08 * 6 мм или 8,07 * 5,56 для 1 / 1,63 дюйма. Диагональ 10,4 мм, площадь 52 кв. мм. Урожайность — 4,2.

Примеры: FujiFilm FinePix F 50FD, Olympus XZ -1, Leica D -lux 4, Panasonic Lumix DMC Lx -3


Второй полулегкий вес

1 / 1,7 дюйма

Не все начинающие пользователи знают, каков физический размер матрицы. Многие путают это с разрешением, но это разные вещи.При этом физический размер матрицы — один из важнейших параметров камеры, который влияет на качество снимков.

Прежде чем приступить к рассмотрению влияния размера матрицы на фотографии, сначала рассмотрим, что именно представляют собой матрицы.

Иногда бывает непросто узнать какая матрица у той или иной камеры. Продавцы в магазинах часто этого просто не знают, а производители редко предоставляют эту информацию. Почему? Это загадка.

И еще, какой физический размер матрицы?

Как многие могли догадаться, физический размер матрицы — это ее длина и ширина, измеряемая в миллиметрах.

Исторически сложилось так, что в спецификациях производители указывают физический размер матрицы в обратном числе дюймов, а не в миллиметрах. Выглядит это так: 1 / 3,2 — это 3,4 * 4,5 мм.


Часто даже в дюймах размер матрицы в спецификациях не указывается, хотя тенденция начинает меняться.В анонсах новых камер часто можно встретить эту информацию, но не факт, что ее можно найти в инструкции к камере. В случаях, когда размер неизвестен, можно воспользоваться расчетом. В этом уроке приводится таблица со стандартными значениями:

Первый столбец содержит значения физического размера матрицы. Во втором столбце указан соответствующий размер в дюймах. Третий столбец содержит информацию о том, насколько диагональ кадра на 35 мм больше диагонали матрицы.Для расчета вам потребуются два значения, которые всегда указываются в характеристиках камер. Это эквивалентное фокусное расстояние и фокусное расстояние. В технической документации и на объективе должна быть вся необходимая информация. Если известны фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние, вычисления легко выполнить, разделив второе на первое. Результатом расчета будет значение коэффициента KF.

Пример: при F = 7 — 21 мм и Feq = 35 — 105 мм можно получить две формулы.Вы можете разделить 35/7 или 105/21. Результатом обоих действий будет KF = 5. В таблице находим наиболее близкое к расчетному значение и получаем интересующую нас информацию. В нашем случае это физический размер 1 / 1,8 ″ или 5,3 * 7,2 мм.

Считаем размер матрицы:

Матрица цифровой камеры состоит из набора отдельных светочувствительных элементов — пикселей, каждый из которых образует одну точку на изображении. Чем выше разрешение матрицы, тем выше детализация получаемого изображения.

Количество пикселей на матрице называется разрешением матрицы и измеряется в мегапикселях (миллионах пикселей). Каждый такой пиксель воспринимает свет и преобразует его в электрический заряд (чем ярче свет, тем сильнее заряд). Поскольку используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой. Чтобы сделать его цветным, ячейки покрывают цветными светофильтрами.

В большинстве матриц каждый пиксель покрывается красным, синим или зеленым фильтром, так называемыми фильтрами Rgb ( R ed — красный, G reen — зеленый, B lue синий).Фильтр передает в ячейку только свой цвет, поэтому каждый пиксель для процессора камеры имеет красный, зеленый или синий цвет и яркость этого цвета.

Эти три цвета являются основными, а все остальные цвета получаются путем смешивания основных. Процессор вычисляет цвет каждого пикселя, анализируя информацию от соседних пикселей.

Расположение фильтров другое, но наиболее распространенным является так называемый фильтр Байера, когда фильтры трех основных цветов применяются в следующем порядке:

Как видите, зеленых ячеек на две больше, чем ячеек других цветов.Это связано с особенностями зрения человека, которое наиболее чувствительно к зеленой области спектра. Потеря данных в этой области будет наиболее заметной. В модифицированном фильтре Байера R G B E одна из зеленых ячеек заменена голубой (E-emerald, англ. , изумруд ), что дает наилучшую цветопередачу. (технология разработана SONY).

Как рассчитывается цвет пикселей

Допустим, есть матрица, состоящая из красных, зеленых и синих пикселей:

Теперь сфотографируем изображение:

При этом сигнал с матрицы для процессора будет иметь вид сигнала из красных, зеленых и синих пикселей с разной яркостью:

После обработки процессор вычисляет цвет каждого отдельного пикселя, используя информацию о других цветах из соседних ячеек, и генерирует цифровое изображение:

Как видно на картинке, это изображение более размытое, чем исходное.Этот эффект связан с потерей некоторой информации в результате прохождения света через цветные фильтры и обработки изображения процессором. Чтобы исправить размытость, процессор камеры автоматически увеличивает четкость изображения. Дополнительно в этот момент процессор может выполнять другие операции: изменять контрастность, яркость, подавлять цифровой шум и т. Д. В зависимости от модели устройства. Многие из этих функций выполняются камерой автоматически, более дорогие модели имеют возможность дополнительной ручной настройки.

Есть еще матрицы RGBW ( добавил , белый — белый) , в них добавлены пиксели, у которых нет цветового фильтра, свет беспрепятственно попадает в пиксель, даёт более сильный сигнал (такие матрицы выпускает KODAK).

Использование такого пикселя позволяет получить более яркое изображение в условиях низкой освещенности, но может быть потеря мелких деталей цвета, потому что есть область 2×2 пикселя, где есть только два цвета, например белый и синий или бело-зелёный и др., что затрудняет правильный расчет цвета.

Разрешение матрицы и печать фотографий

При печати изображения пиксели отображаются в физическом размере, и это именно то, что описывает разрешение печати. Чем больше пикселей на дюйм (англ. — пикселей на дюйм — ppi) будет на распечатке, тем менее заметными будут отдельные пиксели и тем более реалистичным будет выглядеть отпечаток.

Насколько высоким должно быть разрешение печати, чтобы глаз не различал отдельные пиксели и воспринимал изображение как качественное?

72 ppi — стандартное разрешение для компьютерных мониторов или отпечатков, просматриваемых издалека (например, плакатов).С близкого расстояния пиксели заметны.

150 ppi — достаточно высокое разрешение, чтобы глаз не замечал отдельные пиксели и воспринимал изображение в целом.

300 ppi — фотографическое качество печати. Дальнейшее увеличение разрешения необходимо только в том случае, если отпечаток будет просматриваться через увеличительное стекло.

Чтобы распечатать фото 10х15 без потери качества нужна камера с разрешением около 2,16 мегапикселей = 1800 * 1200, точнее 2.09 мегапикселей = 1770 * 1181 (высота фотографии = 10 см, разделите на 10 см на 2,54 — столько сантиметров в одном дюйме, мы получим 3,937 — это размер бумаги в дюймах (один дюйм должен содержать 300 точек (3937 * 300 = 1181), ширина = 15 / 2,54 * 300 = 1770).

В принтерах для разрешения изображения при печати используется аббревиатура dpi (dots per inch — точки на дюйм).

Лазерные и струйные принтеры не могут отображать все параметры цвета одного пикселя с одной точкой на бумаге.Вместо именно цвета каждого пикселя принтер наносит на бумагу комбинацию разноцветных точек, которые с определенного расстояния воспринимаются нами как единое целое. Именно потому, что для печати одного пикселя требуется много точек принтера, разрешение принтера и разрешение изображения — совершенно разные вещи.

Существует простое правило : чтобы выяснить, какое разрешение изображения необходимо для качественной печати, разделите разрешение вашего принтера на четыре.Например, если принтер указывает, что его разрешение составляет 1200 точек на дюйм, вы можете добиться максимального качества, отправив на печать изображение 300 точек на дюйм.

В цифровых фотолабораториях при печати каждая точка на фотобумаге отображается случайным цветом, а разрешение в точках на дюйм (dpi) соответствует разрешению в (ppi). Следовательно, если лаборатория печатает с разрешением 300 dpi, качество распечаток будет не хуже, чем с принтером с разрешением 1200 dpi.

Прогресс не стоит на месте, и современные принтеры выдают разрешение до 5760×1440 dpi.Какое разрешение камеры необходимо, чтобы использовать разрешение такого принтера в полную силу. Чтобы рассчитать, какое разрешение камеры необходимо для печати фотографий размером 10×15, необходимо разрешение принтера разделить на 4 (поскольку одна точка не отображает все оттенки, см. Выше). Получаем 1440×360, поэтому для печати фотографий 10×15 разрешение 5,9 * 1440 = 8496, 3,937 * 360 = 1417, 8496 * 1417 = примерно 12 Мпикс, примерно 42 Мпикс для печати A4!

Преимущества разрешения матрицы

Чем выше разрешение матрицы, тем четче и детальнее получается фотография.Также, чем выше разрешение матрицы, тем больше фото можно распечатать без потери качества. Для качественной фотопечати 10х15 см хватит фотоаппарата с разрешением 2 Мп, для фотопечати формата А4 10 Мп.

Если вы хотите использовать весь потенциал современных фотопринтеров, то для печати фотографий размером 10х15 см вам понадобится камера с разрешением матрицы 12Mpx, а A4 — 42 мегапикселя!

Кроме того, то, что вы не планируете печатать большие фотографии сегодня, не означает, что вы не хотите печатать их завтра, поэтому хорошее разрешение никогда не помешает, но вы всегда должны учитывать это еще одним параметром — это физический размер матрицы цифровой камеры.

Facebook

Твиттер

В контакте с

Google+

Оборудование

Внутренний параметр — обзор

16.3.2 Регулирование пути биосинтеза жирных кислот для улучшения производства MSCO путем манипулирования стрессами окружающей среды и метаболической инженерии

Накопление липидов в микроводорослях сильно зависит от внутренних и внешних параметров, включая доступность питательных веществ, таких как азот и углерода, а также факторов выращивания, таких как температура и соленость.Среди них было предложено и доказано, что ограничение азота является ключевым регулятором, влияющим на биосинтез липидов, и обычно используется для увеличения продукции MSCO в микроводорослях (таблица 16.3). Согласно Янгу и соавт. (2013) и Chen et al. (2017), ограничения азота часто приводят к нарушениям синтеза аминокислот, нуклеиновых кислот и различных клеточных компонентов, что приводит к резкому увеличению метаболизма липидов за счет активации нескольких путей, включая ГАМК, гликолиз и цикл TCA.Эти данные были также подтверждены транскриптомным анализом, проведенным Sirikhachornkit et al. (2018) на микроводорослях Scenedesmus acutus TISTR8540, где депривация азота вызывала усиление гликолиза и деградации крахмала, тогда как пути глюконеогенеза, фотосинтеза, деградации триацилглицерина (ТАГ) и синтеза крахмала подавлялись. Кроме того, транскриптомный анализ показал, что ограничение азота также привело к значительной активации нескольких ключевых генов и путей, связанных с липогенезом у фотоавтотрофных микроводорослей, включая ген белка-носителя ацила (ACP), изоформы DGAT, такие как DGAT-1, DGAT-2A, DGAT. -2B и DGAT-2E (катализирующий последнюю стадию синтеза ТАГ), биотинкарбоксилазу (которая регулирует активность ACC посредством карбоксилирования биотиновой части фермента), гены тиоэстеразы (жир A и тиоэстереаза олеоил-ACP гидролаза), ацил- ACP (ацильный белок-носитель) десатураза (AAD), дельта-15 сатураза, липазы и сапозин, а также подавление активности фотосинтеза, метаболизма азота, крахмалосинтазы, ACC MAT и 1,4, ферментов ветвления α-глюкана (Таблица 16.2). Сообщается, что помимо ограничения по азоту, другие стрессовые факторы, такие как дефицит фосфора и кремния, свет, температура и соленость, также увеличивают производство MSCO в микроводорослях (таблица 16.3). Исследование, проведенное Wahidin et al. (2013) показали, что накопление липидов у фотоавтотрофных микроводорослей Nannochloropsis sp. увеличилась до 31,3% после 8 дней культивирования при 100 мкмоль м — 2 с — 1 Интенсивность света с фотопериодом 18 часов света и 6 часов темноты по сравнению с непрерывной подачей света.При низкой интенсивности света будет производиться больше полярных липидов из-за увеличения синтеза мембран хлоропластов; наоборот, повышенная интенсивность света вызывает накопление большего количества нейтральных липидов без ущерба для выхода биомассы (Breuer et al., 2013). Другое исследование Ma et al. (2015) показали, что холодовой стресс приводит к значительной активации клеточных липидов и генов, связанных с PKS, у Aurantiochytrium sp., Что приводит к значительному усилению продукции PUFA (DHA и DPA) (Таблица 16.3).

Таблица 16.3. Применение метаболической инженерии для регулирования и увеличения производства MSCO в MSCOPS.

Микроводоросли Генетическая модуляция Улучшение (по сравнению с диким типом) Ссылки
Chlorella minutissima Повышенная экспрессия LPDA2H2 в G3GAT, сверхэкспрессия G3G220 относительно дикого типа Hsieh et al.(2012)
Phaeodactylum tricornutum Сверхэкспрессия DGAT1 Увеличение содержания нейтральных липидов на 35% Niu et al. (2013)
Nannochloropsis oceanica Накопление ТАГ на 47% выше, чем у дикого типа Wei et al. (2017)
Chlamydomonas reinhardtii Сверхэкспрессия DGAT 2 Девятикратное увеличение содержания ТАГ Hung et al.(2013)
Nannochloropsis oceanica Увеличение содержания нейтральных липидов на 69% Li et al. (2016a, b)
Aurantiochytrium limacinum Сверхэкспрессия Δ5-десатуразы из Thraustochytrium 4,6- и 13,2-кратное увеличение продукции EPA и ARA, соответственно, Kobayashi et al. (2011)
Nannochloropsis salina Экспрессия WRI1 из Arabidopsis thaliana Трансформанты демонстрировали на 64% более высокое содержание липидов, чем дикий тип Kang et al.(2017)
Aurantiochytrium sp. SD116 Избыточная экспрессия глюкозо-6 фосфатдегидрогеназы Изменил профиль жирных кислот и увеличил продукцию ПНЖК на 10,6% Cui et al. (2016)
Aurantiochytrium sp. SD116 Сверхэкспрессия яблочного фермента 105% прирост SFA по сравнению с урожаем дикого типа Cui et al. (2019)

Таблица 16.2. Обзор различных факторов стресса и химических индукторов, регулирующих биосинтез MSCO у микроводорослей.

21 фоторезистент et al. (2019)
Microalgae Факторы стресса / химический индуктор Активация генов / путей Гены / пути пониженной регуляции Ссылки
49 923 923 923 923 9238 9238 9238 923 9238 Botryococcus депарация Путь : метаболизм липидов, гликолиз, глюконеогенез, пентозофосфатный путь, метаболизм фиксации углерода, деградация крахмала, диацилглицерин-ацилтрансферазы (DGTT3)
Гены : пермеаза аммиака, глутаминсинтазы, DATGAT2, DATGAT1, DATGAT2-синтазы, DATGAT2 биотинкарбоксилаза, KAS II, KAS III, KAR
Путь : фотосинтез (сбор света), рибосомы, метаболизм азота, гены липазы ТАГ и синтез крахмала
Ген : синтаза крахмала, АССаза, MAT, 1,4, α -глюкановый фермент ветвления
Fang et al.(2015) и Ли и др. (2016a, b)
Boyle et al. (2012) и Sirikhachornkit et al. (2018)
Chlorella sp., C. reinhardtii
Scenedesmus acutus TISTR8540
Приобретение Phaeodactylum 9222 9242 Phaeodactylum tricornutum Путь : фотосинтез, ассимиляция азота и биосинтез нуклеиновых кислот и рибосом Alipanah et al.(2018)
Штамм Picochlorum SENEW3 Солевой стресс Путь : фотодыхание, синтез пролина, ассимиляция нитратов и мочевины, синтез крахмала
Гены : гликолатдегидрогеназа

92
Foflonker et al. (2016)
C. reinhardtii Холодовой стресс Гены : рибосомные белки, PSI, PSII, LHC, NADH, АТФ-синтазы, дегидрогеназа, НАДФН-убихинон-оксидоредуктаза, фосфат-бихинон-оксидоредуктаза фруктозо-1,6-бисальдолаза, RuBisCO, киназа I, родственная SNF, цитозольный рибосомный белок L22 Гены : сахарозосинтаза, AGPase, транскетолаза, аконитаза, пируваткиназа Kwak et al.(2017)
Aurantiochytrium sp. Гены: FAS I, ПНЖК A, B, C, яблочный фермент, ацетил-КоА карбоксилаза Ma et al., 2015
Thalassiosira pseudonana Дефицит кремния : дефицит кремния Цикл Кальвина-Бенсона, гликолиз, биосинтез пигментов
Гены : ACCase, DGAT1, FAS II, LPLAT / AGPAT
Путь : деление клеток, фотосинтез, трансляция, рибосома Smith et al.(2016)
Chlamydomonas reinhardtii Фитогормоны : AA, GA3, KIN, TRIA, ABA Путь : усиление гликолиза, цикл TCA, 902-регулируемый биосинтез липидов и повышение экспрессии антигена 21 Путь : снижение метаболизма PPP и пути перекисного окисления липидов Sun et al. (2018, 2019)
Chlorella vulgaris PAA, IBA, NAA
Crypthecodinium cohnii BNOA, ETA и SA Li et al.(2015)
Monoraphidium sp. QLY-1 Минералы : кадмий Гены : гены, связанные с белковыми антиоксидазами, Ca 2 + и биосинтезом липидов Снижают АФК и перекисное окисление липидов

Кроме того, сообщалось, что некоторые химические модуляторы и минералы регулируют накопление липидов в MSCOPS. Добавление 10 -5 M фитогормонов, индол-3-уксусной кислоты (IAA) и диэтиламиноэтилгексаноата (DAH) привело к 1.9–2,5-кратное увеличение продукции липидов и биомассы Scenedesmus obliquus , C. vulgaris , Chlorella pyrenoidosa и Scenedesmus quadricauda (Sun et al., 2018). С другой стороны, синергетический ответ BNOA, ETA и SA увеличивает содержание липидов в C. cohnii более чем на 20% (Li et al., 2016a, b). Это связано с тем, что лечение фитогормонами активирует несколько путей, таких как гликолиз, цикл TCA и экспрессию генов, связанных с антиоксидантами, которые снижают окислительный стресс и перекисное окисление липидов во время процесса ферментации, что приводит к усилению биосинтеза липидов (Таблица 16.2). Некоторые минералы (например, сера, кадмий и медь) были исследованы на предмет накопления липидов в микроводорослях. В частности, штаммов C. reinhardtii CC-124 и CC-125 показали большее содержание ТАГ в условиях серного голодания по сравнению с отсутствием азота (Cakmak et al., 2012). В другом отдельном исследовании добавление 80 и 40 мкМ кадмия увеличивает содержание липидов в Monoraphidium sp. QLY-1 в 1,59 и 1,39 раза, соответственно, за счет активации генов, связанных с синтезом липидов, антиоксидазами и абсорбцией Ca 2 + , а также за счет снижения АФК и перекисного окисления липидов (Таблица 16.2).

В дополнение к традиционным факторам стресса и подходам к химическим модуляторам были разработаны стратегии метаболической инженерии для улучшения и улучшения качества продукции MSCO за счет увеличения пула предшественников углерода и / или поставки восстанавливающих эквивалентов, повышения эффективности фотосинтеза, блокирования конкурирующие пути и манипулирование экспрессией регуляторов транскрипции в микроводорослях (Sun et al., 2019). Одна из наиболее многообещающих стратегий метаболической инженерии, которая обычно используется, — это сверхэкспрессия ключевых генов пути биосинтеза ТАГ (путь Кеннеди).Например, сверхэкспрессия DGAT1 (ограничивающего скорость фермента в пути Кеннеди) в P. tricornutum и N. oceanica привела к увеличению содержания нейтральных липидов на 35% и 47% соответственно по сравнению с диким типом. (Таблица 16.3). Кроме того, DGAT 2, локализованный в эндоплазматическом ретикулуме, был идентифицирован как более мощный фермент для биосинтеза ТАГ, чем его аналог типа I, особенно для необычных жирных кислот. Этот результат был подтвержден исследованиями Hung et al.(2013) и Ли и др. (2016a, b), которые сообщили, что сверхэкспрессия DGAT 2 привела к девятикратному и 69% приросту содержания ТАГ в C. reinhardtii и N. oceanica соответственно. Для достижения превосходного эффекта накопления ТАГ была сконструирована конструкция из пяти генов, которая включает G3PDH, GPAT, LPAAT, PAP и DGAT, и была сверхэкспрессирована в Chlorella minutissima (Hsieh et al., 2012). Однако эта модификация привела только к двукратному увеличению содержания запасных липидов, намного меньшему, чем ожидалось, что указывает на то, что другие ограничивающие факторы связаны с биосинтезом ТАГ в этих микроводорослях.Кроме того, усиление экспрессии ключевых генов продукции НАДФН у Aurantiochytrium sp. также обнаружил некоторые интересные находки. Как упоминалось ранее, траустохитриды состоят из двух ключевых путей биосинтеза липидов: обычного пути FAS, который отвечает за продукцию SFA, и пути PKS, который был предложен в качестве ключевого пути биосинтеза PUFA. Исследования, проведенные Cui et al. (2016, 2019) обнаружили и доказали, что PPP в сочетании с путем PKS поставляет NADPH для биосинтеза PUFA, в то время как яблочный фермент (путь трансгидрогеназы) в сочетании с путем FAS поставляет NADPH для производства SFA.Результаты экспериментов показали, что сверхэкспрессия G6P увеличивала продукт пути PKS (PUFA) более чем на 10%, в то время как продукция SFA повышалась до более чем 105%, когда система трансгидрогеназы была сверхэкспрессирована, что позволяет предположить, что манипуляции с производством NADPH являются многообещающей стратегией для увеличение продукции НЖК и ПНЖК у Aurantiochytrium sp. (Таблица 16.3). Кроме того, использование CRISPR / Cas и TALEN помогает в создании сложных программируемых синтетических цепей, которые обогащают профили жирных кислот для лучшего производства биотоплива и ПНЖК при температуре ° C.reinhardtii , N. oceanica и P. tricornutum (Jagadevan et al., 2018).

Идентификация цифровой камеры на основе анализа оптических дефектов

В этом разделе мы сравниваем результаты распознавания марок камер путем анализа значения \ (\ hat {d} \) Vignetting-CT и параметра искажения k с помощью Lukás et al. алгоритм [31] с точки зрения эффективности классификации и времени выполнения. Подробности алгоритма Лукаса и др. Приведены в I.Для оценки этого алгоритма мы используем оригинальную реализацию MATLAB авторов [30]. Как алгоритм виньетирования-CT, так и скрипт для вычисления параметра искажения k реализованы в MATLAB.

Мы используем точность (ACC), определенную стандартным образом как оценочную статистику:

$$ \ text {ACC} = \ frac {\ text {TP} + \ text {TN}} {\ text {TP} + \ text {TN} + \ text {FP} + \ text {FN}} ~, $$

где TP / TN означает «истинно положительный / истинно отрицательный»; FP / FN означает «ложноположительный / ложноотрицательный».TP обозначает количество случаев, правильно отнесенных к определенному классу; TN — это экземпляры, которые отклоняются правильно. FP обозначает случаи, неправильно отнесенные к определенному классу; FN — это дела, отклоненные неправильно.

Устройства

Эксперименты проводятся с двумя наборами данных. Первый набор данных содержит изображения с популярных смартфонов (далее называемый «набором данных смартфонов»). Мы использовали 264 изображения JPEG с 12 смартфонов. Используемые смартфоны включают: Apple iPhone 6, Asus ZenFone 2, HTC One M9, Huawei P8, LG G3, LG G4, Lumia 1020, Lumia 1520, Samsung Galaxy Note 4, Samsung Galaxy S6, Sony Xperia Z3 и Sony Xperia Z3 +.Все устройства содержат датчики CMOS. Второй набор данных включает изображения из Дрезденской базы данных изображений [9]. Эта база данных состоит из десятков тысяч изображений, сделанных разными камерами, и часто используется для исследований [8, 12]. Мы использовали 11787 изображений в формате JPEG с 48 камер. Используемые камеры включают: Agfa DC 733s, Agfa DC 830i, Agfa Sensor 505, Agfa Sensor 530s, Canon Ixus 55, Canon Ixus 70 (3 устройства), Casio EX Z150 (5 устройств), Kodak M1063 (5 устройств), Nikon CoolPix S710. (5 устройств), Nikon D70 (2 устройства), Nikon D70s (2 устройства), Nikon D200 (2 устройства), Olympus 1050SW (5 устройств), Praktica DCZ5 (5 устройств), Rollei RCP 7325XS (3 устройства), Samsung L74 (3 устройства) и Samsung NV15 (3 устройства).В большинстве случаев изображения одних и тех же кадров снимались разными устройствами. Все камеры в этом наборе данных содержат датчики CCD. В случае обоих наборов данных все изображения сжаты с потерями в формате JPEG и поступают непосредственно с камер. Мы не берем на себя дальнейшую обработку изображений, например графическую обработку пользователем.

Эксперимент I — идентификация бренда по анализу виньетирования

Анализируем влияние недоэкспонированных участков в углах изображения для распознавания камеры. Эксперименты проводятся следующим образом.Значение \ (\ hat {d} \) вычисляется для каждого изображения с каждой камеры, и вычисляется среднее значение \ (\ hat {d} \) изображений с конкретной камеры. Чтобы классифицировать новое изображение K , вычисляется его \ (\ hat {d} _ {K} \). Полученный результат присваивается ближайшему среднему значению \ (\ hat {d} \) с конкретной камеры и считается принятым этой камерой.

Для набора данных смартфонов значение \ (\ hat {d} \) было рассчитано для 22 изображений на устройство. Результаты классификации представлены в таблицах 2, 3, 4, 5.

Таблица 2 Матрица неточностей распознавания модели, виньетирование-CT, набор данных смартфонов, ACC = 0,62 Таблица 3 Матрица неточности распознавания бренда, виньетирование-CT, набор данных смартфонов, ACC = 0,72 Таблица 4 Матрица неточности распознавания модели, Алгоритм Лукаса и др., Набор данных для смартфонов, ACC = 0,84 Таблица 5 Матрица неточностей узнаваемости бренда, алгоритм Лукаса и др., Набор данных для смартфонов, ACC = 0,84

Для базы данных изображений Дрездена \ (\ hat { d} \) было рассчитано как минимум для 180 изображений на устройство.Результаты классификации брендов представлены в таблицах 6 и 7. Для наглядности мы не приводим результаты классификации моделей из-за количества 48 камер.

Таблица 6 Матрица путаницы узнаваемости бренда, Vignetting-CT, Dresden Image Database, ACC = 0,52 Таблица 7 Матрица неточности узнаваемости бренда, Lukás et al., Dresden Image Database, ACC = 0,83

Результаты представлены в матрицах неточности указывают на то, что классификация фотоаппаратов заметно выше у Лукаса и др.Алгоритм. В случае двух протестированных наборов данных точность классификации бренда составляет 84% для набора данных о смартфонах и 83% для базы данных изображений Дрездена. Эффективность алгоритма виньетирования-CT составляет 72% для набора данных смартфонов и 52% для базы данных изображений Дрездена. Преимущество алгоритма Лукаса и др. Заключается в «стабильности» классификации, что особенно заметно в матрицах путаницы узнаваемости бренда.

Стоит сказать, что алгоритм Лукаса и др. Обеспечивает лучшую производительность в случае более старых устройств с датчиками CCD.В [2] было показано, что производительность этого алгоритма ниже для более новых камер с CMOS-сенсорами. В настоящее время в последних камерах используются датчики CMOS вместо CCD.

Временные характеристики

Данные, представленные в таблице 8 и на рис. 4, ясно показывают, что алгоритм Лукаса и др. Проигрывает с точки зрения времени обработки изображения. Алгоритм виньетирования-КТ обрабатывает изображения в реальном времени, в то время как Лукас и др. Обрабатывают в среднем около 90 секунд для обработки одного изображения. Конечно, время обработки изображения зависит от разрешения изображения.Изображения с более низким разрешением (например, 6 мегапикселей 3000×2000 пикселей) обрабатываются менее чем за 1 минуту, однако изображения с разрешением 24 мегапикселя и разрешением 6000×4000 пикселей обрабатываются примерно за 4 минуты. Подводя итог, все время для обработки 12051 изображения заняло менее 40 минут в случае алгоритма виньетирования-CT и около 294 часов для алгоритма Лукаса и др. Такие низкие показатели времени исключают использование алгоритма Лукаса для массовых испытаний. В [36] исследовалось, можно ли уменьшить время обработки изображения алгоритмом Лукаша за счет обработки небольших фрагментов изображений.Для этого использовались фрагменты фотографий размером 50 × 50 пикселей, однако результаты классификации не были удовлетворительными.

Таблица 8 Время обработки набора данных смартфонов и базы данных изображений Dresden (всего 12051 фотография) Рис. 4

Сравнение временных характеристик алгоритма Лукаса и др. И Vignetting-CT для всех изображений (12051)

Эксперименты проводились на ноутбуке MSI GV62-7RD с четырехъядерным процессором Intel Core i5-7300HQ с 24 ГБ оперативной памяти. Стоит упомянуть, что отпечаток пальца камеры в Lukás et al.Алгоритм хранится в виде матрицы размеров изображений камеры. Авторская реализация создает файлы отпечатков пальцев в виде файлов MATLAB * .mat, которые обычно имеют вес не менее 110 мегабайт. Это означает, что рассчитанные отпечатки пальцев для двух использованных наборов данных из более чем 12 тысяч изображений весят около 1,2 терабайта.

Эксперимент II — сравнение искажений объектива

Мы анализируем параметр искажения объектива k для изображений с разных устройств, но для одних и тех же кадров изображений. Скрипт для вычисления параметра k был написан в MATLAB, но также можно использовать программу Hugin Photo Stitcher [19], которая измеряет искажения.Мы сравнили результаты искажения сценария MATLAB с программным обеспечением Hugin, и полученные результаты совпадают. Анализ показывает, что, несмотря на фотографирование одной и той же сцены, параметры искажения для разных устройств различаются. Результаты выборки представлены на рис. 5 и 6. Стоит отметить, что разные устройства одной модели камеры дают разные значения параметра k . Такой пример представлен на рис. 5, где один и тот же кадр изображения двух разных смартфонов (Huawei P8 и Samsung S6) генерирует разные параметры искажения.Аналогичная ситуация представлена ​​на рис. 6 для двух разных устройств Nikon CoolPix S710 (Dresden Image Database).

Рис. 5

Искажение объектива изображения одного кадра, набор данных смартфонов. Изображение (1) (Huawei P8), параметр искажения k = –0,6782; image (2) (Samsung S6), параметр искажения k = –0,2

Рис. 6

Объективное искажение изображений того же кадра, Dresden Image Database. Изображение (1) (Nikon CoolPix S710 (устройство № 2)), параметр искажения k = –0.10323; image (2) (Nikon CoolPix S710 (устройство № 0)), параметр искажения k = –0,01799

Примерные результаты параметра искажения k представлены в таблицах 9 и 10. Из-за большого количества устройств и изображений, мы представляем для наглядности только часть полных результатов. Видно, что все фотографии, сделанные разными устройствами, имеют разные параметры искажения. Поэтому предлагаемый подход дает информацию, если набор изображений был сделан одной или несколькими камерами, однако он не может быть использован для определения того, какая модель или даже марка использовалась.Кроме того, преимуществом предлагаемого метода является его скорость, так как параметр искажения k рассчитывается в реальном времени. Более того, существует множество приложений, которые вычисляют и корректируют искажение линз на фотографиях, поэтому нет необходимости реализовывать алгоритм искажения вручную. Конечно, предложенный метод может быть полезен в простых случаях сравнения похожих фотографий, однако он может оказаться непрактичным для наборов разных изображений. Одна из причин заключается в том, что параметр искажения изменяется из-за расстояния до объекта, угла обзора и фокусного расстояния.

Таблица 9 Примерные значения параметра искажения объектива k для одного и того же кадра изображения для разных образцов устройств, набор данных для смартфонов Таблица 10 Примерные значения параметра искажения объектива k для одного и того же кадра изображения для разных образцов устройства, Dresden Image База данных

Сводка

Мы проанализировали влияние дефектов виньетирования и дисторсии объектива на проблему распознавания цифровых фотоаппаратов. Эксперименты показывают, что анализ виньетирования можно использовать для узнаваемости бренда.По сравнению с алгоритмом Лукаса и др. Распознавание модели ниже, однако алгоритм виньетирования-CT превосходит алгоритм Лукаса и др. С точки зрения скорости. Эффективность распознавания бренда в наборе данных о смартфонах и базе данных изображений Dresden Image Database составляет 72% и 52% соответственно, в то время как алгоритм Лукаса и др. Достигает 84% и 83%. Однако преимуществом алгоритма виньетирование-КТ является обработка изображений в реальном времени, в то время как Lukás et al. в среднем на одну фотографию уходит около 90 секунд. Таким образом, алгоритму Лукаса и др. Потребовалось более 290 часов для расчета отпечатков пальцев камеры, что исключает использование этого алгоритма для массового масштаба.

Мы также экспериментально показали, что анализ искажения объектива может быть полезен для определения того, был ли набор изображений одного кадра снят одной и той же камерой. Фотографии одного и того же кадра, сделанные разными камерами, генерируют разные параметры искажения. Конечно, такой подход может оказаться непрактичным для распознавания камерой в случае изображений разных кадров, однако он может быть полезен для анализа похожих фотографий. Главный недостаток искажения — его неоднородность. Искажение изменяется из-за расстояния до объекта, фокусного расстояния или угла обзора, поэтому, вероятно, нет возможности предложить разумную модель, которую можно было бы использовать для отслеживания камер в массовом масштабе.Еще одно ограничение заключается в том, что, если на изображении нет прямых линий, искажение определить невозможно.

Цифровая камера Форматы файлов

Форматы файлов цифровой камеры
© 2006 KenRockwell.com

я купи мои вкусности в Ritz, Amazon и Adorama.
Это помогает мне опубликовать этот сайт, когда вы тоже получаете свой по этим ссылкам.

См. Также «Настройки качества изображения D200» и «Сравнение RAW и JPG».

ВВЕДЕНИЕ

На этой странице описаны эти форматы. См. Мою страницу настроек качества изображения D200 для получения подробных примеров качества изображения и предлагаемых настроек камеры.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Размер изображения

Размер изображения измеряется в пикселях.В D200 они называются большими (3 872 x 2592 пикселя), средними (2 896 x 1 944) и малыми (1936 x 1296).

JPG могут быть сохранены в этих разных размерах.

Необработанные данные нельзя изменить размер изображения в камере.

Большинство людей, включая меня, снимают самого большого размера, так как заплатили хорошие деньги за разрешение.

Я снимаю на среднем уровне, если снимаю миллионы людей. Вы увидите, что они выглядят так же хорошо, и вдвое сократят время и пространство, занимаемое файлами для съемки, передачи и записи.

Большой, Средний и Маленький — относительные.

Средний на D200 или D80 примерно того же размера, что и параметр Большой на D1X, D70, D100 или D50.

Маленький на D200 или D80 примерно такой же размер, как средний на D1X, D70, D100 или D50.

Small на D200 или D80 примерно того же размера, что и единственный размер, доступный на D1 и D1H. В 2002 году я заплатил более 4000 долларов за свой D1H, самое большое изображение которого было таким же, как у маленького изображения на моем D200.

Nikon говорит: «Большой», «Средний» и «Маленький». Большинство камер также показывают размер в пикселях. Другие камеры показывают мегапиксели (МП) при изменении размера. Все это означает одно и то же.

Что лучше: камера 10 МП с понижением до 3 МП или камера на 3 МП?

Легко: при установке того же разрешения камера с более высоким разрешением, настроенная на более низкое разрешение, всегда выглядит лучше, чем камера с таким исходным разрешением.

Это потому, что цифровые камеры обманывают и используют интерполяцию Байера.У них действительно не так много цветных пикселей на их ПЗС-матрицах. ПЗС-матрицы на самом деле черно-белые и используют цветные полосы для распознавания цвета. Байеровская интерполяция распределяет данные вокруг, чтобы заполнить каждый пиксель, как если бы он мог видеть цвет. Из-за этого изображения всех цифровых камер с их исходным разрешением более размыты, чем могли бы быть.

Если вы уменьшите размер изображения вдвое, резкость от пикселя к пикселю увеличится, потому что теперь данных достаточно для каждого пикселя.Примеры см. На моей странице «Интерполяция Байера».

Поэтому всегда лучше использовать камеру с более высоким разрешением и меньшим разрешением, чем камеру с таким большим разрешением.

В 2002 году я проводил тесты, и было очевидно, что D1X с разрешением 2000 x 1312 пикселей намного резче, чем D1H при том же разрешении.

D200 намного резче на Small, чем D1H того же размера, потому что D1H подталкивал его с помощью интерполяции Байера для создания файла, в то время как D200 имеет достаточно данных для гораздо более резкого изображения при том же размере.

Вы не потеряете много реального разрешения, если установите для цифровой камеры немного меньшее разрешение.

Необработанный

Все камеры начинают с необработанных данных, отсасываемых датчиком. Большинство камер создают файлы JPG с этими данными, а затем выбрасывают необработанные данные.

Необычные камеры позволяют сохранять необработанные данные, чтобы вы могли позже их исправить в программном обеспечении на вашем компьютере. Программное обеспечение делает то же самое для создания изображений из необработанных данных, что и аппаратное обеспечение камеры.Программное обеспечение намного медленнее, чем оборудование. Вот почему камеры могут выдавать 5 JPG в секунду, но вашему компьютеру, вероятно, требуется 10 секунд, чтобы открыть только один необработанный файл. Каждый делает одно и то же с одними и теми же данными.

Если вы хотите сохранить необработанные данные, вы можете сохранить их как случайные данные с датчика. Это называется несжатым RAW. Версия Nikon называется NEF, а версия Canons — CRW.

Сжатое сырье

Поскольку необработанные данные — это просто данные, их можно сжать без потерь, чтобы сэкономить много места.Так как это в основном случайное, вы получаете обычное сжатие 2: 1 на Lempel-Ziv и восстанавливаете каждый бит позже.

Nikon использует сжатие данных без потерь, но достаточно умен, чтобы применить некоторую форму кривой для преобразования 12-битных данных в 10-битные данные перед сохранением. Это отображение пугает невинных мирян. Это невидимо. Как вы можете видеть на моих примерах D200, сжатие JPG невидимо, если вы не установите его полностью. Единственный потенциальный дефект в этом сопоставлении — добавление шума, намного меньшего, чем шум, уже присутствующий в датчике, поэтому это не имеет значения.

JPG

Камера создает изображения из необработанных данных.

Затем камера использует очень хитрый прием, называемый сжатием JPG, чтобы сделать файл гораздо меньшего размера из этого изображения

JPG великолепны. Они сохраняют тот же размер, резкость и разрешение изображения и избавляются от повторяющихся данных, поэтому вам не нужно их хранить.

Подобно тому, как слизняки не могут постичь космос, непрофессионалы без докторской степени по математике не могут понять, как файлы JPG сохраняют качество изображения.Однажды я объясню, как в файлах JPG используются гамма-преобразования, дискретные косинусные преобразования, матрицы квантования и кодирование Хаффмана для упаковки 14-битных линейных исходных данных в 8-битные файлы JPG. Не волнуйтесь, JPG отлично работают, как вы можете видеть на моих примерах.

РАЗМЕР ФАЙЛОВ

Размер файла измеряется в мегабайтах, МБ. Нет прямого способа установить это на камеру.

Размер файла зависит от размера изображения в пикселях и формата файла.

Размер файла в МБ ничего не говорит о качестве изображения.Для любого размера файла JPG будет лучше, чем TIF или необработанный.

Необработанный

Из сырых данных получаются огромные файлы.

Сжатые необработанные данные возвращают точно такие же данные, но только с половиной размера файла, необходимого для хранения. Это точно так же, как вылить воду из апельсинового сока в роще и добавить ее позже, чтобы вам не пришлось возить ее. Сжатие данных работает еще лучше.

Сжатие без потерь — это именно то, что вам нужно: оно экономит половину вашего пространства и восстанавливает каждый бит.

JPG

JPG сжаты с потерями. Они очень ловко выбрасывают данные, чтобы их не было видно. Они могут сэкономить намного больше места, чем сжатие без потерь. JPG легко может выбросить 90% размера файла и при этом выглядеть безупречно!

JPG позволяют установить уровень качества или количество выбрасываемых файлов. Это есть в вашей камере как «качество» или в диалоговых окнах сохранения Photoshop.

JPG также поддерживает работу без потерь.Сохраняем в фотошопе на 12 уровне.

Размер файла

JPG зависит от детализации изображения и настроек качества. JPG требует больше данных, если в изображении больше линий или деталей и текстур.

JPG может сжимать больше, если в изображении меньше деталей. Плоское изображение пустого неба требует очень мало бит.

Некоторые камеры, такие как Nikon и Casio, сохраняют файлы JPG с почти одинаковым размером файла. Качество этих камер будет зависеть от сложности изображения, в то время как размеры файлов остаются неизменными.Мне это не нравится.

Другие камеры, такие как Canon и Sony, поддерживают постоянное качество и позволяют изменять размер файла для каждого снимка. Я предпочитаю это, так как он максимально использует мое хранилище данных и избавляет меня от желания менять настройки качества от кадра к кадру.

ПРИМЕРЫ

Это самое интересное: посмотрите их здесь!

ПРОБКА

Если вы найдете это так же полезны, как книга, которую вам, возможно, пришлось купить, или семинар, который вы можете пришлось взять, не стесняйтесь помогать мне писать больше с пожертвованием.

Спасибо за чтение!

Ken

Технические характеристики

m AC, p DC, q Оборудование класса II (конструкция изделия имеет двойную изоляцию.)

Nikon оставляет за собой право изменять внешний вид и технические характеристики оборудования и программного обеспечения, описанных в данном руководстве. в любое время и без предварительного уведомления. Nikon не несет ответственности за ущерб, который может возникнуть в результате ошибок, содержащихся в данном руководстве.

IOS является товарным знаком или зарегистрированным товарным знаком Cisco Systems, Inc., в США и / или других странах и используется по лицензии. Windows является зарегистрированным товарным знаком или товарным знаком Microsoft Corporation в США и / или других странах. Mac, macOS, OS X, Apple ® , App Store ® , логотипы Apple, iPhone ® , iPad ® и iPod touch ® являются товарными знаками Apple Inc., зарегистрированными в США и / или других странах. или другие страны. Android, Google Play и логотип Google Play являются товарными знаками Google LLC.Робот Android воспроизводится или модифицируется на основе работы, созданной и совместно используемой Google, и используется в соответствии с условиями, описанными в лицензии Creative Commons 3.0 Attribution License. Логотип PictBridge является товарным знаком. Логотипы SD, SDHC и SDXC являются товарными знаками SD-3C, LLC. HDMI, логотип HDMI и High-Definition Multimedia Interface являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками HDMI Licensing LLC.

Словесный знак и логотипы Bluetooth ® являются зарегистрированными товарными знаками, принадлежащими Bluetooth SIG, Inc.и любое использование таких знаков корпорацией Nikon осуществляется по лицензии.

Все другие торговые наименования, упомянутые в этом руководстве или другой документации, прилагаемой к вашему продукту Nikon, являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками соответствующих владельцев.

Использование значка «Сделано для Apple» означает, что аксессуар был разработан специально для подключения к продуктам Apple, указанным на значке, и был сертифицирован разработчиком на соответствие стандартам производительности Apple. Apple не несет ответственности за работу этого устройства или его соответствие стандартам безопасности и нормативным требованиям.Обратите внимание, что использование этого аксессуара с продуктом Apple может повлиять на работу беспроводной сети.

Стандарты, которым соответствует камера, можно просмотреть с помощью параметра Маркировка соответствия в меню настройки (0 Маркировка соответствия).

Авторские права на части этого программного обеспечения принадлежат © 2012 The FreeType Project (http://www.freetype.org). Все права защищены.

Авторские права на это программное обеспечение принадлежат © 2018 Проект HarfBuzz (http: //www.freedesktop.org / wiki / Software / HarfBuzz). Все права защищены.

Полное руководство по размеру пикселя датчика изображения

Если вы когда-нибудь задумывались, какой размер одного пикселя на цифровой камере или как разные размеры датчика влияют на качество изображения, то эта статья для вас. Чтобы получить более общее представление о том, что такое датчик, ознакомьтесь с нашим Руководством по технологии датчиков.

Какая разница между размером пикселя и сенсора?

Чем больше размер сенсора, тем лучше, так как он позволяет разрешать пиксели большего размера на сенсоре, что, в свою очередь, помогает записывать больше света.Более крупный сенсор также позволит производителю предложить более широкий диапазон ISO, а камера сможет снимать с более высокими чувствительностью ISO, сохраняя при этом низкий уровень шума. Например, полнокадровый датчик больше, чем датчик APS-C, а датчик APS-C больше, чем датчик Micro Four Thirds, и, следовательно, чем больше датчик, тем больше площадь сбора света и тем больше пиксели будут, при условии, что все сенсоры имеют одинаковое количество мегапикселей и используют одну и ту же сенсорную технологию.

Насколько велик пиксель?

Чем больше пикселей вы поместите на сенсор, тем меньше будет пиксель.Например, 18-мегапиксельный сенсор будет иметь меньшие пиксели, чем 12-мегапиксельный сенсор, при условии, что оба сенсора имеют одинаковый размер. Размер каждого пикселя измеряется и отображается как микрон с символом мкм или просто μ, что сокращенно от микрометра (Википедия). Размер пикселя колеблется от 1,1 микрона в самом маленьком сенсоре смартфона до 8,4 микрона в полнокадровом сенсоре. Например, 8-мегапиксельный сенсор, показанный выше, имеет разрешение 3264 x 2448 пикселей с 327 184 пикселями на площади всего 1 мм x 1 мм.

Ранее мы рассматривали размер сенсора, но мы рассмотрим размер сенсора более подробно, вплоть до уровня пикселей.

Имеет ли значение технология и тип датчика?

Еще одно соображение заключается в том, является ли датчик CMOS-датчиком BSI (с задней подсветкой), стандартным CMOS-датчиком или датчиком CCD. У датчика BSI проводка смещена в сторону, что означает, что отдельные светосиловые области пикселя могут быть больше, что позволяет большему количеству света достигать их, обеспечивая лучшую производительность при слабом освещении, а также улучшенный динамический диапазон.Вам также необходимо быть в курсе достижений, достигнутых в сенсорной технологии за эти годы, когда производители постоянно работают над уменьшением шума на изображении и улучшением характеристик сенсора.

Мы рассматриваем различные технологии, такие как датчики CCD, CMOS и BSI, в нашем руководстве по технологии цифровых датчиков изображения, и если вы ищете дополнительную информацию о типах датчиков, это стоит прочитать.

Nb. Если вы ищете лучший датчик для слабого освещения, то вы также должны знать, что диафрагма объектива влияет на характеристики при слабом освещении, чем больше диафрагма, тем лучше (т.е.f / 1,7 лучше, чем f / 3,3), а оптическая стабилизация изображения (OIS) также может помочь получить резкие снимки при слабом освещении, например, при использовании более длинных выдержек. Технология и размер сенсора — это один из аспектов качества изображения, при этом объектив и обработка изображения камерой также играют важную роль в создании окончательного изображения.

Здесь мы сравниваем различные размеры сенсоров камер различных типов, включая смартфоны, компактные камеры, беззеркальные камеры, цифровые зеркальные фотокамеры и камеры среднего формата.Мы будем показывать образцы изображений, и по мере увеличения размера сенсора (и пикселя) вы сами сможете увидеть, как это влияет на шум.

Здесь вы можете сразу перейти к каждому размеру сенсора:

Датчики для смартфонов — от 1/4 до 1 / 2,3 дюйма

Датчик в смартфоне может отличаться по размеру от телефона к телефону, и в смартфонах часто используются самые маленькие из доступных датчиков. Компактный размер смартфонов означает, что они очень редко имеют оптический зум, вместо этого они часто выбирают фиксированный объектив с яркой диафрагмой или, альтернативно, более одной камеры, чтобы использовать дополнительные функции, такие как широкоугольные объективы или двойные камеры и т.п.

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений смартфонов, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждом смартфоне:

Большинство смартфонов имеют , небольшой датчик и ограниченный диапазон ISO, при этом многие смартфоны имеют максимальную чувствительность ISO 800 и ISO 1600, хотя иногда они предлагают более высокие значения чувствительности ISO. Это может означать, что смартфоны испытывают трудности при слабом освещении, если у них нет яркой диафрагмы, оптической стабилизации изображения или других функций, помогающих в условиях низкой освещенности.

Исключением является Panasonic Lumix CM1, который оснащен 1-дюймовым сенсором. Также есть Nokia PureView 808 с сенсором 1 / 1,2 дюйма.

Huawei P8 при ISO 1600 (при 100%):

Чтобы узнать больше о смартфонах, просмотрите 10 лучших смартфонов для фотографии или ознакомьтесь с другими обзорами смартфонов.

Компактные датчики камеры — от 1/3 дюйма до 1/2 дюйма

Датчик Vivitar Vivicam 8370, показанный выше, — 8MP 1/2.5-дюймовый CMOS-датчик шириной 5,7 мм, разрешением 3264×2448 и размером пикселя 1,74 мкм, то есть линия из 572 пикселей занимает 1 мм. Датчики компактных камер различаются по размеру от 1/3 дюйма до 1/1,7 дюйма или больше. Мы рассмотрим более крупные сенсоры компактных камер в следующем разделе, посвященном компактным камерам премиум-класса.

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений компактных камер, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждой камере:


Новейшие компактные камеры с матрицей BSI CMOS предлагают широкий диапазон ISO от ISO100 часто до ISO6400.За некоторыми исключениями, не так много компактных камер с размером пикселей, превышающим нормальные, и мы считаем 1,5 микрона и более большими для компактной камеры. Когда вы переходите на следующий уровень, компактную камеру премиум-класса, вы часто найдете датчик большего размера для улучшения качества изображения.

Panasonic Lumix TZ80 при ISO6400 (при 100%):

Чтобы узнать больше о компактных камерах, посмотрите наши 10 лучших карманных камер с зумом или ознакомьтесь с обзорами более компактных камер.

Компактная камера премиум-класса — датчики от 1 дюйма до APS-C

С введением в 2012 году в Sony Cyber-shot RX100 сенсора 1 дюйм , Sony представила компактную камеру с сенсором большего размера, чем обычно, для улучшения качества изображения. Размеры сенсора варьируются от 1 дюйма до APS-C в компактных камерах премиум-класса или усовершенствованных компактных камерах, а в последнее время полнокадровые датчики используются в компактных камерах с фиксированным объективом.

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений камер премиум-класса, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждой камере:


20-мегапиксельный 1-дюймовый сенсор BSI используется в ряде камер, включая Sony Cyber-shot RX100 II, Panasonic Lumix FZ1000, TZ100 и Canon Powershot G5X, G7X Mark II и т. Д.Sony Cyber-shot RX100 II имеет яркий зум-объектив с переменной диафрагмой, пиксели размером 2,4 микрона и 20-мегапиксельный CMOS-датчик BSI. Датчик Micro Four Thirds на 20 мегапикселей больше, имеет пиксели размером 3,3 микрона, а датчики APS-C имеют еще более крупные пиксели. Для самого большого размера пикселя есть опция полнокадрового сенсора, однако это также приводит к более крупной камере с большими объективами.

Sony Cyber-shot RX100 II при ISO6400 (при 100%):

Увеличение размера сенсора от компактной камеры до 1-дюймового сенсора привело к впечатляющему улучшению шумовых характеристик: сенсор примерно в 4 раза больше, чем у типичной компактной камеры.Для получения дополнительной информации о камерах премиум-класса с сенсором большего размера ознакомьтесь с Топ-10 серьезными компактными камерами премиум-класса.

Сенсоры Micro Four Thirds и Four Thirds

Когда Olympus (и другие) представили систему Four Thirds, они использовали меньший размер сенсора по сравнению с APS-C с двукратным кроп-фактором, поскольку они увидели преимущество в создании меньшей системы камер. Вначале они страдали от шумовых характеристик, в основном из-за использования сенсоров Kodak CCD, но со временем шумовые характеристики сенсоров Micro Four Thirds начали приближаться к сенсорам APS-C, а также по количеству мегапикселей APS. -C датчики увеличились дальше, зазор между ними стал меньше.

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений Four Thirds и Micro Four Thirds, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждой камере:

8 мегапикселей CCD Четыре трети 5,3 мкм Olympus E-500 (2005 г.), E-300 (2005 г.)
10 мегапикселей КМОП Четыре трети 4.7 мкм Олимп Е-450 (2009 г.)
12 мегапикселей КМОП Четыре трети 4,3 мкм Olympus E-5 (2010 г.), E-620 (2009 г.)
16 мегапикселей КМОП Micro Four Thirds 3,75 мкм Olympus OM-D E-M5 II (2015), Panasonic Lumix GX80
20 мегапикселей КМОП Micro Four Thirds 3.3 мкм Olympus PEN F (2016), Panasonic Lumix GX8


Камеры стандарта Four Thirds раньше предлагали ограниченный диапазон ISO, однако это быстро изменилось с камерами Micro Four Thirds, предлагающими высокие значения чувствительности ISO.

Olympus OM-D E-M5 Mark II при ISO6400 (при 100%):

Чтобы узнать о других камерах Micro Four Thirds, загляните в Топ-13 лучших беззеркальных камер премиум-класса.

Датчики APS-C

Датчик APS-C различается по размеру в зависимости от камеры, в которой он находится, при этом датчики Canon APS-C немного меньше других датчиков APS-C.Есть также датчики APS-H, используемые в других камерах от Sigma и Canon.

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений камер APS-C, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждой камере:


Примечание — для камер APS-C с наиболее распространенным разрешением существует небольшая разница в размере пикселей между 24-мегапиксельной камерой APS-C (с размером пикселя 3,9 микрон) и 16-мегапиксельной камерой Micro Four Thirds (с разрешением 3.Размер пикселя 75 микрон), что должно означать, что характеристики ISO для обоих должны быть относительно одинаковыми (при условии, что технология сенсора, используемая в обоих, аналогична), хотя на большинстве 24-мегапиксельных камер APS-C пиксель немного больше, и сенсор также физически больше.

Сравнивая Canon EOS 760D с 24-мегапиксельным датчиком APS-C, он имеет меньшие пиксели на 3,7 микрона по сравнению с 16-мегапиксельным сенсором Micro Four Thirds с 3,75 микрон, что означает, что камеры Micro Four Thirds теоретически могут производить более высокие шумовые характеристики, чем Датчики Canon.(Из-за того, что Canon использует меньшие по размеру датчики формата APS-C 1,6x, чем другие производители).

Nikon D7200 при ISO6400 (при 100%):

Чтобы узнать больше о цифровых SLR с сенсорами APS-C, посмотрите 10 лучших цифровых SLR с APS-C.

Полнокадровые датчики

Предлагая более крупные пиксели, полнокадровый (FF) сенсор доступен в нескольких разрешениях, а популярные камеры часто предлагают сенсор на 24 мегапикселя, что дает большие 6.0 микрон пикселей и часто расширенный диапазон ISO до ISO 51200. Вы также можете выбрать сенсор с высоким разрешением, до 50 мегапикселей, но при этом иметь относительно большие пиксели размером 4,1 микрона. Полнокадровый датчик также способен использовать полное изображение полнокадрового объектива, чего не могут сделать камеры с меньшими датчиками (без дополнительных адаптеров).

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений полнокадровых камер, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждой камере:


Полнокадровый сенсор предлагает больший размер сенсора и большие размеры пикселей, чем APS-C, и по мере увеличения разрешения размер пикселя уменьшается, но даже 50-мегапиксельный сенсор имеет более крупные пиксели, чем 24-мегапиксельный сенсор APS-C.По мере уменьшения размера пикселя доступный диапазон ISO также имеет тенденцию к уменьшению, в зависимости от того, насколько производитель уверен в своем шумоподавлении, шумовых характеристиках и сенсорной технологии. Canon EOS 5DS и 5DS R ограничивают максимальную чувствительность ISO до ISO12800, что ниже максимальной чувствительности ISO на ряде датчиков APS-C (и меньше).

Если вам нужна камера с большими пикселями, вы можете выбрать 12-мегапиксельный полнокадровый сенсор с большими 8,4-микронными пикселями, а на Sony Alpha A7S (и Mark II) диапазон ISO можно расширить до 4 миллионов ISO.

Nikon D750 при ISO6400 (при 100%):

Canon EOS 5DS R при ISO6400 (при 100%):

Чтобы узнать больше о полнокадровых цифровых зеркальных фотокамерах, загляните в нашу десятку лучших полнокадровых зеркальных фотокамер.

Датчики среднего формата

В цифровых камерах среднего формата

часто используются датчики разных размеров в зависимости от разрешения доступного датчика, а в последнее время вместо датчиков CCD используются датчики CMOS.Из-за стоимости сенсоров среднего формата, а также из-за небольшого количества продаж сенсоров среднего формата, сенсоры среднего формата часто оказываются одними из последних сенсоров, извлекающих выгоду из технологических достижений в сенсорной технологии.

Вот таблица, показывающая количество распространенных разрешений камер премиум-класса, тип сенсора, размер и размер пикселя в микронах, а также ссылка на более подробную информацию о каждой камере:

Среднеформатные камеры предлагают больший сенсор, но также высокое разрешение, что означает, что приоритет не обязательно должен быть сделан при слабом освещении, как в некоторых полнокадровых камерах, а на высоком разрешении.В камерах среднего формата используется ряд датчиков CCD и CMOS, которые имеют ограниченную максимальную чувствительность ISO, что делает их более подходящими для студийных ситуаций, когда вы можете контролировать уровень освещенности и обеспечивать хорошее освещение. Исключением является Pentax 645Z с очень высоким максимальным значением ISO 204800.

Pentax 645Z при ISO6400 (100%):

Примечание к примерам изображений: они взяты из изображений JPEG с камеры, поэтому будут различия в том, как каждая камера обрабатывает файл, причем каждая камера применяет собственную силу шумоподавления.Также есть различия, связанные с балансом белого камеры.

Для расчета размера пикселя необходимо использовать ширину сенсора в миллиметрах, разделенную на ширину изображения в пикселях, и умножить на 1000. Например: сенсор Micro Four Thirds с разрешением 16 мегапикселей, шириной 17,3 мм, деленный на 4608, умноженный на 1000 (источник) .

Ключевые точки датчика:

  • Датчики большего размера могут улавливать больше света, но при этом часто имеют более крупные пиксели
  • Более крупные пиксели улучшают светочувствительность — чем больше микронное число, тем лучше
  • Датчики задней подсветки (BSI) повышают светочувствительность
  • Более широкий диапазон ISO также поможет при слабом освещении и часто доступен с более крупными пикселями
  • Технологический прогресс в разработке и производстве сенсоров может значительно улучшить качество изображения
  • Новые датчики, как правило, работают лучше, чем старые датчики

Дополнительная информация о размере сенсора, факторах урожая и технологии:

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.