Матрица фотоаппарата ~ PhotoPoint

Домой ФотоУроки Основное Матрица фотоаппарата

Матрица фотоаппарата, или как её еще называют фотоматрица, это микросхема, состоящая из фотодиодов (светочувствительных) элементов. Матрица используется во всех современных цифровых фокамерах и является одним из важнейших элементов. Её функцией заключается в преобразовании оптического изображения в поток цифровых данных.

В описании матрицы используется четыре основные характеристики:

• Разрешение;
• Светочувствительность;
• Физический размер;
• Соотношение сторон.

Ниже мы подробнее остановимся на каждой характеристики.

Разрешение матрицы фотоаппарата

Разрешение матрицы зависит от типа, плотности светочувствительных элементов и физического размера. В фотоматрицах разрешающая способность определяется размером пикселя. Размер пикселя может меняться в пределах 0,0025-0,0080 мм. Два пикселя отличаются друг от друга, когда между ними располагается третий, незасвеченный пиксель. В этом случае разрешающая способность соответствует расстоянию в два пикселя. В большинстве современных фотоаппаратов используются матрицы с разрешающей способностью 70-200 линий на миллиметр. 200 линий на миллиметр в матрицах крупноформатных зеркальных фотоаппаратов, а 70 в камерах мобильных телефонов и веб-камерах.

Светочувствительность фотоаппарата

Эта характеристика фотоаппарата определяет числовую зависимость параметров созданного изображения от экспозиции. Светочувствительность камеры измеряется в единицах ISO. Увеличение значения чувствительности влияет на увеличение цифрового шума в изображении. Использование больших значений ISO применяется при съемке в плохоосвещенных помещениях и в сумерках, когда важно снимать с быстрой выдержкой.

Физический размер матрицы фотоаппарата

Сравнение размеров матриц фирмы Nikon. Слева на право — Nikon Coolpix P500 (размер 1/2,3 дюйм, разрешение 12,1 Мп), Nikon 1 J2 (размер 1 дюйм, разрешение 10,1 Мп), Nikon D3100 (размер APS-C, разрешение 14,2 Мп), Nikon D4 (полнокадровый размер, разрешение 16,2 Мп)

Физический размер матрицы определяется размером пикселя. Известно что, чем больше пиксель, тем больше света он собирает. Количество света попавшего на сенсор камеры влияет на производительность фотоаппарата и качество создаваемых им фотографий.

Размер матрицы имеет прямую зависимость с ГРИП. Фотоаппараты с наибольшей матрицей имеют наименьшую ГРИП, то есть объекты вне фокуса будут сильно размыты. У камер с маленькой матрицей на снимках ГРИП будет наибольшей, это значит, что объекты вне фокуса будут четкими.

Соотношение сторон матрицы фотоаппарата

Отношение сторон не имеет существенного влияния на качество фотографий, но является одним из критериев в описании матрицы:

• Формат кадра 4:3 применяется в любительских цифровых фотоаппаратах;
• Формат кадра 3:2 используется в зеркальных фотокамерах;
• Есть модели, в которых применяется формат 16:9.

Заключение

Есть неправильный стереотип, что разрешение матрицы влияет на качество фотографий. Еще несколько лет назад наблюдалась так называемая мегапиксельная гонка, когда производители создавали камеры с большим разрешением. Этот маркетинговый ход привлекал клиентов, но по факту оказывалось, что мыльница с разрешение 10,0 Мп снимала более качественные снимки чем модель того же уровня с разрешением 16,0 Мп.

Существенное влияние на качество фотографий и видео имеет физический размер пикселя и матрицы, но никак не разрешение. Покупая недорогой компактный фотоаппарат учитывайте не столько разрешение матрицы, а его соотношение к размеру. Как известно, полнокадровые фотоаппараты (матрица соответствует формату пленки 35 мм) создают наиболее привлекательные изображения именно благодаря величине сенсора.

Предыдущая статьяКрасивая жизнь Слима Ааронса (Slim Aarons)

Следующая статьяВеликий фотопортретист Юсуф Карш (Yousuf Karsh)

Случайные статьи

История в фотографиях (1960)

Photopoint — 24.06.20150

Шестидесятые года ознаменовались комплексом взаимосвязанных культурных и политических тенденций по всему миру. Термин «шестидесятники» — был введен историками и журналистами, специально для определения деятелей. ..

Не пропустите

Сокращения в объективах Nikon

Photopoint — 19.02.20140

Начинающим фотографам, а порой и бывалым мастерам, бывает сложно разобраться в сокращениях, используемых в именованиях объективов  Nikon. Каждый символ имеет большое значение в объяснении…

Детская фотосессия, или как фотографировать детей?

Photopoint — 24.03.20160

Детская фотосессия – задача не из легких, при выполнении которой у фотографа, даже достаточно опытного, может возникнуть масса вопросов и проблем. Причиной этому является…

Защищенный фотоаппарат Ricoh WG-5 GPS

Photopoint — 10.02.20150

Знаменитая линейка защищенных компактных фотоаппаратов Ricoh пополнилась новой усовершенствованной моделью — Ricoh WG-5 GPS. Новая камера выдержит падение с высоты до 2,2 м, погружение…

Фото для бизнеса

Устройство цифрового фотоаппарата

Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒ Матрица. Характеристики матрицы – разрешение, физический размер, основы цветопередачи. ISO, Светочувствительность Определяется числом светочувствительных элементов – пикселей. Например: 1600 на 1200 пикселей – это 1.920.000 пикселя, или 1,92 Мп, или округлённо – 2 Мп. Разрешение матрицы иногда можно определить по первой цифре названия модели. Современные цифровые фотоаппараты, которые продаются в «Связном», имеют разрешения от 6Мп и больше. В фотоаппарате, кроме максимального разрешения можно выбрать меньше. Чем меньше выбрано разрешение, тем меньше он будет занимать место в памяти фотоаппарата и в памяти сохранится большее число снимков. От разрешения матрицы зависит будущий максимальный размер снимка при распечатке на бумаге: размер снимка тем больше, чем больше разрешение матрицы. Разрешающая способность человеческого глаза такова, что с расстояния 20-25 см (а именно с такого расстояния обычно рассматриваются фотографии в альбомах) он не различает детали размером менее 0,01см. Дальше – проще: умножаем разрешение кадра на 0,01см и получаем размер фотографии, которую можно напечатать без потери качества. Существует ещё один важный критерий качества, за который отвечает принтер при распечатке фотографии: число точек на квадратный дюйм для нанесения изображения, который измеряется в dpi. Дюйм – это 2,54 см, соответственно, квадратный дюйм – это квадрат 2,54 на 2,54. Чем больше dpi, тем выше качество: 300 dpi – это 300 точек в ширину и в высоту на квадратный дюйм, всего 90.000. Если используется такое dpi – качество фотографии считается полиграфическим и превосходит качество стандартных фотографий.   Количество эффективных пикселей матрицы (Класс) Размер снимка в пикселях Формат отпечатка при разрешении фотопечати 300 dpi (118 точек/см) Ближайший «стандартный» размер фотобумаги, см 4 МП 2272 х 1704 19,3 х 14,4 20 х 15 (А5) 5 МП 2560 х 1920 21,7 х 16,3 20 х 15 (А5) 6 МП 2816 x 2112 23,9 х 17,9 24 х 18 7 МП 3072 x 2304 26,0 х 19,5 24 х 18 8 МП 3264 x 2448 27,7 х 20,7 29,7 х 21 (А4) 10 МП 3648 x 2736 30,9 х 23,2 29,7 х 21 (А4) Матрица. Физический размер Под характеристикой физический размер подразумевается именно тот размер, который можно измерить. Размер матрицы указывается чаще всего по диагонали (как размер экрана телевизора) в дюймах. Используется не стандартный дюйм (1”=25,4мм), для измерения размеров матрицы используется другая величина 1”=16,9мм. Пример: 1/2”=8,45мм. Размер по диагонали – размер по ширине/высоте в мм (пропорция 4х3): 4/3″=22,5мм — 18,00×13,50мм; 1″=17мм — 12,80х9,60мм; 2/3″=11мм — 8,80х6,60мм; 1/1,8″=8,95мм — 7,18х5,35мм; 1/2,5″=6,76мм – 5,41х4,05мм; 1/2,7″=6,26мм — 5,01×3,76мм; 1/3,2″=5,28мм — 4,22×3,17мм. Для 1/2,5” и 1/3,2” используется вторая пропорция 3х2: 5,62х3,75 и 4,39х2,93мм.   Чем больше размер матрицы, при одинаковом разрешении, тем больше размер отдельного светочувствительного элемента (пикселя). Чем больше размер отдельного элемента, тем больше он захватывает света – вырабатывает более мощный электрический заряд и в итоге, лучше подавляет «шумы». Общий итог: меньше шумов и более чёткое изображение. APS-C – матрицы зеркальных фотоаппаратов, большой размер которых (отдельных пикселей, в том числе) обеспечивает высокое качество снимков. Размеры варьируются от 20,7х13,8 и до 25,1х16,7мм и соответствуют значениям (пропорция 3х2). Full Frame или APS – матрица по размерам равна плёночному кадру: 36х24мм, с диагональю 43 мм. Используется в профессиональных зеркальных фотоаппаратах. Существует APS-H — «Высокого Разрешения», или High Definition. Размер 30,2 x 16.7мм; пропорции 16:9. Кроп фактор ( Kf ) – отношение диагонали 35-мм пленки к диагонали матрицы. Большинство сенсоров выпускаемых цифровых камер имеют размер, меньший, чем у обычного кадра 24×36 мм. При использовании объектива, расчитанного на 35 мм кадр, на сенсор проецируется только центральная часть изображения, а оставшаяся часть «обрезается» краем матрицы.   Чтобы примерно рассчитать Кроп-фактор, нужно диагональ пленки поделить на диагональ матрицы.   Основы цветопередачи Для начала стоит отметить, что пиксель матрицы – монохромный, т.е. может фиксировать только один цвет. Но, несмотря на это, даже ранние цифровые камеры регистрировали цветное изображение. Достигалось это посредством тройного экспонирования, при этом перед объективом располагалось так называемое цветовое колесо, представлявшее собой диск с тремя разноцветными — красной, синей и зелёной – именно благодаря смешению этих трех цветов можно получить всю цветовую палитру — стеклянными вставками. Поворот колеса производился сервоприводом после каждого экспонирования, затем три полученных снимка «складывались» в полноцветное изображение. Вышеописанная техника, разумеется, совершенно не годилась для фотографирования движущихся объектов. В свою очередь, используемое оборудование представляло собой средне- и крупноформатную фототехнику и применялась только при студийной съёмке. Для репортажной съёмки требовалось другое решение. Для регистрации цветного изображения за одно экспонирование была предложена схема с дихроичной призмой, расщепляющей световой поток на красную, синюю и зелёную составляющие. Каждая из этих составляющих регистрировалась своей ПЗС-матрицей, а при их комбинировании получалось полноцветное изображение. Данный вариант отлично подошёл для видеокамер, однако для регистрации статического изображения он не годился. Во-первых, при использовании дихроичной призмы падала яркость светового потока, что требовало удлинения выдержки либо раскрытия диафрагмы. Во-вторых, три матрицы высокого разрешения заметно повышали стоимость фотоаппарата. В-третьих, шумы всех трёх матриц складывались воедино, значительно ухудшая качество снимка. В конечном итоге наибольшую популярность получили методы с интерполяцией цвета. Самой известной является аддитивная схема, разработанная в 1976 году доктором Брайсом Байером, сотрудником концерна Kodak. ⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒ Читайте также:  Организация работы процедурного кабинета Статус республик в составе РФ Понятие финансов, их функции и особенности Сущность демографической политии 

Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 81; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.006 с.)

качество объектива и разрешение матрицы

Что важнее: качественная фотокамера или объектив? Руководствуясь постулатом прошлых лет — «снимает не камера, снимает объектив» ответ был однозначным: при желании улучшить разрешающую силу системы «фотокамера + объектив» фотограф отдавал предпочтение качественному объективу. Так ли это сейчас, в эпоху цифровой фотографии? Фотокамера имеет несколько параметров качества: дисторсия, аберрация, дифракция, боке, пластичность рисунка. В статье рассматривается только один параметр – разрешающая сила, то есть способность передать в фотографии некоторое количество различимой информации. Передавать отчетливо, резко или чётко, как говорят некоторые.

Терминология

Фотоаппарат состоит из двух основных частей: фотокамеры (body) и объектива. То есть, в этой статье, фотоаппарат не то же самое, что и фотокамера. Изображения составных фотоаппарата я возьму в каталоге где найду исследуемые объективы и фотокамеры. Данные по разрешающей способности фотоаппаратов найдутся на сайтах www.photozone.de и www.dxomark.com.

Штриховая мира

Разрешающая сила: возможность различить две отдельные точки. Чем меньше расстояние между точками, и при этом они не сливаются в одно пятно, тем выше разрешение фотоаппарата. По-простому говоря, чем выше разрешение фотоаппарата, тем больше информации будет содержаться в фотоснимке, лучше различаются мелкие детали и выше резкость изображения. Разрешающая сила фотоаппарата складывается из разрешающей силы матрицы и разрешающей силы объектива.

Тест MTF50 самый распространенный тест для оценки качества изображения в фотографии. Разрешающая сила определяется фотографированием штриховой шкалы или миры. Штриховая мира это лист бумаги, на котором напечатаны чередующиеся тёмные и светлые полоски с изменяющейся частотой. Чем более тонкие штрихи способен передать фотоаппарат, тем выше его разрешающая способность. Оценивать качество изображения мы будем по количеству различимых полосок помещающихся в высоту кадра. Чем тоньше будут различимые полоски, тем больше таких полосок мы увидим, тем выше качество фотосистемы в целом. Чтобы не усложнять расчеты, я буду использовать лучшее значение разрешающей силы.

Исходные данные. Предположим, мы имеем слабую, всего 8 мегапикселов, фотокамеру Canon 350D и слабый объектив Canon EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS. Попробуем определить, какие вложения будут эффективны для улучшения такого фотоаппарата:

• увеличить количество мегапикселов матрицы фотокамеры;
• использовать более качественный оптику;
• перейти на полнокадровую (фулфрейм) камеру.

Наращивание мегапикселов

Что произойдет с разрешением, если увеличить количество мегапикселов с 8,2 (у Canon 350D) до 15,5 (например, у Canon 500D)? Количество пикселей матрицы увеличится в 1,89 раза, вероятно, следует ожидать пропорциональный рост увеличения разрешающей способности фотоаппарата. На сайте PHOTOZONE.DE я вижу, что разрешение нашей системы увеличилось с 2164 линий (рис. 1) до 2440 (рис. 2) по высоте кадра, то есть в 1,13 раза по одной стороне матрицы, а по всей матрице: 1,13² = 1,28. Прирост 28%, против ожидаемых 89%, как же так?

Canon 350D

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Для того чтобы ответить на этот вопрос, я поискал информацию о разрешающей способности объектива Canon 18-55. На сайте Dxomark.com было обнаружено, что его разрешающая сила соответствует 8 мегапикселов информации (строка Sharpness на рисунке 3). Сколько бы мы не наращивали мегапикселов в матрице, ограничителем резкости системы будет именно слабый объектив. Собственно, в фотоаппарате «Canon 350D + Canon 18-55» разрешение матрицы соответствует разрешающей силе оптики, такая система является сбалансированной.

Вывод: наращивание мегапикселов при объективе Canon 18-55 даст эффект, но не столь значительный, как ожидалось. Купив более качественный объектив, разрешающая сила фотоаппарата Canon 350D будет ограничиваться уже матрицей с небольшим числом мегапикселов. Подтверждением этому служит иллюстрация 1-4: с хорошим объективом Canon EF 50mm f/1.4 мы получим близкий с Canon 18-55 результат. Это же подтверждает и сайт g-foto.ru, показывая результат 2100 линий для системы «Canon 350D + Canon EF 50mm f/1.4». Улучшение данной системы практически невозможно.

Улучшаем объектив

Слава богу, что современные камеры не столь слабы, как Canon 350D, и скорей всего вы имеете «на борту» больше мегапикселов, например, Canon EOS 500D с матрицей на 15,5 мп. Напомню, что с такой матрицей Canon 18-55 выдавал разрешение 2164 линии. Попробуем найти для камеры более качественный объектив. Canon EF-S 17-85mm f/4-5.6 USM IS «выдаст на гора» 2556 линий по высоте кадра (рис. 4), то есть в 1,18 раза больше. А по всей площади кадра мы получим прирост количества информации в 1,18² = 1,4 раза. Очень не дурно… Собственно говоря, это всё, что мы сможем добиться от Canon 500D. Даже самая качественная оптика на этой фотокамере даёт схожие значения разрешающей силы. Например, очень резкий Canon EF 35mm f/2 USM IS, дает с нашей фотокамерой аж 2638 линий по высоте кадра (рис. 5), популярный Canon EF 50mm f/1.4 показал 2600 линий (рис. 6), а профессиональные зуммы показали результат, схожий с «любительским» Canon 17-85mm.

Canon 17-85 мм.

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Вывод: для современных камер с «кропнутой» матрицей оптимальным и по цене и по качеству использовать объектив, схожий по разрешающей силе с Canon 17-85. Использование дорогих профессиональных объективов даст едва ощутимый прирост количества информации в кадре.

Хотим больше!

Canon EF 24-105mm f/4 USM L IS непафосный, но хороший объектив, рабочая лошадка профессионального фотографа. На камере с кропнутой 15-ти мегапиксельной матрице она дает нам 2488 линий по высоте кадра (рис. 7). Но на полноформатном Canon 5D Mk II он выдаст 3400(!) линий (рис. 8). То есть количество информации по всей площади кадра увеличится в 1,37² = 1,86 раза. Очень хорошо!

Canon 24-105 мм.

Рисунок 7

Рисунок 8

Hasselblad

Почему получился такой прирост? Все дело в размере матрицы. Предположим, что у нас есть объектив, который выдает 100 линий/мм. В «кропнутой» матрице таких миллиметров 15 (по высоте), значит, матрица сможет принять на себя 100х15 = 1500 линий. В полноформатной фотокамере высота матрицы 24 мм., и на матрицу будет передано уже 2400 линий. Это гигантское преимущество матриц большого размера.

Вывод: можно, конечно, купить к кропнутой фотокамере очень хороший профессиональный объектив, но полностью он проявит себя только на полноформатной фотокамере.

Еще больше?

Дальнейшее наращивание мегапикселов на полноформатной матрице вновь упрется в качество оптики. Уже 30-ти мегапиксельные камеры, чтобы раскрыться во всей своей красе, требуют самых лучших, самых дорогих объективов. Это не только дорого, но еще и неудобно, ибо от зумм-объективов, скорей всего, придется отказаться. Второй вариант наращивания резкости камеры – переход на среднеформатные матрицы, например Hasselblad с матрицей 53х40 мм. Но это совсем другая, фантастическая история.

Что такое внутренние и внешние параметры камеры в компьютерном зрении? | by Aqeel Anwar

Photo by ShareGrid on Unsplash

Подробное объяснение внутренних и внешних параметров камеры с помощью визуализаций

Изображения являются одним из наиболее часто используемых данных в последних моделях глубокого обучения. Камеры — это датчики, используемые для захвата изображений. Они берут точки мира и проецируют их на двумерную плоскость, которую мы видим как изображения. В этой статье мы рассмотрим полную трансформацию, которая происходит в этом процессе.

Это преобразование обычно делится на две части: Внешняя и Внутренняя. Внешние параметры камеры зависят от ее расположения и ориентации и не имеют ничего общего с ее внутренними параметрами, такими как фокусное расстояние, поле зрения и т. д. С другой стороны, внутренние параметры камеры зависят от того, как она захватывает изображения. Такие параметры, как фокусное расстояние, апертура, поле зрения, разрешение и т. д., определяют внутреннюю матрицу модели камеры.

Эти внешние и внешние параметры являются матрицами преобразования, которые преобразуют точки из одной системы координат в другую. Чтобы понять эти преобразования, нам сначала нужно понять, какие системы координат используются при построении изображений.

Image By Author

Обычно используемые системы координат в Computer Vision:

1. Мировая система координат (3D)
2. Система координат камеры (3D)
3. Система координат изображения (2D)
4. Система координат пикселей (2D)

Внешняя матрица представляет собой матрицу преобразования из мировой системы координат в систему координат камеры, а внутренняя матрица является матрицей преобразования который преобразует точки из системы координат камеры в пиксельную систему координат.

Мировая система координат (3D):

[Xw, Yw, Zw]: Это трехмерная базовая декартова система координат с произвольным началом. Например, определенный угол комнаты. Точку в этой системе координат можно обозначить как Pw = (Xw, Yw, Zw).

Изображение Автор

Система координат объекта/камеры (3D):

[Xc, Yc, Zc]: Это система координат, которая измеряется относительно начала координат/ориентации объекта/камеры. Ось Z системы координат камеры обычно направлена ​​наружу или внутрь объектива камеры (главная ось камеры), как показано на изображении выше (ось Z направлена ​​внутрь объектива камеры). Можно перейти от мировой системы координат к системе координат объекта (и наоборот) с помощью операций вращения и перемещения.

Image By Author

Матрица преобразования 4×4, которая преобразует точки из мировой системы координат в систему координат камеры, известна как внешняя матрица камеры . Внешняя матрица камеры изменяется, если изменяется физическое расположение/ориентация камеры (например, камера на движущемся автомобиле).

Изображение Автор

Система координат изображения (2D) [Модель пинхола]:

[Xi, Yi]: 2D система координат, в которой 3D точки в системе координат камеры спроецированы на 2D плоскость (обычно перпендикулярную ось z системы координат камеры — показана желтой плоскостью на рисунках ниже) камеры с моделью обскуры.

Image By Author

Лучи проходят через центр отверстия камеры и проецируются на 2D-плоскость на другом конце. 2D-плоскость — это то, что камера захватывает в виде изображений. Это преобразование с потерями, что означает, что проецирование точек из системы координат камеры на 2D-плоскость не может быть обращено (информация о глубине теряется. Следовательно, глядя на изображение, снятое камерой, мы не можем определить фактическую глубину). из точек). Координаты X и Y точек проецируются на 2D-плоскость. 2D-плоскость находится в f (фокусное расстояние) расстояние от камеры. Проекции Xi, Yi можно найти по закону подобных треугольников (луч, входящий и выходящий из центра камеры, имеет одинаковый угол с осью x и y, альфа и бета соответственно).

Image By AuthorImage By AuthorImage By Author

Следовательно, в матричной форме у нас есть следующая матрица преобразования из системы координат камеры в систему координат изображения.

Изображение Автор

Это преобразование (от камеры к системе координат изображения) является первой частью внутренняя матрица камеры .

Пиксельная система координат (2D):

[u, v]: Представляет целочисленные значения путем дискретизации точек в системе координат изображения. Пиксельные координаты изображения — это дискретные значения в диапазоне, который можно получить, разделив координаты изображения на ширину и высоту пикселя (параметры камеры — единицы измерения: метр/пиксель).

Image By Author

Система координат пикселей имеет начало в левом верхнем углу, поэтому наряду с дискретизацией требуется оператор перевода (c_x, c_y).

Изображение Автора

Полное преобразование из системы координат изображения в пиксельную систему координат может быть показано в матричной форме, как показано ниже. Ось X и Y не 90 градусов. В этом случае необходимо выполнить еще одно преобразование для перехода от прямоугольной плоскости к наклонной плоскости (перед выполнением преобразования из изображения в пиксельную систему координат). Если угол между осями x и y равен тета, то преобразование, которое переводит точки из идеальной прямоугольной плоскости в наклонную плоскость, можно найти, как показано ниже. 0005 Изображение Автор

Эти две матрицы преобразования, т. е. преобразования из прямоугольной системы координат изображения в систему координат перекошенного изображения и из системы координат перекошенного изображения в пиксельную систему координат, образуют вторую часть внутренней матрицы камеры .

Объединение трех матриц преобразования дает внешнюю матрицу камеры, как показано ниже0012 3D-3D проекция. Вращение, масштабирование, перемещение

Камера-изображение: 3D-2D-проекция. Потеря информации. Зависит от модели камеры и ее параметров (пинхол, f-тета и т.д.)

Изображение в пиксель: 2D-2D проекция. От непрерывного к дискретному. Квантование и сдвиг начала координат.

Матрицы камеры — изображение автора

Внешняя матрица камеры (от мира к камере):

Преобразует точки из мировой системы координат в систему координат камеры. Зависит от положения и ориентации камеры.

Внутренняя матрица камеры (камера-изображение, изображение-пиксель):

Преобразует точки из системы координат камеры в пиксельную систему координат. Зависит от свойств камеры (таких как фокусное расстояние, размеры в пикселях, разрешение и т.д.)

типы, размер, разрешение, чувствительность, очистка

Ни одна камера не может обойтись без матрицы. Современные модели оснащены ею почти все. Это произошло в тот момент, когда цифровые аналоги стали вытеснять устаревшие пленочные технологии. Матрица камеры является одним из основных компонентов, без которого невозможна работа всего устройства в целом, ведь его роль если не ключевая, то, по крайней мере, может считаться одной из ведущих. Именно матрица отвечает за качество будущего изображения, цветопередачу, четкость, полноту кадра. Как и другие важные элементы фототехники, матрица имеет ряд основных параметров, на которые обычно ориентируются при выборе той или иной модели.

Содержание

• 1 Типы матрицы
• 2 Размер физической матрицы
• 3 Количество мегапикселей и матриц Матрица цифрового фотоаппарата – это, прежде всего, чип . Преобразует световые лучи, которые, преломившись в системе линз и зеркал, попадают на него. В результате такого преобразования получается электрический сигнал, который отображается в цифровом виде, формируя снимок. За весь этот процесс отвечают специальные фотодатчики, расположенные на самой плате. Чем больше количество сенсоров, чувствительных к свету, тем выше разрешение и, как следствие, качество конечного изображения.

  Существуют матрицы следующих типов.

  1. ПЗС — тип матрицы камеры , что буквально означает устройство с зарядовой связью. В английской версии — Charge-Coupled Device. Очень известная аббревиатура, которая, впрочем, не так уж и распространена в наши дни. Многие используют устройства на основе светодиодов с высокой чувствительностью, на базе ПЗС-системы, но, несмотря на большую распространенность, этот тип микросхем все чаще вытесняется более современными.
     
  2. КМОП-матрица . Формат Matrix, введен в эксплуатацию в 2008 году. Однако история создания этого формата уходит корнями в далекий 93-й, когда впервые была опробована технология АПС. Матрица CMOS представляет собой комплементарный полупроводник на основе оксида металла. Эта технология позволяет производить выборку отдельного пикселя практически так же, как и в стандартной системе памяти; кроме того, каждый пиксель оснащен дополнительным усилителем. Так как эта система более современная, она часто снабжена автоматической регулировкой времени экспозиции каждого пикселя в отдельности. Это улучшение позволяет получить полный кадр без потери боковых границ, а также без потери верхней и нижней части кадра. Полноразмерная матрица чаще всего изготавливается по технологии CMOS.
  3. Есть еще один тип матрицы — Live MOS-матрица . Он был выпущен компанией «Панасоник». Этот чип работает с помощью технологии, в основе которой лежит МОП. MOS-матрица позволяет делать качественные профессиональные изображения без высокого уровня шума, а также исключает перегрев.

  Физический размер матрицы

  Размер матрицы камеры — одна из важнейших ее характеристик. Как правило, указывается в дюймах в виде дроби. Больший размер означает меньше шума в финальном кадре. Кроме того, чем больше физический размер, тем больше световых лучей способна зарегистрировать матрица. Объем и количество лучей напрямую влияют на качество передачи оттенков и тонов.

  Кроп-фактор — это отношение размера кадра 35-мм пленочной камеры к матрице цифровой камеры. . Дело в том, что процесс создания цифровой матрицы довольно затратный, и поэтому производители постарались минимизировать ее размеры.

  Если сравнить фото, сделанное одним объективом на камеру с полнокадровой матрицей и камеру с «кривой» матрицей, то в первом случае угол охвата будет больше, а изображение сама будет шире. Получается, что кропнутая матрица обрезает готовую картинку, отсюда и название — cropped с англ. обрезать (обрезать).

  Чаще всего кроп-фактор используют для измерения максимально точного расстояния фокусировки объектива, устанавливая его на различные устройства. Вот тут-то и появилось такое понятие, как эквивалентных фокусных расстояний (ЭФР), которые вычисляются путем умножения фокусного расстояния (ФР) на кроп-фактор. Так, объектив с полнокадровой матрицей (кроп = 1) и объектив с ФР 50 мм будут захватывать тот же размер изображения, что и кроп-матрица 1.6 с объективом 30 мм с ФР. В этом случае можно сказать, что ЭФР этих объективов одинаковое. Ниже представлена ​​таблица, в которой можно провести сравнение того, как меняется ЭФР в зависимости от кроп-фактора.

  Количество мегапикселей и разрешение матрицы

  Сама матрица дискретная. В его состав входит более миллиона элементов, преобразующих световой поток, исходящий от линз. В характеристике каждой модели фотоаппарата можно найти такой параметр платы матрицы, как количество светочувствительных элементов или разрешение матрицы, измеряемое в мегапикселях.

  Один мегапиксель равен одному миллиону светочувствительных сенсоров, улавливающих лучи, преломленные линзами. Конечно, чем больше будет этот параметр, тем качественнее получится картинка.

  Правда, есть обратная зависимость. Если физический размер матрицы меньше, то и количество мегапикселей должно быть пропорционально меньше, иначе не избежать эффекта дифракции: фотографии будут размытыми, без четкости.

  Чем больше размер пикселя, тем больше он способен фиксировать падающие на него лучи. Размер пикселей напрямую связан с размером матрицы и влияет в основном на ширину кадра . Чем больше количество мегапикселей при правильном соотношении размеров матрицы, тем больше лучей света смогут поймать сенсоры. Количество фиксированных лучей напрямую влияет на исходные параметры конвертируемого материала: резкость, цвет, объем, контрастность, фокус.

  Таким образом, разрешение камеры влияет на качество изображения . Зависимость разрешения от количества используемых пикселей очевидна. В объективе с помощью сложного расположения оптических элементов формируется необходимый световой поток, который затем матрица будет делить на пиксели. Оптические устройства также имеют собственное разрешение. Более того, если разрешающая способность объектива достаточно мала, а передача двух светящихся точек, разделенных одной темной, происходит как единое целое, то разрешающая способность будет различима не так отчетливо. Происходит это именно из-за прямой зависимости и привязки к количеству мегапикселей.

  Важно: на качественное изображение влияет как параметр разрешения матрицы, так и разрешение оптики объектива. Измеряется количеством линий на 1 мм. Разрешение достигает своего максимального значения, когда оба показателя — матрица и объектив — соответствуют друг другу.

  Если говорить о разрешении современных цифровых микросхем, то оно складывается из размера пикселя (от 2 до 8 мкм). На сегодняшний день на рынке представлены модели с производительностью до 30 мп.

  Светочувствительность

  В фотоаппаратах по отношению к матрице принято использовать термин эквивалент светочувствительности . Это связано с тем, что истинная чувствительность может быть измерена различными способами в зависимости от набора параметров матрицы. Но применяя усиление сигнала и цифровую обработку, пользователь может обнаружить высокие пределы чувствительности.

  Параметры светочувствительности демонстрируют способность исходного материала преобразовывать электромагнитные эффекты потока света в электрический двоичный сигнал. Проще говоря, показать, сколько света требуется для получения объективного уровня электрического импульса на выходе.

  Параметр чувствительности (ISO) чаще всего используется фотографами для демонстрации возможности съемки в условиях низкой освещенности. Повышение чувствительности в параметрах прибора позволяет улучшить качество конечного изображения при необходимых значениях диафрагмы и выдержки. ISO может достигать значений от нескольких десятков до тысяч и десятков тысяч единиц. Отрицательной стороной высокой чувствительности является появление «шума» , проявляющегося в виде эффекта зернистости кадра.

  Как почистить матрицу в домашних условиях

  Битые пиксели могут быть не всегда. На самом деле, когда происходит смена объектива, частицы мусора могут попасть на матрицу, вызывая эффект битых пикселей «. Чистка матрицы камеры нужна для предотвращения этого эффекта, а также для более комфортной работы с устройством.

  Со временем, особенно при длительной эксплуатации устройства в различных погодных условиях, матрица может покрыться пылью . При нарушении герметичности в районе байонета на поверхность может попасть небольшое количество влаги, что также может негативно сказаться на качестве оправы. Уборку можно доверить профессионалам из сервисного центра, а можно сделать самостоятельно, в домашних условиях.

  Важно помнить, что помещение, в котором будет проходить процедура, должно быть максимально пыльным, без сильных сквозняков. Прежде чем приступить к самой процедуре, необходимо убедиться, что аккумулятор заряжен.

  Первый и самый простой способ очистить стеклянную поверхность чипа кремниевой пластины — сдуть пыль . Для этого используйте самый обычный очиститель для линз, он продается в любом крупном хозяйственном магазине. К сожалению, использование груши помогает только при удалении легкого налета мелких пылевых песчинок. Для более крупных частиц, которые могут прилипнуть к поверхности, может потребоваться что-то более твердое.

  Если груша не помогла справиться с пятнами на матрице, можно попробовать использовать специальный набор для очистки поверхности стекла . Стоит немного дороже, но и эффективность очистки гораздо выше.

  1. Первым пунктом в уборке является использование специального пылесоса . Его сборка не занимает много времени и подробно описана в инструкции к набору. На конце устройства находится мягкий наконечник, благодаря чему исключается повреждение устройства во время работы. Лучше всего чистить пылесосом не только стеклянную поверхность, но и все полости, которые доступны для очистки.
     
  2. После уборки пылесосом можно приступать к влажной уборке. Осуществляется специальными кистями одна из которых влажная, другая сухая. Этот вид очистки нужен для частиц пыли, которые, будучи влажными, попадали на поверхность стекла, а высохнув, прикреплялись к ней, создавая эффект «битого пикселя». Влажная щетка, пропитанная специальным раствором, эффективно удаляет засохшие песчинки и пыль, не оставляя разводов и разводов. Проводить по стеклу нужно плавными нежными движениями, лишь слегка нажимая на саму кисть. Оставшаяся влага довольно быстро испарится сама. Даже если после влажной уборки на стекле останется пара капель, их прекрасно можно удалить сухой щеткой (щеткой).
     
  3. Третий этап является заключительным этапом. сухой щеткой на матрице и убедитесь, что она чистая.

  После очистки можно попробовать сделать пробный снимок, чтобы убедиться, что процедура прошла успешно. Для этого закройте диафрагму на максимальное значение и сделайте снимок чистого белого листа, приведя объектив в состояние полной расфокусировки. Затем сравните качество снимков до и после.

  Очистить матрицу зеркальной камеры достаточно просто; для этого не требуется ни глубоких знаний, ни большого опыта, достаточно желания, некоторого терпения и знания основных принципов очистки высокоточной оптической техники.

  Заключение

  Матрица фотоаппарата – важнейшая часть любой современной зеркалки. Без него невозможно сделать снимок, и от его параметров зависит дальнейшее использование аппарата. Если параметры матрицы подобраны неправильно, камера не будет оптимально справляться со своими задачами. Матрица не требует никакого дополнительного ухода, кроме периодической очистки стеклянной поверхности.

  Следует отметить, что светочувствительные датчики очень хрупкие и не выдерживают падения устройства даже с небольшой высоты, поэтому рекомендуется эксплуатировать камеру с максимальной осторожностью и аккуратностью.

  За кулисами фильма Ланы Вачовски «Воскресения матрицы» | Тенденции отрасли

  Кинематографист Даниэле Массаччези объясняет, как было обновлено визуальное представление «Матрицы», включая культовый эффект «замедленного времени»

  «Матрица » была столь же пророческой, сколь и популярной после выхода в 1999 году. Она получила четыре премии «Оскар» в том числе для VFX, сбросил планку высококонцептуального научно-фантастического кино и породил мем (красная таблетка или синяя), который резонирует все сильнее по мере приближения факсимильной цифровой антиутопии краев метавселенной.

  Яхья Абдул Матин II в роли Морфеуса

  Сложная задача для создателей Ланы и Лилли Вачовски повторить; попытка, которую многие фанаты считали неудачной в двух сиквелах, Reloaded и Revolutions , 2003 года.

  Почти 20 лет спустя компьютерный ландшафт изменился, а вместе с ним и технологии кинопроизводства. Эти события потребовали обновленного визуального представления в возвращении Ланы Вачовски к The Matrix Resurrections 9.0011 .

  Воскрешение Матрицы — Киану Ривз и Кэрри-Энн Мосс

  « Воскрешение разработано, чтобы отразить скачок вперед в компьютерном интерфейсе и дать нам другой вид и более естественную цветовую палитру», — говорит Даниэле Массаччези, со-оператор проекта.

  Оригинал, выпущенный за шесть лет до того, как Apple выпустила iPhone, иллюстрировал способность персонажей путешествовать по Матрице через телефонные трубки и коммутируемые линии ISDN. В Воскрешения они путешествуют через порталы.

  Тональный вид Матрица была зеленой, чтобы имитировать экраны корпоративных компьютеров того времени, в то время как реальный мир получил негостеприимный, тусклый синий оттенок.

  «На этот раз наш взгляд на мир Матрицы более красочный, как открытка, в то время как изображение реального мира остается более холодным и темным с большей контрастностью», — объясняет Массаччези. «В Resurrections Матрица была разработана таким образом, чтобы люди в реальном мире находили симулякры правдоподобными. Поэтому он фотореалистичен и полон цвета».

  «Лана хотела, чтобы один актер двигался сверхбыстро, а другой — сверхмедленно, и при этом они вместе находились в кадре, взаимодействуя. Нашей задачей было попытаться найти решение для этого», — Даниэле Массаччези, со-оператор

  .

  В то время как «Матрица » и два ее продолжения были сняты на пленку, Вачовски хотел воспользоваться универсальностью цифровых технологий и работал с камерами Red Ranger Helium, снимающими 6K.

  Посвящение пуленепробиваемому времени

  «Основная съемка заняла всего 88 дней — для фильма такого размера это очень быстро», — говорит Массаччези, который начал проект в качестве оператора для Джона Толла, ASC. Когда Covid остановил производство после выездных съемок в Сан-Франциско, и все интерьеры остались снимать в Studio Babelsberg, американец почувствовал, что не может возобновить работу из-за риска для здоровья, связанного с поездкой. Massaccessi, итальянец с большим опытом, включая работу с Toll над проектами Wachowski, такими как Cloud Atlas, Jupiter Ascending и Sense8 взяли верх.

  Resurrections,  «Разработано, чтобы отразить скачок вперед в компьютерном интерфейсе», Massaccesi

  Это включало переосмысление культового визуального эффекта «время пули» оригинала, который, казалось, показывал действие в замедленном темпе, пока камера движется. через сцену с нормальной скоростью. Это было достигнуто с помощью массивов камер и постобработки, и на этот раз это было отправной точкой для режиссера и съемочной группы.

  «Работая с Ланой и Джоном во время подготовки, мы обсуждали использование групп из 100 камер, снимающих со скоростью 120 кадров в секунду, — говорит Массаччези. «Мы решили не идти по этому пути, отчасти потому, что мы чувствовали, что хотим рассказать историю по-другому, а также потому, что с тех пор манера Ланы менялась. Она предпочитает более плавный процесс и много работает со Steadicam. Она не хотела приостанавливать производство, чтобы делать сложные визуальные эффекты. Она хотела снимать как можно больше на камеру и на Steadicam».

  Однако в некоторых кадрах были задействованы группы из 15 тел рейнджеров. Это включало сцену в кафе, где Тринити (Кэрри-Энн Мосс) кричит, и показанную с несколькими теневыми перспективами ее лица в одном кадре.

  «На этот раз наш взгляд на мир Матрицы более красочный, как открытка», — Даниэле Массаччези, со-оператор

  двигаться с разной скоростью в одном кадре.

  «Лана хотела, чтобы один актер двигался сверхбыстро, а другой — сверхмедленно, но при этом вместе находились в кадре и взаимодействовали, — объясняет Массаччези. «Наша работа заключалась в том, чтобы попытаться найти решение для этого и, что важно, такое, которое по-прежнему позволяло бы снимать сцену в обычном режиме без прерывания».

  Ответом было использование стереоскопической установки. Вместо того, чтобы использовать параллакс для каждой камеры, как при съемке в 3D, камеры были выровнены для съемки одинакового вида: одна записывала 6K 120 кадров в секунду, а другая 6K 8 кадров в секунду. Затем отснятый материал был объединен в пост, чтобы создать 11-минутную сцену, воспроизводимую со скоростью 24 кадра в секунду.

  • Подробнее  За кулисами Белфаста Кеннета Браны

  «Это не то, чего мы могли бы добиться на практике, используя массив камер, который потребовал бы пару дней работы только для того, чтобы сделать один снимок», — добавляет она.

  Матрица — обновленное визуальное представление

  «Я думаю, что в оригинале она нашла визуальные эффекты медленным процессом с большим количеством проходов, чтобы все получилось правильно. Она отходит от этого и хочет, чтобы ее фильм был более реалистичным в смысле нахождения большего количества решений на съемочной площадке. Очевидно, что в этом фильме много визуальных эффектов [во главе с Framestore и DNEG], но хитрость всегда заключалась в том, чтобы найти что-то практичное при съемке сцены, на которую ссылались бы визуальные эффекты».

  Одна из этих идей заключалась в том, чтобы поместить кольцо света над порталами, которые ловят волосы и лицо актера, когда он перемещается между мирами.

  Интимная работа Steadicam

  На Sense8 Вачовски и Массаччези разработали метод, при котором режиссер будет следить за оператором Steadicam во время съемок. Это необычно, так как большинство режиссеров вернулись со съемочной площадки, наблюдая за кадрами. Однако Вачовски был настолько очарован процессом, что почти весь фильм был отснят этим методом.

  Вачовски описал эту технику как создание «этого странного четвероногого существа с одним глазом».

  Ривз в роли Нео

  «Этот процесс не только очень эффективен, но и дает Лане прямое и непосредственное представление о игре актера», — рассказывает Массаччези. «Находясь со мной на съемочной площадке, она видит и чувствует, что происходит, без необходимости смотреть в монитор. Она может сразу сказать актерам, следует ли им изменить то или иное. Хотя мы обсудили сцену, и я знаю, что делать, она может передумать и прошептать мне на ухо, пока мы снимаем «иди направо», «иди налево», «посмотри на это» или «направь камеру» туда. Это своего рода дистанционное управление!»

  В дополнение к рейнджерам операторы-постановщики использовали красных комодос для каскадерской работы и дополнительного прикрытия.

  Воскрешение Матрицы

  «В подобном фильме с большим количеством быстрых движений, стрельбы и взрывов вы хотите, чтобы действие было максимально жестким и с максимально высоким разрешением», — говорит Массаччези.

  No related posts.