Как мы можем различать качество изображения, снятого разными камерами? Изображения лучше всего сравнивать на уровне нормализованных пикселей (с мелкими деталями, просматриваемыми на мониторе, как если бы они были напечатаны с одинаковым общим размером изображения) после параллельной съемки в поле с сопоставимыми настройками объектива и выдержки.Рассмотрим две родственные камеры с полнокадровой матрицей :

1. Sony Alpha A7S (12 мегапикселей для фотосайтов большого размера , оптимизированных для высоких ISO , при слабом освещении и видеосъемки плюс фото, новинка 2015 года) по сравнению с
2. Sony Alpha A7R (36 мегапикселей для небольших фотосайтов , оптимизированных для высокого разрешения , новинка 2014 года)

Несмотря на меньший размер, но более плотный фотосайт ведра (также называемый сенсоров или пикселей для улавливания световых фотонов), 36-мегапиксельная Sony Alpha A7R превосходит динамический диапазон 12-мегапиксельной Sony Alpha A7S в нормализованном сравнении сырых файлов ( см. Dpreview статью ).В то время как обе камеры размещают свои фотосайты на одной и той же площади поверхности полнокадрового сенсора , 36-мегапиксельная A7R превосходит 12-мегапиксельную камеру A7S для экспозиции , гибкость в необработанной постобработке при ISO от 100 до 6400. Общее качество изображения 12-мегапиксельная A7S не превосходит A7R до ISO 12800 и выше (но только в тени через полутона в условиях низкой освещенности). Sony A7S лучше для видеооператоров при слабом освещении , тогда как A7R лучше для пейзажных фотографов при слабом освещении , которые ценят высокое разрешение и динамический диапазон.

Поддержите мою работу — купите что-нибудь, щелкнув любую ссылку продукта Amazon.com на PhotoSeek. Как партнер Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках.

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 у самого маленького сенсора смартфона до 8,4 микрона у полнокадрового сенсора.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.Вы также должны быть в курсе достижений, достигнутых в сенсорной технологии за эти годы, и 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 вам также следует 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.

Вы можете сразу перейти к каждому размеру сенсора здесь:

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 оснащены оптическим зумом, вместо этого они часто выбирают объектив с постоянным фокусным расстоянием 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 — 1 дюйм до датчиков 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 см. 10 лучших серьезных компактных камер премиум-класса.

Датчики 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 2-кратным 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:

Камеры стандарта Four Thirds раньше предлагали ограниченный диапазон ISO, однако это быстро изменилось с появлением камер Micro Four Thirds, предлагающих высокую чувствительность 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 установлен, 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 микрон 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 у других производителей).

Nikon D7200 при ISO6400 (при 100%):

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

Полнокадровые датчики

Предлагая более крупные пиксели, полнокадровый (FF) датчик (FF) доступен в нескольких разрешениях, а популярные камеры часто предлагают датчик 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

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 приоритетом не обязательно является работа при слабом освещении, как в некоторых полнокадровых камерах, а вместо этого высокое разрешение.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
• Большие пиксели улучшают светочувствительность — чем больше микронное число, тем лучше
• Датчики задней подсветки (BSI) повышают светочувствительность
• Более широкий диапазон ISO также помогает 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:

Full Frame против APS-C против Micro Four Thirds — Какой из них вам подходит?

Споры о размерах сенсоров, вероятно, никогда не закончатся.Это слишком поляризационный аргумент. С одной стороны, у вас есть фраза «Полный кадр = король!» много, а с другой стороны, у вас есть «Нет, не имеет значения». Две крайности. Однако правда находится где-то посередине, если смотреть на вещи объективно.

Определенно есть преимущества и недостатки датчиков разного размера, но также есть много ситуаций, когда это не имеет значения. В этом видео Марк Ньютон из Школы фотографии объективно рассматривает камеры с сенсорами трех разных размеров: полнокадровый 35 мм, Canon 1.6-кратное кадрирование APS-C и Micro 4/3, чтобы выбрать наиболее подходящий.

В видео Марк сравнивает три камеры с сенсорами трех разных размеров. Полнокадровый Canon 5D Mark IV, Canon 1200D APS-C с кадрированием 1,6x и Micro Four Thirds с кадрированием 2x Olympus OM-D E-M1 Mark II. Что еще больше усугубляет путаницу, кадрирование Canon 1,6x не является стандартом для сенсоров APS-C. На самом деле он немного меньше, чем у большинства. Все остальные производители (Nikon, Sony, Fuji и т. Д.) Используют немного больше 1.5-кратные датчики кропа в их камерах APS-C, хотя с практической точки зрения это не имеет большого значения (хотя некоторые все же есть).

Нам показаны различные примеры того, как датчик другого размера влияет на поле зрения с заданным фокусным расстоянием, настройки, которые нам, возможно, придется внести в результате использования датчиков разных размеров, и последствия, с которыми мы можем столкнуться в результате этих корректировки.

К видео есть сообщение на веб-сайте Школы фотографии, хотя я не обязательно согласен с каждым сделанным заявлением.Например, «датчик большего размера имеет более крупные пиксели, что означает, что каждый пиксель может улавливать больше света, и это создает меньше шума при более высоких значениях ISO».

Это не обязательно верно во многих смыслах.

Полнокадровый и размер кадрированного пикселя…

Давайте посмотрим на полнокадровую камеру Canon 5DS, которая представляет собой 50-мегапиксельную камеру. Это означает, что он имеет размер пикселя 4,1 микрона. Nikon D7000 — это 16-мегапиксельная матрица формата APS-C с кадрированием 1,5x и размером пикселя 4,7 мкм. Это означает, что это тело кадрирования на самом деле имеет более крупные пиксели, чем полнокадровый 5DS.Сам по себе размер сенсора не определяет размер пикселей на сенсоре.

Необходимо учитывать и разрешение. Размер пикселя — это комбинация двух.

Больше пикселей = больше света = меньше шума…

Несмотря на то, что в приведенном выше примере сенсор D7000 имеет более крупные пиксели, чем Canon 5DS, он не так хорош при более высоких значениях ISO. Достижения в сенсорной технологии играют не менее важную роль, чем размер сенсора или размер пикселей.И не только технологический прогресс, но и то количество, которое производитель инвестирует в более дорогие (обычно полнокадровые) корпуса.

Даже при сравнении сенсоров одинакового размера, таких как пара полнокадровых камер … 12-мегапиксельный сенсор Nikon D700 имеет пиксели 8,4 микрон, но его производительность по ISO не приближается к 7,3 микронным пикселям. 16-мегапиксельный сенсор внутри Nikon D4 и D4s, несмотря на то, что у них большие пиксели.

Ладно, сравнение, пожалуй, нечестное. D4 и D4 — это тела следующего поколения по сравнению с D700, но как насчет D700 по сравнению с D3? Оба они одного поколения, оба 12-мегапиксельные, с точно таким же размером пикселей на сенсоре, но D3s протирает пол с D700, когда дело доходит до производительности ISO, и был королем всех цифровых зеркальных фотокамер при слабом освещении. довольно долго.

Вы понимаете, почему это горячо обсуждаемая тема, а?

Тем не менее, в видео есть отличная информация и много вещей, которые вы можете подумать и исследовать, чтобы увидеть, как это влияет на вас и вашу собственную фотографию. И обязательно зайдите на веб-сайт Школы фотографии, чтобы прочитать полный пост вместе с видео.

Я снимаю все три (четыре?) Формата. Micro Four Thirds, Canon 1.6x и все остальные 1.5x APS-C, а также полнокадровый. В большинстве случаев корпус, который я выбираю, является просто вопросом удобства и из-за функций, доступных в одном конкретном корпусе по сравнению с другим.Размер сенсора меня меньше всего беспокоит.

Чем вы стреляете? Имеет ли значение для вас размер сенсора? Почему или почему нет?

[Изображения используются с разрешения]

| dpBestflow

Ричард Андерсон

Определяет, сколько битов тональных или цветовых данных связано с каждым пикселем или каналом. Например, 2 бита на пиксель допускают только черный или белый цвет. 8 бит обеспечивают 256 оттенков серого или цветов. При обращении к 8-битному цветному изображению 256 умножается (256x256x256) на три основных (RGB) канала для создания того, что обычно называется 24-битным цветом (с возможными 16 777 266 цветами).

Интенсивность света, испускаемого или отраженного объектом / поверхностью. Обычно это выражается в канделах на квадратный метр (кд / м2). Это измерение яркости объекта или источника света.

Аналого-цифровой преобразователь. Устройство, преобразующее непрерывные аналоговые сигналы в дискретные цифровые числа. В случае цифровых фотоаппаратов этим сигналом будет электрический заряд (напряжение), генерируемый фотонами, падающими на сенсорные участки, который затем преобразуется в цифровые данные.

Нежелательные изменения цвета или яркости пикселей, ухудшающие общее качество изображения. Это аналог зернистости пленки в химической фотографии. Источники включают использование высоких настроек ISO, длинных выдержек, застревания пикселей сенсора и артефактов демозаики.

Устройство с зарядовой связью. Тип датчика изображения, обычно используемый в цифровых камерах и сканерах. Это светочувствительная интегральная схема, которая преобразует свет в электрический заряд (аналоговый сигнал), который затем обрабатывается аналого-цифровым преобразователем (АЦП).Архитектура ПЗС отличается от других распространенных типов сенсоров (КМОП) тем, как они обрабатывают электрические заряды, захваченные сенсорными элементами (пикселями).

Дополнительный металлооксидный полупроводник. Тип датчика изображения, обычно используемый в цифровых камерах и сканерах. Это светочувствительная интегральная схема, которая преобразует свет в электрический заряд (аналоговый сигнал), который затем обрабатывается аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Архитектура CMOS отличается от других распространенных типов сенсоров (CCD) тем, как она обрабатывает электрические заряды, захваченные сенсорными элементами (пикселями).

Мегапикселей

Датчики цифровых фотоаппаратов состоят из миллионов крошечных лунок, которые собирают фотоны света. Каждая из этих лунок называется фотосайтом. Во время экспозиции каждый фотосайт будет собирать определенное количество фотонов в зависимости от световых характеристик сцены и продолжительности экспозиции. Каждый фото-сайт будет передавать электрический сигнал, соответствующий количеству фотонов, собранных во время экспозиции.

Эти электрические сигналы преобразуются в значения яркости и собираются для всех фотосайтов.Эта совокупность ценностей составляет основу образа. Если сенсор имеет 1500 фотосайтов с одной стороны и 3000 фотосайтов с другой стороны, он имеет 1500 x 2000 или 3 000 000 фотосайтов. Поскольку каждый фотосайт представляет собой пиксель в конечном изображении, говорят, что сенсор имеет 3 000 000 пикселей или 3 мегапикселя.

Число пикселей на датчике можно напрямую преобразовать в размер печати путем деления пикселей на количество пикселей на дюйм (ppi) конечного устройства вывода или вывода. Например, 1500 x 2000 пикселей, разделенные на 300 пикселей на дюйм для вывода на печать, равняются размеру печати 5 дюймов x 6.7 дюймов при разрешении 300 пикселей на дюйм. Если устройством вывода является экран компьютера с разрешением 72 пикселей на дюйм, изображение при 100% будет иметь размер 20,8 x 27,7 дюйма.

Размер сенсора

Цифровые датчики бывают более разнообразных размеров, чем у нас с форматами пленок. Они варьируются от крошечных (5,76 x 4,29 мм) до больших (53,9 x 40,4 мм).

Размер сенсора и видео

Пожалуй, самые ожесточенные споры, когда дело доходит до съемки видео DSLR, — это сравнение полнокадрового изображения с кадрированными сенсорами.Полнокадровый датчик соответствует размеру кадра 35-мм пленки, а размер датчика составляет примерно 36 мм x 24 мм. Такие производители, как Canon, Nikon и Panasonic, имеют разные размеры для своих обрезанных сенсоров или сенсоров меньшего размера, но обычно придерживаются стандартизованных размеров на основе APS (усовершенствованная фотосистема). APS – C и APS – H являются наиболее распространенными.

Так почему имеет значение, какой размер сенсора? Как правило, чем больше размер сенсора, тем больше влияние на глубину резкости (DOF).Проще говоря, большой датчик позволяет легче размывать фон, чем маленький датчик с тем же объективом. Художественное использование малой глубины резкости — одна из эстетических причин, по которым цифровые зеркальные камеры так популярны для видеосъемки. Большие сенсоры позволяют лучше контролировать глубину резкости (что многие приравнивают к кинематографическому виду). Как правило, полнокадровые датчики дороже, чем кадрированные датчики, поэтому вам нужно решить, стоит ли вам добавленная глубина резкости полнокадрового датчика.

Фактор урожая

Если вы выберете корпус с обрезанным сенсором, вам нужно будет проверить кроп-фактор сенсора.Меньшие датчики показывают меньшее поле зрения для данного фокусного расстояния. Термин «фактор кадрирования» используется для определения того, как маленький датчик соотносится с рамой 35 мм (24×26 мм).

Если размер сенсора составляет только половину размера обычной 35-миллиметровой рамки, считается, что он имеет кроп-фактор 2. Если вы умножите фокусное расстояние на кроп-фактор, вы увидите, как поле обзора на маленьком сенсоре относится к 35мм. Например, 50-миллиметровый объектив на камере с кроп-фактором 2 будет иметь такое же поле зрения, как 100-миллиметровый объектив на 35-миллиметровой камере.

Вот некоторые распространенные факторы урожая, используемые сегодня в фотоаппаратах:

• 1,3: Этот кроп-фактор используется Canon в некоторых из его корпусов 1-й серии, в которых используется датчик APS – H, например 1D Mark IV.
• 1,5: Этот кроп-фактор используется Nikon для всех неполнокадровых фотоаппаратов.
• 1,6: Этот кроп-фактор используется Canon для таких корпусов APS-C, как 7D и серия Digital Rebel.
• 2.0: Это большой коэффициент кроп-фактора, который используется датчиками изображения Micro Four Thirds, такими как тот, который используется в цифровой зеркальной фотокамере Panasonic Lumix Gh2.

Обрезанные коэффициенты могут быть преимуществом или недостатком, в зависимости от того, что вы пытаетесь достичь. Благодаря более высокому кроп-фактору вы можете получить гораздо больший радиус действия линз без необходимости покупать дорогие телеобъективы. К сожалению, когда вы пытаетесь стрелять широко, верно и обратное. Чтобы получить хороший широкоугольный обзор, вам нужно приобрести более широкие объективы.

И, как указывалось выше, легче добиться расфокусированного фона с большим датчиком.

Шаг пикселя (относительный размер фотосайтов / пикселей)

Увеличение числа мегапикселей приводит к более высокому разрешению, но если размер сенсора остается прежним, это приводит к уменьшению размера фотосайтов (пикселей).Размер фотосайта называется шагом пикселя. Фотосайты меньшего размера собирают меньше света, поэтому сигнал на них меньше. Меньшая мощность сигнала, при прочих равных условиях, приводит к менее эффективному соотношению сигнал / отношение и, следовательно, к большему шуму.

Этот эффект намного более выражен при более высоких настройках ISO, потому что увеличение настройки ISO требует увеличения усиления сигнала, что, в свою очередь, увеличивает уровень шума.

Вот почему наведи и снимай фотоаппараты создают зашумленные изображения при высоких настройках ISO, и почему Nikon D3 с большим шагом пикселя (8.4 мкм) имеет гораздо более низкий уровень шума при высоких настройках ISO, чем наведи и снимай с шагом пикселя 1,7 мкм.

, обычно используемые для датчиков среднего и большого формата, обычно выделяют больше тепла, чем датчики: большее количество тепла способствует возникновению шума.

Некоторые задники среднего формата имеют активное охлаждение, чтобы противодействовать этому эффекту. Чипы CCD в камерах, используемых астрономами, охлаждаются жидким азотом для борьбы с шумом, возникающим при длительных выдержках, необходимых для их специализированного типа фотографии.

Размер пикселя и дифракция

Фотосайты меньшего размера также могут влиять на качество изображения из-за оптического эффекта, известного как дифракция. Дифракция ограничивает разрешение изображения, сводя на нет выигрыш от большего числа мегапикселей при остановленном объективе. По мере того, как фотосайты становятся меньше, дифракция возникает при большем значении диафрагмы. Например, разрешение наведи и снимай камеры может стать ограниченным дифракцией между f / 4,0 и f / 5,6, в то время как полнокадровая зеркальная фотокамера с большими фотосайтами не будет ограничиваться дифракцией, пока не будет между f / 16 и f / 22.

Имейте в виду, что камеры с меньшими сенсорами имеют большую глубину резкости при любом заданном значении диафрагмы, поэтому дифракция не так ограничивает, как может показаться. Тем не менее, эффект достаточно заметен, поэтому обзор Canon D50 (15,1 мегапикселя) пришел к выводу, что для достижения того же качества изображения, что и его предшественник, Canon D40 (10,1 мегапикселя), требуются объективы более высокого качества.

Датчики среднего формата становятся такими же переполненными, как некоторые датчики DSLR с более высоким разрешением. Поскольку линзы среднего формата длиннее для любого заданного угла зрения, достижение большой глубины резкости может привести к потере деталей при малых значениях диафрагмы с датчиками с большим числом мегапикселей.Производители среднеформатных фотоаппаратов присоединились к производителям цифровых зеркальных фотоаппаратов в рекламе новых цифровых объективов, которые заявляют, что обладают более высокой разрешающей способностью и имеют конструкцию широкоугольных объективов, которая направлена ​​на то, чтобы направлять световые волны под более прямыми углами обратно на все меньшие участки фотодатчиков.

Учебное пособие по вопросам дифракции, связанным с цифровыми камерами, доступно на сайте Cambridgeincolor.com. Еще одно важное обсуждение доступно на сайте Luminous-Landscape. Суть в том, что в определенный момент увеличение разрешения путем добавления большего количества фотосайтов без увеличения общего размера сенсора ничего не повлияет на качество изображения и, по сути, снизит качество изображения, особенно при малых значениях диафрагмы.

Phase One признала, что упаковка датчиков с постоянно увеличивающимся количеством еще меньших фотосайтов действительно создает ограничения с точки зрения настроек ISO и диафрагмы, введя функцию «биннинга» в их новые задние панели камер Sensor +. Например, задняя панель Phase P65 + имеет 60 миллионов пикселей по 6 микрон. Это дает чрезвычайно высокое разрешение, но за счет качества изображения, если оно выходит за пределы ISO 200 и останавливается намного дальше f / 11. Объединение 4 фотосайтов в один с помощью запатентованной технологии приводит к созданию сенсора на 15 МП с относительно большими 12 микронными пикселями.Эта функция полностью меняет характер датчика, обеспечивая более быстрый захват изображения, более высокие настройки ISO и, вероятно, меньше проблем с дифракцией.

Тип датчика

Интересное примечание об измерении мегапикселей заключается в том, что количество мегапикселей зависит от качества изображения в зависимости от того, использует ли датчик камеры технологию матрицы цветных фильтров, технологию Foveon, технологию многокадрового снимка, технологию трехлинейной матрицы или технологию светоделителя.

Массивы цветных фильтров состоят из красных, зеленых и синих (а иногда и других цветов) фильтров, которые размещаются над фотосайтами сенсора. В подавляющем большинстве цифровых фотоаппаратов используется технология массива цветных фильтров, в частности матрица цветных фильтров Байера (показана слева). Некоторые производители экспериментировали с другими типами массивов, в частности Kodak и Sony (показаны справа). Вы заметите, что массив цветных фильтров Sony вводит в массив четвертый цвет, который они называют изумрудом.

Особенностью камер с массивом цветных фильтров является то, что для каждого фотосайта фактически измеряется только один цвет — это цвет массива фильтров над этим фотосайтом. Два других значения цвета для этого пикселя интерполируются на основе измеренных значений цвета ближайших фотосайтов.Этот процесс интерполяции называется демозаикой или заменой мозаичного шаблона массива цветных фильтров информацией о непрерывном тоне. Хотя демозаика работает очень хорошо, она может создавать некоторые проблемы, такие как цветовые артефакты и муар.

Foveon вообще не требуют массивов цветных фильтров, поскольку они регистрируют все три цвета света на каждом фотосъекте. Датчикам Foveon не нужно столько фотосайтов (мегапикселей), чтобы добиться такого же видимого качества изображения при любом заданном размере вывода.Проблема с датчиками Foveon заключается в том, что интерполяция пикселей, необходимая для создания изображения Foveon того же размера, что и изображение камеры с массивом цветных фильтров, примерно эквивалентна интерполяции цвета, которая происходит при демозаизации.

Multi-shot требуется три экспозиции, по одной через красный, зеленый и синий фильтры. Камеры с несколькими кадрами не требуют интерполяции цвета, поэтому их количество мегапикселей занижено с точки зрения качества изображения по сравнению с камерами с массивом цветных фильтров с одним кадром.То же можно сказать и о трехлинейных матричных камерах. Эти камеры называются камерами с обратным сканированием, потому что они работают так же, как сканеры, — матрица датчиков, состоящая из трех частей, каждая для красного, зеленого и синего цветов, проходящих через область датчика, записывающих все три цвета сцены в процессе. По качеству она аналогична многосъемочной камере, хотя способы записи изображения другие.

Видео

Последней технологией является камера с светоделителем. Это широко используется в цифровых видеокамерах. Свет от линзы проходит через дихроичную зеркальную призму, которая разделяет свет на красный, зеленый и синий лучи. Каждый луч направляется на небольшую микросхему ПЗС. Электрические сигналы от каждой микросхемы ПЗС объединяются для создания полноцветного изображения. Использование трех небольших ПЗС-чипов придает этим типам видеокамер характерную большую глубину резкости.

Это контрастирует с цифровым видео, снятым со сравнительно большими датчиками, используемыми в цифровых зеркальных камерах, которые могут создавать небольшую глубину резкости. Малая глубина резкости и отличное качество изображения побуждают даже некоторых кинематографистов использовать такие камеры, как Canon 5D II, для серьезных кинопроектов.

Конвергенция приходит с другого конца так же быстро с системой камер 4K RED One. Эта камера может снимать 24 кадра с разрешением 12 мегапикселей в секунду в формате RAW.Размер сенсора 24,4 x 13,7 мм примерно равен размеру сенсора Nikon DX, что позволяет использовать достаточно малую глубину резкости для светосильных объективов. Он имеет адаптеры, позволяющие использовать многие объективы стандартного формата 35 мм. Его необработанный формат файла является новаторским во многих отношениях. Его можно настраивать при постобработке, так же как и в цифровых необработанных форматах, и он имеет два уровня сжатия без визуальных потерь, что позволяет на практике записывать файлы такого высокого разрешения на камеру.

У RED One есть еще одна характеристика, присущая камерам DSLR CMOS, которые могут записывать видео: эффект скользящего затвора.Поскольку эти камеры считывают данные с датчика построчно, а не все сразу (как это делают ПЗС-датчики), движущиеся объекты или панорамирование камеры могут привести к появлению вертикальных объектов, которые кажутся наклоненными. Этот эффект покачивания более выражен в некоторых камерах, таких как Nikon D90, чем в Canon 5D II или RED One. Чтобы завершить общую картину, RED One может создавать отдельные кадры с достаточно высоким разрешением, чтобы их можно было использовать для обложек журналов.

Описание роллет

Одна из проблем с зеркальными CMOS-камерами, которые могут записывать видео, — это эффект скользящего затвора.Поскольку эти камеры считывают данные с сенсора построчно, а не все сразу (как это делают ПЗС-сенсоры), движущиеся объекты или панорамирование камеры могут привести к появлению вертикальных объектов, которые кажутся наклоненными, поскольку верхняя часть кадра сканируется в немного другое время, чем в нижней части кадра.

Этот эффект перекоса более выражен в некоторых камерах, таких как Nikon D90, чем в Canon 5D II или RED ONE. Чтобы минимизировать искажение изображения, избегайте быстрого панорамирования. Вы также можете использовать тележку для плавного перемещения камеры и минимизировать искажения.

CMOS vs.CCD

Хотя CCD (устройство с зарядовой связью) предшествовало появлению на рынке чипов CMOS (Complementary Metal Oxide Semi-Conductor), в большинстве камер с меньшим датчиком (до полнокадрового 35 мм) используются чипы CMOS. В настоящее время все более крупные датчики, используемые в камерах среднего / большого формата, созданы на основе ПЗС-матрицы.

На данный момент обе технологии могут обеспечить высочайшее качество изображения. Датчик Foveon относится к разновидности КМОП-матрицы, хотя его метод сбора света полностью отличается от датчиков с матрицей цветных фильтров.Принципиальное различие между технологиями CMOS и CCD заключается в том, что интегральные схемы CMOS имеют больше функций обработки на самом кристалле.

CCD имеют единственную функцию сбора света и преобразования его в электрические сигналы. Чипы CMOS обычно потребляют меньше энергии, выделяют меньше тепла и обеспечивают более быстрое считывание данных электрического сигнала. Кроме того, КМОП-датчики могут обеспечивать дополнительную обработку сигнала, такую ​​как снижение шума на самом чипе. Это до некоторой степени объясняет, почему камеры с КМОП-чипами, как правило, предоставляют более тщательно обработанные, менее «сырые» данные, чем ПЗС-чипы, обычно встречающиеся на задних панелях среднего формата.

Микро линзы и фильтры

РИСУНОК 7 Фотосъёмки с цифровым сенсором имеют значительно большую глубину, чем относительно плоская поверхность пленки. Использование микролинз для фокусировки падающего от линзы света на датчик стало обычным способом повысить эффективность датчика и избежать проблем, вызванных наклонным световым путем, который обычно возникает с широкоугольными объективами. До недавнего времени у большинства сенсоров среднего формата не было микролинз, поэтому спинки среднего формата не работали так же хорошо с широкими углами, и почему использование смещающихся линз часто приводило к отливке линз (смещение пурпурного / зеленого цвета по горизонтали). изображение).Использование микролинз значительно повысило эффективность цифровых сенсоров, а также помогло свести к нулю эффекты сжатия еще большего разрешения без увеличения размера сенсора. Кроме того, эффективные микролинзы могут помочь уменьшить дифракционные пределы, улавливая свет, который упал бы за пределы фотосайтов.

Фильтры перед датчиком (НЧ, сглаживание, антимуар):

Цифровые датчики, которые используют массивы шаблонов Байера (а их большинство) подвержены наложению (неровности) и муару (красочный узор, появляющийся, когда сцена содержит повторяющийся узор, который совпадает с шаблоном Байера, перекрывающим датчик).

Для смягчения муара можно использовать:

• с использованием датчиков более высокого разрешения
• , переместив камеру ближе или дальше от объекта
• наиболее надежно за счет использования фильтра, который создает размытие шириной в один пиксель поверх изображения

Для увеличения изображения можно использовать различные стратегии.

Качество аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и скорость его чтения

Подобно гонке за более высокие мегапиксели и необходимости сдерживать цифровой шум, существует противоречие между потребностью в более высокой частоте кадров и более высоким качеством изображения, полученным за счет предоставления большего времени для сбора данных с сенсора.

Как обычно, производители работают над обоими направлениями. Качество, доступное для сенсоров среднего формата, отчасти объясняется их более низкой частотой кадров (в некоторых случаях в 10 раз).

Степень, в которой ваша фотография требует высокой частоты кадров, будет влиять на соотношение скорости и качества. АЦП также определяет разрядность дискретизации, поскольку он преобразует аналоговое напряжение в уровни яркости. АЦП необходимо согласовать с динамическим диапазоном сенсора, таким образом определяя битовую глубину сенсора для камеры.

Разрядность сенсора (8 бит, 12 бит, 14 бит, 16 бит)

Имеется тенденция к увеличению с 8 бит, доступных при захвате JPEG, до 12, 14 и даже 16 бит. В новых цифровых зеркальных фотокамерах используется запись необработанных данных с 12-битной градацией тона на 14-битную глубину тона. Большинство датчиков среднего формата записывают данные с 14-битной глубиной, а некоторые заявляют о 16-битной глубине. Вопрос в том, приводит ли более высокая битовая глубина к более высокому качеству изображения.

Во-первых, мы должны развеять миф о том, что более высокая битовая глубина приводит к более высокому динамическому диапазону.Это не. Динамический диапазон определяется способностью сенсора считывать как очень низкие, так и очень высокие уровни яркости. Высокая битовая глубина позволяет более точно срезать данные, но не увеличивает соотношение между самым низким и самым высоким уровнями яркости, которые может записать датчик.

Поскольку 12-битные данные имеют 4096 тональных уровней, а 14-битные данные имеют 16 384 тональных уровня, можно ожидать увидеть более плавные тональные переходы и меньшую вероятность постеризации при 14-битном захвате, что в обоих случаях приведет к более высокому качеству изображения.Однако в настоящее время это не относится к большинству 14-битных камер из-за того, что цифровой шум подавляет дополнительную битовую глубину. Нарезка данных более тонко, чем уровень шума, означает, что дополнительная битовая глубина не влияет на качество изображения.

Еще один фактор, который мешает нам реализовать дополнительное качество изображения с 14-битного датчика по сравнению с 12-битным датчиком, заключается в том, что большинство современных цифровых зеркальных камер имеют динамический диапазон менее 12 ступеней. К сожалению, это делает дополнительную битовую глубину ненужными данными.Есть некоторые исключения. В камерах Fuji используются два набора пикселей с разной чувствительностью, которые позволяют охватить более 13 ступеней, поэтому в этом случае полезна 14-битная глубина. Новейшие датчики Sony, используемые в камерах Nikon, Pentax и Sony, имеют очень низкий уровень шума и широкий динамический диапазон, поэтому они близки к тому, чтобы генерировать действительно полезные 14-битные данные.

Поскольку сенсорная технология продолжает развиваться, более низкий уровень шума и больший динамический диапазон обещают сделать захват с высокой битовой глубиной полезной функцией в будущих камерах.

Для получения дополнительной информации о шуме, динамическом диапазоне и битовой глубине см. Http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/noise-p3.html#bitdepth

В то время как захват с высоким битом дает преимущества для неподвижных рабочих процессов, он не дает преимуществ для рабочих процессов видео DSLR. Форматы файлов, используемые для записи видео, в настоящее время ограничены 8 битами на канал. По этой причине следует уделять больше внимания точному мониторингу экспозиции, поскольку типы регулировки, возможные для рабочих процессов с необработанными фотографиями, не так легко реализовать на видеоизображении.

До камеры
Назад к привязанному захвату
На необработанном и обработанном

— Dave Morrow Photography

Размер сенсора камеры является наиболее важным фактором при определении общей производительности камеры и качества изображения, поскольку оптимальные настройки фокусировки, диафрагмы, ISO и выдержки уже получены.

Ниже вы узнаете:

• Почему размер сенсора камеры действительно имеет значение.
• Какие настройки камеры обеспечивают стабильное получение изображений высочайшего качества без шума.
• Основы битовой глубины и глубины цвета.
• Как работает сенсор камеры.

Прокрутите вниз, получите доступ к бесплатному PDF-файлу и начните обучение!

Содержание

Размер сенсора камеры Дополнительные видео

Следующее видео дополняет учебный материал, приведенный в приведенном ниже руководстве, что значительно упрощает его визуализацию.

Стать экспертом по гистограммам критически важно для понимания того, почему размер сенсора камеры имеет значение, что, в свою очередь, обеспечивает наилучшее качество изображения.

Датчик камеры и основы качества изображения

Понимание размера сенсора камеры и его важности — один из самых важных аспектов изучения фотографии.

Выбор наилучших общих настроек камеры (ISO, выдержка, диафрагма) и атрибутов качества изображения (динамический диапазон, шум, битовая глубина, размер сенсора) невозможен без базового понимания того, как работает сенсор камеры.

Что такое датчик камеры?

Датчик камеры, также известный как датчик изображения, представляет собой электронное устройство, которое собирает информацию о свете, состоящую из цвета и интенсивности, после того, как он проходит через отверстие объектива, известное как апертура.

Выдержка определяет продолжительность времени, в течение которого световая информация собирается датчиком камеры.

ISO определяет усиление, которое получает световая информация при передаче в цифровой мир, где она сохраняется на карте памяти в виде файла изображения.

Существует два популярных типа датчиков изображения: CMOS-датчики (комплементарные металлооксидные полупроводники) и CCD-датчики (устройства с зарядовой связью).

Благодаря более высоким характеристикам, особенно при слабом освещении, и более низкой стоимости датчик CMOS можно найти почти во всех современных цифровых камерах.

CMOS определяются их физическим размером (площадь поверхности для сбора световой информации) и количеством пикселей, собирающих световую информацию, которые составляют эту площадь поверхности.

Что такое пиксель в фотографии?

Датчик камеры представляет собой прямоугольную сетку, содержащую миллионы крошечных квадратных пикселей, как показано на рисунке.

Пиксели — это ведра или лунки для сбора и записи световой информации. Они являются базовым блоком датчика изображения.

Цифровая фотография — это процесс записи реальных цветов и тонов сцены или композиции с использованием отдельных пикселей.

Каждый отдельный квадратный пиксель представляет собой небольшой образец композиции изображения в целом, состоящий из одного цвета.Больше не надо.

Комбинация миллионов маленьких пикселей разного цвета создает изображение как единое целое.

Назовем этот набор всех пикселей сенсорной сеткой.

Прямоугольник «цвета радуги» на графике показывает сетку датчика. Пиксели настолько малы, что трудно увидеть каждую единицу.

Создание фотографий — пиксели, объяснение

Цель следующего раздела — помочь вам понять, как работают пиксели.

Представьте себе композицию изображения, видимую в видоискателе камеры, с воображаемой сеткой, наложенной на нее, содержащей миллионы крошечных квадратов одинакового размера, как показано на рисунке ниже.

Представьте, что следующая графика — это сцены реального мира, которые вы видите в видоискатель камеры или на задней панели экрана просмотра в реальном времени.

По мере того, как мы начинаем увеличивать красную рамку, квадраты становятся все ближе и ближе к своему действительному размеру.

Наконец, мы увеличиваем масштаб так, чтобы можно было увидеть каждый отдельный квадрат в его реальном размере.

Эти квадраты настолько крошечные, что не содержат деталей только одного цвета или тона, как показано ниже.

Взгляните на разные объекты вокруг вас. Если вы посмотрите внимательно, под большим увеличением, все станет одного цвета в очень маленьком масштабе.

Комбинация всех этих маленьких цветных квадратов создает сцену или композицию в целом.

Назовем этот набор воображаемых маленьких цветных квадратов сеткой изображений.

ПРИМЕЧАНИЕ. Этот снимок был сделан до наступления сумерек под проливным дождем на реке Ли в Китае. Этот сценарий съемки является окончательным испытанием сенсора камеры.

Каждый квадратный пиксель на сетке сенсора соответствует крошечному квадрату на сетке воображаемого изображения.

• Сенсорная сетка — это реальный объект, который собирает световую информацию о сцене с помощью пикселей.
• Сетка изображения — это воображаемый объект, который разбивает сцену или композицию реального мира на миллионы крошечных квадратов.
• Единственная задача пикселя — записать отдельный определенный цвет каждого крошечного воображаемого квадрата на сетке изображения.

Таким образом, каждый пиксель собирает только один цвет, соответствующий очень маленькому образцу фотографируемой сцены.

Когда выбраны правильные настройки камеры, выдержка, ISO и диафрагма, каждый пиксель на сетке сенсора будет собирать и записывать точный цвет соответствующего квадрата на сетке изображения.

В свою очередь, из миллионов пикселей создается цифровое изображение, которое соответствует композиции реального мира, видимой в видоискателе.

В фотографии это называется правильной экспозицией.

Когда выбраны неправильные настройки камеры, квадраты на сетке пикселей не совпадают с сеткой квадратов изображения, создавая цифровое изображение, не соответствующее снимаемой сцене.

Цифровая фотография — это процесс записи информации о цвете реального мира, представленной сеткой изображений, и передачи ее в цифровой мир, представленный сеткой пикселей.

Цель фотографа — выбрать правильные настройки камеры, передавая эту информацию с точностью и аккуратностью, создавая цифровое изображение, соответствующее тому, что они видят в видоискателе.6 также обозначается как «10 в 6-й степени», что может быть записано как 1 000 000 или 1 миллион.

мегапикселя, следовательно, означает 1 миллион пикселей. Это стандартная единица измерения в электронике.

• Например, матрица камеры с разрешением 36,6 мегапикселя (36,6 миллиона пикселей) может иметь ширину 7360 пикселей и высоту 4912 пикселей.
• Умножение ширины 7360 пикселей на высоту 4912 пикселей дает оценку сенсора 36,6 миллиона пикселей.
• Проще говоря, это будет сетка шириной 7360 пикселей и высотой 4912 пикселей, содержащая всего 36.6 миллионов пикселей.

Больше мегапикселей не всегда означает лучшее качество изображения!

Давайте обсудим…

Пиксели — лунки для сбора световой информации

Свет состоит из фотонов или небольших пакетов для передачи световой информации. Фотоны — это элементарные частицы, которые не имеют веса, но несут информацию о свете.

Когда фотоны сталкиваются или взаимодействуют с определенными материалами, такими как кремниевые КМОП-датчики изображения, свободные электроны высвобождаются из материала датчика, создавая небольшой электрический заряд.Это известно как фотоэлектрический эффект.

Свободные электроны собираются и подсчитываются отдельными пикселями на сетке сенсора. Каждая пиксельная лунка имеет максимальное количество электронов, которое она может собирать. Этот максимум известен как полная мощность скважины.

Пиксель может отображать только один цвет, включая черный, белый, оттенки серого и значения цвета RGB. Цвет каждого пикселя определяется количеством и типом собираемой световой информации.

Определение цвета и тона пикселей

Количество электронов, которые собирает каждая пиксельная лунка, определяет его яркость, также известную как значение, по шкале от черного до белого.Шкала от черного к белому известна как тональный диапазон или тональная шкала.

Яркость каждого отдельного пикселя по шкале от черного до белого называется тональным значением или яркостью.

• Чем больше электронов собирает пиксель, тем светлее он соответствует тональности изображения.
• Белый пиксель содержит максимальное количество электронов.
• Черный пиксель не содержит электронов.
• Все значения от максимального до минимального соответствуют оттенкам серого.

Счетчик электронов не может определить конкретную цветовую информацию, поэтому над каждым пикселем помещается цветной фильтр, помогающий определить его цвет. Это подробно обсуждается ниже.

Путем объединения информации о тональном значении и цветовом фильтре окончательный цвет определяется для каждого пикселя.

График ниже показывает тональный диапазон и произвольное количество электронов, необходимых для создания каждого тонального значения.

Цель состоит в том, чтобы визуализировать эту концепцию.Количество электронов составлено и не имеет значения.

Собран больше электронов = более светлые тона = более светлые пиксели, отображаемые на фотографии

Например, Pixel Well 1 собрал 8 электронов, создав темный тон.

Pixel Well 2 собрал 22 электрона, создавая светлый тон.

Pixel Well 3 собрал 13 электронов, дающих средне-тональное значение.

Количество электронов, собранных каждой ячейкой пикселя, дает соответствующее тональное значение для этого пикселя.Это тональное значение отображается на последней фотографии вместе с цветом.

Эта информация передается с датчика изображения в цифровой мир с помощью электронного сигнала.

Цифровой сигнал, яркость и тональное значение

Каждый электрон, образовавшийся во время столкновения фотонного сенсора, несет небольшой электрический заряд. Чем больше электронов собирает пиксель, тем больше заряда содержит пиксельная лунка. Электрический заряд — это физическая величина.

Этот заряд используется для передачи световой информации, собранной каждым пикселем, в цифровую информацию, которую камеры и компьютеры могут понять.

Электронный сигнал передает физические значения реального мира в цифровой мир двоичного кода.

Каждому тональному значению по шкале от черного к белому соответствует сигнал, необходимый для его создания. Определенные уровни сигнала производят определенные тональные значения. Чем больше электронов собирает пиксель, тем сильнее сигнал, который он создает.

Меньше света = меньше электронов = меньше сигнал = темнее тональное значение

Больше света = больше электронов = больший сигнал = более светлое тональное значение

Когда пиксельная лунка заполняется электронами до верха, создавая максимальный сигнал, соответствующее тональное значение является белым, создавая белый пиксель на фотографии.

Поскольку пиксель заполнен, он больше не может собирать световую информацию. Это называется полностью насыщенным пиксельным колодцем.

С точки зрения фотографии, этот пиксель бывает «обрезанным», «раздутым» или «передержанным». Каждый термин относится к одному и тому же понятию.

Никакая информация, собранная пикселем до заполнения, не может быть восстановлена ​​или использована в окончательном изображении. Это ушло навсегда!

Когда пиксельная яма не содержит электронов, она не производит сигнала. Соответствующее значение тона — черный, что создает черный пиксель на фотографии.

Тональные значения, создаваемые каждым сигналом, объединяются с собранной информацией о цвете для получения окончательного цвета каждого пикселя на фотографии.

Цвет и свет в цифровом мире

Поскольку информацию о цвете нельзя определить напрямую по количеству электронов в каждой ячейке пикселя, на каждый пиксель накладывается цветной фильтр.

Большинство, но не все, КМОП-сенсоры используют фильтр Байера, который выглядит как лоскутное одеяло из красного, зеленого и синего экранов, с одноцветным экраном, покрывающим каждый пиксель, как показано на рисунке.

Другие массивы цветных фильтров, включая фильтр Байера, обсуждаются в ссылке в Википедии под рисунком.

Каждый пиксель покрыт цветовым фильтром: красным, зеленым или синим. Цвет каждого пикселя определяется цветом света (частотой световой волны), который проходит через этот фильтр.

Фильтр Байера состоит из пиксельных фильтров 50% зеленого, 25% красного и 25% синего.

Человеческий глаз воспринимает яркость зеленого больше, чем красного или синего, поэтому пиксели, отфильтрованные зеленым, представлены в фильтре Байера в два раза чаще.

Красный свет проходит через пиксели, отфильтрованные красным, а зеленый и синий — нет. Синий свет проходит через пиксели, отфильтрованные синим, а красный и зеленый — нет. Вы уловили суть…

Каждый пиксель может собирать только информацию о первичном цвете назначенного ему красного, зеленого или синего фильтра, а также количество электронов, собранных в лунке пикселя, которые определяют тональное значение.

Используя эту информацию, а также серию алгоритмов и интерполяций, камера может определить цвет каждого пикселя, содержащегося на сетке сенсора.

Точность, с которой эта информация передается и отображается в конечном изображении, определяется битовой глубиной.

Битовая глубина, глубина цвета и качество изображения

Битовая глубина определяет количество уникальных вариантов цвета и тона, доступных для создания изображения. Эти варианты цвета обозначаются комбинацией нулей и единиц, известной как биты, которые образуют двоичный код.

Битовая глубина — это система оценки точности камеры в передаче значений цвета и тона.

Взрослый и двухлетний ребенок, смотрящие на один и тот же пейзаж, видят примерно одно и то же, состоящее из значений цвета и тона (интенсивности света).

Взрослый может подробно описать эту сцену, используя большое количество описательных слов и сложную лексику.

Двухлетний ребенок, видя то же самое, не может точно описать сцену из-за ограниченного словарного запаса.

Они оба видят и собирают одну и ту же информацию из реального мира, но один может описать ее в ярких деталях, а другой — нет.

Системы с большей битовой глубиной, как и большие словари, обеспечивают лучшую точность при передаче информации.

Как работает битовая глубина в фотографии

По истечении времени экспозиции, определяемого выдержкой, информация о сигнале, создаваемая каждым пикселем, обрабатывается и преобразуется в цифровой язык, известный как двоичный код.

Цифровой язык принимает форму нулей и единиц (битов) и передает значения цвета (красный, зеленый, синий) и тона, собранные каждым пикселем.

Тональное значение конкретного пикселя определяется по количеству собранных электронов (заряда), а цвет определяется с помощью фильтра Байера.

Точность связи оценивается по шкале битовой глубины. Системы с большей битовой глубиной позволяют более точно описывать информацию, собираемую каждым пикселем.

Двоичный код и битовая глубина, объяснение

Мы привыкли к числовым системам с основанием 10, таким как 10, 20, 30, 1000, 100000.

битах используется система счисления с основанием 2, также известная как двоичная.

1-битная система имеет только два возможных результата. 1 или 0, включен или выключен, истина или ложь, да или нет, черный или белый.

1-битная фотография имеет только два возможных цвета пикселей: черный и белый.

Считайте это ребенком, который говорит только два слова, да и нет, черное и белое. Вы не будете зависеть от этого ребенка, чтобы передать пейзажную сцену с большой степенью точности или точности.

По мере того, как битовая глубина системы увеличивается, комбинации различных возможных вариантов или результатов также увеличиваются.

2-битная система будет содержать 4 следующих варианта: (0,0) (0,1) (1,0) (1,1). 3 = 8.N возможных вариантов общения.

В фотографии количество битов определяет возможности цвета или тона, который может отображать один пиксель, что известно как битовая глубина.

Это не означает, что каждая возможность обязательно присутствует на фотографии, но это может быть.

В приведенном ниже примере показаны тональные значения от черного к белому, передаваемые с разной степенью точности различными системами битовой глубины.

Тональный диапазон одинаков для всех систем битовой глубины, начиная с черного и заканчивая белым.

Битовая глубина определяет, сколько шагов или возможных вариантов в пределах тонального диапазона можно передать. Каждый шаг или возможный выбор известен как корзина. Чем больше ящиков, тем больше вариантов.

Как показано на рисунке ниже, 1-битная система может передавать только черный и белый цвета. 2-битная система может передавать черный, белый и два оттенка серого.

3- и 4-битные системы предоставляют больший выбор вариантов, используемых для передачи различных тональных значений в пределах тонального диапазона. 8) различными ячейками.Из-за огромного количества возможных вариантов тона переход от одного к другому не различим для человеческого глаза. Изображение JPEG является 8-битным.

Цветовые каналы и глубина цвета

Пример выше был предназначен только для черно-белых фотографий. Большинство цифровых фотоаппаратов делают цветные фотографии.

Эти цветные фотографии получены с использованием трех основных цветов: красного, зеленого и синего, определенных фильтром Байера.

Это так называемые цветовые каналы.Тональное значение, связанное с каждым цветом, определяется мощностью сигнала.

JPEG обычно имеют 8-битный формат, тогда как файлы RAW обычно имеют размер от 12 до 16 бит. Некоторые камеры имеют возможность изменять свой текущий битрейт с помощью пользовательских настроек.

На Nikon D810 это отмечено как «Запись в формате NEF (RAW)» в меню съемки.

Погуглите название вашей камеры «марка-модель» + «настройки битовой глубины», чтобы получить конкретную информацию об этой настройке.

Пример ниже показывает 4-битную цветовую шкалу для основных цветов RGB — красного, зеленого и синего.Бункер 15 в каждом из цветовых каналов представляет собой чистый, полностью насыщенный цвет, также известный как оттенок.

ПРИМЕЧАНИЕ. Не все камеры обрабатывают цвет одинаково. Следующий пример позволяет вам концептуализировать эту концепцию. Это не должно быть технически точным для конкретной камеры.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя каждый из цветовых каналов имеет одинаковое количество шагов, изменение зеленого все еще можно увидеть вплоть до 1, где трудно отличить красный цвет от 1 и синий. падает в 2.4 = 16 вариантов цвета для каждого канала основного цвета, как показано на рисунке выше.

Каждая ячейка канала основного цвета может сочетаться друг с другом для создания новых цветов.

Например, Красный (12), Синий (6), Зеленый (15) создаст уникальный цвет, а Красный (1), Синий (2), Зеленый (4) создаст другой уникальный цвет.

Если для ячейки установлено значение 0, например красный (0), этот цвет отключается, другими словами, черный.

Когда ячейка установлена ​​на (15), она включена, обеспечивая чистый цвет и полную насыщенность, известную как оттенок.8-я степень или 256 возможных результатов для каждого из 3-х цветовых каналов.

Красный канал может отображать 255 различных вариантов красного, зеленый может отображать 255 вариантов зеленого и синий, 255 вариантов синего.

вариантов цвета = 255, а не 256. Черный не входит в основную цветовую шкалу, но используется для расчета общего цвета.

Палитра цветов Photoshop отображает 8-битный цвет. В следующем примере показано:

• Чистый красный, R (255), G (0), B (0)
• Чистый зеленый, R (0), G (255), B (0)
• Чистый синий, R (0), G (0), B (255)

Каждый цветовой канал имеет 256 возможных результатов или вариантов, которые он может произвести.3 степени, или 256 * 256 * 256, что равно 16 777 216. 14-ю степень возможных вариаций для каждого из 3 цветовых каналов.3 или 16 384 * 16 384 * 16 384, что равно 4 398 046 511 104.

Это примерно 4,4 триллиона различных возможных вариантов для каждого пикселя. На каждом датчике миллионы пикселей.

Мы превзошли двухлетнего ребенка, который едва может говорить, мы превзошли взрослого с ярким и подробным словарным запасом, мы достигли такой степени точности, которую только машины могут записывать и общаться.

Человеческий глаз, второй самый (известный) сложный объект на планете после мозга, без проблем распознает примерно 12 миллионов различных цветов.

Что касается цвета и тона, машины обошли точность, которую может различить человеческий глаз, созданный методом проб и ошибок на протяжении миллионов лет эволюции.

Размер сенсора камеры — обзор

Наряду с количеством пикселей сенсоры также оцениваются с точки зрения физического размера сенсора или площади поверхности. Площадь поверхности сенсора также определяет размер каждого пикселя.

Физические размеры сенсора указаны по ширине и высоте, обычно в миллиметрах.Стандартный размер сенсора, такой как 36 мм × 24 мм, известен как полнокадровая камера формата 35 мм.

На следующем рисунке показано сравнение размеров сенсоров камеры для различных популярных форматов сенсоров.

Авторство: Moxfyre & Wikipedia

Чем больше ширина сенсора, тем больше площадь поверхности сенсора, что обеспечивает большую площадь для сбора световой информации в течение стандартного интервала, известного как время экспозиции.

Представьте датчик как парус на лодке. Чем больше парус, тем больше площадь поверхности, тем сильнее ветер он улавливает.

Чем больше сенсор, тем больше площадь поверхности, тем больше света (фотонов) он улавливает.

Обратите внимание на огромную разницу в площади поверхности, собирающей свет, между датчиками APS-C и полнокадровыми камерами. Эти камеры будут давать очень разное общее качество изображения, при этом чем больше, тем больше меньшее.

Между APS-H и APS-C разница намного меньше. Эти камеры будут обеспечивать примерно одинаковое качество изображения с небольшими отклонениями.

Это подробно объясняется в следующих разделах.

Фактор кадрирования датчика камеры

Кроп-фактор — это безразмерное справочное число, связанное с датчиками изображения. Он сравнивает диагональное расстояние по каждому конкретному датчику камеры с диагональным расстоянием по полнокадровому датчику камеры.

Для диагонального расстояния представьте себе прямую линию от верхнего правого угла до нижнего левого угла. Это также известно как гипотенуза.2)). Результат составляет примерно 43,3 мм.

Коэффициент кадрирования камеры = 43,3 / Диагональное расстояние датчика камеры

У полнокадровой камеры коэффициент кадрирования равен 1,43,3 мм / 43,3 мм.

Меньшие датчики камеры, такие как датчик APS-C стандартной ширины 22,3 мм (см. Рисунок выше), будут иметь кроп-фактор примерно 1,6.

Краткое руководство — Урожай датчика стандартной камеры:

• Кроп-фактор полнокадрового датчика = 1
Кроп-фактор датчика
• APS-H = 1.29
Кроп-фактор датчика
• APS-C = от 1,5 до 1,6 в зависимости от модели.
• Кроп-фактор датчика фовеона = 1,73
• Кроп-фактор датчика Micro 4/3 = 2

Полнокадровые, среднеформатные и кадрирующие датчики камеры

можно разделить на 3 категории по размеру сенсора, от самого большого до самого маленького соответственно, средний формат, полный кадр и кадрирование.

При следующих сравнениях датчиков изображения предполагайте, что каждый сравниваемый датчик относится к одному году изготовления.

Например, , хотя датчик кадрирования обычно обеспечивает меньшее качество и детализацию, чем полнокадровый датчик, датчик кадрирования 2017 года, скорее всего, обеспечит большее качество и детализацию, чем полнокадровый датчик 2000 года.

Типы датчиков камеры:

• Средний формат (коэффициент кадрирования> 1): Самый большой размер сенсора камеры и обычно самая высокая стоимость. Камеры среднего формата обычно очень громоздкие и тяжелые из-за большого датчика изображения, содержащегося в камере.Они обеспечивают фантастическую детализацию и цвет за счет веса и денег.
• Full Frame (Crop Factor = 1): Стандарт для профессиональных фотографов и серьезных любителей. Обеспечивает фантастическое качество изображения и динамический диапазон без дополнительных габаритов, веса или стоимости камеры среднего формата.
• Датчик культуры (фактор культуры <1): Самый дешевый и самый компактный вариант. Меньший размер сенсора камеры обеспечивает более низкое качество изображения с повышенным шумом и меньшим динамическим диапазоном по сравнению с более крупными форматами.Для многих фотографов камера с датчиком кадрирования идеально подходит для их определенного уровня навыков или использования. Это неплохие фотоаппараты, просто они не так хороши.

Размер сенсора камеры — почему это так важно

Увеличение числа мегапикселей не всегда приводит к повышению качества изображения.

Есть мобильные телефоны, которые снимают 40-мегапиксельные изображения невысокого качества.

Комбинация перечисленного ниже обеспечивает разумную оценку качества изображения камеры.Более подробно они обсуждаются ниже.

• Размер сенсора: Определяет площадь светоприемной поверхности сенсора.
• Качество сенсора: Качество и возраст оборудования, использованного для изготовления сенсора. Более новое оборудование обеспечит лучшее качество изображения, при условии, что все остальное постоянно.
• Базовое качество программного обеспечения: Алгоритмы и код, выполняющий операционные системы камеры и обработку изображений. Более новое программное обеспечение обычно дает лучшее качество изображения, если все остальное остается неизменным.
• Ширина пикселя: Также известен как шаг пикселя. Это ширина каждого квадратного пикселя, которая также определяет его площадь поверхности.
• Количество мегапикселей: Общее количество пикселей, содержащихся в сенсоре.
• Настройки битовой глубины (см. Раздел выше): Сколько цветов и тоновых значений датчик может уловить и отобразить в окончательном изображении.

Давайте обсудим…

Для следующего примера предположим, что это последняя профессиональная модель полнокадровой камеры от Nikon или Sony.Точная модель значения не имеет.

Обе эти компании производят лучшие датчики изображения на рынке.

Это не означает, что вам нужна новейшая и лучшая камера для съемки действительно высококачественных изображений.

Это означает только то, что каждое поколение камер будет немного лучше в перечисленных выше областях по мере улучшения программного, аппаратного и инженерного обеспечения.

Матрица полнокадровой камеры имеет большую площадь поверхности для захвата большего количества световой информации в течение стандартного периода времени.

Это позволяет ему работать лучше в сценариях съемки при слабом освещении, чем камера с датчиком кадрирования.

Наличие большей площади поверхности сенсора также дает возможность содержать больше пикселей, чем камера с меньшим сенсором кадрирования.

Чем больше пикселей содержит сенсор, тем больше деталей о сцене он может собрать.

Помните, что каждый пиксель имеет одно значение цвета или тона.

Например, представьте себе фотографию, напечатанную на стене, шириной 3 фута или примерно 1 метр.

Было бы трудно сказать, что происходило на этой фотографии, если бы она была сделана с помощью 10-пиксельного сенсора.

Для изображения всей сцены будет использоваться только 10 цветов или значений тона.

Было бы очень легко расшифровать каждую точную деталь на этой фотографии, если бы она была снята с помощью сенсора на 40 000 000 пикселей.

Меньший шаг (ширина) пикселя в сочетании с большим размером сенсора и новейшим программным и аппаратным обеспечением обеспечивают наилучшее качество изображения.

А теперь поговорим о шуме…

Шум изображения и размер сенсора

CMOS по своей природе создают небольшой шум. Это похоже на радиостатические помехи, которые слышны на низкой громкости в наушниках. Даже лучшие камеры с оптимальными настройками создают небольшой шум.

Уровень шума зависит от производителя и модели камеры, а также от настроек. Различные типы шума составляют общий профиль шума для данного изображения.

По мере того, как датчик собирает больше света, производя больший сигнал, на конечном изображении становится меньше общего шума.Отношение сигнал / шум (SNR или S / N) используется для описания явления.

На рисунке ниже пиксельные лунки слева имеют более низкое отношение сигнал / шум, а пиксельные лунки, движущиеся вправо, имеют более высокое отношение сигнал / шум.

• Низкое отношение сигнал / шум показывает более высокий процент шума на общий произведенный сигнал, показывая больший общий шум на изображении.
• Высокое отношение сигнал / шум означает более низкий процент шума в расчете на общий производимый сигнал, что означает меньший общий шум на изображении.

Цель состоит в том, чтобы заполнить каждую ячейку пикселя до соответствующего максимума тонального значения без отсечения или потери данных с верхнего края, тем самым увеличивая отношение сигнал / шум и качество изображения.

Изображения, содержащие большие доли темных оттенков, по своей природе будут иметь более низкое отношение сигнал / шум, что приведет к более заметному шуму. Это одна из причин, по которой изображения при слабом освещении и ночном небе содержат так много шума.

Изображения, содержащие большие доли более светлых тонов, будут иметь более высокое отношение сигнал / шум, что приведет к менее заметному шуму.

Из-за этого слегка переэкспонированные изображения, известные как Expose to the Right или ETTR, обеспечивают более высокое отношение сигнал / шум и общее лучшее качество изображения при условии, что самые яркие пиксели не «обрезаны» или «выдуваются».

Я показываю эту концепцию в 3-м видео вверху страницы.

В некоторых сценариях съемки, таких как съемка звезд, Млечного Пути и ночного неба, уровень освещенности настолько низкий, что шум изображения будет очень высоким. Даже самый лучший датчик камеры для слабого освещения, такой как модели от Sony, все равно производит некоторый шум.

Используя простые методы шумоподавления, в Photoshop очень легко решить эту проблему.

Динамический диапазон, ISO и размер сенсора

Следующее видео дополняет этот раздел и обсуждает влияние ISO на динамический диапазон и качество изображения.

Динамический диапазон определяется как разница или диапазон между самым сильным неискаженным сигналом (самое яркое тональное значение) и самым слабым неискаженным сигналом (самое темное тональное значение), зафиксированным датчиком изображения на одной фотографии.

Чем больше динамический диапазон, тем больше диапазон значений тонов и цветов, которые может захватить и отобразить каждое изображение.

Например, камера с широким динамическим диапазоном может снимать прямо на ярком солнечном свете и по-прежнему собирать информацию из темных областей тени, не производя большого шума. Это показано на видео выше.

Большие физические размеры сенсора в сочетании с большим количеством мегапикселей обеспечивают повышенную производительность камеры с меньшим шумом, особенно в условиях низкой освещенности.

Диаметр диафрагмы и скорость затвора определяют количество света, улавливаемого каждым пикселем, увеличивая или уменьшая силу сигнала.

ISO определяет усиление сигнала и собственный шум. ISO также определяет, сколько света требуется для оптимальной экспозиции.

Более высокие значения ISO = меньше света сцены = меньшее отношение сигнал / шум = меньший динамический диапазон = больше шума изображения

Меньшие значения ISO = требуется больше света для сцены = более высокое отношение сигнал / шум = больший динамический диапазон = меньше шума на изображении.

На рисунке выше ISO увеличивается, что усиливает базовый собственный шум, видимый в столбце Base ISO.

По мере увеличения ISO требуется меньше общего света (сигнала) для получения того же тонального значения. По мере увеличения ISO уровни шума усиливаются, создавая больше общего шума на изображении.

По мере увеличения ISO количество неискаженного сигнала, отражающего динамический диапазон, также уменьшается.

Независимо от камеры, более высокие значения ISO всегда будут приводить к большему общему шуму и меньшему общему динамическому диапазону в окончательном файле RAW.

В отличие от числа мегапикселей, больший динамический диапазон всегда является положительным атрибутом камеры. Динамический диапазон указан в стопах, что является мерой освещенности. При каждом увеличении остановки количество собираемой световой информации увеличивается вдвое.

В настоящее время Sony производит датчики с самым высоким динамическим диапазоном на рынке для полнокадровых камер. Эти датчики камеры рассчитаны примерно на 14,8 ступени. По этой причине многие камеры Nikon используют датчики Sony.

Эти новые датчики также производят чрезвычайно низкий уровень шума при очень высоких значениях ISO, таких как 5000 или 6400.

Canon продолжает производить свои собственные датчики, у которых значительно не хватает динамического диапазона, который составляет примерно 11,8 ступени для их топовых моделей камер. Они также производят гораздо больший шум при высоких значениях ISO.

Это научный факт, неоспоримый. Sony делает сенсоры лучше, чем Canon, для пейзажной и уличной фотографии.

Рекомендации по камерам и датчикам

У каждого фотографа разные требования к размеру сенсора для получения желаемых изображений.Я не собираюсь рассказывать вам, какую камеру покупать, но расскажу о некоторых из моих личных фаворитов.

Понимание того, как на самом деле работают сенсоры камеры, и самостоятельные эксперименты — лучший способ выяснить, какая камера и размер сенсора лучше всего соответствуют вашим потребностям.

Я пейзажный и уличный фотограф. Я не снимаю свадьбы для клиентов и не работаю с продуктами. Поэтому я не могу рекомендовать камеры, которые не тестировал лично.

При этом я рад порекомендовать несколько разных моделей фотоаппаратов для пейзажных фотографов и фотографов природы.Они могут быть не специфичными для вас, но они могут помочь снизить усталость от принятия решений. Они могут работать и для других сфер фотографии, но я не могу этого гарантировать 🙂

Вы также можете посетить страницы с рекомендациями по камерам и объективам «Что в моей сумке для фотоаппарата» и «Ночная фотография» на этом сайте.

СОВЕТ ПРОФЕССИОНАЛА: Если вы действительно любите фотографировать, купите лучшую камеру, которую вы можете себе позволить. Тогда вам не придется обновляться несколько раз в ближайшие годы. В конечном итоге это экономит деньги.Знаю по опыту…

Я считаю, что Sony делает отличные недорогие модели с отличными сенсорами. В их моделях высокого класса есть фантастические сенсоры, но они сделаны из пластика и дешевы. Я предпочитаю Nikon высшего класса с металлическими корпусами и такими же сенсорами Sony. Это мое личное предпочтение.

Вот несколько рекомендаций камеры, от самой дешевой до самой дорогой, кадрирование до полного кадра.

• Сони a5100
• Сони Альфа а6300
• Никон D610
• Nikon D750 — Фантастическая камера, особенно по цене.Я настоятельно рекомендую эту камеру всем, кому нужен полнокадровый корпус без стоимости D810. Не так хорошо, но близко.
• Sony A7R — Отличный сенсор и качество изображения. Фантастическая легкая камера для путешествий, если вы не думаете, что ее слишком много. Я думаю, что эти тела кажутся дешевыми и легко повреждаемыми. Я не доверяю им для пеших прогулок и альпинизма.
• Sony A7RII — Обновленная версия модели выше. Те же мысли…
• Nikon D800 (Моя резервная камера) — Я чувствую то же самое к этой камере, что и к D810, описанной ниже.Динамический диапазон не такой хороший, но все же во всем отличная камера. Я не ношу эту резервную копию для пеших прогулок / путешествий. Это резервная камера для дальних фотопутешествий. Раньше это была моя основная камера, и последние 6 лет она отлично работала.
• Nikon D810 (Моя основная камера) — Большой динамический диапазон и низкий уровень шума при высоких значениях ISO. Прочный металлический корпус идеально подходит для альпинизма и альпинизма. Я настоятельно рекомендую эту камеру всем фотографам-пейзажистам, которые ожидают, что их оборудование будет работать на высшем уровне и в то же время выдержать испытания.

Прочитать следующее руководство для серии

Эта страница является частью моей серии руководств по основам фотографии.

Нажимайте и просматривайте следующие страницы серии

Макрообъективы для камер с линейной разверткой 4k и матричных детекторных камер

Полнокадровый, APS-C и Micro Four Thirds: описание датчиков камеры

В чем разница между полнокадровыми датчиками APS-C и датчиками Micro Four Thirds? И как эти различия сенсора влияют на ваши фотографии?

Думая о сенсорах камеры, вы можете запутаться.Вот почему я разбиваю все это для вас в этой статье и предлагаю множество примеров, чтобы проиллюстрировать эффекты сенсора камеры.

Итак, если вы хотите узнать раз и навсегда, как тип сенсора влияет на ваши изображения, тогда приступим.

Что такое полнокадровая камера, APS-C (кадрирование) и камера Micro Four Thirds (MFT)?

Датчик — это часть камеры, которая фактически захватывает изображение. Он принимает свет, который затем преобразует в данные изображения.

Теперь разные типы камер предлагают сенсоры разного размера, и в этом принципиальная разница между полнокадровыми камерами, камерами APS-C и Micro Four Thirds.

Полнокадровая камера имеет размер сенсора, эквивалентный 35-мм пленке (36 мм x 24 мм). Это самый большой размер сенсора, предлагаемый потребителям фотографии.

Камера APS-C, напротив, имеет меньший сенсор. Детали зависят от марки камеры, но размер сенсора обычно составляет около 23 мм x 15 мм.

Наконец, есть камеры Micro Four Thirds, которые содержат датчики Micro Four Thirds; они даже меньше, чем датчики APS-C, их тактовая частота всего 17.3 мм х 13 мм.

Теперь, помимо физических размеров, есть несколько важных различий между полнокадровыми датчиками, датчиками APS-C и Micro Four Thirds.

Итак, давайте посмотрим на факторы, на которые влияет размер сенсора, начиная с:

Фактор урожая

Допустим, вы устанавливаете объектив 50 мм на полнокадровую камеру. Когда вы нажимаете кнопку спуска затвора, он делает снимок размером 50 мм.

Имеет смысл, правда? Объектив 50 мм захватывает изображение 50 мм. Простой.

Но что, если установить объектив 50 мм на камеру APS-C? Захватит ли он изображение размером 50 мм?

Ответ: нет .

Поскольку датчик APS-C на меньше , чем полнокадровый датчик, датчик обрезает кадра, что дает результат, который выглядит увеличенным — как если бы вы сделали снимок с помощью объектива 75 мм, а не объектива 50 мм. .

(Вы запутались? Не поймите. Эффект похож на то, как если бы вы сделали снимок с объективом 50 мм, затем направились домой и обрезали изображение на компьютере. Вы получите более плотный снимок, который выглядит так, как будто он был сделан с помощью более длинный объектив.)

И это то, что означает термин кроп-фактор .Это относится к различным эффектам кадрирования, создаваемым сенсорами разных размеров. Полнокадровая камера — стандарт; не имеет фактора урожая. Датчик APS-C (также известный как датчик кадрирования) имеет коэффициент кропа 1,5x (на камерах Nikon и Sony) или 1,6x (на камерах Canon). Кроп-фактор Micro Four Thirds еще сильнее: в 2 раза.

Как я объяснил выше, кроп-фактор влияет на ваше поле зрения. Посмотрите на серию изображений ниже:

Изображение слева было снято полнокадровой камерой. Но примените кроп-фактор APS-C, и вы получите более плотный снимок (центральное изображение). Используйте камеру Micro Four Thirds, и вы получите еще более четкий результат (правильное изображение).

Фокусное расстояние

Кроп-фактор предсказуемо влияет на фокусное расстояние объектива.

Видите ли, измерение фокусного расстояния любого конкретного объектива основано на стандартном формате пленки 35 мм.А поскольку камера APS-C (и камера Micro Four Thirds) обрезает края кадра, вы получаете «эффективное» фокусное расстояние, которое напрямую соответствует исходному фокусному расстоянию , умноженному на на кроп-фактор.

Например, камера с датчиком кадрирования, такая как Nikon D5600, имеет коэффициент кропа 1,5x. Таким образом, если я установлю 35-миллиметровый объектив на свой Nikon D5600, он умножит фокусное расстояние в 1,5 раза, что фактически даст мне выходное фокусное расстояние около 52,5 мм.

(Но если вы установите тот же объектив на полнокадровый корпус Nikon, такой как D850, он даст выход 35 мм.)