Какой размер матрицы фотоаппарата лучше: таблица размеров

Влияние размера матрицы фотоаппарата на качество съемки

Матрица цифрового фотоаппарата — это тот узел фотокамеры, в котором непосредственно формируется изображение. Матрица представляет микросхему с пикселями. При попадании фотона на пиксель образуется сигнал, тем больший, чем большее кол-во фотонов света попадает. Возникающие электрические сигналы обрабатываются процессором камеры и архивируются на карту памяти.

Как выбрать матрицу фотоаппарата и что такое разрешение матрицы фотоаппарата?

От количества пикселей зависит разрешение изображения и уровень шумов. Чем больше количество пикселей на матрице, тем лучше детализация.

На матрице находятся 2592 точки по ширине, 1944 точки по высоте. При перемножении этих величин получается примерно 5 млн пикселей. Такая камера имеет 5 мПа.

Обратите внимание

Пиксели преобразуют свет в ч/б изображение, чтобы картинка получилась цветной используются цветные фильтры.

Каждый фильтр фильтрует лучи своего цвета, строя изображение при помощи процессора. Процессор рассчитывает цвет пикселя с учетом полной информации соседних ячеек.

Матрицы, покрытые фильтрами, цвет пропускают хуже, из-за этого изображение получается размытым. Процессор исправляет автоматически или ручной корректировкой четкость изображения, контрастность, яркость, снижает количество шумов на фото.

Типы матриц

Кроме количества пикселей большое значение имеет тип матрицы. Какой лучше тип матрицы фотоаппарата? Здесь каждый выбирает сам.

1. ПЗС-матрицы (CCD) — устройства со светочувствительными фотодиодами. ПЗС-матрица выпускается большинством ведущих производителей фототехники.
2. КМОП-матрицы (CMOS) отличаются малым энергопотреблением. Матрицы этой технологии могут иметь систему автонастройки времени экспонирования для отдельного пикселя, что позволяет увеличить фотошироту.
3. Live-MOS матрицы разрабатывались компанией Panasonic, а в фотоаппаратах впервые появилась у фирмы Olympus. В наше время эту матрицу с возможностью визирования по экрану применяют все крупные производители. Благодаря ей можно получить живое изображение без увеличения шумов.

Есть и другие виды матриц: DX-матрица, матрица Nikon RGB и пр.

ПЗС матрицы собирают картинку в аналоговой версии, а затем оцифровывают. CMOS матрицы оцифровывают каждый пиксель по отдельности. На данный момент на этих матрицах выпускаются больше 90% фотоаппаратов. Технология CMOS дала возможность снимать видео и оснастить этой функцией современные фотоаппараты.

Какая лучше

Очень важный параметр при рассмотрении матрицы — это размер матрицы фотоаппарата в сантиметрах или дюймах. Грубо говоря, физический размер матрицы фотоаппарата — это величина диагонали прямоугольника матрицы (эти характеристики можно найти в инструкции). Большой пиксель матрицы имеет более сильную чувствительность к свету.

Чем меньше пиксель, тем меньше фотонов света он уловит. При равном кол-ве матриц более качественно, с меньшим кол-вом шумов будет снимать камера с большей по размеру матрицей, а значит, большим размером пикселя. Чем больше размер матрицы цифрового фотоаппарата, тем чище от шумов будет съемка в условиях недостаточной освещенности.

При одинаковой пиксельности, площадь каждого пикселя более крупной матрицы естественно больше, а значит светочувствительность и цветопередача у Full Frame матрицы куда лучше.

Это не все характеристики матрицы фотоаппарата. Чувствительность матрицы ISO влияет на качество съемки в темное время суток или при плохой освещенности.

Чем больше ISO можно поставить в настройках,

тем лучше получится качество снимков в темноте.

При большой чувствительности может проявиться шум в виде зернистости.

Сравнение размеров матриц

Какой размер матрицы фотоаппарата лучше? Размер матрицы — это параметр аналогичный размеру негатива в пленочном фотоаппарате. Full Frame лучшая матрица имеет размеры близкие к стандартному кадру 35мм негатива. Кадр на пленке имеет размеры 24 на 36мм.

Большинство цифровых компактных фотоаппаратов до 7 мПа имеют матрицу меньшего размера 7,2 на 3,5мм, а больше 7мм — еще более меньшую матрицу 4 на 5мм.

Таким образом, площадь матрицы компактной камеры в 25 р. меньше площади пленочного кадра. Матрица зеркального аппарата более продвинутого уровня, меньше площади кадра в полтора-два раза.

Топовые зеркальные камеры отличаются Full Frame матрицей.

Важно

Какая матрица лучше для фотоаппарата? Размер матрицы может варьироваться от 1/3.2″ (4.0 * 5.

4мм, такие устройства устанавливаются в недорогих бюджетных аппаратах) до 4 / 3″ (18 * 13,5мм , — дорогостоящие цифровые камеры). Есть DX, APS-Cформат (24 * 18 мм для зеркалок).

Самые крупные полнокадровые (36 * 24 мм), среднеформатные (60 * 45 мм) матрицы устанавливаются на более дорогие профессиональные камеры.

Кроп-фактор — соотношение матриц

Кроп-фактор – есть ни что иное как соотношение величины кадра пленки 35mm к величине интегральной микросхемы из светочувствительных элементов фотоаппарата (Kf = диагональ 35мм≈43,3мм / диагональ микросхемы).

Пользуясь кроп-фактором, доступно знать равнозначную видимую дистанцию объектива на своей камере и соотносить объективы другой цифровой фототехники с зеркалами. Этот демонстратор, указывающий на различие меж величинами матрицы в цифровой фотокамере у вас и классическим кадром на пленке при формате 35mm.

Такой фактор важен прежде всего для вычисления расстояния фокуса объектива, когда его нужно установить на различные камеры, и в действительности это очень важно.

Если термин и представляется сложным, в реальности это совершенно не так тяжело.

Ибо кроп-фактор в фотопромысле давно занял важные позиции; обязательно требуется правильное понимание, как возможно пользовать его для сравнения качества работы объективов настолько, чтоб не заострять внимание непосредственно на фотокамере.

Подобные показатели помогут исключить всевозможные разногласия и сумятицу. Освоив понятие кроп-фактора, вам станет доступно производить точный подбор требующихся объективов, совершая покупку и пользуясь цифровой зеркальной фототехникой.

Матрица и глубина резкости

Еще один параметр напрямую зависит от матрицы. Чем больше размер, тем меньше глубина резкости. Именно поэтому компактной камерой можно снимать до горизонта, а зеркалка вдобавок прекрасно справится с выделением объекта и макросъемкой.

Кроп-фактор — параметр соотношения диагонали кадра, который соответствует 35мм пленки и диагонали размера матрицы.

На практике, это значит, что чем меньше размер матрицы, тем больше будет глубина резкости.

Портретная съемка поэтому лучше удастся на камере с большим размером матрицы, а при маленькой матрице задний фон будет оставаться четким независимо от вашего желания.

Это важно для фотографов, которые в ряде случаев предпочитают размытый фон, например, при съемке портретов. Чем больше КРОП фактор, тем менее вероятность получить качественную размытость.

Таким образом, покупателю самому нужно решить проблему какая должна быть матрица на его фотоаппарате.

Что важнее компактность или большие размеры камеры, глубина резкости или возможность снимать размытый фон. Идеальных решений пока не разработано. А при равном количестве пикселей нужно выбирать больший размер матрицы. Чем она крупнее, чем меньше шум при недостатке света.

Источник: http://StuffOnly.net/uroki/osnovy-fotografii/teoriya/matrix.html

Размер матрицы все, что нужно знать

Раньше было вполне логичным, что покупая компактную камеру, вы получали небольшую матрицу, а если выбирали крупногабаритную зеркалку со сменными объективами, матрица на ней была значительно больше. Это сказывалось на качестве фотографий, поскольку чем больше матрица, тем более детализированы были изображения.

Сейчас это в принципе, тоже в какой-то мере актуально, матрица — это самая дорогая часть камеры в плане производства, и чем больше матрица, тем и камера, соответственно, дороже. Потому на дорогие камеры обычно не устанавливаются матрицы 1/2.3 дюймовые, а на дешевых, соответственно, не найти полнокадровую.

Но надо сказать, что сейчас многие производители стали предлагать компактные камеры с относительно большими матрицами, точно так же как и камеры под сменные объективы с меньшими матрицами. Так что разобраться в ситуации, пожалуй, стало сложнее. Небольшие матрицы способны отлично срабатывать в различных условиях, и даже имеют некоторые преимущества перед большими.

Совет

За последние годы и сама технология создания матриц значительно продвинулась вперед, так что сегодня большое количество предлагаемых вариантов может смутить даже опытного пользователя, что уж говорить о тех, кто приобретает первую фотокамеру. А ведь размер матрицы еще и на фокусном расстоянии сказывается, так что учитывать при выборе камеры действительно нужно очень многое.

Итак, мы решили разобраться в различных типах матриц, чтобы расставить все по местам. Но для начала нужно уточнить, как именно размер матрицы влияет на эффективное фокусное расстояние.

Фокусное расстояние

Итак, мы уже выяснили, что размер матрицы связан с фокусным расстоянием, то есть с тем, какой именно объектив подойдет вашей камере.

Если вы приобретаете компактный девайс с не съемным объективом, проблема сама собой отпадает, то есть с позиции покупателя это гораздо проще. Но не просто так профессионалы выбирают именно те камеры, где объективы можно менять.

Любой объектив должен иметь поле (круг) изображения или диаметр света, который существует в объективе и который покрывает размер матрицы. Есть одно исключение, к которому мы вернемся позже.

Итак, встроенные или нет, объективы всегда помечены реальным фокусным расстоянием, а не эффективным фокусным расстоянием, которое вы получите при использовании на той или иной камере.

Но проблема в том, что различные объективы с различной маркировкой могут в итоге обеспечить одно и то же фокусное расстояние для работы. Почему? Потому что они предназначены для разных матриц.

Именно поэтому производители помимо маркировки указывают эквивалент, где основным расстоянием считается 35мм или полнокадровая матрица.

Вот — один из примеров: камера с матрицей меньше чем полнокадровая вполне может использоваться с 18-55мм объективом, но на деле фокусное расстояние, которое вы получите будет ближе к 27-82мм.

Обратите внимание

Это все происходит потому, что матрица не достаточно велика, чтобы использовать объектив точно так же как смог бы полнокадровый.

Из-за того, что периферическое пространство внутри объектива не принимается в расчет, получается тот же эффект как от использования объектива с большим фокусным расстоянием.

В компактных камерах может был установлен 19мм объектив, но из-за размера матрицы, который меньше фуллфрейма, вы получите в итоге большее фокусное расстояние, около 28мм. Точная длина определяется кроп-фактором, то есть числом, на которое нужно увеличить данное под фуллфрейм фокусное расстояние, чтобы выяснить какое расстояние получится на той или иной камере.

Размеры матриц

1/2.3 дюйма

Размер такой матрицы примерно 6. 3 x 4.7 мм. Это — самая маленькая матрица, которую можно найти в современных камерах, и чаще всего — в бюджетных компактных моделях. Разрешение такой матрицы составляет, как правило, 16-20 Мп.

По крайней мере такой расклад был самым популярным какое-то время назад. Сегодня многие производители стали делать больший упор на любительские фотоаппараты с большими матрицами, так что и размер такой не так распространен как ранее.

Однако, преимущество в том, что такой размер позволяет получить компактную камеру и использовать ее с длиннофокусными объективами, например компактными суперзумами. А большая матрица значит, что и объектив понадобится больший.

При хорошем освещении такие камеры могут предоставить неплохой результат, но для более придирчивых фотографов они точно не подойдут, поскольку при низкой освещенности будут зернить.

1/1.7 дюймов

Размер этих матриц 7.6 x 5.7мм. С такой матрицей гораздо проще выделить объект съемки из фона, и соответственно, производительность в плане деталей как в тени, так и на свету.

Так что использовать их можно уже в более разнообразных условиях.

Раньше такие камеры были самыми распространенными среди любителей, но сейчас их место стремительно занимают дюймовые матрицы, о которых речь и пойдет дальше.

А вот 1/1.7 дюймовые матрицы используются в некоторых относительно устаревших камерах Q-серии Pentax.

Дюймовые матрицы

Размер дюймовой матрицы 13.2мм x 8.8мм. Сегодня такие матрицы очень популярны на различных типах камер, размер позволяет им оставаться легкими и компактными.

Логично, что самый популярный способ применения для дюймовой матрицы — это карманные любительские камеры, на которых объектив будет лимитирован 24-70мм или 24-100мм (если брать эквивалент 35мм).

Однако, на некоторых суперзум камерах он тоже используется?, примеры — это Sony RX10 III и Panasonic FZ2000.

Важно

Гораздо лучше дюймовая матрица нам знакома по камерам Nikon серии 1, например Nikon 1 J5 — отличной и легкой камере, которая способна делать отличные фото и снимать 4К видео. Такую матрицу можно встретить даже среди смартфонов — Panasonic CM1.

Камеры с дюймовой матрицей способны показать результаты, значительно отличные от предыду

Матрицы. Красная, зеленая или синяя капсула?  | Видеокамеры | Блог

В записывающей и воспроизводящей аппаратуре на смену фотопленкам и кинескопам пришли матрицы. Визуально они похожи на прямоугольные таблицы со столбцами и строчками, но значительно меньше по размеру. Каждая клетка-ячейка – это один или несколько электронных элементов, выполняющих общую функцию. Называют их пикселями, а количество измеряют миллионами. От типа и характеристик матрицы прямо зависит качество фото и видео.

Устройство матрицы камеры

Геометрические размеры такой матрицы очень малы. Например, у видеокамеры Sony FDR-AX33 диагональ 7,76 миллиметров.

У других моделей она может быть чуть больше или меньше. Поэтому ее относят к микроэлектронным устройствам.

Элементы матрицы закреплены на тонкой пластине и связанны между собой электрически. Микроэлектронные устройства подобной конструкции называют интегральными микросхемами. Следовательно, матрица камеры является интегральной микросхемой. Сокращенно ИМС.

Элементы принимающей матрицы светочувствительные. Они изменяют свои свойства под действием света. Природа света довольно сложна, но можно условно сказать, что он «состоит» из элементарных частиц – фотонов. Отсюда названия: фотоматрица и фотоэлементы.

Принцип работы фотоматрицы

Главную роль при фото- и видеосъемке играет свет, исходящий от солнца или от источников искусственного освещения. Свет падает на предметы, отражается от них, фокусируется в объективе и проецируется на матрицу цифровой камеры.

При попадании потока света на матрицу, фотоны передают свою энергию фотоэлементам. В результате такого взаимодействия возникают носители электрического заряда и электрический ток. На выходах фотоэлементов генерируется электрическое напряжение. Оно прямо пропорционально интенсивности светового потока, который в свою очередь зависит от контуров и свойств объекта съемки. Таким образом, электрическое напряжение является сигналом, который несет сообщение об объекте съемки.

Преобразование полученного света сначала в электрический заряд, а затем в электрический сигнал – это и есть основная задача и основной принцип работы фотоматрицы.

Из аналогового в цифровой

Сигнал напряжения непрерывен и определен в любой промежуток времени, поэтому он по определению является аналоговым. Его сложно записать, передать, воспроизвести без ошибок и помех. Поэтому его преобразуют в цифровой сигнал. Для этой цели используется еще один электронный компонент камеры – аналого-цифровой преобразователь.

Сигнал напряжения поступает в АЦП, где сначала проходит дискретизацию. При этой операции выделяются одинаковые интервалы времени, которым соответствуют определенные значения напряжения. На следующем этапе выполняется квантование – разбиение значений напряжения на уровни и их округление.

После всех преобразований на выходе из АЦП получается цифровой сигнал. Далее он кодируется и превращается в двоичный код из нулей и единиц. После сжатия в виде файла сохраняется на карте памяти или другом носителе. Это ваша фотография или видеофильм в цифровом виде. Вы можете воспроизвести и просмотреть его на ноутбуке или смартфоне, переслать другу или разместить в социальных сетях.

Типы принимающих матриц

Первые цифровые фотоаппараты потребительского класса, были оснащены CCD-матрицами. Современные представители: Kodak PIXPRO FZ43 и Nikon Coolpix A300.

Пиксель CCD – это только один фотоэлемент. Он пассивен, так как электрический ток в нем протекает произвольно. Сигналы считываются с одного или двух каналов и последовательно: от одного ряда к другому. Для оцифровки передаются за пределы подложки матрицы.

Процесс длится несколько микросекунд, но быстродвижущийся объект успеет изменить положение и изображение на снимке может получиться размытым. Так как вся CCD состоит из фотоэлементов, у нее высокая светочувствительность. Качественные снимки получаются даже при плохом освещении.

Большинство современных цифровых фото- и видеокамер оснащены CMOS-матрицами. Они установлены в фотоаппарате Nikon D3400, в видеокамере Sony HDR-CX625 и многих других.

Пиксель CMOS матрицы активен – он включает не только фотоэлемент, но и элемент для усиления электрического тока. Сигнал считывается в любом порядке и с любого участка матрицы. На одной подложке с пикселями установлен и АЦП.

Благодаря такой архитектуре, CMOS обеспечивают более быструю передачу данных. Фото мчащегося по автотрассе Феррари получится без искажений. Также снижается энергопотребление – камера в автономном режиме проработает дольше.

В то же время из-за дополнительных элементов на подложке размер пикселей у CMOS меньше, поэтому они улавливают не весь поступивший свет. Это влияет на качество снимков, сделанных при слабом освещении. По этой же причине могут возникать цифровые шумы – дефекты изображения в виде зернистости.

С развитием технологий характеристики CMOS улучшаются. Обновлённые BSI CMOS установлены во многих камерах Panasonic, включая модели HC-V800, HC-VX1, HC-VXF1. Они обладают более высокой светочувствительностью. Даже при слабом освещении изображения получаются с высокой детализацией и глубокой цветопередачей.

Матрицы в ЖК-дисплеях

Когда вы смотрите телевизор Hartens 32 или работаете на ноутбуке Lenovo IdeaPad, изображение воспроизводится с помощью жидкокристаллического дисплея. Английская аббревиатура – LCD. Такая технология массово используется в производстве цифровой видеотехники.

Жидкокристаллические матрицы имеют многослойную структуру. В центре – слой жидких кристаллов. Они совмещают в себе свойства кристаллических тел и жидкостей, одновременное проявление текучести и упорядоченного расположения. Каждый пиксель LCD «наполнен» жидкими кристаллами. Для подачи электрического напряжения к пикселям подведены электроды.

От носителя к дисплею

При передаче цифровой информации с носителя на монитор важным звеном является видеокарта. Ее графический редактор выполняет расчеты выводимого изображения. При помощи видеоконтроллера изображение формируется в видеопамяти. Он же обеспечивает формирование сигналов развертки для монитора. За передачу цифрового сигнала на ЖК-дисплей отвечает устройство TMDS.

Если у видеокарты нет выхода DVI, она не сможет передать цифровой сигнал. В этом случае он преобразуется сначала в аналоговый, а затем через АЦП самого дисплея вновь в цифровой. Процессы таких преобразований аналогичны тем, о которых рассказывалось выше.

Далее цифровой сигнал примет контролер дисплея, раскодирует его, преобразует в сигнал управления дисплеям, масштабирует изображение, выполнит цветовую коррекцию, сформирует уровни напряжения.

В зависимости от уровня напряжения, молекулы жидких кристаллов изменяют свою пространственную ориентацию. Вместе с этим меняется и способность пикселей пропускать свет, то есть меняется их прозрачность. Такой эффект и дает возможность воспроизводить и просматривать видеофильмы и фотографии.

Передающие матрицы IPS и TN

Матрицы IPS и TN отличаются между собой геометрией поверхностей и материалами изготовления. Общим остается наличие жидких кристаллов. В TN LCD стержневидные молекулы закручены в спирали. У пикселей высокая скорость отклика, но при этом угол обзора экрана невелик и на нём нет насыщенного черного цвета. Позже была внедрена технология TN+film, в которой угол обзора увеличили за счет дополнительного слоя. Пример – ноутбук HP 15-bw662ur.

В дисплеях более поздней технологии IPS жидкие кристаллы расположены параллельно и в одной плоскости. При подаче напряжения они одновременно меняют свое положение. Это дает высокую яркость и большой угол обзора. Но скорость отклика во время игр оставляет желать лучшего. В новых модификациях IPS LCD скорость отклика повышена до 5 и более миллисекунд. При таких показателях они становятся хорошим вариантом не только для просмотра фильмов, но и для игр. IPS-дисплеем снабжены ультрабук Huawei Matebook 13, планшеты Lenovo TAB4 10 Plus, Lenovo Yoga Book C930, Apple iPad Pro 2018 и многие другие гаджеты.

В культовой киноленте главный герой выбирал между красной и синей таблеткой, между реальностью и иллюзиями. Так и выбор матрицы определяет, каким предстанет мир на ваших фото и видео, на экранах телевизоров, дисплеях планшетов и мониторах ноутбуков.

Как выбрать видеокамеру (2019) | Видеокамеры | Блог

Невероятно популярный гаджет 90-х – видеокамера – в последние годы почти полностью пропал с полок магазинов. И неудивительно – возможности камер смартфонов уже давно полностью удовлетворяют потребности большинства любителей. А когда недорогие цифровые фотоаппараты научились снимать качественное видео, многие вообще «приговорили» видеокамеру, предрекая ей скорое полное забвение. Однако этого не произошло – на видеокамеры есть хоть и небольшой, но устойчивый спрос, а именитые бренды не спешат покидать рынок, периодически радуя любителей видеосъемки новыми технологиями и моделями. Дело в том, что в некоторых областях видеокамеры имеют преимущества перед остальными гаджетами:

Видеокамера позволит снять прилично выглядящее видео по минимальной цене. Стабилизация изображения, большой оптический зум с плавной электронной регулировкой, автоэкспозиция и автофокусировка присутствуют даже на бюджетных моделях, поэтому сравнимые по цене «мыльницы» и «беззеркалки» по качеству видео заметно отстают.

Впрочем, со стедикамом и внешним микрофоном многие беззеркальные камеры снимут видео не хуже, да и оптику на «беззеркалку» можно поставить такую, каких на видеокамерах вовсе не бывает – но это уже совсем другой уровень цен и требований к оператору.

Видеокамера позволяет снимать продолжительные видео с рук.

Во-первых, не всякий фотоаппарат вообще позволяет снимать видео продолжительностью более получаса.

Во-вторых, не у всякого фотоаппарата аккумулятор «протянет» в режиме видеосъемки более того же получаса.

А в-третьих, поснимайте-ка фотоаппаратом долгое время с рук на ходу, не отвлекаясь от объекта съемок и не теряя кадр. Не то, чтобы это было совсем невозможно, но эргономика видеокамеры для этого все же подходит лучше.

Проще говоря, если вы чаще снимаете фото, но вам нужна и возможность съемки видео, то вам следует обратить внимание на цифровые фотоаппараты. А если вы чаще снимаете видео, то видеокамера вам подойдет лучше.

Характеристики видеокамер

Размер матрицы влияет на светочувствительность камеры – чем больше размер матрицы, тем больше света на неё попадает и тем лучшее изображение получится при слабом освещении. Малый размер матрицы и «темная» длиннофокусная оптика с зумом приводят к тому, что на плохое качество видео при снижении освещенности жалуется большинство владельцев видеокамер.

Если вам часто приходится снимать видео в сумерках или в помещении без дополнительного освещения, выбирайте среди камер с относительно большими матрицами – к сожалению, стоят они недешево.

Тип матрицы не оказывает определяющего влияния на качество видео, но некоторые отличия между разными типами все же есть:

CMOS и MOS матрицы состоят из нескольких слоев. Нижний слой – подложка, над ним – слой светочувствительных элементов и сверху – слой проводников-соединителей. Различие CMOS и MOS матриц – в устройстве светочувствительных элементов. У MOS-матриц они работают чуть быстрее (что бывает нелишним при съемке 4К видео с высоким fps), но при этом имеют большее энергопотребление.

У (С)MOS матриц проводники частично перекрывают светочувствительные элементы, уменьшая количество попадающего на них света и снижая светочувствительность. Устройство BSI-(C)MOS матриц отличается тем, что их подложка очень тонкая и выполнена из прозрачного материала. Это позволяет развернуть матрицу тыльной стороной к объективу. BSI-матрицы имеют большую светочувствительность, что является немалым плюсом, особенно с учетом общей сравнительно слабой светосилы видеокамер. Минус в том, что такая матрица заметно дороже обычной.

Максимальное разрешение видеосъемки определяет детализацию и четкость картинки. Картинка в Ultra HD 4K будет четче, чем в Full HD и на ней будут лучше различимы мелкие детали. Это в теории. А на практике качество картинки больше зависит от оптики – в Full HD умеют снимать абсолютно все видеокамеры, но не стоит ожидать от модели ценой в $100 такой же четкости изображения, как у модели ценой в $1000.

Выбирая разрешение, ориентируйтесь в первую очередь на то, для чего вы будете снимать видео: для просмотра его на обычных телевизорах разрешения Full HD более чем достаточно. Качество Ultra HD будет заметно только на больших телевизорах (от 55″ диагонали) с высоким разрешением.

Имейте в виду, что видео в формате Ultra HD будет занимать в 3-4 больше места, чем в формате Full HD. Также мощность компьютера для обработки видео в формате UHD должна быть в разы выше.

Общее число мегапикселей матрицы определяет максимальное разрешение. Для съемки Full HD достаточно 2-3 мегапикселей матрицы, для Ultra HD – 8-9. Большее число мегапикселей в камере, с одной стороны, позволяет эффективно использовать цифровой зум, с другой стороны, при большом количестве пикселей увеличивается количество «просветов» между ними, соответственно снижаются полезная площадь сенсора и его светочувствительность.

Форматы записи следует подбирать в соответствии с тем, как и на чем вы собираетесь использовать полученные видеофайлы.

Формат AVCHD специально разработан для видеокамер и обеспечивает высокую степень сжатия при сохранении качества изображения, что позволяет уменьшить объем видеофайлов. Однако некоторые телевизоры и бытовые плееры могут отказаться его воспроизводить.

Форматы AVI и MP4 удобны тем, что поддерживаются большинством плееров и программ обработки видео; обычно они предъявляют меньшие аппаратные требования к процессору.

Формат MOV разработан и поддерживается фирмой Apple, поддержка этого формата будет нелишней, если вы собираетесь обрабатывать видео на технике Apple.

Формат XAVC схож с форматом AVCHD, но позволяет сохранять не только FullHD, но и 4К видео.

Форматы сжатия (кодеки) отвечают за сжатие видеофайла. Обычно в видеокамерах используется MPEG4 или H. 264.

H.264 более эффективен, но требует большей производительности процессора для обработки (или воспроизведения) видео. Именно кодек H.264, используемый в формате AVCHD, обуславливает высокое качество видео при малом объеме файла. Кроме AVCHD, H.264 используется в формате XAVC и может быть использован в форматах MOV и MP4.

Кодек MPEG4 предъявляет меньшие аппаратные требования, но обеспечивает худшее качество и больший объем файла. MPEG4 часто используется в кодеках MP4.

Zoom– возможность увеличения кадра – одна из наиболее востребованных функций видеокамеры. Различают оптический и цифровой зум.

Оптическое увеличение реализуется с помощью длиннофокусной оптики – на матрицу проецируется увеличенное изображение, полученное с помощью системы линз. Величина оптического зума зависит от максимального и минимального фокусных расстояний камеры.

Цифровое увеличение реализуется с помощью программного увеличения (растяжения) уже полученного с матрицы изображения. Нетрудно заметить, что в этом случае увеличение без потери реального разрешения возможно лишь при большом количестве мегапикселей матрицы, и то в небольших пределах.

Так, при съемке Full HD видео (1920х1080) на камеру с 8-мегапиксельной матрицей возможен всего лишь двукратный цифровой зум без потери реального разрешения. При дальнейшем увеличении качество изображения будет ухудшаться. Поэтому не стоит придавать большого значения заявленному цифровому зуму в 200х, 300х и т.д. — практически цифровое увеличение более 20х применять смысла мало.

Цифровой зум реализуется намного дешевле оптического, но качество его в разы хуже.

Фокусное расстояниеопределяет угол обзора камеры и возможность увеличения удаленных объектов. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее можно «приблизить» объект съемки, но тем уже будет поле зрения. Кроме фокусного расстояния, на поле зрения влияет также размер матрицы, поэтому, для «приведения к общему знаменателю» вводится понятие эквивалентного фокусного расстояния (ЭФР).

Так, ЭФР в 200 мм означает, что на данной камере угол зрения будет такой же, как на фотоаппарате с 35 мм сенсором и объективом с фокусным расстоянием в 200 мм.

Но следует понимать, что ЭФР относится только к углу зрения, на реальное увеличение изображения этот параметр влияния не оказывает – оно зависит только от фокусного расстояния.

Для примера рассмотрим две камеры с одинаковым ЭФР, но у первой фокусное расстояние в два раза больше, чем у второй. В этом случае картинка на обеих камерах будет одинаковой, но качество изображения на первой камере будет соответствовать оптическому зуму 2х, а на второй – цифровому 2х.

Стабилизация изображения очень важна для видеокамер, поскольку они часто используются для съемки «с рук» и, соответственно, все движения оператора ухудшают качество видео. Бюджетные видеокамеры оснащены электронной стабилизацией, программно «сдвигающей» изображение так, чтобы компенсировать смещение камеры.

Электронная стабилизация справляется только с небольшими отклонениями камеры, возникающими, например, при треморе рук. Наклон камеры электронная стабилизация компенсировать не может, как и сильные смещения, возникающие, например, при ходьбе. Кроме того, электронная стабилизация снижает количество эффективных мегапикселей, «уменьшая» размер кадра, и создает большую нагрузку на процессор камеры.

Оптическая стабилизация выполняется перемещением линз в объективе, компенсирующем смещение камеры. На разных камерах применяются разные способы оптической стабилизации, отличающиеся конструкцией, количеством осей стабилизации, скоростью и диапазоном смещений корректирующих элементов, поэтому качество стабилизации может отличаться на разных моделях. Но в целом оптическая стабилизация дает лучшие результаты, чем электронная.

Быстрая автоматическая фокусировка– одно из основных преимуществ видеокамер. Обычно камера фокусируется на объект, находящийся в центре кадра, у некоторых видеокамер есть функция фокусировки по лицу – в этом случае камера сфокусируется на лицо ближайшего человека.

Иногда возникает потребность сфокусироваться на объекте, находящемся с края кадра, или на объекте, который камера не может идентифицировать – например, дым, стекло, поверхность воды и т.д. В этом случае пригодится ручная фокусировка.

Баланс белого отвечает за правильную цветопередачу. При автоматическом балансе белого видеокамера «считает» белым цветом самый яркий участок кадра. В сумерках или при искусственном освещении подобная установка может привести к искажению цветов. Чтобы этого не происходило, используется либо подходящая предустановка, либо ручная установка баланса белого (обычно с помощью листа белой бумаги).

Экспозициязависит от яркости снимаемой сцены и отвечает за контрастность и деталировку кадра. В отличие от фотокамер, для видеокамер ручная экспозиция практически неприменима – общая яркость снимаемой сцены меняется при малейшем изменении ракурса съемки и подстраивать экспозицию вручную при каждом движении абсолютно нереально. Но иногда автоматическая экспозиция дает сбои – например, при ярком встречном свете, при контрастной подсветке мощным источником света и т.д. В этих случаях могут помочь соответствующие предустановки экспозиции.

Все видеокамеры могут делать фотографии, некоторые способны выполнять фотосъемку в режиме видеосъемки – эта функция может оказаться очень полезной для получения стоп-кадров, которые при этом получатся намного более четкими, чем отдельный кадр из снятого видео.

Формат фотокадра не ограничен стандартами видео, при фотосъемке эффективно используются все пиксели матрицы, поэтому максимальное разрешение фотографий часто превышает разрешение видео. Но это не значит, что видеокамера может заменить фотоаппарат – качество получающихся фотографий подойдет для технических целей, но на художественную ценность таких кадров рассчитывать не стоит. Малый размер матрицы и специфическая оптика приводят к тому, что по качеству фотографий большинство видеокамер находятся на уровне цифровых «мыльниц».

Видоискательсегодня есть не на всех видеокамерах – и это может затруднить съемку на ярком свету, когда на дисплее что-либо различить становится проблематично. В остальных случаях с помощью дисплея снимать удобнее, кроме того, он может расширить возможности камеры:

— поворотный экранзначительно облегчает съемку с различных ракурсов – например, от земли или на вытянутых руках сверху; развернув экран в сторону съемки, камеру удобно использовать при съемке селфи-видео для блогов.

— сенсорный экран дает возможность простого и быстрого увеличения выбранной области кадра, выбора точки фокусировки и настройки баланса белого касанием экрана.

Зум-микрофон позволяет записывать звуки, соответствующие объекту съемки. Это очень полезная опция, позволяющая значительно улучшить звуковую дорожку вашего видео. Зум-микрофон изменяет диаграмму направленности в зависимости от текущего угла обзора (зума), отсеивая шумы, не имеющие отношения к объекту съемок. Полностью убрать посторонние звуки, конечно, зум-микрофон не может, но выделить нужный звук, усилив его и ослабив окружающий звуковой фон, с его помощью вполне возможно.

Максимальное время работыопределяет общую продолжительность видео, которое можно снять на одной зарядке аккумулятора.

Если вам важна продолжительность непрерывной съемки, не забудьте обзавестись картами памяти соответствующего объема. 1 час видео в формате Full HD с частотой 60 fps занимает около 20 Гб. Если максимальное время работы камеры составляет, к примеру, 6 часов, то для полного его использования, потребуется карта памяти объемом 128 Гб.

Варианты выбора видеокамер

Если вы желаете снимать качественное видео с минимальными затратами, выбирайте среди бюджетных Full HD камер с максимумом автоматических настроек.

Для съемки 4К видео вам потребуется камера с поддержкой Ultra HD.

Чтобы снимать видео с большого расстояния, вам потребуется камера с большим фокусным расстоянием.

Видеокамера с большим оптическим зумом наиболее универсальна – при маленьком фокусном расстоянии она подходит для съемки общих планов, при большом фокусном расстоянии можно сконцентрировать внимание на отдельном объекте съемки.

Если вам случается проводить видеосъемку продолжительных мероприятий, выбирайте с среди видеокамер с большим максимальным временем работы.

какой бывает, на что влияет

Если сравнивать со старым поколением камер, современные модели обладают небольшим количеством механических узлов. В новых аппаратах их сменили цифровые компоненты. Таким же остался лишь процесс формирования кадра, заключающийся в переносе пучка света на физический носитель. В старых аппаратах его роль играла плёнка, в современных – матрица.

Мало кто из непрофессиональных операторов знает, что у сенсора есть реальный размер, а некоторые принимают его за разрешение. Между тем физическая величина матрицы – одна из главнейших характеристик девайса, которая напрямую влияет на цветопередачу и чёткость получаемого изображения.

Содержание статьи

Какие бывают размеры матрицы

Один из главных элементов аппарата изготавливается с использованием различных технологий и может иметь разное соотношение сторон. Ниже приведены наиболее распространённые размеры.

@edmundoptics.com

½.3 дюйма

Это – самый миниатюрный вариант, равный 6Х5 мм. Деталь такой величины можно встретить во всех недорогих современных моделях. Как правило, разрешение ½.3 не превышает 20 Мп.

Именно такой расклад был популярен некоторое время назад. Сегодня многие производители стали уделять больше внимания любительской фотосъёмке и оборудуют фотоаппараты крупными элементами.

Несмотря на невысокое качество получаемых снимков, устройство обладает одним неоспоримым достоинством. Компактный формат позволяет использовать гаджет вместе с длиннофокусным объективом, например миниатюрным суперзумом. В аналогичной ситуации для устройства с большим цифровым компонентом придётся приобретать громоздкий объектив. Однако, чтобы получить с помощью техники более или менее качественный снимок, потребуется обеспечить хорошее освещение.

1/1.7 дюйма

Соотношение сторон составляет 7,5Х5,5 мм. С такого рода девайсом получить качественный кадр проще, чем с предыдущим вариантом. Кроме того, формат сенсора обеспечивает приемлемую производительность как на свету, так и в тени. Раньше такие модели были самыми распространёнными среди непрофессионалов. Сейчас же им на смену пришли более крупные варианты.

1 дюйм

Габариты этой разновидности – 13Х8 мм. Сегодня такого рода формат можно встретить на большинстве современных устройств, причём конструктивные особенности позволили сохранить компактность и малый вес аппарата. Такой вариант используется даже для некоторых смартфонов, например Panasonic CM1.

Устройства с дюймовой матрицей обеспечивают более качественную съёмку по сравнению с предыдущими вариантами. Даже компактные девайсы, оснащённые таким элементом, обладают максимальной апертурой, благодаря чему на сенсор поступает большое количество света. Значит, и фотографии будут чёткими.

@photographyreview.com

4/3

Обладает габаритами 17Х13 мм. Можно встретить в большинстве небольших зеркальных аппаратов.

APS-C

Соотношение сторон составляет 24Х18 мм. Используется в полупрофессиональных и профессиональных моделях. Причина популярности — оптимальное соотношение цены и качества.

Фулфрейм

Обладает габаритами 36Х24 мм — полнокадровый вариант величиной в 35 мм. Элемент довольно дорог в изготовлении, потому встречаются только в профессиональных гаджетах.

Среднеформатные

Соотношение сторон – 60Х45 мм. Конструктивно состоят из ряда более миниатюрных цифровых элементов, что напрямую сказывается на высокой цене изделий. Можно встретить исключительно в «очень крутых» и дорогих устройствах.

Таблица: размеры матрицы

@gsmarena.com

На что влияет размер матрицы

Разобравшись с соотношением сторон, стоит упомянуть о том, на какие параметры они оказывают влияние:

1. Габариты. Величина самого аппарата напрямую зависит от установленных компонентов. Соответственно, чем больше деталь, тем крупнее и тяжелее будет девайс.
2. Цифровой шум. Характеристика оказывает существенное влияние на качество изображения, и при низких параметрах может его испортить. Визуально это выглядит, будто на снимок наложили сетку, состоящую из микроскопических точек и царапин. Появиться дефект может из-за неисправности аппарата, малого количества пикселей или небольшого цифрового компонента. Ведь, чем крупнее последний, тем большее количество света на него поступает. Значит, конечное изображение будет более естественным и качественным.
3. Глубина цвета. Этот параметр показывает, насколько мелкие оттенки может определять девайс. Чем выше показатель этой характеристики, тем более плавными и естественными для человеческого глаза будут выглядеть изображения. Это особенно заметно при съёмке практически однотонных композиций.

Стоит иметь в виду, что на маленький элемент попадает минимальное количество света. Значит, передачу придётся усиливать, что негативно сказывается на конечном результате – вместе с увеличением полезных данных растёт и количество цифрового шума.

Какой размер лучше выбрать

При желании фотографировать «всё подряд», не размышляя о цветопередаче и высоком разрешении кадров, можно приобрести любой аппарат по типу «мыльницы» с миниатюрным сенсором. Отсутствие наворотов, разнообразных ручных настроек, автоматический режим делают такие модели наиболее подходящими для любителей.

Чтобы получать кадры приемлемого качества, следует обратить внимание на варианты со средним соотношением сторон. Стоят такие модели недорого, при этом обладают рядом дополнительных функций, позволяющих производить более точную настройку.

Больше возможностей предоставляет компактное беззеркальное изделие, оснащённое суперзумом. Несмотря на небольшие габариты, девайс позволяет создавать оригинальные сюжеты на значительном расстоянии до объекта. Отличный вариант для путешественников!

Снимки самого высокого качества можно получить лишь с помощью дорогой зеркальной камеры с большим цифровым датчиком. Однако применение подобных аппаратов вызывает затруднения, связанные с габаритами и весом устройства. Поэтому «зеркалки» больше подходят для профессиональных операторов.

В завершение, можно сделать вывод – чем больше цифровой элемент, тем качественнее будут снимки, но и стоимость подобных гаджетов выше. Потому выбирать камеру нужно с учётом конкретных целей и кошелька.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Что такое матрица в фотоаппарате: типы, размеры, критерии выбора

Выбирая фотоаппарат, нужно учесть несколько критериев. Один из важных — тип матрицы и её особенности. Но многие новички не знают, что это такое. Матрица в фотоаппарате относится к одному из главных элементов, отвечающих за качество и вид получаемого изображения. Она подразделяется на несколько видов и имеет некоторые технические нюансы.

Содержание статьи

Что представляет собой матрица в фотоаппарате

Чтобы обнаружить её, достаточно присмотреться к центру объектива. Именно там расположен блестящий прямоугольник. Это и есть матрица — важнейшая часть аппарата, влияющая на итоговый снимок.

@Depositphotos

Она напоминает микросхему, состоящую из элементов, обладающих особой светочувствительностью. Когда лучи света проникают внутрь аппаратуры, начинает формироваться электрический сигнал. На степень его интенсивности влияет уровень освещённости и яркости света. Матрица его фиксирует и после преображения получается изображение.

Элемент влияет на количество пикселей. Минимально их может быть 0,3. Чем более дорогостоящая камера, тем больше у неё мегапикселей, а значит, и качественнее получается кадр.

Матрица создаёт сначала чёрно-белое изображение. Оно становится цветным из-за светофильтров, покрывающих её составные детали.

Какие типы матриц бывают

Виды этого элемента напрямую влияют на принцип его работы. Существует несколько основных типов. Среди них:

1. ПЗС. У прибора с зарядной связью структурным элементом выступает транзистор. Такая матрица имеет приятный ламповый цвет. Когда-то этот тип был широко распространён. Но постепенно его вытеснили более современные микросхемы.
2. КМОП. Относительно новый вид, который активно стал использоваться около 12 лет назад. Особенность технологии — аппарат производит выборку отдельного пикселя по схожей схеме со стандартной системой памяти. Каждый пиксель оснащён усилителем. КМОП позволяет получить полную картинку, не теряя границ изображения — боковых, верхних и нижних. Технология меньше «шумит» на снимках и отличается большим энергосбережением.
3. Live-MOS. Такой тип выпускается только одной компанией. Основа технологии — МОП-матрица. Она позволяет создавать изображения хорошего качества, с низким уровнем шума. Тип исключает перегрев камеры.

@tehnofaq.ru

Характеристики матрицы

Данная микросхема в любом фотоаппарате обладает набором определённых характерных особенностей. Они влияют на чёткость и качество кадра. На них также следует опираться при выборе подходящей камеры. Среди основных параметров:

1. Габариты матрицы.
2. Количество пикселей.
3. Уровень чувствительности ISO.
4. Динамический диапазон.
5. Соотношение шума и сигнала.
6. Уровень энергопотребления.
7. Напряжение питания.

Тип может не учитываться из-за того, что практически все модели, представленные в магазине, оснащены современными видами микросхем. Последние две характеристики не оказывают влияния на качество снимка, но могут быть важны для фотографа (с точки зрения удобства использования).

Чем более современной и усовершенствованной будет матрица, тем дороже будет стоить фотоаппарат. Характеристики также влияют на возможности камеры. Модель из бюджетного сегмента не сможет сделать профессиональные снимки высокого качества. Но вполне подойдёт для новичка, который планирует оттачивать свои навыки.

Критерии выбора

Отмечались основные характеристики, влияющие на окончательный результат снимка. В первую очередь необходимо определиться с ценовым сегментом. Чем бюджетнее будет аппарат, тем более низкое качество съёмки у него.

Стоит подробнее разобрать все перечисленные характеристики микросхемы, чтобы понимать, что именно от них зависит.

Размер микросхемы влияет на величину пикселей и плотность их расположения по отношению друг к другу. Чем меньше будет плотность, тем минимальнее получается уровень нагрева поверхности. Это приводит к усилению соотношения между шумом и сигналом, что делает фотографию более чёткой. Именно габариты матрицы считаются одним из важнейших параметров при выборе фотоаппарата.

От размера микросхемы зависит уровень шума на снимках, насколько глубокими и насыщенными будут цвета. Также параметр влияет на динамический диапазон и размер самой камеры. Последнее не менее важно. Ведь работать с фотоаппаратом должно быть удобно.

@thephoblographer.com

Большая матрица позволяет добиться низких показателей шума. Это связано с тем, что увеличенная поверхность микросхемы принимает и пропускает больше световых лучей. Шум будет сниженным даже в условиях съёмки при плохом освещении. Никаких лишних точек на фотографиях не будет.

Также крупная матрица отличается широким динамическим диапазоном и хорошей цветопередачей. Оттенки получаются глубокими и насыщенными. Это значит, что камера сможет идентифицировать различные изменения и погрешности цвета, даже если они едва заметны. Особенно важен параметр для тех, кто любит фотографировать однотонные пейзажи без резких перепадов тонов. Большая матрица легко улавливает цветовой переход, даже если сильных различий по оттенкам нет.

Ключевой недостаток такого аппарата сводится к большому размеру камеры. Увеличение микросхемы ведёт к увеличению самого устройства. Конечно, придётся привыкать работать с крупной камерой. Но с учётом полученных результатов при фотосъёмке, этот недостаток нельзя назвать существенным. Но подобные модели могут быть довольно дорогостоящими. Это также стоит учитывать.

@The Appliances Reviews

При выборе подходящего фотоаппарата необходимо обращать внимание на габариты матрицы и её стоимость. Оба параметра — основные, позволят подобрать камеру в лучшем соотношении цена/качество.

Матрица — одна из важнейших деталей в фотоаппарате. Именно от неё зависит качество получаемых снимков. Поэтому к её выбору необходимо подходить серьёзно. Для новичка следует выбирать модели проще, на которых он сможет потренироваться и отточить мастерство. Для дальнейшей работы в качестве профессионала рекомендуется приобрести фотоаппарат с улучшенной матрицей.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Фотоматрица — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Матрица.

Ма́трица или светочувстви́тельная ма́трица — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов.

• Предназначена для преобразования проецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы).
• Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер, встроенных в мобильный телефон, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств.
• Применяется в оптических детекторах перемещения компьютерных мышей, сканерах штрих-кодов, планшетных и проекционных сканерах, системах астро- и солнечной навигации.

Устройство одного пикселя матрицы

Архитектура пикселей у производителей разная. Для примера здесь приводится архитектура ПЗС-пикселя.

Пример субпикселя ПЗС-матрицы с карманом n-типа

Схема субпикселей ПЗС-матрицы с карманом n-типа (на примере красного фотодетектора)

Обозначения на схеме субпикселя ПЗС-матрицы — матрицы с карманом n-типа:
1 — фотоны света, прошедшие через объектив фотоаппарата;
2 — микролинза субпикселя;
3 — R — красный светофильтр субпикселя, фрагмент фильтра Байера;
4 — прозрачный электрод из поликристаллического кремния или сплава индия и оксида олова;
5 — оксид кремния;
6 — кремниевый канал n-типа: зона генерации носителей — зона внутреннего фотоэффекта;
7 — зона потенциальной ямы (карман n-типа), где собираются электроны из зоны генерации носителей заряда;
8 — кремниевая подложка p-типа.

Микролинза субпикселя

Буферные регистры сдвига на ПЗС-матрице, равно как и обрамление КМОП-пиксела на КМОП-матрице «съедают» значительную часть площади матрицы, в результате, каждому пикселю достаётся лишь 30 % светочувствительной области от его общей поверхности. У матрицы с полнокадровым переносом эта область составляет 70 %. Именно поэтому в большинстве современных ПЗС-матриц над пикселем устанавливается микролинза. Такое простейшее оптическое устройство покрывает бо́льшую часть площади ПЗС-элемента и собирает всю падающую на эту часть долю фотонов в концентрированный световой поток, который, в свою очередь, направлен на довольно компактную светочувствительную область пиксела.

Характеристики матриц

Светочувствительность (более коротко — чувствительность), отношение сигнал-шум и физический размер пикселя однозначно взаимосвязаны (для матриц, созданных по одной и той же технологии). Чем больше физический размер пикселя, тем больше получаемое соотношение сигнал-шум при заданной чувствительности, или тем выше чувствительность при заданном соотношении сигнал-шум. Физический размер матрицы и её разрешение однозначно определяют размер пикселя. Размер пикселя напрямую определяет такую важную характеристику, как фотографическая широта.

Отношение сигнал/шум

Всякая физическая величина совершает некоторые колебания от своего среднего состояния, в науке это называется флуктуациями. Поэтому и каждое свойство всякого тела тоже изменяется, колеблясь в некоторых пределах. Это справедливо и для такого свойства, как светочувствительность фотоприёмника, независимо от того, что собой представляет этот фотоприёмник. Следствием этого является то, что некоторая величина не может иметь какого-то конкретного значения, а изменяется в зависимости от обстоятельств. Если, например, рассмотреть такой параметр фотоприёмника, как «уровень чёрного», то есть то значение сигнала, которое будет показывать фотодатчик при отсутствии света, то и этот параметр будет некоторым образом флуктуировать, в том числе эта величина будет меняться от одного фотодатчика к другому, если они образуют некоторый массив (матрицу).

В качестве примера можно рассмотреть обычную фотоплёнку, где фотодатчики — зерна бромистого серебра, и их размер и «качество» неконтролируемо меняются от точки к точке (изготовитель фотоматериала может обеспечить только среднее значение параметра и величину его отклонения от среднего значения, но не сами конкретные значения этой величины в конкретных позициях). В силу этого обстоятельства плёнка, проявленная без экспозиции, покажет некоторое, очень маленькое, но отличное от нуля почернение, которое называется «вуаль». И у фотоматрицы цифрового фотоаппарата наблюдается то же самое явление. В науке такое явление называется шумом, так как оно мешает правильному восприятию и отображению информации, и для того, чтобы изображение хорошо передавало структуру исходного сигнала, необходимо, чтобы уровень сигнала в некоторой степени превосходил уровень шумов, характерных для данного устройства. Это называется отношением сигнал/шум.^[1]

Чувствительность

К матрицам применяется термин эквивалентный «чувствительности», потому что:

• в зависимости от назначения матрицы формальное значение чувствительности может определяться различными способами по различным критериям;
• аналоговым усилением сигнала и цифровой постобработкой можно менять значение чувствительности матрицы в широком диапазоне.

У цифровых фотоаппаратов значение эквивалентной чувствительности может меняться в диапазоне 50—102400 ISO. Максимальная используемая в массовых фотоаппаратах чувствительность соответствует отношению сигнал/шум 2-5.

Разрешение

Фотоматрица оцифровывает (разделяет на кусочки — «пиксели») то изображение, которое формируется объективом фотоаппарата. Но, если объектив в силу недостаточно высокой разрешающей способности передаёт ДВЕ светящиеся точки объекта, разделённые третьей чёрной, как одну светящуюся точку на ТРИ подряд расположенных пиксела, то говорить о точном разрешении изображения фотоаппаратом не приходится.

В фотографической оптике существует приблизительное соотношение^[2]: если разрешающую способность фотоприёмника выразить в линиях на миллиметр (или же в пикселях на дюйм), обозначим её как M{\displaystyle M}, и так же выразить разрешающую способность объектива (в его фокальной плоскости), обозначим её как N{\displaystyle N}, то результирующее разрешение системы объектив+фотоприёмник, обозначим его как K{\displaystyle K}, можно найти по формуле:

Введение в матрицы / Размер матрицы

Введение в Матрицы / Размер матрицы (стр. 1 из 3)

Разделы: Дополненные и коэффициенты матрицы / Размер матрицы, Обозначение матрицы и типы, Матрица равенства

---

Дополненный матрицы

Матрицы невероятно полезные вещи, которые возникают во многих различных прикладных областях.А пока вы наверное, только простейшие манипуляции с матрицами, а потом вы перейдете к следующей теме. Но не стоит удивляться, встретив матрицы снова, скажем, в физике или технике. (Множественное число «матрицы» произносится как «MAY-truh-seez».)

Матрицы изначально были на основе систем линейных уравнений.

• Учитывая следующее систему уравнений, напишите соответствующую расширенную матрицу.

Запишите коэффициенты. и значения ответов, включая все знаки «минус». Если там — коэффициент «нет», тогда коэффициент равен «1».

То есть, учитывая систему (линейных) уравнений, вы можете связать с ним матрицу (сетку чисел внутри скобок), который содержит только коэффициенты линейного система. Это называется «расширенной матрицей»: сетка, содержащая коэффициенты из левой части каждого уравнения были «дополнены» с ответами из правой части каждого уравнения.

Записи (то есть значения в) матрице соответствуют x -, л — и z -значения в исходной системе, если исходная система устроена правильно на первом месте. Иногда вам нужно переставить термины или вставить нули как заполнители в вашей матрице.

• Учитывая следующее систему уравнений, напишите соответствующую расширенную матрицу.

Мне сначала нужно переставить система как:

Тогда я могу написать связанная матрица как:

При формировании дополненной матрица, используйте ноль для любой записи, где соответствующее место в системе линейных уравнений пусто.

---

Коэффициент матрицы

Если сформировать матрицу только по значениям коэффициентов матрица будет выглядеть так:

Это называется » матрица коэффициентов «.авторское право Элизабет Стапель 2003-2011 Все права защищены

Выше мы пошли от линейного систему в расширенную матрицу. Вы можете пойти и другим путем.

• Учитывая следующее дополненную матрицу, напишите связанную линейную систему.

Помните, что матрицы требуют, чтобы все переменные были выстроены аккуратно и аккуратно. И это обычно, когда у вас есть три переменные, использовать x , л , г. и z , в этой последовательности.Таким образом, соответствующая линейная система должна быть:

---

Размер матрицы

Матрицы часто упоминаются по их размерам. Размер матрицы задается в виде измерения, так же, как комнату можно назвать «комнатой десять на двенадцать». Размеры матрицы — это строки и столбцы, а не размер ширина и длина. Например, рассмотрим следующую матрицу A :

Начиная с A имеет три ряда и четыре столбца , размер А это 3 4 (произносится как «три на четыре»).

Ряды идут бок о бок; столбцы идут вверх и вниз. «Строка» и «столбец» технические термины и не взаимозаменяемы. Размеры матрицы всегда задается сначала количеством строк, а затем количеством столбцов. Следуя этому соглашению, следующая матрица B :

… это 2 3. Если матрица имеет такое же количество строк, что и столбцы, матрица называется «квадратной» матрица.Например, матрица коэффициентов сверху:

… это 3 3 квадратная матрица.

Верх | 1 | 2 | 3 | Вернуться к указателю Далее >>

Цитируйте эту статью как:

Стапель, Елизавета. «Введение в матрицы / размер матрицы.« Purplemath . Доступно по номеру https://www.purplemath.com/modules/matrices.htm . Доступ [Дата] [Месяц] 2016 г.

Обозначение матрицы и размер матрицы

Матрицы используются во множестве различных математических задач, от алгебры и линейной алгебры до конечной математики. Конечно, чтобы иметь возможность работать с матрицами, вам необходимо понимать используемые обозначения и простые (но важные) идеи, такие как размер матрицы.

объявление

Элементы матрицы

Матрица — это способ организации чисел в строки и столбцы. Он может представлять собой систему уравнений, реальную ситуацию или просто представлять собой интересующую нас матрицу. Матрицы обычно обозначаются заглавными буквами, например A , B или C . Ниже вы можете увидеть матрицу, которую мы будем называть «матрица A ».

Числа в матрице называются элементами.Один из способов рассказать о конкретном элементе — использовать строчную букву и пометить ее строкой и столбцом элемента.

Обратите внимание, что вы также можете сказать «5 — это запись (1,2)» и «8 — это запись (2,3)».

Размер матрицы

Общая тема матриц — «думайте о строках-столбцах», и это справедливо даже при обсуждении размера или размерности матрицы. Если матрица имеет 4 строки и 6 столбцов, мы говорим, что это матрица 4 x 6 (читай: четыре на шесть).

Сводка

Изучая матрицы, помните следующие идеи:

• Элементы указываются по их расположению в строке, затем в столбце.
• Размер матрицы: (количество строк) x (количество столбцов). Для матрицы 2 x 3 вы бы сказали «размер матрицы 2 на 3».

Продолжить изучение матриц

Теперь, когда вы ознакомились с важными обозначениями и идеями, такими как размер матрицы, вы готовы изучить, как складывать, вычитать и умножать матрицы.

Операций с матрицами:

Подпишитесь на нашу рассылку!

Мы всегда публикуем новые бесплатные уроки и добавляем новые учебные пособия, руководства по калькуляторам и пакеты задач.

Подпишитесь, чтобы получать электронные письма (раз в пару или три недели) с информацией о новинках!

Связанные

numpy.matrix.resize — NumPy v1.19 Manual

Изменение формы и размера массива на месте.

Параметры

new_shape кортеж целых чисел, или n целых числа

Форма массива с измененным размером.

refcheck bool, необязательно

Если False, счетчик ссылок не будет проверяться.По умолчанию True.

Возврат

Нет

Повышает

ValueError

Если a не владеет собственными данными или ссылками или представлениями на него не существует, и память данных должна быть изменена. Только PyPy: всегда будет повышаться, если необходимо изменить память данных, поскольку нет надежного способа определить, есть ли ссылки или взгляды на него существовать.

SystemError

Если указан аргумент ключевого слова order .Такое поведение ошибка в NumPy.

См. Также

изменить размер

Вернуть новый массив с указанной формой.

Банкноты

При необходимости перераспределяет пространство для области данных.

Только непрерывные массивы (элементы данных, идущие последовательно в памяти) могут быть изменен размер.

Цель проверки количества ссылок — убедиться, что вы не используйте этот массив в качестве буфера для другого объекта Python, а затем перераспределить память.Однако количество ссылок может увеличиваться в другими способами, поэтому, если вы уверены, что не разделили память для этого массива с другим объектом Python, тогда вы можете спокойно установить перепроверьте на False.

Примеры

Сжатие массива: массив выравнивается (в том порядке, в котором хранится в памяти), размер и форма:

 >>> a = np.array ([[0, 1], [2, 3]], порядок = 'C')
>>> a.resize ((2, 1))
>>> а
массив ([[0],
       [1]])
 

 >>> а = нп.array ([[0, 1], [2, 3]], порядок = 'F')
>>> a.resize ((2, 1))
>>> а
массив ([[0],
       [2]])
 

Увеличение массива: как указано выше, но пропущенные записи заполняются нулями:

 >>> b = np.array ([[0, 1], [2, 3]])
>>> b.resize (2, 3) # параметр new_shape не обязательно должен быть кортежем
>>> б
массив ([[0, 1, 2],
       [3, 0, 0]])
 

Ссылка на массив предотвращает изменение размера…

 >>> с = а
>>> a.resize ((1, 1))
Отслеживание (последний вызов последний):
...
ValueError: невозможно изменить размер массива, который ссылается или на который есть ссылка ...
 

Если refcheck не является ложным:

 >>> a.resize ((1, 1), refcheck = False)
>>> а
массив ([[0]])
>>> c
массив ([[0]])
 

Добавление матрицы

Как и в обычной алгебре, матричная алгебра имеет такие операции, как сложение и вычитание.

Как складывать и вычитать матрицы

Две матрицы можно складывать или вычитать только в том случае, если они имеют одинаковые измерение; то есть у них должно быть одинаковое количество строк и столбцов.

Сложение или вычитание осуществляется путем сложения или вычитания. соответствующие элементы. Например, рассмотрим матрицу A и матрица B .

Обе матрицы имеют одинаковое количество строк и столбцов (2 строки и 3 столбца), поэтому их можно складывать и вычитать. Таким образом,

A + B =

1 + 5 2 + 6 3 + 7 7 + 3 8 + 4 9 + 5

А,

A — B =

1–5 2–6 3–7 7–3 8–4 9–5

И, наконец, обратите внимание, что порядок добавления матриц не важный; таким образом, A + B = В + А .

Проверьте свое понимание

Задача 1

Рассмотрим матрицы, представленные ниже — A , B , C и D

Какие из следующих утверждений верны?

I. A + B = C
II. B + C = D
III. B — C = D

(A) только я
(B) только II
(C) только III
(D) I и II
(E) I и III

Решение

Правильный ответ — (C), как показано ниже.

B — C = = D

Обратите внимание, что матрицы A, и B не может быть добавлен, потому что B имеет больше столбцов, чем A .Матрицы можно складывать или вычитать только в том случае, если они имеют одинаковые количество строк и такое же количество столбцов.

Лучший размер матрицы — Отличные предложения по размеру матрицы от глобальных продавцов размеров матрицы

Отличные новости !!! Вы выбрали правильный размер матрицы. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот максимальный размер матрицы должен стать одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели размер матрицы на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в размере матрицы и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести matrix size по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Работа с данными в матрице

Загрузка данных

Наш пример данных — это измерения качества (размер частиц) при производстве ПВХ-пластика с использованием восьми различных партий смолы и трех разных операторов оборудования.

Набор данных хранится в формате значений, разделенных запятыми (CSV).Каждая строка — это партия смолы, а каждый столбец — это оператор. В RStudio откройте pvc.csv и посмотрите, что он содержит.

Подсказка

Местоположение файла указывается относительно вашего «рабочего каталога». Вы можете увидеть расположение вашего рабочего каталога в заголовке панели консоли в RStudio. Скорее всего, это «~», обозначающее ваш личный домашний каталог. Вы можете изменить рабочий каталог с помощью setwd .

Имя файла «r-intro-files / pvc.csv »означает из текущего рабочего каталога в подкаталоге« r-intro-files »файл« pvc.csv ».

Вы можете проверить, действительно ли файл находится в этом месте, используя панель «Файлы» в правом нижнем углу RStudio.

Если вы работаете на своем компьютере, а не на нашем обучающем сервере, и загрузили и разархивировали файл r-intro-files.zip, файл может находиться в другом месте.

Мы вызвали read.csv с двумя аргументами: имя файла, который мы хотим прочитать, и столбец, содержащий имена строк.Имя файла должно быть символьной строкой, поэтому мы заключили его в кавычки. Присвоение второму аргументу, row.names , равному 1 указывает, что файл данных имеет имена строк и номер столбца, в котором они хранятся. Если мы не укажем row.names , результат не будет имена строк.

Подсказка

read.csv на самом деле имеет гораздо больше аргументов, которые могут оказаться полезными при импорте собственных данных в будущем.

  ## Алиса Боб Карл
## Смола1 36.25 35,40 35,30
## Смола2 35,15 35,35 33,35
## Смола3 30,70 29,65 29,20
## Смола 4 29,70 30,05 28,65
## Смола5 31,85 31,40 29,30
## Смола6 30,20 30,65 29,75
## Смола 7 32,90 32,50 32,80
## Смола8 36,80 36,45 33,15  

  ## [1] "data.frame"  

  ## 'data.frame': 8 набл. из 3 переменных:
## $ Алиса: число 36,2 35,1 30,7 29,7 31,9 ...
## $ Bob: число 35,4 35,4 29,6 30,1 31,4 ...
## $ Carl: число 35,3 33,4 29,2 28,6 29,3 ...  

прочт.csv загрузил данные как фрейм данных. Фрейм данных содержит набор «вещей» (строк), каждая из которых имеет набор свойств (столбцов) разных типов.

На самом деле эти данные лучше рассматривать как матрицу. В кадре данных столбцы содержат разные типы данных, но в матрице все элементы относятся к одному типу данных. Матрица в R похожа на математическую матрицу, содержащую все того же типа (обычно числа).

R часто, но не всегда позволяет использовать их взаимозаменяемо.При размышлении о данных также полезно различать фрейм данных и матрицу. Для фреймов данных и матриц имеют смысл различные операции. Фреймы данных занимают центральное место в R, и освоение R во многом связано с мышлением в фреймах данных. Однако любые статистические данные часто предполагают использование матриц. Например, когда мы работаем с данными RNA-Seq, мы используем матрицу счетчиков чтения. Так что стоит потратить время и на то, чтобы научиться пользоваться матрицами.

Давайте настаиваем на R, что у нас есть матрица. as.matrix «преобразует» наши данные в матричный тип.

  ## [1] "матрица"  

  ## число [1: 8, 1: 3] 36,2 35,1 30,7 29,7 31,9 ...
## - attr (*, "dimnames") = Список из 2
## .. $: chr [1: 8] "Смола1" "Смола2" "Смола3" "Смола4" ...
## .. $: chr [1: 3] "Алиса" "Боб" "Карл"  

Намного лучше.

Подсказка

Матрицы можно создавать разными способами.

matrix преобразует вектор в матрицу с заданным количеством строк и столбцов.

rbind складывает несколько векторов в виде строк один поверх другого, чтобы сформировать матрицу, или может складывать меньшие матрицы друг на друга, чтобы сформировать большую матрицу.

cbind аналогичным образом складывает несколько векторов в виде столбцов рядом друг с другом, чтобы сформировать матрицу, или может складывать меньшие матрицы рядом друг с другом, чтобы сформировать большую матрицу.

Индексные матрицы

Мы можем проверить размер матрицы с помощью функций nrow и ncol :

  ## [1] 8  

  ## [1] 3  

Это говорит нам, что наша матрица, mat , имеет 8 строк и 3 столбца.

Если мы хотим получить одно значение из матрицы, мы можем указать индекс строки и столбца в квадратных скобках:

  ## [1] 36,25  

  ## [1] 30,05  

Если наша матрица имеет имена строк и столбцов, мы также можем ссылаться на строки и столбцы по имени.

  ## [1] 30,05  

Индекс типа [4, 2] выбирает один элемент матрицы, но мы также можем выбирать целые разделы. Например, мы можем выбрать первые два оператора (столбца) значений для первых четырех смол (строк) следующим образом:

  ## Алиса Боб
## Смола1 36.25 35,40
## Смола2 35,15 35,35
## Смола3 30,70 29,65
## Смола 4 29,70 30,05  

Срез 1: 4 означает числа от 1 до 4. Это то же самое, что c (1,2,3,4) .

Срез необязательно должен начинаться с 1, например в строке ниже выбираются строки с 5 по 8:

  ## Алиса Боб
## Смола5 31,85 31,40
## Смола6 30,20 30,65
## Смола 7 32,90 32,50
## Resin8 36,80 36,45  

Мы можем использовать векторы, созданные с помощью c , для выбора несмежных значений:

  ## Алиса Карл
## Смола1 36.25 35,3
## Смола 3 30,70 29,2
## Смола5 31,85 29,3  

Нам также не нужно предоставлять индекс для строк или столбцов.