La matrice est une surface sensible à la lumière sur laquelle la lumière pénètre à travers l'objectif et est convertie en impulsions électroniques, et après traitement par le processeur, elles sont stockées sur la carte mémoire sous forme de photographies sous la forme d'un code numérique. On peut dire que la fonction de la matrice est de numériser la lumière qui frappe sa surface, on l'appelle aussi un capteur, un capteur photo.
Dans les appareils photo compacts, cela n'a pas de grande importance. Il est donc important de connaître les concepts de base des matrices photosensibles. Cela nous permettra d'avoir un achat réfléchi et conscient des inconvénients et des avantages qui seront inclus dans le modèle d'appareil photo. Cela facilite le choix de la caméra qui convient à nos besoins et il est beaucoup plus facile de travailler avec la caméra elle-même, grâce à la méthode bien connue d'enregistrement des images. Étant donné que le nombre de mégapixels et le type de capteur peuvent être omis, il ne faut pas oublier la taille du capteur et le rapport de sa taille aux photodiodes dont il dispose.
Résolution de la matrice de la caméra
La matrice de la caméra est constituée de capteurs de pixels, la résolution d'une image numérique dépend du nombre de pixels, plus il y a de pixels, plus le détail du cadre est élevé, plus les petits détails seront visibles. Le nombre de pixels sur les appareils photo reflex numériques est appelé mégapixel. Photos modernes les capteurs des appareils photo numériques ont 8 à 24 millions de pixels.
Plus le capteur de l'appareil photo est grand, plus la profondeur de champ de l'image est faible !
La taille de la matrice de la caméra affecte également la taille des pixels, la zone de pixels d'une grande matrice est plus grande et, par conséquent, la sensibilité à la lumière et la reproduction des couleurs sont meilleures et il y a moins de bruit. De cela, nous pouvons conclure que non seulement le nombre de pixels est important, mais aussi la taille. Tout le monde peut s'en convaincre s'il compare une photo prise par un moulin à vent avec 12 mégapixels et un reflex avec, par exemple, 10 mégapixels.
Chaque pixel forme un point sur l'image et plus la résolution de la matrice est élevée, plus le détail de l'image résultante est élevé. Le nombre de pixels sur la matrice est appelé résolution et est mesuré en mégapixels. 1 mégapixel = un million (1 000 000) de pixels.
Si les spécifications d'un appareil photo reflex numérique disent que le plus grande taille image 5616 par 3744, il s'avère que la résolution de la matrice de la caméra est de 22 mégapixel (5616×3744=21026304).
La taille physique de la matrice est l'une des caractéristiques les plus importantes de la caméra, qui affecte directement la qualité de l'image. D'après le nom, il est déjà clair que nous parlons de dimensions géométriques et que la longueur et la largeur du capteur sont mesurées en millimètres, dans les caractéristiques de certaines caméras, la taille est indiquée comme la diagonale de la matrice en pouces comme 2/3 ″. La valeur en pouces est l'inverse de la valeur, et donc, lors de l'achat d'un appareil photo, vous devez choisir celui avec le nombre après la fraction de moins.
Si vous devez choisir parmi 2 caméras qui ont le même numéro 12 mégapixels, mais le premier a une matrice 1/2.5″, et la seconde 1/1.8″ - il est préférable de prendre le second - la taille des pixels sera plus grande, respectivement, et la qualité de l'image sera meilleure.
Ici vous pouvez voir un tableau montrant le rapport de la diagonale à la taille géométrique.
La taille affecte la quantité bruit numérique transmis avec le signal principal à la matrice. Plus la taille physique de la matrice est grande, plus sa surface est grande et plus la lumière la frappe, de sorte que le signal utile de la matrice sera plus fort et le rapport signal sur bruit sera meilleur. Cela vous permet d'obtenir une image de haute qualité avec des couleurs naturelles.
À dernières années un coefficient est également utilisé pour indiquer la taille du capteur facteur de culture, qui indique combien de fois le capteur de l'appareil photo est plus petit que le plein cadre (plein cadre),
Ci-dessous, dans la figure, vous pouvez voir et comparer les tailles des matrices de différents appareils photo numériques.
La sensibilité à la lumière est une propriété d'un matériau sensible à la lumière, c'est-à-dire un film ou une matrice. La sensibilité à la lumière est une mesure de la rapidité avec laquelle un matériau « absorbe » la lumière. Selon les normes internationales, la sensibilité à la lumière est indiquée ISO.
Lors de la prise de vue avec un appareil photo argentique, pour augmenter la sensibilité à la lumière, des films photographiques avec différents ISO, tandis que dans un appareil photo numérique, l'augmentation de l'ISO se fait à l'aide de boutons ou de menus. L'échelle a essentiellement ceci - 100,200,400,800,1600,3200,6400,12800. Plus la valeur ISO est élevée, plus la sensibilité à la lumière du matériau est élevée.
Le plus haut ISO, moins il faut de lumière pour prendre des photos et la capacité de l'appareil photo à prendre des photos dans des conditions de faible éclairage augmente. L'indice de sensibilité de la matrice indique à quel point le signal provenant de celle-ci est amplifié. Cela signifie que plus la valeur est élevée ISO, plus le signal sera amplifié, mais le bruit sera amplifié avec lui. Il en découle que s'impliquer grandes valeurs pas la peine, car dans ce cas le niveau de bruit augmente, l'image s'avère très granuleuse, voire inutile.
Les valeurs élevées viennent à la rescousse principalement la nuit ou le soir, en salles obscures, dans les clubs, même à la maison et lors de la prise de vue de sujets en mouvement rapide lorsque vous devez photographier à des vitesses d'obturation élevées. La valeur ISO recommandée est jusqu'à 400 unités.
Types de matrices de caméra
Lors du choix d'un appareil photo, l'un des facteurs importants est type de matrice de caméra.
Aujourd'hui, les géants mondiaux utilisent dans leurs reflex numériques deux types de capteurs. Le premier est CCD (CCD), la deuxième - CMOS (CMOS).
A ce jour, la technologie CMOS(Oxyde métallique semi-conducteur complémentaire) conquis plus de 90% du marché mondial, et la technologie CCD(Appareil à couplage de charge) est déjà en train de passer à l'arrière-plan.
Avantages CMOS- technologie, c'est une faible consommation d'énergie. Capteurs CMOS contiennent des convertisseurs et des amplificateurs analogique-numérique, ce qui réduit le coût du produit final.
avantage CCD est un faible niveau de bruit, une occupation élevée des pixels (environ 100%) et une large plage dynamique.
La matrice de la caméra est utilisée pour convertir le flux lumineux provenant de l'objectif en signaux électriques, que la caméra convertit ensuite en image. Cela se fait à l'aide de capteurs photo situés sur la matrice en grand nombre.
Qu'est-ce qu'une matrice de caméra- Il s'agit d'un microcircuit constitué de photocapteurs qui réagissent à la lumière.
La structure de la matrice elle-même est discrète, c'est-à-dire qu'elle se compose de millions d'éléments (cellules photoélectriques) qui convertissent la lumière.
Par conséquent, les caractéristiques de la caméra indiquent simplement le nombre d'éléments de la matrice, que nous appelons mégapixels (MP). 1 Mn = 1 million d'éléments.
C'est de la matrice elle-même que dépend le nombre de mégapixels de la caméra, qui peut prendre une valeur de 0,3 (pour les caméras téléphoniques bon marché) à 10 mégapixels ou plus pour les caméras modernes. Par exemple, 0,3 mégapixels correspond déjà à 300 000 photocellules à la surface de la matrice.
- grandeur physique
- Résolution (mégapixels)
- Sensibilité à la lumière
- Rapport signal sur bruit
Aspect matriciel
La matrice de la caméra elle-même forme du noir image blanche, ainsi, pour obtenir une image en couleur, les éléments de la matrice peuvent être recouverts de filtres lumineux (rouge, vert, bleu). Et si vous enregistrez une photo au format JPEG et TIFF, l'appareil photo calcule lui-même les couleurs des pixels, et lors de l'utilisation du format RAW, les pixels seront peints dans l'une des trois couleurs, ce qui vous permettra de traiter une telle image sur un ordinateur sans perte de qualité.
grandeur physique
Une autre caractéristique de la matrice est la taille. Habituellement, la taille est donnée sous forme de fraction en pouces. Comment taille plus grande, moins il y aura de bruit sur la photo et plus de lumière sera enregistrée, ce qui signifie que plus de nuances seront obtenues.
La taille de la matrice est un paramètre très important de l'ensemble de la caméra.
Différentes tailles de matrice
Sensibilité et bruit
Dans la technologie photographique, en relation avec les matrices, le terme sensibilité "équivalente" est utilisé. C'est parce que la vraie sensibilité est mesurée différentes façons selon l'objectif de la matrice, et en utilisant l'amplification du signal et le traitement numérique, vous pouvez modifier considérablement la sensibilité sur une large plage.
La sensibilité à la lumière de tout matériau photographique montre la capacité de ce matériau à convertir l'effet électromagnétique de la lumière en un signal électrique. C'est-à-dire la quantité de lumière nécessaire pour obtenir un niveau normal de signal électrique à la sortie.
Taille et nombre de pixels
La taille de la matrice et sa profondeur de bits en mégapixels sont interconnectées par une telle relation : plus la taille est petite, moins il doit y avoir de mégapixels. Sinon, en raison du placement rapproché des cellules photoélectriques, un effet de diffraction se produit et l'effet de flou sur les photographies peut en résulter, c'est-à-dire que la clarté de l'image disparaîtra.
La taille du capteur et sa résolution déterminent également la taille des pixels et, par conséquent, la plage dynamique, qui montre la capacité de la caméra à distinguer le plus nuances sombres du plus léger et de les transmettre dans l'image.
De plus, plus la taille des pixels est grande, plus plus d'attitude signal sur bruit, car un pixel plus grand peut collecter plus de lumière et le niveau du signal augmente. Par conséquent, avec la même taille de capteur, moins de mégapixels peuvent être encore plus utiles pour la qualité photo.
Le plus taille de pixel physique(en anglais pixel - picture element), plus il sera capable de capter la lumière qui lui tombe dessus et plus le rapport signal sur bruit sera important pour une sensibilité donnée. On peut dire autrement : pour un rapport signal sur bruit donné, la sensibilité sera plus élevée. Cela signifie que vous pouvez augmenter la valeur de sensibilité lors du réglage de l'exposition sans craindre d'avoir du bruit sur la photo. Bien sûr, du bruit apparaîtra, seule la valeur ISO à laquelle cela se produit sera différente pour différents appareils photo. Par conséquent, les reflex numériques avec leurs grandes matrices sont loin devant les compacts dans ces indicateurs.
La taille des pixels dépend de la taille physique de la matrice et de sa résolution. La taille des pixels affecte la latitude photographique. De plus environ.
Matrice au tableau
Autorisation
La résolution de la matrice dépend du nombre de pixels utilisés pour former l'image. La lentille forme un flux de lumière et la matrice le divise en pixels. Mais les lentilles optiques ont aussi leur propre résolution. Et si la résolution de l'objectif n'est pas suffisante et qu'il transmet deux points lumineux séparés par un point noir comme un seul point lumineux, la résolution exacte de la caméra, qui dépend de la valeur Mp, peut ne pas être remarquée.
Par conséquent, la résolution de la caméra résultante dépend à la fois de la résolution du capteur et de la résolution de l'objectif, mesurée en nombre de lignes par millimètre.
Et cette résolution sera maximale lorsque la résolution de l'objectif correspondra à la résolution de la matrice. La résolution des matrices numériques dépend de la taille des pixels, qui peut être de 0,002 mm à 0,008 mm (2-8 microns). Aujourd'hui, le nombre de mégapixels sur le capteur photo peut atteindre 30 mégapixels.
Structure matricielle
Format d'image de la matrice
Les caméras modernes utilisent des matrices aux formats 4:3, 3:2, 16:9. En amateur Caméras digitales le format 4:3 est généralement utilisé. Dans les appareils photo numériques SLR, les capteurs au format 3:2 sont généralement utilisés, à moins qu'un format 4:3 ne soit spécifiquement indiqué. Le format 16:9 est rarement utilisé.
Type de matrice
Auparavant, les photocapteurs à base de CCD (charge-coupled device, en anglais CCD - Charge-Coupled Device) étaient principalement utilisés. Ces matrices sont constituées de LED photosensibles et utilisent la technologie des dispositifs à couplage de charge (CCD). Il est appliqué avec succès à notre époque.
Mais en 1993, la technologie Activ Pixel Sensors a été mise en place. Son développement a conduit à l'introduction en 2008 de la matrice CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor, en anglais CMOS - Complementary-symmetry / Metal-Oxide Semiconductor). Avec cette technologie, l'échantillonnage de pixels individuels est possible, comme dans la mémoire conventionnelle, et chaque pixel est équipé d'un amplificateur. Les matrices basées sur cette technologie peuvent également disposer d'un système automatique de réglage du temps d'exposition pour chaque pixel. Cela vous permet d'augmenter la latitude photographique.
Panasonic a créé sa matrice Live-MOS. Elle travaille sur la technologie MOS. En utilisant une telle matrice, vous pouvez obtenir une image en direct sans surchauffe ni augmentation du bruit.