Matrica yra šviesai jautrus paviršius, ant kurio šviesa patenka per objektyvą ir paverčiama elektroniniais impulsais, o apdoroti procesoriumi, jie išsaugomi atminties kortelėje kaip nuotraukos skaitmeninio kodo pavidalu. Galima sakyti, kad matricos funkcija yra skaitmeninti šviesą, kuri patenka į jos paviršių, ji taip pat vadinama jutikliu, foto jutikliu.
Kompaktiniuose fotoaparatuose to nėra didelės svarbos. Todėl svarbu žinoti pagrindines šviesai jautrių matricų sąvokas. Tai leis mums apgalvotai ir sąmoningai įsigyti trūkumus ir privalumus, kurie bus įtraukti į fotoaparato modelį. Dėl gerai žinomo vaizdų įrašymo būdo lengviau išsirinkti mūsų poreikius atitinkantį fotoaparatą, o dirbti su pačiu fotoaparatu yra daug lengviau. Kadangi megapikselių skaičių ir jutiklio tipą galima praleisti, nereikėtų pamiršti ir jutiklio dydžio bei jo dydžio santykio su turimais fotodiodais.
Kameros matricos skiriamoji geba
Kameros matrica susideda iš pikselių jutiklių, skaitmeninio vaizdo raiška priklauso nuo pikselių skaičiaus, kuo daugiau pikselių, kuo didesnė kadro detalė, tuo aiškiau bus matomos smulkios detalės. Pikselių skaičius DSLR fotoaparatuose vadinamas megapikseliais. Šiuolaikinės nuotraukos skaitmeninių fotoaparatų jutikliai turi 8-24 milijonus pikselių.
Kuo didesnis fotoaparato jutiklis, tuo mažesnis vaizdo lauko gylis!
Kameros matricos dydis taip pat turi įtakos pikselių dydžiui, didelės matricos pikselių plotas yra didesnis, atitinkamai geresnis šviesos jautrumas ir spalvų atkūrimas, mažiau triukšmo. Iš to galime daryti išvadą, kad svarbus ne tik pikselių skaičius, bet ir dydis. Tuo gali įsitikinti kiekvienas, jei palygins nuotrauką, padarytą vėjo malūnu su 12 megapikselių ir DSLR su, pavyzdžiui, 10 megapikselių.
Kiekvienas pikselis sudaro vieną tašką vaizde ir kuo didesnė matricos skiriamoji geba, tuo didesnis gaunamo vaizdo detalumas. Vadinamas pikselių skaičius matricoje rezoliucija ir matuojamas megapikseliais. 1 megapikselis = vienas milijonas (1 000 000) pikselių.
Jei DSLR fotoaparato specifikacijos sako, kad labiausiai didelis dydis vaizdas 5616 x 3744, paaiškėja, kad kameros matricos skiriamoji geba yra 22 megapikselių (5616×3744=21026304).
Fizinis matricos dydis yra viena iš svarbiausių fotoaparato savybių, kuri tiesiogiai veikia vaizdo kokybę. Iš pavadinimo jau aišku, kad kalbame apie geometrinius matmenis ir jutiklio ilgis ir plotis matuojami milimetrais, kai kurių kamerų charakteristikose dydis nurodytas kaip matricos įstrižainė coliais kaip 2/3 ″. Vertė coliais yra vertės atvirkštinė vertė, todėl perkant fotoaparatą reikia pasirinkti tą, kurio skaičius po trupmena mažesnis.
Jei turite pasirinkti iš 2 kamerų, kurios turi tas pats numeris 12 megapikselių, tačiau pirmasis turi matricą 1/2,5 colio, o antrasis 1/1.8″ – geriau imti antrą – atitinkamai bus didesnis pikselių dydis, o vaizdo kokybė geresnė.
Čia galite pamatyti lentelę, kurioje rodomas įstrižainės ir geometrinio dydžio santykis.
Dydis turi įtakos kiekiui skaitmeninis triukšmas perduodamas kartu su pagrindiniu signalu į matricą. Kuo didesnis fizinis matricos dydis, tuo didesnis jos plotas ir į ją patenka daugiau šviesos, ko pasekoje bus stipresnis naudingasis matricos signalas ir geresnis signalo ir triukšmo santykis. Tai leidžia gauti aukštos kokybės vaizdą su natūraliomis spalvomis.
V pastaraisiais metais koeficientas taip pat naudojamas jutiklio dydžiui nurodyti pasėlių faktorius, kuris rodo, kiek kartų fotoaparato jutiklis yra mažesnis už visą kadrą (visas kadras),
Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti ir palyginti skirtingų skaitmeninių fotoaparatų matricų dydžius.
Šviesos jautrumas yra šviesai jautrios medžiagos, tai yra plėvelės ar matricos, savybė. Šviesos jautrumas yra matas, kaip greitai medžiaga „sugeria“ šviesą. Pagal tarptautinius standartus nurodomas jautrumas šviesai ISO.
Fotografuojant juostiniu fotoaparatu, siekiant padidinti jautrumą šviesai, fotojuostos su skirtingomis ISO o skaitmeniniame fotoaparate ISO didinimas atliekamas naudojant mygtukus arba meniu. Svarstyklės iš esmės turi tai - 100,200,400,800,1600,3200,6400,12800. Kuo didesnė ISO reikšmė, tuo didesnis medžiagos jautrumas šviesai.
Kuo aukštesnis ISO, tuo mažiau šviesos reikia fotografuoti, o fotoaparato galimybė fotografuoti prasto apšvietimo sąlygomis padidėja. Matricos jautrumo indeksas rodo, kiek sustiprinamas iš jos gaunamas signalas. Tai reiškia, kad kuo didesnė vertė ISO, tuo stipresnis signalas bus sustiprintas, bet kartu su juo stiprės ir triukšmas. Iš to išplaukia, kad reikia įsitraukti didelės vertybės neverta, nes tokiu atveju padidėja triukšmo lygis, vaizdas pasirodo labai grūdėtas ir net nenaudingas.
Didelės vertės gelbsti daugiausia naktį arba vakare, in tamsūs kambariai, klubuose, net namuose ir fotografuojant greitai judančius objektus, kai reikia fotografuoti dideliu užrakto greičiu. Rekomenduojama ISO reikšmė yra iki 400 vienetų.
Kamerų matricų tipai
Renkantis fotoaparatą, vienas iš svarbių faktorių yra kameros matricos tipas.
Šiandien pasaulio milžinai savo DSLR naudoja dviejų tipų jutiklius. Pirmasis yra CCD (CCD), Antras - CMOS (CMOS).
Iki šiol technologijos CMOS(Papildomas metalo oksido puslaidininkis) užkariavo daugiau nei 90% pasaulio rinkos, o technologijos CCD(Su įkrovimu susietas įrenginys) jau traukiasi į antrą planą.
Privalumai CMOS- technologija, tai mažas energijos suvartojimas. CMOS jutikliai yra analoginių skaitmeninių keitiklių ir stiprintuvų, todėl galutinio produkto kaina yra maža.
pranašumas CCD yra žemas triukšmo lygis, didelis pikselių užimtumas (apie 100%) ir didelis dinaminis diapazonas.
Kameros matrica naudojama ant jos iš objektyvo krentantį šviesos srautą paversti elektriniais signalais, kuriuos vėliau kamera paverčia nuotrauka. Tai daroma naudojant foto jutiklius, esančius ant matricos dideliais kiekiais.
Kas yra fotoaparato matrica- Tai mikroschema, susidedanti iš foto jutiklių, kurie reaguoja į šviesą.
Pačios matricos struktūra yra diskreti, tai yra, ji susideda iš milijonų elementų (fotoelementų), kurie konvertuoja šviesą.
Todėl fotoaparato charakteristikos tiesiog nurodo matricos elementų skaičių, kurį mes žinome kaip megapikseliai (MP). 1 Mn = 1 milijonas elementų.
Būtent nuo pačios matricos priklauso fotoaparato megapikselių skaičius, kuris gali siekti nuo 0,3 (pigioms telefonų kameroms) iki 10 ar daugiau megapikselių šiuolaikiniams fotoaparatams. Pavyzdžiui, 0,3 megapikselio – tai jau 300 tūkstančių fotoelementų matricos paviršiuje.
- Fizinis dydis
- Rezoliucija (megapikseliai)
- Šviesos jautrumas
- Signalo ir triukšmo santykis
Matricos išvaizda
Pati fotoaparato matrica sudaro juodą spalvą baltas vaizdas, todėl norint gauti spalvotą vaizdą, matricos elementus galima padengti šviesos filtrais (raudona, žalia, mėlyna). O jei nuotrauką išsaugosite JPEG ir TIFF formatu, tada fotoaparatas pats apskaičiuoja pikselių spalvas, o naudojant RAW formatą, pikseliai bus nudažyti viena iš trijų spalvų, kurios leis apdoroti tokį vaizdą kompiuteryje neprarandant kokybės.
Fizinis dydis
Kita matricos ypatybė yra dydis. Paprastai dydis nurodomas kaip dalis coliais. Kaip didesnio dydžio, tuo nuotraukoje bus mažiau triukšmo ir bus užfiksuota daugiau šviesos, vadinasi, bus išgaunama daugiau atspalvių.
Matricos dydis yra labai svarbus visos kameros parametras.
Skirtingi matricų dydžiai
Jautrumas ir triukšmas
Fotografijos technologijoje, kalbant apie matricas, vartojamas terminas „ekvivalentinis“ jautrumas. Taip yra todėl, kad matuojamas tikrasis jautrumas Skirtingi keliai priklausomai nuo matricos paskirties ir naudojant signalo stiprinimą bei skaitmeninį apdorojimą, galite labai pakeisti jautrumą plačiame diapazone.
Bet kurios fotografinės medžiagos jautrumas šviesai rodo šios medžiagos gebėjimą elektromagnetinį šviesos poveikį paversti elektriniu signalu. Tai yra, kiek šviesos reikia norint gauti normalų elektrinio signalo lygį išvestyje.
Dydis ir pikselių skaičius
Matricos dydis ir bitų gylis megapikseliais yra tarpusavyje susiję tokiu ryšiu: kuo mažesnis dydis, tuo mažiau megapikselių turėtų būti. Priešingu atveju dėl arti fotoelementų išdėstymo atsiranda difrakcijos efektas ir nuotraukose gali atsirasti susiliejimo efektas, tai yra, išnyks vaizdo aiškumas.
Jutiklio dydis ir jo skiriamoji geba taip pat lemia pikselių dydį ir atitinkamai dinaminį diapazoną, kuris parodo fotoaparato gebėjimą atskirti labiausiai tamsūs atspalviai iš šviesiausių ir perteikite juos paveikslėlyje.
Be to, kuo didesnis pikselių dydis, tuo daugiau požiūrio signalas į triukšmą, nes didesnis pikselis gali surinkti daugiau šviesos ir signalo lygis didėja. Todėl, naudojant tą patį jutiklio dydį, mažiau megapikselių gali būti dar naudingesni nuotraukų kokybei.
Daugiau fizinis pikselių dydis(angl. pixel – vaizdo elementas), tuo daugiau jis galės surinkti ant jo krintančios šviesos ir tuo didesnis signalo ir triukšmo santykis esant tam tikram jautrumui. Galima sakyti ir kitaip: esant tam tikram signalo ir triukšmo santykiui, jautrumas bus didesnis. Tai reiškia, kad reguliuodami ekspoziciją galite padidinti jautrumo reikšmę, nesibaimindami, kad nuotraukoje bus triukšmo. Žinoma, atsiras triukšmas, tik ISO reikšmė, kuriai tai įvyksta, skirtingoms kameroms skirsis. Todėl DSLR su savo didelėmis matricomis šiais rodikliais gerokai lenkia kompaktiškus.
Pikselių dydis priklauso nuo fizinio matricos dydžio ir jos skiriamosios gebos. Pikselių dydis turi įtakos fotografavimo platumai. Papildomai apie.
Matrica ant lentos
Leidimas
Matricos skiriamoji geba priklauso nuo pikselių, naudojamų vaizdui formuoti, skaičiaus. Objektyvas sudaro šviesos srautą, o matrica padalija jį į pikselius. Tačiau objektyvo optika taip pat turi savo skiriamąją gebą. O jei objektyvo raiškos nepakanka, o du juodu tašku atskirtus šviečiančius taškus jis perduoda kaip vieną šviečiantį, tai tikslios kameros raiškos, kuri priklauso nuo Mp reikšmės, gali ir nepastebėti.
Todėl gaunama fotoaparato skiriamoji geba priklauso ir nuo jutiklio, ir nuo objektyvo raiškos, matuojamos linijų skaičiumi milimetre.
O ši raiška bus maksimali, kai objektyvo raiška atitiks matricos skiriamąją gebą. Skaitmeninių matricų skiriamoji geba priklauso nuo pikselių dydžio, kuris gali būti nuo 0,002 mm iki 0,008 mm (2-8 mikronai). Šiandien fotojutiklio megapikselių skaičius gali siekti 30 megapikselių.
Matricos struktūra
Matricos kraštinių santykis
Šiuolaikinės kameros naudoja 4:3, 3:2, 16:9 formatų matricas. Mėgėjiškai skaitmeniniai fotoaparatai dažniausiai naudojamas 4:3 formatas. SLR skaitmeniniuose fotoaparatuose dažniausiai naudojami 3:2 formato jutikliai, nebent konkrečiai nurodytas 4:3 formatas. 16:9 formatas naudojamas retai.
Matricos tipas
Anksčiau daugiausia buvo naudojami fotojutikliai, kurių pagrindą sudaro CCD (charge-coupled device, angliškai CCD – Charge-Coupled Device). Šios matricos susideda iš šviesai jautrių šviesos diodų ir naudoja įkrovimo prijungto įrenginio (CCD) technologiją. Tai sėkmingai taikoma mūsų laikais.
Tačiau 1993 m. buvo įdiegta „Activ Pixel Sensors“ technologija. Ją sukūrus, 2008 m. buvo pristatyta CMOS matrica (komplementarus metalo oksido puslaidininkis, angliškai CMOS – Complementary-symmetry / Metal-Oxide Semiconductor). Naudojant šią technologiją, kaip ir įprastoje atmintyje, galima paimti atskirus pikselius, o kiekviename pikselyje yra stiprintuvas. Šios technologijos pagrindu sukurtos matricos taip pat gali turėti automatinę kiekvieno pikselio ekspozicijos laiko nustatymo sistemą. Tai leidžia padidinti fotografavimo platumą.
„Panasonic“ sukūrė savo „Live-MOS“ matricą. Ji dirba su MOS technologija. Naudodami tokią matricą galite gauti tiesioginį vaizdą be perkaitimo ir nedidinant triukšmo.