Цифровая техника
Цифровая техника
Видеокамеры Фотокамеры DVD плееры Кинотеатры MP3 плееры Диктофоны Переводчики   

Поиск:
мелодии для мобильных   архив   бренды   обзоры   статьи   
 


Обзоры цифровой техники

Домашний кинотеатр
Стандарты, связь
MP3 плеера
DVD плеера
Цифровые фото
Видео
Диктофоны
Домашний кинотеатр

Матрицы и камеры





Автор: Сергей Щербаков

Производителей цифровых камер больше, чем тех кто «умеет» делать матрицы. Схем используемых объективов не много. Но споры о том, чьи фотографии лучше не прекращаются. Алгоритмы преобразования сигнала с матрицы «в файл», дизайн и пользовательские функции — то, над чем собственно и могут потрудиться «фирменные» конструкторы.

И все же интересно — много ли зависит от матрицы и могут ли камеры с близкими по характеристикам CCD/CMOS (или даже идентичными) сильно отличаться по фотографическим возможностям и изображению.

Для сравнения были взяты экземпляры распространенных и очень удачных цифровых камер «полупрофессионального» уровня. Все они уже были испытаны ранее и описаны. Технические характеристики и описания: Canon Power Shot G2, Olympus C-5050ZOOM, Casio QV4000 и здесь, Casio QV5700 , Nikon Coolpix 5000. Данные о матрицах взяты из этих же материалов, а так же статей о матрицах и итогах года. В прочем SONY и Panasonic не держат секретов об уже выпущенных светочувствительных чипах и найти их описание можно через любую поисковую систему в сети. Труднее установить, что же конкретно установлено в цифровой фотоаппарат.

Отобранные для сравнения аппараты интересны тем, что два из них практически идентичны по конструкции, но имеют матрицы разных производителей и разрешения (Casio), Canon G2 и Casio QV4000 собраны на одинаковых матрицах и объективах, но различны по конструкции и используемым алгоритмам «оцифровки», 5-ти мегапиксельные аппараты собраны на матрицах разных производителей и размеров. Так что есть, что сравнить.

То, что дизайнеры могут по разному использовать ресурсы матриц хорошо видно на примере Canon G2 и Casio QV4000. При одной и той же матрице и объективе, аппараты отличаются максимальным форматом кадра, диапазоном возможных светочувствительностей (у Casio вообще единственное базовое значение ISO) и наличием RAW (у Casio формально RAW нет). Возможно, что такая «искусственная скромность» Casio результат «рыночного соглашения». И это вполне вероятно — ведь множество функций Casio QV4000 скрыты от «рядового пользователя» (смотри здесь) но все же существуют. Прямой конкурент Casio QV5700 с 1/1,8" матрицей Panasonic — Olympus C-5050 с такой же по размеру и разрешению матрицей от Sony. В Nikon Coolpix 5000 установлена 5 мегапиксельная и в 2/3" — большая матрица с наибольшим размером отдельного чувствительного элемента — 3,4 микрона. При таком «большом» элементе и матрице максимальная диафрагма в F/8 и то только для широкого угла выглядит скромной в сравнении с F/10 у Olympus с его меньшей матрицей.

камера Canon PowerShot G2 Olympus С-5050 Zoom Casio QV4000 Casio QV5700 Nikon 5000
матрица Sony ICX406AQ Sony ICX452 Sony ICX406AQ Panasonic MN39594PH-L Sony ICX282
матрица, размер 1/1,8" 1/1,8" 1/1,8" 1/1,8" 2/3"
матрица, эффективных элементов
млн
3,9 4,92 3,98 4,92 4,92
Размер элемента мкм 3,12х3,12 2,775х2,775 3,12х3,12 2,7х2,7 3,4х3,4
чувствительность 50, 100, 200, 400 100, 200, 400 64 (100) 50, 100, 200, 400, 800 100, 200, 400, 800
кадр 2272x1704 2560x1920 2240x1680 2560x1920 2560x1920
диафрагма F/2,0 - F/2,5 -F/8 F/1,8 - F/10 F/2,0 - F/2,5 -F/8 F/2,0 - F/2,5 -F/8 W F/2,8 - F/8
T F/4,8 - F/7,6


Одной из ключевых характеристик цифрового фотоаппарата является его «шумность». Она и была использована для сравнения камер. Про методики определения и оценки шум можно посмотреть здесь и здесь. «Мерой шумности для цифровой фотографии можно считать стандартное отклонение — среднеквадратичное отклонение от среднего, которое выводит Photoshop для всей картинки или выделенной ее области в меню «Гистограмма» (можно смотреть значение среднего и отклонения для яркости L или любого из цветов выбранного цветового пространства RGB, HSB, LAB).»
При испытаниях на световой столик укладывалась молочная пленка, запечатанная черными чернилами различной плотности в четырех отдельных зонах. Камера устанавливалась на штатив и производилась съемка с максимальной и минимальной возможной для камеры чувствительностью. Для сглаживания неоднородностей тестового объекта объектив камеры расфокусировался, а диафрагма устанавливалась максимально открытой. Баланс белого устанавливался вручную, экспозиция по экспонометру и с вилкой ±1 ступень выдержки. Съемка производилась в TIFF или RAW. Из снимка вырезались 4 квадратика различной оптической плотности размером 150х150 пикс. Таким образом для каждого фотоаппарата было получено по набору однородных квадратиков для максимальной и минимальной чувствительности. С помощью Photoshop можно определить для каждого из квадратиков значение яркости L и стандартного отклонения яркости dL. Далее не составит труда построить зависимость шума от яркости L. Величиной, характеризующей шум традиционно считается 20хLg(dL/L). Исходные данные в Excel можно посмотреть здесь. Зависимость шума от яркости для каждой камеры представлена в фильме Shockwave Flash:

Для удобства сравнения можно «включить» только необходимые камеры и величины светочувствительности.
Лучший результат при минимальной чувствительности у Nikon 5000. И это не удивительно — его чувствительный элемент наибольший, а система фильтров C-Y-G-M теоретически использует свет более эффективно, чем G-R-G-B. Так же вполне логично и то, что Canon G2 и Casio QV4000 шумят почти одинаково. 5-ти мегапиксельная матрица SONY 1/1,8" (Olympus C-5050) шумит чуть сильнее конкурента от Panasonic (Casio QV5700). На максимальной чувствительности Nikon 5000 с его ISO 800 уступает только Olympus C-5050 с ISO 400 и лучше других аппаратов с ISO 400 и 800. Так что размер отдельной ячейки все еще важен.

Дополнительно для визуальной оценки «шумности» приведены фрагменты квадратиков близкой яркости для минимальной возможной чувствительности и разных камер (яркость некоторых фрагментов немного изменена для «удобства» сравнения, у фрагмента Casio QV4000 цвета приведены к «серому», так как ручной баланс «сработал» некорректно):

Olympus C5050ZOOM
ISO64 1/100 c F/2,6
Матрицы и камеры. Цифровые фотокамеры. Тестирование камер.
Nikon Coolpix 5000
ISO100 1/37 c F/4,8
Матрицы и камеры. Цифровые фотокамеры. Тестирование камер.
Canon PS G2
ISO50 1/8 c F/2,5
Матрицы и камеры. Цифровые фотокамеры. Тестирование камер.
Casio QV4000
ISO 64 (100) 1/139 c F/2
Матрицы и камеры. Цифровые фотокамеры. Тестирование камер.
Casio QV5700
ISO 50 1/93 c F/2
Матрицы и камеры. Цифровые фотокамеры. Тестирование камер.


Выводы:
1. Большая матрица с большим светочувствительным элементом шумит меньше.

2. Шумы Canon G2 и Casio QV4000 очень похожи и если предположить, что у этих аппаратов с одинаковыми матрицами и объективами алгоритмы оцифровки разные, то надеяться на «всесилие математики» в борьбе с шумами пока рано и главное все же матрица.

3. Так как камеры собраны на базе близких по характеристикам матриц (или вообще одних и тех же), то как и в случае с пленкой выбирать следует (в одном классе) тот фотоаппарат, который устраивает вас функционально и просто вам «по душе».
 
© Цифровая аудио, видео техника, 2000 - 2015
© Каталог современной цифровой аудио и видеотехники, статьи, обзоры и описания
© Копирование материалов ЗАПРЕЩЕНО без активной гиперссылки. ВСЕ МАТЕРИАЛЫ АВТОРСКИЕ