Объектив создаёт изображение в форме круга (image circle), а в камерах типа CCTV чувствительный элемент имеет прямоугольную форму (image size), поэтому получается прямоугольное изображение внутри круга (image circle). Отношение горизонтального размера сенсора к вертикальному называется форматным соотношением (aspect ratio) и для стандартной CCTV камеры это соотношение равно 4:3.
Размер сенсора (оптический формат) |
По горизонтали |
По вертикали |
|
Камеры с различными размерами сенсоров (такими как 1/4", 1/3", 1/2", 2/3" и 1") и с одинаковым фокусным расстоянием, обладают различными углами зрения. Если объектив предназначен для работы с большим размером сенсора, то он вполне подойдёт и для работы с сенсором меньшего размера. Однако, если объектив предназначен для работы с сенсором формата 1/3", а будет использоваться с сенсором формата 2/3", то у изображения на мониторе будут тёмные углы.
Соотношение между размерами сенсоров таково: 1:0,69:0,5:0,38:0,25. Это означает, что сенсор формата 1/2" - это 50% от сенсора формата 1", сенсор формата 1/2" - это 75% от сенсора формата 2/3", а сенсор формата 1/3" - это 75% от сенсора формата 1/2".
Формат камеры |
Размер монитора (по диагонали) в дюймах |
|||||
Параллельный пучок света, падающий на поверхность выпуклой линзы, сходится в точке на оптической оси. Эта точка называется фокальной точкой линзы. Расстояние между главной точкой оптической системы и фокальной точкой называется фокусным расстоянием (focal length). Для одиночной тонкой линзы фокусное расстояние - это расстояние от центра линзы до фокальной точки. При увеличении фокусного расстояния возрастает различимость мелких деталей, но уменьшается угол обзора.
Фокусное расстояние объектива указывается в миллиметрах и при прочих равных условиях определяет угол зрения. Более широкий угол обеспечивается меньшим фокусным расстоянием. И наоборот - чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол зрения объектива. Нормальный угол зрения ТВ-камеры эквивалентен углу зрения человека, при этом объектив имеет фокусное расстояние, пропорциональное размеру диагонали видео сенсора.
Примерное фокусное расстояние, необходимое для обеспечения угла зрения 30° по горизонтали
| Оптический формат | 1/2" | 1/3" | 1/4" |
| Фокусное расстояние | 12 мм | 8 мм | 6 мм |
Объективы принято делить на нормальные, короткофокусные (широкоугольные) и длиннофокусные (телеобъективы).
Объективы, фокусное расстояние которых может изменяться более чем в 6 раз, называются ZOOM-объективами (объективами с трансфокатором). Данный класс объективов применяется при необходимости детального просмотра объекта, удалённого от камеры. Например, при использовании ZOOM-объектива с десятикратным увеличением, объект, находящийся на расстоянии 100 м, будет наблюдаться как объект, удаленный на расстояние 10 м. Наиболее часто используются ZOOM-объективы, оборудованные электроприводами для управления диафрагмой, фокусировкой и увеличением (motorized zoom). Управление камерой, оборудованной таким объективом, оператор может осуществлять удалённо.
Минимальное расстояние до объекта показывает, насколько близко при съёмке объектив можно приблизить к объекту. Это расстояние измеряется от вертекса передней линзы объектива.
Рабочий отрезок (flange distance) - расстояние от плоскости, на которую крепится объектив до фокальной плоскости (в воздухе). Для переходника C-mount это расстояние равно 17,526 мм (0,69"), а для переходника типа CS-mount это расстояние равно 12,526 мм (0,493"). Резьба CS-mount и C-mount имеет диаметр 25,4 мм (1") и шаг 0,794 мм (1/32").
Рабочий отрезок для крепления М42х1 равен 45,5 мм.
Задний фокус (back focal length) - расстояние межу вертексом крайней линзы и сенсором.
Современные видеокамеры и объективы могут иметь разные типы крепления. К камере с посадочным местом "CS - типа" крепятся объективы "CS - типа". С помощью дополнительного переходного кольца на камеру с посадочным местом "CS - типа" можно установить объектив "С - типа". Кольцо устанавливается между камерой и объективом. Камера с посадочным местом "C - типа" несовместима с объективом "CS - типа", так как невозможно получить сфокусированное изображение.
Совместимость |
C-mount камера |
CS-mount камера |
C-mount объектив |
||
CS-mount объектив |
The angle of view is the shooting range that can be viewed by the lens given a specified image size. It is usually expressed in degrees. Normally the angle of view is measured assuming a lens is focused at infinity. The angle of view can be calculated if the focal length and image size are known. If the distance of the object is finite, the angle is not used. Instead, the dimension of the range that can actually be shot, or the field of view, is used.
Обычно объектив имеет два значения относительного отверстия - (1:F) или апертуры. Максимальное значение F - минимальное значение F; полностью открытая диафрагма - F минимально, максимальное F - диафрагма закрыта. Значение F влияет на выходное изображение. Малое F означает, что объектив пропускает больше света, соответственно, камера лучше работает в тёмное время суток. Объектив с большим F необходим при высоком уровне освещённости или отражения. Такой объектив будет препятствовать "ослеплению" камеры, обеспечивая постоянный уровень сигнала. Все объективы с автодиафрагмой используют фильтр нейтральной плотности для увеличения максимального F. Апертура (F) влияет так же и на глубину резкости.
Глубина резкости показывает, какая часть поля зрения находится в фокусе. Большая глубина резкости означает, что большая часть поля зрения находится в фокусе (при закрытой диафрагме возможно достижение бесконечной глубины резкости). Малая же глубина резкости позволяет наблюдать в фокусе лишь небольшой фрагмент поля зрения. На глубину резкости влияют определённые факторы. Так, объективы с широким углом зрения обеспечивают, как правило, большую глубину резкости. Высокое значение F свидетельствует также о большей глубине резкости. Наименьшая глубина резкости возможна ночью, когда диафрагма полностью открыта (поэтому объектив, сфокусированный в дневное время, ночью может оказаться расфокусированным).
В условиях переменной освещённости рекомендуется использовать объективы с автодиафрагмой. Объективы с ручной диафрагмой в основном используются для помещений, где уровень освещённости постоянный. С появлением камер с электронным ирисом появилась возможность использования объективов с ручной диафрагмой в условиях переменной освещённости. Однако необходимо учитывать, что при полностью открытой диафрагме в условиях плохой освещённости, значение F становится критичным, а глубина резкости совсем незначительной, что затрудняет достижение необходимой фокусировки в дневное время. Камера может поддерживать постоянный уровень видеосигнала, но не может влиять на глубину резкости. При полностью закрытой диафрагме глубина резкости увеличивается, однако это приводит к снижению чувствительности камеры.
Объектив с автодиафрагмой служит для достижения требуемого качества изображения. У такого объектива есть кабель, по которому осуществляется управление. Используя контроллер с ЦАП, можно программным образом изменять фокусное расстояние и диафрагму такого объектива (при отсутствии электропитания диафрагма полностью закрыта). У некоторых объективов таким образом можно менять либо фокус, либо диафрагму.
Для выбора объектива для конкретного приложения нужно принять во внимание следующие моменты:
Фокусное расстояние объектива = размер сенсора x рабочее расстояние / размер области съёмки
Пример: если есть видеокамера формата 1/3" (т.е. горизонтальный размер сенсора 4,8 мм), то для рабочего расстояния 305 мм и размера области съёмки 64 мм получаем фокусное расстояние объектива 23 мм.
Это очень приблизительный подход, но, тем не менее, он в общих чертах описывает процедуру расчёта фокусного расстояния объектива.
Датчик изображения (сенсор) является одной из самых важных частей вашей цифровой фотокамеры, так как, по сути, он захватывает в кадр желаемое изображение. Но как же он работает? Давайте разберемся.
Если у вас есть фотокамера со сменным объективом, то вы можете увидеть датчик изображения, отсоединив объектив. Не трогайте его, так как любые его царапины или пятна сразу же будут видны на ваших фотографиях!
Как работают датчики изображения?
Разработанные с теми же предпосылками, что и традиционные фотопленки, цифровые датчики изображения предназначены для поглощения световых лучей. После того, как интенсивность и цвет попавшего на датчик света записана, информация преобразуется в электрические сигналы, которые, в свою очередь, используются для создания мгновенного цифрового изображения.
Из чего они сделаны?
Датчик изображения в основном состоит из трех слоев, каждый из которых играет определенную роль в записи света, который в свою очередь преобразовывается ими в изображение. Верхний слой датчика изображения чаще всего изготавливается из кремния, материала, который хорошо поглощает свет. Под этим слоем находятся маленькие микролинзы, которые направляют свет на находящийся под каждой линзой свой пиксель. Прежде чем свет достигает каждый пиксель, он проходит через слой фотодиодов, которые реагируют на различную длину световых волн. Они также помогают датчику определять интенсивность света (яркий и темный) и записывают его цвета.
Что такое пиксель?
Сенсором фотокамеры состоит из миллионов пикселей, каждый из которых отвечает за определенную область вашего цифрового изображения. Количество пикселей, которым располагает сенсор, определяет, сколько мегапикселей имеет данный тип фотокамеры. Чем больше количество мегапикселей, тем выше разрешение получаемого вами изображения.
Как записывается яркость света и его цвет?
Датчик изображения является монохромным. Он может определить интенсивность света, но не его цвет. Для того чтобы он имел такую возможность, поверх датчика укладывают слой светочувствительных фотодиодов. Фотодиоды фильтруют свет по длине его световых волн, помогая датчику правильно определять цвета.
Большинство фотокамер используют систему Bayer filter (фильтр Байера). Фильтр заставляет каждый пиксель реагировать на один из первичных цветов — красный, зеленый или синий (RGB). Эти цветные фотодиоды выложены чередующимися рядами, в одном из которых расположены красный и зеленый, а в другом синий и зеленый. Зеленых светодиодов больше, так как человеческий глаз наиболее восприимчив к этому цвету. Затем процессор фотокамеры с помощью метода цветовой интерполяции, обеспечивает правильность отображения всех оттенков и тонов полученного изображения.
Размеры датчиков изображения
Производители фотокамер часто хвастаются высоким значением количества их мегапикселей. Эти значения могут ввести в заблуждение потребителей в мышлении, что чем большим количеством мегапикселей обладает фотокамера, тем лучшие изображения она будет продуцировать. На самом деле, для того чтобы получить качественные фотоснимки, необходимо соблюдать баланс между физическими размерами датчика и количеством присутствующих в нем мегапикселей. Если ваш датчик не является достаточно большим, чтобы на нем надлежащим образом можно было разместить все пиксели, то в результате качество изображения не будет лучше, чем, если бы вы снимали фотокамерой с малым числом мегапикселей.
Для того, чтобы убедиться, что ваша фотокамера имеет потенциал для продуцирования качественных фотоснимков, посмотрите сколько мегапикселей расположено на вашем датчике по отношению к его размерам. Например, датчик типа APS-C, размер которого обычно составляет 23,6х15,7 мм, будет производить изображения гораздо лучшего качества, если на нем разместить всего 14 мегапикселей, а не скажем 22 мегапикселя. Это связано с тем, что более крупные пиксели являются более чувствительными к количеству света и деталям изображения, что приводит к получению более качественных фотоснимков.
Типы датчиков изображения
Наряду с различными размерами, существуют два основных типа датчиков изображения — CMOS и CCD. Оба они предназначены для преобразования, проецируемого на них света в электрические сигналы, которые фотокамера преобразует в цифровое изображение. Разница заключается в методе, с помощью которого они осуществляют эти преобразования.
CCD — В CCD (Charged Couple Device) сенсорах, каждый пиксель захватывает порцию света, а затем перемещает записанную информацию на края датчика, где она преобразуется в электрические сигналы. Эти электрические сигналы, в свою очередь, используются для получения цифрового изображения. Будучи достаточно точным, этот метод преобразования требует довольно большого количества энергии от аккумулятора фотокамеры.
CMOS – Сенсоры CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) автоматически преобразуют свет в электрический сигнал, как только он попадает на поверхность каждого пикселя. Это делает их гораздо эффективнее, дешевле и позволяет обходиться намного меньшим количеством энергии, что делает такие датчики весьма популярными.
Live MOS — Такие производители фототехники, как Leica, Panasonic и Olympus применяют в своих фотокамерах совершенно иной тип датчиков, которые называются Live MOS. Эти датчики можно считать переходным звеном между CMOS и CCD сенсорами. По оценкам специалистов качество их изображения соответствует сенсорам CCD типа, но при этом они обладают энергетической эффективностью датчиков CMOS.
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.
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.
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. 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.
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.
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.
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.
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 предыдущих вариантов. Качество их будет высоким, а даже компактные камеры, как правило, имеют широкую максимальную апертуру, так что на матрицу попадает достаточно света, потому и фотографии выходят четкими и резкими.
Частично, это результат технологии, а не только размера матрицы. Матрицы современного производства могут более эффективно захватывать свет.
Матрица микро 4/3 имеет физический размер 17.3 x 13мм. Этот формат используется в компактных зеркалках и беззеркалках Olympus и Panasonic . Они ненамного больше по размеру, чем дюймовые матрицы, но меньше чем APS-C, речь о которых пойдет ниже.
По сути, микро 4/3 — это четверть размера полнокадровой матрицы, так что считать для нее активное фокусное расстояние предельно просто: достаточно умножить фокусное расстояние на 2.
Иными словами, 17мм объектив на камере с матрицей микро 4/3 обеспечит фокусное расстояние такое же, как 34мм объектив на полнокадровой матрице. По аналогии, 12-35мм даст 24-70мм и так далее.
На камере Lumix DMC-LX100 используется матрица микро 4/3 разрешением 12.8 Мп. Это — одна из компактных цифровых камер, которые обладают большим количеством функций и небольшим размером. Камера оснащена объективом Leica с фокусным расстоянием 24-75мм.
Средний физический размер такой матрицы 23.5 x 15.6мм. Такая матрица используется на зеркальных камерах для начинающих и любительских камерах, а сейчас и на многих беззеркалках. Матрица APS-C обеспечивает отличный баланс между качеством изображения, размером и вариативностью в плане совместимости с различными объективами.
Не все APS-C матрицы одинаковы по размеру, ведь это зависит от производителя тоже. Например, матрицы APS-C на камерах Canon физически немного меньше чем те, что установлены в Nikon и Sony, таким образом ее кроп-фактор равен 1.6x, а не 1.5x. В любом случае, APS-C — это всегда отличный вариант и профессиональные фотографы нередко предпочитают его для съемок природы и спортивных мероприятий, потому что благодаря кроп-фактору появляется возможность “приблизиться” к объекту съемки имеющимся объективом.
APS-C доступны на некоторых компактных камерах, например Fujifilm X100F , это обеспечивает высокое качество для фотографий на портативных камерах, особенно в комплекте с объективами с постоянным фокусным расстоянием. 23мм объектив на Fujifilm X100F , имеет широкую максимальную апертуру, потому с помощью этой камеры можно без труда добиться узкой глубины резкости.
Размер матриц APS-H как правило равен 26.6 x 17.9мм. Сегодня этот формат практически не встречается, и ассоциируется только с устаревшими моделями Canon EOS-1D (EOS-1D Mark III и Mark IV). Сейчас, правда, в этой серии используются фуллфреймы.
Поскольку APS-H больше чем APS-C, но меньше полнокадровой матрицы, кроп-фактор, соответственно равен 1.3х, потому 24мм объектив обеспечит на такой камере фокусное расстояние приблизительно 31мм.
Одна из последних фотокамер, где можно встретить такую матрицу — это Sigma sd Quattro H. Однако и Canon решили не отказываться от APS-H совсем, и предпочли применить эту матрицу для камер наблюдения, а не для зеркальных фотоаппаратов.
36 x 24мм она же фуллфрейм, она же полнокадровая матрица и она же примерно такая же по размеру как негатив пленочной фотографии. Используются полнокадровые матрицы на любительских и профессиональных камерах и считаются самым удобным вариантом для съемок. Размер такой матрицы позволяет ей принимать на себя больше света, вследствие чего и фото получаются выше по качеству чем с меньшими матрицами. Соответственно, и когда речь идет о количестве пикселей, выбор больше. А разрешение полнокадровых матриц варьируется от 12 до 50Мп.
Кроп-фактор, конечно, в случае с полнокадровой матрицей значения не имеет, так как маркировка объектива будет соответствовать активному фокусному расстоянию. Однако же, некоторые объективы, созданные под APS-C матрицы все равно можно использовать с фуллфреймами, но разрешение будет ограничено (камера обрежет углы, чтобы избежать виньетирования). Но проверять совместимость, разумеется, нужно всегда, иначе есть риск повредить зеркало.
44мм x 33мм - размер такой матрицы. Это, очевидно, больше фуллфрейма и с момента появления такие матрицы вызвали оживленный интерес и дискуссии. Они использованы в камерах Fujifilm GFX 50S, Hasselblad X1D и Pentax 645Z , последняя немного старше остальных. Применяются они в основном, исключительно профессиональными фотографами в силу цены таких камер и их специфики.
Не факт, что на этом развитие матриц как таковых остановится, но пока что это — все доступные на рынке типы матриц, а какая подойдет для ваших фото интересов, решать только вам.
В цифровых камерах для получения изображения используется сенсорная матрица из миллионов миниатюрных ячеек-пикселей. Когда вы нажимаете кнопку спуска на своей камере, и начинается экспозиция, каждый из этих пикселей представляет собой «фототермос», который открывается, чтобы собрать и сохранить фотоны в своей ёмкости. По завершении экспозиции камера закрывает все фототермосы и пытается определить, сколько фотонов попало в каждый. Относительное количество фотонов в каждой ёмкости далее преобразуется в различные уровни интенсивности, точность которых определяется разрядностью (от 0 до 255 для 8-битного изображения).
 |
В ёмкости не содержится информации о том, сколько каждого цвета попало в неё, так что вышеописанным способом можно было бы получить только чёрно-белые изображения. Чтобы получить цветные изображения, поверх каждой ёмкости помещают фильтр, который пропускает только определённый цвет. Практически все современные цифровые камеры могут захватить в каждую из ёмкостей только один из трёх первичных цветов и таким образом теряют примерно 2/3 входящего света. В результате камере приходится складывать остальные цвета, чтобы иметь информацию обо всех цветах в каждом пикселе. Наиболее известный матричный цветофильтр, который называется «фильтр Байера», показан ниже.
Матрица Байера состоит из чередующихся рядов красно-зелёных и зелено-синих фильтров. Обратите внимание, что в матрице Байера содержится вдвое больше зелёных сенсоров, чем синих или красных. Дисбаланс первичных цветов вызван тем, что человеческий глаз более чувствителен к зелёному цвету,чем к красному и синему вместе взятым. Избыточность по зелёным пикселям даёт изображение, которое кажется менее шумным и более чётким, чем казалось бы при равном количестве цветов. Это объясняет также, почему шум в зелёном канале намного меньше, чем в остальных (пример см. в статье «Что такое визуальный шум »).
Примечание: не все цифровые камеры используют матрицу Байера, но это наиболее распространённый вариант. Сенсор Foveon, используемый в камерах Sigma SD9 и SD10, регистрирует все три цвета в каждом пикселе. Камеры Sony снимают четыре цвета в похожем массиве: красный, зелёный, синий и изумрудно-зелёный.
Дебайеризация - это процесс трансляции матрицы первичных цветов Байера в итоговое изображение, в котором содержится полная информация о цвете в каждом пикселе. Как это возможно, если камера не в состоянии непосредственно измерить полный цвет? Один из способов понять этот процесс - это рассматривать каждый массив 2x2 из красной, двух зелёных и синей ячейки как одну полноцветную ячейку.
| → |
В целом этого достаточно, но большинство камер предпринимают дополнительные шаги, чтобы получить из этой матрицы ещё больше информации об изображении. Если бы камера рассматривала каждый из массивов 2x2 как одну точку, её разрешение упало бы вдвое и по горизонтали, и по вертикали (то есть, вчетверо). С другой стороны, если бы камера считала цвета, используя несколько перекрывающихся массивов 2x2, она могла бы получить более высокое разрешение, чем это возможно для единичных массивов 2x2. Для увеличения количества информации об изображении можно использовать следующую комбинацию из перекрывающихся массивов 2x2.
| → | |||
Обратите внимание, что мы не рассчитывали информацию об изображении на границах матрицы, поскольку предположили, что изображение имеет продолжение в каждую из сторон. Если бы это действительно были границы матрицы, расчёты оказались бы менее точны, поскольку здесь нет больше пикселей. Это не является проблемой, поскольку для камер с миллионами пикселей граничная информация может быть смело отброшена.
Существуют и другие алгоритмы разбора матриц, которые могут извлечь несколько большее разрешение, собирают менее шумные изображения или адаптивно реагируют на разные участки изображения.
Изображения с мелкими деталями на пределе разрешающей способности цифрового сенсора могут порой сбивать с толку алгоритм разбора матрицы, приводя к неестественно выглядящим результатам. Наиболее известный дефект - это муар, который может проявляться как повторяющиеся текстуры, дефекты цветопередачи или образованные из пикселей сюрреалистические лабиринты:
Выше показаны два снимка с различным увеличением. Обратите внимание на появление муара во всех четырёх нижних квадратах, а также на третий квадрат первого снимка (плохо различимый). В уменьшенной версии в третьем квадрате можно наблюдать как лабиринты, так и дефекты цвета. Такие дефекты зависят как от типа текстуры, так и от программного обеспечения, которое производит исходный (RAW) файл цифровой камеры .
Вас может заинтересовать, почему на первой диаграмме в этой главе ёмкости не были расположены непосредственно друг рядом с другом. У сенсоров в камерах в действительности нет полного перекрытия поверхности. На самом деле зачастую под пиксели отведено не более половины общей площади сенсора, поскольку нужно где-то разместить остальную электронику. Для каждой ёмкости существуют направляющие, которые отправляют фотоны в ту или иную ячейку. В цифровых камерах применяются «микролинзы» поверх каждой группы пикселей, чтобы повысить их способность собирать свет. Эти линзы подобно воронкам собирают фотоны, которые могли иначе остаться неиспользованными.
Хорошо сконструированные микролинзы могут улучшить сбор фотонов каждой ячейкой и, следовательно, создать изображения, в которых содержится меньше шумов при одинаковом времени экспозиции (выдержке). Производители камер оказались способны использовать усовершенствования в производстве микролинз, чтобы снизить или сохранить уровень шума в новейших камерах с высоким разрешением, несмотря на сокращение размеров ячейки в связи с упаковкой большего числа мегапикселей в тот же размер сенсора.
За дополнительной информацией о сенсорах цифровых камер обратитесь к главе.
Компакт с полуторадюймовым сенсором
Большие матрицы по-прежнему в моде, и производители это неустанно подтверждают. Вот и компания Canon активно трудится на передовой. Уже достаточно давно линейки G и S компактных камер с датчиками изображения формата 1/1,7″ снискали популярность у тех, кто хочет иметь полный контроль над съемкой и кому важно качество, насколько его может обеспечить компакт. Тенденция к минимизации устройств давно забыта, поэтому теперь производители компактных фотокамер могут не ограничивать себя размерами корпуса и устанавливать в «компактные» камеры достаточно большие матрицы. После выпуска компактной камеры Canon G1 X с полуторадюймовым датчиком изображения производитель решил продолжить линейку и выпустил Canon G1 X Mark II. Это по-прежнему компакт, но в обычный карман его просто так не запихнешь. И самый главный вопрос, на который нам предстоит ответить данной статьей: а стоит ли оно того? Так что перейдем к делу.
| Основные | |
| Матрица | CMOS, 1,5 дюйма (18,7 × 14,0 мм) |
| Разрешение | 13 млн. эффективных пикселей, максимальное разрешение 4160×3120 |
| Стабилизатор изображения | 5-осевой оптический с подвижной группой линз |
| Светочувствительность | ISO 100-12800 |
| Объектив | f/2,0-3,9; 24-120 в 35-миллиметровом эквиваленте; 5-кратный зум |
| Вспышка | Выбрасываемая, 50 см - 6,8 м |
| Режимы скорости затвора | 60 - 1/4000 секунды |
| Режимы съемки | PASM, Smart Auto, Звезды |
| Формат файлов | JPEG, CR2, MP4 |
| Видео | 1920×1080 30 кадров/с, MP4 |
| Память | Карты памяти SD, SDHC, SDXC (UHS-1) |
| Экран | Сенсорный емкостный ЖК-дисплей диагональю 3″ (7,5 см) |
| Разъемы | Mini-USB, Micro-HDMI, разъем для пульта ДУ RS-60E3 |
| Мин. расстояние фокусировки | Прибл. 5 см (в широкоугольном положении зума), теле - от 150 см |
| Источник питания | Литий-ионная батарея NB-12L (прибл. 240 кадров/300 мин.) |
| Беспроводные интерфейсы | Wi-Fi, NFC |
| Размеры, вес | 116×74×66 мм; 558 г (включая вес батареи и карты памяти) |
 | Спереди ничего лишнего - объектив и глазок подсветки автофокуса. Объектив, как и полагается, сообщает практически всю необходимую информацию о себе: ЭФР 24-120 мм, f/2,0-3,9. |
 | Вид сзади демонстрирует поворотный сенсорный дисплей и вполне стандартный для Canon набор органов управления. |
 | Слева можно найти лишь механический рычажок для открытия выбрасываемой вспышки и значок NFC. |
 | Справа под заглушкой находятся три разъема: AV-out (Mini-USB), Micro-HDMI и разъем пульта ДУ. |
 | Сверху виднеется горячий башмак под заглушкой и набор вполне стандартных органов управления. |
 | Снизу - традиционно гнездо для штатива и крышка батарейного отсека, в котором также находится карта памяти. |
 | Все органы управления не разбросаны по корпусу, а собраны под правую руку, что не может не радовать. Такой подход издавна привлекал на компактах Canon. Привычные кнопки здесь в представлении не нуждаются, а не так давно появившаяся кнопка с изображением смартфона активирует Wi-Fi и соединяет камеру со смартфоном для передачи изображений. Также приятно дополняет правую часть резиновая подушечка под этой самой кнопкой, за которую весьма удобно цепляться большим пальцем. |
 | Объектив прикрывают металлические веерные шторки. На нем находятся два кольца, функции которых можно настроить. Одно - с дискретными положениями, другое - без. Оба кольца, разумеется, электронные. |
Canon отошел от своих поворотно-откидных дисплеев видеокамерного типа, которые, на мой взгляд, были весьма удобными. Правда, при отсутствии видоискателя часть их функциональности (возможность закрыть дисплей полностью), безусловно, теряется. Новый тип в данном случае имеет множество плюсов, но и минусов не лишен. По крайней мере, он имеет бо́льшие суммарно углы поворота, нежели просто откидные дисплеи.
В целом, несмотря на все возможные недовольства новыми решениями или их непривычность, управление камерой весьма приятное и даже удобное.
Вопросов к организации интерфейса и меню аппаратов Canon лично у меня никогда не возникало. Вообще, я склонен считать его неким эталоном простоты и понятности. Конечно, в зеркальных камерах оно реализовано несколько удобнее, но и в компактах за большинством важных параметров далеко ходить не надо, а уж настройки экспозиции издревле вынесены на дисплей съемки.
 |
| Теперь можно настроить и меню Func. |
Что приятно, функциональность камеры несколько возросла, но камера совершенно не перегружена. Имея немалый опыт общения с моделями Canon, ее просто берешь и тут же начинаешь пользоваться. В какой-то момент с удивлением замечаешь, что экран сенсорный, поскольку необходимости в нем нет, хотя он позволяет быстро установить точку фокусировки, пробежаться по меню и повесить некоторые функции на четыре жеста типа «ход конем» в режиме просмотра, в котором, впрочем, особо полезных функций и нет: доступны режимы умного контраста, выбора цветового профиля, можно откадрировать изображение. При этом также можно использовать функциональность сенсорного дисплея, а можно обойтись без нее.
Отдельного внимания заслуживает реализация ручного режима. Несмотря на то, что на камерах подобного форм-фактора не всегда бывает удобно вращать кольца объектива, здесь они выполняют множество действительно полезных функций, которые также можно перенастроить. В ручном режиме потенциал физических органов управления раскрывается полностью. По умолчанию переднее кольцо объектива отвечает за диафрагму, заднее - за выдержку, а диск на задней панели камеры - за настройку светочувствительности, верхний предел которой можно установить, лишь нажав кнопку меню во время настройки.
Как и ожидалось, режим макросъемки оказался бессмысленным. Отличает его от нормального режима лишь невозможность сфокусироваться на удаленные объекты. Скорость фокусировки при этом заметно не меняется. В нормальном же режиме фокусировка возможна и в ближнем диапазоне. Однако при макросъемке камера нередко ошибается, отказываясь фокусироваться на ближний объект, особенно если тот движется, и выбирает дальний план. Немного выручает в этом случае ручной фокус, который необходимо «приручить», прежде чем уверенно им пользоваться. Помощник ручной фокусировки работает заметно, но не очень четко, поэтому выбрать нужный план весьма затруднительно, особенно при малой ГРИП. Бывает и такое, что после наведения фокуса он сбивается во время съемки, но это следует отнести скорее к ошибкам фотографа с непривычки, поскольку через некоторое время использования данная проблема загадочным образом исчезает.
Несмотря на то, что можно фокусироваться классическим для зеркалок способом (вращением кольца на объективе, пусть и электронного), гораздо более удобным, а главное быстрым представляется классический для серии PowerShot способ фокусировки путем вращения функционального диска на задней панели камеры.
Органов управления у камеры предостаточно, поэтому сенсорный дисплей за все время тестирования так ни разу и не пригодился, хотя он безусловно удобен для быстрой установки фокусировочной рамки или даже съемки касанием. К тому же, он может быть удобен при просмотре изображений, тем более с учетом поддержки мультитача.
Рычажок трансфокатора позволяет точнее управлять зумом: если электронное кольцо предоставляет на выбор только семь значений фокусного расстояния 24-28-35-50-85-100-120 мм, то с помощью рычажка трансфокатора можно добиться целых девяти.
Благодаря длительному периоду тестирования, удалось проверить автономную работу камеры. Батареи хватило на 460 снимков в формате RAW+JPG, что гораздо больше указанного в технических характеристиках значения.
 |  |  |  |
 |  | ||
Стандартный тест на светочувствительность камера проходит хорошо. Честно говоря, от подобной связки оптики и матрицы хотелось бы большего, но и полученный результат характеризует камеру весьма достойно. Судя по графиками, камера в состоянии выдавать разрешение в 0,8 линии на пиксель независимо от условий съемки. Даже значение светочувствительности ISO 6400 теоретически является вполне рабочим, хотя на практике к нему следует прибегать лишь в крайнем случае, поскольку шумодав камеры работает не слишком гладко.
| JPEG | RAW | |
| ISO 100 |  |  |
| ISO 200 |  |  |
| ISO 400 |  |  |
| ISO 800 |  |  |
| ISO 1600 |  |  |
| ISO 3200 |  |  |
| ISO 6400 |  |  |
| ISO 12800 |  |  |
Значения в районе 0,8 линии/пиксель вплоть до ISO 3200 говорят о хорошем сенсоре, а также, судя по кривой для JPG, о не очень хорошей камерной обработке. В целом же тест на шумы можно считать пройденным достойно, особенно для RAW.
А теперь посмотрим, как на разрешение камеры влияет оптика.
Тест оптики демонстрирует не такие уж выдающиеся результаты, хотя, делая скидку на «компактность» и конструктивные особенности камеры, можно считать их приемлемыми. Разрешение в центре вполне закономерно падает с увеличением фокусного расстояния, разрешение же на краю кадра, напротив, возрастает. Среднее и максимальное значения разрешения не слишком высокие, хотелось бы повыше.
| ЭФР = 24 мм | |||
| f/2,0 | f/4,0 | f/8,0 | f/16,0 |
| центр кадра | |||
| 0,66 линии/пиксель | 0,78 линии/пиксель | 0,74 линии/пиксель | 0,68 линии/пиксель |
| край кадра | |||
| 0,47 линии/пиксель | 0,49 линии/пиксель | 0,49 линии/пиксель | 0,45 линии/пиксель |
| f/2,0 | f/4,0 | f/8,0 | f/16,0 |
| край кадра | |||
Широкий угол демонстрирует не очень приятную зависимость. Край кадра и вовсе «уплыл» за границу допустимого, а открытая и закрытая диафрагмы выдают примерно одинаковые значения разрешения, что не очень здорово. Хотя по абсолютному значению разрешения в центре все не так уж плохо, все-таки это не уровень аппарата такого класса.
| ЭФР = 50 мм | |||
| f/3,5 | f/5,6 | f/8,0 | f/16,0 |
| центр кадра | |||
| 0,68 линии/пиксель | 0,72 линии/пиксель | 0,72 линии/пиксель | 0,67 линии/пиксель |
| край кадра | |||
| 0,63 линии/пиксель | 0,63 линии/пиксель | 0,63 линии/пиксель | 0,59 линии/пиксель |
| f/3,6 | f/5,6 | f/8,0 | f/16,0 |
| край кадра | |||
График гораздо «ровнее», чем на широком угле, что неудивительно. Но по максимальному значению он сильно просел, и это не может не огорчать.
| ЭФР = 120 мм | |||
| f/3,9 | f/5,6 | f/8,0 | f/16,0 |
| центр кадра | |||
| 0,72 линии/пиксель | 0,74 линии/пиксель | 0,72 линии/пиксель | 0,66 линии/пиксель |
| край кадра | |||
| 0,63 линии/пиксель | 0,67 линии/пиксель | 0,66 линии/пиксель | 0,63 линии/пиксель |
| f/3,6 | f/5,6 | f/8,0 | f/16,0 |
| край кадра | |||
Что ж, и на длинном конце результат весьма неплох. Более того, он примерно такой же, как на среднем, что явно говорит о высоком качестве оптики. Как можно заметить по приведенным графикам, наиболее удачны для съемки значения диафрагмы f/4-5,6 практически на всех фокусных расстояниях.
Искать выдержки, на которых камера начнет терять строки, пришлось довольно долго, так что руки к тому моменту уже тряслись. Тем не менее, результат для компактного стабилизатора весьма достойный. По нашей оценке получается, что эффективность стабилизатора составляет примерно 4 ступени EV. При этом производитель заявляет 3,5 ступени на максимальном ЭФР, то есть при 120 мм. Что ж, не исключено, что цифра вполне реальная. Полученный нами результат говорит о достаточно хорошей работе стабилизатора.
Видео получается весьма неплохим. Присутствует небольшая рябь на изображении, однако стоп-кадры в большинстве своем достаточно четкие, насколько это возможно при 30 кадрах в секунду.
| Видео | Звук | |
| Скачать | 1920×1080, 29,97 fps, AVC [email protected], 11,6 Мбит/с | AAC LC, 128 Кбит/с, стерео |
Большое относительное отверстие и относительно большая матрица также позволят снимать художественные видео с маленькой глубиной резкости.
Приятно, что компания Canon старается не отставать от рынка и выпускает подобные модели, о которых мечтали, наверное, многие. Однако пока реализация отличной идеи оставляет желать лучшего. Хочется верить, что воплощенный в G1X Mark II компакт с большой матрицей - это не предел возможностей и технологий. Более того, изучая нынешний рынок компактных и беззеркальных камер, начинаешь понимать, что современные технологии способны на большее.
Поскольку с камерами Canon я знаком давно, меня не может не огорчать их медленный рост. Порой создается впечатление, что производитель накатал себе тропу в производстве хороших компактных камер и не хочет ни сворачивать с нее, ни ускоряться. Современные камеры Canon демонстрируют приличные результаты, чуть лучше своих предшественников, но никак не могут показать чего-либо выдающегося. И G1X Mark II не исключение. Это действительно хорошая камера, над которой производитель значительно потрудился, однако она не «в разы» и не «на порядок» лучше былых камер серий G и S. Она лучше ровно настолько, насколько больше датчик изображения и чище оптика. Хотя от подобной недешевой модели хочется именно заметного улучшения качества, видимого даже на глаз. И в таком случае за нее не жаль было бы выложить 35 тысяч рублей (на старте продаж, а сейчас и все 40). Пока же реальность немного грустнее ожиданий, а посему и цена кажется несколько завышенной.
Тем не менее, кому-то по душе придется и такой вариант. Судя по всему, камера пользуется спросом. А мы все-таки будем с нетерпением ждать от Canon того самого рывка, который позволит немного отойти от накатанной дорожки и создать не просто камеру «в стиле Canon», а действительно выдающуюся камеру, способную делать снимки высокого качества, пусть и «в стиле Canon».
