ПЕРИФЕРИЯ

Редакция THG, Мартин Барзилай,  1 августа 2004 Страница:   1 2 3

Введение

• Какова роль сенсора в цифровой камере?
• Гарантирует ли большое количество пикселей сенсора высокое качество изображения?
• Действительно ли КМОП-сенсор лучше ПЗС-сенсора? Или хуже?
• Каковы причины неоднородности изображения, получаемого цифровой камерой?

В этой статье вы получите ответы на приведённые вопросы. Мы рассмотрим главный орган "зрения" цифровой камеры - сенсор, и разберём его на составляющие элементы.

В цифровой камере сенсор располагается точно там же, где плёнка у традиционных фотоаппаратов. Но сенсор - не единственный фактор, определяющий качество цифровой камеры. Немаловажными критериями являются оптика и программное обеспечение. К примеру, если используется качественный сенсор, но оптика или прошивка (специальное программное обеспечение) ему не соответствуют, то пострадает качество изображения.

Не только сенсор

В цифровой камере по сравнению с её предшественником, плёночным фотоаппаратом, изменилось немногое, по крайней мере, если рассматривать процесс получения изображения. Все фотоаппараты используют объектив (систему линз), затвор (он регулирует выдержку) и диафрагму (она регулирует свет, проходящий через объектив).

Различие появляется только тогда, когда мы будем рассматривать процессы, происходящие за объективом. Цветная негативная плёнка состоит из трёх слоёв, позволяющих вывести различные оттенки. Чтобы сенсор тоже смог воспроизводить оттенки цвета, ему приходится полагаться на различные решения.

Наиболее часто в камерах используется фильтр Байера (Bayer filter). Он состоит из мозаики прозрачных микролинз. Эти миниатюрные элементы имеют зелёную, красную или голубую окраску. В результате сенсор может выдавать многоцветное изображение.

Одновременно были разработаны и другие технологии. К примеру, американская компания Foveon разработала новый тип сенсора, который работает аналогично фотоплёнке, поскольку он тоже состоит из трёх слоёв, каждый из который чувствителен к своему цвету.

Камера Sygma SD9 использует именно такое решение Foveon, состоящее из трёх КМОП-сенсоров, с тремя миллионами наложенных друг на друга пикселей. Эта комбинация даёт хороший эффект при некоторых распространённых дефектах цифровых камер, таких, например, как расплывание изображения (blooming).

После сенсора

Сенсор состоит из миллионов крошечных элементов, которые принято называть пикселями. Впрочем, этот термин наводит путаницу. Изначально, до появления цифровых камер, пикселем называли одну точку в цифровом изображении. Если вы откроете фотографию в любом редакторе и сделаете сильное увеличение, то увидите, что изображение состоит из маленьких квадратиков того или иного цвета, - это и есть пиксели. Если после печати на фотографии заметны подобные маленькие квадратики, то этот дефект называют "пикселизацией". Чем больше пикселей содержится в фотографии, тем больше можно увеличивать изображение до появления эффекта "пикселизации", заметного невооружённого взгляда.

Но мы всё же будем называть крошечные светочувствительные элементы фотосайтами (photosites или microcells). Они предназначены для накопления определённого электрического заряда, зависящего от количества полученного света. Затем эти электрические заряды передаются, используя различные методы в зависимости от типа сенсора, на электрическую схему, которая усиливает их и преобразует в цифровые данные. Наконец, информация воссоздаётся в виде изображения и записывается на карточку памяти (Compact Flash, Memory stick, xD Card и т.д.). Обратите внимание, что определённое количество фотосайтов остаётся неактивным. Это количество зависит от числа фотосайтов на сенсоре. Возьмём, к примеру, сенсор, состоящий из 1,3 миллиона фотосайтов. Он выдаст изображение, состоящее из 1,2 миллиона пикселей. По сути, 100 000 фотосайтов остаются за чёрной маской и служат эталоном для других. Такова разница между реальным числом "пикселей" и эффективным их количеством.

После того, как нажат затвор фотоаппарата, фотосайты сенсора передают информацию на электрическую схему. Данные в той или иной степени усиливаются, в зависимости от реальной чувствительности сенсора и чувствительности, выбранной пользователем (100, 200, 400 ISO или больше). Чем большую чувствительность выбирает пользователь, тем сильнее усиливается сигнал. В свою очередь, это усиление негативно сказывается на изображении. Оно создаёт помехи, которые часто называют "шумом". Помехи проявляются в виде наличия пикселей ошибочных цветов в тёмных областях изображения.

Затем информация от усилителя преобразуется в цифровой вид. Именно на этом этапе производители пытаются компенсировать дефекты, связанные с усилением сигнала, с помощью программных решений.

feed_id: 6177 pattern_id: 2818

Страница:   1 2 3

СОДЕРЖАНИЕ |Одной страницей|Версия для печати

Введение Не только сенсор После сенсора Различные типы сенсоров: ПЗС, КМОП и т.д. Влияет ли число фотосайтов на качество сенсора? Размер сенсора Всё решают деньги Дефекты изображения, вызванные сенсором Чему отдать преимущество?  Обсуждение в Клубе Экспертов THG