Читайте полную версию материала: http://mobiset.ru/articles/text/?id=595

Камерофон как цифровой фотоаппарат - азы устройства. Часть 4: Чем больше, тем лучше

Связь между разрешением сенсора камерофона (или цифрового фотоаппарата) и печатающего устройства отслеживается достаточно явно. А как обстоит дело с экранным разрешением монитора персонального компьютера?

Связь есть, но только до определенного предела. Если сенсор фотоаппарата способен выдавать снимки с максимальным разрешением выше, чем рабочее разрешение монитора, то для экранного отображения эта возможность окажется совершенно напрасной.

Мы не можем изменить максимальное разрешение монитора в сторону увеличения, как бы нам этого ни хотелось. Если монитор рассчитан на разрешение XGA (1024х768), большего разрешения мы установить не сможем. Следовательно для полноэкранного отображения цифрового снимка достаточно разрешения в 780 тыс. пикселов, что намного ниже разрешения сенсоров современных камерофонов (2 и даже 3 мегапикселя). Простой и очевидный вывод - если снимки не предназначены для печати, если фотолюбитель твердо знает, что его цифровой фотоальбом будет просматриваться только на экране монитора, то значение разрешения сенсора фотоаппарата можно уменьшить. Кстати, для просмотра снимков на экране телевизора разрешение в 800х600 пикселей будет избыточным, поскольку максимальное разрешение телеэкрана составляет 720х576 (разрешение DVD). Это важное замечание, поскольку в ежедневной практике не слишком опытные фотолюбители часто устанавливают камерофон или цифровой фотоаппарат на максимальное значение разрешения. В результате карта флэш-памяти в буквальном смысле забивается избыточной информацией, и в самый важный момент оказывается, что места на карточке памяти не хватает.

Уменьшенное разрешение имеет свои плюсы и свои минусы. К плюсам, кроме увеличения емкости памяти камерофона, можно отнести повышенное быстродействие камеры (поскольку графический файл меньшего размера быстрее записывается во флэш-память) и то обстоятельство, что в съемке задействована самая «беспроблемная» центральная часть светочувствительного сенсора. Минус в том, что снимок невысокого разрешения невозможно кадрировать без существенных потерь. Иными словами, если после съемки выяснилось, что в кадр попали нежелательные, лишние детали, а произвести пересъемку уже невозможно, то из снимка высокого разрешения можно просто вырезать часть изображения. Размер снимка при этом уменьшится, но не настолько, чтобы повлиять на его полноэкранное отображение. Снимок же экранного разрешения можно кадрировать только с определенными потерями.

И все же сегодня камерофон для более или менее серьезных занятий любительской фотосъемкой - это аппарат с сенсором разрешением не менее 2 мегапикселей. Почему не 1,3 мегапикселя (не говоря уже о меньших значениях разрешения)? Дело в том потенциале, что заложен в фотографию высокого разрешения. Снимок с разрешением в 1600х1200 пикселей (нормальное разрешение для сенсора в 2 мегапикселя) легко поддается кадрированию. Его можно без каких бы то ни было потерь вывести на экран в оконном и полноэкранном режиме, если применить функцию сжатия изображения программы просмотра (например, популярного вьювера ACDSee и массы других программ). Наконец, фотографию можно распечатать на бумаге, получив отпечаток 10х15 см хорошего качества и даже формата А4 (стандартный альбомный лист) при относительно приемлемом качестве. Со снимком разрешением 1280х960 пикселей (нормальное разрешение для сенсора в 1,3 мегапикселя), как бы хорошо он ни выглядел (а выглядит он и в самом деле неплохо), подобные манипуляции проблематичны.

Еще несколько слов о разрешении светочувствительного сенсора камерофона и цифрового фотоаппарата. Добросовестный производитель (к добросовестным производителям можно отнести все ведущие мировые компании и лишь ограниченное число малоизвестных фирм) в технических характеристиках своего изделия всегда указывает полное и эффективное значение разрешения матрицы камеры. При этом полное значение разрешения всегда больше, чем эффективное. В чем тут дело? Часть ячеек сенсора не участвует в построении изображения, выполняя сервисные функции - например, в системе экспозамера или в качестве дополнительного регистра вертикального сдвига (в сенсорах CCD). Кроме того, расположенные по краям кристалла ячейки больше подвержены браку, чем ячейки центральной части сенсора. Поэтому кадровое окно сенсора всегда чуть меньше, чем физический размер самой матрицы. Реальное разрешение сенсора легко определить элементарным подсчетом пикселей - 1600х1200=1920000. Это стандартное эффективное разрешение 2-мегапиксельного сенсора. Остальные пикселы в построении изображения не задействованы.

Вторая важнейшая характеристика светочувствительного сенсора - его физический размер. Он измеряется по диагонали и обозначается в долях дюйма. При этом форма сенсора всегда прямоугольная с соотношением сторон 4:3.

Чем больше физический размер сенсора, тем он работает точней и эффективней. Сенсор размером в 1/1,8 дюйма лучше, чем сенсор размером 1/3,2 дюйма (речь о сенсорах фотоаппаратов, камерофоны имеют сенсоры микроскопических размеров), поскольку на большей площади кристалла умещается большее количество светочувствительных ячеек (значит, выше и разрешение). Более того, при одинаковых значениях разрешения сенсор большего размера лучше, чем сенсор меньшего размера. В этом случае ячейки сенсора имеют большие размеры, значит и такие параметры оцифровки изображения, как динамический диапазон и устойчивость к шумам, выше.

Размер сенсоров профессиональных цифровых камер измеряется в миллиметрах по сторонам кадрового окна. Дело в том, что величина матрицы профессиональных фотоаппаратов вплотную приближается к стандартному размеру кадрового окна узкопленочной 35-мм камеры, то есть 36х24 мм. Это позволяет использовать на профессиональном цифровом фотоаппарате оптику от пленочных аналогов. Но при этом следует учитывать изменение фокусного расстояния сменных объективов - кроп-фактор. К примеру, на фотоаппарате Canon EOS 1D с сенсором размером 28,7 мм по горизонтали и 19,1 мм по вертикали изменение фокусного расстояния всей линейки объективов Canon будет кратно 1,6 единиц в сторону увеличения - ровно настолько, насколько матрица камеры меньше стандартного кадрового окна пленочного фотоаппарата (то есть кроп-фактор для данной камеры будет 1,6). А у камеры Canon EOS 1Ds с сенсором размером 35,8 мм на 23,8 мм изменение фокусного расстояния всей линейки сменных объективов будет пренебрежимо малым, поэтому никаких перерасчетов в применении оптики от пленочных камер не потребуется (кроп-фактор, практически, равен нулю).

Следующая крайне важная, но достаточно трудноопределимая без специального оборудования характеристика светочувствительных сенсоров, — соотношение сигнал/шум. В той или иной степени «шумят» любые сенсоры, включая и самые на сегодняшний день совершенные. Цветовые шумы проявляются на снимке в виде мелких окрашенных точек (артефактов) в тенях и в виде цветовых ореолов вокруг контуров фигур на границах контрастных переходов. Бороться с шумами очень трудно. В случае необходимости применяются специальные фильтры - утилиты, работающие в программной среде графического редактора Adobe Photoshop. Фильтры способны в некоторой степени смягчить шумы, замещая артефакты точками с усредненными значениями цвета и яркости. Если фильтры не способны убрать все артефакты и ореолы, приходится править снимок вручную, сильно увеличивая и ретушируя элементы изображения.

Ни один способ правки изображения не дает стопроцентного избавления от шумов. Поэтому фотолюбителю, снимающему камерофоном, остаётся лишь мириться с высокой зашумлённостью снимков (и колдовать над ними в «Фотошопе»), либо не полагаться на камеру телефона (каким бы дорогим он ни был) и держать при себе «нормальный» цифровой фотоаппарат. Дело в том, что склонность к шумам наиболее присуща сенсорам CMOS, которые устанавливаются в камерофоны. К тому же, как мы уже говорили, телефонные сенсоры имеют крошечные размеры, несоизмеримые с размерами сенсоров цифровых фотоаппаратов...

«Шумят» сенсоры и у более серьезных камер. Технология цифровой фотографии очень молода, а потому производство сенсоров бурно совершенствуется. Поколения матриц сменяют друг друга быстрей, чем морально устаревают конкретные модели фотоаппаратов (а они устаревают достаточно быстро - в течение двух лет). Сенсоры разрешением в 1,3 мегапиксела, которые устанавливались в камеры средней ценовой группы пять-шесть лет назад, сегодня не встретишь даже в самых дешёвых любительских «мыльницах». Их место занимают матрицы с повышенными характеристиками, в том числе и по устойчивости к шумам. Следовательно, выбирать следует ту модель, которая выпускается не не более года. Тогда у фотографа будут основания полагать, что сенсор его камеры склонен к шумам в минимальной степени. Это справедливо применительно и к камерофонам. Сегодня топовые модели смартфонов Nokia оснащаются 2-мегапиксельными сенсорами, а через пару лет 3,2-мегапиксельный сенсор Nokia N93 покажется жуткой архаикой.

Камерофон как цифровой фотоаппарат - азы устройства. Часть 1: Сенсоры CMOS и CCD >>>

Камерофон как цифровой фотоаппарат - азы устройства. Часть 2: Лукавые мегапиксели >>>

Камерофон как цифровой фотоаппарат - азы устройства. Часть 3: От сенсора к принтеру и обратно >>>

Камерофон как цифровой фотоаппарат - азы устройства. Часть 5: Подальше положишь, поближе возьмёшь >>>

© Николай Надеждин, специально для Mobiset.ru
Дата публикации статьи - 29 августа 2006 г.

Есть что сказать? Пишите автору... (info@mobiset.ru)

Наша группа ВКонтакте - присоединяйся!

Оперативная и эксклюзивная информация - в 140 знаках! Подписывайтесь на наш канал:
Читать @Mobiset

comments powered by Disqus

Читайте полную версию материала: http://mobiset.ru/articles/text/?id=595