После опубликования своей статьи «Парадокс матрицы» мне стало понятно, что обойтись упрощённым описанием процессов по данной теме невозможно. Получив подшивку стаей к своей публикации, я убедился, что фотолюбители не обязаны иметь специальное образование и могут иметь любую профессию, не связанную с техническим образованием и фотографией. Но и профессионалы имеют весьма смутное представление о работе матрицы.
В России всего несколько вузов, которые могут дать стандартные знания по профессии фотограф: Московский государственный институт культуры, МГУ, НИУ ВШЭ, ИГУМО, СПбГИК и СПбГИКиТ, где можно учиться по специальностям «Фотограф» и «Техника и искусство фотографии», «фотожурналистика». Это образование относится к гуманитарному. Когда-то профильным предметом была химия, было бы логично предполагать, что изучение информатики сегодня тоже уместно.
Я стараюсь писать для начинающих фотолюбителей так чтобы расширять полезную эрудицию опираясь на свой полувековой опыт любительской практики, при этом имею техническое образование и знаком с электроникой. Знание о том, как работает главный элемент современного фотоаппарата на мой взгляд реально поможет прояснить как улучшить свою технику съёмки путём применения всех возможностей матрицы.
Матрица выполняет сложную задачу, состоящую из двух этапов. При открытии шторок и попадании проекции изображения на матрицу в ней появляются электрические сигналы на каждом пикселе. Эти сигналы по двум сигнальным шинам последовательно снимаются и передаются для обработки. На этом этапе можно считать, что матрица работает в аналоговом режиме, а в сигнал подмешиваются естественные помехи как результат физических процессов, происходящих в полупроводниках, расположенных на матрице. Чтобы шумы не преобладали над полезным сигналом необходимо, чтобы фотодиод был достаточно чувствительным к попадающему на него свету. Чувствительность напрямую зависит от физических размеров фотодиода. Чем крупнее пиксель, тем эффективнее будет работать его фотодиод.
На малоразмерных матрицах по причине того, что пиксели в них меньшего размера и расположены плотно появляется плотный электронный шум, который создаёт помехи для передачи данных об изображении. Это так же как в усилителях звука электронный шум транзисторов мешает качественному воспроизведению звука. Борьба с шумами это, главная задача конструкторов создающих такую технику.
На следующем этапе в работу вступает Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и электрические сигналы превращаются в цифровой поток информации. Чтобы исправить искажения от шума пикселей применяется цифровая обработка процессором фотокамеры. Это "вычитание" из цифрового потока оцифрованных шумов. Оно же к сожалению вместе с шумами снижает динамический диапазон и детализацию тени. Если учесть, что еще надо править аберрации малогабаритной оптики то прощай натуральное оптическое качество.
Как фотограф может повлиять на процессы в матрице держа в руках фотокамеру? Например, имея знания о том, что пиксели должны выдавать сигналы, уровень которых должен значительно превышать шумы, то можно повлиять на уровень полезного сигнала и производить фотосъёмку при хорошем освещении. Итак, зная о том, что шум матрицы влияет на качество изображения и это естественный физический процесс, а не дефект и не случайность, вы как фотолюбитель отрабатываете стратегию, которая позволяет вам всегда производить успешную съёмку.
Теперь мы знаем, что существуют физические ограничения для уменьшения размеров пикселя и увеличения плотности размещения их на матрицах малого размера. На матрицах меньших чем APS-C для исправления помех требуется мощная цифровая обработка что позволяет иметь приличную картинку путём создания псевдо-качества.
Сегодня достигнуто оптимальное количество пикселей на матрице размером 21,59 см² (средний формат) 31 миллион пикселей (31Мп). В этом случае достигается максимальный динамический диапазон и максимальное оптическое качество фотографии. Такая матрица применяется в фотокамерах высшего профессионального класса.
P.S. Фирма Kodak объявила о производстве матрицы среднего формата с размещением на ней 60Мп для фотокамеры Hasselblad H4D-60. Пока не известно будет ли на этой камере цифровая обработка изображения при цене 1 300 000 рублей. Означает ли это то, что Hasselblad отступает от своей концепции достижения натуральности за любые деньги или Kodak применил новые технологии. Одно могу утверждать точно, в моём телефоне матрица 0,15 см² и на ней 50 Мп и это не Kodak, а вывод вы уже можете сделать сами.
✅ Подписывайтесь, комментируйте, ставьте оценки. Это актуально!