Почему GoPro 12 не получила 1-дюймовый сенсор?

https://t.me/BeProGoPro

В ожидании выхода GoPro Hero 12 Black, многие инсайдеры сообщали что в ней появится более крупный сенсор формата 1". Были даже статьи с фотографиями, глядя на которые сомнений в правдоподобности этой информации становилось все меньше...

На фотографии якобы GoPro 12 с матрицей размером в 1 дюйм

Однако в момент официальной презентации мы узнали что сенсор в новой камере остался прежний и вообще изменений произошло не так уж и много, из главного: удалили GPS, добавили возможность подключения внешних микрофонов через Bluetooth, обновили Max Lens Mode до второй версии и добавили поддержку HDR.

Для энтузиастов видеосъемки на экшн-камеры отсутствие 1 дюймового сенсора стало неприятной новостью, даже я грешным делом немного расстроился, не смотря на то, что не особо верил в обновление сенсора GoPro второй год подряд, так как обычно они делают это раз в несколько лет. Но потом на волне обсуждения выхода DJI Osmo Pocket 3 с сенсором в 1 дюйм (это не прямой конкурент GoPro 12), я задал себе вопрос: а насколько реально установить большой сенсор в экшн-камеру?

Теперь немного теории для того чтобы понять суть проблемы:

1. Камера принимает частицы света на матрицу (раньше это была пленка, теперь матрица).
2. Свет попадает на матрицу через линзы (объектив).
3. Матрицы и объективы могут быть очень разные по размеру.

Сравнение размеров матриц. Матрицы GoPro 11 / 12 где-то посередине между крайними справа. Предыдущие GoPro 10 / 9 / 8 / 7 крайние справа.

4. В объективе есть диафрагма. Диафрагма это отверстие с изменяемым диаметром внутри объектива. Через нее и проходит свет, и размер ее отверстия фотограф или видеограф может регулировать в зависимости от задач. Размер отверстия обозначают буквой f. Вот здесь можно почитать детальную статью на тему диафрагмы.

Одна диафрагма с разной степенью раскрытия.

5. Чем больше матрица и чем больше диафрагма, тем больше света попадает на матрицу и тем выше качество съемки.

6. Важным побочным эффектом является глубина резкости, кратко это явление можно описать так: чем больше раскрыта диафрагма, тем больше размытие объектов вне фокуса. Подробнее можно почитать в этой статье (ее я упоминал выше и иллюстрация глубины резкости взята из нее)

Иллюстрация глубины резкости.

7. Глубина резкости часто используется для достижения художественных задач при съемке видео и фотографий, оставляя важные объекты в фокусе, оператор отправляет в расфокус менее важные части сцены, тем самым акцентирует внимание на том, на что должен смотреть зритель.

Пример использования глубины резкости в кино

А что насчет экшн камер?

Экшн камеры создаются с расчетом на съемку динамичных видео и для человека, который снимает на такую камеру, важно что любой объект, который попал в объектив, будет достаточно четким - то есть будет в фокусе. И конечно важна надежность конструкции, а надежность подразумевает отсутствие движущихся частей, которые могут выйти из строя при тряске, падениях и прочих нагрузках. Это привело к тому, что в экшн-камерах нет возможности реализовать изменяемую диафрагму и инженеры вынуждены искать правильное соотношение размера матрицы и диафрагмы, чтобы камера оставалась достаточно светосильной и при этом позволяла реализовать фокус на бесконечность.

Что такое фокус на бесконечность можно почитать здесь, если кратко то это сочетание характеристик объектива, матрицы и фокусного расстояния, при котором можно добиться максимально резкого изображения по всей площади кадра, при этом объекты в кадре могут находиться на разной дистанции от объектива.

Но волшебства не бывает и законы физики не позволяют инженерам сделать экшн-камеру с большой матрицей, с фиксированной диафрагмой, с настроенным на бесконечность фокусом и при этом обладающей малым размером. На данный момент у GoPro 11 и 12 такие характеристики матрицы и объектива:

• Размер датчика: 1/1,9 дюйма
• Диафрагма: f/2,5
• Максимальное разрешение видео: 5,3K60
• Соотношение: 8:7, 16:9
• Разрешение фото: 27 МП
• Фокусное расстояние 16,4 мм

И если пересчитать значения характеристик камеры, с учетом кроп-фактора на значения полнокадровой камеры, тогда реальное значение диафрагмы GoPro будет примерно f16. Именно благодаря такой закрытой диафрагме и правильно подобранным характеристикам объектива изображение на GoPro остается достаточно четким вне зависимости от степени удаленности объектов и только очень близкие к камере объекты вылетают из фокуса. Это и называется фокусировкой на бесконечность.

Наглядное изображение кроп-фактора. Обратите внимание насколько сильно кропается картинка в GoPro (между 1/1.7 и 1/2.5)

А что будет если поставить матрицу 1 дюйм в GoPro?

Если установить "крупную" матрицу в GoPro (как и в любые другие экшн-камеры), инженеры столкнутся с ситуацией, когда нужно будет закрывать диафрагму до отметки свыше чем f16 (для того чтобы добиться фокусировки на бесконечность) и тогда резкость в кадре пострадает из-за другого эффекта - дифракции. Дифракция – это оптическое явление, из-за которого может страдать четкость снимков, даже если у вас камера с высоким разрешением и очень резкий объектив. Подробнее о том что такое дифракция читайте здесь.

Пример дифракции на слишком сильно закрытой диафрагме. Взят из статьи, ссылку на которую я оставил выше.

Кроме того, установка более крупной матрицы внутрь экшн камеры сопряжена еще и с другими трудностями:

1. Более крупную матрицу труднее разместить внутри корпуса.
2. Чем крупнее матрица, тем больше тепла она генерирует и тем сложнее это тепло отводить из корпуса. Уже сейчас при размере матрицы 1/1.9″ камера часто перегревается у пользователей, особенно в жарком климате и при увеличении матрицы проблема усугубится.
3. Увеличенная матрица потребует больше энергии для работы, а значит емкость аккумулятора нужно увеличивать, а это повлечет за собой и увеличение размера АКБ.
4. Объектив тоже станет крупнее.
5. Итогом всего этого станет увеличение корпуса камеры и ее веса. Экшн направленность камеры будет под большим вопросом и для некоторых пользователей это станет критически важным изменением.
6. Немаловажным аспектом будет увеличение цены камеры. Согласитесь будет неприятно, если GoPro прибавит в цене 15-20%...

Неужели нет никакой надежды получить матрицу размером в 1 дюйм в GoPro?

С учетом развития технологий, есть надежда на то что инженеры смогут решить сложные задачи и обойти существующие ограничения в создании экшн-камеры с более крупным сенсором.

Не стоит забывать и про развитие софта, часть проблем можно устранить например с помощью брекетинга по фокусу - соединение кадров с разной фокусировкой в один. На данный момент это работает только для фотокамер, но я не исключаю появление такой технологии и в видеосъемке.

Пример брекетинга по фокусу найденный в интернете. Две левые картинки имеют брак по фокусу, правая это результат их объединения.

Поэтому в данной статье я оставляю вопрос о возможности установки матрицы в 1 дюйм в экшн-камерах открытым. И с большой надеждой смотрю в будущее...

Присоединяйтесь к нам в соц. сетях:

Телеграм Канал, посвященный камерам GoPro.

Чат в телеграм, здесь мы общаемся на тему экшн камер и делимся опытом.

Youtube канал, где есть полезные материалы на тему съемок видео, а также ролики о путешествиях, снятые в том числе на GoPro.