На главную страницу afanas.ru

Разумно о фото - 2009

или "РОФ mark II"

Автор: Афанасенков М.А., http://www.afanas.ru,   Е-mail:mike@afanas.ru

Оглавление.

Размер матрицы. Влияние на шумы и ГРИП.

К сожалению, маркетинговый приём "народ покупает мегапикселы" действует вовсю. 90% людей на вопрос "каков размер матрицы у аппарата Х?" ответят - "Y Мегапиксел!". А между тем гораздо важнее не мегапикселы, а миллиметры. Ниже приведены истинные пропорции между размерами наиболее распространённых матриц. Чёрным цветом показаны матрицы, типичные для большинства незеркальных камер, как компактных, так и так называемых "ультразумов". Синим цветом - матрицы немногочисленных "продвинутых" мыльниц, которых становится всё меньше и меньше - качество фотографий, увы, не является приоритетом в покупках, гораздо проще привлечь покупателя чем-то другим. Зелёным - матрица "классических" бюджетных зеркалок. Красным - матрица "альтернативных", новой системы 4/3, продвигаемой Олимпусом и Панасоником. И, наконец, жёлтым - размер кадра плёночного аппарата, называемый сейчас гордым словом "FullFrame" - цифровые зеркальные камеры этого формата есть, но стоят от 2-3 тысяч уе и выше...

размеры матриц цифровых фотокамер
Маркировка Kf Размеры в мм Площадь, мм2
1/2.5" 6.0 5.8x4.3 25
1/2.3" 5.6 6.2x4.6 28
1/1.8" 4.9 7.2x5.3 38
1/1.6" 4.4 8.0x5.9 47
4/3" 2 18.0x13.5 240
APSC 1.55 23x15 350
FF(35mm) 1.0 36x24 860

На что же (кроме цены) влияет этот геометрический размер? По большому счёту - всего на три величины, но самые ключевые:

С размерами всё предельно просто. При прочих равных (а именно - зум, диапазон ЭФР, светосила) все линейные размеры системы "матрица+оптика" пропорциональны размеру матрицы. Следовательно, как нетрудно догадаться, объём и вес пропорциональны размеру матрицы в третьей степени. Аппарат с маленькой матрицей можно сделать маленьким и лёгким. Для самых маленьких матриц "закон куба" нарушается лишь в связи с тем, что аппарат кроме матрицы и оптики должен иметь ещё элементы управления (кнопки и экранчик), которые неэргономично делать маленькими - держать аппарат двумя пальцами, нажимая на кнопки пинцетом и рассматривая экранчик в лупу, попросту неудобно. А вот для "больших" матриц (Kf менее 2) уже вес и размер оптики составляет существенную часть общего веса камеры. В связи с этим часто можно слышать от людей, не знающих оптику, "гениальную идею" вставить в какой-нибудь компактный "ультразум" матрицу побольше и решить все проблемы - и качество будет как у зеркалок, и зум и светосила грандиозные. Увы, чудес не бывает. Компактные объективы "ультразумов" потому и компактны, что "освещают" лишь мизерный кружочек диаметром 7-8миллиметров, а чтобы создать изображение на большой матрице, их придётся пропорционально увеличить (сделать длиннее и "толще"), в итоге получатся ровно те же внушительные габариты и вес, которые привычны нам по виду профессиональных фотографов.

А вот о шумах поговорим подробнее.

Шумы

Пришло время вспомнить про т.н. "чувствительность ISO" (мы начинали про неё говорить в главе про экспозицию и диафрагму). В отличие от плёночной, любая цифровая камера имеет в меню возможность выбора чувствительности в довольно широких пределах. Казалось бы - зачем? Зачем нужна "низкая" чувствительность, если "высокая" удобнее - и выдержки короче, и диафрагму можно зажать, и никаких проблем со смазом, и в сумерках и помещении без вспышки... Разгадка проста - на самом деле у матрицы всего ОДНА чувствительность - та самая "низкая", а все остальные получаются путём усиления сигнала. Однако, вместе с сигналом мы усиливаем и шумы, и чем выше ISO, тем более заметны они становятся на конечном фото. Очень трудно в рамках популярной статьи дать точное и универсальное определения шумов и причин их возникновения. Пожалуй, в данном случае проще показать, чем рассказать. На иллюстрации ниже - фрагменты одного и того же кадра, снятого в одинаковых условиях, но при разных ISO и разными камерами. Увы, не на всех мониторах разница одинаково заметна (на моём дешёвом офисном мониторе она существенно меньше, чем на хорошем домашнем), но при печати она ещё более усиливается. Для наглядности я увеличил картинку вдвое. (Кадры позаимствованы с популярного сайта imaging-resource.com, где в разделе "comparometer" снят один и тот же манекен в одинаковых условиях многими разными камерами.)

Даже не вдаваясь в подробности, очевидно что картинка правее и/или ниже всегда "хуже" картинки левее и/или выше. Под общим словом "шумы" скрывается целый букет неприятностей, далеко не все из которых видно именно на этой иллюстрации. Это и "зернистость", и "лишние цвета" (обратите внимание на появление зеленовато-жёлтых разводов поверх здорового цвета лица), и снижение цветового охвата и динамического диапазона (снимок становится более "одноцветным" и не может передать яркие и тёмные детали одновременно). Кроме того, в большинстве современных камер процессор пытается бороться с шумами особыми алгоритмами шумоподавления, в результате неизбежно появляются "побочные эффекты" - исчезновение деталей, "мыльность", "странные структуры" и многое другое, трудно описуемое словами. Все эти эффекты по-разному воспринимаются разными людьми (кто-то больше замечает одно, кто-то - другое), в итоге невозможно ввести объективную меру "шумности" и описать эту "шумность" какими-то формулами. Более того, поскольку большинство камер выдают "наружу" только уже обработанный процессором готовый JPG-файл, а алгоритмы шумоподавления у всех разные, то даже одинаковые матрицы после разной постобработки будет давать совершенно разные цифры, как бы их не определять. Итак, у нас нет строгого количественного определения итоговой "шумности" и мы не можем сказать "эта камера шумит вдвое больше" или "на тридцать попугаев меньше". Что же делать? Как сравнивать разные камеры? Вспомним: "если гора не идёт к магомету"...

Если мы не можем сказать что к примеру "при одинаковом ISO100 шум камеры А на столько-то (или во столько то) больше камеры Б", мы можем сравнивать не цифры шума, а цифры ISO! Они-то вполне строго определены! Возьмём камеру А за эталон и спросим себя - "при каком ISO камера Б шумит субъективно так же, как камера А на ISO100"? Понятно, что на разных сюжетах и эти субъективные оценки будут слегка "плавать", однако если усреднить их по многим сюжетам и многим экспертам, нарисуется довольно однозначная картина:

Перерисуем вышеупомянутый пример по возрастанию субъективных шумов вот так:

Теперь пора раскрыть содержимое картинки: верхние три фрагмента - Canon 1000D на ISO 100-400-1600, нижние три - Panasonic FZ28 на тех же ISO 100-400-1600. Площади их матриц отличаются в 12 раз. Примерно так же распределились и шумы - кадр с маленькой матрицы на ISO100 лишь немногим лучше чем кадр с большой на ISO1600.

Нетрудно в общих чертах объяснить такую закономерность - общий уровень полезного сигнала пропорционален полной "пойманной" световой энергии (числу фотонов). Параметр ISO и величина диафрагмы привязаны к освещённости матрицы, т.е. энергии света на квадратный миллиметр за единицу времени. У большой матрицы этих миллиметров больше - вот и собирает она больше энергии (при той же выдержке), как раз пропорционально площади. Соответственно и соотношение сигнал/шум больше. Как мы видим, тут нигде не упомянуты мегапиксели. На многих форумах в Сети популярно мнение, что шум зависит не от размера матрицы, а от размера пикселя. Однако это заблуждение идёт от "попиксельного" сравнения кадров, что в корне неверно. При сравнении одинаковых кадров целиком (либо одинаковых долей кадров) эффект получается крайне незначительным, на уровне колебаний между разными моделями. Больший шум каждого пикселя компенсируется прежде всего лучшим межпиксельным усреднением и шумоподавлением, а также более совершенным техпроцессом (как правило, чем новее матрица, тем больше в ней мегапикселей).

Подведём краткий итог главы о шумах: аппараты с большой по площади матрицей позволяют либо при одинаковых ISO получать менее шумные и более "натуральные" снимки, либо получать одинаковое качество снимков в гораздо более тёмных условиях (разные ISO). Эффект пропорционален площади матрицы. От числа мегапикселей (в первом приближении) ничего не зависит.

ГРИП и матрица

Если Вы внимательно посмотрите на формулы из раздела про ГРИП и диафрагму, то окажется, что везде диафрагма входит исключительно в паре с обобщённым кропфактором Kf, вот так: "(Kf*A)". Введём новое обозначение:
Aэкв=Kf*A - "эквивалентная диафрагма".
Таким образом, она равна "обычной" диафрагме для 35мм-плёнки и дорогих "full-frame"-зеркалок, и больше неё в Kf раз для всех остальных матриц. Нетрудно показать, что во все формулы для ГРИП входит именно "эквивалентная" диафрагма. Таким образом, можно говорить не только об "эффективном фокусном расстоянии" но и об "эффективной с точки зрения глубины резкости" диафрагме.

С точки зрения ГРИП любой цифровой фотоаппарат снимает так же, как "полнокадровый" с диафрагменным числом в Kf раз большим

Получается например что замечательный (на первый взгляд) объектив LEICA 4,7-47мм/3,3-4,9 из-за матрицы в 1/2,5" "превращается" с точки зрения ГРИП в объектив, эквивалентный "плёночному" 28-280мм/20-30. Предложите любому понимающему фотографу поснимать портреты на диафрагме 30 - он долго будет над вами смеяться... Важно понимать, что это превращение связано исключительно с геометрическим размером матрицы - оно не зависит ни от фирмы-изготовителя, ни от качества, ни от цены. Это - неумолимые законы физики.

Итак, чем мельче матрица, тем больше ГРИП. Хорошо это или плохо? Зависит от того, что снимать. Для пейзажей и "здесь был Вася" - хорошо, задний фон ВСЕГДА будет проработан, на любой самой разавтоматической программе, при любом освещении. Можно вообще не заморачиваться. Но с портретами ситуация обратная. У "мелких" матриц ГРИП не получается сделать маленькой ни при каких условиях, в результате неистребимый резкий и яркий фон отвлекает внимание, а само лицо вообще не имеет градаций резкости, что делает картинку более "плоской". Бытует мнение, что "размытие фона", "боке" и т.п. при съёмке - удел профессионалов, а любителю типа и в фотошопе можно фон размыть. Это - в корне неверно. Всё в точности наоборот. Как раз профессионал сможет "сгладить" дефекты чрезмерной ГРИП с помощью подбора соответствующего студийного фона и освещения. У любителя же нет такой возможности - наиболее ценны для него не "студийно-заказные", а "живые" кадры, из реальной жизни, где нет возможности управлять ни фоном, ни освещением. И именно в таких ситуациях маленькая ГРИП сильно выручает, позволяя просто "выключить" фон, не обращать на него внимания. А "фокусы" Фотошопа сделанные неумелыми "любительскими" руками смотрятся обычно очень неестественно. Да и времени отнимают много, а его обычно не хватает...

Справа показана типичная иллюстрация такого "любительского" применения - произвольно выбранное фото из моего домашнего альбома, чисто репортажное (пришёл-нажал-снял). Даже на маленькой превьюшке виден объём. И кухонные предметы на заднем плане не особо отвлекают от центрального персонажа. На этом фото Аэкв=2,8.


Читать дальше

Обсудить статью на форуме.

2009(5)

На главную страницу www.afanas.ru Вся информация касательно ремонта монитора в Киеве, здесь , Ремонт ноутбуков в киеве на http://istars.com.ua/remont-samsung. Права на все материалы сайта afanas.ru принадлежат Афанасенкову М.А. Перед копированием любых материалов ознакомьтесь с политикой сайта по этим вопросам! Хит-парад читателей сайта:
Разумно о фото
Разумно о фото (лайт)
На главную страницу www.afanas.ru