Цифровые фотоаппараты (часть I)

Текст
Михаил Афанасенков

На рынке цифровых фотоаппаратов бум – каждую неделю выходят новые модели, ассортимент крупного магазина может насчитывать сотню, а то и полторы наименований. И почти каждую модель реклама наделяет соблазнительными эпитетами. При этом число характеристик и функций аппарата составляет несколько десятков. Как же не запутаться в таком разнообразии моделей и купить то, что подойдет именно вам? Какие из характеристик, указываемых в спецификациях, важны, и на что они влияют? Мы попробуем кратко, не углубляясь в теорию, ответить на эти вопросы.

Устройство цифровой фотокамеры

В самых общих чертах, любая цифровая фотокамера состоит из светочувствительной матрицы, объектива, «электроники» и «прочего оборудования», в которое входят, как правило, экранчик, видоискатель, вспышка и т.д. Объектив создает, «рисует» изображение. Матрица преобразует его в электрический сигнал. Электроника обрабатывает этот сигнал, переводя в доступный компьютеру или принтеру вид и записывая на карту памяти (и выводя на экран), а также управляет всем процессом, соединяя все части цифровой фотокамеры в целое.

В первой части нашего повествования мы рассмотрим наименее известные и редко обсуждаемые характеристики цифровых фотоаппаратов – те, что относятся к матрице.

Мегапиксели или дюймы?

Первое, и, зачастую, единственное, что может сказать продавец про матрицу любого цифровика – это сколько в ней мегапикселей. Однако есть еще один, гораздо более важный параметр – геометрический размер матрицы. Т.е. просто-напросто ее длина и ширина в миллиметрах.

На что же влияет этот размер, почему он так важен? Во-первых, он влияет на размер фотокамеры. Габариты собственно оптической части цифрового фотоаппарата (матрица+объектив) линейно зависят от размера матрицы, следовательно, объем и масса – находятся в кубической зависимости. Т.е. оптическую систему цифровой фотокамеры с Kf = 6 (Kf – коэффициент, показывающий, во сколько раз диагональ матрицы меньше диагонали кадра традиционной пленки) можно сделать в 3,4 раза меньше по объему, чем у камеры с Kf = 4, и в 52(!) раза легче, чем у APS-C (в формате APS-C делают, в частности, цифровые зеркальные аппараты начального уровня). Подчеркнем, что эти цифры справедливы при одних и тех же характеристиках объектива (а конкретнее Fэкв (35 мм экв.) и светосилы, о них речь пойдет во второй части статьи).

Во-вторых, он влияет на шумы (цветные разводы на изображении, особенно явственно проявляющиеся при съемке в сумерках или в помещении) – чем меньше матрица, тем они больше. Подробнее об этом – чуть ниже. К тому же, от этого, отчасти, зависит натуральность цветов – большие матрицы обеспечивают более богатый набор оттенков.

В-третьих, размер матрицы влияет на глубину резкости. Когда вы снимаете некоторый объект, объектив фокусируется (как правило, автоматически) на нем, однако резким получается не только объект, но и некоторая область перед ним и за ним. Размеры (глубина) этой области зависит от многих параметров, и формулы зависимости сложны, однако для нас сейчас важно лишь то, что при прочих равных она заметно растет при уменьшении матрицы. Т.е. на цифровом фотоаппарате с маленькой матрицей глубина резкости будет, как правило, велика, к примеру – от метра до бесконечности, т.е. практически все объекты в кадре будут резкими, и «выделить» какой-то главный из них «акцентом резкости» зачастую не получится. Кроме того, за счет постоянной резкости кадры (особенно портретные) кажутся как бы «плоскими». Заметим, что обратная проблема (получить большую глубину резкости на большой матрице) решается достаточно легко, хоть и с потерей преимущества по шумам, описанного в предыдущем пункте.

И, наконец, в четвертых, чем больше матрица, тем выше цена (опять-таки при прочих равных).

Наиболее распространены в цифровых фотокамерах матрицы следующих размеров:

В спецификациях вы не найдете миллиметров – в лучшем случае там будет указано непонятное «обратное» число в дюймах. Почему оно именно такое – долгая история, кратким резюме для которой будет слово «традиция». Но иногда даже это число найти не удается, его замалчивают. Тогда на помощь приходит арифметика. Находим в спецификации (или на оправе объектива) фокусное расстояние (подробнее о нем – в следующей части) и эквивалентное фокусное расстояние (или так называемый 35 мм эквивалент) и просто делим второе на первое. Например, если написано F=7-21mm, Fэкв (35 мм экв.) = 35-105 мм, то надо брать либо 105/21, либо 35/7, в обоих случаях получится одно и то же число – 5. Находим ближайшее в третьей колонке таблицы (Kf) и выясняем, что матрица у этого цифровика – 1/1,8”.

Подытожим: нельзя однозначно сказать что лучше – большая или маленькая матрица. В плюсе у маленьких матриц низкая цена и скромные габариты камеры в целом (вплоть до карманных), а в минусе – более низкое качество (шумы) и невозможность съемки с малой глубиной резкости. Последнее, впрочем, для большинства пользователей не является недостатком: если основное предназначение – репортаж в стиле «я на фоне Эйфелевой башни», большая глубина резкости только на пользу. Выбор остается за вами.

А что же мегапиксели? Сколько их нужно? Еще два-три года назад об этом можно было спорить. На нынешнем этапе ответ очень прост – это неважно. Как бы производители ни рекламировали новое небывалое разрешение, для бытовых съемок и бытовых форматов, редко превышающих 15*20 см, вполне хватает 3 Mpix (для 20*30см – пяти), а меньше трех уже практически никто камер и не делает. На глаз почти невозможно отличить снимки, напечатанные с 4-х и с 7-мегапиксельников, при условии, что у камер одинаковый геометрический размер матрицы, и не слишком (не более чем на два года) отличаются даты выпуска. 8-мегапиксельные камеры снимают лучше 3-мегапиксельных не из-за разницы в разрешении, а, в основном, из-за того, что первые построены на матрице размера 2/3”, тогда как вторые имеют матрицы около 1/3”. Таким образом, если две современные камеры при одном и том же геометрическом размере матрицы (скажем, 1/1,8”) отличаются исключительно мегапикселями (скажем, 5 Mpix и 7 Mpix), а объективы и прочие параметры у них примерно одинаковы, можно смело брать ту, что дешевле, ибо и снимать они будут примерно одинаково. К тому же, и на флэш-карту больше снимков поместится.

Диапазон ISO и реальная чувствительность. Шумы

В любых спецификациях обязательно указывают так называемую светочувствительность ISO (ISO – параметр, определяющий светочувствительность матрицы), типичный ее диапазон для цифрового аппарата может быть 50 – 400, нижнее значение колеблется около сотни (50, 80, 100, очень редко – 160 или 200), а верхний – обычно от 400 до 1600.

Что означают эти цифры? Не вдаваясь в теорию, можно ответить так – при одном и том же освещении и светосиле объектива, цифровая фотокамера с ISO400 сделает снимок с выдержкой 1/100 с, цифровик же с ISO100 – лишь с 1/25 с, а значит, кадр может «смазаться», получиться нерезким. Чем выше ISO – тем, при прочих равных условиях, пропорционально короче выдержка, и наоборот – при одинаковой «резкой» выдержке можно снимать при худшем освещении.

Спецификой цифровых аппаратов в сравнении с пленочными является возможность переключать ISO во время съемки, именно поэтому в спецификациях указывают не одно значение, а некий диапазон. Казалось бы, логично все время снимать на максимальном ISO. Но дело в том, что рост ISO достигается «усилением» сигнала матрицы – при этом заметно растут шумы. В принципе, можно указать в спецификации любое ISO – дело лишь в том, какие шумы считать недопустимо большими. И тут оказывается, что сравнимого уровня шумов аппараты с разным размером матрицы достигают при разном ISO: снимки с ISO150, сделанные фотокамерой c матрицей 2/3”, выглядят так же, как и снимки с ISO50 при матрице 1/3,2”, т.е. чем больше матрица, тем более высокие ISO (и, следовательно, более короткие выдержки) можно ставить, не боясь катастрофических шумов. А наличие высоких значений ISO в параметрах камер с мелкими матрицами еще не означает реальной возможности их безболезненного использования.

Вывод прост – цифры ISO в спецификации можно просто игнорировать, они ничего реально не значат, и делать на их основе какие-либо сравнения нельзя. Реальную чувствительность определяет, в основном, размер матрицы (возможен разброс в некоторых небольших пределах из-за разного уровня «интеллекта» встроенных шумоподавителей. Последние, впрочем, тоже не панацея – убирая шумы, они могут добавлять свои помехи.

Продолжение следует! В следующей части:
объективы: зум, светосила, фокусное расстояние, диафрагма;
электроника: автофокус, скорость фокусировки, экспоавтоматика и режимы съемки, форматы файлов.