Режимы высокой чувствительности

Режимы высокой чувствительности в компактных фотокамерах: Правда или голословная реклама
Общая информация
Размер сенсора
ПЗС-сенсоры, которые используются в компактных фотокамерах, имеют очень маленькие размеры. Обычно размер такого сенсора по диагонали составляет от 9 мм до 14 мм (для сравнения, диагональ сенсора в большинстве зеркальных цифровых фотокамер составляет 30 мм, а в полнокадровых "зеркалках" - 43 мм). Сегодня, за некоторыми исключениями, компактные и зеркальные цифровые фотокамеры практически не отличаются друг от друга по количеству пикселей, представленных в их сенсорах, на момент написания статьи максимальное количество пикселей в сенсорах обеих типов камер составляет прибл. 10 миллионов пикселей (хотя уже начинают появляться компакты и с 12-Мп сенсорами).
Не нужно быть ученым, чтобы понять, что если у Вас есть два сенсора с разрешением 10 млн. пикселей и притом один из них в 10 раз меньше другого, размер пикселей должен быть намного-намного меньше, чтобы поместить их на маленьком сенсоре. Так и есть на самом деле. Проблема таких маленьких пикселей заключается в том, что они менее эффективно собирают свет. Такая низкая чувствительность к свету означает, что процессору камеры приходится работать с очень слабым сигналом и это влечет за собой целый новый комплекс проблем.



Прямоугольниками на изображении выше показаны относительные размеры трех типичных сенсоров. Очевидно, для того чтобы поместить одинаковое количество пикселей на каждый из этих сенсоров, нужно уменьшить размер пикселей. Первые два сенсора используются в цифровых зеркальных фотокамерах, а два меньших - в компактных моделях.
Проблема низкой чувствительности
Понятие низкая чувствительность означает, что для того, чтобы сенсор мог создать достаточно сильный сигнал для записи изображения, требуется, чтобы на него попало большое количество света. В яркую солнечную погоду это не является проблемой, но не всегда съемка ведется при ярком освещении. Мы также хотим иметь возможность снимать и в условиях низкой освещенности или использовать очень короткие выдержки, чтобы заморозить движение.
Параметры ISO
В то время, когда существовали только пленочные фотокамеры, Вы бы просто купили пленку высокой чувствительности (с большим показателем ISO или ASA) для использования при слабом освещении или для съемки быстро движущихся объектов. В эру цифровой фотографии Вы можете изменить параметр ISO прямо в камере от ISO 50 (низкий) до ISO 1600 и даже больше.
Однако очень важно помнить, что, таким образом, Вы всего лишь усиливаете сигнал от ПЗС-сенсора и на самом деле не можете увеличить чувствительность самого сенсора.
В наше время очень редко можно получить что-нибудь просто так, поэтому существует ряд серьезных компромиссов, возникающих с увеличением параметра светочувствительности ISO.
Цифровой шум
Как и все электрические схемы, ПЗС-сенсоры не идеальны и порождают некоторые цифровые шумы - нежеланные отклонения сигнала (сравнимо с помехами, которые возникают во время приема сигнала на некачественном телевизоре или радиоприемнике). Шумы на цифровых изображениях проявляются в виде "зернистости" или хаотически распределенных цветных пятен.
Несмотря на то, что шумы увеличиваются на долгих выдержках и при высоких температурах, для обычного снимка определенное количество цифровых шумов, производимое сенсором, является постоянным явлением. На низких чувствительностях цифровой шум совсем небольшой по сравнению с сигналом от ПЗС-сенсора, поэтому он почти не влияет на качество изображения. При использовании высоких параметров ISO процессору камеры приходится усиливать очень слабый сигнал, а поскольку он не знает, что является шумом, а что нет, шумы также увеличиваются, поэтому в результате на изображении шумы будут более заметными. Отношение между относительной силой сигнала (содержащего настоящую информацию об изображении) и шумом (содержащим ненужную ложную информацию) называется соотношением сигнал-шум (чем выше коэффициент сигнал-шум, тем менее "шумным" будет изображение).
Большинство цифровых зеркальных фотокамер обеспечивает получение практически "бесшумного" изображения на самых низких чувствительностях (как правило, ISO 100-200) и, благодаря наличию у них относительно чувствительных ПЗС или КМОП-сенсоров, полученное на таких камерах изображение не очень сильно страдает от шума на более высоких чувствительностях.
Для сравнения, на компактах с маленькими сенсорами можно получить изображение с низким уровнем шумов, используя только самые низкие параметры чувствительности (обычно ISO 50-100). На любых высших чувствительностях шумы становятся очень заметными и, когда Вы достигнете значения ISO 400 или выше, результат получается очень "шумным" и пригодным только для печати в небольшом формате.
Как уже упоминалось, цифровые зеркальные фотокамеры позволяют получать в полной мере приемлемые результаты на чувствительностях от ISO 800 и выше.
Все больше и больше производителей компактных фотокамер используют "высокую чувствительность", как уникальное свойство продукции на рынке, оснащая фотокамеры предустановками ISO 800, 1000 или 1600, или же добавляя специальные режимы "слабого освещения", которые позволяют увеличить чувствительность до ISO 3200 (или даже 6400, только в одной модели). Очень важно отметить, что с такими параметрами редко можно достичь хороших результатов, изображение получается "шумным" или размытым, или же (очень часто) и то, и другое.
Производители не могут создать чудо
Основная или оптимальная чувствительность для большинства компактных фотокамер - прибл. ISO 100. Каждый шаг на шкале ISO означает увеличение или уменьшение эквивалентной чувствительности вдвое.
На самом же деле для каждого шага по шкале увеличения чувствительности ISO камера уменьшает экспозицию вдвое и усиливает сигнал для создания снимка с правильной экспозицией. Маленькие размеры пикселей неизбежно ведут к существенному увеличению уровня шумов на изображении. До момента, когда Вы достигнете значения ISO 1600, сигнал с ПЗС-сенсора, который обрабатывает процессор камеры, составит всего лишь 5-10 % от основной чувствительности.

Материал взят с ресурса http://slr.ua/school

Комментарии

Популярные сообщения