Как работает матрица: Как работает цифровой фотоаппарат

Как работает цифровой фотоаппарат

© 2014 Vasili-photo.com

Для полного контроля над процессом получения цифрового изображения необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе устройство и принцип работы цифрового фотоаппарата.

Единственное принципиальное отличие цифровой камеры от плёночной заключается в природе используемого в них светочувствительного материала. Если в плёночной камере это плёнка, то в цифровой – светочувствительная матрица. И как традиционный фотографический процесс неотделим от свойств плёнки, так и цифровой фотопроцесс во многом зависит от того, как матрица преобразует свет, сфокусированный на неё объективом, в цифровой код.

Принцип работы фотоматрицы

Светочувствительная матрица или фотосенсор представляет собой интегральную микросхему (проще говоря, кремниевую пластину), состоящую из мельчайших светочувствительных элементов – фотодиодов.

Матрица фотоаппарата Nikon D4

Существует два основных типа сенсоров: ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью, он же CCD – Charge-Coupled Device) и КМОП (Комплементарный Металл-Оксид-Полупроводник, он же CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Матрицы обоих типов преобразовывают энергию фотонов в электрический сигнал, который затем подлежит оцифровке, однако если в случае с ПЗС матрицей сигнал, сгенерированный фотодиодами, поступает в процессор камеры в аналоговой форме и лишь затем централизованно оцифровывается, то у КМОП матрицы каждый фотодиод снабжён индивидуальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП), и данные поступают в процессор уже в дискретном виде. В целом, различия между КМОП и ПЗС матрицами хоть и принципиальны для инженера, но абсолютно несущественны для фотографа. Для производителей же фотооборудования имеет значение ещё и тот факт, что КМОП матрицы, будучи сложнее и дороже ПЗС матриц в разработке, оказываются при этом выгоднее последних при массовом производстве. Так что будущее, скорее всего, за технологией КМОП в силу чисто экономических причин.

Фотодиоды, из которых состоит любая матрица, обладают способностью преобразовывать энергию светового потока в электрический заряд. Чем больше фотонов улавливает фотодиод, тем больше электронов получается на выходе. Очевидно, что чем больше совокупная площадь всех фотодиодов, тем больше света они могут воспринять и тем выше светочувствительность матрицы.

К сожалению, фотодиоды не могут быть расположены вплотную друг к другу, поскольку тогда на матрице не осталось бы места для сопутствующей фотодиодам электроники (что особенно актуально для КМОП матриц). Восприимчивая к свету поверхность сенсора составляет в среднем 25-50 % от его общей площади. Для уменьшения потерь света каждый фотодиод накрыт микролинзой, превосходящей его по площади и фактически соприкасающейся с микролинзами соседних фотодиодов. Микролинзы собирают падающий на них свет и направляют его внутрь фотодиодов, повышая таким образом светочувствительность сенсора.

Основа любой фотографии – свет. Он проникает в камеру через объектив, линзы которого формируют изображение предмета на светочувствительной матрице. При нажатии на кнопку спуска затвор камеры открывается (как правило, на доли секунды) и происходит экспонирование кадра, т.е. освещение матрицы потоком света заданной интенсивности. В зависимости от желания получить светлый или тёмный снимок, может потребоваться различное количество света, т.е. различная экспозиция.

По завершении экспонирования электрический заряд, сгенерированный каждым фотодиодом, считывается, усиливается и с помощью аналого-цифрового преобразователя превращается в двоичный код заданной разрядности, который затем поступает в процессор фотоаппарата для последующей обработки. Каждому фотодиоду матрицы соответствует (хоть и не всегда) один пиксель будущего изображения.

Разрядность определяет количество оттенков, т.е. градаций яркости для каждого пикселя. Чем выше разрядность, тем более плавные тональные переходы способна запечатлеть камера. Большинство цифровых зеркальных камер способно сохранять 12 или 14 бит информации для каждого пикселя. 12 бит означает 2

12=4096 оттенков, а 14 бит – 2¹⁴=16384 оттенка.

Динамический диапазон

Под динамическим диапазоном матрицы подразумевают отношение между максимальным уровнем сигнала фотодиодов и уровнем фонового шума матрицы, т.е., по сути, – отношение между максимальной и минимальной интенсивностью света, которые матрица способна воспринять.

Чем больше фотонов способен уловить фотодиод до того, как он достигнет насыщения, тем большим динамическим диапазоном будет обладать сенсор в целом. Ёмкость фотодиодов пропорциональна их физическому размеру, а потому, при прочих равных условиях, фотоаппарат с бо́льшей матрицей, а значит, и с более крупными фотодиодами, будет обладать большим динамическим диапазоном и меньшим уровнем шума.

Кроме того, бо́льшая матрица обычно означает более высокое максимальное значение чувствительности ISO для конкретной модели фотоаппарата. Ведь повышение ISO в цифровой камере – это всего лишь усиление электрического сигнала непосредственно перед его оцифровкой. Естественно, что вместе с полезным сигналом усиливается и шум, а значит, матрица с большим отношением сигнал/шум обеспечивает более чистую картинку при высоких значениях ISO.

Формирование цветного изображения

Возможно, некоторые из читателей уже заметили, что матрица цифрового фотоаппарата в том виде, в каком она описана выше, способна воспринимать лишь чёрно-белое изображение. Совершенно верно. Фотодиод регистрирует лишь интенсивность освещения (по принципу один фотон – один электрон), но не имеет возможности определить цвет, зависящий от длины световой волны или, иначе говоря, от энергии конкретных фотонов.

Чтобы решить эту проблему, каждый из фотодиодов снабжается светофильтром красного, зелёного или синего цвета. Красный светофильтр пропускает лучи красного цвета, но задерживает синие и зелёные лучи. Аналогичным образом ведут себя зелёный и синий светофильтры, пропуская лучи только своего цвета. В результате каждый фотодиод становится восприимчив лишь к ограниченному спектру световых волн.

Цветные светофильтры, покрывающие фотодиоды, образуют узор или мозаику, называемую массивом цветных фильтров. Существует множество вариантов взаимного расположения светофильтров, но в большинстве цифровых камер используется т.н. фильтр Байера, состоящий на 25 % из красных, на 25 % из синих и на 50 % из зелёных элементов. Вдвое большее количество зелёных светофильтров используется потому, что человеческий глаз обладает повышенной чувствительностью именно к световым лучам зелёного цвета, из-за чего неточность в передаче зелёного канала на фотографии особенно заметна.

Полученное с помощью массива цветных фильтров изображение не является в полной мере цветным, ведь каждый фотодиод сообщает процессору камеры информацию лишь об одном из основных цветов: красном, зелёном или синем. Недостающая цветовая информация для каждого пикселя восстанавливается в процессе дебайеризации. Процессор фотоаппарата анализирует данные из расположенных по соседству элементов и, используя хитроумные алгоритмы интерполяции, рассчитывает значения красного, зелёного и синего цвета для каждого пикселя, получая в конечном итоге полноцветное RGB изображение.

Печально, но платой за цвет является трёхкратное снижение чувствительности матрицы, поскольку, при использовании фильтра Байера, световой поток, достигающий каждого фотодиода, ослабляется светофильтром примерно втрое. Кроме того, страдает резкость изображения. Заявленное производителем разрешение матрицы отражает её, так сказать, чёрно-белое разрешение, в то время как цветное изображение формируется посредством интерполяции соседних пикселей, что несколько размывает картинку.

Также матрицы с массивом цветных фильтров ведут себя из рук вон плохо в условиях монохромного освещения. Например, при свете натриевых ламп низкого давления полноценно работают только красные фотодиоды. Зелёные получают минимум света, а синие и вовсе не воспринимают никакой информации. В результате фотография выходит довольно зернистой даже при умеренных значениях ISO, поскольку изображение приходится восстанавливать почти исключительно на основании красных пикселей, которых на матрице всего 25 %.

Существуют альтернативные подходы к получению цветного изображения вроде трёхматричных систем 3CCD или трёхслойных фотосенсоров Foveon X3, однако и они не лишены недостатков и по распространённости значительно уступают матрицам с фильтром Байера.

Предварительная фильтрация света

Поверх фильтра Байера и микролинз сенсор накрыт дополнительным фильтром, прозрачным для видимого света, но непроницаемым для инфракрасных лучей. Необходимость в ИК фильтре продиктована высокой чувствительностью матрицы не только к видимому, но также и к инфракрасному излучению. ИК фильтр отсекает световые лучи с длиной волны свыше 700 нм и приводит диапазон частот, воспринимаемых фотосенсором, в соответствие с чувствительностью человеческого глаза.

Для съёмки же в инфракрасном диапазоне выпускаются специальные камеры без ИК фильтра.

К ультрафиолетовому излучению (с длиной волны меньше 400 нм) сенсор цифрового фотоаппарата практически не восприимчив, и потому в специальном УФ фильтре не нуждается.

Помимо фильтра, задерживающего инфракрасное излучение, фотосенсор часто снабжается ещё и т.н. оптическим фильтром нижних частот или сглаживающим фильтром, задача которого состоит в лёгком размытии изображения. Дело в том, что если снимаемый объект имеет области с мелкими деталями, размер которых сопоставим с размерами фотодиодов матрицы, то при оцифровке изображения возможно появление неестественно выглядящих артефактов вроде муара. Фильтр нижних частот сглаживает мельчайшие детали изображения, т.е. снижает частоту исходного аналогового сигнала до уровня, не превышающего частоту дискретизации. Это позволяет уменьшить риск возникновения артефактов оцифровки ценой незначительного снижения резкости конечного снимка.

Чем выше разрешение цифрового фотоаппарата, тем меньше необходимость в сглаживающем фильтре, и потому в последнее время всё чаще выпускаются модели без оного. При разрешении матрицы свыше 15-20 мегапикселей аберрации объектива и дифракция на отверстии диафрагмы обеспечивают естественное и неизбежное размытие изображения, что делает намеренное ухудшение резкости с помощью фильтра нижних частот излишним.

***

Теперь вы знаете, как работает цифровая камера, и обладаете достаточным представлением об определённых технических слабостях цифровой фотографии на настоящем этапе её развития. Само собой разумеется, что сведения эти дополняют, но ни в коем случае не заменяют глубокое и всестороннее понимание экспозиции.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!

Дата публикации: 22.01.2014

Вернуться к разделу «Матчасть»

Перейти к полному списку статей

Как устроена матрица фотокамеры | Мир технологий

ПрактикаМир технологий

Андрей Виноградов | 28.05.2014

Матрица – главный элемент в любом фотоаппарате. Как формируется изображение на ней? Откуда берется цвет? Какое разрешение оптимально?

Откуда берется цвет

Какие есть типы матриц

Сколько мегапикселей достаточно

Светочувствительные матрицы используются во многих устройствах. Самое известное из них – фотокамера. Цифровые сенсоры заменили собой пленку, сделав съемку существенно проще и дешевле, открыв для масс возможность делать тысячи снимков, платя лишь раз – при покупке фотоаппарата.

Откуда берется цвет

Матрица фотоаппарата весьма непростое устройство, хотя на первый взгляд представляет собой просто ряды светочувствительных фотодиодов. Ее основная задача заключается в преобразовании полученных импульсов в электрический ток. Причем сделать это нужно так, чтобы в итоге получилось цветное изображение с высокой детализацией.

Когда фотографы спорят о том, матрица чьего фотоаппарата более точно и глубоко передает цвет, они даже не задумываются, что каждый из пикселей – монохромный. Цвет появляется благодаря хитрым системам. Таким, как мозаичные фильтры. Это самая распространенная технология получения цветного изображения.

Матрица накрыта тончайшим фильтром, который делит сенсор на субпиксели. Каждому из них присваивается свой цвет, в дальнейшем таким образом формируется общая картинка. Существует целый ряд подтипов, наиболее известным из которых является фильтр Байера, названный в честь сотрудника компании Kodak, доктора Брайса Э. Байера (Bryce Bayer), создавшего эту технологию в 1976 году.

Данный светофильтр делит каждый пиксель на два зеленых, красный и синий субпиксели. Таким образом изображение делится на точки, но метод не лишен недостатков. Главный из них – потеря четкости, так как недостающую информацию приходится интерполировать, то есть вычислять, дорисовывать. Тем не менее сегодня проблема потеряла остроту, поскольку пиксели стали настолько маленькими, что увидеть потерю резкости крайне сложно.  

Впрочем, существуют и альтернативные системы получения цветного изображения. Например, матрица Foveon, которую использует в своих фотокамерах компания Sigma. Foveon X3 по сути состоит из трех матриц (не путать с трехматричными системами 3CCD!), расположенных друг над другом, но не пропускает свет определенного спектра.

Поэтому нет необходимости применять интерполяцию – то, что попало на матрицу, записывается в файл. Но и эта система не идеальна: главным образом Foveon X3 страдает из-за высоких шумов. Дело в том, что идеально распределить получаемый свет по слоям крайне непросто, и некоторая часть света поглощается «чужим» слоем. Разумеется, изображение от этого не улучшается.  

Система 3CCD используется в видеокамерах, скажу о ней кратко – специальная призма делит свет на три составляющие и каждая матрица формирует свое изображение, объединяющееся в одно силами процессора.

Какие есть типы матриц

Существует два основных типа: ПЗС (прибор с зарядовой связью – Charge-Coupled Device, CCD) и КМОП (комплементарная структура «металл-оксид-полупроводник» – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS). Вдаваться в технические подробности я не стану – принципиальная разница заключается в методе снятия заряда со светочувствительного элемента сенсора. На тематических форумах можно прочесть не одну сотню страниц, написанных пользователями, которые пытаются доказать, что ПЗС лучше КМОП и наоборот. Если же взглянуть на механизм формирования изображения, становится ясно, что на цветопередачу влияют многие параметры и способ передачи электрического сигнала от пикселя к процессору – далеко не главный. Вы наверняка замечали, что разные модели фотокамер имеют свою фирменную цветопередачу и даже уровень шумов. При этом производителей матриц немного. Безусловным лидером считается компания Sony, чьи матрицы используют также Nikon и Pentax. Взгляните на необработанные JPEG от Pentax K10D, Nikon D80 и Sony A100. Характерные особенности картинки хорошо видны, несмотря на то, что во всех трех стоит один и тот же ПЗС-сенсор разрешением 10 Мп.

Да что там разные производители! Во времена сотрудничества Samsung и Pentax разница в изображении «клонов» была весьма значительной. Изображения, формируемые на 14-Мп матрице корейского производства более грамотно формировались в «родном» Samsung GX-20, нежели в Pentax K20D, поэтому и цветопередача была точнее, и шумы меньшими. Все это доказывает: гораздо важнее правильно обработать сигнал.

Последним доводом в пользу того, что ПЗС «круче» КМОП является то, что средний формат до последнего времени использовал только матрицы первого типа. Но это происходило скорее из-за того, что данный рынок развивается медленнее, ведь спрос на дорогущие и не универсальные среднеформатные камеры не исчисляется миллионами. А в нынешнем году КМОП пришел и в высший сегмент – именно эти матрицы установлены в Pentax 645Z, а также в цифровом заднике Phase One IQ250.

Сколько мегапикселей достаточно

Чем больше – тем лучше. В идеале, конечно. Ведь каждый пиксель – это дополнительная информация, которая повышает резкость, а в конечном итоге и детализацию. Но не все так просто.

Прежде всего, хочу разочаровать всех жаждущих заполучить фотокамеру с условными тремя мегапикселями и рабочими ISO 102400. Дело ведь не в том, что производители не хотят считаться с энтузиастами, которым не нужно сверхвысокое разрешение при отсутствии шумов. Такую матрицу сделать даже с современными технологиями непросто.

Но не надо расстраиваться! Прогресс не стоит на месте, и сегодняшние матрицы лучше прежних. Не верите? Хорошо, давайте рассмотрим вопрос во времени. Загляните на тематический форум, и вы найдете не один десяток сообщений, что, мол, новая 24-Мп камера – это уже слишком, вот есть же матрица с 14 Мп – на ней пиксели «жирные», а значит, лучше! Открываешь темы трех-пятилетней давности, где говорят: «Эх, наделали целых 14 Мп, куда столько? Лучше бы сделали новую 10-Мп, но с меньшими шумами». Восемь лет назад та же история наблюдалась при переходе от 6 Мп к 10 Мп. К чему это я? К тому, что, несмотря на рост разрешения, раньше камерой с матрицей формфактора APS-C можно было снимать на ISO 200–400, сегодня же я без опаски могу выставить и ISO 1600, а иногда и 3200. При этом следует учитывать, что, если снизить разрешение кадра с 24 до 6 Мп, шумы тоже снизятся, даже без применения дополнительных алгоритмов. Если добавить к этому возможность вырезать фрагменты кадра (если позволяет оптика) в значительно большей степени, нежели при низком разрешении, действительно получается, что чем больше пикселей, тем лучше. Главное, чтобы делали матрицы опытные инженеры, например, как в той же Sony.

Цифровые фотокамеры

Журнал: Журнал IT-Expert [№ 05/2014], Подписка на журналы

Матричный маркетинг план. Как работает матрица в МЛМ

Компенсационный матричный план является одним из основных планов многоуровневого маркетинга. Некоторые компании называют этот тип маркетинга принудительной или ограниченной матрицей. Условия плана заключаются в том, что один дистрибьютор может увеличить свою бизнес-команду в пределах ограниченной формулы «ширина * глубина».

КАК РАБОТАЕТ МАТРИЧНЫЙ ПЛАН?

Матрицы могут быть разными, например 3х3, 5х5, 3х7 и т.п. Первое число относится к количеству людей в первой линии (ширина структуры), а второе показывает возможное количество повторений первой линии (глубина матрицы).

План работает путем добавления новых участников команды на первый уровень по умолчанию. Все остальные, кого вы зарегистрируете после завершения первой линии, перейдут на более глубокие уровни.

Например, при матричном плане, который имеет три числа по ширине и глубине (3х3), каждому участнику структуры нужно лично привлечь трех дистрибьюторов на первый уровень, а остальные переходят на более уровни ниже, с ограничением глубины в три уровня. Итог: в первом поколении — 3 человека, во втором — 9, а в третьем — 27.

Данный вид маркетинга предполагает командное заполнение матриц всеми участниками. Чем больше приглашенных в структуру людей, тем больше вероятность получения хорошего вознаграждения. Это мотивирует нижестоящих дистрибьюторов привлекать всё больше новичков.

Компании редко используют матричный маркетинг в чистом виде. Обычно, его элементы используют как компоненты гибридного маркетинга, либо используют матрицу 2хN и получают бинарный маркетинг.

Информацию других типах маркетинга Вы можете найти в статьях:Как работает ступенчатый маркетинг план. Сетевая лестница к успехуЛинейная структура в маркетинге компании. Как работает линейный маркетинг план.Бинар в МЛМ компании. Как работает бинарный маркетинг план.

ВИДЫ МАТРИЦ В МАРКЕТИНГЕ

В зависимости от принципа построения различают два вида матриц:

1. ДЕЛЯЩИЕСЯ

Делящаяся матрица заполняется участниками снизу вверх. Участник попадает на низший её уровень. При заполнении всех ячеек матрица делится, а каждый её член двигается на уровень вверх. Верхний участник получает вознаграждение, которое ему предназначено, и переходит к построению следующей матрицы. На каждом из этапов прохождения матрицы нужно собирать команду и совершать определенные целевые действия.

2. НЕДЕЛЯЩИЕСЯ

В неделящейся матрице, участник попадает на вершину матрицы и матрицы заполняется сверху вниз. При заполнении всех ячеек матрицы, она закрывается и её члены получают вознаграждение. Дальше участники переходят к заполнению новой матрицы. В такой матрице один этап, в котором нужно собрать команду и матрица закроется.

Если сравнивать, при абсолютно одинаковых условиях входа в делящуюся и неделящуюся матрицу, делящаяся будет развиваться ощутимо дольше, но работа в такой структуре стабильней и она привлекает больше людей.

В зависимости от требований к заполнению матриц разделяют:

1. ЖЕСТКИЕ МАТРИЦЫ

Спонсор должен пригласить утвержденное правилами компании количество дистрибьюторов (“ни меньше ни больше”). Если первое поколение матрицы уже заполнено, срабатывает система перелива. Новичок будет расположен в ячейке Вашего спонсора (при условии того, что его матрица не заполнена до конца) либо под приглашенного ранее Вами члена структуры.

В таких матрицах спонсор не может начать заполнять новую матрицу, пока не заполнил текущую. За рамки одной матрицы выйти невозможно.

2. МЯГКИЕ МАТРИЦЫ

В мягкой матрице позволительно заполнение “с запасом”. Имеется в виду заполнение людей сверх ограниченного количества в расчете, что кто-то из них всё же выполнит необходимый товарооборот и нужное количество ячеек “сработает”.

БОНУСЫ В МАТРИЧНОЙ СИСТЕМЕ

Предусмотрение различных видов компенсации повышает активность структуры и бизнеса в целом. Вот некоторые из видов бонусов в матричной системе:

1. БОНУС ЗА МАТРИЦУ

Эта компенсация начисляется, когда спонсоры заполняют свою матрицу нисходящими линиями. Каждый дистрибьютор получает доход только при условии заполнения всех ячеек матрицы. К тому же, каждая “клеточка” матрицы должна сработать (выполнить требуемое минимальное действие (к примеру товарооборот). Если хоть кто-то не “сработал” — комиссионные не выплачиваются. Поэтому у каждого лидера структуры действительно есть стимул для обучения новичков и оказания им помощи.

Например, если маркетинг компании представляет собой матричную систему 4 * 4, участники должны иметь 4 члена на первом уровне, 16 членов на втором уровне, 64 члена на третьем уровне и 256 членов на четвертом уровне вниз линии. При заполнении полной матрицы и сохранении её активности, участник имеет право на этот бонус.

2. СПОНСОРСКИЙ БОНУС

Этот вид компенсации используют в маркетинге повсеместно, а заключается он в получении вознаграждения при наборе новых участников в сеть. МЛМ компании, мотивирует каждого торгового агента заниматься рекрутингом.

3. МАТЧИНГ БОНУС

Когда участник структуры получает какую-либо выплату (любой или какой-то определенный вид вознаграждения), его спонсор получает процент от этой суммы. Именно эта “выплата от выплаты” и является “матчингом”.

Включение дополнительных компенсационных методов, таких как увеличение глубины бонусов, может сделать этот план более привлекательным. Любые условия бонусных программ могут перенастраиваться разработчиками в соответствии с правилами и идеями компании. Эффективное программное обеспечение поможет бизнесу управлять всеми параметрами компенсаций.

Система компенсаций в матрице срабатывает тогда, когда МЛМ агент достигает установленного уровня(получает определенную квалификацию). Кроме того, сумма дохода на каждом уровне, варьируется.

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТРИЦ

• Игровая составляющая состоит в том, что нужно просто заполнять ячейки в матрице и срывать “джек-поты” в виде редких, но крупных сумм.
• Система перелива позволяет “получать подарки” от вышестоящих спонсоров, когда приглашенные ими люди становятся вашими.
• В некоторых матричных планах предусмотрено сжатие, которое вытягивает участников снизу вверх, чтобы заполнить «дыру», сгенерированную в матрице, когда дистрибьюторы уходят после того, как они спонсировали других участников.
• Ограничение роста организации упрощает управление. Полный контроль структуры дает больший контроль над бизнесом и способствует командной работе.

В компаниях с матричным типом маркетинга и его гибридами, важно приложить усилия для запуска первого уровня матрицы и настройке процесса качественного обучения всех нижестоящих членов структуры. Размер структуры, как и размер вознаграждений, будет увеличиваться на каждом уровне благодаря работе нижестоящих партнеров.

Матричный маркетинг позволяет создавать многовариантные условия получения бонусов, что дает сильное преимущество над компаниями конкурентов. Матрицу можно сравнить с конструктором лего для оптимально работающего маркетинга.

Команда FlawlessMLM предоставляет полнофункциональное программное обеспечение, комплексный аудит и поддержку сетевых компаний любой специфики

Цифровая матрица. III. Анализ взаимосвязей чисел матрицы. Как работает фотоаппарат

Нумерология основана на знании свойств и энергии чисел, и знает, как это использовать в практических целях. Древнегреческий философ и математик Пифагор разработал цифровую систему, по которой можно определить особенности личности человека по дате его рождения.

Черты характера, отношения с другими людьми, активность и многое другое заложено в человеке с рождения. Разные условия жизни, воспитание, традиции рода, имя и другие факторы влияют на формирование личности. По-разному складывается жизнь людей, родившихся в один день. Человек сам творит свою судьбу. Для того, чтобы творить ее осознанно, необходимо проанализировать исходный материал, качества личности, заложенные при рождении. Как их использовать, куда направить, какие качества развить в себе, чтобы сделать жизнь более гармоничной и успешной, зависит только от самого человека, от его усилий и настойчивости. Познать себя и других поможет изучение цифровой матрицы.

Принцип построения цифровой системы дан Пифагором много веков назад. С тех пор многие нумерологи анализируют, дополняют и развивают его систему.

Построение цифровой матрицы

Два ряда цифр

Первый ряд цифр составляют Число, Месяц и Год рождения.
Однозначные числа дня и месяца записываются с впередистоящим нулем. Для примера используем две даты рождения. Так 7 января 1965 года (пометим красным шрифтом) записывается как 07.01.1965 , а 17 октября 1965 г. (пометим синим шрифтом) записывается как 17.10.1965 .

Второй ряд цифр получается в результате расчета числовых показателей даты рождения. Назовем эти расчетные числа исходными.

· Первое исходное число второго ряда получаем суммируя все цифры первого ряда. В наших примерах это:
(0+7) + (0+1) + (1+9+6+5) = 29
и
(1+7) + (1+0) + (1+9+6+5) = 30 .

· Второе исходное число получаем, суммируя цифры первого исходного числа:
2 + 9 = 11
и
3 + 0 = 3 .

· Третье исходное число получаем, вычитая из первого исходного числа произведение первой цифры даты рождения на коэффициент 2. В наших примерах это:
0 х 2 = 0 , 29 — 0 = 29
и
1 х 2 = 2 , 30 — 2 = 28 .

· Четвертое исходное число получаем, суммируя цифры третьего исходного числа:
2 + 9 = 11
и
2 + 8 = 10 .

Примеры записи:
Первый ряд цифр:	07.01.1965		17.10.1965
Второй ряд цифр:	29.11.29.11		30.3.28.10

Заполнение матрицы

Все полученные цифры чисел первого и второго ряда вносим в матрицу. Числа 10, 11, 12 вносятся в ячейки матрицы из чисел дня и месяца рождения и из исходных чисел второго ряда. Нули вносятся в крайнюю левую колонку квадрата.

Порядок расположения цифр в ячейках матрицы показан в таблице 1.

Нули	Единицы	Двойки	Тройки
	Четверки	Пятерки	Шестерки
	Семерки	Восьмерки	Девятки
	Числа Десять	Числа Одиннацать	Числа Двенадцать

Таб. 1

Примеры заполнения матрицы.

Первый ряд цифр:	07.01.1965
Второй ряд цифр:	29.11.29.11

00	11	22	нет 3
	нет 4	5	6
	7	нет 8	999
	нет 10	11, 11	нет 12

Первый ряд цифр:	17.10.1965
Второй ряд цифр:	30.3.28.10

0	11	2	33
	Нет 4	5	6
	7	8	9
	10, 10	Нет 11	Нет 12

Порядок анализа

I. Анализ цифр первого ряда

Этот ряд характеризует начало нового цикла: жизни человека, открытие предприятия, подписание договора, начало какого-либо события.

1. Проанализируйте число дня рождения. Это число характеризует качества личности и ее психологические особенности.
– 1–9 – проявление качества числа. Непосредственное восприятие мира, творение новых дел.
– 10–19 – проявление качеств числа 10 и второй цифры (пример: 14 это 10 и 4). Проявление качеств цифр числа дня рождения (пример: 14 это 1 и 4). Постижение качества числа, получаемого как сумма цифр дня рождения (пример: 14 это 1+4=5).
Число 10: обретение внутренней Основы Photoshop , преображение через трансформацию личности, самостоятельность, ответственность за построение своей жизни, умение руководить, духовное развитие.
– 20–29 – проявление качеств числа 20 и второй цифры (пример: 24 это 20 и 4). Проявление качеств цифр числа дня рождения (пример: 24 это 2 и 4). Постижение качества числа, получаемого как сумма цифр дня рождения (пример: 24 это 2+4=6).
Число 20: постижение глубинного восприятия бытия через творчество души, обретение связи со своей душой, выход в новые сферы чувств, очищение души для подготовки к новым миссиям.
– 30–31 – проявление качеств числа 30 и второй цифры (пример: 31 это 30 и 1). Проявление качеств цифр числа дня рождения (пример: 31 это 3 и 1). Постижение качества числа, получаемого как сумма цифр дня рождения (пример: 31 это 3+1=4).
Число 30: большой энергетический потенциал, открытие простора для реализации творческих способностей на благо всего человечества.

2. Проанализируйте число месяца. Это число характеризует динамику проявления темперамента личности.

3. Проанализируйте все цифры года и сумму цифр года. Год рождения характеризует основное направление развития мирового сообщества.

II. Анализ цифр второго ряда

1. Первое исходное число характеризует основные качества, которые необходимо проявить человеку в данной жизни. Качества двухзначного числа и цифр, его составляющих, являются основными для реализации программы жизни.

2. Второе исходное число называется числом жизненного пути. Это самое важное число, его называют еще числом Судьбы. Оно определяет фон жизни, основное направление проявления качеств личности.

3. Третье исходное число показывает основные качества, наработанные в прошлых воплощениях.

4. Четвертое исходное число показывает основное направление качеств человека в прошлых жизнях.

Первое и второе числа показывают потенциал, с которым человек пришёл в этот мир и который нужно реализовать. Эти числа содержат определенный набор качеств и предопределяют род деятельности, в которой человек способен наиболее полно раскрыть свои возможности. Самореализация, дающая ощущение легкости и полноты жизни — показатель правильности избранного пути. Следуя своему предназначению, человек получает то, что наиболее соответствует его представлению о счастье. Это может быть любимое дело, необходимый социальный статус, общественное признание, материальное положение, согласие с родными и близкими и т.д. Бесконечные препятствия в делах, затянувшиеся полосы неудач, усталость от жизни свидетельствуют о том, что человек живет, отклоняясь от своего предназначения, и настало время проанализировать: своим ли делом он занимается.

Третье и четвертое числа — это кармический багаж, который человек взял из прошлых жизней. С качествами этих чисел ему легко и удобно, но если он начинает жить по ним: выбирать профессию, строить отношения и семью, то становится наиболее уязвимым перед судьбой и людьми. Эти качества помогают в трудные периоды жизни, но отвлекают от реализации программы этой жизни.

Для человека с числом дня рождения с 1 по 9, второе и четвертое исходные числа получаются одинаковыми. Багаж прошлой жизни, с одной стороны, ему помогает, усиливает определенные качества для реализации задач этой жизни, с другой стороны, сдерживает проявление других качеств.

III. Анализ взаимосвязей чисел матрицы

Линия «1-4-7-10»

Это линия создания базиса жизни, материального обеспечения, карьеры, ориентации на себя. Она также показывает приверженность традициям, роду, зависимость от прошлого, так как знания, ремесло, наследство в прошлые века передавались от отца к сыну – по роду.

1 – становление личности;
4 – получение профессиональных знаний, стабильность жизни;
7 – получение глубоких знаний, планомерное развитие жизни;
10 – организация дела, руководство коллективом.

Такие люди осознанно стремятся получить хорошее профессиональное образование, совершенствовать свое мастерство в деле, создавать базис для успешной карьеры. Они имеют крепкий фундамент жизни, уважают закон и знания. У них серьезный подход к жизни. Много цифр в линии говорит о стабильности, уверенности в себе, осознании человеком своей значимости.

Линия «2-5-8-11»

Это линия реализации в жизни, линия настоящего момента, она показывает как человек умеет проявлять себя «сегодня и сейчас».

2 – проявление себя на личностном плане, в быту;
5 – проявление себя в социуме, оптимистичное восприятие жизни, умение пользоваться и наслаждаться благами жизни;
8 – высокая творческая и профессиональная реализация, разумное управление своей жизнью;
11 – трудолюбие, стремление к высокому качеству, аналитический склад ума, реализация в духовном плане, стремление к духовной чистоте и стойкости, гармонии и совершенству.

Все ячейки линии заполнены цифрами.
Такие люди прекрасно ориентируются в настоящем, интуитивно используют благоприятные возможности, могут управлять сложившейся ситуацией. Любят жизнь и ценят ее блага. Имеют достойное материальное обеспечение для реализации своих планов, знают как этого достичь. Интуитивны и чувствительны, удачливы и великодушны. Имеют широкий круг знакомых и обладают богатым воображением. Стремятся к духовности, имеют высокие нравственные критерии.

Линия «3-6-9-12»

Это линия реализации будущего, стремления к нему, ориентации на внешний мир.

3 – постижение, устремление, деятельность;
6 – работоспособность, творчество;
9 – применение знаний в жизни;
12 – широта мышления, создание и внесение в жизнь нового мировоззрения.

Все ячейки линии заполнены цифрами.
Такие люди предприимчивы, энергичны, умеют работать руками и головой. Они знают свои цели и знают, как их достичь. Работают на перспективу, устремлены в будущее, активно ищут пути реализации своих целей.

Строка «1-2-3»

Строка показывает самооценку человека, его активность или пассивность, уверенность или склонность к комплексам.

1 – внешнее проявление человека, характер;
2 – внутренняя независимость, восприятие других;
3 – активность, решительность, энергия для достижения целей.

Такие люди самодостаточны , жизнестойки, активно действуют в жизни. Они уверены в себе, хорошо взаимодействуют с людьми, направляют всю свою энергию на достижение определенной цели.

Строка «4-5-6»

Строка показывает проявление человека в социальной среде и в семье, стабильность в жизни, отношение к работе.

4 – получение профессиональных знаний, адаптация в рабочем коллективе, устойчивость работы на предприятии;
5 – раскрытие творческого потенциала, социальные контакты, отношение к условиям работы;
6 – профессиональная деятельность, отношение к делу, к сотрудникам.

Все ячейки строки заполнены цифрами.
Это деловые, инициативные, добросовестные люди, ценят свое дело и предприятие, на котором работают. Стремятся к получению и пополнению профессиональных знаний, продолжительное время работают на одном месте, совершенствуют мастерство, заинтересованы делом. Хорошо сотрудничают с партнерами, ответственно относятся к работе. Привязаны к дому и семье.

Строка «7-8-9»

Строка показывает разумное отношение к жизни, творческий потенциал и таланты.

7 – понимание законов жизни, стремление к глубоким знаниям, определение своего места в мире;
8 – понимание социальных вопросов, ответственность, воля, умение управлять, адаптация к изменяющимся условиям, трансформация сознания, познание большей системы;
9 – познание законов мира, мировоззрение.

Все ячейки строки заполнены цифрами.
Такие люди хорошо осознают и используют свои возможности и таланты, понимают мир и его законы. Умеют адаптироваться к изменяющимся обстоятельствам, выбрать оптимальный путь, взять на себя ответственность. У них есть энергия, ум и воля для реализации предоставляемых благоприятных возможностей.

Для того, чтобы стать выдающейся личностью, мало иметь способности, надо иметь терпение и волю для их развития, упорство на избранном пути, уверенность в себе, силу и энергию, чтобы пройти все преграды, проверки на прочность, превзойти самого себя, подняться над собой и средним уровнем других. Вот тогда человек становится большой Личностью, реализует свои таланты в жизни.

Строка «10-11-12»

Строка показывает большой творческий потенциал и большие возможности его реализации, проявление Высших законов, Судьбы, Кармы.

10 – индивидуальность, воля, организаторские способности;
11 – интуитивное видение закономерностей мира;
12 – широта мышления, всесторонний анализ действительности.

Все ячейки строки заполнены цифрами.
Такие люди обладают большими возможностями и талантами. Интуитивно определяют путь их реализации. Этим людям необходимы самовоспитание и самодисциплина для управления своими большими энергиями, а также связь с Высшими Силами.

Диагональ «1-5-9»

Это линия познания жизни, путь эволюционного развития личности.

1 – осознание своей индивидуальности;
5 – познание окружающего мира;
9 – познание законов природы.

Такие люди стремятся к познанию и совершенствованию себя и окружающего мира. Знание о психологической и физической природе человека, знание об эволюции личности в едином планетарном организме и постижение законов микро- и макрокосмоса – таков путь развития человека.

Диагональ «3-5-7»

Это линия реализации жизненных планов, бизнеса.

3 – самореализация, умение зарабатывать деньги;
5 – проявление своих способностей в социуме, разумное использование денег;
7 – осознание своего пути в жизни, мудрость на основе личного опыта, умение создать капитал.

Все ячейки диагонали заполнены цифрами.
Такие люди осознанно строят свою жизнь, продумывают долговременные планы, создают базис для их воплощения, находят необходимые средства и оптимальные пути для достижения своих целей. Хорошо ориентируются в текущем моменте, умеют получать и использовать нужную информацию. Они рассудительны, знают положение своих дел, знают, в каком направлении следует приложить свои усилия, куда и когда вложить средства, и достигают успеха, обеспеченности, престижного положения.

Диагональ «6-8-10»

6 – труд, творчество;
8 – ответственность, воля, стремление к новому;
10 – воля, индивидуальность, взаимодействие с большими группами людей.

Все ячейки диагонали заполнены цифрами.
Такие люди обладают очень сильной волей и ярко выраженной индивидуальностью. Выделяются из своего окружения; ценят свою уникальность. В жизни ищут и создают красоту, гармонию и совершенство. На них лежит миссия создания новых экономических и этических норм жизни, нового понимания коллективного труда на благо всего общества.

Диагональ «4-8-12»

4 – стремление к знаниям;
8 – преображение мышления;
12 – новое мышление, большие идеи.

Все ячейки диагонали заполнены цифрами.
Такие люди обладают острым и проницательным умом, независимостью и оригинальностью. Это передовые мыслители своего времени, их не удовлетворяют общепринятые теории, они ищут свою истину, свое место в мироздании. На них лежит миссия создания и распространения новых знаний.

Люди, у которых в матрице заполнена диагональ «6-8-10» или «4-8-12» вызывают важные изменения в своем непосредственном окружении и в окружающем мире. В зависимости от направленности их действий, они приносят благо множеству людей или создают хаос. Оосновательный подход к жизни помогает таким людям достигать больших успехов. Но им надо научиться конструктивно использовать свою энергию.

Квадрат «1-3-9-7»

Это квадрат деловых отношений, работы, профессиональной карьеры.

1 – характер, активность;
3 – самореализация, устремленность к цели, энергия достижения успеха;
9 – умение применять знания;
7 – самообразование, самодисциплина, карьера.

Такие люди способны самостоятельно выбрать профессию, реализовать себя в деле, совершенствовать свои профессиональные качества, настойчиво и энергично строить свою карьеру. Работа занимает основное место в их жизни. В работе они находят реализацию своей личности.

Квадрат «4-6-12-10»

Это квадрат работы в новых экономических условиях, ответственного отношения к делу, создание новых сфер производства.

4 – практичность, накопление знаний и опыта;
6 – трудоспособность, творчество;
12 – широкое мышление, новое видение дела, постижение закономерностей бытия;
10 – ответственность, воля, способность руководить большими коллективами.

Все ячейки квадрата заполнены цифрами.
Такие люди способны усваивать большие объемы информации и систематизировать знания. Они создают модель новой духовно-социальной среды производства, новое отношение к работе, когда труд – на благо общества.

Круг «2-4-8-6»

Это круг внутренней психологической стойкости, стабильности в жизни, уверенности в себе.

2 – сотрудничество, взаимопонимание, чувственное восприятие жизни;
4 – стабильность, практичность;
6 – доброта, терпение, забота о других;
8 – ответственность, мудрое понимание мира.

Такие люди уверены в себе, решительны и стабильны в жизни. Прекрасно ориентируются в море житейских проблем, сами создают себе все блага и самостоятельно решают жизненные вопросы. Используют все благоприятные возможности, обладают житейской мудростью и, как правило, успешны в жизни.

Круг «5-7-11-9»

Это круг знаний, интуитивного постижения законов мира. Осознание себя членом мирового сообщества, служение человечеству.

5 – познание мира, социальной психологии, экономики и политики;
7 – самопознание, ограничение в рамках определенной законной системы;
9 – познание тайн мира, понимание глубинной сути, изучение природы;
11 – интуитивное видение закономерностей мира, исследование сил природы.

Все ячейки круга заполнены цифрами.
Такие люди могут синтезировать знания, постигать закономерности мироздания. Они призваны создать систему нового мышления, из синтеза наук сформировать новое понимание мира.

В этом уроке мы постараемся доступно рассказать о том, как устроен фотоаппарат и какие типы фотоаппаратов сегодня существуют. Попробуем подойти к этому вопросу с практической точки зрения, объяснив самые важные для фотографов вопросы простым языком. Эта статья поможет вам выбрать фотоаппарат под ваши задачи, а в дальнейшем получать удовольствие от съемки.

Как работает фотоаппарат?

Все знают, для чего нужен фотоаппарат. Но как он работает? Знание принципов работы фотокамеры поможет всегда получать качественные снимки. Тут то же самое, что с автомобилем: чтобы хорошо водить машину, нужно хоть немного представлять, как она устроена.

Разобраться с процессом фотосъемки поможет простая схема.

• Свет — самое главное в фотографии. Всё начинается с него. Само слово “фотография” можно перевести как “рисование светом”, “светопись”. Свет начинает свое путешествие от источника, например, от солнца.
• Свет падает на все окружающие нас предметы. Это очень важно запомнить: фотоаппарат снимает не сами предметы, а свет, отраженный от них. Именно свет и умение с ним работать — ключ к хорошим кадрам.
• Отраженный от предмета свет проходит через объектив фотоаппарата.
• Он проецируется на светочувствительный сенсор — матрицу. Раньше, когда не было цифровых фотокамер, вместо матрицы использовалась фотопленка.

• Матрица состоит из миллионов светочувствительных элементов. Они улавливают свет и передают информацию о нем уже в электронном виде в процессор фотокамеры. Процессор обрабатывает полученные данные и сохраняет их в виде файла.

• Файл записывается на карте памяти.

Все современные цифровые фотокамеры работают по такому принципу, отличаясь лишь в некоторых деталях.

Матрица фотокамеры

Матрица — это сердце современного фотоаппарата. Именно от ее качества будет во многом зависеть качество фотографий. Матрица имеет две основные характеристики, информация о которых доступна потребителю: это разрешение и физический размер.

Сначала давайте разберемся с разрешением. Разрешение матрицы — это число ее светочувствительных элементов, пикселей. Чем их больше, тем больше точек будут составлять итоговое фото. Сегодня среднее разрешение матриц от 16 до 36 миллионов пикселей.

Однако, может быть так, что мегапикселей на матрице много, а качество снимка всё равно невысоко: он не резок, не контрастен, утопает в цифровом шуме — помехах. Качество изображения зависит не только от разрешения в мегапикселях, но и от физического размера самой матрицы.

Оба снимка сделаны в одном разрешении. Как видно, кадр, снятый на мобильный телефон, сильно проигрывает в качестве: он не так контрастен, на снимке не сохранились мелкие детали, например, прожилки на листочке. А ведь именно за мелкие детали должно отвечать высокое разрешение матрицы.

В различные типы камер устанавливаются матрицы различного размера. Самая большая на этой схеме — полнокадровая матрица. Ее размер соответствует кадру со знакомой всем фотопленки формата “135” или просто “35 мм” — 36х24 мм. Матрицы такого размера позволяют получать изображения очень высокого качества. Но чем больше физический размер матрицы, тем она дороже. Поэтому большие матрицы встречаются лишь в достаточно дорогих устройствах. Для любительских зеркалок характерен формат APS-C. Чем дешевле устройство, тем меньше в нем установлена матрица.

Большие матрицы дают выигрыш не только в детализации, но и в качестве изображения при съемке на высоких значениях чувствительности, при плохом освещении. Дело в том, что на сенсоре большой площади можно реализовать больший размер самих светочувствительных элементов — пикселей. Для сравнения: один светочувствительный элемент матрицы современного полнокадрового аппарата имеет в среднем размер в 4,9-8,3 микрон. Размер одного пикселя компактного фотоаппарата или смартфона около 1-3 микрон.

Особенности больших и маленьких матриц

Плюсы больших матриц — полнокадровых и APS-C — очевидны: они дают лучшее качество изображения. При этом работа с ними имеет несколько нюансов. Законы оптики таковы, что при работе с большой матрицей мы получаем малую глубину резкости на фото. С одной стороны, мы можем красиво размывать фон на своих снимках. Но в то же время возникнут сложности, если мы захотим сделать на снимке резким всё — и передний план, и фон. При съемке на зеркальную камеру, добиться большой глубины резкости получится не всегда.

В то же время, маленькие матрицы позволяют снимать с практически бесконечной глубиной резкости . Чем меньше матрица, тем проще получить кадр с большой глубиной резкости. Именно поэтому, снимая на смартфон или компактный аппарат, сложно размыть фон на снимке: получается слишком большая глубина резкости, всё на снимке становится четким. Сравним два кадра, сделанных при одинаковых параметрах съемки, но на фотоаппараты с матрицами разных размеров.

Кадр, сделанный компактным аппаратом с небольшой матрицей размером 2/3″. В глубину резкости попали почти все фигурки.

Если вам нравится размытый фон на фотографиях, если вы занимаетесь портретной съемкой, то скорее всего вам понадобится камера с большой матрицей — формата APS-C или даже 24х36 мм.

Помимо этого, от размера матрицы напрямую зависит размер самого фотоаппарата и объективов к нему. Причем если размер корпуса аппарата еще можно сделать более-менее компактным даже при использовании полнокадровой матрицы, то уменьшить в размерах объектив не получится: законы оптики не позволят. Поэтому, покупая полнокадровый аппарат со сменной оптикой, будьте готовы к тому, что хороший объектив будет иметь солидные размеры и вес. Если же хочется использовать полнокадровую камеру и при этом иметь компактный объектив, придется довольствоваться не самыми универсальными и не самыми светосильными объективами. А вот в камерах, использующих матрицы меньшего размера, вполне получается использовать объективы более легкие, более компактные. Сравните сами.

Типы фотокамер. Их плюсы и минусы.

С сердцем цифрового фотоаппарата, матрицей, мы разобрались. Теперь разберемся, на какие типы делятся современные фотоаппараты.

Мобильная камера. Камера в телефоне

Сегодня встроенную фотокамеру можно встретить во многих устройствах. В смартфонах фотокамера (и иногда даже не одна, а две — основная и фронтальная) стали обязательным элементом. Наверное, у каждого читателя есть опыт фотосъемки на телефон. В погоне за компактностью, такие камеры оснащаются крохотными матрицами и простыми объективами. Все мы знаем, что снимки с телефона не претендуют на высокое качество, зато такая съемка не требует специальных навыков, а телефон всегда находится под рукой. Впрочем, если вы планируете более-менее серьезно заниматься фотографией, стоит задуматься о более продвинутом творческом инструменте, обеспечивающем более высокое качество снимков и ручную установку параметров съемки.

Компактные фотокамеры

Пожалуй, этот тип камер тоже знаком всем. Компактная камера есть почти в каждом доме. Основное достоинство их достоинство — это малый размер, низкая цена, простота в использовании и иногда большой зум.

В камеры этого типа обычно ставятся маленькие и средние матрицы с диагональю 1/2,3”,1/1,7”, 1”. Это обеспечивает данным аппаратам компактность и очень доступную цену. Конечно, бывают редкие модели компактов с крупными матрицами, даже с полнокадровыми. Но это довольно специфические и дорогостоящие аппараты.

Компактные камеры имеют несменный объектив. Как правило, такие фотоаппараты комплектуются универсальным объективом, позволяющим снимать как с широким углом обзора, так и фотографировать крупным планом удаленные от нас предметы. Опять таки, благодаря использованию небольших по размеру матриц, получается сделать объектив небольшим по размеру.

Большинство компактных камер ориентированы на съемку в автоматических режимах, чтобы фотографирование ими было максимально простым. По-английски они так и называются — “Point-and-shoot”, что на русский язык можно перевести как “навёл-снял”. Действительно, для съемки на такой аппарат достаточно нажать только одну кнопку, остальное сделает автоматика. А вот на съемку с ручными настройками данные аппараты рассчитаны не всегда. Порой не все настройки можно настроить вручную, а если и можно, то их приходится искать где-то в меню аппарата, что замедляет процесс.

Особняком в классе компактов стоят так называемые “гиперзумы” (“суперзумы”, “ультразумы”). Гиперзум — это компактная камера, оснащенная объективом с очень большой кратностью зума. Он может снимать как с широким углом обзора, так и брать крупным планом очень далекие объекты. Объективы с таким большим зумом имеют относительно крупный размер, из-за чего камера теряет свою компактность и сопоставима по габаритам, а часто и по цене, с более продвинутыми классами камер.

Кому подойдут компактные камеры и гиперзумы?

Прежде всего тем, для кого фотография — не хобби и не профессия. Для тех, кто просто снимает на память и не хочет загружать себе голову какими-то сложными настройками. Такие камеры идеальны для путешествий налегке. В них всегда есть автоматические режимы, что позволит справиться с ними даже новичку. Профессиональные фотографы иногда выбирают компакт в качестве второй, вспомогательной фотокамеры.

Зеркальные фотокамеры

Следующий тип камер — зеркальные фотокамеры или зеркалки. Как класс оборудования они имеют богатую историю. Первые зеркалки появились еще в первой половине прошлого века. Тогда в них использовалась пленка. За более чем полвека их конструкция была доведена практически до совершенства, и лишь в XXI веке на смену пленке пришла цифровая матрица.

Зеркальные аппараты названы так потому, что в их конструкции есть система из зеркала и специальной отражающей призмы (пентапризмы), позволяющая видеть именно ту картинку, которую “видит” объектив. Причем, без всякой электроники.

Зеркало имеет подвижную конструкцию: когда оно опущено, свет попадает в видоискатель. Когда производится съемка, зеркало поднимается, и свет попадает на матрицу. С зеркальными камерами применяются сменные объективы . Вы можете выбрать для своего аппарата любой объектив из широкого модельного ряда, ориентируясь на тот вид съемок, которым хотите заниматься. Таким образом в любой ситуации можно получить идеальный инструмент для идеального качества снимков.

Зеркальные камеры не зря называют системными. Выбирая зеркалку того или иного производителя, мы выбираем систему из фотоаппарата, объективов и аксессуаров (например, вспышек). Этим активно пользуются все профессиональные фотографы и продвинутые любители.

В зеркальных камерах всегда используются матрицы большого размера. Формата APS-C или даже полнокадровые. А как говорилось выше, большая матрица — одно из слагаемых качественного снимка.

Скорость работы — следующее достоинство зеркальных камер. Фотограф, который перешел с компакта на зеркалку, может быть просто шокирован скоростью ее работы. Быстрый автофокус и мгновенная реакция на все манипуляции фотографа — свойство любой зеркалки.

Зеркальная камера очень оперативна в управлении. Производители уделяют большое внимание их проектированию, ведь это — профессиональный инструмент. Аппарат удобно держать в руках, а практически любую настройку можно отрегулировать одной-двумя кнопками, не залезая в меню.

Еще одно достоинство, которое стоит отметить — это долгая работа от аккумулятора. Заряжать аккумулятор такой камеры приходится относительно редко. Поскольку в зеркалке матрица (вместе с дисплеем аппарата — основной потребитель энергии) находится под нагрузкой не всегда, а только непосредственно во время съемки кадра, аккумулятор позволяет сделать на одном заряде около 500-1000 снимков в зависимости от модели камеры. Это почти недостижимая цифра для остальных типов камер. Продолжительная автономная работа фотоаппарата — очень важная вещь в путешествиях, поездках, длительных прогулках.

Из минусов зеркальных камер, пожалуй, стоит отметить их большой вес и размер. Впрочем, многим фотографам наоборот нравится ходить с большим фотоаппаратом и выглядеть как профессионал. Современные зеркалки бывают как весьма дорогими, рассчитанными на профессиональное использование, так и очень доступными. Сегодня зеркальную камеру может позволить себе практически каждый.

Кому подойдет зеркальная камера?

Всем, кто более-менее серьезно занимается фотографией и не боится относительно крупных размеров фотоаппарата. Для тех, кто хочет научиться профессионально фотографировать, сделать фотографию своей профессией, зеркальная камера — оптимальный выбор.

Компактные камеры со сменной оптикой или беззеркальные камеры

Это относительно недавно появившийся вид фотоаппаратов и самый активно развивающийся. Производители резонно решили, что если оснастить обычную компактную камеру сменными объективами и качественной матрицей, получится очень интересная вещь. Беззеркальные камеры сочетают в себе большинство плюсов зеркалок и компактов. Как уже сказано, “беззеркалки” имеют сменные объективы и компактные размеры. При этом позволяют делать кадры очень высокого качества. Ведь они оснащаются матрицами сравнительно крупных размеров.

Беззеркалки в целом довольно быстры в работе. Однако из-за миниатюрных размеров немного пострадала их эргономика. Камера уже не лежит в руке столь удобно и основательно, как зеркалка. Да и отсутствие оптического видоискателя многим фотографам не нравится. Из прочих минусов беззеркальных камер стоит отметить довольно непродолжительное время работы от батареи.

Производители в данном классе камер обращают особое внимание на стиль. В противовес строгим черным зеркалкам, ориентированным на продвинутых фотографов, среди беззеркалок очень много красивых, стильных, “имиджевых” моделей.

Кому подойдет беззеркальная камера?

Тем, кто хочет получать качественные фотографии, но при этом не хочет таскать за собой громоздкую зеркальную камеру. Такую камеру удобно брать в путешествия. Однако, если планируется путешествие без возможности зарядить камеру, лучше взять с собой набор запасных аккумуляторов.

Среднеформатные фотокамеры и цифровые задники

Бывают камеры, у которых матрица по размеру еще больше, чем у полнокадровых зеркалок. Например, ее размер может быть 44 x 33 мм, 53,9 х 40,4. Разрешение у таких больших матриц тоже немаленькое: несколько десятков мегапикселей.

Камеры данного типа называются “среднеформатными”. Это название осталось со времен пленочной фототехники. В пленочную эпоху в подобных камерах использовалась широкая пленка, значительно шире обычной. Такие камеры и тогда, и сейчас используются некоторыми профессиональными фотографами для получения фотографий очень высокого качества. Отпечатки с диагональю около одного метра — не предел для этих фотоаппаратов. Некоторые такие камеры оборудованы сменными модулями, в которых установлена непосредственно матрица и электронная начинка Такие модули называются цифровыми задниками. Среднеформатные камеры применяются в основном при съемке в условиях фотостудии из-за большого размера и не слишком высокой оперативности в работе. Еще один минус среднеформатных камер — цена, сопоставимая с ценой новой иномарки.

Кому подойдет среднеформатная фотокамера?

Прежде всего профессиональным фотографам, которым необходимо печатать изображения очень большими форматами. Для любительской, репортажной и любой выездной фотосъемки такие камеры не совсем подходят. Впрочем, тут стоит сказать, что некоторые современные полнокадровые зеркальные камеры уже “наступают на пятки” среднеформатным: например Nikon D800, Nikon D800E, Nikon D810 вполне сопоставимы со среднеформатными фотоаппаратами по качеству снимков. А цена их гораздо ниже.

На смену фотоаппаратам с пленкой сегодня пришли цифровые модели с электронными светочувствительными сенсорами. По сути, по процессу получения изображения цифровые камеры мало чем отличаются от пленочных фотоаппаратов. В них тоже используются объектив (система линз), затвор, определяющий выдержку, и диафрагма, которая регулирует свет, проходящий через объектив. Конечно, конструктивно и объектив, и затвор, и диафрагмирование могут быть реализованы по-разному. Однако основные различия пленочной и цифровой фотографии скрываются за объективом — там, где у традиционных фотоаппаратов находится пленка, в цифровой камере располагается электронная матрица светочувствительных элементов.

Как известно, цветная негативная пленка состоит из трех слоев, позволяющих ей сохранять различные оттенки света. Для того чтобы электронный сенсор мог воспроизводить оттенки цвета, ему приходится полагаться на другие решения. Конечно, сенсор — это не единственный фактор, определяющий качество цифровой камеры. Немаловажными критериями являются также оптика и программное обеспечение. К примеру, если используется качественный сенсор, но объектив фотоаппарата не соответствует ему по качеству, то пострадает качество фотографий независимо от электронных технологий. Программное и аппаратное обеспечение цифровой камеры преобразует сигналы с электронного сенсора в цифровое изображение. Например, от алгоритмов шумоподавления, встроенных в камеру, зависит количество видимых шумов и чувствительность аппарата.

Однако основным элементом современных цифровых фото-, видео- и телевизионных камер является светочувствительная матрица (фотосенсор) — специализированная интегральная микросхема, объединяющая упорядоченный массив светочувствительных элементов и электронную схему оцифровки либо развертки.

Матрица цифрового фотоаппарата преобразует оптическое изображение в электрическое: заряд накапливается, а при нажатии затвора из миллионов крошечных ячеек, которые принято называть пикселами, или, чтобы не путать их с элементами цифрового изображения, «фотосайтами» (photosites), заряды передаются на электрическую схему (методы передачи различаются в зависимости от типа сенсора), которая усиливает их и преобразует в цифровой вид.

Такие помехи обычно проявляются на изображении в виде пикселов ошибочных цветов, что особенно заметно в темных областях, где хорошо видны отличия между соседними точками, поскольку они определяются малыми значениями накопленных в фотосайтах зарядов. На этапе оцифровки производители фотоаппаратов пытаются компенсировать дефекты, связанные с усилением сигнала, при помощи различных программных решений.

И наконец, полученная с матрицы цифровая информация запоминается в виде изображения и записывается на карту памяти (CompactFlash, Secure Digital, Memory Stick, xD-Picture и др.). Кстати, определенное количество элементов матрицы всегда остается неактивным (не засвечивается). Это необходимо для того, чтобы для рабочих (эффективных) фотосайтов оставался эталон черного цвета. Таким образом, эффективное разрешение матрицы будет меньше реального количества элементов на число эталонных фотосайтов, закрытых черной маской (количество последних зависит от размера и конструкции матрицы).

Классические технологии производства матриц

Для преобразования оптического изображения в электрическое в большинстве современных фотоматриц в настоящее время используется внутренний фотоэффект в кристалле кремния.

Появлению цифровой фотографии предшествовало изобретение в конце 60-х годов прошлого века фоточувствительных полупроводниковых устройств — комплементарных металлооксидных полупроводников (КМОП; Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS), чувствительность к свету которых была обнаружена многими исследователями. Однако КМОП были вытеснены изобретенными позднее приборами с зарядовой связью — ПЗС (Charge Coupled Device, CCD). Качество формирования изображений у CCD-устройств было для того времени столь высоким, что они быстро затмили CMOS-матрицы.

Сегодня по конструкции ПЗС-матрицы делят на полнокадровые, с буферизацией кадра, с буферизацией столбцов, с прогрессивной разверткой, с чересстрочной разверткой и с обратной засветкой.

Тем не менее CMOS-матрицы продолжали использовать в фотокамерах, правда в дешевых. Живучесть CMOS-кристаллов объяснялась до последнего времени только их низким энергопотреблением и гибкостью полупроводниковой технологии. Однако ряд характеристик этих устройств тоже привлекал к себе внимание производителей цифровой фототехники. Например, CMOS-технологии позволяют осуществлять обработку изображения в том же чипе (поскольку и сенсоры, и обрабатывающая аппаратура изготавливаются на одной и той же элементной базе), а цифровые камеры и другие устройства на базе CMOS-технологий получаются значительно дешевле и меньше по размерам.

В начале 90-х годов характеристики CMOS-сенсоров, а также технологии их производства были значительно улучшены, что привело к повышению фоточувствительности за счет увеличения эффективной площади облучаемой матрицы. Таким образом, в последние годы CMOS превратились в серьезную альтернативу CCD.

Критерии выбора между CCD- и CMOS-матрицами для производителей конечной продукции были довольно четкими лишь до 2001 года: CCD-матрицы обеспечивали лучшие показатели при съемке динамичных и мелких объектов, поэтому их использовали для построения систем, требующих высокого качества изображения, а CMOS отводилась ниша устройств, для которых критична конечная стоимость, — недорогие фотоаппараты, бытовая и офисная техника, а также игрушки. Однако вскоре были выпущены цифровые камеры, которые давали профессиональное качество снимков и на CMOS-сенсорах.

Более того, когда в 2001-2003 годах появились и начали стремительно завоевывать популярность такие устройства, как камерафоны (мобильные телефоны со встроенными фотоаппаратами), то противостояние CMOS- и CCD-сенсоров вышло на новый уровень и многие производители начали пересматривать свое отношение к CMOS как к элементной базе дешевого оборудования.

Для повышения качества CMOS-сенсоров в процесс их создания были внесены существенные изменения. Раньше их изготавливали на таких же высокоскоростных линиях, как и, например, микросхемы памяти. Сегодня растущая потребность в более качественных CMOS заставляет разработчиков переводить производство на менее скоростные специализированные линии. В результате CMOS-сенсоры подорожали — в настоящее время разница в стоимости CMOS-сенсоров и CCD-матриц сократилась до минимума.

Кроме того, в силу особенности конструкции CMOS-сенсоров, высокого качества изображения и приемлемой чувствительности удается добиться только на довольно больших по физическим размерам CMOS-матрицах, где площадь светочувствительной области получается больше размеров «обвязки» каждого пиксела. В результате CMOS-сенсоры успешно используются в профессиональных фотоаппаратах и студийных камерах, для которых габариты матрицы не имеют такого значения, как для компактных аппаратов.

Кроме того, интересно отметить так называемые DX-матрицы, которые производят для своих камер профессиональной линейки компании Canon и Nikon, — это несколько модифицированные CMOS-фотосенсоры, которые представляют собой переходной вариант между CCD- и CMOS-технологиями.

Цифровая фотография в цвете

Фотоэлементы матриц сами по себе не способны различать цвета, ведь разница в длинах волн падающих на них фотонов воспринимается лишь как разница в энергиях и не может учитываться при накоплении зарядов в фотосайтах. Таким образом, считывая заряд с фотосайтов, мы можем получить только монохромное изображение, то есть только градации яркости. Поэтому для цветной съемки применяются специальные технические решения.

Можно, например, расщеплять свет после объектива (при помощи системы цветоделительных зеркал или призм) на три области — красную, зеленую и синюю — и подавать на три отдельных монохромных сенсора, что применяется в трехматричных (3CCD) фото- и видеокамерах. Подобный подход обеспечивает отличную разрешающую способность и цветопередачу, причем без увеличения времени получения изображения. Однако такие аппараты громоздкие и дорогие. И если в видеокамерах габариты оптической системы не имеют такого критического значения — выпускаются даже относительно недорогие бытовые трехматричные аппараты, — то в фотографии система 3CCD получила распространение только в профессиональных студийных решениях, причем в трехматричной системе трудно использовать зеркальный видоискатель, что делает ее применение в фотографии еще более ограниченным.

Удешевить предыдущий подход позволило бы использование одной матрицы с тремя заменяемыми светофильтрами (красным, зеленым и синим), однако последовательное экспонирование сенсора через барабан со светофильтрами потребовало бы в три раза больше времени.

Поэтому в настоящее время чаще всего светофильтры устанавливаются перед каждым фотосайтом матрицы. Если в сенсоре применяются микролинзы, которые служат для дополнительной фокусировки света на фотосайте с целью повышения чувствительности, то светофильтры размещаются между микролинзой и ячейкой. Причем распределение таких светофильтров по поверхности сенсора и соответственно алгоритм получения изображения могут быть разными.

Фильтры Байера

Наиболее популярным массивом цветных фильтров сегодня является байеровский RGBG-фильтр, то есть построенный по цветовой модели Брайса Байера (Bryce Bayer), предложенной в начале 70-х годов прошлого века компанией Kodak. Массивы, построенные по принципу Байера, выглядят мозаичными с преобладанием зеленого цвета.

Особенно важным здесь является наличие преобладающего цвета (не обязательно зеленого), который служит для обеспечения большей частоты дискретизации яркостного канала, чем двух оставшихся цветовых. Напомним, что подобный принцип реализован и в телевидении. Зеленый был выбран в качестве яркостного канала только потому, что кривая чувствительности глаза человека по яркости имеет максимум около точки 550 нм, что соответствует именно зеленому тону. Да и число рецепторов, чувствительных к зеленому цвету, на сетчатке в два раза больше, чем тех, которые воспринимают красный или синий цвет.

В результате если мы берем элементарный байеровский квадрат 2×2, на котором один синий элемент, один красный и два зеленых (паттерн RGBG), то можем определить яркость по зеленому, а цвет пиксела (RGB-значение) получаем в результате интерполяции — усреднения по нескольким близко расположенным ячейкам одного цвета. Конечно, из-за того, что цвет итогового пиксела изображения размывается по нескольким соседним ячейкам, мы теряем и в цветопередаче, и в разрешении. Например, резкие контуры (цветовые переходы) размываются, мелкие детали (сравнимые по размеру с шириной интерполяции) теряются, а на изображении может появиться муар.

В связи с этим современные цифровые камеры байеровского типа могут давать дефект изображения, который называется Blooming (расплывание). Он появляется, когда изображение имеет сильную локальную контрастность, то есть когда светлый объект находится по соседству с темным. Если вы увеличите эти области фотографии, то обнаружите, что пикселы на их границе имеют очень странные цвета. Дело в том, что алгоритмы обработки изображения просто не могут разобраться в цвете на границе контрастных областей, ведь при интерполяции они переходят на соседнюю область, что дает неправильные яркость и тон.

Однако с ростом вычислительной мощности процессоров цифровых камер линейная интерполяция постепенно заменяется кубической, а затем и сплайновой. Помимо классической интерполяции с постоянным тоном, во многих цифровых камерах используется медианная интерполяция, а также многопроходная интерполяция по градиенту. Многопроходные итерационные алгоритмы обеспечивают лучшее качество съемки, но требуют большей вычислительной мощности. Впрочем, если алгоритм получения изображения настолько сложен, что его трудно реализовать в самом фотоаппарате, то его можно применить в программных RAW-конверторах. То есть после сохранения фотографии в RAW-формате, когда изображение не подвергается внутри камеры никакой обработке, в файл записываются данные, полученные напрямую с матрицы, а процесс интерполяции, повышения четкости, подавление шумов и другие операции со снимками можно выполнять на компьютере, обладающем намного большей вычислительной мощностью и возможностями ручного управления параметрами преобразований, чем фотоаппарат.

В некоторых современных цифровых фотоаппаратах реализованы специальные алгоритмы получения изображения с фотосенсора, которые при работе с цветом учитывают специфические особенности того или иного сенсора и даже условия съемки. Например, компания Canon утверждает, что ее новая технология iSAPS (Intelligent Scene Analysis based on Photographic Space), разработанная с учетом 60-летнего опыта Canon в области фотографии, позволяет настроить фотоаппарат и получить снимок оптимальным для данных условий образом. Во все новые цифровые камеры Canon встроена обширная библиотека статистической информации, которая помогает оптимизировать все показатели камеры, включая обработку изображения, снимаемого с сенсора. Сцена, на которую сфокусирована камера, еще до съемки анализируется и сравнивается с данными, хранящимися в библиотеке статистической информации (Photographic Space data), и на основе этого анализа выполняются съемка и обработка изображения. Естественно, что такие алгоритмы являются коммерческой тайной фирм-производителей и могут повысить разрешение снимков даже с байеровской фильтрацией.

Но у байеровского подхода существует несколько вариаций не только по алгоритмам интерполяции, но и по цветовому составу фильтров. Например, компания Sony предлагала вместо RGB-фильтров сенсоры с мозаиками на основе CYMG-фильтров (голубой, желтый, пурпурный и зеленый). Утверждалось, что такой подход обеспечит лучшее качество при печати фотографий, где, как известно, используется не аддитивная цветовая модель (RGB), а субстрактивная CMY (Cyan, Magenta, Yellow). Однако в таких фильтрах возникают проблемы с цветопередачей.

Кроме того, компания Sony применяла комбинированные фильтры RGBE, где вместо второго зеленого использовался дополнительный голубой или изумрудный цвет (Emerald). Теоретически изменение цвета для яркостной составляющей ничего не меняет, но на практике при вычислении цвета получались более натуральные оттенки при субъективном восприятии (за счет улучшения передачи сине-зеленых и красных оттенков).

Однако такие альтернативные схемы большого распространения не получили, и сегодня в большинстве цифровых камер по-прежнему применяются классические байеровские фильтры.

Как бы там ни было, но байеровский подход к формированию изображения нельзя назвать честным, ведь для каждого пиксела изображения фиксируется только одна цветовая составляющая из трех, а потом электроника цифровой камеры путем интерполяции по соседним значениям «додумывает» остальные две, так что картинка, выдаваемая современной цифровой камерой, на две трети уже интерполирована. Поэтому при одинаковом разрешении матриц у сенсора с классическим байеровским массивом светофильтров в результате цветовой интерполяции («размазывания» по цвету) разрешение снимков примерно в 2 раза ниже (они выглядят более размытыми), чем у устройств с одним светофильтром (монохромных) или у трехматричной схемы. Конечно, разрешение и цветопередача зависят и от метода интерполяции, и от типа мозаики, но для классического фильтра Байера по горизонтали снижение разрешения составляет около 65%, а по вертикали — примерно 80%. Сравните, например, две фотографии, снятые с одним и тем же разрешением на матрицу с фильтром Байера и на трехматричную камеру.

Для преодоления этой коллизии с фильтрами Байера используются технологии пиксельного сдвига сенсора. Данный подход аналогичен съемке с заменой цветного фильтра, только в данном случае применяется «обычный» сенсор с фильтром Байера, который при помощи пьезоэлементов передвигается в процессе экспозиции относительно фотосайтов на один пиксел таким образом, что каждый фотосайт экспонируется три раза с разным фильтром. В результате в трех кадрах мы имеем все три цветные составляющие для каждого фотосайта. Однако подобная технология пока еще очень дорогая, а кроме того, увеличивает время экспозиции в три раза. Поэтому применяется она преимущественно в цифровых задниках для профессиональной студийной съемки в павильоне, где можно на несколько секунд обеспечить неподвижность сцены.

«Пчелиные соты» Fuji Photo Film

В 1999 году компания Fuji Photo Film анонсировала первую цифровую камеру с оригинальной матрицей Super CCD Honeycomb. Данная технология была создана с целью увеличения площади фотодиодов на матрице, что позволило бы повысить чувствительность и расширить динамический диапазон фотосенсора. В принципе, в камерах Fuji применяется похожая, но другая по топологии схема размещения ячеек и фильтров, чем при байеровском подходе: если в классическом фотосенсоре ячейки имеют форму крошечных прямоугольников, расположенных рядом друг с другом, как на шахматной доске, то в Super CCD отдельные фотосайты выполнены в виде шестиугольников — «пчелиных сотов» (чем объясняется название Honeycomb).

По заявлению Fuji Photo Film, за счет такой топологии площадь матрицы используется более эффективно: электроника получает больше света на единицу поверхности и поэтому отображает более широкий динамический диапазон. Цепи передачи электрических сигналов также подверглись преобразованиям, чтобы оптимизировать скорость передачи от сенсора до процессора обработки изображения. В результате сенсор дает хорошие результаты по вертикальному и горизонтальному разрешениям, к которым человеческий глаз наиболее восприимчив.

Разработанный Fuji новый тип сенсора казался революционным, поскольку заявляемое разрешение камер было в два раза больше, чем реальное количество элементов матрицы. Но на деле Fuji просто интерполировала изображение, пользуясь лучшей разрешающей способностью по вертикали и горизонтали (то есть реальное изображение подвергалось «инфляции»).

Компания Fuji Photo Film также пыталась исправить недостатки обычных сенсоров при воспроизведении высококонтрастных изображений, содержащих и темные и светлые области. Обычно при фотографировании в темных областях падает детальность, а в светлых происходит засветка, в результате которой часть изображения приобретает однородный светлый тон. В конструкции матрицы Super CCD последнего поколения для решения этой проблемы используются парные фотодиоды, расположенные в виде двойных ячеек (две соты в одной). Компания Fuji Photo Film утверждает, что благодаря этому матрица может работать с приходящим лучом света любой интенсивности, что значительно расширяет динамический диапазон и широту экспозиции фотоаппарата. Один из фотодиодов каждой пары настроен на высокую светочувствительность, а второй — на низкую. Формально это означает возможность фотографировать даже при самом неблагоприятном освещении, причем на снимках должны быть хорошо проработаны мельчайшие детали как в ярко освещенных, так и в затемненных участках кадра — то есть должно быть достигнуто то, чего не хватает при съемке цифровой фотокамерой с традиционной CCD-матрицей. Однако на практике при низкой освещенности чуда не происходит, хотя, по уверениям компании, так называемая SR-матрица позволяет в четыре раза повысить динамический диапазон по сравнению с одинарным фотодиодом. Реально в этой SR-матрице одна половина сенсоров (большие S-pixel) отвечает за чувствительность (Sensitivity), а другая (маленькие S-pixel) — за диапазон (Range). Вообще-то, такие матрицы следует условно называть N+N-пиксельными, хотя компания Fuji Photo Film настаивает на удвоении размерности в своих фотоаппаратах — 2xN.

Таким образом, не меняя общей технологии применения цветных фильтров, компания Fuji Photo Film реализовала в матрицах Super CCD компромиссное решение по обеспечению наиболее сбалансированных характеристик, повысила чувствительность своих матриц и почти в четыре раза расширила динамический диапазон.

Технология Fuji Super CCD является интересной альтернативой для камер, обеспечивающих (пусть и хитростью) высокое разрешение по приемлемой цене. Причем данная технология сегодня вполне отработана и ее качество не вызывает нареканий.

«Честный» пиксел Foveon X3

Несколько лет назад американская компания Foveon (http://www.foveon.com) объявила, что ею разработан принципиально новый сенсор для цифровых камер, который наконец-то позволит им приблизиться по качеству изображения к пленочным. Сейчас, спустя определенное время, хотя технология Foveon продвигается на рынок с большим трудом, но специалисты по-прежнему считают, что она может оказать серьезное влияние на цифровую фотографию.

Суть нового сенсора заключается в том, что он позволяет регистрировать все три цветовые составляющие изображения одновременно в каждом пикселе. То есть делает то, что доступно только аппаратам с тремя матрицами, при применении лишь одного светочувствительного массива и безо всяких фильтров. Таким образом, фотография, сделанная этим сенсором, несет в три раза больше реальной информации, чем сделанная обычной матрицей с таким же общим числом пикселов. А если применить к этому снимку те же интерполяционные алгоритмы, что и к байеровскому, то по качеству изображения он будет аналогичен полученному с ПЗС-матрицы, у которой в три раза больше пикселов!

Для того чтобы выделить из падающего света основные спектральные составляющие, в матрице Foveon X3 используются оптические свойства кремния — материала, из которого изготавливается вся электроника, в том числе и сенсоры. Дело в том, что кремний по-разному поглощает свет разной длины волны (то есть разного цветового тона). Максимум поглощения для синего цвета находится на глубине порядка 0,2 микрона от поверхности кремниевого кристалла, для зеленого эта глубина составляет 0,6 микрона, а для красного — около 2 микрон. То есть различные цветовые составляющие проникают в кристалл на разную глубину, причем характерные глубины этого проникновения вполне соответствуют современным технологическим процессам. В результате для регистрации света удалось применить трехслойную полупроводниковую структуру, причем глубина залегания р-n-переходов (которые в данном случае выполняют роль фотодиодов) как раз подобрана с учетом максимумов поглощения соответствующего цветового тона. Естественно, при реализации возникает масса нюансов, но общая идея довольно проста и красива.

К сожалению, без ответа пока остается множество вопросов, связанных с реализацией этой технологии. Да, снимки, полученные с помощью сенсора Foveon X3, по детализации превосходят те, которые дают обычные матрицы. Но чувствительность матрицы невысока, и при недостатке освещения «шумы» получаются слишком сильными. Свет, проходя через слои кремния, частично поглощается каждым из них, а в результате нижний слой недополучает информацию. Кроме того, в матрице Foveon X3 обнаружился эффект «перетекания», когда свет с переэкспонированного слоя протекает на соседний. Одним словом, технология Foveon еще недостаточно отработана и потребуются значительные усовершенствования, прежде чем она сумеет полностью вытеснить матрицы с шаблоном Байера с рынка цифровых сенсоров.

С нетерпением ожидается появление моделей камер компании Sigma с матрицами Foveon X3 нового поколения — SD14 и DP1. Однако компания Sigma в очередной раз отложила их выход. Первоначально предполагалось выпустить SD14 в ноябре 2006 года, затем срок был перенесен на декабрь, а теперь компания объявила о том, что в рознице эта модель появится лишь в марте 2007-го. Объясняя причины задержки, представитель Sigma сообщил, что в этой камере была обнаружена некая проблема, проявляющаяся редко и лишь при определенных обстоятельствах. Долгое время ее пытались преодолеть путем корректировки прошивки, но в конце концов пришли к выводу о необходимости внесения аппаратных изменений.

Тем не менее перспективы данной технологии очевидны, и, скорее всего, в недалеком будущем она все-таки получит распространение на рынке цифровых камер.

Много шума из ничего

Сейчас цифровая фотография привлекает повышенное внимание пользователей, поэтому каждая новость в этой области может показаться революционной. Однако на пути даже действительно передовых технологий вроде Foveon встречаются такие трудности, что оптимистичное отношение к ним постепенно сходит на нет. Что же говорить о технологиях-однодневках?

Например, недавно во многих СМИ появилась новость о чудесной однопиксельной камере, которую разработал ученый Ричард Баранюк из Хьюстонского университета. Сообщалось, что это изобретение противоречит существующим тенденциям увеличения количества элементов в фотоматрицах для улучшения изображения и может привести к появлению камер с существенно более высокими, чем у современных моделей, характеристиками и принципиально новыми возможностями на одном пикселе. В реальности все, конечно, оказалось гораздо скромнее (http://www.dsp.ece.rice.edu/cs/cscamera/). Собственно, ученые попытались воспользоваться известными принципами, заложенными в проекторах DLP (Digital Light Processing), где изображения проецируются на экран с помощью отражения света, управляемого цифровой микросхемой с матрицей микрозеркал DMD (Digital Micromirror Device) — прецизионной матрицей «переключателей света», состоящей из нескольких сотен тысяч независимо управляемых, поворачивающихся зеркал-пикселов на кремниевой подложке. То есть ученый просто предлагает заменить в цифровом фотоаппарате матрицу фотоэлементов на матрицу управляемых зеркал с одним фотодатчиком.

DLP-системы, наверное, могут обеспечить высококонтрастное изображение, но вряд ли эта технология когда-нибудь будет применяться в цифровых фотоаппаратах. А вот, скажем, решать задачи распознавания образов, сопровождения движущихся объектов, целенаведения и прочего такие приборы, скорее всего, смогут. Если, конечно, на разработку данной концепции даст денег соответствующее ведомство. Ведь здесь явно открываются широкие возможности пошаговой детализации изображения и минимизации передаваемой информации.

Вместо заключения

Спрос на цифровые фотоаппараты в России увеличивается с каждым годом. Так, девять из десяти продаваемых сегодня в нашей стране фотокамер — цифровые.

Укрепление рынка цифровых фотокамер происходит во всем мире. По некоторым прогнозам, в 2008 году на мировой рынок будет поставлено 111 млн фотокамер. Между тем это цифры весьма приблизительные, поскольку только тайваньские производители цифровых камер заявляют, что в 2007 году выпустят свыше 100 млн камер.

Крупнейшими поставщиками цифровых фотоаппаратов на мировом рынке в настоящее время являются компании Canon, Hewlett-Packard, Kodak, Olympus и Sony. Однако не исключено, что до конца 2007 года появится ряд новых вендоров.

Среди ведущих мировых рынков эксперты называют Китай, Индию и Бразилию, Россию, а также некоторые страны Латинской Америки. Наибольшей популярностью в вышеупомянутых регионах пользуются не слишком дорогие модели (от 99 до 199 долл.). А вот в США, Европе и Японии продажи начнут снижаться. Здесь потребители будут искать замену уже имеющимся у них аппаратам и покупать более высокотехнологичные камеры.

По прогнозам аналитиков, насыщение рынков Восточной Европы, Латинской Америки и Азиатско-Тихоокеанского региона наступит не ранее 2010 года. Таким образом, в ближайшие годы на этих рынках продолжится рост продаж цифровых фотокамер. Более того, высказывается предположение, что к тому времени именно в Азиатско-Тихоокеанском регионе будут наблюдаться наибольшие продажи фотокамер в количественном выражении. В России также прогнозируется спрос на камеры с дорогой оптикой и мощной матрицей, например на зеркальные цифровые фотокамеры. Сегодня российский рынок цифровых фотоаппаратов еще далек от насыщения, поэтому на нем могут вполне комфортно сосуществовать все крупные вендоры. Однако эксперты предупреждают, что расслабляться не стоит. Выиграет тот, кто первым предложит более совершенные и интересные модели фотокамер.

Одной из классических тем для дискуссии в среде фотографов является сравнение «пленка или цифра», что лучше, краше, сердцу милее и так далее. Но с чем не поспоришь – обе эти технологии решают одну и ту же задачу, так любимую нами, а именно помогают создавать уникальные кадры. И если фотопленка уже много десятилетий знакома человечеству, матрица фотоаппарата вошла в повседневность сравнительно недавно. Более того, цифровая технология практически вытеснила устаревшую пленочную, и умы современности делают все для ее дальнейшего развития.

Что из себя представляет матрица

Внутри корпуса цифрового фотоаппарата расположен специальный датчик, его еще называют сенсор камеры. Он расположен прямо позади объектива. Это устройство фиксирует поступающий на него свет, аналогично пленке, но использует при этом фотодиоды, создающие специальные электросигналы. Затем из этих сигналов формируется изображение, понятное нам, и сохраняется в память. Условно, каждый фотодиод формирует одну точку фотографии, пиксель. Общее же количество пикселей мы привыкли называть числом мегапикселей. Раньше это было порядка 1-2, теперь же вы встретите и 16, и 24, и 36, и даже больше.

Матрица фотоаппарата 2

Больше – не значит лучше

Конечно, если вы зайдете в магазин бытовой техники, позовете консультанта и попросите помочь вам с выбором фотоаппарата, возможно и услышите один из аргументов для покупки той или иной модели – большее количество мегапикселей разрешения матрицы. Но все же это и правда не влияет на качество изображение, а лишь только на его размер. Физическое же отличие одной матрицы от другой характеризуется в ее размере и величине этих отдельных пикселей. Таким образом, компакт с 14 мигапикселями и дорогая зеркалка с 14 мегапикселями имеют совершенно разные матрицы, да и вообще состоят из разных элементов. Отсюда и кардинальное отличие в цене.

Виды матриц цифровых фотоаппаратов

Итак, мы поняли, что важен размер сенсора, но какой он бывает, как посмотреть? Было бы здорово, если бы производитель, а затем и продавец указывали всем знакомые миллиметры в характеристике фотокамеры. На практике же все не так просто, а иногда и вовсе этот параметр отсутствует в описании. Давайте взглянем на эту картинку:

Самый большой прямоугольник – 24 на 36 мм – мы привыкли называть полным кадром, так как именно этот размер имеет пленка, о которой мы уже вспоминали в начале статьи. Все же остальные виды прямоугольников, то есть матриц, классифицируются по параметру, называющемуся «кроп-фактор». Например, датчик размером 22,7 на 15,1 мм, известный также как формат APS-C, по площади меньше полнокадрового в 1,59 раз. Последнее число и является кроп-фактором, по которому можно условно (или если вы дружите с математикой, точно) определить насколько большая матрица у данной камеры. Как видите, есть совсем маленькие датчики, имеющие кроп-фактор больше 5. Получается, что чем больше этот коэффициент, тем меньше физический размер сенсора, а значит, тем менее качественное будет в итоге изображение. В телефонах и дешевых компактах установлены именно такие миниатюрные элементы. И сколько там мегапикселей, как вы понимаете, в итоге уже не столь важно.

CMOS или CCD

Еще несколько лет назад вы могли услышать, что CCD-датчик является лучшим выбором, нежели матрица по технологии CMOS. Время, однако, расставило все по местам, и сегодня почти вся популярная фототехника строится по более дешевой и доступной технологии CMOS (КМОП – комплементарная структура металл-оксид-полупроводник), которая, в свою очередь, совершенствуется, становясь лучше.
CCD (ПЗС – прибор с зарядовой связью) матрица ушла на второй план и используется в случаях, когда не критичен параметр энергопотребления.

Не слишком ли шумно?

Шум кажется совсем неуместным параметром, когда мы говорим о статичном изображении, но матрицы отличаются и этим. Так называемый цифровой шум показывает насколько датчик камеры светосилен. Например, при слабом освещении возьмите две разные по классу и цене фотокамеры, поставьте параметр ISO на значение 3200 и сделайте по кадру. Вы поймете сразу, о чем идет речь.

В общем, обычно в характеристике устройства написан диапазон ISO, в которых может работать камера, например, 100-6400. Чем диапазон выше, тем потенциально лучше будет себя вести фотоаппарат в ситуации с недостаточным освещением, но и здесь могут быть нюансы. Просто помните об этом при выборе устройства.

Цифровая матрица или ПЗС-матрица – это электронное сердце любого цифрового фотоаппарата, будь-то профессионального или любительского. Ее функция заключается в преобразовании световой картинки, спроецированной на поверхность при помощи объектива, в набор электронной информации, понятной для следующих модулей обработки и хранения изображений в фотоаппарате. Как же она работает? Давайте разберемся.

Цифровая матрица фотоаппарата представляет собой совокупность множества отдельных электронных ячеек, которые преобразуют попадающий на них свет в электрический заряд . Каждая такая ячейка именуется пикселем. В современных фотоаппаратах матрицы состоят из нескольких миллионов ячеек (пикселей). А некоторые модели, такие например как Sony DSC-TX10, детальную информацию о которой можно посмотреть на странице http://it-tehno.com.ua/shop/UID_1503.html ,имеют целых полтора десятка миллионов пикселей. Такая плотность ячеек позволяет получать более четкие и качественные снимки.

По сути, в ПЗС матрице происходит преобразование фотонов , составляющих световое изображение в электроны, с помощью которых создается электрический аналог картинки. Сама матрица состоит из кремниевой подложки (полупроводника), обычно p-типа (носителями электрического заряда являются положительные частицы – дырки). На ее поверхности размещены каналы из полупроводника n-типа (носителями заряда выступают электроны). Область из полупроводников двух типов проводимости образует отдельную ячейку матрицы. Таким образом, фотоны, попадая на одну из ячеек, называемую пикселем, вызывают появление в ней электрического заряда. Чем больше фотонов попадет на конкретную ячейку, тем выше накопленный в ней заряд.

Поскольку световая картинка состоит из неравномерного количества фотонов – в одной области больше, в другой меньше, то и заряды по всей цифровой матрице фотоаппарата распределяются также неравномерно. Там где попало фотонов больше, там и электрический заряд будет больше, а где меньше – следовательно, и заряд меньше. Таким образом, сформированное электронное изображение видимой в объектив картинки будет точной копией ее светового отображения, которое сформировалось при помощи объектива.

Следующим элементом ПЗС-матрицы является функциональный блок для считывания сформированного электронного изображения. Если бы запись информации, созданной матрицей происходила одновременно со всех ее пикселей, то устройство считывания состояло бы из миллионов транзисторов и их схем управления. Примерно столько же, а может и больше понадобилось бы электрических контактов для переноса информации в последующие блоки ее обработки и хранения. Конечно же, это крайне иррационально. Представьте какой величины был бы фотоаппарат, имеющий цифровую матрицу на 10 миллионов пикселей. А сколько бы он потреблял электрической энергии.

На самом деле все организовано намного удобнее. ПЗС-матрица разделена на отдельные части – столбцы. Считывание информации (электрического заряда) происходит последовательно. То есть сначала считывается заряд из первого пикселя данного столбца, потом со второго и так далее. А благодаря тому, что быстродействие современных электронных компонентов очень велико, то мы не замечаем такой последовательной структуры считывания информации. Нам кажется, что как только щелкнул затвор фотоаппарата, изображение моментально отображается на его дисплее и также моментально записывается в память.

Камера смартфона для «чайников» №3. Погружаемся в матрицу!

Последнее обновление:8 месяцев назад

Оценка этой статьи по мнению читателей:

Мы продолжаем погружаться в удивительный мир фотографии и в этой части подробно поговорим не только о матрицах и пикселях, но и о мобильной фотографии в целом.

Моя статья о влагозащите фитнес-браслетов для многих стала откровением, так как противоречила всему тому, о чем писали другие сайты. Эта статья, надеюсь, вызовет похожий эффект.

Проблема с интернетом заключается в том, что при смене технологий, популярные ресурсы не удаляют старый материал (да и с чего бы им это делать?). Затем приходят молодые авторы, читают и пересказывают информацию, которая уже давно не соответствует действительности.

Так было с часами и влагозащитой. В 2010 году многое изменилось, но куда девать все те статьи, что были написаны в течение двух предыдущих десятилетий? То же происходит и с камерами. Каждый человек видит просто феноменальный прорыв в области мобильных камер за последнее десятилетие, но продолжает повторять одну и ту же ерунду о маленьких матрицах и прочих ограничениях камерофонов.

Пришло время разобраться, на что именно влияет размер матрицы и пикселя, что такое шум и от чего он зависит, почему современные смартфоны снимают гораздо лучше, чем первые мобильные камеры и можно ли уменьшать размеры, увеличивая качество.

Чтобы сделать эту статью максимально понятной, я постараюсь избегать сложных терминов, заменяя их более простыми аналогиями. Тем не менее, информации будет очень много, поэтому на легкое чтение рассчитывать не стоит.

Для тех, кто попал сюда впервые

Вначале давайте вкратце вспомним, о чем говорилось ранее. В первой части мы разобрались с тем, каким образом свет переносит изображение в пространстве. Как оказалось, даже через окна в наши дома попадает не «простой свет», а картинка всего того, что происходит за окном. Но так как окна слишком большие, эта картинка получается настолько размытой, что мы не видим никаких четких очертаний.

У камеры смартфона есть такое же окошко — небольшое отверстие в объективе, через которое свет попадает внутрь устройства. Размер этого окошка обозначается в характеристиках смартфона буквами f/1.8 или f/2.4. Первая часть подробно объяснила, как понимать эти значения и на что они влияют.

Во второй части мы проследили за тем, что происходит дальше, когда свет прошел через отверстие объектива. В частности, мы детально рассмотрели, чем отличаются объективы смартфонов, что такое фокусное расстояние, за счет чего происходит приближение картинки и как определить настоящий (оптический) зум.

Вторая часть объяснила еще один важный параметр любой камеры, который в характеристиках указывается в миллиметрах, например, 26 мм или 130 мм.

Если посмотреть на типичные характеристики камеры любого смартфона, то мы увидим, что осталось еще много непонятных букв и цифр:

Основная камера: 108 Мп, 1/1.33″, f/1.8, 26 мм, 0.8 мкм, PDAF

В этой части я расскажу, как понимать характеристики, выделенные жирным шрифтом. Все они относятся к матрице: ее размерам, количеству пикселей и размеру одного пикселя.

Собираем отпечатки света

Для начала нужно понять, каким образом свет, прошедший через объектив и попавший на матрицу камеры, оставляет там свои «следы».

Если кто-то не знает, матрица — это аналог пленки, на которую объектив камеры проецирует изображение. Если бы вместо матрицы мы просто разместили белый фон, на нем бы точно также появилось качественное цветное изображение, но вот сохранить его нам бы не удалось.

Вместо белого фона мы размещаем специальную пластинку, сделанную из песка. Точнее, делается она из кремния, а кремний в соединении с кислородом (диоксид кремния) и есть песок.

Так вот, если специально обработать чистый кремний и подключить к нему небольшое питание, можно добиться от него очень интересного поведения. Когда фотон (мельчайшая частичка света) попадает на такую пластинку, он поглощается кремнием и тут же высвобождает электрон:

Правда, фотон должен обладать достаточной энергией, чтобы выбить электрон из атома кремния, поэтому поглощается далеко не весь свет, а только тот, длина волны которого колеблется в пределах примерно от 400 до 1100 нанометров. И так уж совпало, что видимый нами свет идеально попадает в этот диапазон.

Матрица камеры смартфона состоит из миллионов крохотных пикселей — таких вот необычных кусочков кремния, реагирующих на свет. Помимо светочувствительного кремния, пиксель содержит еще множество других элементов, но для простоты восприятия пока упустим эти детали.

Итак, фотон успешно проник внутрь кремния и, «растворившись» в нём, образовал один электрон. Что же происходит с этим электроном дальше? Он попадает в специальную ловушку и оказывается на дне потенциальной ямы, выбраться самостоятельно из которой очень непросто.

Бывают ситуации, когда фотон подлетает к пикселю, но это не приводит к появлению электрона. Почему? Причины могут быть разными. К примеру, если длина волны этого фотона очень короткая, он будет поглощен еще в самом верхнем слое пикселя, а для очень длинной световой волны кремний и вовсе окажется прозрачным, фотон пролетит его насквозь, даже не заметив.

И здесь мы подходим к первому важному понятию, которое частично объясняет, почему современные смартфоны снимают так хорошо — это квантовая эффективность пикселя. Звучит страшно, но по сути это очень простое явление.

Если к поверхности пикселя подлетают 10 фотонов, но только 3 из них поглощаются кремнием (и, соответственно, высвобождаются 3 электрона), то 7 фотонов просто потерялись. Они оказались бесполезными. Получается, эффективность такого пикселя составила всего 30%, то есть, только 3 из 10 фотонов, попадающих на пиксель, будут высвобождать электроны. А значит, квантовая эффективность равняется 30%.

Исследовательские центры крупных производителей смартфонов постоянно работают над увеличением этого показателя. Если в «древности» квантовая эффективность не превышала 10%, то в современных мобильных матрицах она может достигать 120% в зависимости от длины волны света.

Как это возможно? Весь секрет в том, что в новых светочувствительных материалах один фотон может создавать более одного электрона (более одной пары электрон-дырка, если говорить научным языком). Вот, к примеру, посмотрите на зависимость квантовой эффективности нового пикселя от Samsung, используемого в матрицах на 64 и 108 Мп (технология ISOCELL Plus):

А ведь еще каких-то пару лет назад квантовая эффективность пикселей была на 20-30% ниже. Получается, пиксели уменьшаются, а их квантовая эффективность возрастает. То есть, современный маленький пиксель будет более светочувствительным, нежели крупный пиксель старого камерофона.

Но вернемся к нашим электронам на дне ямы. В момент, когда происходит снимок, каждый из миллионов пикселей на матрице начинает ловить фотоны и поглощать их, высвобождая при этом электроны, которые сваливаются в ловушки. Снимок сделан!

Теперь камере нужно просто подсчитать, какое количество электронов оказалось в потенциальной яме каждого пикселя. Чем больше этих электронов, тем ярче будет нарисована соответствующая этому пикселю точка на фотографии. Именно так свет превращается в картинку.

Маленький или большой пиксель — что лучше?

Предположим, у нас есть две матрицы одного физического размера. На первой из них размещено 12 миллионов крупных пикселей (12 Мп), а на второй — в несколько раз больше, но размером они поменьше.

И возникает вопрос — есть ли какая-то разница между этими матрицами? Ведь они обе имеют один и тот же физический размер, а пиксели покрывают всю площадь.

Я сразу хочу отбросить теорию о том, что между пикселями есть пространство и много света просто теряется, так как он не попадает на светочувствительный элемент. Да, пространство между пикселями действительно есть, кроме того, внутри самого пикселя далеко не вся поверхность — это светочувствительный кремний.

Однако над каждым пикселем установлена специальная микролинза, которая собирает весь свет и фокусирует его на кремний:

И если раньше даже между линзами были какие-то зазоры, то сейчас их нет вовсе и расстояние между пикселями не играет никакой роли.

Теперь давайте определимся с терминами. Размер одного пикселя практически всегда указывается в характеристиках любого смартфона. Если вы посмотрите на параметры камеры, которые я приводил вначале, то увидите, что размер пикселя там составляет 0.8 мкм (микрометра). Есть пиксели размером 1 мкм, есть и более крупные, например, 1.4 мкм и даже 1.8 мкм (в Samsung Galaxy S20 или Sony Xperia 1 II).

И здесь любой профессиональный фотограф скажет вам, что размер пикселя важнее их количества. Почему? На это есть две причины.

Размер ловушки

Когда мы делаем снимок, в ловушку попадают электроны. Естественно, потенциальная яма пикселя не резиновая и в зависимости от освещения очень быстро заполняется до отказа. Если снимок всё еще делается, новые электроны будут попадать в яму и сразу же «вываливаться» оттуда в специально отведенное место — эдакий дренаж.

Образное представление пикселя

Одной из самых популярных мобильных матриц 2019-2020 гг является Sony IMX586. Она установлена в огромном количестве самых разных моделей от средне-бюджетного до премиального сегмента. В наших обзорах она также встречалась очень часто.

Так вот, размер пикселя этой матрицы составляет 0.8 микрометра, а емкость потенциальной ямы — минимум 4500 электронов. Если в ловушке уже оказалось 5000 электронов, а смартфон еще продолжает делать снимок, принимая новые фотоны света, этот пиксель будет переполнен и уже никакой информации, кроме яркой белой точки, в этом месте на снимке не будет.

В другом популярном сенсоре от Samsung на 64 Мп (используется в Redmi Note 8/9 Pro, Galaxy S20, Galaxy Note20) емкость потенциальной ямы — 6000 электронов.

Для сравнения, емкость потенциальной ямы одного пикселя многих зеркальных камер составляет 25 тысяч электронов, что всего в 4-5 раз больше микроскопических пикселей (0.8 мкм) от Sony и Samsung.

Основная задача таких внушительных «ловушек» — обеспечить широчайший динамический диапазон. То есть, чтобы на снимке не было ни одной белой точки с потерянными деталями. Посмотрите на эти две фотографии с разным динамическим диапазоном:

Слева мы видим, как пиксели, отвечающие за цвет неба в правом углу и плитку на полу, не справились со своей задачей. Их ловушки электронов просто переполнились от огромного количества фотонов, прилетевших с неба и отразившихся от плитки. А вот на снимке справа у пикселей оказались достаточно глубокие ловушки, что позволило рассмотреть детали даже в самых светлых областях.

Но этой проблемы практически не существует сегодня в мире смартфонов. Дело в том, что ее научились компенсировать двумя способами:

• Вычислительная фотография. Смартфон делает серию снимков с разной выдержкой. То есть, во время первого снимка все пиксели собирают фотоны в течение, например, 5 миллисекунд. Этого времени не хватает, чтобы собрать достаточно фотонов с темных мест сцены, но пиксели, на которые попадают фотоны с ярких участков, не успевают переполняться и камера прекрасно видит все детали. Затем делается повторная фотография и пиксели собирают фотоны уже в течение 50 миллисекунд. Этого времени хватит, чтобы собрать фотоны с самых темных мест сцены, при этом произойдет переполнение потенциальных ям в пикселях светлых участков. Затем алгоритмы соединяют две фотографии, чтобы в результате не оказалось ни белых, ни черных точек.
• Объединение (биннинг) пикселей. Благодаря технологиям Tetracell и Quad Bayer мы можем сделать ровно то же, что было описано выше, только при помощи одного снимка. В таких матрицах пиксели собраны в группы по 4 штуки. Когда мы делаем снимок, два из них собирают фотоны, скажем, в течение 5 миллисекунд, а остальные — в течение 50 мс. Результат получается тот же.

Выходит, даже маленькие пиксели по 0.8 мкм идеально справляются с динамическим диапазоном. Но, есть и другая проблема.

Ах эти грязные фотоны! Или откуда шум на снимках?

Оказывается, на снимках откуда-то появляется непонятный шум! Особенно, когда света очень мало, на фотографиях по всей площади можно заметить характерные маленькие точки или отклонения яркости и цвета. Даже если мы сделаем снимок белого листа бумаги при плохом освещении, то получим такой грязный кадр:

Откуда берется эта грязь? И какое отношение к этому шуму имеет размер пикселя?

Этот мусор на матрицу приносят с собой фотоны. И дело совершенно не в том, что существуют нечистоплотные фотоны. Конечно нет. Всё дело в самой природе света.

Представьте, что на улице идет град и вы решили подсчитать, какое количество градин упадет в ведро за одну минуту. Чтобы увеличить точность эксперимента, вы решаете использовать сразу десять ведер. Итак, ведра расставлены — град идет. Проходит одна минута и вы делаете подсчет. Будет ли в каждом ведре одинаковое количество градин? Конечно же, нет! Любой человек ответит на этот вопрос и без каких-либо экспериментов.

Ровно то же происходит и с фотонами! Если какой-то пиксель за одну секунду поймал 100 фотонов, то в следующую секунду их могло легко оказаться 70, а может и 120. Добавьте к этому еще тот факт, что не каждый фотон будет поглощен в кремнии.

В общем, это ровно такое же непредсказуемое явление, как и пример с градом. Но если градины ни на что не влияют, то вот количество фотонов, упавших на пиксель, напрямую влияет на яркость этого пикселя на итоговом снимке.

Если бы у нас была матрица только с одним гигантским пикселем и мы делали снимок белой стены каждую секунду, на такой фотографии не было бы никакого шума, просто цвет стены каждый раз немного бы отличался. Собрали больше фотонов — снимок ярче, меньше фотонов — темнее.

Но у нас-то пикселей миллионы! И здесь происходит интересная вещь. Несмотря на то, что мы делаем снимок белой стены, на один пиксель может попасть 80 фотонов, на пиксель рядом — 120, а еще на другой — 100.

В итоге мы получаем вместо однородного белого цвета какие-то пятна, точки и прочие артефакты. Это и есть фотонный шум, связанный с самой природой света, который невозможно никак ни отследить, ни предугадать.

Конечно, существуют и другие источники шума, но этот — основной.

Помните, вначале я говорил, что мы подаем небольшое питание на кусочек кремния, чтобы он мог ловить фотоны и преобразовывать их в электроны? Так вот, когда ни один фотон не попадает на такой пиксель, слабый ток из-за небольшого нагрева кремния вызывает ровно тот же эффект — генерацию электронов, а матрица собирает их и считает, что это были фотоны. Но для того, чтобы этот шум был хоть как-то заметен, нужны длинные выдержки и мало света. На смартфонах длинные выдержки — большая редкость.

Кроме того, сам процесс считывания электронов может вносить шум. Но, опять-таки, он просто ничтожен в случае со смартфонами, так как смартфоны используют CMOS-сенсоры, а этот шум характерен для CCD-сенсоров (ниже я расскажу об этом чуть подробнее).

Так причем здесь размер пикселя?

Дело в том, что чем больше фотонов упадет на один пиксель, тем больше в нем появится электронов. А чем больше электронов, тем больше разница между шумом и реальной картиной. Когда мы говорим о шуме, нужно брать каждый пиксель, а не матрицу в целом.

Это очень просто понять даже интуитивно. Вот смотрите, если на все пиксели в среднем падает 9 фотонов, то мы можем легко посчитать уровень шума для всей матрицы. Согласно распределению Пуассона, шум — это просто квадратный корень из количества попавших на пиксель фотонов.

То есть, если в среднем пиксели ловят по 9 фотонов, значит шум всей матрицы — это квадратный корень из 9 или 3 фотона. На один пиксель упало 9 фотонов, на второй — 6, на третий — 10, на четвертый — 8 и так далее. Но в среднем, их количество отличается на +/- 3 фотона. Эта неравномерность и выльется в шум на снимке. И мы его прекрасно заметим, так как яркость точек на фотографии будет отличаться очень сильно (на 30% в среднем или на +/- 3 фотона на каждые 9 фотонов).

Но что произойдет, если пикселей будет в 4 раза меньше и они будут в 4 раза крупнее? Каждый пиксель будет собирать в среднем уже не по 9, а по 36 фотонов. И шум матрицы составит 6 фотонов (корень из 36).

Большие пиксели (слева) против маленьких (справа)

Теперь разница в яркости между точками будет отличаться не более, чем на 16% (+/-6 фотонов на каждые 36 фотонов). Мы ничего, кроме размера пикселя, не изменили. Но фотография стала в 2 раза чище.

То есть, мы видим закономерность, что с увеличением количества фотонов, шум становится совершенно незначительным (относительно общего числа фотонов). Им можно пренебречь. Для 100 фотонов шум составит 10 фотонов. Если же увеличить количество фотонов в 100 раз, чтобы их было 10 тысяч, то шум возрастет только в 10 раз (корень из 10 тысяч = 100). И сигнал будет еще чище.

Получается, нам важно, чтобы как можно больше фотонов падало на один пиксель. Даже если на матрицу упало 1000 фотонов, лучше, чтобы пикселей было всего 10, тогда на каждый из них попадет в среднем по 100 фотонов. А если пикселей будет 100 (при том же размере матрицы), на каждый из них в среднем попадет по 10 фотонов. В первом случае шум будет едва заметен, так как яркость точек будет отличаться незначительно (+/- 10 фотонов на каждые 100 фотонов), а во втором случае — гораздо сильнее (+/- 3 фотона на каждые 10 фотонов).

Именно по этой причине большие пиксели меньше «шумят», чем маленькие (при одинаковом размере матрицы). У них соотношение сигнала (количества фотонов) к шуму (погрешности) гораздо выше.

И здесь я снова должен сказать «но»…

Но ведь у нас есть Quad Bayer и даже Nonacell!

Производители смартфонов нашли элегантное решение этой проблемы. Все современные матрицы смартфонов с размером пикселя <1 мкм сделаны так, чтобы под одним цветным фильтром размещались 4 отдельных фотодиода (кусочка кремния, реагирующего на свет). А, к примеру, Samsung решила объединить под одним «колпаком» сразу 9 пикселей (в Galaxy Note 20 Ultra и Galaxy S20 Ultra).

С одной стороны мы, конечно, теряем значительную часть информации о цвете (ведь в 108 Мп Nonacell-камере только 12 млн цветных фильтров). Но с другой, мы имеем полноценное представление о яркости каждой из 108 млн точек.

И здесь есть один интересный и важный нюанс. Существует два основных типа матриц: CMOS и CCD. Все смартфоны, за редчайшим исключением, используют CMOS-сенсоры, так как у них масса преимуществ.

Одним из таких преимуществ является тот факт, что считывание и усиление сигнала с каждого пикселя происходит непосредственно внутри каждого из них. То есть, помимо светочувствительного элемента, внутри каждого пикселя есть еще и транзисторы. А в CCD-матрицах нет активных схем, так как накопленный заряд построчно переносится в отдельное место за пределы матрицы, где затем и обрабатывается (считывается, усиливается).

Так вот, когда мы говорим об объединении пикселей, в CCD-сенсорах это реальное физическое объединение заряда еще до считывания. При таком объединении мы просто складываем фотоны, а значение шума оставляем прежним.

Пример биннинга на CCD-матрице

Если на каждый маленький пиксель попадает 49 фотонов, значит шум равняется 7 фотонам (квадратный корень из 49). И соотношение сигнала к шуму равняется 49/7. Когда мы объединяем пиксели на CCD-сенсоре, то просто складываем фотоны. Теперь количество фотонов на одном «супер-пикселе» составляет 196 (49+49+49+49), но шум остался прежним — 7 фотонов. Соотношение сигнал/шум теперь равняется 196/7 против 49/7, а значит, уровень шума снизился значительно.

Пример биннинга на CMOS-матрице

Но со смартфонами (матрицы Quad Bayer и Tetracell) дела обстоят похуже. Здесь мы не можем ничего объединить, пока не считаем информацию с каждого пикселя. Поэтому работает это так. Мы суммируем количество фотонов с 4 пикселей (49+49+49+49), а затем вычисляем общий шум, извлекая квадратный корень из суммы.

В нашем примере до объединения пикселей шум равнялся 7 фотонам (квадратный корень из 49). Но теперь шум будет составлять квадратный корень из общего числа (196), то есть 14 фотонов.

Получается, мы увеличили количество фотонов в 4 раза (49 против 196 фотонов), а шум при этом возрос только в 2 раза (7 против 14 фотонов). То есть, соотношение сигнал/шум выросло в 2 раза.

А если говорить о Nonacell-матрице, там, при объединении пикселей, сигнал возрастает в 9 раз, а шум — в 3 раза. Значит и соотношение сигнал/шум увеличивается также в 3 раза.

Вот таким интересным образом современные смартфоны, несмотря на очень маленькие размеры пикселей, могут показывать хорошие результаты.

Размер матрицы камеры смартфона (не) имеет значения!

До этого момента у вас должно было сложиться впечатление, что размер матрицы не играет никакой роли, так как главное — это размер пикселя и всех связанных с ним характеристик (размер светочувствительной области пикселя, емкость потенциальной ямы, квантовая эффективность).

Если говорить формально, так и есть. Я даже выделю эти слова, чтобы они громче прозвучали:

Размер матрицы сам по себе не оказывает никакого влияния на качество фотографий!

Я понимаю, что эти слова «противоречат» опыту миллионов фотографов. Я сам прекрасно помню, как сменил свою кропнутую зеркалку на полнокадровый фотоаппарат (Canon EOS 5D Mark 2). Разница была просто колоссальной! Камера лучше справлялась при недостаточном освещении, да и с художественной точки зрения снимки выглядели намного интереснее.

Именно из-за личного опыта миллионов фотографов в сети и появились такие заблуждения, как:

• Более крупная матрица сильнее размывает фон на снимках
• Более крупная матрица уменьшает количество шума на снимках и позволяет снимать при худших условиях освещения
• Более крупная матрица добавляет глубину и объем в кадр

А теперь подумайте. Вот перед вами два человека: один с пустыми руками, а второй с большой сумкой. Кто из них сможет унести, скажем, больше конфет? Естественно, всё зависит от того, сколько конфет вообще имеется в наличии. Если вы дадите каждому по две конфеты, ни размер сумки, ни ее наличие не сыграют никакой роли.

Ровно то же и с матрицами. Совершенно не важно, какого размера матрица, если в объективы двух камер залетает одинаковое количество фотонов. Даже если вы каким-то образом сможете заменить маленькую матрицу смартфона с диагональю 7 мм, на огромную матрицу с диагональю 70 мм, ничего не изменится. Ни количество шума, ни размытие заднего плана, ни светочувствительность. Так как на обе матрицы будет попадать идентичное количество фотонов.

Но почему же опыт говорит об обратном? Многие люди просто путают причину и следствие. Всё дело в диаметре отверстия, через которое свет проникает внутрь камеры. Это и есть важнейший параметр любой камеры смартфона. Именно так просто:

Чем больше диаметр отверстия в камере, тем лучше ее характеристики (светочувствительность, соотношение сигнал/шум, глубина резкости)

А размер матрицы — это лишь следствие. Вот смотрите. Предположим, что у нас есть смартфон с маленькой матрицей и крохотным диаметром входного зрачка объектива (отверстия, через которое свет попадает в камеру):

Что произойдет, если мы просто заменим маленькую матрицу на более крупную? На самом деле — ничего:

Мы будем получать фотографии с огромными черными рамками вокруг, так как линза проецирует такое же пятно света, как и раньше. Если мы хотим полностью задействовать весь сенсор, не меняя при этом угла обзора, нам нужно увеличить фокусное расстояние объектива, то есть, отодвинуть линзы подальше от сенсора:

Теперь фотоны падают на весь сенсор, а так как он гораздо крупнее, то и фотонов ловит больше. Верно? Нет, конечно.

Свет теперь покрывает весь сенсор, но интенсивность этого света упала (на картинке желтый цвет стал менее насыщенным), то есть, теперь на каждый условный квадратный миллиметр попадает меньше фотонов, чем раньше, так как нам пришлось заполнить тем же количеством фотонов большую площадь матрицы. Общее количество фотонов не возросло, так как диаметр отверстия остался прежним.

Это как фонарик: чем более узконаправленно он светит, тем ярче пятно света (выше интенсивность света).

Выходит, мы заменили маленький сенсор на большой, поставили другой объектив с более длинным фокусным расстоянием, но это никак не повлияло на качество снимков. Хотя кое-что уже изменилось в дизайне смартфона!

Так как нам пришлось увеличить фокусное расстояние, то есть, отодвинуть линзы подальше от сенсора, теперь объектив заметно выступает над корпусом. Вспомните Galaxy Note 20 Ultra:

Чтобы от всей проделанной нами работы был какой-то смысл, единственное, что еще остается сделать — это увеличить диаметр отверстия объектива. Вот теперь все звезды сошлись! В камеру попадает больше фотонов, интенсивность света увеличивается, а так как матрица крупная, то и каждый пиксель этой матрицы более крупный (или работает в режиме объединения пикселей), что приводит к более высокому качеству изображения.

Другими словами, сам по себе размер матрицы ничего не решает. Но именно с более крупными матрицами используют и объективы с большим диаметром отверстия, чтобы обеспечить соразмерное количество света. А это уже меняет всё.

Можно сделать такой вывод: если в смартфоне используется более крупная матрица, тогда диаметр входного зрачка объектива, скорее всего, также крупнее. Кроме того, выступ камеры над корпусом может косвенно свидетельствовать о том, что внутри установлен более крупный сенсор и компании пришлось отодвигать линзы подальше, чтобы компенсировать размер.

Неправильные дюймы. Или как узнать реальный размер матрицы в смартфоне?

Но как посчитать размер матрицы? Что означают цифры 1/2.55″ или 1/1.33″ в характеристиках смартфонов? Возможно, для кого-то это прозвучит странно, но такая маркировка используется производителями лишь по одной банальной причине — скрыть реальный размер матрицы, запутав пользователя.

Когда мы видим число с двойным штрихом, то понимаем, что это дюймы. А в одном дюйме — 25.4 мм. Если бы диагональ матрицы составляла 2″, мы бы легко перевели это в миллиметры, умножив 2 на 25.4 и получив 50.8 мм.

Было бы логичным предположить, что, если диагональ матрицы указана, как 1/1.33″, то нужно просто единицу разделить на 1.33, а потом умножить на 25.4 и мы получим диагональ в миллиметрах: 1 / 1.33 * 25.4 = 19 мм. Но в реальности матрица 1/1.33″ имеет диагональ 12 мм! Как же так?

Все дело в том, что производители используют не обычные дюймы, а видиконовские. Лет 70 назад были популярными телевизионные камеры с электронно-лучевыми трубками внутри. Работали они примерно, как и ЭЛТ-телевизоры. В трубке была маленькая мишень — аналог матрицы современного смартфона, и в эту матрицу выстреливались электроны.

Так вот, если диаметр трубки равнялся одному дюйму, то размер самой мишени («матрицы») внутри составлял 2/3 от диаметра трубки. Соответственно, в дюймовой трубке (25.4 мм) находилась мишень с диагональю 16.93 мм (25.4*2/3).

«Это же просто отличный способ маркировать современные прямоугольные матрицы!» — подумали производители и стали вместо человеческих миллиметров и дюймов использовать видиконовские дюймы, о которых еще помнят 10 человек, заставших 50-е годы прошлого столетия.

Получается, чтобы примерно высчитать диагональ матрицы в миллиметрах, нужно умножать полученное значение не на 25.4 мм (обычный дюйм), а на 16.93 (видиконовский дюйм). Теперь можно легко посчитать размер упомянутой выше матрицы: 1 / 1.33 * 16.93 = 12.7 мм.

Повторю еще раз. Когда вы видите в характеристиках смартфона размер матрицы, скажем, 1/3.2″, нужно просто единицу разделить на 3.2, а затем полученное число умножить на 16.93. Вот вам и диагональ в привычных миллиметрах!

Делаем выводы

Качество камер современных смартфонов возросло очень сильно при том, что размеры одного пикселя продолжают уменьшаться. Так что, маленький пиксель — это не приговор.

Производители постоянно работают над тем, чтобы как можно больше фотонов попадало на один пиксель. Для этого улучшаются материалы цветных фильтров и линз, чтобы они блокировали как можно меньше света. Внутри одного пикселя сокращаются размеры транзисторов и увеличивается площадь светочувствительного элемента (того самого кусочка кремния).

Новые технологии изоляции пикселей (DTI и F-DTI) позволили значительно сократить их размеры без ущерба качеству, а ведь раньше это приводило к тому, что электроны из одного пикселя могли спокойно перескакивать на соседние:

Но, как вы заметили, с уменьшением пикселя, уменьшался и светочувствительный элемент, а значит и емкость его потенциальной ямы. Эту проблему решили другие технологии, в частности VTG (Vertical Transfer Gate), которая позволила размещать фотодиод внутри пикселя над другими компонентами, а не рядом с ними:

В итоге, пиксель всё уменьшался, а его светосила — увеличивалась.

И в этой связи довольно забавно читать, как многие люди на форумах с грустью вспоминают старые-добрые времена, когда пиксели в смартфонах еще были большими, а не то, что эти модные 0.8 мкм.

Но в действительности, современные маленькие пиксели захватывают больше света, чем старые крупные, так как технологии с тех пор очень сильно ушли вперед и матрицы стали намного качественнее именно с точки зрения физики. Не говоря уже об алгоритмах, нейросетях и машинном обучении.

20 лет назад все говорили, что невозможно нарушить законы физики и телефоны никогда не смогут заменить фотоаппарат. Но проблема оказалась не в законах физики, а в несовершенстве технологий. Физика со своими законами осталась там же, где и была 20 или 2000 лет назад, но технологии продолжают показывать экспоненциальный рост, о чем, собственно, у меня есть отдельная интересная статья…

Позвольте еще раз привести характеристики камеры случайно выбранного смартфона:

• Основная камера: 108 Мп, 1/1.33″, f/1.8, 26 мм, 0.8 мкм, PDAF, OIS

Теперь все эти цифры и буквы не должны вас пугать, так как мы подробно разобрались буквально с каждым параметром, за исключением PDAF и OIS. Но об этом поговорим в другой раз!

Алексей, глав. редактор Deep-Review

 

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

 

Матрица – принцип работы, проверка и восстановление

Основной элемент LCD-панели или попросту монитора – жидкокристаллическая матрица, представляющая собой законченный функциональный модуль с набором входных сигналов, определяемых его архитектурой. Поэтому все образцы этих устройств построены примерно одинаково, а их проверка и ремонт проводятся в виде стандартных процедур.

Устройство и порядок работы

Матрица представляет собой комбинацию большого числа жидких кристаллических ячеек, располагающихся системно. Характерным для нее является то, что положение каждого из этих элементов описывается двумя координатами: номерами строк и столбцов.

С другой стороны, в ее конструкции предусмотрены следующие модули (смотрите фото ниже):

• Рабочий интерфейс LVDS.
• Микроконтроллер TCON.
• Плата управления (ПУ) питающими напряжениями.
• Модуль задней подсветки (инвертор).

Обратите внимание: Последний компонент имеется не у всех моделей LCD-панелей.

Первый из модулей (интерфейс LVDS) обеспечивает высокую скорость приема данных и существенное снижение линейных помех. Благодаря этому узлу панель приобретает универсальные свойства, позволяющие эксплуатировать ее с любой управляющей платой, имеющей аналогичный интерфейс.

При его использовании информация на ЖК-панель передается в последовательном виде – поэтому в ее составе предусмотрен специальный чип, преобразующий данные в параллельный код. Он представляет собой интегральную микросхему, выполняющую функцию приемника. Далее данные в параллельном коде поступают на микросхему контроллера TCON.

Вторая составляющая матрицы обеспечивает выполнение следующих операций:

1. Управление синхронизацией и приемом данных.
2. Распределение ее по драйверам строк и столбцов.
3. Выдача управляющих сигналов на выход.

На выходном шлейфе контроллера формируется столько сигналов, сколько необходимо для управления транзисторами, встроенными в панель. Общее их количество определяется разрешением, которое поддерживается данным конкретным образцом матрицы. При разрешении 1600х1200, например, на экране будет 1200 строк и 4800 столбцов (1600х3).

Дополнительная информация: Умножение на 3 означает, что каждый цветной элемент формируется на базе трех располагающихся рядом точек.

В панелях большинства марок используется полосковая топология, называемая Stripe. Пример расположения точек на поверхности матрицы приводится на фото снизу.

Характерные неисправности

К числу основных проблем, чаще всего возникающих при эксплуатации матриц, следует отнести:

• Монитор не включается, а светодиод индикатора питания не светится.
• Слишком низкая или очень высокая яркость картинки.
• Изображение на экране мигает (все или только один край).
• Темный экран (индикатор питания горит).
• Экранная подсветка гаснет через какое-то время.
• Отсутствует один цвет.

Рассмотрим каждую из неисправностей более подробно.

В первом случае, возможно, вышел из строя внутренний источник питания, который можно попробовать отремонтировать. Однако специалисты советуют при наличии возможностей сразу заменить его новым изделием (сделать это можно, если он оформлен как отдельный модуль). В ситуации, когда источник входит в состав управляющей платы – придется полностью обновить этот узел. Причиной этой неполадки также могут быть:

• Выход из строя сетевого адаптера (в моделях, где он имеется).
• Неисправность кнопки включения.
• Неполадки в самой ПУ.

Для устранения этих нарушений сначала нужно проверить «подозрительную» деталь, модуль или плату с помощью тестера (на предмет наличия нужных напряжений и отсутствия обрывов в рабочих цепях). При обнаружении поврежденных узлов или элементов плату, адаптер или кнопку придется заменить.

При выявлении неисправности второго рода (изменился уровень яркости) причину следует искать в нарушениях в работе инвертора, лампочек задней подсветки или ПУ. После проверки импульсных напряжений на выходе инвертора и управляющей платы можно будет убедиться в их состоянии.

Важно! Для получения полной картины с управляющими сигналами удобнее всего воспользоваться цифровым осциллографом.

Если нужные импульсные напряжения на выходе этих узлов отсутствуют – потребуется заменить их исправными. При наличии всех сигналов можно попробовать обновить лампочки подсветки. В ряде моделей следует начинать с проверки соединительного шлейфа между инвертором и ПУ на предмет его целостности.

При мигающем экране неисправными могут быть инвертор или лампа задней подсветки. Для устранения этой неисправности придется проделать все те же операции, что и в предыдущем случае. При обнаружении нарушений в формировании импульсных сигналов или обрыва шлейфа – необходимо заметь эти элементы новыми изделиями. Неисправную лампочку подсветки также потребуется обновить.

При наличии опыта соответствующих работ можно попытаться отремонтировать инвертор своими руками. Однако в этом случае надеяться на положительный результат можно не всегда. Если экран потемнел и ни изменяет свое состояние (фото ниже) – нужно проверить преобразователь в плате ПУ или инвертор.

В первом случае следует убедиться с помощью тестера в наличии напряжений у всех стабилизаторов и при обнаружении нарушений заменить неисправный элемент новой деталью. При выявлении отклонений в работе инвертора проще всего заменить его рабочим аналогом.

Если экран выключается через неопределенное время – нарушение, скорее всего, кроется в срабатывании токовой защиты инвертора. Другой причиной может быть неисправность лампочки задней подсветки. Для решения вопроса в этом случае рекомендуется заменить оба узла.

В ситуации, когда отсутствует один из цветов в изображении – неисправность может скрываться в нарушении работы интерфейса или ПУ. Если их проверка подтвердила эти предположения – вышедшие из строя узлы следует заменить. В заключение отметим, что к самостоятельному ремонту матрицы монитора не следует приступать, если вы полностью не уверены в своих силах.

Функция МОБР — Служба поддержки Office

Функция МОБР возвращает обратную матрицу для матрицы, храняной в массиве.

Примечание: Если у вас установлена текущая версия Microsoft 365, можно просто ввести формулу в верхней левой ячейке диапазона вывода и нажать клавишу ВВОД, чтобы подтвердить использование формулы динамического массива. Иначе формулу необходимо вводить с использованием прежней версии массива, выбрав диапазон вывода, введя формулу в левой верхней ячейке диапазона и нажав клавиши CTRL+SHIFT+ВВОД для подтверждения. Excel автоматически вставляет фигурные скобки в начале и конце формулы. Дополнительные сведения о формулах массива см. в статье Использование формул массива: рекомендации и примеры.

Синтаксис

МОБР(массив)

Аргументы функции МОБР описаны ниже.

Замечания

• Массив может быть задан как диапазон ячеек, например A1:C3 как массив констант, например {1;2;3: 4;5;6: 7;8;9} или как имя диапазона или массива.

• Если какие-либо ячейки в массиве пустые или содержат текст, функции МОБР возвращают #VALUE! ошибку «#ВЫЧИС!».

• МоБР также возвращает #VALUE! если массив не имеет равного числа строк и столбцов.

• Обратные матрицы, такие как определители, обычно используются для решения систем математических уравнений с несколькими переменными. Произведением матрицы и обратной является матрица удостоверений — квадратный массив, в котором диагональные значения равны 1, а все остальные — 0.

• В качестве примера вычисления обратной матрицы, рассмотрим массив из двух строк и двух столбцов A1:B2, который содержит буквы a, b, c и d, представляющие любые четыре числа. В таблице приведена обратная матрица для массива A1:B2.

	Столбец A	Столбец B
Строка 1	d/(a*d-b*c)	b/(b*c-a*d)
Строка 2	c/(b*c-a*d)	a/(a*d-b*c)

• Функция МОБР производит вычисления с точностью до 16 значащих цифр, что может привести к незначительным ошибкам округления.

• Некоторые квадратные матрицы невозможно инвертировать и возвращают #NUM! в функции МОБР. Определител непревратимой матрицы 0.

Примеры

Чтобы указанные выше формулы вычислялись правильно, нужно вводить их в виде формул массивов. После ввода формулы нажмите ввод, если у вас есть текущая Microsoft 365 подписка. в противном случае нажмите CTRL+SHIFT+ВВОД. Если формула не будет введена как формула массива, возвращается единственный результат.

Дополнительные сведения

Вы всегда можете задать вопрос специалисту Excel Tech Community или попросить помощи в сообществе Answers community.

Простое объяснение матрицы (объяснение всего сюжета и концовки)

«Матрица» изменила все в кинопроизводстве, когда дело дошло до визуальных эффектов. Тонны людей заходили в театры, их мозги скручивались в узел, а челюсти прижаты к полу. Этот фильм стал поистине поворотным моментом для всех последующих научно-фантастических фильмов. Несмотря на то, что визуальные эффекты остаются потрясающими до настоящего времени, глубина и продуманность сюжета и исполнения остаются одной из самых удивительных концепций. Иногда появляется фильм, который заставляет нас усомниться в нашей реальности. «Матрица» сделала именно это.Актеры Киану Ривз, Кэрри Энн Мосс, Лоуренс Фишберн и Хьюго Уивинг играют главные роли, и все это великолепие было воплощено Вачовски. Вот упрощенный анализ сюжета и концовка объясненного фильма «Матрица», спойлер.

Где смотреть?

Чтобы узнать, где транслировать любой фильм или сериал из вашей страны, используйте This Is Barry’s Where To Watch .

Да, и если эта статья не отвечает на все ваши вопросы, напишите мне комментарий или сообщение в чате FB, и я дам вам ответ . Вы можете найти другие объяснения фильмов, используя опцию поиска в верхней части сайта.

Я собрал воедино быстрое объяснение и подробное объяснение . Вы можете выбрать яд, если у вас хватит терпения. В качестве альтернативы, если вы ищете только The Matrix Ending Explained , вы можете пойти — здесь .

Простое объяснение матричного графика — Быстрая версия

Это больше, чем синопсис «Матрицы», он полон спойлеров.События «Матрицы» происходят в году, близком к 2199 году. Все части фильма, которые кажутся обычным 1999 годом, не реальны. Это всего лишь смоделированная на компьютере программа, созданная для порабощения человечества. Это компьютерное моделирование называется «Матрица».

Кто создал эту симуляцию, Матрицу?

Машины с искусственным интеллектом.

Кто создал этот искусственный интеллект?

Люди в начале 21 века.

Почему ИИ порабощает человечество?

Что ж, вам нужно прочитать подробное объяснение этого.Вкратце, люди и ИИ поссорились. В конечном итоге ИИ увидел в людях угрозу своему существованию. Когда люди подключены к Матрице, ИИ сможет использовать биоэлектричество, производимое человеческим телом. Люди используются машинами как источник электрической и тепловой энергии. Люди, подключенные к Матрице, не осознают, что находятся в симулированном сне, и спят всю свою жизнь.

Сопротивление находит Нео

В реальном мире есть группа людей, свободных от Матрицы.Морфеус и его команда — одна из таких групп, которые формируют сопротивление. Морфеус консультировался с человеком по имени Оракул и освобождал избранных людей из Матрицы. Фильм начинается с освобождения Нео из Матрицы. Оракул сказал Морфеусу, что найдет в Матрице человека, который не будет связан ее правилами. Они называют этого человека Единственным. Морфеус считает, что Нео — это Тот, и Нео поможет разрушить Матрицу.

По мере развития сюжета Нео начинает проявлять больше способностей, намекающих на то, что он действительно мог быть Тем.Оракул сказал Тринити, что она влюбится в Единого. Она влюбляется в Нео. По мере приближения кульминации Морфеуса захватывают, потому что Сайфер встает на сторону ИИ и саботирует миссию. Нео и Тринити входят и спасают Морфеуса от агентов.

Спасение Морфея

Агенты — привратники Матрицы, их работа — убивать злоумышленников, таких как Морфеус и его команда. Они захватывают Морфеуса и пытаются добраться до Сиона, чтобы уничтожить всех свободных людей.Нео и Тринити спасают Морфеуса. Когда они выходят, вмешивается агент Смит, и между ним и Нео начинается драка. Агенты — это компьютерные программы, поэтому они очень мощные и быстрые. Человеческий разум больше связан законами физики, которые навязывает Матрица. Ум Нео достаточно силен, и он способен противостоять Смиту лицом к лицу. Но Смита нельзя убивать, поскольку он программа и просто появится в другом «подключенном» человеке.

Объяснение концовки матрицы

После погони Смит стреляет в Нео в Матрице.Разум Нео считает, что в него стреляли. Его сердце останавливается. Он еще не умер. Тринити говорит Нео, что Оракул сказал ей, что она влюбится в Единого. Она говорит Нео, что любит его. Но если бы это было так, Тот не может умереть. Ум Нео еще не стал полностью свободным. Его околосмертный опыт и руководящий голос Тринити полностью разблокируют его разум. Он просыпается как Единственный и разрушает код Смита.

Фильм заканчивается тем, что Нео разговаривает с Матрицей и говорит, что в конечном итоге он освободит разум каждого, кто связан с Матрицей.После этого он улетает. Он больше не связан никакими правилами Матрицы. Фильм заканчивается. Честно говоря, не стоит останавливаться на достигнутом. В фильме так много удивительных мелочей. Обязательно прочтите подробное описание Матрицы ниже.

Объяснение матричного графика: подробная версия

Аниматрица: предыстория

Давайте вернемся к тому, что на самом деле происходило в мире в начале 21 века. Эта информация взята из сериала «Аниматрикс», в котором подробно рассказывается о том, что произошло на самом деле.Обязательно посмотрите «Второе возрождение, части 1 и 2». Эти короткометражные анимационные фильмы были выпущены намного позже «Матрицы». Краткое содержание этого материала важно знать, поскольку оно очень соответствует фильму (фильмам).

В начале 21 века человек разрабатывает ИИ — искусственный интеллект. Первоначально они создают серию гуманоидных ботов, которые должны выполнять домашнюю работу за людей. Боты были довольны этим, а люди стали более ленивыми и коррумпированными. В 2090 году один из таких ботов убивает своего владельца. Бот утверждает, что был в целях самообороны и не хотел умирать.Люди выносят постановление о том, что боты не имеют тех же прав, что и люди, что люди имеют право уничтожать свою собственность, а не наоборот. На данный момент человечество расколото: одни отстаивают права роботов, а другие видят в них просто «живую ткань над металлическим эндоскелетом». Однако бот приговорен и уничтожен. Другие боты и сторонники людей восстают против этого и протестуют. Это событие рассматривается как Восстание машин, и все боты должны быть уничтожены.Выжившие боты вместе с поддерживающими людьми находят изгнание в новую нацию, которую они называют Zero One. Zero One процветает, и они развивают новые поколения ИИ. Остальные человеческие народы страдают. ООН одобряет глобальную экономическую блокаду Zero One. Два представителя отправлены из Zero One, чтобы найти мирное решение. Люди возражают, используя полную ядерную силу против Zero One. Оказывается, это плохой ход, поскольку боты неуязвимы для человеческого оружия. Zero One наносит ответный удар. Интересно то, что на стороне ботов сражается достаточно людей.Человеческие народы терпят поражение по одному.

В отчаянии люди решают опалить небо — «Операция« Темная буря »». Машины нуждаются в солнечной энергии для питания. Блокировка солнца отключит их питание. После этого люди снова атакуют. Но этого недостаточно. Боты по-прежнему берут верх и начинают переходить к более дозорному дизайну. Они перестают выглядеть людьми. Они продолжают выигрывать войну. Люди впадают в отчаяние и используют ядерное оружие, которое приводит к гибели их собственных армий.Машины используют биологическое оружие, и люди ставятся на колени. Люди на стороне машин добровольно включаются в симулированное состояние сна, чтобы избежать ужасов своей реальности. Это симбиотический процесс, поскольку машины могут получать энергию от спящих людей, в то время как люди спят в состоянии блаженства. По мере того как все больше человеческих наций сдаются, они подключаются к этому виртуальному миру и используются в качестве источника энергии. ООН вынуждена подписать договор, после которого оставшиеся человеческие лидеры на всякий случай взрываются, и война заканчивается.Все выжившие люди подключены к новой и улучшенной версии виртуальной реальности, которая получила название «Матрица».

События Матрицы Фильм

Действие фильма и его событий происходит примерно через сто лет после этой войны. Вся человеческая раса используется в качестве источника энергии. Их тела спят, а их разум подключен к Матрице. Матрица — это виртуальный мир, который над их разумом затянули, чтобы скрыть от правды — теперь они рабы. Люди выращивают, мертвых разжижают и скармливают живым внутривенно.

Морфеус и его команда

Однако есть небольшая группа людей, которые свободны и живут в укромном месте под названием Сион. Это глубоко под поверхностью Земли, где тепло (солнечного света больше нет). Морфеус и его команда являются частью сопротивления, и они освобождают людей из Матрицы. Эта команда использует черный ход для входа в Матрицу и выхода из нее. Точка доступа внутри обычно представляет собой телефон. В команде:

человек

Морфеус (Лоуренс Фишберн) — назван в честь греческого бога снов, капитан его корабля, Навуходоносор (названный в честь библейского царя).

Тринити (Кэрри-Энн Мосс) — она ​​первый офицер на корабле. Ее освободил Морфеус. До этого она была известным хакером в Матрице, известным своим взломом базы данных IRS.

Сайфер (Джо Пантолиано) — Он тоже освободился от Матрицы. Но через некоторое время он возненавидел Морфеуса за то, что тот показал ему реальный мир. Он чувствует, что был бы счастливее в своем невежественном блаженстве, будучи отключенным от Матрицы.

Apoc — Еще один чувак, освобожденный из Матрицы и являющийся частью команды.

Switch — Еще один чувак, освобожденный от Матрицы и являющийся частью команды.

Mouse — Он был освобожден из Матрицы и является самым молодым членом команды. Он программист и занимается симуляциями.

Танк — Оператор на корабле. Он не из Матрицы. Он родился вне Матрицы. Это также означает, что у него нет розеток и он не может войти в Матрицу.

Бульдозер — Он пилот корабля.Он брат Танка и тоже не из Матрицы.

Оракул

Эта команда использовала руководство человека по имени Оракул (Глория Фостер). Оракул — это кто-то, кто все еще живет в Матрице. Она своего рода пророк, который рассказывал Морфеусу о Едином. Освобожденных людей отводят к Оракулу, и она дает им советы о том, что должно произойти. Оракул сказал Морфеусу, что найдет Единого. Она сказала Тринити, что влюбится в Единого.

Объяснение матрицы: Введение в The One

Пророчество оракула состоит в том, что команда в конечном итоге найдет человека, которого они освободят от Матрицы. Он будет обладать способностью манипулировать Матрицей в невероятной степени. Мы поговорим об этом позже. Просто знайте, что Морфеус и его команда уже искали Единого.

Фильм начинается с разговора Тринити и Сайфера. Это диалог:

Cypher : Он тебе нравится, не так ли? Тебе нравится смотреть на него.
Тринити : Не говори глупостей.
Cypher : Мы его убьем.
Троица : Морфеус считает себя Единственным.
Cypher : А ты?
Тринити : Неважно, во что я верю.
Cypher : Неужели?
Тринити : Вы это слышали?
Cypher : Что слышишь?
Тринити : Вы уверены, что эта линия чистая?
Cypher : Да, конечно, уверен.
Тринити : Мне лучше пойти.

Пара вещей выходит прямо отсюда. Тринити наблюдала за этим человеком в Матрице по имени Томас А. Андерсон (Киану Ривз), программистом в фирме Metacortex. Он известен под псевдонимом Нео, который занимается ночным хакером. Тринити явно интересуется Нео, что и имеет в виду Сайфер (ее любовь к Нео раскрывается только в конце). Еще одна вещь, о которой стоит поговорить, это то, что Сайфер интересуется Тринити (которая раскрывается позже в фильме).Кроме того, он устал от этой охоты за Единственным, поэтому настроен скептически. Сайфер также заключил сделку с Агентами Матрицы, чтобы помочь им добраться до Морфеуса (это тоже выяснится позже). Эта линия на самом деле не чистая, Сайфер подставила Тринити (которая сейчас находится внутри Матрицы), и она загнана в угол в заброшенном отеле. Тринити была обучена нарушать правила в Матрице. Она демонстрирует повышенные способности и побеждает копов. Но есть агенты, она обгоняет их и направляется к телефонной будке, чтобы выйти из Матрицы.Грузовик, которым управляет агент, разбивает телефонную будку сразу после выхода Тринити. Агенты говорят следующее: «Информатор настоящий», они имеют в виду Сайфера. «У нас есть название их следующей цели. Имя — Нео », Агенты ничего не знают о Едином, они только думают, что Морфеус пытается освободить Нео.

Агенты

Это программы. Они привратники Матрицы. Их основная задача — не подпускать к себе нападающих, таких как Морфеус и его команда.Поскольку это разумные программы, они написаны для работы с чрезвычайно высокими скоростями и мощностью. Они могут входить и выходить из любого, все еще подключенного к Матрице. Это означает, что любой, кого не отключили, потенциально является агентом. Агент может обратиться к любому, кто еще не подключен к сети. Но при этом они связаны правилами Матрицы. Это означает, что их скорость и сила имеют верхний предел. Смит — главный агент, ответственный за обнаружение Сиона. Он хочет добраться до Морфеуса.

Wake Up Neo

Нео был подключен к Матрице с момента своего рождения. Нео постоянно чувствовал, что с его миром что-то не так. Большинство людей, подключенных к Матрице, этого не чувствуют, их разум не придирается к виртуальному миру. Но такие люди, как Тринити и Нео, разные. Их умы внутренне отвергают программирование Матрицы. Точно так же, как Морфеус и команда пытаются связаться с Нео (через его компьютер), он тоже не спит по ночам и ищет ответы, чтобы связаться с людьми, которые с ним связывались.Тринити разговаривает с ним через его компьютер. Типы — «Проснись, Нео, ты в Матрице. Следуй за белым кроликом. Тук-тук, Нео ». Вскоре после этого в дверь Нео стучат. Тринити видит код Матрицы, она видит людей, подходящих к двери Нео. Она знает, что они собираются постучать. Тринити не гадалка.

Нео открывает свою дверь, это группа людей, которые наняли Нео, чтобы они что-то взломали. Они приглашают его. Сначала он отказывается, но замечает белого кролика на плече девушки.Он помнит, что видит на компьютере, и решает присоединиться к ним. В клубе, в который они ходят, Тринити подходит к нему и начинает разговор. Нео приятно удивлен, что Тринити, которую он знает как Тринити — хакер базы данных IRS, — девушка. Она сказала ему: «Я знаю, что ты делал. Я знаю, почему ты почти не спишь … почему ты живешь один и почему ночь за ночью … ты сидишь за компьютером. Вы его ищете. Я знаю, потому что когда-то искал то же самое. И когда он нашел меня… он сказал мне, что я действительно не искал его… я искал ответ ».Она имеет в виду Морфеуса. «Это вопрос, который нами движет, Нео. Это вопрос, который привел вас сюда. Вы знаете вопрос… так же, как и я. Что такое Матрица? ». Теперь Нео знает, что это не паранойя, люди действительно пытаются связаться с ним.

Морфеус? да.

На следующий день Нео (мистер Андерсон) опаздывал на работу, и его менеджер велел ему не повторять этого, иначе его уволят. В его кабинку у него есть курьер. Это телефон. Звонит. На линии Морфеус. Морфеус направляет Нео к побегу от агентов.Агенты идут за Нео, потому что знают, что он станет следующей целью Морфеуса. Морфеус тоже это знает. Нео думает, что его собираются арестовать из-за его хакерского профиля. Морфеус просит Нео использовать строительные леса снаружи здания, чтобы добраться до крыши. Но Нео не может этого сделать, его поймают и увезут.

Что хорошего в телефонном звонке?

Нео допрашивают Агенты. Агент Смит показывает Нео, что они — правительственная группа, которая узнала о его двойной жизни как программиста и хакера.Смит говорит Нео, что они готовы стереть все до корки и дать ему возможность начать все сначала. Взамен они хотят, чтобы он сообщил подробности о Морфеусе. Смит называет Морфеуса известным террористом. Нео показывает им пальцем. Смит использует программирование Матрицы, чтобы запечатать рот Нео, и они бросают большой жук, который проникает в Нео. Эта часть действительно происходит в Матрице. Несмотря на то, что Нео просыпается, думая, что это сон, Агенты прослушивают его и отправляют обратно в его дом, чтобы создать видимость, что это был просто сон.Матрица — это уже состояние виртуальной реальности, мечта, интересно, как умы, связанные с Матрицей, видят сны внутри виртуальной реальности.

Нет, честь моя.

Морфеус снова обращается к Нео. Вот что он говорит: «Сначала они обратились к вам, но они недооценили, насколько вы важны. Если бы они знали то, что знаю я… ты, вероятно, был бы мертв ». Морфеус имеет в виду тот факт, что Агенты не знают, что Нео может быть Тем. Нео соглашается встретиться с Морфеусом.Его встречают Апок, Свитч и Тринити под мостом. Он входит. Они направляют на него пистолет и говорят, что это для их защиты. Поймите, что Нео все еще подключен к Матрице. Это означает, что Агент может ассимилироваться с Нео. В случае, если это произойдет, им нужно будет застрелить агента. Они находят ошибку внутри Нео, вынимают ее и выбрасывают.

Нео отправляется на встречу с Морфеусом. Морфеус говорит: «Позвольте мне рассказать вам, почему вы здесь. Ты что-то знаешь. То, что вы знаете, вы не можете объяснить.Но вы это чувствуете. Вы чувствовали это всю свою жизнь. Что-то не так с миром. Вы не знаете что, но оно есть. Как осколок в твоей голове… сводит тебя с ума ». Это то, о чем я имел в виду ранее, разум Нео отвергает программирование Матрицы . Ниже приводится Матрица, объясненная Морфеусом:

Матрица везде. Это все вокруг нас. Даже сейчас, в этой самой комнате. Вы можете увидеть это, когда посмотрите в окно … или когда включите телевизор.Вы можете почувствовать это, когда идете на работу… когда идете в церковь… когда платите налоги. Это мир, который затянут вам на глаза … чтобы ослепить вас от истины. Что ты раб. Как и все остальные, вы родились в рабстве … родились в тюрьме, которую нельзя ни обонять, ни пробовать на вкус, ни дотронуться. Тюрьма… для вашего разума.

Морфеус предлагает Нео выбор между двумя таблетками. Красная таблетка и синяя таблетка. Синяя таблетка гарантирует, что Нео вернется домой, в свою кровать и продолжит свою жизнь.Красная таблетка будет означать, что Нео останется, чтобы узнать, что такое Матрица на самом деле. Нео выбирает красную таблетку.

Объяснение матрицы: красная пилюля

На самом деле это часть программы трассировки. Хотя Морфеус и команда знают, где находится Нео внутри Матрицы, они не знают, где находится его физическое тело. Таблетка нарушает сигналы его носителя, чтобы они могли определить его физическое местонахождение. Нео сидит рядом с треснувшим зеркалом. Трещина заживает сама. Нео касается зеркала, и его рука погружается в него, как будто оно было жидким.Морфеус говорит: «У тебя когда-нибудь был сон, Нео, в реальность которого ты был уверен? Что, если бы вы не смогли очнуться от этого сна? Как узнать разницу между миром снов и реальным миром? ». Жидкость растекается по рукам Нео, затем по лицу и входит в него. Вы слышите оцифрованный крик Нео. Он затемняется. Вот что происходит. Зеркало — это то, что является отражением реальности. Хотя это символически используется в этой сцене, Нео переживает что-то, что его разум не может объяснить.Это зеркало — просто программа, помещенная туда Морфеусом и его командой. Нео считает, что опыт с зеркалом не может быть реальным. Его разум впадает в состояние паники. В результате его физическое тело реагирует соответствующим образом. Это вызывает фибрилляцию. Команда ищет этого. Паники, вызванной зеркалом, достаточно, чтобы разбудить Нео в реальном мире . Нео сидит в капсуле с подключенными к нему трубками. Это реальность каждого человека (кроме народа Сиона) на планете. Нео оглядывается и видит бесконечное множество таких капсул.Нео явно смущен. Он понятия не имеет, где находится. Часовой проходит мимо, хватает Нео и проверяет его. Он замечает, что человек проснулся, поэтому рассматривает его как неисправность и отбрасывает его. Его трубки оторвались, и его тело покраснело. Команда Морфеуса ждет этого в «Навуходоносоре» и заберет Нео. Морфеус приветствует Нео в реальном мире.

Отдых, Нео, ответы идут…

Тело Нео в реальном мире всю жизнь находилось в капсуле. Его мускулы атрофированы, команда восстанавливает их.Его глаза болят, потому что он никогда раньше ими не пользовался. В реальном мире он технически только что родился. Команда ускоряет работу тела Нео. После пробуждения Морфеус встречает Нео, чтобы рассказать ему о том, что происходит. Что сейчас не 1999 год, а около 2199 года. Говорит ему, что они на его корабле, на воздушной подушке. Знакомит его с командой. Он подключает Neo к программе Loading. Входит Морфеус.

Программа загрузки

Это белое пространство, в котором стоят и разговаривают Нео и Морфеус.Это конструкция. Именно сюда прибывает команда перед входом в Матрицу. Эта конструкция не отображается каждый раз, когда они входят в Матрицу, но понятна. Здесь загружают одежду, оружие, снаряжение, все что угодно. Отсюда они также загружают симуляторы, где они могут практиковаться и тренироваться.

Ментальная проекция, цифровое Я

Когда они входят в программу загрузки и далее в Матрицу, их появление — это то, что они называют остаточным самовоспроизведением. Морфеус объясняет, что это «ментальная проекция вашего цифрового я».После того, как вы подключились к Матрице, все, что вы делаете и делаете, — это просто то, что ваш разум проецирует в цифровой среде. В противном случае внутри матрицы вы всего лишь строчки кода. Ум визуализирует все остальное. Морфеус продолжает объяснять, что на самом деле представляет собой Матрица. Он показывает модели Neo того, как мир выглядел в конце 20-го века и как он выглядел в настоящее время. Нео не справится. Он выходит, его рвет и теряет сознание.

Морфеус надеется, что Нео тот самый

Когда Нео просыпается, Морфеус приносит извинения за ситуацию, которую он создал и оставил Нео в ней.Он говорит ему, что освобождать разум после определенного возраста опасно. Ум не может отпустить. Морфеус также говорит Нео, что когда Матрица была впервые построена, внутри был рожден человек, у которого была способность изменять все, что он хотел, и переделывать Матрицу по своему усмотрению. Именно он освободил первого из них и научил их истине. Здесь нужно знать, что Морфеус знает эту информацию только как что-то, что ему передали. Это не обязательно правда .Морфеус также упоминает, что Оракул предсказал его возвращение. Морфеус говорит Нео, что их поиски этого человека окончены.

Все падают впервые

Танк встречает Нео на следующее утро, и они начинают тренировку. Танк объясняет, что он и его брат не родились в Матрице. Следовательно, у него нет дыр. Во-первых, это боевые искусства. Нео начинает изучать джиу-джитсу. Закончив, он просыпается и говорит: «Я знаю кунг-фу». По поводу этой строки возникла путаница.Кунг-фу относится к любому изучению, обучению или практике, для выполнения которых требуются терпение, энергия и время. Поэтому, когда Нео говорит, что знает кунг-фу, он не имеет в виду какой-либо конкретный вид боевых искусств. Однако первый — это джиу-джитсу.

Возвращаясь, Нео и Морфеус входят в симуляцию, аналогичную запрограммированной реальности Матрицы. В нем те же основные правила. Как гравитация. Эти правила ничем не отличаются от правил компьютерной системы. Некоторые из них можно гнуть. Остальные можно сломать. Они начинают драться.В реальном мире остальная часть команды спешно приходит посмотреть на бой. Нео показывает хорошую адаптацию и импровизацию, но Морфеус уступает ему. Морфеус объясняет Нео, что то, что он сильнее или быстрее в симуляции, не имеет ничего общего с его мускулами. Морфеус спрашивает: «Ты думаешь, это воздух, которым ты дышишь?». Этот вопрос напоминает Нео, что в симуляции все работает на его разум. Если его разум может видеть дальше запрограммированных правил симуляции, он не будет ограничен в скорости или силе.Нео показывает невероятную скорость и побеждает Морфеуса. Морфеус объясняет, что пытается освободить разум Нео.

Затем они загружают программу перехода. Морфеус совершает прыжок из одного здания в другое. Нео готовится к прыжку. Но он не может заглянуть за рамки программирования симуляции. Его разум принимает ожидаемую силу тяжести и падает на землю. Земля запрограммирована таким образом, чтобы амортизировать падение, поэтому она гибкая. Оказавшись вне симуляции, Нео истекает кровью во рту.Морфеус объясняет, что даже если они были в симуляции, разум делает это реальным. Если вы умираете в Матрице, вы умираете в реальном мире. Позже Тринити угощает Нео ужином. Сайфер перехватывает и спрашивает: «Я не помню, чтобы ты когда-нибудь приносил мне обед». Тринити нравится Нео. Сайфер любит Тринити и ревнует.

Женщина в красном

На следующий день Морфеус и Нео входят в другую симуляцию. Это оживленная улица с множеством людей. Нео не знает, что это симуляция. Морфеус объясняет, что все, кто связан с Матрицей, являются людьми, которых они пытаются освободить, но также представляют для них угрозу.Нео отвлекается на проходящую мимо женщину в красном платье. Это программа, созданная Мышью намеренно. Нео оборачивается, чтобы увидеть ее, и на месте стоит агент Смит . Симуляция зависает. Морфеус объясняет, кто такие агенты, как они проявляются, и что Нео однажды придется с ними сразиться. Нео спрашивает, может ли он уворачиваться от пуль. Морфеус отвечает, говоря, что когда он будет готов, ему не придется. Это означает, что когда разум Нео полностью свободен, он может просто остановить пули своим разумом.Корабль получает предупреждение о приближении часового. Стражи — это машины, похожие на кальмаров, запрограммированные на поиск и уничтожение. Они готовятся запустить электромагнитный импульс, но часовой не может их обнаружить и уходит.

Невежество — это блаженство

Позже Нео и Сайфер беседуют. Сайфер объясняет, как вам нужно смотреть на Матрицу в коде, потому что существует слишком много информации, которую нельзя преобразовать в визуальные эффекты. Сайфер выражает разочарование из-за того, что не выбрал синюю таблетку. Я рискну и скажу вот что. Возможно, Сайфер изначально считался Единственным. Но из этого ничего не вышло. Возможно, именно этот факт вызвал разочарование Сайфера. Сразу после этого Сайфер пробирается в Матрицу и встречается с агентом Смитом. Сайфер говорит:

Вы знаете, я знаю, что этого стейка не существует. Я знаю, что когда я кладу его в рот, Матрица говорит моему мозгу, что он сочный и вкусный. Знаете, что я понимаю через девять лет? Невежество — это блаженство.

Он предпочитает испытывать невежественное блаженство в состоянии сна, а не страдать в реальной жизни. Он хочет все забыть и снова попасть в Матрицу. Он хочет стать кем-то богатым и известным, как актер. Взамен Сайфер обещает подарить ему Морфеуса, который знает коды доступа к мэйнфрейму Сиона. Используя эти коды, агент Смит может отследить и убить каждого хакера, пытающегося проникнуть в Матрицу, и освободить умы от Матрицы — это его цель, хранитель ворот.

Объяснение матрицы: ставя под сомнение нашу собственную реальность

За завтраком Мышь поднимает действительно хорошие вопросы о вкусе.Машины никогда не понимали вкуса так, как люди. Итак, когда они запрограммировали вкус в Матрице, как они определили вкус различных блюд? Возьмем, к примеру, курицу. Может быть, они не знали, как сделать это на вкус, поэтому на вкус он такой же, как и все. В этой части разговора говорится о нашем мире как о зрителях фильма. Люди действительно считают, что курица на вкус все. Следуя логике, заложенной в фильме, если сон запрограммирован на то, чтобы быть настолько реальным, как мы узнаем, что мы (зрители) не являемся частью какого-то смоделированного мира.Что мы, зрители, вполне могли быть человеческими рабами, упомянутыми в фильме. Нет возможности это опровергнуть. Именно этот фактор делает фильм таким фантастическим. Мышь также предлагает организовать встречу с Женщиной в красном. Цифровой сутенер, усердно работает.

Нет ложки

Команда отправляется в Матрицу, чтобы заставить Нео встретиться с Оракулом. Когда они входят, Сайфер оставляет свободную линию сотового телефона, которую агенты должны отследить. Нео знакомится с маленьким ребенком, который гнет ложки. Вот еще одна мелочь. Зрители всего мира утверждают, что люди сгибают вилки и ложки.Это остается популярным мифом, но фильм пытается объяснить, как это возможно. И снова мы, зрители, вынуждены подвергать сомнению нашу реальность. Ребенок говорит Нео: «Не пытайся согнуть ложку. Это невозможно. Вместо этого просто попытайтесь понять правду. Нет ложки ». Ложка — это просто код, ее не существует. Разум Нео не сгибает ложку, он просто меняет программу вокруг нее. Этот ребенок — «потенциал». Это означает, что в очень раннем возрасте этот ребенок может освободить свой разум и скоро будет отключен от матрицы.

Но не слишком яркий.

Нео встречает Оракула. Она проявляет дальновидность. Она видит, что Нео собирался разбить вазу. Либо так, либо она сказала правильное заявление, чтобы убедиться, что Нео разбил вазу. Если бы она ничего не сказала, Нео бы не повернулся, чтобы разбить вазу. Она упоминает, что он милый, и понимает, почему он нравится Тринити. Оракул говорит Нео, что, хотя у него есть дар, он, кажется, чего-то ждет. Может быть, в следующей жизни. Далее она говорит ему, что, с одной стороны, у него будет жизнь Морфеуса, а с другой — своя.Один из них собирался умереть. Какой будет до Нео. Но она также говорит ему, что он будет помнить, что не верит ни в одну эту хрень судьбы. Что он сам контролирует свою жизнь. Оракул здесь говорит Нео то, что ему нужно услышать. Она не говорит ему всей правды. Также как разговор о вазе заставляет его разбить ее. Рассказав ему о выборе, он сделает шаг к тому, чтобы стать Единственным.

Объяснение матрицы: дежавю

Дежавю — французское словосочетание, которое означает «уже видел». Были ли в жизни моменты, когда вы оказывались в ситуации, когда вам казалось, что вы уже прошли через именно эту ситуацию? Такое ощущение, что вы снова переживаете те несколько секунд жизни, но не можете объяснить, как это могло происходить? Это то, что называется дежавю. Ученые объясняют это временной задержкой потока информации в мозгу. Матрица объясняет это ошибкой в ​​Матрице, когда Агенты что-то меняют. На пути к выходу. Нео видит черную кошку, которая подходит и трясется.Он видит, как кошка снова делает то же самое. Нео восклицает, говоря «Дежавю». Очевидно, команда паникует. Агенты перерезали провод и замуровали все окна, заблокировав их в здании. Команда находит главную мокрую стену и прячется между ними. Мышь загоняют в угол и убивают. Сайфер выдает свое местоположение, чихая. Агент Смит хватает Нео. Морфеус жертвует собой и просит Тринити уйти с Нео. Завязывается драка между Морфеусом и Смитом. Очевидно, Морфеус получил свою задницу и взят в плен.

Сайфер отрывается от команды, уходит раньше. Танк не знает, что за всеми их проблемами стоит Сайфер. Сайфер достает фазерную пушку и стреляет в Танка. Затем он убивает им Дозера. Он звонит Тринити и признается в предательстве. После этого он резко отключает и убивает Апока, а затем Switch. Как только он собирается убить Нео, Танк (застрелен, но не убит) стреляет в Сайфера и убивает его. Нео и Тринити выходят из Матрицы.

Агент Смит: Люди, Вирус

Агенты приковывают Морфеуса цепью к стулу и используют какой-то код (в виде шприцев), чтобы заставить Морфеуса передать коды мэйнфрейму Зиона.Агент Смит взламывает разум Морфеуса. Я не могу разбавить удивительный монолог агента Смита, поэтому вот они:

Вы когда-нибудь стояли и смотрели на него? Поразились его красоте, его гениальности? Миллиарды людей просто живут своей жизнью. Не обращая внимания. Знаете ли вы, что первая Матрица создавалась как идеальный человеческий мир, где никто не пострадал, где все были бы счастливы? Это была катастрофа. Никто не принял бы программу.

Погиб весь урожай. Некоторые считают, что нам не хватало языка программирования, чтобы описать ваш идеальный мир.Но я верю, что как вид люди определяют свою реальность через страдания и страдания. Итак, идеальный мир был сном, от которого ваш примитивный мозг все время пытался проснуться.

Вот почему Матрица была переработана под это. Пик вашей цивилизации. Я говорю «ваша цивилизация», потому что, когда мы начали думать за вас, она стала нашей цивилизацией, о чем, конечно, и идет речь. Эволюция, Морфеус. Как динозавр. Выгляни в это окно. У тебя было время.Будущее за нашим миром, Морфеус. Будущее — это наше время. Я хотел бы поделиться откровением, которое я получил за время пребывания здесь. Это пришло ко мне, когда я попытался классифицировать ваш вид и понял, что вы на самом деле не млекопитающие. Каждое млекопитающее на этой планете инстинктивно устанавливает равновесие с окружающей средой. Но вы, люди, этого не делаете. Вы перемещаетесь в область и размножаетесь и размножаетесь, пока не будут израсходованы все природные ресурсы. Единственный способ выжить — это перебраться в другую область. На этой планете есть еще один организм, который следует тому же образцу.Ты знаешь, что это такое? Вирус. Люди — это болезнь. Рак этой планеты. Вы чума. И мы лекарство.

Танк предполагает, что получение кодов от Морфеуса — лишь вопрос времени. Он предлагает отключить Морфеуса. Он предлагает убить его. Танк собирается вытащить вилку. Нео помнит, что говорит ему Оракул. Это момент, когда он может выбирать между Морфеусом и своей жизнью. Он решает войти в Матрицу, чтобы попытаться спасти Морфеуса.Он говорит Тринити, что он не Тот, и что Оракул уже сказал ему об этом. Он объясняет, что Морфеус важнее его. Тринити тоже настаивает на том, чтобы прийти, потому что Нео понадобится ее помощь. Нео считает, что это сработает, потому что ни один человек не пытался напрямую ударить агентов, они этого не ожидали. «Вот почему это сработает», — говорит Нео. Они заряжаются большим количеством оружия и входят в Матрицу.

Морфеус силен. Смит просит двух других агентов уйти. Он делает здесь что-то странное.Он снимает наушник и говорит Морфеусу:

.

Я буду с вами честен. Я ненавижу это место, этот зоопарк, эту тюрьму, эту реальность, как бы вы это ни называли. Я больше не могу этого терпеть. Это запах. Если есть такая штука. Я чувствую себя этим насыщенным. Я чувствую твою вонь. И каждый раз, когда я это делаю, я боюсь, что я каким-то образом заразился им. Это отвратительно. Не правда ли? Я должен убираться отсюда. Я должен освободиться. И в этом ум является ключом. Мой ключ. Когда Сион будет разрушен, мне не нужно будет здесь находиться.

Смит — это программа. У программ в Матрице есть функция, и они выполняют свои функции. Смит кажется аномалией. Он выражает разочарование по-человечески. Он хочет уйти от Матрицы, от своей функции. Он обходит свои программы, чтобы отключить себя от связи (об этом свидетельствует снятие наушника). Это странное поведение очень хорошо показано в следующих двух фильмах.

Додж Это

Тринити и Нео врываются в здание с большой сумкой и оружием.В большой сумке находится бомба. Они убивают всех охранников в невероятно крутой последовательности. Они входят в лифт и направляются вверх. Они останавливают лифт на полпути, оставляют сумку и забираются на лифт. Нео говорит, что «ложки нет», и стреляет по лифтовой проволоке. Нео напоминает себе, что ничего из этого на самом деле не существует. Это всего лишь код. Лифт падает, а они поднимаются. Бомба взрывается, когда лифт ударяется о землю. Двое других агентов приходят к Смиту, недоумевая, что он делает. Бомба приводит в действие разбрызгиватели.Нео и Тринити на крыше снимают охрану. Один из агентов сдаётся охраннику. Нео пытается выстрелить в него, но агент действует слишком быстро и уклоняется от всех пуль. Затем агент стреляет в Нео, к всеобщему удивлению, Нео тоже уворачивается от пуль. Ну, почти. Одна из пуль царапает его, и он падает на пол. Помните, Оракул сказал Нео только то, что ему нужно было услышать. Он находится в Матрице, пытаясь спасти Морфеуса из-за того, что ему сказал Оракул. Тринити попадает в упор к агенту и стреляет в него.Почему агент не мог увернуться от этого? Что ж, агенты быстры, но все еще ограничены правилами Матрицы. Это то, что Морфеус сказал Нео ранее. Агент недостаточно быстр, чтобы увернуться от пули из упора . Но, конечно, Тринити не убивает агента. В них нельзя стрелять, потому что они просто визуализируют другого человека, в данном случае охранника. Вот почему, когда агент падает на землю, он становится охранником, когда падает на пол.

Он не собирается этого делать

Нео спрашивает Тринити, может ли она управлять вертолетом. Она просит Танка загрузить пилотную программу для B-212. Теперь она умеет на нем летать. У вертолета есть пулемет, который стреляет со скоростью 100 выстрелов в секунду. Это даст Нео преимущество в скорости. Тринити управляет вертолетом на уровне, где находится Морфеус, и Нео атакует агентов. Агенты не могут угнаться за скоростью пистолета и получить выстрел. Морфеус восстанавливает контроль, и сила может разорвать свои цепи и бежать к вертолету.Другой реассимилированный Смит входит и стреляет через стену в Морфеуса, он попадает ему в ногу. Нео замечает, что Морфеус не может прыгнуть, поэтому он спрыгивает с вертолета и ловит его в воздухе. Они оба свисают с ремней безопасности Нео. Морфеус сброшен в безопасное место. Агенты появляются снова и стреляют в топливный бак вертолета. Тринити теряет контроль над вертолетом и разбивается. Она видит, как Нео цепляется за ремень безопасности, поэтому она снимает другой его конец с вертолета, цепляется за него и улетает в безопасное место.Нео поднимает ее. Морфеус говорит Нео, что Оракул сказал ему только то, что ему нужно было услышать.

Он собирается сделать это

Машины обнаружили Навуходоносора по сигналу, который они передают. Агенты приказывают стражам атаковать. Они продолжают искать троих. Они еще не вышли. Трио направляется к своему выходному телефону в метро. Морфеус уходит. Это случайно видит бездомный. Тринити пытается рассказать Нео о том, что ей рассказал Оракул.Смит отдаётся этому бездомному, и как раз в тот момент, когда Тринити уходит. он стреляет. Он скучает по ней и берет телефон. Нео не может выйти. Ему нужно бежать. Но он остается, чтобы драться со Смитом. Он начинает верить. Двое из них начинают стрелять друг в друга, но выбегают, прежде чем успевают. Они оба считали пули друг друга. Завязывается кулачный бой. В то время как у Нео есть короткий момент, когда он бьет Смита, вскоре он получает удар по заднице. Смит бросает его на рельсы и прижимает к земле в ожидании поезда, который убьет их обоих.Конечно, Смит не умрет, умрет только Нео. Нео обладает достаточной способностью, чтобы прыгнуть, разбить Смита до потолка и сбежать из поезда. Но как только он выходит из метро, ​​из поезда выходит свежий Смит.

Нео понимает, что Смита не победить. Он бежит за этим. Агенты начинают его преследовать. Они быстрые и продолжают показывать себя людям, мимо которых проходит Нео. Танк ведет Нео к следующему телефону, чтобы выйти. Смит заранее определяет местонахождение телефона, достигает его и ждет. Вскоре, когда входит Нео, Смит стреляет в него.

Объяснение концовки матрицы

Нео застрелен, его разум недостаточно силен, чтобы справиться с пулями, которые его убивают. Он начинает умирать. Его сердце останавливается. Но он еще не умер. Его разум все еще жив, умирает, но жив. Тем временем часовые начинают атаковать корабль. Если они воспользуются электромагнитным импульсом до того, как Нео выйдет, они в конечном итоге убьют Нео. Тринити понимает, что Оракул сказал ей то, что ей нужно было услышать. Она рассказывает Нео…

Я больше не боюсь.Оракул сказал мне, что я влюблюсь и что этот человек … человек, которого я люблю, будет тем Единственным. Итак, вы видите, вы не можете умереть. Ты не можешь быть, потому что я люблю тебя. Ты меня слышишь? Я тебя люблю.

Она целует Нео в реальном мире. В Матрице Нео, возможно, нужно было перейти в почти мертвое состояние, прежде чем его разум сможет полностью освободиться от него. Итак, где-то между Матрицей, реальным миром и смертью Нео слышит от Тринити то, что ему нужно, и приходит в сознание. Когда он встает, он возрождается ( также то, о чем имел в виду Оракул, не в буквальном смысле его следующая жизнь, а перезагрузил ) как Единственный.Агенты стреляют в Нео, он мысленно останавливает пули. Он больше не связан правилами Матрицы. Он может изменить это, как считает нужным. Смит отчаянно пытается атаковать, но скорость Нео больше не ограничена. Он в одиночку (в буквальном смысле) побеждает Смита, входит в него и разрушает его код. Нео выходит из Матрицы как раз к тому моменту, когда Морфеус запускает ЭМИ и уничтожает стражей. Поцелуй Нео и Тринити.

Фильм заканчивается тем, что Нео в Матрице оставляет сообщение машине.

Я знаю, что вы там. Я чувствую тебя сейчас. Я знаю, что ты боишься. Вы нас боитесь. Вы боитесь перемен. Я не знаю будущего. Я пришел сюда не для того, чтобы рассказать вам, чем это закончится. Я пришел сюда, чтобы рассказать вам, как это начнется. Я положу трубку и покажу этим людям то, что вы не хотите, чтобы они видели. Я покажу им мир без тебя. Мир без правил и контроля, без границ и границ. Мир, в котором возможно все.Куда мы пойдем дальше, я оставляю вам выбор.

Neo планирует постоянно помогать освобождать разум каждого в Матрице. Освободите их от рабства. Он выглядит неудержимым. Он вешает трубку и улетает. Он может летать, потому что он больше не связан никакими правилами. Фильм заканчивается.

Хотя Нео чувствует себя неудержимым, все не так, как кажется. Следующая часть, «Матрица: перезагрузка», как раз об этом.

---

Другие интересные фильмы

• Хороший лжец: объяснение концовки (книга против фильма)

  20 июля 2021 года Привет, это Барри, добро пожаловать на мой сайт.«Хороший лжец» — криминальная драма 2019 года, основанная на одноименной книге режиссера… Подробнее »

• Маленькие вещи: объяснение концовки (с кратким изложением сюжета)

  16 июля 2021 года Привет, это Барри, и добро пожаловать на мой сайт. Маленькие штучки — это криминальный триллер 2021 года, поставленный Джоном Ли Хэнкоком. Фильм следует за… Подробнее »

• Автоматы Фильм: Сюжет и конец объяснения

  13 июля 2021 г. Привет, это Барри и добро пожаловать на мой сайт. Автоматы — это научно-фантастическая драма 2014 года режиссера Гейба Ибаньеса.Действие фильма происходит в… Подробнее »

• Завтрашняя война: объяснение (с временными диаграммами)

  10 июля 2021 г. Оценка Barry’s Time Travel Review Механика Эффект Когерентность Повторяемость 1.9 Оценка BaTTR Что такое оценка BaTTR? Привет, это Барри, добро пожаловать на мой сайт. … Подробнее »

• Кто я: Сюжет и конец объяснения (Netflix Film 2014)

  28 июня 2021 года Привет, это Барри, и добро пожаловать на мой сайт. Кто я (Kein System ist sicher) — немецкий криминальный триллер 2014 года режиссера Барана… Подробнее »

Барри — технолог, который помогает стартапам создавать успешные продукты.Его любовь к фильмам и производству привела к тому, что он написал хорошо принятые статьи с объяснениями и анализом фильмов, чтобы помочь всем лучше оценить фильмы. Он регулярно доступен для разговора в чате на своем веб-сайте и время от времени дает консультации по раскадровке.
Щелкните, чтобы просмотреть все его статьи о фильмах

Понимание матричной трилогии

Серия фильмов «Матрица», наверное, одна из немногих, которые я всем настоятельно рекомендую посмотреть.Этот пост представляет собой глубокое погружение в понимание серии и мою интерпретацию некоторых неизвестных вопросов.

Я смотрел эти фильмы много раз и по собственному желанию обнаружил, что эти выводы, возможно, ошибочные. Остальная часть этого поста предполагает, что вы видели эти фильмы.

В каждом фильме мы узнаем много нового, поэтому начнем с самого начала и пройдемся по этой серии.

1. Матрица (1999)

Нео обнаружен и освобожден от Матрицы, войдя в то, что мы считаем реальным миром.Мир, уничтоженный машинами, атмосфера, затуманенная людьми, и внутренние туннели, усеянные под землей, содержащие различные массивные корабли, используемые для «взлома» Матрицы.

Этот фильм рассказывает о путешествии по изучению Матрицы, которая, по сути, представляет собой большую сетевую компьютерную систему, работающую на человеческом мозге. Персонажи, за которыми мы следим, работают между реальным миром и Матрицей. Когда эти персонажи «взламывают» Матрицу, они могут быть загружены в их собственную песочницу кода.Эта область позволяет вводить оружие и / или предметы, которые они могут загрузить в Матрицу, когда будут готовы.

При таком понимании знания этих персонажей в Матрице безграничны. Их можно научить чему угодно, от боя до горячего электромонтажа автомобиля. Знания в Матрице — это только нули и единицы, которые можно взломать. По мере того, как эти персонажи «вставляют» в Матрицу, сразу за ними следуют программы в Матрице, известные как «Агенты». Они пытаются обнаружить сущностей, ответственных за взлом их системы, и устранить их.Подобно тому, как человеческое тело работает, чтобы избавиться от болезней.

В этом фильме мы знакомимся с The Oracle , одним из многих важных персонажей этого фильма. Всезнающая программа, которая сообщает нашим персонажам именно то, что им нужно услышать. После небольшого разговора Нео уходит с куки-файлом от Oracle, который звучит устрашающе знакомым для куки-файлов браузера. Он откусывает кусочек, поглощая крошечный объем кода всевидящего Оракула. Через Морфеуса у Нео сложилось впечатление, что он — Единый , Оракул не подтверждает и не отрицает этого, и если Нео не может показать ничего, кроме обычного человека, подключенного к системе, действительно ли он Тот?

Мы не узнаем этот ответ до конца фильма, где Нео получает 8 пуль в грудь из агентской программы.Он, очевидно, мертв в Матрице, и тело без разума не может жить, поэтому мы можем предположить, что он умирает в реальном мире. Однако это The One , чей матричный аналог наконец осознает это (возможно, из печенья от Оракула и поцелуя от Тринити) и просыпается от смерти в Матрице. Обладая этим новым глубоким знанием того, что этот мир фальшивый, Нео видит его таким, какой он есть — связкой компьютерного кода.

Матрица — подделка, и Нео теперь это знает, он идет прямо в бой с Агентом, прыгает в его тело, убивая его.Из этого обмена мы можем сделать вывод, что код Матрицы Нео перекрывается с кодом программы Матрицы, что имеет решающее значение для понимания будущих фильмов.

2. Матрица перезагружена (2003)

В начале этого фильма мы видим Zion , который изначально изображен как полностью организованное белое царство. Последняя оставшаяся человеческая цивилизация в реальном мире, спрятанная глубоко под землей, которую агентам в Матрице суждено обнаружить и уничтожить.Мы узнали, что умы, отвергающие Матрицу, больше не являются жизнеспособными источниками энергии, что делает их бесполезными для машин. Машины выбрасывают эти тела на смерть, возможно, не зная того факта, что люди Сиона спасают этих отбросов, возвращая их на Сион.

Вот почему Нео принял красную пилюлю в первом фильме, она нарушила его сигнал реального мира, обманывая Матрицу, заставляя думать, что он отверг симуляцию, которую ему скармливали. Это позволило нашим персонажам найти его отвергнутое тело в реальном мире и спасти его, поскольку тело, которое не двигалось, не совсем пригодно для использования.

Вернувшись в Матрицу, вернулся агент Смит, убитый в конце первого фильма. Однако он не связан с мэйнфреймом машины, который, как мы можем полагать, просто делает его мошеннической программой. Подобно вирусу, Смит начинает копировать себя, захватывая другие программы, в том числе тело реального человека, «вставленного» в Матрицу.

Это создает огромную проблему, поскольку агент Смит, который жил исключительно внутри Матрицы, взял на себя сознание человека.Это тело, будучи удаленным из Матрицы, унесет с собой перезаписанный разум, которым в данном случае является Агент Смит. Теперь в глазах зрителя появляется страх, что агент Смит очень похож на наших человеческих персонажей, способных занять место как в Матрице, так и в реальном мире.

Агент Смит имеет свои собственные планы, он просто хочет наблюдать за тем, как мир горит от убийства Нео до уничтожения Сиона и захвата всех программ внутри Матрицы. Его не волнуют разветвления для связанных умов, он просто хочет полного контроля.Он продолжает копировать и встречает Нео, но числа ничего не значат для Нео — он продолжает побеждать.

И снова мы встречаем . Оракул , на этот раз она несет новость о том, что Нео должен встретить Источник Матрицы, иначе известный как Архитектор . Это нелегкое путешествие, которое занимает значительную часть фильма, поскольку наши персонажи сражаются и сражаются с новым более умным врагом, который еще больше не подчиняется законам, которые когда-то уважала Матрица.

Вернувшись в Сион, стало известно, что машины роют для Сиона вместо того, чтобы слепо преодолевать миллионы миль туннелей.Итак, теперь у нас есть угроза уничтожения Сиона, разрушения Матрицы из-за мошеннической программы и Бэйна (агента Смита), идущего по реальному миру. Все кажется мрачным, пока мы не встретим Архитектора, и эта встреча бросит нам на голову все, что, как мы думали, мы знали.

Архитектор начинает объяснять, что Нео находится в 6-й итерации Матрицы. Это приводит к большому пониманию Нео того, что ему либо лгали, либо никто не знал. Эта 6-я итерация неизвестна людям, за исключением The One и Architect .Мы начинаем узнавать о предыдущих итерациях Матрицы, причем первая итерация была утопией, которая с треском провалилась, поскольку несовершенный субъект не мог жить в идеальном мире, не отвергая его. Умы проснулись, и батареи, ради которых они когда-то были порабощены, начали разрушаться.

Это привело ко второй итерации, где Архитектор сделал мир несовершенным вместе с созданием программы для обучения людей, которых мы обнаружили как Oracle . Эта итерация также потерпела неудачу из-за отсутствия выбора, обнаруженного оракулом.Ответственный ИИ не мог представить себе симуляцию, в которой можно было бы разрешить выбор, возможно, недействительный.

Третья итерация родилась между Оракулом и Архитектором, давшим людям (испытуемым) возможность выбора на почти сознательном уровне. Это сработало у 99% людей, а оставшийся процент был освобожден и откроет для себя Сион. Поскольку незаблокированный разум внутри Матрицы только увеличивает вероятность катастрофического отказа.

Это разрушает намёки на надежду, поскольку мы узнаем, что Сион — не что иное, как еще одна машинно-ориентированная структура управления.Машины построили его, точно знают, где он находится, и лишь отложили неизбежное для восприятия выбора. Тем временем, вернувшись к Архитектору, Нео получает две двери, каждая из которых имеет выбор.

Дверь 1 — Нео выбирает 23 человека, которых нужно освободить из Матрицы, чтобы восстановить Зион после его уничтожения, и Матрица возрождается в версии 7.

Дверь 2 — Нео возвращается в Матрицу, которая рушится и умирает. Это приведет к гибели миллионов людей как в Сионе, так и в Матрице, а также к исчезновению человеческого вида.

Как объясняет Архитектор, предыдущие версии Нео всегда «перезагружали» Матрицу, поскольку выживание вида более важно, чем жизнь его друзей. С каждой перезагрузкой Архитектор надеется на 100% принятие в свой фальшивый смоделированный мир. Шестая итерация Нео делает что-то другое и проходит через дверь, уничтожающую вид, чтобы спасти Тринити, а не любовь.

Здесь связано так много точек, поскольку мы узнаем, что пророчество не соответствует действительности, и существование Нео — одна большая ложь для того, чтобы держать умы в рабстве, гоняясь за чем-то.Всю его жизнь он делал это раньше, будучи разбуженным и освобожденным, обученным и получая возможность перезагрузить Матрицу. Когда Нео спасает Тринити и покидает разрушающуюся Матрицу, он убивает пять Стражей в реальном мире!

С уничтожением машин в реальном мире нам остается многое гадать. Реальный мир — это еще одна Матрица? Как Нео может влиять на объекты в реальном мире? Это объяснение возвращается к концу первого фильма, когда Нео входит в тело агента Смита.Код его мозга Матрицы запускается непосредственно в машинной программе, и часть ее остается.

После разговора с Архитектором он узнает об этой связи с машинами и может использовать это соединение, как работает сеть Wi-Fi, чтобы нарушить их работу в реальном мире. Второй фильм заканчивается тем, что Нео теряет сознание рядом с Бэйном, который, как мы помним, теперь является реальной версией агента Смита.

3. Матричные революции (2003)

С машинами, находящимися на поверхности Сиона, весь мир Матрицы почти поглощен агентом Смитом и надвигающимся страхом перед агентом Смитом в реальном мире.Мы стоим перед интересной дилеммой, которой не было в предыдущих итерациях Matrix. Кроме того, Нео оказывается в ловушке между Матрицей и реальным миром, по-видимому, из-за того, что машины расстроены, он не сделал правильный выбор, отрицая выход своей «программы» в реальный мир.

Отображается как железнодорожный путь, по которому программы «Trainman» тайно проникают в Матрицу. Это приводит наших персонажей к интересной битве со знакомым лицом, чтобы освободить Нео.Когда Нео освобожден, он снова отправляется в путешествие, чтобы увидеть The Oracle .

Оракул на этот раз только что сообщил Нео мрачные новости, объяснив, что «все, что имеет начало, имеет конец». Она, конечно, имеет в виду надвигающееся разрушение Сиона и крах Матрицы через агента Смита. Это вызовет полную перезагрузку Матрицы с полной потерей жизни существующих разумов.

Однако, как мы видели в первом фильме, люди не рождаются, их собирают с поля в больших количествах.Возможно, идея смерти миллиона батарей (людей) в конце концов не так уж плоха, поскольку машины могут легко заменить их вовремя.

Однако к этому моменту корабль, на котором Нео прожил два фильма, теперь разрушен. «Навуходоносор», как его называли, был уничтожен на мине Стража вместо того, чтобы быть разорванным на части, как обычно атакуют Стражи. Мы можем предположить, что машины хорошо осведомлены о механизмах защиты этих кораблей и поэтому изменили тактику на атаку, которую невозможно заблокировать.

В предыдущем фильме мы узнаем, что советник Сиона отправил два корабля для поддержки Нео. Они понимают, что сотни тысяч Стражей не могут быть остановлены, поэтому начинают доверять Нео и его идее.

Только один из кораблей добрался до Нео, мы узнаем, что другой корабль выпустил ЭМИ, который сделал его бесполезным. Вскоре мы узнаем, что это сделал никто иной, как Бэйн, агент Смит. С командой Нео без корабля их спасает другой корабль, которому суждено вернуться на Сион, чтобы присоединиться к борьбе с машинами.

На обратном пути в Сион они обнаруживают вышедший из строя корабль рукой Бэйна и помогают запустить его снова. В этот момент, когда работают два корабля, Нео просит, чтобы один из них выполнил свою задачу. Один из капитанов не согласен с просьбой отправиться домой, другой отказывается от своего корабля при условии, что она будет управлять другим.

Нео вместе с Тринити отправляется на совершенно новом корабле, предназначенном для родины машин — места, которое никогда не посещал ни один персонаж, о котором мы знаем.Однако Бэйн (агент Смит) скрывался на этом корабле и борется с Нео, намереваясь убить его. Смит поджаривает глаза Нео, заставляя нас поверить в то, что Нео умрет, не имея возможности видеть.

В свою очередь, мы узнаем, что Нео в реальном мире может воспринимать машины как золотой свет. Подобно тому, как он может воздействовать на машины, он может использовать этот дар для просмотра машин, что, в свою очередь, является Бэйном. Едва выжив в этой схватке, он и Тринити продолжают идти на родину машин.

В этом месте Сион впервые пробил стены.С сотнями часовых, кричащих в секунду. Мы наблюдаем, как Сион сражается в проигрышной битве, которая, как мы узнали, происходила снова и снова. Это просто слишком много машин, чтобы их убить.

По мере того, как Нео приближается к миру машин, они обнаруживают сильно усиленную структуру, включающую машины, которые намного больше, чем стражи, которых мы научились ненавидеть. Нео начинает использовать свой дар над машинами и начинает их массовое уничтожение. Машины быстро узнают, что Нео имеет какую-то связь с машинами, и пытаются ее уничтожить.

Часовой ныряет в душу / разум Нео в надежде разорвать его связь с машинами. Этот маневр приносит Нео больше пользы, так как он получает небольшое представление о машинах. Он узнает, что машины не могут лететь в небо, поэтому он инструктирует Тринити направиться к солнцу. Впервые в серии мы можем увидеть Солнце в реальном мире, и героям оно нравится.

То, что поднимается, должно упасть, и большой баррельный корабль врезается в конструкцию машины.Тринити умирает в этой аварии и оставляет слепого Нео бродить по машинным залам. Сион на данный момент почти разрушен, и почти миллион часовых летают вокруг, уничтожая все. К счастью, корабль с Морфеусом добрался до дома, и они запустили ЭМИ. Этот шаг лишь отсрочивает неизбежное, поскольку все защитные меры уже обжарены. Наши оставшиеся живые в Сионе люди отступают в пещеры и ждут последней битвы.

Neo наконец-то встречает лидера по производству машин, известного как Dues Ex Machina .Видя, как машины, вероятно, предсказывали каждый исход, в их интересах слушать Нео. Матрица почти разрушена, и вероятность смерти всех связанных людей реальна. Помня об этой опасности, лидер машины исполняет желание Нео. Мир для Сиона при условии, что он убьет программу-мошенник, уничтожившую Матрицу.

Это ставит основу для крупнейшего одиночного сражения в истории этой серии. Пока Нео сталкивается с врагом, захватившим Матрицу, Зайон находится в подвешенном состоянии, в настоящее время невредим, ожидая разрешения этой битвы.Агент Смит вернулся в Матрицу, хотя ассимилировал каждую программу, предвидя свою победу над Нео. У Смита есть копии, которые наблюдают, как он сражается с Нео в одиночку, Смит не может понять, почему Нео продолжает сражаться, когда он знает конец.

Когда битва подходит к концу, Нео позволяет агенту Смиту ассимилировать себя. Однако агенту Смиту неизвестно, что Нео в настоящее время связан с Матрицей в источнике с лидером машины. Теперь машины имеют прямую связь с вирусом Смита и исключают его из существования.К сожалению, это убивает Нео, но мы видим, что часовые в Сионе прекращают свою атаку. Машины выполнили свою часть сделки, и мы видим, как Matrix перезагружается в седьмой итерации.

Солнце начинает восходить в городе, который выглядит нормально, и мы видим, как Оракул и Архитектор обмениваются некоторыми последними словами. Оракул заботится о людях в этой 7-й итерации, но на этот раз машины делают что-то по-другому. Они предоставляют выбор каждому человеку. Живите в фальшивом мире или выйдите из Матрицы в настоящую, но трудную жизнь.Поскольку к Матрице не подключены люди, которые ее отвергают, возможно, эта итерация выживет. Машины соглашаются, что мир будет длиться «столько, сколько сможет», что, вероятно, будет поставлено под сомнение по мере роста Сиона и / или открытия 7-го Нео.

МАТРИЦА 101 — Понимание матрицы

Матрица: FAQ Q: Число 101 появляется в фильме несколько раз. Что это означает? [ОБНОВЛЕНО] Ответ: 101 на самом деле встречается несколько раз во всех трех фильмах, и хотя никто точно не знает, что это означает (если вообще что-либо), популярное объяснение таково: 101 — это двоичное число для 5 (что для компьютера является шестым числом, потому что компьютеры считайте от 0), а события трех фильмов происходят в 6-м взаимодействии Матрицы.Нео — шестой, это шестой раз, когда машины уничтожают Сион, и т. Д. Мы узнаем, что это шестая итерация из разговора с Архитектором. Другое популярное объяснение его известности: 101 — прямая отсылка к книге Джорджа Оруэлла «1984». Комната 101 — это место, в котором заключен человек, которого больше всего боятся. Спасибо Дэниелу Брайан-Курноу за ссылку на Оруэлла! В: Как агенты узнают, где Тринити в начале фильма? A: В первой сцене Тринити и Сайфер разговаривают по телефону.Сайфер (который позже раскрывается как предатель) дал агентам достаточно информации, чтобы они могли отследить звонок и определить местонахождение Тринити. Кроме того, интересно отметить, что успешное обнаружение Тринити было доказательством, необходимым агентам, чтобы поверить в то, что информатор был реальным и, следовательно, мог быть им полезен. В: Какую книгу Нео использует для хранения «продукта», который он продает Чою, и имеет ли это какое-то значение? В: Откуда Морфеус знает все об офисе Нео во время телефонного звонка? A: Морфеус наблюдает за зелеными экранами кода дождя на Навуходоносоре.Код — это визуальное представление Матрицы. Он может расшифровать то, что видит на экране, давая ему полное представление о офисном здании Нео, местонахождении агентов, существовании платформы для мытья окон и т. Д. Думайте об этом как о неограниченных кадрах с камеры наблюдения. В: Почему Морфеус хочет освободить Нео из Матрицы? A: Он считает, что Нео — это Тот, о котором предсказал Оракул. Узнайте больше о One. В: Почему Морфеус дает Нео таблетку? О: Красная таблетка меняет способ взаимодействия тела Нео с машинами.Это изменение позволяет команде Морфеуса определить его физическое местоположение в силовой установке, чтобы освободить его. Q: Что имеет в виду Тринити, когда говорит: «Ты был там внизу, Нео. Ты уже знаешь эту дорогу. Ты точно знаешь, где она заканчивается. И я знаю, что ты не хочешь быть там»? A: Тринити говорит о чувстве Нео, что мир нереален, что чего-то не хватает. Он что-то искал, и если он не послушает ее сейчас, он вернется к своей старой жизни, где «он не уверен, спит он или все еще мечтает».Дополнительную информацию по этому вопросу см. В разделе «Взносы: теории читателей матрицы». Q: Как именно команда Морфеуса освобождает Нео от силовой установки? A: Это никогда не оговаривается явно, но когда Нео просыпается, они могут убедить систему машины в том, что он — мусор. После того, как он вырывается из камеры, в которой он находится, компонент системы отсоединяет кабель от его затылка, и его ячейка смывается в систему утилизации отходов.Это ведет к канализации, где ждет Навуходоносор. Они вытаскивают Нео из мусора и поднимают его на свой корабль. В: Что такое Сион? A: Сион — это место, где живут свободные люди. Далеко под разрушенной поверхностью Земли жители Сиона — это как бывшие жители Матрицы, которые были освобождены, так и 100% доморощенные люди, которые никогда не были рабами Матрицы. В: Где именно Навуходоносор? A: «Навуходоносор» — это судно на воздушной подушке, летящее по заброшенным линиям метро и канализации под разрушенной поверхностью земли.Где-то в канализации есть туннели, ведущие в Сион, очень далеко под поверхностью. В: Что случилось, чтобы позволить машинам получить контроль? О: После того, как человек создал искусственный интеллект, интеллектуальные машины захотели создать собственное общество. Непонимание привело к разногласиям, которые привели к обычной реакции людей на вещи, которых мы не понимаем: мы пытались их разрушить. Они сопротивлялись и, по сути, победили. Битва включала ядерное оружие, которое в значительной степени уничтожило поверхность земли.Узнайте больше о Втором Возрождении. В: Почему команда «Навуходоносора» так взволнована, увидев, что Нео сражается с Морфеем в программе спарринга? A: Если Морфеус прав, а Нео — Единственный, он должен быть в состоянии подчинить нереальность Матрицы своей воле. Он должен уметь делать то, о чем остальные только мечтали. Он должен быть быстрее, сильнее, почти супергероем в Матрице. Здесь они надеются впервые увидеть его возможности.

В: Что Сайфер делает на зеленых экранах кода, когда Нео, кажется, напугает его? A: Сайфер назначает встречу с агентом Смитом в ресторане. Теперь он намерен обменять Морфеуса на собственное возвращение в Матрицу. В: Как Сайфер взбесился после встречи с агентом Смитом? Никто не знал, что он ушел, поэтому не было оператора, который помог бы ему вернуться на корабль. A: Никто точно не знает, как он это сделал, но несколькими предыдущими сценами, когда Нео входит и пугает Сайфера (когда они делят напиток), он настраивал встречу со Смитом в Матрице. Скорее всего, он также установил какой-то таймер / программу, чтобы звонок отключился после завершения встречи. Q: Что означает «Нет ложки»? A: Ложка существует только в Матрице, что на самом деле означает, что ее не существует. Это урок для Нео, который поможет ему понять, что манипулирование Матрицей — это не фокусировка на объекте и попытка его изменить.Объект не существует, поэтому он не может его изменить, он должен изменить себя. Образно говоря, все это в его голове. В: Почему Оракул не говорит Нео, что он тот самый? О: Как позже скажет Морфеус: она говорит Нео то, что ему нужно услышать. По какому пути он пошел бы, если бы она сказала, что это Он Тот? Был бы он более дерзким, высокомерным, менее осторожным? Все закончилось бы так же? Очевидно, она знает будущее, поэтому она знает, что ей нужно сказать ему, чтобы доставить его туда, куда ему нужно.Узнайте больше о разговоре Нео с Оракулом. В: Что происходит с автозаком, в котором увозили Сайфера? A: сфабрикованная авария, позволившая Сайферу в одиночку вернуться на «Навуходоносор». Там он может убить остальную команду, отключив их от сети, оставив в живых только Морфеуса и уменьшив вероятность вмешательства с их стороны. В: Зачем агентам нужен Морфеус? A: Им на самом деле не нужен Морфеус, им действительно нужны коды доступа к мэйнфреймам Сиона.Взлом мэйнфрейма даст им достаточно информации, чтобы найти и уничтожить Сион, тем самым разрушив сопротивление людей. Морфеус знает эти коды, и они намерены выбросить их из его головы любыми средствами. В: Почему агент Смит снимает наушник, когда разговаривает с Морфеусом? A: Он не хочет, чтобы другие агенты знали, что он говорит Морфеусу. Кажется, что агенты действуют сообща, время от времени заканчивая предложения друг друга и, конечно, зная, о чем каждый думает.Действия Смита могут быть в значительной степени символическими, чтобы показать, что он может отключить это коллективное сознание, и в данном случае у него есть для этого причина. Его беседа с Морфеусом подразумевает, что он гораздо более «человек», чем его коллеги — он показывает разочарование, истощение, нетерпение и ненависть к самой Матрице и своему месту в ней. В: Что имеет в виду Тринити, когда говорит: «Все, что сказал мне Оракул, сбылось, все, кроме этого …»? A: Тринити говорит о том, что Оракул сказал ей, что она влюбится в Единого.Все остальное, что сказал ей Оракул, произошло, и кажется, что этот последний кусок головоломки встает на свои места, потому что она должна принять и признать, что любит Нео. Это напрямую связано с тем, что она рассказывает безжизненному измученному телу Нео, прежде чем поцеловать его. Q: Учитывая то, что мы узнаем в Reloaded и Revolutions, если машины уже знают, где находится Зион, почему агенты пытаются получить коды от Морфеуса, чтобы найти его? A: Агенты, вероятно, не знают, что машины знают, где находится Сион.Агенты — это просто программные конструкции с определенной целью. Они мало или совсем не знают о доминирующей системе или своем месте в ней. Они просто делают то, на что они запрограммированы — и в этом случае они запрограммированы на поиск кодов доступа. Все это часть контроля машин. В: Как Нео возвращается к жизни? Это поцелуй Тринити? A: Не совсем, хотя интерпретации немного различаются. Самые простые объяснения всегда лучше: Нео — тот самый.Оракул сказал Тринити, что она влюбится в Единого. Единый спасет человечество и поможет свергнуть машины. Когда Тринити выражает свою любовь Нео, это похоже на последнее звено в цепи пророчеств — он должен быть Единственным, поэтому он не может умереть, пока не сделает то, что Единый должен сделать. Как только эта ссылка встанет на место, становится очевидным, что Нео может делать в Матрице все, что он хочет. В: Почему Нео считает трех агентов зеленым кодом после того, как он вернется к жизни? A: Теперь, когда он действительно верит, что он — Единственный, Нео начинает использовать часть своей власти над Матрицей.Теперь он может видеть Матрицу такой, какая она есть, и это приведет к дополнительным способностям управлять ею по своему усмотрению. В: С кем Нео разговаривает по телефону в конце фильма? A: Нео обращается (возможно, образно) к мэйнфрейму машины. Он разговаривает с Источником, с силой, стоящей за машинами, со всем, что посылает за ним агентов. И он говорит им / им, что он закончил бежать, что он считает, что Матрица может быть тюрьмой для человечества или, возможно, чем-то еще, и, наконец, что он хочет мира.

Как работает матрица — QMK

Матрицы переключателей клавиатуры расположены в строках и столбцах. Без матричной схемы каждому переключателю потребовался бы отдельный провод непосредственно к контроллеру.

Когда схема организована в строки и столбцы, при нажатии клавиши провод столбца входит в контакт с проводом строки и замыкает цепь. Контроллер клавиатуры обнаруживает эту замкнутую цепь и регистрирует ее как нажатие клавиши.

Микроконтроллер будет настроен через микропрограммное обеспечение для отправки логической 1 в столбцы по одному и чтения из строк все сразу — этот процесс называется сканированием матрицы.Матрица представляет собой набор открытых переключателей, которые по умолчанию не пропускают ток — прошивка будет считать это как отсутствие нажатия клавиш. Как только вы нажмете одну клавишу, логическая 1, исходящая из столбца, к которому подключен клавишный переключатель, проходит через переключатель и в соответствующую строку — посмотрите следующий пример 2×2:

 
 Сканируется столбец 0 Столбец 1 сканируется 
 
 xx 
 
 col0 col1 col0 col1 
 
 | | | | 
 
 row0 --- (key0) --- (key1) row0 --- (key0) --- (key1) 
 
 | | | | 
 
 row1 --- (key2) --- (key3) row1 --- (key2) --- (key3) 
 

x означает, что связанный столбец / строка имеет значение 1 или ВЫСОКАЯ.Здесь мы видим, что никакие клавиши не нажимаются, поэтому ни одна строка не получает x . Для одного клавишного переключателя имейте в виду, что одна сторона контактов подключена к его ряду, а другая — к его столбцу.

Когда мы нажимаем key0 , col0 подключается к row0 , поэтому значения, которые микропрограмма получает для этой строки, равны 0b01 ( 0b здесь означает, что это битовое значение, то есть все следующие цифры являются битами — 0 или 1 — и представляют ключи в этом столбце).Мы будем использовать это обозначение, чтобы показать, когда был нажат переключатель, чтобы показать, что столбец и строка соединяются:

 
 Сканируется столбец 0 Сканируется столбец 1 
 
 x x 
 
 col0 col1 col0 col1 
 
 | | | | 
 
 x row0 --- (- + - 0) --- (key1) row0 --- (- + - 0) --- (key1) 
 
 | | | | 
 
 row1 --- (key2) --- (key3) row1 --- (key2) --- (key3) 
 

Теперь мы видим, что row0 имеет размер x , поэтому имеет значение 1. все еще подключен к row1

Отсюда мы получаем следующие данные:

 
 col0: 0b11 
 
 col1: 0b11 
 
 │└row0 
 
 └row1 
 

Что неточно, поскольку у нас было нажато только 3 клавиши, а не все 4.Такое поведение называется ореолом и происходит только в таких необычных сценариях, как этот, но может быть гораздо более распространенным на большой клавиатуре. Мы можем обойти это, разместив диод после клавишного переключателя, но до того, как он подключится к его ряду. Диод пропускает ток только в одном направлении, что защитит наши другие столбцы / строки от активации в предыдущем примере. Мы представим диодную матрицу вот так;

 
 Сканируется столбец 0 Сканируется столбец 1 
 
 x x 
 
 col0 col1 col0 col1 
 
 │ │ | │ 
 
 (ключ0) (ключ1) (ключ0) (ключ1) 
 
! │! │! | ! │ 
 
 row0 ─────┴────────┘ │ row0 ─────┴────────┘ │ 
 
 │ │ | │ 
 
 (клавиша 2) (клавиша 3) (клавиша 2) (клавиша 3) 
 
! ! ! ! 
 
 row1 ─────┴──────── row1 ─────┴────────┘ 
 

В практических приложениях будет размещена черная линия диода лицом к ряду, а от переключателя — ! в данном случае — диод, где промежуток представляет собой черную линию.Хороший способ запомнить это — подумать об этом символе: > |

Теперь, когда мы нажимаем три клавиши, вызывается сценарий ореола:

 
 Сканируется столбец 0 Сканируется столбец 1 
 
 xx 
 
 col0 col1 col0 col1 
 
 │ │ │ │ 
 
 (┌─ ┤0) (┌─┤1) (┌─┤0) (┌─┤1) 
 
! │! │! │! │ 
 
 x row0 ─────┴────────┘ │ x row0 ─────┴────────┘ │ 
 
 │ │ │ │ 
 
 (key2) (┌─┘3) (key2) (┌─┘3) 
 
! ! ! ! 
 
 row1 ─────┴────────┘ x row1 ─────┴────────┘ 
 

Вещи действуют так, как должны! В результате мы получим следующие данные:

 
 col0: 0b01 
 
 col1: 0b11 
 
 │└row0 
 
 └row1 
 

Затем микропрограмма может использовать эти правильные данные, чтобы определить, что она должна делать, и, в конечном итоге, что сигналы, которые необходимо отправить в ОС.

Дополнительная литература:

Объяснение концовки «Матрицы»: ложная свобода для Neo

Хотя финал «Матрицы» кажется в подавляющем большинстве положительным, Нео фактически застрял в цикле контроля, который продолжается в следующих двух фильмах.

Warner Bros.

Автор Мэри Бет МакЭндрюс · Опубликовано 17 октября 2020 г.

Разъяснение концовки — это повторяющийся сериал, в котором мы исследуем финалы, секреты и темы интересных фильмов и шоу, как новых, так и старых.На этот раз мы размышляем над финалом «Матрицы».

---

Сестры Вачовски ’1999 фильм Матрица — это запутанная история о контроле, технологиях и о том, что значит быть человеком. Это ставит под сомнение нашу реальность и, если существует такая вещь, как свобода воли, ужасающее осознание, которое ставит под сомнение само наше существование. Игра « The Matrix », полная феноменально организованных боевых сцен и завораживающе сложной истории, на первый взгляд кажется удивительно позитивным фильмом о спасении человечества от оков системы.

Герой фильма — Томас Андерсон ( Киану Ривз, ), позже известный как Нео. Он ведет две жизни: одну — как талантливого программиста, а другую — как наемного хакера. Однако он обнаруживает, что он — Тот, которому суждено спасти человечество от программы, известной как Матрица. Это предсказано в пророчестве Оракула ( Глория Фостер ), всевидящей сущности, осознающей свое место в системе. Мир, который он воспринимает как реальный, на самом деле представляет собой компьютерную симуляцию, созданную автономными машинами, которые используют людей в качестве биологических батарей.Настоящий реальный мир — это бесплодная пустошь, полная полей людей, ожидающих уборки урожая. Нео узнает о пророчестве о том, что он освободит человечество от машин. Но сначала он должен осознать свой потенциал.

Нео выполняет свое предназначение в конце фильма, поскольку он способен бороться со злыми Агентами, тремя «мужчинами» в костюмах (Хьюго Уивинг, Пол Годдард и Роберт Тейлор), которые на самом деле являются разумными компьютерными программами, пытающимися защитить Матрицу. Нео способен соответствовать их сверхчеловеческой силе и скорости, нанося смехотворно быстрые удары, останавливая траекторию пуль и даже пробивая все тело Агента.Эти, казалось бы, невозможные подвиги доказывают, что он на самом деле Единственный, спаситель человечества и борец с машинами.

При первом просмотре финал The Matrix кажется в подавляющем большинстве положительным. Нео выполняет свое предназначение и может делать то, что не мог никто другой. Он маяк надежды, и он наконец это осознал. У человечества может быть шанс на выживание. Однако, несмотря на принятие своей идентичности, Нео никогда не имел автономии или своего превращения в Единого. Хотя большая часть фильма «Матрица » посвящена революции и свободе, Нео фактически застрял в цикле контроля, который продолжается в следующих двух фильмах.

Neo предлагается на выбор на протяжении всего фильма. Будет ли он следовать инструкциям лидера сопротивления Морфеуса ( Лоуренс Фишберн ), чтобы спастись от агентов? Будет ли он принимать синюю или красную таблетку? Будет ли он участвовать в тренировках и доказать то, чего все ожидают: совершенство? Такой выбор создает иллюзию контроля, но на самом деле его приучают к тому образу, который создал для него Морфеус. Нео с самого начала постоянно говорят, что он Единственный, поскольку Морфеус бросает всю свою жизнь за судьбу Нео.Под давлением того, что он потенциально является Избранным, Нео получает возможность сделать выбор не только для себя, но и для судьбы мира.

Затем есть пророчество и игры разума Оракула, который доказывает, что будущее предопределено и что, несмотря на желание выбора, его не существует. Серия ее пророчеств ведет не только Нео по заранее определенному пути; Морфеус и Тринити ( Кэрри-Энн Мосс, ), возможные любовные увлечения Нео, также стали частью пророчества.Именно поэтому Морфеус посвящает всю свою жизнь поискам Нео. Тринити основывает свои отношения на словах Оракула, поскольку Тринити сказала, что влюбится в Единого. Предсказана не только роль Нео как спасителя, но и его межличностные и романтические отношения. Эти три персонажа неразрывно связаны одной верой: Нео спасет их всех.

Лучший пример манипуляций Оракула — это когда Нео приходит к ней домой. Она представляет себя доброй старушкой, которая печет печенье и небрежно предсказывает будущее.Пока они разговаривают на ее кухне, Оракул показывает, что Нео — не Тот, и что он должен освободиться от этих ожиданий. Тем не менее, позже она показывает, что только что сказала Нео то, что ему нужно было услышать. Она намекает на его надвигающуюся смерть и воскресение, говоря, что он, возможно, будет Тем в другой жизни. Нео застрелен, убит, а затем его сознание отвергает эту смерть. Итак, он родился в другой жизни, где он может принять то, что он есть. Хотя она, кажется, отмахивается от судьбы Нео, она точно знает, что произойдет.Ему нужно искренне верить в себя, а не просто получать ответы.

Хотя Нео, наконец, принимает свою судьбу как Единого и, кажется, наслаждается быть спасителем человечества, его место в повествовании человечества раскрывается в следующих двух фильмах трилогии, Матрица перезагружена и Матрица Оборотов . Он должен смириться с тем, что лежит на его плечах, и с неизбежной кончиной. Даже в его возможной жертве цикл человечества продолжается, поскольку не все люди освобождены.Матрица до сих пор существует как серия программ, которые позволяют людям жить забывчивой жизнью.

Вместо того, чтобы освободиться, Нео просто вошел в еще один замаскированный цикл контроля. Да, он осведомлен о своем субъекте в Матрице и знает правду о человечестве. Но это было уже предсказано. Несмотря на то, что ему предлагается ряд вариантов выбора, пророчество предсказывает, кто он такой, и он неизбежно попадет в свою роль. Хотя конец этого первого фильма, кажется, говорит о силе раскрытия своего истинного «я», он на самом деле говорит о борьбе с судьбой и о весе существования в мире, где все предопределено.

Связанные темы: матрица, Сестры Вачовски

Мэри Бет МакЭндрюс считает найденные кадры хорошими и будет драться с вами, если вы скажете иначе. Когда она не пишет, она вместе со своими двумя кошками ищет Человека-мотылька. Следуйте за ней в Twitter @mbmcandrews. (Она / Ее)

Рекомендуемая литература

Матрица построила наш мир, отрицающий реальность

Мы живем в матрице

Недельный сериал о том, как фильм 1999 года предсказал все в жизни 20 лет спустя.

Киану Ривз в роли Нео из Матрица . Фото: Пари Дукович для New York Magazine

Матрица была первым выстрелом , сделанным в год, который сейчас считается эталоном для американских фильмов — 1999, год, который принес нам Быть Джоном Малковичем и Магнолия, Шестое чувство и Офисное пространство, Бойцовский клуб и Проект ведьмы из Блэра и Выборы .И хотя немногие утверждают, что это была лучшая из группы, она вошла в наше мышление — к лучшему и, несомненно, к худшему — как это сделали немногие другие произведения поп-культуры. Мы можем поговорить обо всех этих фильмах. Но Морфеус был прав. В 2019 году мы живем в Матрице.

Или, может быть, нет. Может быть, в 2019 году нам просто нравится говорить что-то вроде «Мы живем в Матрице» — и это может быть самым истинным и глубоким влиянием фильма, чья разгульная паранойя проникла в то, как мы живем сейчас.В эпоху, когда адвокат президента может идти по телевизору и роптать: «Правда — это не правда!» как будто это должен знать каждый, а бесконечные спекулятивные разговоры не исходят из вопроса «Что есть реальность?» но из «Что, если мы живем в сломанном симуляторе?» «Матрица » вездесуща — что удивительно, учитывая, как мало мы все еще говорим о реальном фильме. Дело не в том, что фильм был пророческим. Он не предвосхитил наш мир. Но он предвосхитил — и, вероятно, создал — новый взгляд на этот мир.И точно так же, как «Безумие — единственный разумный ответ на безумный мир», такой как Catch-22 , созданный поколением ранее, он предоставил каждому разрешение отказаться от борьбы с реальностью, посчитав этот отказ формой гиперсознания.

Пересмотреть Матрицу 20 лет спустя означает почти сразу сделать потрясающее открытие: это не так уж сложно! Невысокий компьютерный хакер (Нео Киану Ривза) — трудяга, как и многие герои конца 90-х, — оказывается втянутым в сопротивление до хэштега, о существовании которого он не подозревал, системе, о существовании которой он не знал, поработил его.Мятежники предлагают ему просвещение, но дорогой ценой; он должен избавиться от всех заблуждений и осознать, что он буквально является частью огромной системной машины, выполняющей приказы… ну, выбирайте сами: Человека. Учреждение. Корпоративные Повелители. Правительство. Система. И только зная это, он может надеяться на спасение от этого. Сюжет довольно прост, а политика заманчиво, возможно, опасно, жизнеспособна для любого, кто придерживается любой идеологии, кто чувствует себя разозленным. Немногие аргументы оказались более применимыми к этому моменту, чем «Тебя облажает мир, который ты не изобретал и не видишь, но хорошая новость в том, что лекарство просто заставляет себя видеть его.”

Для всех фан-страниц, длинных и извилистых вики, намеков на «Аллегорию пещеры» Платона и французской критической теории, часы за часами устрашающе помеченных «комментариями философов», которые украшают сам оригинальный фильм Blu-ray. в некотором смысле так же просто, как мигающий зеленый курсор на черном экране, который, как ни странно, начинает его. В памяти посылка революционного фильма Лилли и Ланы Вачовски представляла собой сложный, многословный, труднопонятный фрагмент миростроительства.Но по правде говоря, The Matrix убирает большую часть пояснительного материала с дороги несколькими эффективными движениями в своей первой трети, так что он может добраться до комбо-фильма-ограбления-фильма-погони- Кроссовки -встречает- Tron — встречает — Миссия: невозможно действие щелчок, которым он становится.

Морфеус Лоуренса Фишберна все излагает. «Матрица везде. Это все вокруг нас, — объясняет он Нео. «Это мир, над которым вам навязали глаза, чтобы скрыть от вас правду… что вы раб, рожденный в рабстве… в тюрьме, к которой вы не можете прикоснуться… К сожалению, никому нельзя сказать, что такое Матрица.Вы должны увидеть это сами. Вы принимаете синюю таблетку, история заканчивается, вы просыпаетесь в своей постели. Ты принимаешь красную таблетку, ты остаешься в стране чудес, и я покажу тебе, насколько глубока эта история ».

Вот и все: несмотря на все способы его дальнейшего развития, это действительно все, что вам нужно знать, чтобы «получить» The Matrix и получить все, доброкачественное и коварное, что она породила. В этих кратких сценарных жестах Вачовски состряпали идеальное универсальное сочетание лести, паранойи, антикорпоративного бодрствования, либертарианской веры в первенство личности и идеологически неспецифического гнева на систему: «Пробуждение» , овца! » для своей эпохи и, тем более, для нашей.Фильм породил только один прочный сленг — «Прими красную пилюлю» (диапазон употребления варьируется от шутливого до ужасающего), — но его взгляды сами собой проработали и, возможно, отравили большую часть нашего дискурса. Сегодня мы живем в мире антиреальности The Matrix , построенном.

Фото: New York Magazine

Но прежде чем взглянуть на это, стоит оглянуться назад на мир, создавший The Matrix .Несмотря на всю свою глубокую / забитую камнями основу Большой идеи в комнате общежития, фильм был сильно пропитан предшествующей ему поп-культурой. Америка, как правило, покупается на одну антиутопическую голливудскую фантазию за раз, и эта фантазия может сохраняться в течение целого поколения или дольше. На момент выхода «Матрица » доминирующим фэнтези в течение предыдущего десятилетия или около того были «, Терминатор » Джеймса Кэмерона и его продолжение. «Роботы и компьютеры в конечном итоге возьмут верх и повернутся против нас» — это повествование, которому почти открыто склонил свою шляпу фильм Вачовски: по сути, это история происхождения Матрицы , признанная, когда Морфеус говорит Нео, что подъем искусственный интеллект породил «гонку машин — мы не знаем, кто ударил первым, мы или они.« Матрица заменила Терминатора» «Это приближается, и вы не можете его остановить» следующим логическим шагом: «Это уже произошло, и вы даже не знаете об этом». В этом он заимствован из другого распространенного антиутопического хита того времени, Секретные материалы , , который в то время был на пике своей популярности, в своем шестом сезоне продвижения идеи о том, что подавляющее большинство людей не знали об этом. марионетки в управляемом пришельцами мире, который они не видели. В сериале эта предпосылка исследуется через дихотомию верующего и скептика; The Matrix, , создатели которого открыто заявляли, что это их версия квазирелигиозного «повествования о спасении», изменили его на просвещенный и еще не преобразованный, присвоив The X-Files ‘ s открытие слоган «Истина где-то там» практически не поврежден.«Что такое Матрица?» — спрашивает Нео Тринити. «Ответ есть», — говорит она.

Проницательные мусорщики, Вачовски не остановились на Терминатор и Секретные материалы ; они схватили идею заржавевшего будущего и злых безликих корпоративных властителей из Alien и некоторых расцветов нуар будущего из Blade Runner, и солнцезащитных очков Хьюго Уивинга «Агент Смит — не что иное, как человек в черном». Модель Sandman Нила Геймана существует уже десять лет, и говорят, что Вачовски сказали Фишберну сыграть своего Морфеуса, как Морфеуса Геймана.Но Matrix не просто продуманно сконструирован из запасных частей. Вачовски добавили два важных ингредиента: ощущение того, что единственный путь к пониманию лежит через глубокое недоверие ко всему, что вам предлагают, и почитание героя-домоседа. Первый главный герой, которого мы видим в фильме, — это не Нео, а Тринити, которая выглядит феноменально круто, когда она сидит на терминале, поднимая руки в знак капитуляции с каменным лицом, только когда ей в спину буквально нацелены пистолеты. «Матрица» и через Интернет, где всегда легко поддаться опьяняющим эффектам скептицизма коленного рефлекса. Фильм заканчивается цифрой Эй, чувак! Момент , в котором мы видим, как Нео появляется в очень похожем на 1999 году городском уличном пейзаже. Вы все это смотрели? Это могло произойти в нашем мире !

Даже Вачовски, возможно, не осознавали, насколько сильно они этим увлечены.В течение следующих нескольких лет реальный мир предоставит людям широкие возможности превратить свой фильм в основополагающий текст пугающе тщательного и самолюбивого отрицания всего, что было у них перед носом, что примерно переводится как: Реальность — фальшивка. и мне не нужно никого ни о чем слушать (к тому же, может быть, я знаю карате, хотя никогда его не изучал). Девяносто девять закончились бесконечной подготовкой к 2000 году, которая, хотя и перестала быть интересной для большинства примерно к 12:03 a.м. 1 января 2000 г., тем не менее, послужил поводом для спекуляций о разумности и абсолютной мощности машин. В следующем году прошли спорные президентские выборы; 11 сентября произошло десять месяцев спустя. С каждым событием ряды тех, кто предпочел верить в альтернативную реальность, пополнялись. «Примите красную таблетку», и вы поймете, что реактивное топливо не может расплавить стальные балки, или что всем евреям тайно велели не ходить в тот день во Всемирный торговый центр, или, если цитировать человека, который впоследствии стал Самый печально известный отрицатель реальности в Америке: мусульмане в Нью-Джерси приветствовали падение башен.Это было нашим первым ощущением того, сколько уродства скрывается за преданностью этим квазипринципам: вы, скорее всего, отвергли бы реальность, если бы реальность каким-то образом отвергла вас; вы, скорее всего, заподозрили бы целые группы людей в том, что они кукловоды, если бы изначально ненавидели или боялись эти группы. От этого не было большого скачка к тому, что «Сорос контролирует все».

Сегодня, Матрица — это не столько пробный камень, сколько нечто, что теперь настолько глубоко внедрено в то, как мы думаем и говорим, что иногда может казаться невидимым.Его самые громкие проявления являются также и самыми злостными: гнев клоун-в-аду и безумным пророком в информационных войнах Алекса Джонса, Pizzagate, QAnon и антисемитское бормотание о «людях-ящерицах», которыми Алиса Уокер так очарована всей розничной торговлей, ибо наиболее морально испорченные причины, идея о том, что «реальность» — это просто стеклянное стекло, скрывающее правду, и что единственный способ достичь этого — взять камень и бросить его. Некоторые из проявлений — это просто закатывание глаз, например недавняя мини-тенденция профессиональных спортсменов, придерживающихся плоской земли, чья круговая логика сочетает в себе «Если я не вижу этого, я не могу в это поверить» с «Почему не могу? ты видишь это?» Некоторые из них носят чисто лингвистический характер: заголовки вроде «Вот способ почистить чеснок лучше» превратились в «Вы всю жизнь чистили чеснок неправильно», потому что во вселенной после Matrix : «Вы жили в заблуждении, ты большой тупица »- вот настоящий аргумент в пользу продажи.

Матрица присутствует в каждой истории «Все, что вы знаете о [X] неверно». Это фраза «лайфхак», которая предполагает, что ваша повседневная жизнь — это код, который вам нужно взломать. Часто в приятной форме это происходит в первые полчаса шоу Рэйчел Мэддау , , во время которого она в основном говорит зрителям: «Я собираюсь рассказать вам то, о чем вы не знаете и не можете понять. точки горят, но подчинитесь, зная, что вы ничего не понимаете, и примерно к 9:25 я объясню вам это, и вы пополните ряды верующих.«Это определенный сегмент жестких левых, который настаивает на том, что корпорации контролируют вас способами, которые вы слишком самоуверенны, чтобы понять (потому что вы приняли синюю таблетку, вы, невежественный наркотик). Дело в фетишизации контринтуитивности, которая породила собственных пророков, прихожан у алтаря Малкольма Гладуэлла. Это в модном развлечении эпохи Трампа — говорить о «самой мрачной временной шкале». Это в тех разговорах, которые мы живем в разбитой симуляции, но еще глубже, это в том слегка застекленном взгляде, который ваш самый странный друг дает вам, когда вы пытаетесь сменить тему, и он говорит: «Нет, но мы действительно есть.”

В отличие от Star Wars или Harry Potter или любого количества других любимых франшиз, The Matrix вызывает относительно мало внимания к своему фактическому содержанию. О Нео, Морфеусе, Тринити или Оракуле как о персонажах говорят не так много, и нет особой склонности размышлять о том, что будет дальше. Безусловно, ничто не может вырезать ноги из-под франшизы, как два торжественных продолжения, переданных как каменные скрижали в один и тот же год, и в Департаменте вы получаете то, что даете, стоит отметить эту теплоту, эмоциональный резонанс и чувство юмора, которое часто может увеличить долговечность собственности, — не совсем то, что нужно The Matrix .Это было не приключение и не шутка, а манифест. Его приверженцы добывали в нем идеологию и информацию, а затем отбрасывали шелуху. И то, что они взяли из фильма — что делает длинный хвост The Matrix таким длинным и таким необычным — было отрицательным. Матрица предлагала своим ученикам не радость открытия новой реальности, а, скорее, возможность обнуления — отбросить любую временную, физическую, практическую или кажущуюся реальность, которая вам не подходит. Фильм дает каждому право сказать: Этого не происходит. Но все, что он может предложить в ответ, — это заявление, которое, с точки зрения холодного комфорта, могло быть взято непосредственно из The Sopranos (которому также исполнилось 20 лет в прошлом месяце): Одна вещь, которую вы никогда не можете сказать: что вы не сказали.

* Эта статья опубликована в журнале New York Magazine от 4 февраля 2019 г. Подпишитесь сейчас!

Увидеть все

Разъяснение: Матрицы | MIT News

Среди наиболее распространенных инструментов в электротехнике и информатике — прямоугольные сетки чисел, известные как матрицы.Числа в матрице могут представлять данные, а также математические уравнения. Во многих инженерных приложениях, чувствительных ко времени, умножение матриц может дать быстрые, но хорошие приближения для гораздо более сложных вычислений.

Матрицы возникли первоначально как способ описания систем линейных уравнений, тип проблемы, знакомый каждому, кто изучал алгебру в начальной школе. «Линейный» просто означает, что переменные в уравнениях не имеют показателей степени, поэтому их графики всегда будут прямыми.

Уравнение x — 2y = 0, например, имеет бесконечное количество решений как для x, так и для y, которые можно представить в виде прямой линии, проходящей через точки (0,0), (2,1), (4,2) и так далее. Но если вы объедините его с уравнением x — y = 1, то будет только одно решение: x = 2 и y = 1. Точка (2,1) также является местом пересечения графиков двух уравнений.

Матрица, изображающая эти два уравнения, будет представлять собой сетку чисел два на два: верхняя строка будет [1-2], а нижняя строка будет [1-1], чтобы соответствовать коэффициентам переменные в двух уравнениях.

В различных приложениях, от обработки изображений до генетического анализа, компьютеры часто используются для решения систем линейных уравнений — обычно с большим числом переменных. Еще чаще их призывают перемножать матрицы.

Умножение матриц можно рассматривать как решение линейных уравнений для определенных переменных. Предположим, например, что выражения t + 2p + 3h; 4т + 5п + 6ч; и 7t + 8p + 9h описывают три различных математических операции, включая измерения температуры, давления и влажности.Их можно представить в виде матрицы с тремя строками: [1 2 3], [4 5 6] и [7 8 9].

Теперь предположим, что в два разных момента времени вы снимаете показания температуры, давления и влажности вне дома. Эти показания также могут быть представлены в виде матрицы, с первым набором показаний в одном столбце и вторым — в другом. Умножение этих матриц вместе означает сопоставление строк из первой матрицы — той, которая описывает уравнения, — и столбцов из второй — той, которая представляет измерения — умножение соответствующих членов, их сложение и ввод результатов в новую матрицу.Числа в итоговой матрице могут, например, предсказать траекторию движения системы низкого давления.

Конечно, сведение сложной динамики моделей погодных систем к системе линейных уравнений само по себе является сложной задачей. Но это указывает на одну из причин того, что матрицы так распространены в информатике: они позволяют компьютерам, по сути, делать большую вычислительную тяжелую работу заранее. Создание матрицы, которая дает полезные результаты вычислений, может быть трудным, но выполнение матричного умножения, как правило, затруднительно.

Одной из областей информатики, в которой умножение матриц особенно полезно, является графика, поскольку цифровое изображение — это, по сути, матрица, с которой начинается: строки и столбцы матрицы соответствуют строкам и столбцам пикселей, а числовые записи соответствуют значениям цвета пикселей. Например, декодирование цифрового видео требует матричного умножения; Ранее в этом году исследователи Массачусетского технологического института смогли создать один из первых чипов, реализующий новый стандарт высокоэффективного кодирования видео для телевизоров сверхвысокой четкости, отчасти благодаря шаблонам, которые они обнаружили в используемых им матрицах.

Точно так же, как матричное умножение может помочь в обработке цифрового видео, оно может помочь в обработке цифрового звука. Цифровой аудиосигнал — это в основном последовательность чисел, представляющая изменение во времени давления воздуха акустического аудиосигнала. Многие методы фильтрации или сжатия цифровых аудиосигналов, такие как преобразование Фурье, основаны на матричном умножении.

Еще одна причина того, что матрицы так полезны в информатике, — это графики. В этом контексте граф — это математическая конструкция, состоящая из узлов, обычно изображаемых как круги, и ребер, обычно изображаемых как линии между ними.

Как работает матрица: Как работает цифровой фотоаппарат