Что представляет собой матрица цифрового фотоаппарата?
Фотословарь / Фототехника
Автор: Екатерина
Матрица цифрового фотоаппарата – это специальный датчик, который регистрирует свет, необходимый для получения фотографии. Датчик состоит из миллионов ячеек, в которые регистрируется информация. Эти ячейки мы привыкли называть мегапикселами. Мегапикселы воспринимают свет по его яркости. Каждый пиксель регистрирует свою часть изображения, в результате чего из миллионов этих пикселей мы получаем фотографию. Матрица цифрового фотоаппарата, конечно же, использует в работе сложные принципы, приведенное выше описание – лишь упрощенный их вариант.
Тем не менее, привычное убеждение в том, что качество фотографии определяется количеством мегапикселей не имеет ничего общего с реальным положением дел. Матрица цифрового фотоаппарата способна уместить в себе миллионы пикселей, но чем больше ее физический размер (в миллиметрах, а не в мегапикселах), тем больше размер одного пикселя, и тем лучше конечный результат.
Приведу аналогию со шкафами. Как в большой, так и в маленький шкаф можно уместить 100 вещей, но в большом шкафу они могут сохранить свою форму, а в маленьком шкафу – неизбежно помнутся. Таким образом, если слишком маленькая матрица цифрового фотоаппарата будет содержать в себе 14 мегапикселей, качество фотографии в некоторых случаях может быть хуже, чем у фотоаппаратов с той же матрицей, но 10-ю мегапикселами разрешения.
Виды матриц
ПЗС-матрица цифрового фотоаппарата (CCD)
Долгое время в производстве фото- и видеокамер использовались CCD-датчики. В течение какого-то времени качество фотографий, сделанных на камеру с CCD-матрицей было выше, чем качество фотографий, сделанных на фотоаппарат с CMOS-матрицей.
Сегодня такие сенсоры используются в компактах и некоторых профессиональных камерах, однако основная масса камер оснащена CMOS-сенсором. По сравнению с CMOS-матрицей, CCD-матрица цифрового фотоаппарата приводит к большему количеству шумов.
CMOS-матрицы
CMOS-матрицы долгое время уступали CCD-сенсорам, но сегодня эта технология используется повсеместно, поскольку датчики достигли высокого качества.
CMOS-датчики более эффективны в работе, им требуется меньше батарейного заряда для работы. Кроме того, CMOS-матрица цифрового фотоаппарата лучше приспособлена для серийной съемки.
Таким образом, эти датчики часто используются в скоростных камерах люкс-класса, для которых важна высокая скорость съемки.
К счастью, большинство современных зеркальных фотоаппаратов оснащены именно CMOS-матрицей, в том числе, самые бюджетные модели зеркальных фотокамер, такие как Nikon D3200 или Canon 650D.
Меткиосновные понятия фотографиицифровая мыльницацифровая фототехника
Замена CCD матриц в фотоаппарате, фоточувствительный прибор с зарядовой связью ПЗС
CCD (charge coupled device) представляет собой фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ПЗС).
Типичный ПЗС сенсор содержит несколько тысяч
светочувствительных элементов в одном устройстве, служит как приемник изображения в фотоаппаратах, выполняющий функцию преобразователя свет — электрический сигнал. Элементы, иначе называемые пикселями, имеют размеры 36х13 мкм; из них построена прямоугольная матрица, представляющая собой светочувствительную поверхность.
Неисправности фотоаппаратов с дефектом CCD матриц встречаются нередко. В первую очередь это касается фотоаппаратов 2000-2004 гг. выпуска, когда дефект ПЗС сенсоров носил характер «эпидемии». Производители фототехники с мировым именем, такие как Canon, Nikon, Sony были вынуждены официально заявить о проблемах CCD матриц в своих продукциях.
Список моделей аппаратов, где мог проявиться дефект, был удручающе велик, который, при желании, можно было изрядно пополнить. В список попали не только фотоаппараты, но и видеокамеры, PDA.
Объяснить, почему одинаковый дефект ССД сенсоров встречается в аппаратах разных фирм, можно тем, что большинство производителей используют в своих аппаратах
матрицы одного и того же разработчика и завода-изготовителя.
Мы не проводили никаких исследований и не изучали причины, приведшие к столь печальным последствиям, а выскажем лишь свое мнение.
На наш взгляд, завод производитель CCD матриц из страны с высоким уровнем жизни и, соответственно, с дорогой рабочей силой с целью снижения себестоимости выпускаемой продукции был переведен в страну с менее дешевой рабочей силой (ну, знаете, сейчас это «модно»). В какой то момент реорганизации производства произошел технологический сбой.
По-другому объяснить столь длительный период выпуска бракованной продукции как то не получается.
Проявление неисправности может быть разнообразным — это нет изображения с объектива, изображение нормальное, но на отснятом кадре горизонтальные полосы, снимок
получается матовым, последняя неисправность очень похожая на неправильную работу затвора, но и из за неисправной матрицы дефект попадался неоднократно, изображение размазано всеми цветами радуги (еще этот дефект получил название «северное сияние»).
Причины или чем вызвано такое разнообразие:
Если посмотреть на неисправную матрицу через лупу со стороны рабочей поверхности, то можно увидеть оторванные проводники, идущие от кристалла ПЗС матрицы к ее выводам (см. фото2, оторванный вывод указан стрелкой). Проявление неисправности зависит от номера вывода, который оторван или имеет плохой контакт.
Кратко, в форме обмена опытом или секреты ремонта фотоаппаратов, рассмотрим несколько моделей, которые поступали в нашу мастерскую, с указанием моделей и типа матрицы:
1) Фотоаппарат Sony DSC-F717, изображение с объектива размазано всеми цветами радуги. Выход из строя ПЗС матрицы установленной на плате с маркировкой CD-408 1-686-185-1
2) В мастерскую поступил цифровой фотоаппарат Nikon E5700. Клиент к походу в мастерскую подготовился основательно, неисправность фотоаппарата изложил в письменном виде (публикую ниже без редакции)
— Первые признаки неисправности связанные с изображением начали проявляться примерно 1,5 года назад.
Изображение в видоискателе выглядело черно-белым, очень малоконтрастным, разделенным светлыми горизонтальными полосками расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Количество полос было от 15 до 20. Неисправность не исчезала после включения\выключения фотоаппарата. По прошествии какого-то времени фотоаппарат начинал работать нормально. С течением времени вид неисправности менялся. Сейчас неисправность выглядит как сильно размазанное изображение.
— Неисправной, в этом цифровом фотоаппарате, CCD матрица, тип матрицы ICX282AK, после замены которой аппарат заработал нормально.
3) Ремонт фотоаппарата Minolta Dimage A1. Нет изображения с объектива, изображение размазано или с горизонтальными полосами — дефект CCD матрицы. Тип матрицы ICX465AQ, фирма производитель Sony.
4) Цифровой фотоаппарат Minolta Dimage 7i неисправность CCD матрицы, тип матрицы ICX282AQF.
5) Цифровой фотоаппарат Sony DSC-P12 CCD матрица ICX455AQF.
Фото галерея снимков сделанных фотоаппаратами с неисправными CCD матрицами
При частичном или полном копировании статьи ссылка на сайт фотомастерской Ремтелевид-сервис обязательна.
The Matrix, оригинальная версия Virtual Production
Virtual Production — это универсальный продукт для многих вещей, но это далеко не новинка.
Кинематографисты мечтали полностью контролировать декорации. Особенно проблематичны внешние сцены, где при всем желании нельзя контролировать такие аспекты, как погода. Если солнечно, но вы хотите дождливую сцену, у вас есть логистика для создания влажной погоды, в то время как, с другой стороны, если вы хотите великолепный летний день, и он проливной, вам не повезло. И тогда есть необходимые разрешения. Если вы снимаете в таком городе, как, например, Сан-Франциско, вам может понадобиться согласие каждого жителя улицы, и одно возражение может все испортить. Таким образом, легко увидеть привлекательность виртуального производства перед массивом светодиодов.
Подключение камеры к реагирующему виртуальному фону не является новой идеей, но до сих пор технология достигла точки, когда компьютерные изображения в реальном времени были достаточно хорошими, а высокое качество, большие объемы светодиодов были возможны.
Именно Джон Гаэта из The Matrix стал первым, кто ввел термин «виртуальная кинематография». Гаэта произвел революцию в спецэффектах в фильме, используя фотореалистичные воссоздания актеров и локаций. В первую очередь «Матрица » запомнится, в частности, одним кадром, в котором персонаж Киану Ривза, Нео, наклонился назад, уклоняясь от потока пуль, выпущенных агентом Смитом на крыше небоскреба.
Кадр, часто называемый Bullet Time, а также Time Slice, Flow-mo и другими, эффективно замораживал время или замедлял его, в зависимости от того, как был настроен массив камер, который использовался для съемки, и переместил выстрел через окружающую среду. Эффект использовался несколько раз в фильме, но сцена уклонения от пули, безусловно, самая известная. Но почему Bullet Time стала такой революцией?
Прежде всего, мы должны признать, что Матрица на самом деле не была использована в первый раз.
Еще в 1985 году группа Accept использовала очень примитивную версию эффекта для видеоклипа на свою песню Midnight Mover. Гораздо позже, в середине девяностых, в таких фильмах, как « Командир звена » и « Затерянные в космосе », использовалась очень плавная версия эффекта, как и в рекламе Smirnoff в 1996 году. Матрица, которая действительно сделала эффект заметным, используя сложные 360-градусные пути камеры и смешав реальных актеров с фотореалистичными фонами компьютерной графики.
Bullet Time, используемый в Матрица взяла виртуальную камеру и охватила актеров, а также приблизилась к ним в ключевые моменты. Эти сложные движения камеры требовали, чтобы актеры изначально снимались перед зеленым экраном, потому что камеры будут в поле зрения на протяжении всего кадра, и поэтому позже пришлось воссоздать окружающую среду с помощью компьютерной графики.
Основное преимущество Bullet Time заключалось в том, что оно замораживало или сильно замедляло время, при этом «камера» могла свободно перемещаться по происходящему в реальном времени постфактум. Это сработало, установив множество неподвижных камер вокруг актеров, когда они выполняли свои ключевые движения перед зеленым экраном. Для захвата кадра может потребоваться до 120 камер с высокоскоростной пленочной камерой на каждом конце установки. Затем каждое изображение нужно было отсканировать в цифровом виде, а затем сопоставить. В конце концов, это было до того, как появились зеркалки. Необработанный результат сборки изображений вместе был довольно шатким, и были несоответствия в цвете из-за линз и других аномалий, поэтому все кадры нужно было согласовать и стабилизировать. Затем они были интерполированы с использованием ранней технологии Optical Flow, которая интерполировала кадры и позволяла еще больше замедлить кадры.
Соединение виртуального фона с реальными движениями актеров само по себе было техническим достижением, требующим точной компьютерной предварительной визуализации для определения положения камеры, а затем компьютерного воссоздания реальных мест для финальных кадров.
Несмотря на огромный объем работы, это был один из первых случаев, когда «виртуальную камеру» можно было использовать для «движения» по сцене независимо от движения в реальном времени. И хотя этим эффектом нельзя было управлять в режиме реального времени на съемочной площадке, он посеял семена концепции виртуальной кинематографии. Он также стал одним из самых имитируемых и подделываемых визуальных эффектов всех времен.
Однако этот эффект далеко не устарел. Он до сих пор используется для проектов высокого уровня, в первую очередь New World Designs, для которых люди, стоящие за ним, участвовали в оригинальном эффекте Bullet Time для The Matrix . Это также не слишком демократизированный эффект, требующий сотни камер.
Теги: Пост и визуальные эффекты Производство Виртуальное производство
Как снимали матрицу Bullet Time Effect
Warner Bros.
Мэг Шилдс · Опубликовано 23 декабря 2021 г.
Добро пожаловать в Как они это сделали? — ежемесячная колонка, в которой рассказывается о моментах киноволшебства и чествуются технические волшебники, которым это удалось. Эта запись объясняет, как они снимали трюки на время в «Матрице».
В 1999 Матрица вышибли дверь Голливуда потоком кожаных комплектов, крошечных солнцезащитных очков и пронизанных философией научно-фантастических пуль. Это был научно-фантастический боевик с двумя ключевыми ингредиентами в пиках: кунг-фу и техно-апокалипсис, наконец, вместе.
Режиссеры Лилли и Лана Вачовски, «Матрица» рассказывает историю скучающего компьютерного хакера по имени Томас Андерсон (Киану Ривз), который открывает для себя мир таким, каким он его знает, — не более чем симуляция. Созданная компьютером мечта, известная как «Матрица», организованная машинами, собирающими энергию в наших теплых, липких человеческих соках, таких как батарейки Duracell.
Присоединившись к группе подпольных повстанцев, Томас, взявший себе имя Нео, узнает, что он может быть «Избранным», мессией, которому было предсказано разорвать тиски машины над человечеством. Вооружившись знанием того, что «реальный» мир — это бесплодная пустошь, полная людей, ожидающих, чтобы их собрали, Нео должен полностью раскрыть свой потенциал, если он хочет освободить человечество от их механических повелителей.
Время пули в Матрице
В третьем акте фильма Нео и Тринити (Кэрри-Энн Мосс) входят в Матрицу, чтобы спасти Морфеуса (Лоуренс Фишбёрн). Гнусные агенты пытают их бесстрашного лидера, чтобы получить информацию о Зионе, подземном городе человечества в «реальном мире». Во время миссии Нео и Тринити оказываются на крыше, сражаясь с агентами и их приспешниками.
Глядя в дуло пистолета агента, не имея собственного оружия, Нео наконец обретает уверенность, чтобы полагаться на свои способности. Агент выпускает залп пуль, и, как говорится в сценарии, «мы входим в жидкое пространство — пуля-время».
Когда Нео бросает вызов гравитации в обратном прогибе, воздух шипит, когда сердитый свинец разрывает воздух, каждая траектория полета оставляет за собой след, похожий на прыгающий камень. Пальто Нео целует бетон, когда он изгибается и изгибается, едва избегая каждого выстрела, пока два упрямых серых шара не врезаются ему в бедро и плечо.
Такого рода подвиг возможен только в виртуальной реальности, где время и пространство могут манипулировать знающими людьми. Это визуальное доказательство сверхчеловеческих рефлексов Нео и его предсказанного мастерства в этом виртуально сконструированном пространстве. Искажая время и пространство, смешивая цифровой и материальный миры, «время пули» является одним из самых знаковых кадров с эффектами в боевиках и неразрывно связано с Матрица и ее темы.
Итак, как они это сделали? Чем пулевое время отличается от замедленного? И почему Киану Ривз движется с другой скоростью, чем камера?
Как они это сделали?
Короче говоря:
В Матрица время пули достигается на зеленом экране с рядом неподвижных камер, окружающих объект.
Камеры активируются в быстрой последовательности, и полученные кадры отображаются последовательно с дополнительными интерполированными кадрами компьютерной графики, создавая эффект движения камеры быстрее, чем объект.
Длинная история:
Прежде чем копнуть глубже, давайте удостоверимся, что все согласны с тем, что означает пулевое время. В самых общих чертах, пуля-время описывает эффект замедленного движения с динамическим движением камеры, обычно это панорамирование, которое позволяет зрителям видеть действие на 360 градусов.
Хотя Warner Bros., вероятно, хотела бы, чтобы вы использовали термин «время пули», учитывая, что они зарегистрировали его как торговую марку и все такое, существует множество других способов описать эффект. К ним относятся, но не ограничиваются: застывший момент, temps mort , разрезание времени и мой личный фаворит, flow-mo.
Время пули характеризуется экстремальной трансформацией как времени (например, способность видеть выпущенную пулю), так и пространства (например, камера движется с «нормальной» скоростью, в то время как движение субъекта замедляется).
Это визуальное впечатление отделения времени/пространства, влияющего на точку зрения зрителя, от точки зрения видимого объекта невозможно при обычном замедленном движении. Если бы эффект был предпринят с помощью обычных методов замедленного движения, камера должна была бы двигаться неправдоподобно — или, по крайней мере, непрактично — быстро.
Итак, проблема, которую нужно решить, заключается в следующем: как создать иллюзию непрерывного кадра, движущегося со скоростью , отличной от скорости объекта?
Испытания для подтверждения концепции были впервые проведены компанией Mass.Illusions в Леннокс, штат Массачусетс. «Мы провели пулевые тесты, чтобы помочь продюсеру Джоэлу Сильверу собрать деньги для фильма», — объяснил Пьер Жасмин журналу VFX до и после в интервью 2019 года.
По словам Жасмин, Вачовски представили команде Mass.Illusions впечатляющие раскадровки того, как будет выглядеть время пули. Джон Гаэта , который руководил тестовыми кадрами в Mass.
Illusions, продолжал контролировать визуальные эффекты для Матрица через Manex, объект VFX в Северной Калифорнии.
Первый шаг к реализации времени пули — это блокировка. Потому что для того, чтобы настроить крайне важную установку камеры (ну, установку камеры), вам нужно знать, как будет двигаться ваш объект. Итак, обо всем по порядку, Гаэта и компания. заблокировал действие, используя серию фотокамер. Затем они отсканировали изображения в компьютер, чтобы создатели фильма могли нанести на карту и разработать стратегию положения персонажей и пути, по которому будет двигаться «виртуальная камера».
Используя эти симуляции в качестве руководства, камеры были размещены бок о бок на специализированной установке, которая была настроена с использованием управляемой движением лазерной системы наведения, которая могла определять правильный угол и фокусное расстояние.
Для самой известной итерации времени пули в Матрица , где Нео уворачивается от пуль на крыше, установка включала 120 фотокамер и две пленочные камеры.
Размещение камер близко друг к другу было необходимо для создания иллюзии движения, так как каждая камера делала только одну фотографию. Эти камеры срабатывали через очень короткие промежутки времени, поэтому казалось, что действие разворачивается медленно, поскольку точка обзора перемещается в «нормальном» темпе.
Камеры срабатывали либо последовательно, либо все одновременно, в зависимости от желаемого эффекта. Затем отдельные кадры с каждой камеры располагались и отображались последовательно, чтобы создать вращающуюся точку обзора замороженного или замедленного действия.
После сканирования в компьютер результирующая полоса неподвижных изображений не отличается от анимационных кадров.
Говоря об анимации, сейчас самое подходящее время поговорить об интерполяции, первой из нескольких техник, которые придают конечному эффекту плавный вид. Проще говоря, «интерполяция движения» — это процесс, в котором используется алгоритм на основе искусственного интеллекта для «анимации» большего количества кадров в последовательности фотографий.
Этот метод, также известный как интерполяция движения, эффективно создает воспринимаемое увеличение частоты кадров за счет создания новых промежуточных кадров. Это делает движение менее дрожащим и позволяет частям изображения (например, плащу Нео) двигаться более плавно.
Последовательности маркированного времени Matrix нельзя было снимать на месте, так как большинство камер могли «видеть друг друга». Сцены были сняты на зеленом экране, а фоны были воспроизведены с использованием фотографий реальных мест в качестве текстур для трехмерной моделируемой среды.
Актеры удерживались на месте проволокой, чтобы предотвратить их падение и продлить их действия, чтобы финальное снятое движение выглядело легким.
Затем на этапе постобработки были добавлены цифровые элементы (пули, свет и т. д.).
В конце концов, все эти элементы (цифровой композитинг, оптический поток, интерполяция кадров и т. д.) работают вместе, чтобы улучшить плавность видимого движения камеры, создавая то самое время, которое вы знаете и любите.
Каков прецедент пулевого времени в «Матрице»?
Несмотря на все современные навороты, основная идея использования группы неподвижных камер для замораживания движения появилась еще до изобретения движущегося изображения. Французский физиолог Этьен-Жюль Марей впервые начал экспериментировать с хронофотографией в 1880-х годах как средство лучшего понимания движения животных, особенно летающих птиц.
Революционная идея Марей (экшн-фотография) заключалась в том, чтобы зафиксировать несколько фаз движения на одной фотографической поверхности. В 1992 году он заказал «хронофотографический пистолет», способный экспонировать 12 последовательных изображений на одном носителе.
Скажи мне, что нет чего-то немного поэтично о происхождении пули, восходящей к буквальному фотоаппарату.
Современник Марей, англичанин Эдверд Мейбридж , создал знаменитую серию фотографий одной из скаковых лошадей бывшего губернатора Леланда Стэндфорда ( Лошадь в движении. «Салли Гарднер», бегущая со скоростью 1:40 по трассе Пало-Альто. , 19 июня 1878 г.) . Мейбридж разместил 12 камер вдоль гоночной трассы. И затвор каждой камеры срабатывал автоматически, когда лошадь задевала провода, подключенные к электромагнитной цепи.
В 1880 году Мейбридж заказал зоопраксископ, один из первых проекторов, для показа своих изображений на публичных лекциях. Широко признано, что зоопраксископ Мейбриджа послужил основным источником вдохновения для кинетоскопа, первой коммерческой системы кинопоказа.
Отбросив этот урок истории, давайте взглянем на непосредственные источники вдохновения, лежащие в основе «Матрицы » эффекта замедления времени.:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/955700/955755/original.jpg)
Концептуально корни пули, вероятно, можно проследить до японской целл-анимации. Ранний пример встречается в 1966 аниме Speed Racer (которое Вачовски позже адаптировали в 2008 году). В этой сцене персонаж выпрыгивает из машины и замирает в прыжке, а камера движется по дуге спереди назад.
Как сообщил Джон Гаэта журналу Empire в 2006 году, художественное вдохновение для Bullet Time выпало на долю Отомо Кацухиро (соавтора сценария фильма Акира 1988 года) и французского режиссера Мишеля Гондри . «Музыкальные клипы [Гондри] экспериментировали с другим типом техники, называемой видо-морфинг , — сказал Гаэта, — и это было лишь частью начала раскрытия творческих подходов к использованию фотокамер для создания спецэффектов».
Видеоклип Гондри на переиздание песни The Rolling Stones «Like a Rolling Stone» в 1995 году сам по себе имеет прецеденты, в том числе видеоклип Midnight Mover 1985 года на «Accept», который был создан с помощью нескольких камер — около 17, если считать кадры.
. Хотя «Принять» далеко не плавно, это ранний пример камеры, движущейся с большей скоростью вокруг неподвижного объекта.
Мы также должны признать одно из первых произведений кинематографа, в котором извлекли выгоду из крутого фактора уклонения от пуль с замедленной съемкой или перехитрить их: южноафриканский фильм 1981 года о боевых искусствах Убить и снова убить .
И пока мы здесь, невозможно переоценить влияние Джона Ву на кинетический подход Матрицы к перестрелкам. Его работам, особенно Hard-Boiled 1992 года, в значительной степени приписывают новаторское «ган-фу», жанр боевиков, который сочетает в себе стильную игру на мечах уся с оружием.
В конце 90-х в воздухе витало что-то, что неизбежно вело к пуленепробиваемому времени в том виде, в каком мы его знаем. Рекламные ролики (например, эта реклама Smirnoff 1996 года и эта кампания Gap 1998 года) делали это.
И Blade , и Lost in Space обладают эффектом времени пули, который можно было увидеть за целый год до того, как The Matrix попал в кинотеатры.
Однако, несмотря на множество прецедентов и сверстников, The Matrix использует пулевое время, поскольку оно сочетает в себе три различных элемента: перестрелку, сверхчеловеческое уклонение от пуль и эффекты временного среза.
Как говорит Гаэта в вышеупомянутом интервью Empire : техника в The Matrix значительно отличалась, «потому что мы построили ее для перемещения вокруг объектов, которые сами находились в движении. И мы также смогли создать замедленное движение, которое могли перемещать виртуальные камеры, а не статичное действие».
Все, что нужно сказать: множество хорошо зарекомендовавших себя эстетических и фотографических приемов было использовано для воплощения в жизнь Матрица эффектов пули. Но с точки зрения исполнения, никто на тот момент не делал так пулю-тайм, как 9.
0009 Матрица .
Связанные темы: Как они это сделали?
Мег Шилдс — скромный фермер вашей мечты и старший сотрудник Film School Rejects. В настоящее время она ведет три рубрики в FSR: The Queue, How’d They Do That? и Horrorscope. Она также является куратором One Perfect Shot и наемным писателем. Мэг можно найти кричащей об «Экскалибуре» Джона Бурмана в Твиттере: @TheWorstNun. (Она/Она).
Рекомендуемое чтение
Как снимали эффекты таяния в «Дьявольском дожде»
Погода зовет со стопроцентной вероятностью… Дьявольского дождя!Во чреве зверя: как стреляли в «Дас Ботинок»
«Плесень полезна для вас.