Размер матрицы видеокамеры какой лучше: Размер матрицы. Что это такое?

Матрицы для камер видеонаблюдения. На что обращать внимание? / Хабр

Качество изображения видеокамеры во многом зависит от используемого в ней светочувствительного сенсора (матрицы). Ведь поставь хоть лучший процессор для оцифровки видео – если на матрице получено плохое изображение, хорошим оно уже не станет. Попытаюсь популярно объяснить, на что следует обращать внимание в характеристиках сенсора камеры видеонаблюдения, чтобы потом не было мучительно больно при взгляде на изображение…

Тип матрицы

В интернете вы наверняка найдете информацию о том, что в камерах видеонаблюдения применяются CCD (ПЗС, прибор с зарядовой связью) и CMOS (КМОП, комплементарная структура металл-оксид-полупроводник) светочувствительные матрицы. Забудьте! Давно остался только CMOS, только хардкор.

CCD матрицы, при всех их достоинствах (лучшая светочувствительность и цветопередача, меньший уровень шумов) – уже практически не используются в видеонаблюдении. Потому что сам принцип их действия CCD матриц – последовательное считывание заряда по ячейкам – слишком медленный, чтобы удовлетворить запросы быстрых современных видеокамер высокого разрешения.

Ну и самое главное CCD дороже в производстве, а в условиях современной высококонкурентной среды на счету каждая копейка прибыли. Вот почему все ключевые производители сосредоточились на выпуске именно CMOS матриц.

Осталось производителей, между прочим, не так и много. Крупнейшими, по состоянию на начало 2017 года, являются компании: ON Semiconductor Corporation (в свое время поглотившая известную профильную компанию Aptina), Omnivision Technologies Inc., Samsung Electronics и Sony Corporation. Кроме того, матрицы для собственных нужд производит, например, компания Canon, Hikvision.

Конкуренцию старым брендам пытаются создать молодые, полные энтузиазма и денег китайские чипмейкеры «второго эшелона», вроде компании SOI (Silicon Optronics, Inc.) и др. Трудно сказать, выживет ли молодая поросль, когда на рынке CMOS сенсоров наступит насыщение и станет слишком тесно. Но в любом случае в этом сегменте не исключено появление новых игроков и обострение борьбы, ведь наладить производство CMOS сенсоров не слишком и сложная по современным меркам задача.

Крупные мировые бренды типа Hikvision или Dahua обычно предпочитают работать с производителями матриц первого эшелона или собственными. Локальные же ведут себя по разному. Например, Tecsar даже в недорогих камерах использует матрицы с хорошей репутацией от ON Semiconductor, Omnivision и Sony. В в ассортименте других “народных” марок, например Berger, широко представлены сенсоры SOI и т.д.

Как делаются матрицы цифровых камер

Лидерские качества CMOS

CMOS технология предусматривает размещение электронных компонентов (конденсаторов, транзисторов) непосредственно в каждом пикселе светочувствительной матрицы.

Структура пикселя и CMOS матрицы

Это уменьшает полезную площадь светочувствительного элемента и снижает чувствительность, плюс активные элементы повышают уровень собственных шумов матрицы. Зато технология позволяет осуществлять преобразование заряда светочувствительного элемента в электрический сигнал прямо в матрице и гораздо быстрее сформировать цифровой сигнал изображения, что критично для видеокамер. Именно поэтому CMOS лучше подходят для камер видеонаблюдения, где требуется быстрая смена кадров.

Принцип работы CCD и CMOS матриц

Плюс возможность произвольного считывания ячеек CMOS матрицы дает возможность буквально «на лету» изменять качество и битрейт получаемого видео, что невозможно для CCD. А энергопотребление CMOS-решений ниже, что тоже немаловажно для компактных камер наблюдения.

Да будет цвет

Для получения цветного изображения матрица разлагает световой поток на составляющие цвета: красный, зеленый и синий. Для этого используются соответствующие светофильтры. Разные производители варьируют размещение и количество светочувствительных элементов разного цвета, но суть от этого не меняется.

Принцип формирования изображения на светочувствительной матрице:

Р – светочувствительный элемент
Т — электронные компоненты

Как устроен и работает КМОП сенсор камеры можно также посмотреть на этом видео от Canon:

CMOS матрицы всех производителей базируются на вышеописанных общих принципах, отличаясь лишь в деталях реализации на кремнии. Например, в погоне за дешевизной и сверхприбылью, чипмейкеры стараются выпускать матрицы как можно меньшего размера. Расплата за это неизбежна…

Почему большой – это хорошо

Типоразмер (или другими словами формат) матрицы обычно измеряют по диагонали в дюймах и указывают в виде дроби, например 1/4″, 1/3″, 2/3″, 1/2 дюйма и др.

Первое правило выбора лучшей матрицы довольно простое: при одинаковом количестве пикселей (разрешении), чем больше физические размеры сенсора – тем лучше. У большей матрицы крупнее пиксели, а значит, она улавливает больше света. Пиксели большей матрицы расположены менее тесно, а значит меньше влияние взаимных помех и ниже уровень паразитных шумов, что напрямую влияет на качество получаемого изображения. Наконец, более крупная матрица позволяет получить большие углы обзора при использовании объектива с одним и тем же фокусным расстоянием!

Светочувствительная матрица производства ON Semicondactor для камер видеонаблюдения

Светочувствительная матрица, установленная на плате видеокамеры

Увы, большеформатные матрицы в массовых камерах видеонаблюдения сейчас практически не используются в силу дороговизны и самих матриц, и объективов для них, которые должны иметь более крупные линзы и, соответственно, габариты и стоимость.

На сегодня в камеры устанавливают в основном матрицы типоразмера 1/2″ – 1/4″ (это самые крошечные). Выбирая камеру, нужно четко понимать, что покупая ультрадешевую модель с 1/4″ матрицей производства SOI и крохотным объективом с пластиковыми линзами сомнительной прозрачности, вы не сможете создать систему видеоконтроля приемлемого качества, на которой можно было бы хорошо различать небольшие детали отснятых событий, особенно при съемке в условиях слабой освещенности.

Выбирая же камеру с матрицей Sony типоразмера 1/2.8″ вы априори получите гораздо лучший результат по качеству видео, камеру с такой матрицей уже вполне можно использовать в профессиональной системе видеонаблюдения. И чувствительность у такой камеры будет заведомо выше, что позволит лучше снимать в условиях слабой освещенности: в плохую погоду, в сумерках, в полутемном помещении и т.п. С увеличением разрешения при том же размере матрицы светочувствительность падает, и это тоже нужно учитывать при выборе. Для камеры, установленной в темной подворотне у черного хода, имеет смысл выбрать матрицу с меньшим разрешением и более высокой чувствительностью, чем камеру ультравысокого разрешения с низкой чувствительностью матрицы на которой из-за шумов ничего нельзя будет толком различить.

Светочувствительность

Светочувствительность матрицы определяет возможность ее работы в условиях слабого окружающего освещения. С точки зрения физики это выглядит совсем банально: чем меньше световой энергии достаточно для получения изображения матрицей, тем выше ее светочувствительность. Но! Будем откровенны, гнаться за высокой чувствительностью уже особо не стоит. Дело в том, что современные камеры видеонаблюдения благополучно переходят в режимы «день/ночь», при снижении освещенности переводя матрицу в режим черно-белого изображения с более высокой чувствительностью. Плюс автоматическое включение инфракрасной подсветки дает камерам возможность отлично снимать даже в полной темноте. Например, в закрытом помещении без окон и с выключенным светом, когда об уровне какой-то внешней освещенности даже речи нет. Светочувствительность остается критичной для камер лишенных ИК подсветки, но использовать такие в современном видеонаблюдении – почти моветон. Хотя корпусные модели без подсветки все еще продаются, конечно.

Сравнение матриц разных производителей

Вообще правило таково: чем выше освещенность, тем лучше снимет матрица и, соответственно, камера. Поэтому не рекомендуется ставить камеры по полутемным закоулкам, даже если у них хорошая чувствительность. Имейте в виду, что в спецификации матриц камер обычно указывается минимальный уровень освещенности, когда можно зафиксировать хоть какое-то изображение. Но никто не обещает, что это изображение будет хотя бы приемлемого качества! Оно будет отвратительным в 100% случаев, на нем с трудом можно будет что-либо разобрать. Для достижения хотя бы удовлетворительного результата рекомендуется снимать как минимум при освещенности хотя бы в 10-20 раз большей, чем минимально допустимая для матрицы.

Производители придумали ряд технических решений, чтобы улучшить чувствительность CMOS матриц и снизить потери света в процессе фиксации изображения. Для этого в основном используется один принцип: вынести светочувствительный элемент как можно ближе к микролинзе матрицы, собирающей свет. Сначала компания Sony предложила свою технологию Exmor, сократившую путь прохождения света в матрице:

Затем прогрессивные производители дружно перешли на использование матриц с обратной засветкой, позволяющей не только сократить путь света сквозь матрицу, но и сделать полезную площадь светочувствительного слоя больше, разместив его над другими электронными элементами в ячейке:

Технология обратной засветке дает камере максимальную чувствительность. Отсюда вывод – «при прочих равных условиях» лучше приобрести камеру использующую матрицу с обратной засветкой, чем без таковой.

Для улучшения изображения в условиях слабого освещения для слабочувствительных дешевых матриц производители камер могут использовать различные ухищрения. Например, режим «медленного затвора», а говоря проще – режим большой выдержки. Однако «размазывание» контуров движущихся объектов уже на этапе фиксации изображения матрицей в таком режиме не позволяет говорить о мало-мальски качественной видеосъемке, поэтому такой подход совершенно неприемлем в охранном видеонаблюдении, где важны детали.

Определенным прорывом в качестве изображения стало появление технологии Starlight, впервые появившейся в камерах Bosch в 2012 году. Эта технология, благодаря комбинации огромной светочувствительности матрицы (порядка 0,0001 — 0,001 люкс) и очень эффективной технологии шумоподавления позволила получать очень качественное цветное изображение с видеокамер в условиях слабой освещенности и даже в ночное время.

Тогда как традиционный способ преодоления слабой освещенности – использование ИК подсветки – дает возможность получить четкое изображение лишь в монохромном режиме (оттенках серого), камеры с технологией Starlight позволяют получить цветную картинку, обладающую гораздо большей информативностью. В частности, при слабой освещенности система видеонаблюдения с технологией Starlight легко сможет различать цвета автомобилей, одежды и др. важные признаки.

Вот демонстрация технологии Starlight в действии:

Итоги

При выборе камеры видеонаблюдения обязательно обращайте внимание на характеристики матрицы, а не только ее разрешение. Ведь от этого в значительной степени будет зависеть качество изображения, а следовательно и полезность камеры. В первую очередь следует обращать внимание на надежный бренд, типоразмер и разрешение матрицы, светочувствительность принципиальна лишь для камер лишенных ИК-подсветки.

Очень рекомендую брать камеру с матрицей, по которой можно найти вменяемый даташит с подробной информацией, а не покупать кота в мешке. Например, вы легко найдете спецификации на матрицы производства ON Semiconductor, Omnivision или Sony. А вот мало-мальски подробных характеристик матриц SOI не сыскать днем с фонарем. Возникает подозрение, что производителю есть что скрывать…

А общий итог такой: CMOS матрицы безоговорочно победили в устройствах видеонаблюдения и в ближайшем будущем не собираются сдаваться какой-либо конкурирующей технологии.

Как выбрать объектив для видеокамеры?

Как выбрать объектив для камеры видеонаблюдения?

Для выбора объектива под конкретную задачу необходимы следующие данные:

1. Место установки видеокамеры (улица / помещение). Для уличных видеокамер используются объективы с автоматической диафрагмой (изменение диаметра входного отверстия объектива/регулировка входящего потока света). Для видеокамер, устанавливаемых в помещении, используются объективы с ручной диафрагмой или без диафрагмы.
2. Размер зоны наблюдения, т.е. размеры и расстояние до объекта наблюдения. Если эти данные известны, то необходимое фокусное расстояние вычисляется по следующим формулам: f=v*S/V или f=h*S/H, где f — фокусное расстояние, v- вертикальный размер матрицы, V- вертикальный размер объекта, S- расстояние до объекта, h — горизонтальный размер матрицы, H- горизонтальный размер объекта.
   

   Размер матрицы
   Формат матрицы	1/3″	1/4″
   вертикальный размер, мм	3,6	2,4
   горизонтальный размер, мм	4,8	3,2

       
3. Пример: Необходимо с расстояния 25м наблюдать за фасадом здания шириной 15м. Тогда для видеокамеры с матрицей 1/3″ получим f= 4,8*25/15=7,99мм. Следовательно, выбираем объектив с фокусным расстоянием 8 мм.
4. Всегда выбирайте фокусное расстояние объектива соответствующим размеру зоны наблюдения: если в поле зрения видеокамеры попадут посторонние хорошо освещенные предметы на близком расстоянии, то электронный затвор автоматически уменьшит время экспозиции матрицы по усредненной освещенности кадра, что будет эквивалентно уменьшению чувствительности самой видеокамеры. В этом случае предельная дальность обнаружения резко сократится.
5. Формат матрицы камеры видеонаблюдения. Видеокамеры с матрицей 1/2″ могут работать с объективами 1/2″ и 1/3″. Видеокамеры 1/3″, только с объективами 1/3″.
6. Необходимость изменения угла поля зрения в процессе работы. В этом случае используются Manual Zoom (ручные) или Motor Zoom (с электроприводом) трансфокаторы.

Углы обзора 1/3″ видеокамер. Все приведенные в таблице данные приблизительные и даны в качестве начальной справки.

Объектив (фокусное расстояние), мм	Угол обзора по вертикали, град	Угол обзора по горизонтали, град	Угол обзора по диагонали, град	Дистанция распознавания, м	Дистанция наилучшего качества, м (идентификации)
2,5	90	120	150	2	0,7
2,9	78	104	130	3	1,2
3,4	70	94	110	3,4	1,4
3,5	63	79	98
3,6	54	72	92	3,5	1,5
3,7	52	70	90	3,8	1,6
4,0	48	65	75
4,3	47	62	73	4	1,8
5,5	40	55	70	5	2
6	32	42	53	6	2,3
8	24	32	40	8	3
12,0	17	22	28	12	4
16,0	12	17	21	16	6
25,0	8	11	14	25	10
50,0	4	5,5	7	50	20
75	2,8	3,7	4,6	70	30

 

Обычным объективам при установке их на чувствительные черно-белые камеры свойственна некоторая расфокусировка изображения при наблюдении с ИК подсветкой.
Инфракрасная коррекция (объективы с индексом «IR») — технология применения специальных оптических материалов, позволяющая значительно снизить дисперсию света в объективе, а следовательно свести к минимуму уход и «расползание» плоскости наилучшего изображения во всем диапазоне длин волн света, включая инфракрасную область. При этом улучшается разрешающая способность, контраст получаемого изображения и, как следствие, передача мелких деталей наблюдаемого объекта.
В обозначении этих объективов присутствует индекс «IR». Такие объективы еще называют «День-Ночь», т.к. они позволяют вести круглосуточное видеонаблюдение без дополнительной перефокусировки.

В связи с распространением IP-камер и новых форматов сжатия получили распространения мегапиксельные объективы. 

Объективы обеспечивают полное разрешение мегапиксельных камер, высокий контраст. Это достигается в первую очередь качеством всех элементов объективов. В изделиях ведущих производителей, как правило, используются только стеклянные линзы, причем самой тонкой шлифовки. Скрупулезный подбор, сочетание линз со сферическими и асферическими поверхностями, тщательный расчет и точность механической конструкции – все это сводит к минимуму возможные геометрические и хроматические аберрации.

Еще одна важная особенность мегапиксельных объективов – их прочные корпуса, использование которых позволяет значительно снизить чувствительность изделий к вибрации, ударам, а также колебаниям температуры окружающей среды.

Широкая апертура мегапиксельных объективов позволяет получать четкие изображения при низкой освещенности. Кроме того, эти объективы обеспечивают высокую точность распознавания изображений, что достигается путем уменьшения уровня искажений и улучшением показателя равномерности освещения, передаваемого на ПЗС-сенсор. В линейках мегапиксельных объективов ведущих производителей, как правило, присутствуют изделия с разным фокусным расстоянием.

Как выбрать видеокамеру (2019) | Видеокамеры | Блог

Невероятно популярный гаджет 90-х – видеокамера – в последние годы почти полностью пропал с полок магазинов. И неудивительно – возможности камер смартфонов уже давно полностью удовлетворяют потребности большинства любителей. А когда недорогие цифровые фотоаппараты научились снимать качественное видео, многие вообще «приговорили» видеокамеру, предрекая ей скорое полное забвение. Однако этого не произошло – на видеокамеры есть хоть и небольшой, но устойчивый спрос, а именитые бренды не спешат покидать рынок, периодически радуя любителей видеосъемки новыми технологиями и моделями. Дело в том, что в некоторых областях видеокамеры имеют преимущества перед остальными гаджетами:

Видеокамера позволит снять прилично выглядящее видео по минимальной цене. Стабилизация изображения, большой оптический зум с плавной электронной регулировкой, автоэкспозиция и автофокусировка присутствуют даже на бюджетных моделях, поэтому сравнимые по цене «мыльницы» и «беззеркалки» по качеству видео заметно отстают.

Впрочем, со стедикамом и внешним микрофоном многие беззеркальные камеры снимут видео не хуже, да и оптику на «беззеркалку» можно поставить такую, каких на видеокамерах вовсе не бывает – но это уже совсем другой уровень цен и требований к оператору.

Видеокамера позволяет снимать продолжительные видео с рук.

Во-первых, не всякий фотоаппарат вообще позволяет снимать видео продолжительностью более получаса.

Во-вторых, не у всякого фотоаппарата аккумулятор «протянет» в режиме видеосъемки более того же получаса.

А в-третьих, поснимайте-ка фотоаппаратом долгое время с рук на ходу, не отвлекаясь от объекта съемок и не теряя кадр. Не то, чтобы это было совсем невозможно, но эргономика видеокамеры для этого все же подходит лучше.

Проще говоря, если вы чаще снимаете фото, но вам нужна и возможность съемки видео, то вам следует обратить внимание на цифровые фотоаппараты. А если вы чаще снимаете видео, то видеокамера вам подойдет лучше.

Характеристики видеокамер

Размер матрицы влияет на светочувствительность камеры – чем больше размер матрицы, тем больше света на неё попадает и тем лучшее изображение получится при слабом освещении. Малый размер матрицы и «темная» длиннофокусная оптика с зумом приводят к тому, что на плохое качество видео при снижении освещенности жалуется большинство владельцев видеокамер.

Если вам часто приходится снимать видео в сумерках или в помещении без дополнительного освещения, выбирайте среди камер с относительно большими матрицами – к сожалению, стоят они недешево.

Тип матрицы не оказывает определяющего влияния на качество видео, но некоторые отличия между разными типами все же есть:

CMOS и MOS матрицы состоят из нескольких слоев. Нижний слой – подложка, над ним – слой светочувствительных элементов и сверху – слой проводников-соединителей. Различие CMOS и MOS матриц – в устройстве светочувствительных элементов. У MOS-матриц они работают чуть быстрее (что бывает нелишним при съемке 4К видео с высоким fps), но при этом имеют большее энергопотребление.

У (С)MOS матриц проводники частично перекрывают светочувствительные элементы, уменьшая количество попадающего на них света и снижая светочувствительность. Устройство BSI-(C)MOS матриц отличается тем, что их подложка очень тонкая и выполнена из прозрачного материала. Это позволяет развернуть матрицу тыльной стороной к объективу. BSI-матрицы имеют большую светочувствительность, что является немалым плюсом, особенно с учетом общей сравнительно слабой светосилы видеокамер. Минус в том, что такая матрица заметно дороже обычной.

Максимальное разрешение видеосъемки определяет детализацию и четкость картинки. Картинка в Ultra HD 4K будет четче, чем в Full HD и на ней будут лучше различимы мелкие детали. Это в теории. А на практике качество картинки больше зависит от оптики – в Full HD умеют снимать абсолютно все видеокамеры, но не стоит ожидать от модели ценой в $100 такой же четкости изображения, как у модели ценой в $1000.

Выбирая разрешение, ориентируйтесь в первую очередь на то, для чего вы будете снимать видео: для просмотра его на обычных телевизорах разрешения Full HD более чем достаточно. Качество Ultra HD будет заметно только на больших телевизорах (от 55″ диагонали) с высоким разрешением.

Имейте в виду, что видео в формате Ultra HD будет занимать в 3-4 больше места, чем в формате Full HD. Также мощность компьютера для обработки видео в формате UHD должна быть в разы выше.

Общее число мегапикселей матрицы определяет максимальное разрешение. Для съемки Full HD достаточно 2-3 мегапикселей матрицы, для Ultra HD – 8-9. Большее число мегапикселей в камере, с одной стороны, позволяет эффективно использовать цифровой зум, с другой стороны, при большом количестве пикселей увеличивается количество «просветов» между ними, соответственно снижаются полезная площадь сенсора и его светочувствительность.

Форматы записи следует подбирать в соответствии с тем, как и на чем вы собираетесь использовать полученные видеофайлы.

Формат AVCHD специально разработан для видеокамер и обеспечивает высокую степень сжатия при сохранении качества изображения, что позволяет уменьшить объем видеофайлов. Однако некоторые телевизоры и бытовые плееры могут отказаться его воспроизводить.

Форматы AVI и MP4 удобны тем, что поддерживаются большинством плееров и программ обработки видео; обычно они предъявляют меньшие аппаратные требования к процессору.

Формат MOV разработан и поддерживается фирмой Apple, поддержка этого формата будет нелишней, если вы собираетесь обрабатывать видео на технике Apple.

Формат XAVC схож с форматом AVCHD, но позволяет сохранять не только FullHD, но и 4К видео.

Форматы сжатия (кодеки) отвечают за сжатие видеофайла. Обычно в видеокамерах используется MPEG4 или H.264.

H.264 более эффективен, но требует большей производительности процессора для обработки (или воспроизведения) видео. Именно кодек H. 264, используемый в формате AVCHD, обуславливает высокое качество видео при малом объеме файла. Кроме AVCHD, H.264 используется в формате XAVC и может быть использован в форматах MOV и MP4.

Кодек MPEG4 предъявляет меньшие аппаратные требования, но обеспечивает худшее качество и больший объем файла. MPEG4 часто используется в кодеках MP4.

Zoom– возможность увеличения кадра – одна из наиболее востребованных функций видеокамеры. Различают оптический и цифровой зум.

Оптическое увеличение реализуется с помощью длиннофокусной оптики – на матрицу проецируется увеличенное изображение, полученное с помощью системы линз. Величина оптического зума зависит от максимального и минимального фокусных расстояний камеры.

Цифровое увеличение реализуется с помощью программного увеличения (растяжения) уже полученного с матрицы изображения. Нетрудно заметить, что в этом случае увеличение без потери реального разрешения возможно лишь при большом количестве мегапикселей матрицы, и то в небольших пределах.

Так, при съемке Full HD видео (1920х1080) на камеру с 8-мегапиксельной матрицей возможен всего лишь двукратный цифровой зум без потери реального разрешения. При дальнейшем увеличении качество изображения будет ухудшаться. Поэтому не стоит придавать большого значения заявленному цифровому зуму в 200х, 300х и т.д. — практически цифровое увеличение более 20х применять смысла мало.

Цифровой зум реализуется намного дешевле оптического, но качество его в разы хуже.

Фокусное расстояниеопределяет угол обзора камеры и возможность увеличения удаленных объектов. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее можно «приблизить» объект съемки, но тем уже будет поле зрения. Кроме фокусного расстояния, на поле зрения влияет также размер матрицы, поэтому, для «приведения к общему знаменателю» вводится понятие эквивалентного фокусного расстояния (ЭФР).

Так, ЭФР в 200 мм означает, что на данной камере угол зрения будет такой же, как на фотоаппарате с 35 мм сенсором и объективом с фокусным расстоянием в 200 мм.

Но следует понимать, что ЭФР относится только к углу зрения, на реальное увеличение изображения этот параметр влияния не оказывает – оно зависит только от фокусного расстояния.

Для примера рассмотрим две камеры с одинаковым ЭФР, но у первой фокусное расстояние в два раза больше, чем у второй. В этом случае картинка на обеих камерах будет одинаковой, но качество изображения на первой камере будет соответствовать оптическому зуму 2х, а на второй – цифровому 2х.

Стабилизация изображения очень важна для видеокамер, поскольку они часто используются для съемки «с рук» и, соответственно, все движения оператора ухудшают качество видео. Бюджетные видеокамеры оснащены электронной стабилизацией, программно «сдвигающей» изображение так, чтобы компенсировать смещение камеры.

Электронная стабилизация справляется только с небольшими отклонениями камеры, возникающими, например, при треморе рук. Наклон камеры электронная стабилизация компенсировать не может, как и сильные смещения, возникающие, например, при ходьбе. Кроме того, электронная стабилизация снижает количество эффективных мегапикселей, «уменьшая» размер кадра, и создает большую нагрузку на процессор камеры.

Оптическая стабилизация выполняется перемещением линз в объективе, компенсирующем смещение камеры. На разных камерах применяются разные способы оптической стабилизации, отличающиеся конструкцией, количеством осей стабилизации, скоростью и диапазоном смещений корректирующих элементов, поэтому качество стабилизации может отличаться на разных моделях. Но в целом оптическая стабилизация дает лучшие результаты, чем электронная.

Быстрая автоматическая фокусировка– одно из основных преимуществ видеокамер. Обычно камера фокусируется на объект, находящийся в центре кадра, у некоторых видеокамер есть функция фокусировки по лицу – в этом случае камера сфокусируется на лицо ближайшего человека.

Иногда возникает потребность сфокусироваться на объекте, находящемся с края кадра, или на объекте, который камера не может идентифицировать – например, дым, стекло, поверхность воды и т. д. В этом случае пригодится ручная фокусировка.

Баланс белого отвечает за правильную цветопередачу. При автоматическом балансе белого видеокамера «считает» белым цветом самый яркий участок кадра. В сумерках или при искусственном освещении подобная установка может привести к искажению цветов. Чтобы этого не происходило, используется либо подходящая предустановка, либо ручная установка баланса белого (обычно с помощью листа белой бумаги).

Экспозициязависит от яркости снимаемой сцены и отвечает за контрастность и деталировку кадра. В отличие от фотокамер, для видеокамер ручная экспозиция практически неприменима – общая яркость снимаемой сцены меняется при малейшем изменении ракурса съемки и подстраивать экспозицию вручную при каждом движении абсолютно нереально. Но иногда автоматическая экспозиция дает сбои – например, при ярком встречном свете, при контрастной подсветке мощным источником света и т.д. В этих случаях могут помочь соответствующие предустановки экспозиции.

Все видеокамеры могут делать фотографии, некоторые способны выполнять фотосъемку в режиме видеосъемки – эта функция может оказаться очень полезной для получения стоп-кадров, которые при этом получатся намного более четкими, чем отдельный кадр из снятого видео.

Формат фотокадра не ограничен стандартами видео, при фотосъемке эффективно используются все пиксели матрицы, поэтому максимальное разрешение фотографий часто превышает разрешение видео. Но это не значит, что видеокамера может заменить фотоаппарат – качество получающихся фотографий подойдет для технических целей, но на художественную ценность таких кадров рассчитывать не стоит. Малый размер матрицы и специфическая оптика приводят к тому, что по качеству фотографий большинство видеокамер находятся на уровне цифровых «мыльниц».

Видоискательсегодня есть не на всех видеокамерах – и это может затруднить съемку на ярком свету, когда на дисплее что-либо различить становится проблематично. В остальных случаях с помощью дисплея снимать удобнее, кроме того, он может расширить возможности камеры:

— поворотный экранзначительно облегчает съемку с различных ракурсов – например, от земли или на вытянутых руках сверху; развернув экран в сторону съемки, камеру удобно использовать при съемке селфи-видео для блогов.

— сенсорный экран дает возможность простого и быстрого увеличения выбранной области кадра, выбора точки фокусировки и настройки баланса белого касанием экрана.

Зум-микрофон позволяет записывать звуки, соответствующие объекту съемки. Это очень полезная опция, позволяющая значительно улучшить звуковую дорожку вашего видео. Зум-микрофон изменяет диаграмму направленности в зависимости от текущего угла обзора (зума), отсеивая шумы, не имеющие отношения к объекту съемок. Полностью убрать посторонние звуки, конечно, зум-микрофон не может, но выделить нужный звук, усилив его и ослабив окружающий звуковой фон, с его помощью вполне возможно.

Максимальное время работыопределяет общую продолжительность видео, которое можно снять на одной зарядке аккумулятора.

Если вам важна продолжительность непрерывной съемки, не забудьте обзавестись картами памяти соответствующего объема. 1 час видео в формате Full HD с частотой 60 fps занимает около 20 Гб. Если максимальное время работы камеры составляет, к примеру, 6 часов, то для полного его использования, потребуется карта памяти объемом 128 Гб.

Варианты выбора видеокамер

Если вы желаете снимать качественное видео с минимальными затратами, выбирайте среди бюджетных Full HD камер с максимумом автоматических настроек.

Для съемки 4К видео вам потребуется камера с поддержкой Ultra HD.

Чтобы снимать видео с большого расстояния, вам потребуется камера с большим фокусным расстоянием.

Видеокамера с большим оптическим зумом наиболее универсальна – при маленьком фокусном расстоянии она подходит для съемки общих планов, при большом фокусном расстоянии можно сконцентрировать внимание на отдельном объекте съемки.

Если вам случается проводить видеосъемку продолжительных мероприятий, выбирайте с среди видеокамер с большим максимальным временем работы.

Маркировка матрицы видеокамеры и значения её параметров

При выборе видеокамеры важными параметрами являются физический размер матрицы, разрешение и использованные в ней технологии

В описании камеры видеонаблюдения производитель сообщает информацию об установленной в неё матрице. Обычно это физический размер диагонали сенсора в дюймах, чувствительность в Лк и число эффективных пикселей (точек). Некоторые производители видеокамер, например, AltCam, дополнительно указывают изготовителя сенсора: Sony, OmniVision или Aptina. В этой статье мы расскажем, на какие параметры нужно обращать внимание в первую очередь.

Физический размер матрицы

Размер диагонали сенсора указывается в дюймах. Исторически принято использовать обратный способ обозначения: 1/2,7”, 1/4” и так далее. Чтобы понять, как соотносится размер сенсора с полноценным кадром плёнки 35 мм, мы приводим следующую схему из справочников для любителей фотографии.

Так, 1/3,2” соответствует прямоугольнику 3,4 на 4,5 мм. В видеокамерах такие крупные матрицы, как 4/3” применяются только в профессиональных дорогих моделях. Сенсоры бюджетных камер и устройств среднего ценового диапазона не превышают 1/2,7 дюйма. По ряду причин, они обеспечивают оптимальное соотношение стоимости и качества изображения при разрешении до 2 и даже 4 Мп.

Матрицы меньшего, чем 1/2,7”, размера имеют следующие недостатки.

• Высокий уровень цифровых шумов. Особенно сильно проявляется это на маленьких сенсорах с разрешением 2 Мп и выше. Пиксели расположены слишком плотно и дают наводки на соседей.
• Относительно узкий угол обзора. Чем больше матрица, тем шире угол обзора камеры.
• Искажение картинки. Маленьким сенсорам в большей степени свойственны аберрации, дисторсия и виньетирование. В причины их образования вдаваться в данной статье не будем, но профессионалы от фотографии подтвердят справедливость этого суждения.

Вывод. При покупке старайтесь выбирать видеокамеры с матрицей размером 1/2,7” и более для получения качественной разборчивой картинки при видеонаблюдении.

Чувствительность матрицы

В принципе, чем меньше значение чувствительности, тем лучше сенсор работает при плохом освещении. Показатель иногда отдельно указывается для чёрно-белой и цветной съёмки. Хороший показатель для цветного режима – 0,01 Лк.

Чтобы наглядно понять уровень освещения при разных сценах, снова обратимся к картинке из справочника для фотографов.

Надпись «0 Лк при включённой ИК-подсветке» означает лишь то, что камера отлично снимает при полной темноте в ИК-диапазоне. В этом случае картинка всегда будет монохромной.

Вывод. Выбирайте видеокамеры со значением чувствительности матрицы 0,01 Лк в цвете, чтобы получать цветную картинку в сумерках. ИК-подсветка в данном случае не используется.

Разрешение сенсора

В настоящее время наиболее популярны доступные аналоговые видеокамеры высокого разрешения 1 и 2 Мп. Их обозначают 720p и 1080p. Для IP-устройств приемлемые по стоимости решения есть и с 4 Мп. А со временем качество картинки в видеонаблюдении обещает выйти на уровень 4K.

На рисунке ниже приведено сравнение размеров изображения в пикселях.

Вывод. Выбирая видеокамеру, ориентируйтесь на разрешение 2 Мп, как на обеспечивающее детализированную картинку. Чем больше пикселей, тем более информативный зум можно получить. Но не покупайте видеокамеры с разрешением 2 Мп и матрицей, меньше 1/3 дюйма. Причины изложены выше.

Производитель матрицы видеокамеры

В устройствах Hikvision и HiWatch упоминания о марке сенсора вы не найдёте. Указывается размер, чувствительность, разрешение, но не чип. Если же вы выбираете видеокамеру от CTV или AltCam, купить которую в Москве можно в БэстСБ, то там производитель матрицы указан.

По качеству картинки, на основе мнения экспертов, расположить их можно следующим образом.

• Sony. Дорогой, но обеспечивающий наиболее качественную картинку чип. В современных сенсорах серии IMX реализован ряд технологий, которых нет у конкурентов.
• Aptina. Уверенный середняк, как по стоимости, так и по качеству изображения.
• OmniVision. Сенсоры этого бренда выигрывают у конкурентов по цене. Используются в бюджетных видеокамерах высокого разрешения.

Вывод. Если не хотите экономить на качестве картинки, выбирайте более дорогие чипы от Sony или Aptina. Тем не менее, для многих задач видеонаблюдения чипы OmniVision также справляются неплохо, а стоят дешевле конкурентов.

По любым вопросам, связанных с выбором видеокамеры, смело обращайтесь к менеджерам БэстСБ. Их профессиональное мнение основано на опыте эксплуатации сотен моделей камер от самых бюджетных до дорогих специализированных моделей. Мы поможем сделать верный выбор!

Как правильно выбрать видеокамеру

Итак, при выборе камер для видеонаблюдения необходимо исходить из задач, которые вы ставите перед системой видеонаблюдения. Точное опередление задачи будет определять верный выбор камеры.  

Рассмотрим  основные параметры, от которых зависит выбор видеокамеры для видеонаблюдения.   Постараемся   достаточно   просто   описать   технические характеристики и пояснить, на что они  влияют.

1. Аналоговая видеокамера или IP-камера

Аналоговые системы характеризуются простотой конструкции и невысокой ценой, а цифровые (IP) — высокой разрешающей способностью (возможностью четкого распознавания номерных знаков авто или лица грабителей), простой   организацией удаленного доступа и прямого подключения через Интернет, а также расширяемостью и гибкостью.

В аналоговых видеосистемах изображение содержит телевизионные линии, так как аналоговая видеотехнология развивалась из телевизионной индустрии. В цифровых же системах изображение состоит из пикселей. Аналоговая камера работает с видеосигналом типа PAL или NTSC, это значит, что ее можно напрямую подсоединить к монитору, а если необходима запись видео – то через видеорегистратор или через компьютер. IP камера преобразует данные с матрицы в цифровой видеосигнал. С помощью Ethernet, Веб-сервера, беспроводной передачи данных (Wi-Fi, 3G, 4G) видеосигнал передается на компьютер, видеорегистратор или облачный сервер. 

 

 

2. Цветность: цветная или черно-белая видеокамера

Черно-белые камеры имеют более высокую чувствительность, разрешающую способность, позволяют наблюдать объект в инфракрасном (невидимом для глаза) излучении, имеют более низкую стоимость. Основным недостатком черно-белой камеры является то, что невозможно определить цвет объекта.

К примеру, голубой и желтый автомобиль на экране монитора будет выглядеть, как  абсолютно одинаковый — серый. Цветные камеры позволяют более точно определить объект наблюдения: автомобили, одежду, предметы и т. д. Они более информативны. Недостатком является более высокая стоимость. Отметим, что в большинствех цветных камерах существует режим день/ночь, т.е. камера при низкой освещенности начинает работать в черно-белом режиме.

 

 

3. Фокусное расстояние и угол обзора объектива.

Угол обзора камеры — это параметр, который определяется фокусным расстоянием (f) объектива. Обычно этот параметр указывается в градусах. Широкому углу обзора соответствуют маленькие фокусные расстояния (2,8-5,0 mm). Для наблюдения за удаленными объектами применяют объективы с большим фокусным расстоянием (28,0 – 75,0 mm и более).  Имея объектив с широким углом обзора, можно получить хороший панорамный обзор (общую картинку), но вдаль вы будете видеть хуже, мельче, уже не сможете рассмотреть какие-то мелкие детали. А при использовании длиннофокусных объективов сужается поле зрения, но вы будете лучше видеть вдаль. Чем больше этот параметр, тем большая площадь попадет в объектив.  Помимо объективов с фиксированным фокусным расстоянием существуют объективы с переменным (вариофокальным). Вариофокальные объективы позволяют настраивать видимое изображение непосредственно на объекте, кроме того, в будущем Вы имеете возможность изменять угол обзора., но только в заранее выбранном  диапазоне. Для более удобного подбора объектива ниже приведена примерная таблица углов обзора и расстояний от камеры до объекта.

 

 Зависимость углов обзора от фокусного расстояния объектива:

f фокусное расстояние объектива	Горизонтальный угол обзора, для ПЗС–матриц 1/3″	Возможность обнаружения человека	Возможность идентификации человека	Возможность определения номера автомобиля
2. 8 mm	81°	до 19 м	до 1.4 м.	—
2.9 mm	78°	до 20 м.	до 1.45 м.	—
3.6 mm	67°	до 25 м.	до 1.8 м.	—
4.0 mm	62°	до 28 м.	до 2 м.	до 2.6 м.
6.0 mm	44°	до 42 м.	до 3 м.	до 4 м.
8.0 mm	33°	до 56 м.	до 4 м.	до 5 м.
9.0 mm	30°	до 63 м.	до 4.5 м.	до 6 м.
12.0 mm	23°	до 84 м.	до 6 м.	до 8 м.
16.0 mm	17,1°	до 112 м.	до 8 м.	до 10 м.
25.0 mm	11°	до 175 м.	до 12.5 м.	до 16 м.
50.0 mm	5,5°	до 350 м.	до 25 м.	до 33 м.
80.0 mm	3.4°	до 560 м.	до 40 м.	до 53 м.
100.0 mm	2.7°	до 700 м.	до 50 м.	до 66 м.
120.0 mm	2.3°	до 840 м.	до 60 м.	до 80 м.

4. Разрешение

Определяет, насколько мелкие объекты можно будет рассмотреть. Для цифровых видеокамер характеризует соотношение сторон в пискелях (точек). Для аналоговых камер измеряется в ТВЛ (телевизионные линии).

Черно-белые камеры могут встретится в нескольких разрешениях, которые условно делят на два типа – обычные камеры на 380-420 ТВЛ и высокого разрешения на 600 ТВЛ. Чаще всего, обычных камер вполне хватает, однако, если необходимо детально увидеть номер машины или лицо человека, то без камеры высокого разрешения не обойтись.

5. Размер матрицы

Матрица или сенсор (светочувствительная матрица) – бывает двух видов CMOS (КМОП) и CCD (ПЗС). Отметим, что CCD матрица выше по качеству и по цене. Размер матрицы определяется в дюймах в виде дробей – 1/4″, 1/2″, 1/3″, 2/3″. Причем матрица 1/3″ меньше, чем 1/2″. Чем больше размер матрицы – тем качественнее будет картинка и больше угол обзора. Если разрешение одинаковое, то решающим параметром станем размер матрицы.

 

6. Светочувствительность (чувствительность) объектива

В характеристиках камер указывается МИНИМАЛЬНЫЙ уровень освещенности, при котором камера еще видит. Уровень освещенности указывается в Люксах (лк). Чем параметр меньше, тем меньше света необходимо камере для того чтобы выдать приемлемую картинку. Для обычных черно-белых видеокамер она составляет 0,4~0,01 люкс (сумерки), для высокочувствительных до 0,00015 люкс (темная ночь), для цветных 0,2~3 люкс. Проблему освещенности могут решить камеры с ИК-подсветкой, которые достаточно популярные на рынке.

Для того, чтобы помочь Вам сориентироваться в выборе видеокамеры, мы приводим таблицу с примерными уровнями освещенности для различных объектов:

Дневное, естественное освещение на улице в солнечную погоду	100000…5000 лк
Дневное, естественное освещение на улице в облачную погоду	порядка 5000 лк
Магазины, супермаркеты	порядка 1500…750 лк
Офис или магазин	50-500 лк
Холлы гостиниц	100…200 лк
Стоянки автотранспорта, товарные склады	75…30 лк
Сумерки и хорошо освещенная автомагистраль ночью	10,00 лк
Места зрителей в театре	3…5 лк
Больница в ночное время, глубокие сумерки	1 лк
Ночное естественное освещение на улице при полнолунии	0,3…0,1 лк
лунная ночь (1/4 Луны)	0,05 лк
безлунная ночь	0,01 лк
Ночное естественное освещение на улице при свете звезд	0,003…0,1 лк

Например, если камера будет установлена на улице, и Вы планируете, чтобы объекты были видны при плохом освещении ночью (1. .0,01 лк), то следует выбрать камеру с чувствительностью 0,01 лк.

7. Расположение камеры. Улица или помещение. Холодно или влажно.

Основные требования к уличным камерам – герметичный корпус, возможность работы при большом диапазоне температур (от -30 до + 60) и  наличие козырька для защиты стекла от воды и боковых солнечных лучей. В большинстве уличных видеокамер встроен нагревательный элемент с термодатчиком  — для работы  при низких температурах, хотя, есть экземпляры, которым хватает для работы и собственного тепла, выделяемого электроникой (но у этих видеокамер либо нижний диапазон температур температур только от минус 10, либо у них могут быть проблемы в жаркое время года из-за перегрева).  Есть еще один вариант наружной установки  видеокамер – термокожух с подогревом.

Читайте также нашу статью  Типы видеокамер. 

Надеемся, что теперь определиться с выбором той или иной видеокамеры будет гораздо проще.

 

Все вопросы вы можете задать нам по телефону в Рязани +7 (4912) 51-35-64

 

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

 

Зависимость угла обзора от фокусного расстояния и размера матрицы видеокамеры

Готовые таблицы 

      На угол обзора видеокамеры влияет два параметра:фокусное расстояние,которое измеряется в миллиметрах (2,8мм;4мм;12мм и т.д.) и размер матрицы(сенсора), отображается в дюймах (физический размер: 1/3″, 1/2,9″, 1/2,7″  и т.д.), размер такого «дюйма» — 16 мм, (унаследовано от видикона диаметром 1″, рабочая диагональ там была именно 16 мм), и называется он «видиконовый дюйм». Производители матриц иногда также указывают диагональную длину размера формата в миллиметрах.

    Размеры матрицы в дюймах могут иметь разную длину диагонали в зависимости от производителя. Например, производитель матрицы может указать диагональ  сенсора 8,35 мм как 1/2 ″, а другой производитель может указать диагональ сенсара 7,9 мм как 1/2 ». В большинстве случаев обе матрицы могут использовать один и тот же объектива 1/2 ″, но иногда это может быть не так. Чем больше физический размер  сенсора, тем лучше качество картинки. 

    Фокусное расстояние объектива — это расстояние в миллиметрах между точкой схождения света в объективе и датчиком в камере. Чем меньше фокусное расстояние объектива, тем шире угол обзора и тем ближе может быть ваш объект наблюдения. Большие фокусные расстояния дают меньшие углы обзора, но увеличивают(«приближает») дальние объекты делая их более детализированные. Чем выше фокусное расстояние, тем дальше может быть ваш объект наблюдения.

Этот упрощенный пример показывает отношение фокусного расстояния к углу обзора

Для удобства работы с нашим оборудованием и простоты подбора камеры мы предлагаем готовый табличные данные  углов обзора по горизонтали, вертикали и диагонали  для видеокамер  с разными фокусными расстояниями в зависимости матрицы

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/4

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/3,6

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/3,2

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/3

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2,9

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2,8

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2,7

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/2

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/1,8

Таблица углов обзора для видеокамеры с матрицей 1/1,7

Это приблизительные данные, но, тем не менее, они в общих чертах дают возможность упростить выбор видеокамеры, с соответствующим объективом.

сколько мегапикселей нужно в камерах?

Советы по выбору камер

Производители и продавцы ставят мегапиксели во главу угла: много – хорошо, мало – плохо. В реальности бинарная логика не работает. Мегапиксели обозначают сколько реагирующих на свет сенсоров утрамбовано на видеоматрице. Количество не говорит ничего о качестве матрицы: размерах, технологии, чувствительности сенсоров к свету. Не говорят мегапиксели и о качестве оптики. Комплектующие низкого качества никакие мегапиксели не спасут.

Об этом пока не догадывается покупатель Дмитрий. Ему нужен комплект камер для дачи. Дмитрий идет на Aliexpress или в ближайший хозяйственный супермаркет, а там рай: камеры на 2, а то и 5 Mpx, комплектом, да ещё и дешево, правда малоизвестного бренда. «Не упусти шанс, Дима — говорит местный змей-искуситель – никакого подвоха, чистая выгода».

Подвох всё-таки есть. Настоящих мегапикселей на матрице едва ли больше одного. Недостающие один – четыре мегапикселя воссоздаются математически. Это называется интерполяцией. Работает она так же как размазывание маленького кусочка масла по хлебу. Выглядит так же: что и кто изображен на видео скорее угадывается, чем показывается.

Вывод: прежде чем покупать камеру посмотрите какое изображение она выдает. Записи с камер можно найти в интернете: на сайтах производителей, на видеохостингах вроде Youtube или можете зайти к нам в офис. Покажем демонстрационный стенд с камерами – оцените разницу, что и на какой дистанции видно. Дмитрий тоже к нам заходил – кот в мешке никому не нужен.

Размер матрицы и мегапиксели

Матрицы, на которых размещены мегапиксели – это прямоугольная пластинка позади объектива. На ней фокусируется световой луч. Размер этой пластинки в характеристиках камер записывается как диагональ в дюймах: 1/4″, 1/3″, 2/3″, 1/2″ дюйма. Чем больше матрица, тем детальнее картинка, выше светочувствительно и потенциально шире обзор. Поэтому если перед вами две камеры на 2Mpx, 1/3″ и 1/4″, то если позволяет бюджет, 1/3″ предпочтительнее.

Если камера используется в слабоосвещенном помещении, имеет смысл пожертвовать мегапикселями в пользу большей матрицы, а значит высокой чувствительности. Вспомним о грошовых комплектах, один из которых чуть не купил Дмитрий. В них установлена дешевая камера с 1/4″ матрицей, небольшой объектив с узкими углами и мутной оптикой. Мелкие детали, да ещё в тусклом свете ей различить не под силу – слишком зашумленной выводится картинка. С такими ограничениями защитить дачу и предоставить неоспоримые доказательства преступления Дима бы не смог.

Советы по выбору камер

Наши рекомендации при выборе камеры: не гонитесь за цифрами. Чтобы без искажений показывать видео в разрешении 1920*1080 (формат FullHD) хватит 2Mpx, но без запаса. “Запас” пригодится, чтобы зумировать, приблизить объект и рассмотреть фрагмент получше. Если нужно, мы подбираем другую оптику или добавляем ещё одну камеру разрешением повыше.

Без необходимости устанавливать камеры 4Mpx и выше не нужно. Во-первых, у доступных по цене камер с высоким разрешением ниже светочувствительность – они быстрее чем камеры на 1,3 и 2Mpx слепнут при плохом освещении. Современные модели нивелируют проблему: когда мало света, они переходят в монохромный режим с инфракрасной подсветкой, но из-за качества бюджетных матриц картинку искажают шумы.

Во-вторых, высокое разрешение съедает больше места в архиве. В результате приходится чем-то жертвовать: уменьшать частоту кадров, увеличивать размер хранилища или сокращать время хранения записей. Из нашей практики проектирования и монтажа видеонаблюдения, а также из опыта клиентов скажем, что не стоит уменьшать частоту кадров. На дерганной записи с 10 кадрами в секунду в случае преступления труднее выявить правонарушителя и доказать вину. Мы рекомендуем такой выход: хранить меньше по времени и писать по движению со скоростью в 20 кадров/сек.

***

Разрешение важно при выборе камер видеонаблюдения, но качество камер зависит и от других компонентов. В следующих статьях мы поговорим о других параметрах: матрицах, светочувствительности и фокусном расстоянии.

Что нужно знать

Размер сенсора камеры

Имеет ли значение размер сенсора камеры?

Прежде чем мы перейдем к сравнению размера сенсора камеры и разнице между меньшим и большим размером сенсора, нам нужно ответить на фундаментальный вопрос: что такое сенсор камеры? Мы должны знать его основную функцию, прежде чем определять что-либо еще.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАТЧИКА КАМЕРЫ

Что такое датчик камеры?

Датчик камеры — это аппаратное обеспечение внутри камеры, которое улавливает свет и преобразует его в сигналы, которые в результате создают изображение.Датчики состоят из миллионов фотосайтов или светочувствительных точек, которые фиксируют то, что видно через объектив. Размер сенсора камеры определяет, сколько света используется для создания изображения.

Поскольку датчик хранит такую ​​ценную информацию, при наличии датчика камеры большого размера может поместиться больше информации, что дает изображения более высокого качества, чем датчики меньшего размера. Размер определяет то, что вы видите в видоискателе камеры.

Датчики меньшего размера применяют кадрирование к линзам, в то время как датчики большего размера могут захватывать гораздо большую часть сцены.Эта полнокадровая пленка с более крупными сенсорами — ваша традиционная 35-миллиметровая пленка. Датчик камеры и его размер определяют размер изображения, глубину резкости, разрешение, характеристики при слабом освещении, физический размер камеры и многое другое.

ВЛИЯНИЕ НА РАЗМЕР ДАТЧИКА КАМЕРЫ:

• Качество изображения и разрешение
• Глубина резкости
• Угол обзора
• Характеристики при слабом освещении
• Размер камеры и объективов

Краткий обзор фотосайтов и мегапикселей

В то время как мегапиксели в какой-то степени имеют значение, они не все, а все, что создает кристально чистое изображение.Размер сенсора играет немаловажную роль. Давайте быстро разберемся с этим.

Датчик вашей камеры — это, по сути, фото-чувствительный элемент, который улавливает свет и цвет. Этот датчик имеет миллионы светозахватывающих полостей, называемых «фотосайтами». Камера преобразует эти фотосайты в пиксели, из которых состоит ваше изображение.

Пиксель — это наименьшая единица цифрового изображения, которая может быть представлена ​​на устройстве отображения. Миллион пикселей эквивалентен одному мегапикселю. Итак, количество мегапикселей означает, сколько из этих светочувствительных участков содержит ваш датчик.

Если у вас 24-мегапиксельная камера, это означает, что у вас на сенсоре 24 миллиона фотосайтов. Итак, где в игру вступает размер сенсора камеры? Имейте в виду, что высокое разрешение не обязательно означает лучшее качество изображения. Почему?

Что ж, если у вас большое количество мегапикселей на маленьком сенсоре, все это означает, что количество фотосайтов теперь меньше. При хорошем освещении это прекрасно работает. Но при слабом освещении крошечные фотосайты на меньшем датчике тоже не работают.

Надеюсь, вы понимаете взаимодействие мегапикселей и размера сенсора, так что теперь мы можем сразу перейти к тому, как размер влияет на качество каждого кадра.Не забывайте, что для максимальной эффективности сенсора вам необходимо знать, как правильно чистить сенсор камеры.

СРАВНЕНИЕ РАЗМЕРА ДАТЧИКА

Как размер сенсора влияет на ваш снимок?

Конечно, больше не всегда лучше.

Для более крупного сенсора требуется больший объектив, чтобы на него отображалось изображение. Не говоря уже о том, что ваша камера, возможно, должна быть больше, чтобы разместить большой датчик. Оба эти соображения могут быть обременительными и довольно дорогими, особенно если вы путешествуете или если ваш стиль кинопроизводства не требует этого.

Как еще размер сенсора камеры влияет на ваши изображения? В этом видео мы подробно рассказываем о размерах сенсора камеры.

Объяснение размера сенсора камеры

Возможности при слабом освещении

Как упоминалось выше, хотя мегапиксели измеряют разрешение вашего изображения, большее количество не обязательно означает, что они позаботятся обо всем. Датчик большего размера позволяет снимать фотографии большего размера и дает возможность снимать ситуации при слабом освещении по сравнению с датчиком меньшего размера.

Качество изображения и разрешение

Разрешение камеры измеряется в мегапикселях. Чем больше матрица камеры, тем больше фотообъекты, вмещающие больше мегапикселей, что создает более четкое изображение.

Глубина резкости

Если вас интересует, как запечатлеть малую глубину резкости или размыть фон, чтобы объект выделялся, лучше подойдет сенсор большего размера. Меньшие датчики требуют большего расстояния от объекта, чтобы выполнить это. Или им понадобится очень широкоугольный объектив.

Вот видео с разбивкой о том, как диафрагма работает для достижения диапазона глубины резкости.

Что такое диафрагма? • Подпишитесь на YouTube.

Ниже приведен пример двух датчиков с одинакового расстояния, которые очень по-разному фиксируют размытие. Узнайте больше о различных типах объективов и принципах их работы.

Обратите внимание на качество размытия фона

Угол обзора

Угол обзора означает, какую часть кадра мы сможем увидеть после того, как сделаем снимок.У меньших датчиков есть кроп-фактор. Взгляните ниже. Вы заметите, как полнокадровый (больший сенсор) вмещает гораздо больше изображения.

Кроп-фактор размера сенсора

Теперь, когда мы рассмотрели основные соображения между размером сенсора большой и малой камеры, давайте перейдем к более конкретным деталям, включая технические характеристики.

ИХ РАЗМЕР

Сравнение размеров сенсора

Рассмотрение размера сенсора — еще один способ оценить качество вашего оборудования. В следующий раз, когда вы пойдете за покупками фотоаппарата, помните, что размер сенсора является важной характеристикой. Убедитесь, что вы понимаете различные типы камер и объективов, а также то, как эти факторы сочетаются с размером сенсора вашей камеры.

Ниже приводится краткое руководство по некоторым из распространенных размеров сенсора камеры. Кроме того, Бенджамин Ярвоски показывает нам изображения, полученные с некоторых из этих датчиков разного размера.

Практическое сравнение размеров сенсоров

Ярвоски напоминает нам, что сенсоры большего размера отлично подходят для захвата большего количества фона вокруг вашего объекта. Обратной стороной является то, что более крупные датчики не так хорошо работают в условиях низкой освещенности. Другими словами, размер сенсора камеры имеет значение, но чем больше, тем лучше не во всех обстоятельствах.

Вот краткая таблица размеров сенсора с техническими характеристиками. Ниже мы рассмотрим, как каждый из них работает индивидуально.

Таблица размеров сенсора

Полнокадровый 36 мм на 24 мм

Это самый большой размер сенсора. Как упоминалось выше, это то же самое, что и кадр пленки 35 мм. Здесь нет кроп-фактора, поэтому все, что вы видите в видоискателе, вы снимаете.Для изображений такого размера часто требуются камеры большего размера и даже большие объективы.

При использовании объективов с широкой диафрагмой эти датчики могут захватывать очень малую глубину резкости, что часто отлично подходит для видеосъемки.

APS-H 28,7 мм на 19 мм

APS обозначает датчик с активными пикселями и очень популярен для камер со сменными объективами. Он сочетает в себе большой сенсор с умеренным количеством пикселей, повышающий производительность ISO с 1,3-кратным кроп-фактором.

APS-C 23,6 мм на 15.8 мм

Также чрезвычайно популярен, особенно среди крупных брендов. Не все датчики APS-C измеряют одинаково. Датчик Canon APS-C имеет размер примерно 22,2 мм на 14,8 мм, а датчик Sony — примерно от 23,5 мм до 15,6 мм.

Four Thirds 17,3 мм на 13 мм

Примерно четверть размера полнокадровой матрицы. У этого есть 2-кратный кроп-фактор. Система четырех третей используется исключительно компаниями Panasonic и Olympus. Он примерно на 30-40% меньше, чем датчики APS-C. MFT или M 4/3 — это система Micro Four Thirds для беззеркальных камер со сменными объективами.

1-дюймовый сенсор

Это сенсор размером примерно от 13,2 до 8 мм с кроп-фактором 2,7.

Существуют сенсоры и даже меньше, , но мы не будем их здесь обсуждать, поскольку они значительно менее практичны.

Вперед

Что такое глубина резкости?

В этой статье упоминалось, как более крупные датчики с широкой апертурой могут создавать малую глубину резкости, чтобы выделить ваши объекты. Но сенсор камеры — лишь один из факторов, влияющих на глубину резкости.Мы не только определим глубину резкости, но и объясним, какими другими настройками камеры можно управлять для получения потрясающих изображений.

Наверх Далее: Что такое глубина резкости? →

Раз и навсегда демистифицируем сенсоры цифровых фотоаппаратов

Душа цифровой камеры — это ее сенсор. Для определения размера изображения, разрешения, характеристик при слабом освещении, глубины резкости, динамического диапазона, линз и даже физического размера камеры сенсор играет ключевую роль.

Датчик изображения — это твердотельное устройство, часть аппаратного обеспечения камеры, которая улавливает свет и преобразует то, что вы видите в видоискателе или ЖК-мониторе, в изображение. Думайте о сенсоре как о электронном эквиваленте пленки. С пленочными фотоаппаратами вы можете выбирать из сотен брендов пленки, каждая из которых имеет свои уникальные и узнаваемые характеристики. В цифровых камерах большая часть этой технологии встроена в аппаратное обеспечение, и вы можете применить специальные эффекты, похожие на пленку, позже с помощью программного обеспечения.

Сенсор вашей камеры определяет, насколько хорошо выглядят ваши изображения и насколько велико их масштабирование или печать. Качество изображения зависит не только от размера сенсора, но и от того, сколько миллионов пикселей (светочувствительных фотосайтов) помещается на нем, и от размера этих пикселей.

Размер сенсора также влияет на то, что вы видите в видоискателе — на соотношение между тем, что вы снимаете, и тем, что на самом деле записывается в кадре и передается на карту памяти. Меньшие датчики применяют к объективам кроп-фактор, захватывая меньшую часть сцены, чем полнокадровые датчики. Полнокадровым ориентиром всегда является традиционная 35-миллиметровая пленка.

Еще не запутались? Не будет. Даже если вы не отличите ПЗС-матрицу от КМОП от Четвертой трети от APS-C, это руководство разберет этот устрашающий алфавитный суп и проведет вас по датчикам, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.

Canon Сенсор Canon APS-C

Типы сенсоров

Наиболее распространенными типами сенсоров являются CCD (устройство с заряженной связью) и CMOS (комплементарный металл-оксид-полупроводник).

CCD — одна из старейших технологий захвата изображения для цифровых фотоаппаратов, которая уже давно предлагает превосходное качество изображения по сравнению с CMOS-датчиками, с лучшим динамическим диапазоном и контролем шума. Хотя ПЗС-матрица по-прежнему широко используется в бюджетных компактных моделях, ее базовая конструкция и повышенное энергопотребление по большей части побудили производителей камер заменить ее альтернативными КМОП-матрицами.

КМОП

считалась худшим конкурентом ПЗС, но современные КМОП-сенсоры были модернизированы, чтобы соответствовать стандарту ПЗС и даже превосходить его. Обладая большей встроенной функциональностью, чем ПЗС-матрицы, КМОП-сенсоры работают более эффективно, потребляют меньше энергии и лучше работают в режимах высокоскоростной серийной съемки.

Более новый датчик Foveon X3, основанный на технологии CMOS, используется только в компактных камерах и зеркальных фотокамерах Sigma. Live MOS — это торговая марка датчиков изображения, которые Leica, Olympus и Panasonic используют в зеркальных фотокамерах системы Four Thirds, которые они производят с 2006 года.Сообщается, что эти датчики обеспечивают качество изображения CCD при более низком энергопотреблении, чем CMOS.

Размеры сенсора

Nikon D610 имеет полнокадровый сенсор.

Полнокадровый (36 мм на 24 мм): Самый большой размер сенсора называется полнокадровым, так как он совпадает с кадром 35-мм пленки. Полнокадровые сенсоры почти вдвое больше сенсоров APS-C. Множество зверей профессионального уровня, таких как Nikon D800, Canon EOS 5D Mark III и Nikon D4, имеют полнокадровые сенсоры. Однако за последний год меньшие по размеру камеры с фиксированным объективом, такие как Sony Cyber-shot RX1, также оснащены полнокадровыми датчиками.Sony Alpha SLT-A99, камера, похожая на цифровую зеркальную камеру, которая имеет фиксированное полупрозрачное зеркало в отличие от зеркала, которое переворачивается назад, чтобы сделать снимок, также является полнокадровой моделью.

С полнокадровыми датчиками у вас нет кроп-фактора, поэтому то, что вы видите в видоискателе, и есть то, что вы снимаете. Более крупные датчики в полнокадровых моделях в сочетании с объективами с широкой диафрагмой могут обеспечить чрезвычайно малую глубину резкости, что отлично подходит для макро- и видеоработ. Как правило, чем больше датчик, тем больше корпус камеры и тем больше объективы, необходимые для его использования, хотя это начинает меняться.

APS-H (28,7 мм на 19 мм): APS (датчик с активными пикселями) является наиболее популярным типом датчика как для камер со сменным объективом, так и для более качественных камер с фиксированным объективом, и он присутствует в значительной части потребителей. и просьюмерские зеркалки. Тип APS-H сочетает в себе сравнительно большой сенсор с умеренным количеством пикселей для повышения скорости и производительности ISO. К установленным объективам применяется кроп-фактор 1,3x. Canon 1D Mark IV и Canon 1D Mark III имеют такой датчик.

Камера Olympus OMD EM-5 Micro Four Thirds

APS-C (23.6 мм на 15,8 мм): В большинстве цифровых зеркальных фотокамер крупных производителей и энтузиастов от Canon, Nikon, Pentax и Sony используется датчик APS-C, но не все датчики APS-C одинаковы. Датчик Canon APS-C имеет размеры 22,2 мм на 14,8 мм, в то время как версии Sony, Pentax, Fujifilm и Nikon (DX) варьируются от 23,5 мм на 15,6 мм до 23,7 мм на 15,6 мм. Камеры Ricoh GR (23,7 мм на 15,7 мм), Canon EOS M (22,3 мм на 14,9 мм), линейка Sony NEX и Fujifilm используют датчики APS-C.

Four Thirds (17,3 мм на 13 мм): Примерно четверть размера полнокадрового сенсора, Four Thirds — это открытый стандарт DSLR, созданный Olympus и Kodak и используемый во всех Olympus и Panasonic Four Thirds и Micro Цифровые зеркальные камеры Four Thirds. Он имеет двукратный кроп-фактор, который вдвое увеличивает эффективное фокусное расстояние установленного объектива. Новый Olympus OM-D E-M1, Olympus Pen E-PL5 и Panasonic Lumix Gh2 используют этот датчик.

Формат CX (1 дюйм): Объявленный в 2011 году формат CX от Nikon был принят в системе камер Nikon 1. А в 2012 году Sony выпустила карманную цифровую камеру Cyber-shot DSC-RX100, в которой используется 1-дюймовый (13,2 х 8 мм) сенсор с кроп-фактором 2,7.

Wikimedia Commons

Размеры сенсора камеры и факторы урожая.

Маленькие датчики

Последние два размера, перечисленные ниже, не имеют практического смысла. В качестве отправной точки эти определения с малым сенсором основаны на размере трубок видеокамер, используемых в телевизорах с ЭЛТ примерно в 1950-х годах.

1 / 1,7 дюйма (7,6 мм на 5,7 мм): Среди самых больших размеров сенсоров, используемых в компактных камерах, эти сенсоры позволяют использовать более крупные пиксели для улучшения шумовых характеристик по сравнению со стандартными карманными съемками. Более крупные пиксели лучше справляются с пропусками яркости, чтобы лучше воспроизводить детали изображения.

1 / 2,5 дюйма (5,76 мм на 4,29 мм): Этот размер — один из самых маленьких сенсоров, обычно используемых в недорогих моделях «наведи и снимай». Хотя такие крошечные датчики дешевле в производстве, их меньшие пиксели вызывают шум изображения и уменьшают динамический диапазон, что приводит к получению изображений не самого лучшего качества. Однако результаты все равно могут быть лучше, чем у камеры смартфона, особенно для портретов людей.

Среди других вариантов в этой категории есть 1 / 3,2, 1 / 2,3, 2/3, 1/3.2, 1 / 1,2 и 1 / 1,8. С сенсорами размером всего 1 / 2,7 дюйма (5,37 мм на 4,04 мм) нет ничего удивительного в том, что смартфоны серьезно завоевывают рынок компактных камер.

Что куда идет?

Компактные беззеркальные камеры со сменным объективом обычно имеют сенсоры различных размеров. Меньшие из них включают 1 / 2,3-дюймовый (6,17 на 4,55 мм) сенсор в Pentax Q и 1-дюймовый сенсор, используемый в Nikon 1 Series. Panasonic Lumix GF5, серия Olympus Pen и OM-D E-M5 имеют 4/3 дюйма стандарта Micro Four Thirds (17.3 мм на 13 мм).

Усовершенствованные компактные камеры с фиксированными объективами, такие как Fuji X100S (23,6 мм на 15,8 мм) и Nikon Coolpix A (23,6 мм на 15,7 мм), оснащены сенсором APS-C. Fujifilm X20 имеет датчик размером 2/3 дюйма (8,8 мм на 6,6 мм), а Canon G1 X имеет датчик 1,5 дюйма (18,7 мм на 14 мм).

Стандартные наводящие камеры, такие как Canon PowerShot SX280 HS и Samsung Galaxy Camera, используют 1 / 2,3-дюймовые сенсоры (6,17 мм на 4,55 мм), в то время как лучшие камеры, такие как Nikon P7700, имеют больший 1/1 .7-дюймовый (7,44 мм на 5,58 мм) сенсор.

Смартфоны, такие как iPhone 5s и HTC One, имеют датчик изображения 1/3 дюйма (4,8 мм на 3,6 мм) и меньшее количество пикселей. Nokia Lumia 1020 может похвастаться 1 / 1,5-дюймовым 41-мегапиксельным CMOS-сенсором. Sony Xperia Z1 оснащен 1 / 2,3-дюймовым 20,7-мегапиксельным сенсором. Samsung Galaxy S4 Zoom оснащен 16-мегапиксельным 1 / 2,3-дюймовым сенсором.

Назовите приблизительный размер сенсора.

Упаковка мегапикселей

Возможно, вы слышали о «мифах о мегапикселях», который гласит, что чем больше мегапикселей ваша камера может разместить на сенсоре, тем лучше будут ваши изображения.Это неправда. Вам нужно не просто больше пикселей, а количество пикселей, соответствующее размеру сенсора. А правильное число зависит от того, что вы собираетесь делать со своими фотографиями. Для массивной обрезки или печати очень большого размера полезно дополнительное разрешение. Для обмена в Интернете или обычной печати разрешение менее важно. Компромиссы включают большие размеры файлов и необходимость большей вычислительной мощности для обработки фотографий с высоким разрешением по сравнению с шумом в изображениях с более низким разрешением.

Меньшие сенсоры, которые собирают пиксели вместе, как правило, имеют худшие характеристики при слабом освещении и создают шумные артефакты.

На что обращать внимание

По возможности, покупая новую камеру, обращайте внимание на то, какой датчик в ней используется. Поскольку размер и тип сенсора влияют на столь значительную часть выходной мощности вашей камеры, сенсор имеет решающее значение по размеру, разрешению, работе и цене.

Источники изображений: Canon, Wikimedia Commons

Примечание. Когда вы покупаете что-то после перехода по ссылкам в наших статьях, мы можем получить небольшую комиссию.Прочтите нашу политику в отношении партнерских ссылок для получения более подробной информации.

Датчик изображения Full-HD размером 2/3 дюйма против 1/2 дюйма или 1/3 дюйма для высокопроизводительных приложений глобальной безопасности

Теоретически более крупные пиксели на датчиках изображения Full-HD CCD лучше для приложений глобальной безопасности, поскольку они более чувствительны для улучшения характеристик при слабом освещении. Недостатком является то, что требуется оптика большего размера, поэтому требования к размеру, весу, мощности и стоимости (SWaP-C) ставятся под сомнение. Поскольку многие системы переходят со стандартной четкости на камеры Full-HD или добавляют камеры дневного света HD для полноэкранного видео, вопрос заключается в том, как найти оптимальный баланс.

Размер пикселя, конечно, коррелирует с размером датчика изображения:

Рисунок 1: Размер пикселя в зависимости от размера датчика изображения для Full HD

Высококачественные приложения, такие как нацеливание на большие расстояния или при очень слабом освещении, которые переходят на разрешение Full HD, по-прежнему будут требовать 2/3 ”сенсоров. За последние несколько лет были значительно улучшены Qe и уровень шума при считывании датчиков изображения, что позволило создать датчики 1/2 ”Full-HD с чувствительностью, необходимой для многих приложений.Параллельно с усовершенствованием сенсора было много разработок в области оптики с большим фокусным расстоянием 1/2 дюйма и оптики с зумом в качестве необходимого дополнения.

Для обновлений это дает возможность использовать тот же оптический формат, но с большим количеством пикселей и большей чувствительностью. Это может быть рентабельным подходом, хотя по-прежнему требуется новая оптика.

Не вся доступная оптика 1/2 ”соответствует полной MTF, поэтому камера обеспечивает лучшее качество изображения, чем объектив. Резкость полученного изображения может не соответствовать требованиям высокопроизводительных приложений.Однако оптика становится все лучше и лучше.

Чтобы использовать меньшую и еще более дешевую оптику, привлекательно использовать матрицу размером меньше 1/2 дюйма, например, матрицы ПЗС 1/3 дюйма. Ухудшается не только производительность датчика изображения, но и качество доступной оптики.

КМОП-сенсоры

1/3 дюйма могут обеспечивать хорошие характеристики при слабом освещении, но КМОП-сенсоры 1/3 дюйма используют рольставни по сравнению с глобальным затвором, доступным в ПЗС-датчиках и более крупных КМОП-сенсорах. В настоящее время рольставни плохо воспринимаются в промышленных и военных приложениях, поскольку при движении возникает эффект размытия.CMOS с глобальным затвором более сложна и требует доработки для уменьшения размеров пикселей.

На данный момент датчики изображения 1/2 ”представляют собой золотую середину для многих приложений глобальной безопасности с приемлемой чувствительностью и возможностью использовать небольшую недорогую оптику. Как я уже упоминал, для более требовательных приложений могут потребоваться датчики изображения 2/3 дюйма.

Рисунок 2: Сводка преимуществ различных размеров сенсоров Full HD

В ближайшем будущем 1/3-дюймовые датчики изображения Full-HD могут стать более интересными, поскольку оптика будет улучшена для дополнительного уменьшения SWaP-C.Дальнейшие испытания могут показать, что рольставни приемлемы в уличных движущихся приложениях с более высокой частотой кадров, например 100 кадров в секунду, так что эффект размытия не очевиден.

Размер сенсора камеры смартфона важнее, чем больше мегапикселей

Качество камеры — это последняя гонка вооружений смартфонов, и одним из самых важных факторов, способствующих созданию великолепных снимков, является сенсор камеры. Хотя большое количество мегапикселей становится все более популярной тенденцией, на самом деле гораздо важнее размер сенсора изображения камеры.Huawei, Samsung и другие компании делают все возможное, чтобы использовать более крупные датчики изображения, встроенные в их смартфоны последних поколений. Но почему размер сенсора камеры так важен для получения лучших фотографий?

Чтобы понять почему, нам нужно вернуться к основному принципу фотографирования — захвату света. Более крупный сенсор улавливает больше света, чем маленький, а больший свет дает более качественные снимки. По крайней мере, в этом суть, но есть еще кое-что.

Подробнее: Что такое динамический диапазон в фотографии?

Улавливает как можно больше света

На базовом уровне размер сенсора определяет, сколько света доступно камере для создания изображения. Хотя разрешение играет важную роль в деталях, именно количество захваченного света определяет баланс экспозиции, динамический диапазон и даже резкость камеры. Вот почему 16-мегапиксельные и 20-мегапиксельные зеркальные камеры по-прежнему выглядят лучше, чем современные 108-мегапиксельные смартфоны.

Большие сенсоры обеспечивают более широкий динамический диапазон и более четкие изображения.

Большинство сенсоров смартфонов обычно имеют размер всего 1 / 2,55 дюйма или около 1 см в поперечнике, хотя в более дорогих смартфонах все чаще используются сенсоры размером 1 / 1,7 дюйма и более. Для сравнения, датчики камеры DSLR имеют размер более дюйма, что легко делает их в 4-5 раз больше. Датчики смартфонов по сравнению с ними просто крошечные, хотя несколько брендов сокращают разрыв в традиционных размерах сенсоров «наведи и снимай». Серия Huawei P40 — одна из крупнейших в мобильной индустрии с показателем 1/1.28 дюймов, и Samsung Galaxy S21 Ultra не сильно отстает с размером 1/33 дюйма.

Чем больше сенсор, тем больше света он улавливает при заданной выдержке, ISO (чувствительности экспозиции) и диафрагме. Хотя вы можете компенсировать небольшие недостатки сенсора, используя более длинную выдержку для большего количества света, это делает изображения более восприимчивыми к размытию из-за дрожания рук и движения сцены. Размытие снижает резкость изображения независимо от разрешения сенсора. Точно так же объективы с более широкой диафрагмой сложнее построить без появления артефактов искажения объектива, не говоря уже об изменении поля зрения.Как вы, наверное, догадались, большее количество света делает большие датчики намного лучше при съемке при слабом освещении, чем меньшие.

Фотосайты камеры, биты, отвечающие за преобразование сцены в электрические сигналы, любят свет. Они могут быть расположены по-разному в зависимости от датчика. В более старых смартфонах использовались традиционные датчики Байера, которые эквивалентны одному пикселю на фотосайт. Хотя современные телефонные камеры с высоким разрешением обратились к датчикам Quad Bayer, разрешение которых составляет четыре или даже девять пикселей на каждый фотосайт.Другими словами, четыре пикселя используют один цветовой фильтр, который с помощью метода, называемого объединением пикселей, имитирует атрибуты более крупных фотосайтов. Подробнее об этом позже.

В любом случае, чем больше света получают фотосайты, тем лучше динамический диапазон (заметные шаги между светлым и темным) они могут создать. Думайте об этом как о «уверенности» в том, что любой заданный пиксель был светлее или темнее своего соседа. Об этом гораздо легче судить по большому количеству света, попадающему на датчик, и минимальному шуму.

Фотосайты различаются по размеру в зависимости от разрешения камеры и размера сенсора. Сохранение постоянного размера сенсора означает, что размер фотосайта уменьшается с увеличением разрешения. В качестве альтернативы, при установленном разрешении, чем больше становятся фотосайты, тем больше становится сенсор.

Следующее: Лучшие камеры для начинающих в фотографии

Это важно отметить, поскольку фотосайты забиты маленькими сенсорами. Их непосредственная близость означает, что иногда свет от одного пикселя просачивается в соседний пиксель.Это шум сенсора, который часто довольно четко проявляется на снимках при слабом освещении и на сплошных цветах, таких как голубое небо. Меньшие сенсоры и маленькие фотостудии увеличивают шум и уменьшают динамический диапазон. Компания Samsung пытается решить эту проблему с помощью сенсорной технологии камеры ISOCELL.

Почему размер сенсора камеры имеет значение?

С переходом к все большему и большему разрешению (теперь выше 100 МП) большие сенсоры камеры как никогда важны. Сохранение разумных размеров пикселей необходимо для максимального увеличения разрешающей способности камер с разрешением 48, 64 и 108 МП.Хотя мы еще не видели камеру смартфона, которая извлекала бы полный уровень детализации, который вы ожидаете от этих цифр. Тем не менее, эти датчики фиксируют больше деталей, чем когда-либо при хорошем освещении.

Недавняя тенденция в области мобильных устройств — технология объединения пикселей, позволяющая этим датчикам с высоким разрешением объединять пиксели для лучшего захвата света. Эти более крупные сенсоры и, как следствие, более крупные пиксели значительно улучшают качество фотографий при слабом освещении. Это приводит к меньшему шуму и более качественным цветам даже в тускло освещенных помещениях.Камеры с биннингом пикселей Quad Bayer также могут создавать впечатляющие изображения HDR.

Подробнее: Что такое биннинг пикселей? Все, что вам нужно знать

Большие сенсоры влияют не только на разрешение, но и на внешний вид и качество ваших снимков. Как мы уже упоминали ранее, более высокая скорость затвора и более низкое значение ISO гарантируют, что ваши изображения будут четкими и резкими. Вам также не нужна такая широкая диафрагма, чтобы улавливать много света, уменьшая вероятность искажения объектива, например, пурпурного ореола из-за хроматической аберрации.

Большие сенсоры — движущая сила для получения лучших снимков при слабом освещении.

Более крупные датчики также влияют на фокусное расстояние изображения, что отчасти создает эффект размытого боке, который мы ассоциируем с зеркальными фотокамерами, когда объект кажется изолированным, а остальная часть изображения размыта. При установленной диафрагме глубина резкости сужается по мере увеличения размера сенсора, создавая более заметное размытие переднего и заднего плана. В то время как маленькие мобильные датчики не могут сравниться с эффектом, доступным от DSLR, более крупные датчики помогают сократить разрыв.

Сравнение датчиков смартфонов

Чтобы продемонстрировать широкий спектр датчиков изображения, доступных в настоящее время в области смартфонов, мы отслеживали размеры основных датчиков в ряде телефонов высокого класса за последние пару лет.

До 2020/2021 года большое количество камер смартфонов превзойдет сенсор 1 / 1,5 дюйма, предлагаемый Nokia Lumia 1020 2013 года, историческим титаном мобильной фотографии. Большие датчики, конечно, не новая идея, но теперь компании готовы пойти на эстетические компромиссы, которые идут рука об руку с более крупными датчиками.

Также стоит отметить, что Google Pixel 5 и iPhone 11 занимают последнее место среди флагманских сенсоров современных размеров, но при этом считаются одними из лучших телефонов с камерой в своем поколении. Ясно, что размер сенсора — это еще не все, когда дело доходит до получения отличного снимка. Вычислительная фотография и интеллектуальное программное обеспечение, безусловно, также могут помочь улучшить качество изображения.

Подробнее: Почему неровности камеры смартфона такие огромные?

Всего лишь одна часть пазла

Датчики изображения большего размера — важная часть головоломки мобильной фотографии, но не единственная деталь.Для создания камеры отличного качества также необходимы превосходный объектив, мощная цепочка обработки изображений и программное обеспечение, позволяющее максимально эффективно использовать оборудование. Очень важно смотреть на всю упаковку, а не только на одну часть или большие числа в спецификации.

Качество камеры смартфона также во все большей степени определяется достижениями в области вычислительной фотографии и машинного обучения. Взгляните на Google Pixel 5 и доступный Pixel 4a, которые по-прежнему превосходят свой вес. Настолько, что интеллектуальное программное обеспечение часто превосходит сырые мегапиксели по качеству изображения.Но даже в этом случае отличное программное обеспечение может сделать очень много на плохом оборудовании. Интеллектуальные камеры нуждаются в прочной основе, а размер датчика изображения является важным ингредиентом в гонке за лучшие камеры для смартфонов.

Примечание редактора: Эта статья была первоначально опубликована в марте 2020 года и была обновлена, чтобы отразить последние разработки в области обработки изображений с камеры телефона.

Однодюймовые датчики

Домой Пожертвовать Новый Поиск Галерея Обзоры Книги с инструкциями Ссылки Семинары О нас Контакт

Миф об 1-дюймовом датчике
Это мошенничество или уголовное преступление?
© KenRockwell.com. Все права защищены.

Самый большой источник поддержки этого веб-сайта без рекламы — это использование любой из этих ссылок на утвержденные источники, когда вы получаете или , независимо от страны, в которой вы живете. Покупайте только из одобренных источников. Я сам пользуюсь лучшими ценами, услугами, политикой возврата и выбором. Спасибо, что помогли мне помочь вам! Кен.

Июнь 2015 Лучшие снимки Nikon Canon Fuji LEICA Все обзоры

Введение верх

Введение Характеристики Сравнение производительности Рекомендации по использованию Еще

Не существует такой вещи, как 1-дюймовый сенсор изображения цифровой камеры, но многие производители лгут об этом, чтобы заставить нас думать, что эти камеры имеют сенсоры большего размера, чем они есть на самом деле.

То, что позиционируется как «1-дюймовые датчики», на самом деле составляет всего около 9 x 12 миллиметров в хороший день или около 0,35 x 0,47 дюйма — даже близко к одному дюйму.

Эти маленькие сенсоры имеют только около 1/4 площади типичной зеркальной камеры с кадрированием (16×24 мм) и только около 1/8 площади полнокадрового сенсора (24×36 мм).

Датчик «1 дюйм» имеет кроп-фактор примерно в 3 раза.

Фраза «One Inch» заставляет их звучать примерно так же, как сенсор DSLR, поскольку настоящие сенсоры DSLR имеют ширину около дюйма (кадрирование) или дюйм в высоту (полнокадровый) — , но ничего о 1 «Размер сенсора составляет примерно дюйм или размер реальной сенсорной камеры DSLR!»

Я бы назвал это мошенничеством: как я понимаю мошенничество, это когда кто-то умышленно лжет, чтобы получить прибыль, и если задействовано более 400 долларов, это уголовное преступление.

Как им это сходит с рук?

Есть только одна очень хитрая нить, стоящая за тем, чтобы назвать эти детские датчики 9 x 12 мм «одним дюймом». 50 лет назад, когда мир работал на электронных лампах, видеокамеры использовали электронные лампы в качестве датчиков изображения. Было много разных видов, таких как ортиконы, видиконы и плюмбиконы, и все они описывались внешним диаметром их общей стеклянной трубки. Были трубки 1/2 и 2/3 дюйма, и все использовали одни и те же стандарты для измерений.Активные области восприятия изображения всегда были намного меньше внешнего диаметра трубки, но мы, телевизионные инженеры, понимали, что происходит, поскольку все мы использовали одни и те же измерения — 50 лет назад.

Датчик для видеокамер с вакуумной трубкой

отсутствует уже несколько десятилетий, но некоторые современные производители цифровых фотоаппаратов используют этот обман, чтобы заставить свои крошечные датчики казаться датчиками гораздо большего размера, чем они есть на самом деле. Это похоже на маркировку бутылок вина по общей вместимости коробки, вмещающей 12 бутылок, вместо вместимости одной бутылки, которую вы покупаете.

Другими словами, единственное, что составляет один дюйм в «однодюймовом датчике», это то, что вакуумная трубка 50 лет назад имела бы внешний диаметр около дюйма, если бы у нее была область приема изображения примерно того же размера, что и у вакуумной трубки. «однодюймовый датчик» сегодня.

«Однодюймовые датчики» — нет; они намного меньше, чем сенсоры DSLR, но больше, чем сенсоры камерофонов. Многие лучшие карманные камеры используют «однодюймовые сенсоры», которые больше, чем в некоторых карманных камерах, но не во всех.

Они пытаются сказать, что их крошечный датчик поместится наверху 1-дюймовой трубки, но они не продают вам трубку. Это все равно, что сказать, что моя квартира площадью 1200 квадратных футов — это квартира площадью 5000 квадратных футов, потому что Дом площадью 1200 квадратных футов может уместиться на участке площадью 5000 квадратных футов, но вы не получите этого участка.

Вас предупредили. Не обманывайтесь, думая, что «однодюймовый сенсор» хоть сколько-нибудь близок к дюйму или размеру сенсора зеркальной фотокамеры. Вызов 8,8 x 11.2-миллиметровый датчик «один дюйм» — это все равно, что называть кровать размера «queen-size» «14-футовой кроватью», потому что она может поместиться в 14-футовой комнате. Это могло бы быть нормально, если бы все датчики были описаны с одной и той же ложью, но большинство датчиков продаются с честными заявками о размерах — за исключением «однодюймовых датчиков».

Помогите мне помочь вам наверх

Я поддерживаю свою растущую семью через этот веб-сайт, как бы безумно это ни казалось.

Самая большая помощь — это использование любой из этих ссылок на утвержденные источники, когда вы получаете чего угодно, независимо от страны, в которой вы живете.Это ничего не стоит вам и является самым большим источником поддержки для этого сайта, а значит, и для моей семьи. В этих местах лучшие цены и лучший сервис, поэтому я пользовался ими еще до того, как появился этот сайт. Всем рекомендую лично .

Если вы найдете это страница столь же полезна, как книга, которую вам, возможно, пришлось купить, или семинар, который вы можете пришлось принять, не стесняйтесь помогать мне продолжать помогать всем.

Если вы получили свое снаряжение по одной из моих ссылок или помогли другим способом, вы — семья.Такие замечательные люди, как вы, позволяют мне постоянно добавлять на этот сайт. Спасибо!

Если вы еще не помогли, сделайте это, и подумайте о том, чтобы помочь мне подарком в размере 5 долларов.

Поскольку эта страница защищена авторским правом и официально зарегистрирована, изготовление копий, особенно в виде распечаток для личного пользования, является незаконным. Если вы хотите сделать распечатку для личного использования, вам предоставляется одноразовое разрешение только в том случае, если вы заплатите мне 5 долларов США за распечатку или ее часть. Спасибо!

Спасибо за чтение!

г.И миссис Кен Рокуэлл, Райан и Кэти.

Домой Пожертвовать Новый Поиск Галерея Обзоры Практические руководства Ссылки Семинары О сайте Контакты

Хорошая камера без телеобъектива

Обратите внимание: В октябре 2020 года мы обновили протокол тестирования камеры DXOMARK. Версия 4 теперь включает тесты предварительного просмотра изображений и широкий спектр новых тестовых сцен в рамках нашей новой оценки надежности, которая измеряет способность камеры обеспечивать стабильное качество неподвижных изображений и видео во всех сценариях съемки.Мы повторно протестировали это устройство с использованием новой версии 4 протокола испытаний и подготовили полностью обновленный обзор. Для получения дополнительной информации см. Нашу статью о предварительном просмотре, надежности и других обновлениях версии 4 протокола тестирования камеры DXOMARK.

Выпущенный в сентябре 2019 года iPhone 11 оснащен 6,1-дюймовым дисплеем Liquid Retina HD, чипсетом Apple A13 Bionic, 64/128/256 ГБ встроенной памяти и водонепроницаемостью IP68. Основная камера предлагает двойной датчик и установку объектива, включая стандартную широкоугольную основную камеру, эквивалентную 26 мм, и вторую сверхширокоугольную камеру, эквивалентную 13 мм.Оба сенсора обеспечивают выходное разрешение 12 МП, при этом основная камера использует большой 1 / 2,55-дюймовый сенсор с пикселями 1,4 мкм, двухпиксельный автофокус PDAF и стабилизированный (OIS) объектив. Для любителей видео на смартфонах iPhone 11 имеет те же базовые характеристики, что и модели Pro, со стабилизированной видеосъемкой 4K со скоростью 24/30/60 кадров в секунду, а также возможностью захвата HD-видео до 240 кадров в секунду, обработкой HDR и записью стереозвука. .

Читайте дальше, чтобы узнать, как Apple iPhone 11 показал себя в новой версии 4 протокола тестирования камеры DXOMARK.

Сводка обновления

Apple iPhone 11

119

камера

iPhone 11 повысил свой общий балл до 119 после тестирования в соответствии с нашим новым протоколом и во многих отношениях продолжает предлагать отличные возможности фотосъемки на смартфоне.Фотографии с основной камеры показывают точную экспозицию с широким динамическим диапазоном в большинстве тестируемых условий, обеспечивая очень похожее общее качество на более крупный iPhone 11 Pro Max. Цвет — хорошая сила и для iPhone 11, с яркой и приятной визуализацией почти на всех изображениях. Единственное исключение — при слабом искусственном освещении, когда баланс белого имеет теплый оттенок, но не слишком оскорбительный. Детализация хороша в большинстве условий, частично чему способствует отличная система автофокусировки, которая обеспечивает быструю, точную и надежную работу в наших новых и более сложных тестовых тестах.

Хорошая экспозиция с широким динамическим диапазоном и приятной цветопередачей. В целом детализация хорошая, но мелкие детали теряются на заднем плане и видны легкие муаровые артефакты.

Точные экспозиции снимаются в помещении, и хотя баланс белого немного теплый, цветопередача хорошая, а общий эффект приятный.

Более существенные различия между iPhone 11 и его более крупным аналогом 11 Pro Max мы начинаем видеть в нашей новой промежуточной оценке Zoom.Устройство меньшего размера действительно имеет хорошие возможности уменьшения масштаба для сверхширокоугольных снимков, которые показывают хорошую экспозицию, широкий динамический диапазон и приятную цветопередачу. Однако отсутствие телеобъектива ограничивает возможности iPhone 11 по количеству очков при использовании Zoom. Снимки с зумом с близкого расстояния приемлемы, но если вы немного увеличите масштаб, ожидайте увидеть низкую детализацию как на средних, так и на дальних снимках. Те же аппаратные ограничения также влияют на результаты боке устройства. Хотя оценка глубины и эффект глубины резкости хороши, короткое фокусное расстояние основной камеры не идеально для портретной съемки.Вспышка тоже небольшой недостаток, ночные портреты иногда заметно переэкспонированы.

При очень слабом освещении экспозиция немного низкая, но приемлемая, а цвет и детализация хорошо сохраняются на изображениях iPhone 11 при слабом освещении.

Основное отличие, которое мы видим по сравнению с версией Pro Max, заключается в кадрах со средним и дальним зумом, которые имеют более низкую детализацию из-за отсутствия телеобъектива.

Согласно нашему обновленному анализу видео, iPhone 11 получил улучшенную оценку видео до 109 и продолжает оставаться одним из лучших устройств, которые мы тестировали для движущихся изображений.Экспозиции по большей части точные, с широким динамическим диапазоном и приятной цветопередачей. Небольшая нестабильность баланса белого иногда проявляется в видео в помещении, и наши тестеры действительно наблюдали случайную нестабильность экспозиции, но это лишь незначительные несоответствия в прочных характеристиках экспозиции и цвета. IPhone 11 не справляется с временным шумом так же хорошо, как лучшие характеристики при очень слабом освещении, но это приемлемо, а детализация при слабом освещении действительно впечатляет, как вы можете видеть на видео ниже.Система стабилизации iPhone 11 также эффективна в борьбе с нежелательными эффектами движения, а автофокус также работает быстро и надежно, хотя во время отслеживания иногда можно увидеть пошаговое изменение автофокуса.

Видео демонстрирует хорошую экспозицию, широкий динамический диапазон и приятную цветопередачу как на улице, так и в помещении.

Шум виден при очень слабом освещении, но детализация впечатляет, и, за исключением небольшой экспозиции и несоответствия цветов, общий эффект очень хороший, учитывая сложные условия.

Предварительный просмотр

Как и все устройства Apple, которые мы недавно повторно тестировали, качество изображения предварительного просмотра является хорошим преимуществом для iPhone 11. В условиях высокой контрастности хорошие возможности Live HDR гарантируют, что захваченный динамический диапазон аналогичен тому, что вы видите на экране, с хорошо контролируемые блики. Иногда целевые экспозиции в кадрах HDR немного ниже при окончательном рендеринге, но по большей части то, что вы видите, является хорошим показателем того, что вы получите в ярких сценах на открытом воздухе.То же самое и в помещении: iPhone 11 обеспечивает надежное представление экспозиции, деталей и шума в канале предварительного просмотра. Он не такой сильный при слабом освещении, но все же хороший, и экранному рендерингу боке в портретном режиме тоже можно доверять.

Apple iPhone 11, предварительный просмотр: точная целевая экспозиция с широким динамическим диапазоном

Apple iPhone 11, снимок: экспозиция, детализация и шум на окончательном изображении аналогичны.

Выпущенный в сентябре 2019 года iPhone 11 — это последний флагман Apple начального уровня, который стоит рядом с более дорогими моделями iPhone 11 Pro в новой линейке.Ключевые особенности включают 6,1-дюймовый дисплей Liquid Retina HD, новейший чипсет Apple A13 Bionic, 64/128/256 ГБ встроенной памяти и защиту от пыли и воды IP68.

Основная камера предлагает двойной датчик и установку объектива, включая стандартную широкоугольную основную камеру, эквивалентную 26 мм, и вторую сверхширокоугольную камеру, эквивалентную 13 мм. Оба сенсора имеют выходное разрешение 12 МП, при этом основная камера использует большой 1 / 2,55-дюймовый сенсор с пикселями 1,4 мкм, двухпиксельный автофокус PDAF и стабилизированный (OIS) объектив.

Для энтузиастов видео в смартфонах iPhone 11 имеет те же базовые характеристики, что и модели Pro, со стабилизированной видеосъемкой 4K со скоростью 24/30/60 кадров в секунду, а также записью HD-видео со скоростью до 240 кадров в секунду, обработкой HDR и записью стереозвука.

С введенными и проверенными оценками мы рады раскрыть сильные и слабые стороны iPhone 11 от Apple в нашем всеобъемлющем обзоре.

Основные характеристики камеры:

• Установка двойной камеры
• Основной: 12 МП 1/2.55-дюймовый сенсор с пикселями 1,4 мкм и объективом с диафрагмой 26 мм f / 1,8
• Сверхширокий: датчик 12 МП с объективом с диафрагмой 13 мм f / 2,4
• Dual Pixel PDAF с автофокусом (основная камера)
• Двухтональная вспышка с четырьмя светодиодами
• HDR (фото / панорама)
• 4K 2160p @ 24/30 / 60fps видео с HDR и записью стереозвука
• Full HD 1080p @ 30/60/120/240 кадров / с видео

О тестах камеры DXOMARK : для оценки и анализа в наших обзорах камер смартфонов инженеры DXOMARK снимают и оценивают более 1600 тестовых изображений и более 2 часов видео как в контролируемых лабораторных условиях, так и в естественных условиях в помещении и на открытом воздухе, используя настройки камеры по умолчанию.Эта статья предназначена для освещения наиболее важных результатов нашего тестирования. Для получения дополнительной информации о протоколе тестирования камеры DXOMARK щелкните здесь. Подробнее о том, как мы оцениваем камеры смартфонов, можно узнать здесь.

Итоги испытаний

109

камера

Получив общий балл DXOMARK Camera 109, iPhone 11 является очень способным устройством как для фото, так и для видео. Не попадая в первую десятку в нашей базе данных, его качество изображения не такое высокое, как у iPhone 11 Pro Max, который занимает 4-е место с 117 баллами, но новый iPhone 11 с двумя камерами предлагает небольшое улучшение по сравнению с прошлогодним iPhone XS Max. в 106.

Показатели видео между iPhone 11 и iPhone 11 Pro Max очень сравнимы, поэтому решающее значение имеет качество фотосъемки. Отсутствие третьего телеобъектива на iPhone 11 является важным фактором в его более низком фото-балле 112 по сравнению с 124 у iPhone 11 Pro Max, чей телеобъектив обеспечивает лучшие результаты для увеличения и боке.

Сверхширокоугольная камера iPhone 11 ничем не уступает более дорогой модели Pro, а производительность основной камеры в таких ключевых категориях, как экспозиция, цвет, детализация и автофокус, очень сравнима.Таким образом, вы можете рассчитывать на точную экспозицию с довольно широким динамическим диапазоном, приятными цветами и резкие снимки с хорошим уровнем детализации в большинстве условий освещения.

iPhone 11 обеспечивает точную целевую экспозицию с довольно широким динамическим диапазоном при съемке на открытом воздухе.

В нашем анализе экспозиции iPhone 11 показал очень хорошие результаты при съемке на открытом воздухе и в помещении благодаря в целом точной целевой экспозиции и высокому уровню контрастности. Он также очень эффективен при слабом освещении, где целевые экспозиции точны вплоть до почти темных условий всего 1 люкс, но контраст ниже, что повлияло на оценку экспозиции при слабом освещении.В наших очень сложных тестовых сценах с высокой контрастностью целевые экспозиции хорошие, с приемлемым динамическим диапазоном, а результаты практически такие же, как у iPhone 11 Pro Max. Обработка HDR гарантирует, что детали хорошо сохраняются в более темных областях, но светлые участки часто обрезаются в очень ярких областях.

Apple iPhone 11, высококонтрастная сцена, хорошая выдержка в тени

Apple iPhone 11 Pro Max, высококонтрастная сцена, хорошая выдержка в тени

Samsung Galaxy S10 +, высококонтрастная сцена, хорошие тени и большая детализация светов

В помещении целевые экспозиции остаются хорошими с высоким уровнем контрастности.В нашей тестовой портретной сцене с задней подсветкой iPhone 11 может обеспечить хорошую экспозицию объекта, сохраняя детали в светлых участках снаружи. В этом примере iPhone 11 лучше, чем Samsung Galaxy S10 +, который недоэкспонирует портрет.

Apple iPhone 11, портретная подсветка, точная целевая экспозиция

Apple iPhone 11 Pro Max, портретная подсветка, точная целевая экспозиция

Samsung Galaxy S10 +, портретная подсветка, низкая целевая экспозиция

Общая цветопередача у iPhone 11 приятная, результаты в целом соответствуют моделям Pro.Цвета яркие как на открытом воздухе, так и в помещении, и даже немного более насыщенные по сравнению с iPhone 11 Pro Max в некоторых примерах. Баланс белого в основном точный на iPhone 11, хотя небольшой желто-зеленый оттенок часто виден на изображениях вне помещения. В некоторых случаях более теплые желтые тона могут быть приятными, хотя изображения, которые больше склоняются к зеленому, менее удачны. Затенение цвета также хорошо контролируется в большинстве тестируемых условий, поэтому вы можете ожидать одинаковый цвет в центре и по краям кадра.

Apple iPhone 11, цветопередача, теплый баланс белого и высокая насыщенность

Apple iPhone 11 Pro Max, цветопередача, чуть холоднее и менее насыщенная

Samsung Galaxy S10 +, цветопередача, чуть холоднее и менее насыщенная

Сохранение деталей на iPhone 11 немного улучшено по сравнению с Pro, но разница незначительна, так что, по сути, мы можем сказать, что реальные результаты такие же. В наших лабораторных измерениях iPhone 11 зафиксировал высокий уровень резкости более 80% в статичных сценах при ярком освещении (1000 люкс) и при слабом освещении (20 люкс).После этого детализация немного уменьшается, до 60% резкости при очень слабом освещении (1 люкс), но даже в этом случае вы можете быть уверены в хорошей детализации статических объектов на большинстве снимков. При съемке движущихся объектов детализация также превосходна как на открытом воздухе (1000 люкс), так и в помещении (100 люкс), поэтому потеря деталей становится проблематичной только в условиях низкой освещенности с движущимися объектами. Таким образом, iPhone 11 отлично справляется с захватом мелких деталей и краев, таких как ветви деревьев и балконы зданий в приведенном ниже примере; и хотя Samsung Galaxy S10 +, возможно, немного лучше, на самом деле в нем немногое.

Apple iPhone 11, внешние детали и текстура

Apple iPhone 11, кадрирование, хорошая детализация

Apple iPhone 11 Pro Max, детализация на открытом воздухе и текстура

Apple iPhone 11 Pro Max, кадрирование, хорошая детализация

Samsung Galaxy S10 +, внешняя детализация и текстура

Samsung Galaxy S10 +, кадрирование, чуть лучше края

Продолжая тенденцию своих предыдущих устройств, Apple предпочитает улучшать детализацию за счет небольшого шума.Это один из основных недостатков устройства: видимый шум на плоских участках изображений вне помещения, а также грубый и хроматический шум часто проблематичен, особенно на изображениях в помещении и при слабом освещении. Вы можете видеть, что пятнистый шумовой эффект хорошо виден на стене на снимках с iPhone в приведенном ниже примере. Для сравнения, вы можете видеть, что Samsung Galaxy S10 + может сохранять приемлемую детализацию на стуле (даже если края не так хорошо очерчены, как на iPhone), при этом практически не видно шума на стене.

Apple iPhone 11, детализация в помещении и шум

Apple iPhone 11, кадрирование, детализация хорошая, но немного шумно

Apple iPhone 11 Pro Max, детализация в помещении и шум

Apple iPhone 11 Pro Max, кадрирование, детализация хорошая, но немного шумно

Samsung Galaxy S10 +, детализация в помещении и шум

Samsung Galaxy S10 +, кадрирование, меньше деталей, но без шума

iPhone 11 набирает солидный балл за автофокусировку благодаря системе PDAF основной камеры, которая стабильно делает снимки в фокусе во время нашего тестового лабораторного анализа и при съемке тестовых сцен на месте.Время отклика автофокуса также очень быстрое, с почти мгновенным захватом после запроса фокусировки, гарантируя, что вы сможете делать снимки в фокусе как статических, так и движущихся объектов при любых условиях освещения. Некоторое чрезмерное усиление резкости очевидно при внимательном рассмотрении, в результате чего оценка резкости составляет около 120%, но это дает преимущество в том, что изображения на экране устройства выглядят очень резкими.

В нашем тестовом анализе автофокуса Apple iPhone 11 был точным и быстрым при слабом освещении (таблица анализа 20 люкс).

Apple внедрила эффективную сверхширокоугольную вторую камеру на флагманском iPhone, а фокусное расстояние, эквивалентное 13 мм, обеспечивает одно из самых широких полей зрения, которые мы измеряли на сегодняшний день. Результаты среди моделей iPhone 11 и Pro практически одинаковы: в целом точная экспозиция в большинстве условий, приятная цветопередача и точный баланс белого. Геометрические искажения хорошо исправлены, и, опять же, детализация хорошая за счет немного большего шума, который заметен вместе с некоторым квантованием цвета на изображениях вне помещения; и шум очень заметен в условиях внутреннего освещения.

Apple iPhone 11, широкий угол, точная экспозиция и приятные цвета

Apple iPhone 11 Pro Max, широкий угол, точная экспозиция и приятные цвета

Samsung Galaxy S10 +, широкий угол, меньшая экспозиция и меньшая детализация

Отсутствие третьей камеры с телеобъективом на менее дорогом iPhone 11 является его основным недостатком по сравнению с моделями Pro. Если качественные снимки с зумом являются важным фактором в фотографии вашего смартфона, то вам необходимо выбрать устройство с объективом с большим фокусным расстоянием.Используя цифровой зум iPhone 11, детализация довольно хорошо сохраняется на близком расстоянии (~ 2-кратное увеличение), а шум и артефакты достаточно хорошо контролируются. Однако качество изображения при съемке с близкого расстояния ухудшается в условиях низкой освещенности, и iPhone 11 не может конкурировать с телеобъективами при среднем или большом увеличении (~ 4-кратное и ~ 8-кратное увеличение соответственно). Сильный и грубый шум часто виден на среднем и большом расстоянии во всех тестируемых условиях, наряду с заметной потерей деталей, а также артефактами звона и наложения спектров.

Apple iPhone 11, дальний зум

Apple iPhone 11, кадрирование, низкая детализация

Apple iPhone 11 Pro Max, дальний зум

Apple iPhone 11 Pro Max, кадрирование, улучшенная детализация

Samsung Galaxy S10 +, дальний зум

Samsung Galaxy S10 +, кадрирование, детализация лучше

Ограничение стандартной ширины фокусным расстоянием, эквивалентным 26 мм в портретном режиме, также влияет на оценку боке iPhone 11, поскольку фокусное расстояние, эквивалентное 52 мм на Pro, обеспечивает более благоприятное поле зрения для портретов.Кроме того, iPhone 11 неплохо имитирует эффект боке, хотя некоторые недостатки очевидны. Оценка глубины в целом приемлема, хотя некоторые краевые артефакты видны при ближайшем рассмотрении вокруг сложных областей. Детали на лицах хорошо сохранены, но за счет некоторого шума; и хотя размытие фона не особенно сильное, с прожекторами немного не хватает контраста, в целом эффект выглядит довольно естественным.

Apple iPhone 11, моделирование боке

Apple iPhone 11, кадрирование, приемлемая детализация и оценка глубины

Apple iPhone 11 Pro Max, имитация боке

Apple iPhone 11 Pro Max, кадрирование, лучшая детализация и оценка глубины

Samsung Galaxy S10 +, моделирование боке

Samsung Galaxy S10 +, кадрирование, нижняя детализация и артефакты по краям

Что касается ночной фотографии, iPhone 11 находится на одном уровне с одними из лучших устройств, которые мы тестировали в целом, но результаты неоднозначны.В режиме автоматической вспышки вспышка срабатывает правильно, когда устройство обнаруживает лицо, и не срабатывает для пейзажей, поэтому поведение очень хорошее. Городские пейзажи при слабом освещении довольно хороши, с точной экспозицией и довольно широким динамическим диапазоном, что обеспечивает хорошее сохранение светлых участков и в то же время гарантирует, что изображения не будут слишком темными. Цвета приятные, с точным балансом белого, и детализация на этих снимках тоже остается достаточно высокой, хотя это происходит за счет видимого шума и цветового квантования.Когда вещи немного падают, так это производительность вспышки, когда она действительно срабатывает: портреты часто переэкспонированы, на лицах видны отсечения светлых участков, а фон обычно довольно темный, что дает довольно резкий и не слишком лестный результат.

Apple iPhone 11, вспышка-авто

Apple iPhone 11, кадрирование, достаточно широкий динамический диапазон с видимым шумом

Apple iPhone 11 Pro Max, вспышка-авто

Apple iPhone 11 Pro Max, кадрирование, достаточно широкий динамический диапазон с видимым шумом

Samsung Galaxy S10 +, авто вспышка

Samsung Galaxy S10 +, кадрирование, меньше шума, но и детализация ниже

Мы вычитаем баллы за очевидные артефакты или недостатки качества изображения, видимые на изображениях.Основные штрафы, которые мы применили к iPhone 11, касались звона и искажения, а также некоторых эффектов наложения спектров / лабиринта / муара. Некоторые блики на изображениях с сильным контровым освещением также часто видны вместе с потерей резкости во внешнем поле и некоторым перенасыщением неба, что приводит к голубоватому смещению некоторых изображений вне помещения.

Apple iPhone 11, артефакты звонка

Apple iPhone 11, кадрирование, контрастные края отображают видимый ореол.

Apple iPhone 11, артефакты голубого сдвига

Apple iPhone 11, кадрирование, перенасыщенное небо выглядят неестественно.

iPhone 11 предлагает качество видео, очень сопоставимое с качеством iPhone 11 Pro Max, достигая почти одинаковых результатов в каждой из протестированных категорий видео. (Вы можете прочитать подробный обзор видео результатов iPhone 11 Pro Max в нашем полном обзоре здесь.)

Одно из главных достоинств видео — это выдержка, которая является точной в большинстве тестируемых условий; а реализация обработки видео HDR гарантирует, что детали в светлых и темных участках достаточно хорошо отображаются в ярких или высококонтрастных сценах.Из сравнительного графика ниже видно, что, хотя Samsung Galaxy S10 + обеспечивает более яркую целевую экспозицию при любых условиях освещения, iPhone обеспечивает очень хорошую экспозицию от 40 до 50 л * в диапазоне от яркого (1000 люкс) до слабого (20 люкс). . Таким образом, видео немного недоэкспонировано только в условиях крайне низкой освещенности (ниже 20 люкс), но их можно использовать даже в этих условиях.

iPhone 11 фиксирует точную целевую экспозицию при любых условиях освещения от 20 до 1000 люкс.

Цвета яркие и приятные в большинстве тестируемых условий, а уровень детализации очень хороший при видеосъемке на улице и в помещении. Вы можете видеть, что iPhone 11 обеспечивает исключительную сохранность текстуры около 90% резкости в условиях сильного яркого света от 300 до 1000 люкс, снижаясь до очень приличных 70% в условиях внутреннего освещения (100 люкс). Samsung Galaxy S10 + предлагает сопоставимую текстуру при 100 люксах, но iPhone 11 отображает лучшую детализацию как при более ярком, так и при более низком освещении.

iPhone 11 обеспечивает исключительную детализацию видео в помещении и на улице.

Apple удалось лучше контролировать компромисс между шумом и детализацией при обработке видеосигнала по сравнению с фотографиями. Опять же, результаты практически идентичны для iPhone 11 и iPhone 11 Pro Max: устройства Apple превосходят Samsung Galaxy S10 + по временному шуму в условиях очень низкой освещенности.

Временной шум также хорошо контролируется, что соответствует Samsung S10 + в большинстве условий освещения.

Остается несколько слабых мест, в первую очередь небольшая нестабильность экспозиции и баланса белого. Это не слишком проблематично, но во время переходов между различными средами освещения заметны некоторые шаги или скачки цвета и яркости. Стабилизация видео iPhone 11 в целом довольно эффективна и хорошо исправляет большинство нежелательных движений в статичных портативных видео. Артефакт эффекта желе (где кажется, что фон колеблется) слегка виден в видеороликах, снятых во время ходьбы, но сильный эффект дрожания в видеороликах, снятых при ярком свете, является более значительным.

Apple iPhone 11, уличное видео

Apple iPhone 11 Pro Max, видео на улице

Заключение

Высокая цена флагманских iPhone означает, что людей, привязанных к экосистеме Apple и ищущих обновления, может привлечь более удобный iPhone 11. Если фотография является важным фактором при их выборе, это хорошие новости. в том, что в целом менее дорогое устройство соответствует превосходному качеству изображения iPhone 11 Pro Max.Однако без специальной третьей камеры с телеобъективом он не так хорош для снимков с зумом; Снимки в портретном режиме менее успешны из-за большего фокусного расстояния, с которым они должны быть сняты. Тем не менее, поскольку качество видео также находится на одном уровне между стандартным iPhone 11 и альтернативой Pro, только недостатки масштабирования имеют значение для более экономичной модели.

Фото

Плюсы

• Точная и последовательная экспозиция
• Яркие и приятные цвета
• Хорошая детализация в помещении и на улице
• Превосходные сверхширокие характеристики

Минусы

• Низкое качество зума на среднем и большом расстоянии
• Обычно видимые звенящие артефакты
• Передержанные портреты со вспышкой ночью
• Короткое фокусное расстояние для портретов

Видео

Плюсы

• Точная экспозиция и широкий динамический диапазон
• Хорошая детализация
• Эффективная стабилизация
• Яркие и приятные цвета

Минусы

• Эффект желе заметен при ходьбе
• Нестабильность баланса белого в помещении
• Случайные нестабильности воздействия
• Шаги автофокуса при слежении
• Судорога видна при ярком свете

В прессе

Узнать | Размер пикселя и разрешение камеры

Размер пикселя

Пиксель — это часть датчика , которая собирает фотоны , чтобы их можно было преобразовать в фотоэлектроны.Несколько пикселей покрывают поверхность датчика , так что можно определить как количество обнаруженных фотонов, так и местоположение этих фотонов.

Пиксели бывают разных размеров, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Пиксели большего размера могут собирать больше фотонов из-за увеличения их площади поверхности. Это позволяет преобразовать больше фотонов в фотоэлектроны , увеличивая чувствительность сенсора.Однако это происходит за счет разрешения.

Пиксели меньшего размера могут обеспечить на более высокое пространственное разрешение , но захватывают меньше фотонов на пиксель . Чтобы попытаться преодолеть это, датчики могут быть подсвечены сзади, чтобы максимизировать количество света, захваченного и преобразованного каждым пикселем.

Размер пикселя также определяет общий размер сенсора . Например, датчик, имеющий 1024 x 1024 пикселей, каждый с площадью поверхности 169 мкм ² , дает размер датчика 13.3 х 13,3 мм. Тем не менее, датчик с тем же количеством пикселей, теперь с площадью поверхности 42,25 мкм ² , дает размер датчика 6,7 x 6,7 мм.

Разрешение камеры

Разрешение камеры — это способность устройства формирования изображения разрешать две точки, которые расположены близко друг к другу . Чем выше разрешение, тем меньше деталей, которые можно выделить из объекта. На него влияют размер пикселя, увеличение, оптика камеры и предел Найквиста.Разрешение камеры можно определить по уравнению:

Разрешение камеры = (увеличение размера пикселя) * 2.3.

Где 2.3 компенсирует предел Найквиста . Этот предел определяется критерием Рэлея выборки. Критерий Рэлея определяется тем, могут ли два соседних диска Эйри (центральное яркое пятно дифракционной картины от источника света) отличаться друг от друга на , определяя наименьшую точку, которая может быть разрешена (как показано на рисунке 1). .

Рисунок 1: Слева : Два соседних диска Эйри, которые можно отличить друг от друга. Справа: Два негабаритных диска Эйри, которые нельзя отличить друг от друга, так как они находятся ниже критерия Рэлея.

Предел Найквиста определяет, может ли датчик различать два соседних объекта . Если расстояние между двумя объектами на больше, чем на предел Найквиста, или превышает этот предел как минимум в 2 раза, датчик может различать два объекта .Предел Найквиста определяется пространственной частотой (количеством ярких пятен на заданном расстоянии) объекта, который вы пытаетесь отобразить.

Например, если вы пытаетесь измерить несколько ярких пятен на расстоянии α нм друг от друга , вам нужно будет измерить не менее через каждые нм, чтобы зафиксировать пространственную частоту (т. Е. Разрешить яркие пятна). Эта пространственная частота позволяет зазорам между яркими пятнами быть захваченными как черный пиксель (т.е.е. пиксель без сигнала). Если расстояние между яркими пятнами на больше, чем на размер пикселя, черный пиксель не будет захвачен, и поэтому яркие пятна не будут разрешены . Вот почему пиксели меньшего размера обеспечивают более высокое разрешение, как показано на рисунке 2.

Рис. 2: Схема, показывающая, что между двумя объектами должна быть ширина не менее одного пикселя для преодоления предела Найквиста, позволяющего разрешить два объекта. Вот почему более мелкие пиксели обеспечивают более высокое разрешение, поскольку они могут различать более мелкие объекты.

Разрешение объектива

Также важно учитывать разрешение объектива камеры при определении общего разрешения системы. Способность линзы разрешать объект ограничена дифракцией . Когда свет, излучаемый объектом, проходит через апертуру линзы, он дифрагирует, образуя дифракционный узор на изображении (как показано на рисунке 3A). Это известно как образец Эйри , и он имеет центральное пятно, окруженное яркими кольцами с более темными областями между ними (рис. 3B).Центральное яркое пятно называется диском Эйри , угловой радиус которого равен :

Где θ — угловое разрешение (радианы), λ — длина волны света (м), а D — диаметр линзы (м).

Две разные точки на изображаемом объекте создают два разных паттерна Эйри . Если угловое расстояние между двумя точками на больше , чем угловой радиус их диска Эйри, два объекта могут быть разрешены (критерий Рэлея) .Однако, если угловое разделение на меньше , две отдельные точки на объекте объединяются . Это можно увидеть на рисунке 3C.

Рисунок 3: (A) Изображение дифракционной картины, возникающей при прохождении источника света через апертуру линзы. (B) Пример паттерна Эйри, определяемого светом, дифрагированным через апертуру. (C) Вверху: Два соседних паттерна Эйри, которые можно отличить друг от друга из-за разделения дисков Эйри. Средний: Два сливающихся диска Эйри, не позволяющие их различить. Внизу: Два соседних паттерна Эйри полностью слиты.

Угловой радиус диска Эйри определяется апертурой линзы; следовательно, диаметр апертуры объектива также определяет разрешение . Поскольку диаметр апертуры линзы и угловой радиус диска Эйри имеют обратную зависимость, у больше апертура , чем меньше угловой радиус .Это означает, что большая диафрагма приводит к увеличению разрешения объектива на , поскольку расстояние между более мелкими деталями может оставаться на больше углового радиуса диска Эйри. Часто именно поэтому астрономические телескопы имеют линзы большого диаметра, позволяющие различать мельчайшие детали звезд.

Сводка

Пиксели бывают разных размеров в зависимости от того, что требуется для приложения. Большой размер пикселя оптимален для условий визуализации при слабом освещении, которые меньше заботятся о высоком разрешении.Для сравнения, меньший размер пикселя является оптимальным для условий яркого изображения, в которых разрешение мелких деталей имеет первостепенное значение.

Размер пикселя также определяет количество пикселей на датчике, при фиксированном размере датчика больше пикселей на поверхности с меньшей площадью поверхности пикселя.

Разрешение камеры определяется размером пикселя, диафрагмой объектива, увеличением и пределом Найквиста. Преодоление предела Найквиста сводится к размеру пикселя, при этом меньшие пиксели позволяют разрешать даже более мелкие детали.Это связано с тем, что расстояние между двумя соседними объектами должно быть больше, чем расстояние в один пиксель, что позволяет захватить черный пиксель, различая зазор между двумя объектами.