16. Какие основные технологии матриц цифровых фотоаппаратов Вы знаете? Их достоинства и недостатки.

Матрица (светочувствительная матрица) – специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов (фотосенсоров), выстроенных в ряды и строки (рис. 14). Матрица предназначена для преобразования, спроецированного на нее оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы). При проецировании изображения на матрицу, в каждом ее фотосенсоре накапливается электрический заряд, пропорциональный яркости приходящегося на него элемента изображения. Матрица является основным элементом цифровых фотоаппаратов и видеокамер. Применяется в планшетных и проекционных сканерах.

17. Какая технология получения цветного изображения применяется в цифровых фотоаппаратах? Как определяется цвет пикселя изображения?

Фотосенсоры фиксируют яркость элемента изображения, не неся никакой информациио его цвете. Для получения информации о цвете – матрицу фотосенсоров сверху накрывают матрицей миниатюрных светофильтров, каждый из которых пропускает красный, зеленый или синий свет и задерживает остальные, упорядоченных в виде мозаичного узора Байера. При этом преобладает зеленый цвет, что объясняется физиологией восприятия цвета глазом человека наиболее чувствительному к зеленой части спектра. Благодаря наличию светофильтров каждый пиксель в конкретном месте сенсора способен регистрировать интенсивность только одного из трех основных цветов. Вследствие этого большее количество света, достигающего фотосенсора, теряется. Захватывается только 50 % приходящего зеленого света, так как каждый ряд содержит только половину зеленых пикселей, а вторую половину составляют синие или красные. Регистрируется 25 % красного и 25 % синего света. Поскольку большая часть света не регистрируется, светочувствительность матрицы в целом снижается.

18. Что такое геометрический размер матрицы цифрового фотоаппарата и его влияние на изображение? Что называется кропфактором?

Геометрический размер матрицы определяет размер изображения – формат кадра. В отличие от стандартизированного формата кадра в пленочной фотографии 24×36 мм (полнокадровые матрицы), размеры матриц современных цифровых фотоаппаратов значительно отличаются друг от друга. В большинстве цифровых фотоаппаратов размер фотосенсора меньше по размеру кадра 35-мм пленки. Поэтому сравнивая матрицу с кадром фотопленки, мы видим, что при том же физическом фокусном расстоянии объектива, на датчик цифровой камеры попадает меньшая часть снимаемой сцены. Данный параметр характеризуется эффективным углом зрения объектива фотокамеры. Для любого заданного фокусного расстояния, чем меньше размер изображения, тем меньше эффективный угол зрения объектива.

Кропфактор (Kf) – отношение диагонали 35 мм кадра (43,2 мм) к диагонали матрицы.

Геометрический размер матрицы определяет площадь поглощения света и оказывает значительное влияние на многие характеристики изображения: светочувствительность, шумы, цвета, ГРИП и т. д.