ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАФИЯ: МИФ О МЕГАПИКСЕЛЯХ

Александр Поминов

Цифровая фотография развивается стремительно. Еще несколько лет назад мы и мечтать не могли о 6-8 мегапиксельных цифровых камерах, а сейчас 12-мегапиксельная «мыльница» – уже обыденное явление. Ведущие фирмы-производители обновляют свою линейку компактных цифровых камер каждые полгода. И, конечно же, каждая новая модель имеет больше мегапикселей, чем предыдущая. Среди пользователей компактных цифровых камер существует мнение, что чем больше у камеры мегапикселей, тем она лучше, тем качественнее она снимает. Поэтому в угоду потребителю производители фотоаппаратуры устраивают «гонку мегапикселей», все увеличивая и увеличивая разрешение своих камер, всеми силами стараясь поддержать это мнение. Давайте же разберемся, верно ли это утверждение? Миф это или реальность.

Очень часто на вопрос: «Какая матрица у вашего фотоаппарата?», пользователь отвечает: «Столько-то мегапикселей». А между тем, ответ на этот вопрос должен содержать гораздо больше информации. И, что интересно, информация о мегапикселях – не самая важная. Гораздо важнее знать физический размер матрицы, который, если вы заглянете в характеристики вашего фотоаппарата, обозначается в виде дроби и измеряется в дюймах. Например, 1/2,5”. Мы не будем сейчас касаться вопроса, откуда взялось это обозначение и что оно значит, приведем лишь таблицу с размерами наиболее распространенных матриц:

Тип Диагональ, мм Длина, мм Ширина, мм Площадь, мм²
Пленка 35 мм 43.300 36.000 24.000 864.000
Зеркальная камера формата “APS-C” (например, Canon и Nikon) 26.681

28.401

22.200

23.600

14.800

15.800

328.560

372.880

Зеркальная камера формата 4/3″ (например, Olympus) 22.500 18.000 13.500 243.000
Компактная камера 1/7″ 9.500 7.600 5.700 43.320
Компактная камера 1/8″ 8.933 7.176 5.319 38.169
Компактная камера 1/2,3″ 7.700 6.160 4.620 28.459
Компактная камера 1/2,5″ 7.182 5.760 4.290 24.710

Из таблицы видно, что у компактных камер матрица, по крайней мере, в 5-6 раз меньше, чем у зеркальных камер, и в 20 раз меньше кадра на фотопленке. Чем же так важен размер матрицы?

Прежде чем ответить на этот вопрос, скажем несколько слов об устройстве матрицы. Матрица состоит из множества очень маленьких детекторов света, которые преобразуют свет, падающий на них, в электрический сигнал. Их, собственно, и называют пикселями. В спецификации к цифровой камере пишут, что разрешение составляет, например, 3872 х 2592. Это и есть количество пикселей вдоль длинной и вдоль короткой сторон матрицы. Если их перемножить, то получается, что разрешение данной матрицы – 10 мегапикселей.

Чтобы камера могла различать цвета, на пиксели наносят цветофильтры. Как известно, практически любой цвет можно получить смешением трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Таким образом, для того, чтобы пикселю соответствовал свой основной цвет, на него наносят фильтр соответствующего цвета. Фильтр пропускает фотоны только своей длины волны. Волны другой длины, то есть другого цвета, он не пропускает. Вдобавок, чтобы увеличить чувствительность пикселя к свету, сверху на цветофильтр ставится микролинза. В результате пиксель представляет собой бутерброд довольно сложной конструкции, состоящий из детектора света, цветофильтра и микролинзы.

Каким же образом размер пикселя влияет на качество снимка? Очень просто – чем меньше площадь пикселя, тем меньше света на него попадет и тем слабее будет сигнал, из которого потом складывается изображение. Особенно сильно это влияет на шумы, цветопередачу и динамический диапазон.

Чем меньше размер пикселя, тем больше шум. Именно поэтому у цифровых зеркальных камер изображение гораздо менее шумное, а, следовательно, более качественное. Надо заметить, что на шум еще очень сильно влияет чувствительность, которую вы устанавливаете на своем цифровом аппарате. Но это тема отдельного разговора.

На матрицах большего размера явно чище цвета, переходы между ними более натуральные. Особенно это заметно при съёмке человеческой кожи. На маленьких матрицах цвета в тенях пропадают.

Динамический диапазон – это способность матрицы передавать одинаково детальное изображение предметов, находящихся как в тени, так и на солнце. Предположим, вы хотите снять кадр, в котором есть предметы, находящиеся и на свету, и в тени. Фотоаппарат настроился по тем предметам, которые находятся на свету. Пиксели получили от этих предметов достаточное количество фотонов, и изображение этих предметов получилось хорошим. Но от предметов в тени фотонов (то есть света) на матрицу попадает очень мало, и если у вас пиксели по размеру маленькие, то они смогут уловить очень небольшое количество фотонов. А это значит, что изображение предметов в тенях не будет детальным. Точнее изображения там вообще не будет – будет одна сплошная тень. Если же вы настроите свой фотоаппарат по предметам в тени, то от предметов, расположенных на солнце, придет избыточное количество фотонов, и изображение получится пересвеченным. Поэтому, чем шире динамический диапазон, тем лучше качество изображения на фотографии. И легко понять, что чем больше размер пикселя, тем шире динамический диапазон у матрицы. Ведь чем больше пиксель, тем больше он соберет фотонов в тенях, прежде чем его сосед, который ловит фотоны от предметов на свету, начнет пересвечиваться.

Так что же, чем больше у фотоаппарата мегапикселей, тем хуже? Необязательно. Вне всякого сомнения, нельзя бесконечно увеличивать количество мегапикселей, не увеличивая при этом размеров матрицы. 12 мегапикселей – это уже критично для матрицы размером 1/2,5”. Проблема «гонки мегапикселей» определенно существует. Пока еще если у вашего фотоаппарата больше мегапикселей, типичные любительские фотографии (пейзажи, архитектура, репортажи), снятые ясным днем при благоприятном освещении, получаются лучше. Даже если размер матрицы при этом маленький. Но в условиях, когда света недостаточно (например, при съемке в помещении), предпочтение следует отдавать камерам с большим размером матрицы. Именно поэтому, выбирая фотоаппарат, необходимо чётко представлять себе, какому жанру фотосъемки вы будете отдавать предпочтение. Зачем платить лишние деньги за бесполезные мегапиксели? Вы согласны?