У всех цифровых камер есть датчик изображения, который фиксирует информацию для создания фотографии. Существует два основных типа датчиков изображения - CMOS и CCD - и каждый из них имеет свои преимущества.
Как работает датчик изображения?
Самый простой способ понять датчик изображения - подумать об этом как о эквиваленте куска пленки. Когда нажата кнопка спуска затвора на цифровой камере, свет попадает в камеру. Изображение экспонируется на датчике так же, как и на пленке в 35-миллиметровой пленочной фотокамере.
Датчики цифровых камер состоят из пикселей, которые собирают фотоны (энергетические пакеты света), которые преобразуются в электрический заряд фотодиодом. В свою очередь, эта информация преобразуется в цифровое значение аналого-цифровым преобразователем (АЦП), позволяя камере обрабатывать значения в конечном изображении.
В камерах DSLR и камерах «точка-и-стрелять» в основном используются два типа датчиков изображения: CMOS и CCD.
Что такое датчик изображения CCD?
Датчики с зарядовой связью автоматически преобразуют измерения пикселей, используя схемы, окружающие датчик. CCD используют один усилитель для всех пикселей.
ПЗС изготавливаются в литейном цехе со специализированным оборудованием. Эта сложность находит свое отражение в их часто более высокой стоимости.
Есть некоторые отличительные преимущества ПЗС-датчика над CMOS-сенсором:
- Меньше шума и обычно более качественные изображения, особенно в условиях низкой освещенности
- Лучшая глубина цвета, потому что динамический диапазон датчика часто вдвое больше, чем у CMOS-датчиков
- Более высокое разрешение и светочувствительность
Что такое датчик изображения CMOS?
Дополнительные датчики полупроводникового оксида металла одновременно преобразуют измерения пикселей, используя схему на самом сенсоре. Датчики CMOS используют отдельные усилители для каждого пикселя.
Датчики CMOS обычно используются в DSLR, потому что они быстрее и дешевле, чем ПЗС-датчики. Оба Nikon и Canon используют CMOS-датчики в своих высококачественных DSLR-камерах.
Датчик CMOS также имеет свои преимущества:
- Более быстрая скорость обработки, поскольку активные пиксели и АЦП находятся на одном чипе
- Более низкое энергопотребление, в 100 раз меньше, чем CCD
- Встроенные функции камеры, такие как автоматическая экспозиция, цветовое кодирование и сжатие изображения непосредственно в чипе
- Предотвращает «размытие», когда изображение переэкспонировано
- Менее дорогой производственный процесс
- Качество значительно улучшилось с момента их внедрения
Цветовые фильтры
Матрица цветного фильтра устанавливается на верхнюю часть датчика для захвата красных, зеленых и синих компонентов света, падающего на датчик. Поэтому каждый пиксель способен измерять только один цвет. Два других цвета оцениваются датчиком на основе окружающих пикселей.
Хотя этот подход может немного повлиять на качество изображения, он вряд ли заметен на сегодняшних камерах с высоким разрешением. Большинство современных DSLR используют эту технологию.
Датчики Foveon
Глаза человека чувствительны к трем основным цветам красного, зеленого и синего цветов, а другие цвета разработаны комбинацией основных цветов. При фотосъемке различные основные цвета выставляют соответствующий химический слой пленки.
Аналогично, датчики Foveon имеют три сенсорных слоя, каждый из которых измеряет один из основных цветов. Изображение создается путем объединения этих трех слоев для создания мозаики из квадратной плитки. Это по-прежнему довольно новая технология, которая используется на некоторых Sigma-камерах.
