Это первый и, пожалуй, один из основных параметров при выборе. Размер сенсора влияет наглубину резкости в кадре и светочувствительность матрицы. Глубина резкости (Depth of Field, DoF) - это расстояние, внутри которого изображение сохраняется резким. В классическом портретном кадре лицо находится в фокусе, а фон “размывается” для того, чтобы обратить внимание зрителя на объект - человека. Это эстетический прием, который обычно ассоциируют с кинофильмами, где он используется очень часто. Когда объект находится в фокусе, а фон вне фокуса, говорят, что глубина резкости малая (обычно на крупных и средних планах). Когда все объекты в кадре резкие, говорят, что глубина резкости велика (отрезок снимаемого пространства, объекты в котором резкие, большой). Чем меньше размер сенсора камеры, тем больше глубина резкости на одном и том же фокусном расстоянии объектива, и тем сложнее получить размытый фон.
Размер сенсора любительских видеокамер обычно около 1/4 дюйма (3.6х2.7мм). Это значит, что практически все, что попадает в кадр на фокусных расстояниях до 50-85мм (в эквиваленте 35мм-объектива) будет резким (фон будет также резким, либо размытым минимально). Просьюмерские камеры в большинстве своем имеют сенсор в 1/3 дюйма (4.8x3.6мм) (1/2” или 6.4x4.8мм для Sony EX-1/EX-3), и также дают довольно большую глубину резкости на таких фокусных расстояниях. В то время как это упрощает съемку (легче наводить на резкость), это не дает возможности получить красивую мелкую глубину резкости кинообъектива.
Кинопленка обладает размером кадра, который можно принять за эталонный. Это Super 35mm (24.89х18.66мм). Пленочные фотокамеры работают с несколько большим размером кадра - 35мм (36х24мм). Фактически, эти системы используют пленку одного размера, только в кино кадр расположен поперек, а в фото - вдоль хода следования пленки. Эти размеры кадра дают ту малую глубину резкости, за которой гоняются фильммэйкеры всех мастей.
На картинке ниже видны различные кадры/сенсоры в сравнении.
Размеры кадра в сравнении
К размеру сенсора в 35мм приближаются только 2 категории камер - это цифровые кинокамеры (RED, Silicon Imaging, Arri Alexa) и цифровые зеркальные фотокамеры (DSLR). Если с камерами уровня RED вам вряд ли удастся поработать на вашем коротком метре, то с цифровой зеркалкой это будет гораздо вероятнее. В случае с Canon 5D Mark II размер сенсора равняется полному фотокадру (35мм, см. выше 35mm still), Canon 1D Mark IV близок к тому (APS-H, 28.7x19мм), а Canon 7D Mark II обладает размером сенсора APS-C (сравнив его с Super 35mm вы увидите, что они практически равнозначны).
Что это означает на практике? Что сегодня на очень малом бюджете (просьюмерском) можно получить характеристики изображения, близкие к кино- и фотопленке. В данном случае речь идет только о глубине резкости, но во-первых это достаточно важно, а во-вторых, остальные характеристики зеркалок не так сильно отстают от пленки.
По поводу светочувствительности, закономерность очень простая. Чем больше размер сенсора, тем больший поток света попадает на площадь кадра и тем выше чувствительность и меньше шумы. Съемка любительскими видеокамерами в условиях плохой освещенности всегда дает очень шумную картинку, в то время как Canon 5D снимает практически без шумов даже в условиях малой освещенности.
На практике это транслируется в меньшее количество света, которое вам нужно для работы, и соответственно в меньших финансовых и временных затратах на его аренду/покупку и установку.
Раньше было вполне логичным, что покупая компактную камеру, вы получали небольшую матрицу, а если выбирали крупногабаритную зеркалку со сменными объективами, матрица на ней была значительно больше. Это сказывалось на качестве фотографий, поскольку чем больше матрица, тем более детализированы были изображения.
Сейчас это в принципе, тоже в какой-то мере актуально, матрица — это самая дорогая часть камеры в плане производства, и чем больше матрица, тем и камера, соответственно, дороже. Потому на дорогие камеры обычно не устанавливаются матрицы 1/2.3 дюймовые, а на дешевых, соответственно, не найти полнокадровую.
Но надо сказать, что сейчас многие производители стали предлагать компактные камеры с относительно большими матрицами, точно так же как и камеры под сменные объективы с меньшими матрицами. Так что разобраться в ситуации, пожалуй, стало сложнее. Небольшие матрицы способны отлично срабатывать в различных условиях, и даже имеют некоторые преимущества перед большими.
За последние годы и сама технология создания матриц значительно продвинулась вперед, так что сегодня большое количество предлагаемых вариантов может смутить даже опытного пользователя, что уж говорить о тех, кто приобретает первую фотокамеру. А ведь размер матрицы еще и на фокусном расстоянии сказывается, так что учитывать при выборе камеры действительно нужно очень многое.
Итак, мы решили разобраться в различных типах матриц, чтобы расставить все по местам. Но для начала нужно уточнить, как именно размер матрицы влияет на эффективное фокусное расстояние.
Фокусное расстояние
Итак, мы уже выяснили, что размер матрицы связан с фокусным расстоянием, то есть с тем, какой именно объектив подойдет вашей камере. Если вы приобретаете компактный девайс с не съемным объективом, проблема сама собой отпадает, то есть с позиции покупателя это гораздо проще. Но не просто так профессионалы выбирают именно те камеры, где объективы можно менять. Любой объектив должен иметь поле (круг) изображения или диаметр света, который существует в объективе и который покрывает размер матрицы. Есть одно исключение, к которому мы вернемся позже.
Итак, встроенные или нет, объективы всегда помечены реальным фокусным расстоянием, а не эффективным фокусным расстоянием, которое вы получите при использовании на той или иной камере. Но проблема в том, что различные объективы с различной маркировкой могут в итоге обеспечить одно и то же фокусное расстояние для работы. Почему? Потому что они предназначены для разных матриц. Именно поэтому производители помимо маркировки указывают эквивалент, где основным расстоянием считается 35мм или полнокадровая матрица.
Вот — один из примеров: камера с матрицей меньше чем полнокадровая вполне может использоваться с 18-55мм объективом, но на деле фокусное расстояние, которое вы получите будет ближе к 27-82мм. Это все происходит потому, что матрица не достаточно велика, чтобы использовать объектив точно так же как смог бы полнокадровый. Из-за того, что периферическое пространство внутри объектива не принимается в расчет, получается тот же эффект как от использования объектива с большим фокусным расстоянием.
В компактных камерах может был установлен 19мм объектив, но из-за размера матрицы, который меньше фуллфрейма, вы получите в итоге большее фокусное расстояние, около 28мм. Точная длина определяется кроп-фактором, то есть числом, на которое нужно увеличить данное под фуллфрейм фокусное расстояние, чтобы выяснить какое расстояние получится на той или иной камере.
Размеры матриц
1/2.3 дюйма
Размер такой матрицы примерно 6.3 x 4.7 мм. Это — самая маленькая матрица, которую можно найти в современных камерах, и чаще всего — в бюджетных компактных моделях. Разрешение такой матрицы составляет, как правило, 16-20 Мп.
По крайней мере такой расклад был самым популярным какое-то время назад. Сегодня многие производители стали делать больший упор на любительские фотоаппараты с большими матрицами, так что и размер такой не так распространен как ранее.
Однако, преимущество в том, что такой размер позволяет получить компактную камеру и использовать ее с длиннофокусными объективами, например компактными суперзумами. А большая матрица значит, что и объектив понадобится больший.
При хорошем освещении такие камеры могут предоставить неплохой результат, но для более придирчивых фотографов они точно не подойдут, поскольку при низкой освещенности будут зернить.
1/1.7 дюймов
Размер этих матриц 7.6 x 5.7мм. С такой матрицей гораздо проще выделить объект съемки из фона, и соответственно, производительность в плане деталей как в тени, так и на свету. Так что использовать их можно уже в более разнообразных условиях. Раньше такие камеры были самыми распространенными среди любителей, но сейчас их место стремительно занимают дюймовые матрицы, о которых речь и пойдет дальше.
А вот 1/1.7 дюймовые матрицы используются в некоторых относительно устаревших камерах Q-серии Pentax.
Дюймовые матрицы
Размер дюймовой матрицы 13.2мм x 8.8мм. Сегодня такие матрицы очень популярны на различных типах камер, размер позволяет им оставаться легкими и компактными. Логично, что самый популярный способ применения для дюймовой матрицы — это карманные любительские камеры, на которых объектив будет лимитирован 24-70мм или 24-100мм (если брать эквивалент 35мм). Однако, на некоторых суперзум камерах он тоже используется?, примеры — это Sony RX10 III и Panasonic FZ2000.
Гораздо лучше дюймовая матрица нам знакома по камерам Nikon серии 1, например Nikon 1 J5 — отличной и легкой камере, которая способна делать отличные фото и снимать 4К видео. Такую матрицу можно встретить даже среди смартфонов — Panasonic CM1.
Камеры с дюймовой матрицей способны показать результаты, значительно отличные от предыдущих вариантов. Качество их будет высоким, а даже компактные камеры, как правило, имеют широкую максимальную апертуру, так что на матрицу попадает достаточно света, потому и фотографии выходят четкими и резкими.
Частично, это результат технологии, а не только размера матрицы. Матрицы современного производства могут более эффективно захватывать свет.
Микро 4/3
Матрица микро 4/3 имеет физический размер 17.3 x 13мм. Этот формат используется в компактных зеркалках и беззеркалках Olympus и Panasonic . Они ненамного больше по размеру, чем дюймовые матрицы, но меньше чем APS-C, речь о которых пойдет ниже.
По сути, микро 4/3 — это четверть размера полнокадровой матрицы, так что считать для нее активное фокусное расстояние предельно просто: достаточно умножить фокусное расстояние на 2.
Иными словами, 17мм объектив на камере с матрицей микро 4/3 обеспечит фокусное расстояние такое же, как 34мм объектив на полнокадровой матрице. По аналогии, 12-35мм даст 24-70мм и так далее.
На камере Lumix DMC-LX100 используется матрица микро 4/3 разрешением 12.8 Мп. Это — одна из компактных цифровых камер, которые обладают большим количеством функций и небольшим размером. Камера оснащена объективом Leica с фокусным расстоянием 24-75мм.
APS-C
Средний физический размер такой матрицы 23.5 x 15.6мм. Такая матрица используется на зеркальных камерах для начинающих и любительских камерах, а сейчас и на многих беззеркалках. Матрица APS-C обеспечивает отличный баланс между качеством изображения, размером и вариативностью в плане совместимости с различными объективами.
Не все APS-C матрицы одинаковы по размеру, ведь это зависит от производителя тоже. Например, матрицы APS-C на камерах Canon физически немного меньше чем те, что установлены в Nikon и Sony, таким образом ее кроп-фактор равен 1.6x, а не 1.5x. В любом случае, APS-C — это всегда отличный вариант и профессиональные фотографы нередко предпочитают его для съемок природы и спортивных мероприятий, потому что благодаря кроп-фактору появляется возможность “приблизиться” к объекту съемки имеющимся объективом.
APS-C доступны на некоторых компактных камерах, например Fujifilm X100F , это обеспечивает высокое качество для фотографий на портативных камерах, особенно в комплекте с объективами с постоянным фокусным расстоянием. 23мм объектив на Fujifilm X100F , имеет широкую максимальную апертуру, потому с помощью этой камеры можно без труда добиться узкой глубины резкости.
APS-H
Размер матриц APS-H как правило равен 26.6 x 17.9мм. Сегодня этот формат практически не встречается, и ассоциируется только с устаревшими моделями Canon EOS-1D (EOS-1D Mark III и Mark IV). Сейчас, правда, в этой серии используются фуллфреймы.
Поскольку APS-H больше чем APS-C, но меньше полнокадровой матрицы, кроп-фактор, соответственно равен 1.3х, потому 24мм объектив обеспечит на такой камере фокусное расстояние приблизительно 31мм.
Одна из последних фотокамер, где можно встретить такую матрицу — это Sigma sd Quattro H. Однако и Canon решили не отказываться от APS-H совсем, и предпочли применить эту матрицу для камер наблюдения, а не для зеркальных фотоаппаратов.
Фуллфрейм
36 x 24мм она же фуллфрейм, она же полнокадровая матрица и она же примерно такая же по размеру как негатив пленочной фотографии. Используются полнокадровые матрицы на любительских и профессиональных камерах и считаются самым удобным вариантом для съемок. Размер такой матрицы позволяет ей принимать на себя больше света, вследствие чего и фото получаются выше по качеству чем с меньшими матрицами. Соответственно, и когда речь идет о количестве пикселей, выбор больше. А разрешение полнокадровых матриц варьируется от 12 до 50Мп.
Кроп-фактор, конечно, в случае с полнокадровой матрицей значения не имеет, так как маркировка объектива будет соответствовать активному фокусному расстоянию. Однако же, некоторые объективы, созданные под APS-C матрицы все равно можно использовать с фуллфреймами, но разрешение будет ограничено (камера обрежет углы, чтобы избежать виньетирования). Но проверять совместимость, разумеется, нужно всегда, иначе есть риск повредить зеркало.
Средняя (медиум) матрица
44мм x 33мм - размер такой матрицы. Это, очевидно, больше фуллфрейма и с момента появления такие матрицы вызвали оживленный интерес и дискуссии. Они использованы в камерах Fujifilm GFX 50S, Hasselblad X1D и Pentax 645Z , последняя немного старше остальных. Применяются они в основном, исключительно профессиональными фотографами в силу цены таких камер и их специфики.
Не факт, что на этом развитие матриц как таковых остановится, но пока что это — все доступные на рынке типы матриц, а какая подойдет для ваших фото интересов, решать только вам.
Любой выбор - это сравнение, нам всем периодически приходится сравнивать. Дело неблагодарное, а главное - требующее отправных точек: что с чем можно сравнивать, пусть и с натяжкой, а что - и ставить рядом некорректно.
В качестве первого (а зачастую и основного) фактора для цифровых фотоаппаратов можно использовать физический размер светочувствительного датчика (ака "матрицы"). Чтобы сгруппировать все многообразие существующих размеров, предлагаю использовать весовые категории профессионального бокса (английские соответствия от Всемирной Боксерской Организации (World Boxing Association (WBA).
Поначалу хотел ограничиться размерами матриц цифровых фотоаппаратов, но потом решил себя ни в чем не ограничивать и добавил немножко про пленку: нет ничего нового и стандарты не берутся с потолка. Большинство привычных размеров (не учитывая матрицы компактных фотоаппаратов) пришли из пленочных времен, а в отдельных случаях ("Большой формат") там пока и остаются: я надеюсь, что лет через 5 (если землетрясения, наводнения и цунами не помешают) мы увидим матрицы цифровых фотоаппаратов, по размерам относящиеся к "тяжеловесам" - большому формату. Пока же он - тяжелый и большой - остается уделом очень немногочисленных пленочников. Остальные "привычные" продвинутым фотолюбителям форматы и размеры - так или иначе - соотносятся с размерами пленки. Новые и непривычные (от Nikon 1/CX и меньше) в пленочные времена отсутствовали и стандартизация еще впереди. Разброд и шатание сойдут на нет: придет время, когда себестоимость матрицы опустится до уровня, когда легче будет соответствовать стандарту, чем пытаться добавить долю миллиметра и выйти в более высокий класс.
Интересна разнонаправленность развития: на заре фотографии (с ростом качества светочувствительного материала) размеры уменьшались, в наш цифровой век наоборот - развитие технологии позволяет увеличивать размер матриц.
Получается следующее (на сегодня, завтра все может измениться):
- Тяжёлый вес Heavyweight (большой формат)
- Первый тяжёлый вес Cruiserweight (средний формат)
- Полутяжёлый вес Light heavyweight (35 мм)
- Второй средний вес Super middleweight (APS -H )
- Средний вес Middleweight (APS-C) + Foveon
- Первый средний вес Super welterweight (4/3 и micro 4/3)
- Полусредний вес Welterweight (Nikon 1 / CX)
- 1й полусредний вес Super lightweight (2/3 дюйма)
- Лёгкий вес Lightweight (1/1,6)
- 2й полулёгкий вес Super featherweight (1/1,7 дюйма)
- Полулёгкий вес Featherweight (1/1,8 дюйма)
- 2й легчайший вес Super bantamweight (1/2 дюйма)
- Легчайший вес Bantamweight (1/2,3 и 1/2,33 дюйма)
- 2й наилегчайший вес Super flyweight (1/2,5 дюйма)
- Наилегчайший вес Flyweight (1/2,7 дюйма)
- 1й наилегчайший вес Light flyweight (1/3 и 1/3,2 дюйма)
Минимальный вес Minimumweight (все, что меньше 1/1,32 (1/1,36, 1/4, 1/6, 1/8, 1/10)
Ничто не совершенно и пришлось волюнтаристски объединить некоторые отличающиеся по размерам матриц фотоаппараты: APS -C от Canon , Nikon и фовеоновский APS -C от Sigma .
Ebony SV2024
Тяжелый вес.
Царь, просто царь - форматные камеры или большой формат.
Большим форматом называют фотоаппараты, работающие с пленками (или пластинами) размером 9*12 см и более. Исторически вся фотография началась с камер большого формата, а средний формат и плёнка появились позже. Стандартные размеры: 9*12 см, 13*18 см, 18*24 см. В павильонных, репродукционных и других специальных форматных камерах может использоваться плоская листовая фотопленка или стеклянные фотопластинки 10*15 см, 24*30 см, 30*40 сантиметров и более.
Hasselblad H4D-40
Первый тяжелый вес.
Чуть ближе к народу - средний формат.
Среднеформатные фотоаппараты используют фотопленку типов 120 и 220. Размер кадра может варьироваться: 45*60, 60*60, 60*70, 60*80, 60*90 мм и 60*120 мм, важно, что одна из сторон кадра равна 6 см - по ширине пленки. (Фактический размер кадра несколько меньше обозначаемого: например для формата 45*60 размеры поля изображения: 40-42*55,5–57,5 мм; для 60*90 - 55,5–57,5*86–88 мм). Плёнка типа 120 была внедрена фирмой Kodak в 1901. В 1965 году появилась плёнка 220го типа - плёнка типа 120 удвоенной длины.
Сейчас средний формат представлен фотоаппаратами, использующими пленочные или цифровые задники и полностью цифровыми фотоаппаратами с матрицами схожего со средним форматом размера. Наиболее "пленочные" размеры матриц встречаются у Mamiya/Phase One 645 - от 44*33 мм до полноценных 53,9*40,4 мм. Есть матрицы от Kodak размером 48*36 мм. "Народный средний формат" - Pentax 645D - оборудован матрицей 44*33 мм, "антинародный" Leica S2 - 45*30 мм.
Полутяжелый вес.
Традиционный и всем известный "35 мм".
Размер кадра составляет 24*36 мм и соответствует традиционному размеру кадра 135 пленки, появившейся в 1934 году. В цифровой фотографии фотоаппараты с матрицей такого размера принято называть полнокадровыми (Nikon D3 и D700, Canon EOS 5D, 1Ds или Sony A900), а в пленочные времена они именовались "малоформатными" или "узкоплёночными".
Диагональ кадра - 43,2 мм. Площадь - 864 кв. мм.
В модельном ряду Leica присутствует Leica M9 - единственный на сегодня дальномерный цифровой фотоаппарат с полнокадровой матрицей.
Canon 1D mark IV
Второй средний вес.
APS-H (Advanced Photo System-H)
Назван по аналогии с пленочным APS -H кадром (30.2*16.7 мм). "Аналогия", правда, слабенькая - пленочный кадр имел соотношение сторон 16:9. APS -H - крайне немногочисленный отряд матриц по причине использования только Canon (кроп-фактор 1,3) со слабой поддержкой от дальномерной Leica M 8 с матрицей 18*27 мм (кроп-фактор 1,33).
Pentax K-5
Средний вес.
APS-C (Advanced Photo System-C)
Пленочный APS -C (пленка Kodak типа 240 увидела свет в 1996 году) был призван победить и "убить" 35 мм формат. Размер кадра составлял 16.7*25.1 мм. Площадь 419 кв. мм. Диагональ кадра 30.1 мм, кроп-фактор - 1.4. Победить не удалось, да и вскоре в массы активно двинулась "цифра". На сегодняшний день - вероятно - самый распространенный размер матриц для цифровых зеркальных фотоаппаратов. Существует два с половиной варианта:
с кроп-фактором 1,5 (Nikon , Sony , Pentax ) Размеры Nikon DX 23.6*15,8 мм. Площадь 373 кв. мм. Диагональ 28,4 мм.
с кроп-фактором 1,6 (Canon EF -S ) Размер 22.3*14,9 мм. Площадь 329 кв. мм. Диагональ 26,7 мм.
и половинка: Foveon Sigma SD : 20,7*13,8 с площадью 286 кв. мм. Кроп-фактор 1,7.
Кроп-фактор вычисляется очень просто: нужно разделить 43,2 мм (диагональ полнокадрового 35 мм) на диагональ матрицы рассматриваемого фотоаппарата.
Кстати, есть еще Leica X 1, оборудованная CMOS матрицей размера APS -C - 23.6*15.8 мм - наверное, самый дорогой компактный цифровой фотоаппарат, и изумительный Fujifilm X 100.
Первый средний вес
4/3 и Micro 4/3.
От Olympus и Panasonic. Размер 17,3*13,0 мм. Площадь 225 кв. мм. Диагональ 21.6 мм. Соотношение сторон: 4:3. Кроп-фактор почти ровно равен 2. Матрица почти в 4 раза меньше полнокадровой матрицы по площади, что позволяет делать компактные по размеру и дружелюбные по весу фотоаппараты.
"Стандарт" был заложен "полукадровыми" фотоаппаратами, использующими обычную 135 пленку, но экспонирующими только половину кадра размером 18*24 мм, ставшие прорывом в продолжающейся в пленочные времена борьбе за компактность и миниатюрность. На стандартную кассету 35 мм пленки влезало в 2 раза больше кадров (72 на 36-кадровой пленке, 48 - на 24). Кадры имели вертикальную (портретную) ориентацию, в отличие от стандартной для 35 мм пейзажной (горизонтальной).
Полусредний вес.
Nikon 1/CX
Совсем недавно появился Nikon 1/CX c матрицей размером 13,2*8,8 мм и площадью 116 кв. мм. Кроп- фактор 2, 7. В принятой для компактных цифровых фотоаппаратов системе названий он стал бы "дюймовым" или 1/1 дюйма.
Первый полусредний вес.
2/3 дюйма.
Размер 8,8*6,6 мм с диагональю 11 мм и площадью 58 кв. мм. Кроп-фактор 3,9. До появления системы Nikon CX считался "топовым" вариантом для компактных цифровых фотоаппаратов. Среди примеров: FujiFilm X10, X-S1, Sony Cyber-shot DSC-F717 и F828, Minolta DiMAGE 7Hi и A1, Nikon Coolpix 5000 .
Легкий вес
1/1,6 дюйма
Размеры 8,08*6 мм или 8,07*5,56 для 1/1,63 дюйма. Диагональ 10,4 мм, площадь 52 кв. мм. Кроп-фактор - 4,2.
Примеры: FujiFilm FinePix F 50FD , Olympus XZ -1, Leica D -lux 4, Panasonic Lumix DMC Lx -3
Второй полулегкий вес
1/1,7 дюйма
Свет проходит через объектив, затвор открывается, и момент зафиксирован на сенсоре камеры. Этот чип жизненно важен в процессе создания цифровых изображений. Однако вы, возможно, имеете довольно слабое представление о том, как это все работает. Если вы хотите рассеять магию работы вашей цифровой SLR, можете остановить свои поиски на сегодняшней статье о сенсорах фотоаппаратов.
Мегапиксели и разрешение
Если существует вещь, которую среднестатистический пользователь камеры знает о сенсоре, это количество мегапикселей. Так любимое начинающими, число мегапикселей на сенсоре камеры определяет объем данных, которые могут быть ею зафиксированы.
Что на самом деле означают мегапиксели? Каждый «мегапиксель» (миллион пикселей) способен фиксировать биты цвета, в результате чего создается изображение. Давайте в качестве примера возьмем файл с моего Nikon D300. Максимальное разрешение, выдаваемое D300 - 4288 x 2848. Большая сторона изображения состоит из 4,288 пикселей, а меньшая - из 2,848 пикселей. Если мы перемножим 4288×2848, в итоге получится 12.2 миллиона. Хотите знать количество мегапикселей в D300? Вы его узнали, 12.2 мегапикселя (Никон считает его как 12.3).
Мегапиксели - значимый показатель возможностей сенсора камеры, но больше мегапикселей - не всегда лучше. Одна из причин того, что компании имеют некоторое ограничение в числе мегапикселей, которые они могут поместить в сенсор, это то, что большее количество мегапикселей обычно приводит к более высокому уровню шума.
Существует также закон убывающей отдачи. Цифровые фотоаппараты были в состоянии производить отпечатки большого размера в течение многих лет с 6 или меньшим количеством мегапикселей. Эта ситуация не собирается меняться - любая камера, которую вы собираетесь приобрести сегодня, дает возможность получать большие отпечатки.
Однако перед тем как переходить на 18-мегапиксельную камеру, спросите себя, зачем вам нужно такое большое разрешение. В то время как профессионалы могут нуждаться в огромном разрешении для своих целей, если вы только начинаете свой путь в фотографии, не покупайтесь на миф о мегапикселях.
Не поймите меня неправильно, дополнительное разрешение замечательно для дальнейшей выкадровки. Просто не покупайте одну камеру за другой только лишь из-за мегапикселей. И наконец, мегапиксели отображают лишь одну из возможностей камеры.
Шум и чувствительность сенсора
Пункт «ISO» в меню камеры служит для настройки чувствительности сенсора к свету. В дни пленочных камер, понятие ISO было связано с пленкой, которую вы заправляете в камеру, и значение это не может быть изменено, пока вы не доснимаете катушку пленки. Цифровые сенсоры имеют преимущество в плане возможности настройки от кадра к кадру.
Вы, вероятно, знаете, что когда вы фотографируете в условиях слабого освещения, вам стоит увеличить ISO, чтобы иметь возможность снимать на приемлемой выдержке. Друг однажды спросил меня, почему, если высокие ISO позволяют фиксировать больше света, мы не снимаем всегда на самом высоком из возможных значений ISO? Не даст ли это тот же эффект, что и супер-быстрый объектив и длинная выдержка?
Он был прав, задав этот вопрос - по факту, увеличение ISO действительно увеличивает гибкость выбора выдержки и диафрагмы. Однако за все надо платить. Сенсор камеры работает лучше всего на самом низком значении ISO. Именно на нем вы сможете получить самые лучшие цвета, самый низкий уровень шума и самое лучшее качество всего изображения.
Шум, в целом, это эквивалент пленочного зерна в цифровую эру. Это те маленькие забавные точечки, которые вы видите, в особенности на темных снимках. Я провел тест на моем Nikon D300, чтобы вы могли увидеть разницу между значениями ISO.
Когда значение ISO увеличивается, может вырасти также уровень шума и ухудшиться общее качество изображения.
Характеристики ISO варьируются от сенсора к сенсору. Одно из самых серьезных достижений современных фото-технологий состоит в обеспечении прекрасных показателей высоких ISO в новых камерах. Вчерашние ISO 400 совпадают по качеству с сегодняшними ISO 800. Границы работы в условиях слабого света продолжают подниматься до уровней, которые ранее были недостижимы.
Размер сенсора
Не все сенсоры камер устроены одинаково. Каждая компания использует свои собственные технологии и спецификации в разработке новейших сенсоров для новейших камер. Используемые спецификации оказывают огромное влияние на общее качество сенсора и, в итоге, на изображения, которые можно получить с его помощью.
Один из главных факторов, определяющих качество изображения, это физический размер сенсора. Именно поэтому цифровые зеркальные камеры позволяют получать, в общем случае, лучшие изображения, чем большинство «мыльниц». Размер сенсора в карманной камере - просто часть размера его коллеги в SLR-камере. Обычно большие сенсоры выдают лучшие показатели в ситуациях, требующих высоких ISO - эффект, который может быть подтвержден при сравнении «мыльниц» с DSLR даже начального уровня.
Вы также могли уже слышать об эффекте под названием «кроп-фактор». Этот термин помогает нам описать размер сенсора камеры относительно «стандартного» размера. Что такое стандартный размер? Точкой отсчета принято считать полнокадровый («full frame») сенсор, который имеет тот же размер, что и кадр в 35мм пленке. Любой сенсор меньше полнокадрового - с кроп-фактором.
Красная рамка очерчивает область, которая будет зафиксирована полнокадровым сенсором, а синяя - представляет область, видимую камерой с кроп-фактором.
Вы, вероятно, знаете что «кропнуть» (от англ. с rop - обрезáть) значит использовать выбранную часть изображения, или же выделить меньшую область из него. На камере с кроп-фактором поле зрения более узкое, чем на камере с полнокадровым сенсором.
Хотите верьте, хотите нет, но существуют сенсоры, по размеру большие, чем 35мм «полный кадр». Цифровой средний формат - развивающаяся область, востребованная предметными и студийными фотографами за огромное разрешение, которое такие сенсоры могут обеспечить. Phase One сейчас предлагает среднеформатную 80-мегапиксельную камеру, и ее конкуренты, такие как Mamiya и Hasselblad, очевидно, не собираются отставать.
Как работает сенсор?
Сегодня сенсоры цифровые. Раньше роль сенсора выполняла пленка. И то, и другое - носители, на которые записываются изображения. Объектив плюс некий тип сенсора - это базовое условие для создания изображения. В камере есть еще множество частей, но два этих элемента - ключевые для создания картинки.
Как я упоминал ранее, существует несколько разных технологий работы сенсоров камер. Два самых популярных вида - «CCD» (сокр. от англ. charge - coupled device - прибор с зарядовой связью, ПЗС-матрица) и «CMOS» (сокр. от англ. complementary metal oxide semiconductor - комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник, КМОП-матрица).
CCD-матрицы работают путем передачи электрического заряда и конвертирования его в цифровой сигнал. CMOS-матрицы используют красный, зеленый и синий фильтры и пропускают данные через металлическую проводку на фотодиоды. Большинство современных сенсоров - CMOS. CCD-матрицы, похоже, достигли своих технологических пределов, и в новых камерах встречаются реже.
В довесок к распространенным CCD и CMOS сенсорам, Sigma разработала собственный тип матрицы, названный «Foveon», что вызвало определенный ажиотаж. Используя запатентованную технологию, Sigma утверждает, что их новая камера SD1 будет способна создавать 46-мегапиксельные изображения на сенсоре размерности APS-C. Это достигается при помощи трехслойной матрицы, в которой каждый слой отвечает за 15.3 мегапикселя.
Некоторые оспаривают справедливость такого амбициозного утверждения, и пока камера не выпущена, судьи ждут. Но сенсор «Foveon» существует уже несколько лет, и другие камеры (с меньшим разрешением) его используют. Вы можете провести исследование и посмотреть, насколько вам понравятся результаты с этого сенсора.
Сенсор « Foveon » от компании Sigma претендует на ультра-высокие показатели разрешения за счет своей уникальной «слоистой» технологии.
Уход за сенсором
Вы заметили черные точки на своих фотографиях? Возможно, во время съемки пейзажей вы отметили небольшие темные области на ясном небе. Вы, конечно, можете легко убрать их при помощи штампа в Photoshop, но то, что вы видите, это пылинки на сенсоре. Точнее, частицы пыли на фильтре на поверхности сенсора.
Это, конечно, не большая проблема, но они раздражают, так что вы можете захотеть что-нибудь с ними сделать. Есть пара шагов, которые можно предпринять, чтобы очистить ваш сенсор от пыльных «зайчиков». Первая вещь, которую я бы рекомендовал, это использование воздушной груши типа «Rocket Blower», ей можно просто сдуть пыль с сенсора. Это вообще отличный инструмент, который стоит держать под рукой для очистки любого фотооборудования.
Чтобы использовать Rocket Blower, для начала переведите вашу камеру в режим ручной выдержки (bulb, B). В этом режиме нажатие кнопки спуска открывает затвор для проведения экспонирования и оставляет его в таком положении до повторного нажатия. Это позволяет получить доступ к обычно защищенному сенсору. После того, как зеркало поднято, используйте воздушную грушу, нажав на нее несколько раз и направляя поток воздуха на область сенсора. Если вы при этом будете держать камеру "вверх ногами", это гарантирует вам то, что сила притяжения сыграет свою роль в удалении пылинок.
Воздушная груша Rocket Blower - отличный инструмент для очистки сенсора.
Альтернативный метод состоит в «контактной» очистке, иначе говоря, это метод чистки, при котором вы касаетесь сенсора, чтобы удалить пыль и частички грязи. Этот тип очистки обычно используется, когда загрязнение более серьезное. Есть ряд методик, от работы с кисточками для сенсора до применения жидких растворов.
Помните, что серьезные профессионалы могут наругаться на вас за очистку этим способом. Использование ручной выдержки означает, что сенсор работает, а заряженные сенсоры (особенно CCD сенсор) действительно притягивают пыль. Чтобы «правильно» очистить вашу камеру, обратитесь к руководству по эксплуатации. Обычно существует некий режим очистки, который позволяет получить доступ к сенсору, когда он выключен, хотя, возможно, вам понадобится купить специальное устройство. Помня обо всем этом, я очищал мои сенсоры, пользуясь вышеуказанным методом, годами, без заметных негативных эффектов.
Когда моя камера нуждается в более серьезной чистке, я просто отправляю ее в сервис. Не стоит рисковать вашей камерой, пытаясь разобрать ее в домашних условиях.
Заключение
Сенсор в цифровых камерах совершил революцию в фотографии. Технология, кажется, улучшается каждый день, и кто знает, что станет возможным в следующие несколько лет? В последние 10 лет, как мы видим, цифровой сенсор стал частью повседневной жизни, а в следующие несколько лет могут быть произведены поразительные улучшения в характеристиках ISO и повышении качества изображения.
Вендоры сейчас предлагают огромный выбор камер для видеонаблюдения. Модели отличаются не только общими для всех камер параметрами - фокусным расстоянием, углом обзора, светочувствительностью и т. д.,- но и различными фирменными "фишками", которыми каждый производитель стремится оснастить свои устройства.
Поэтому зачастую краткое описание характеристик камеры для видеонаблюдения представляет собой пугающий перечень непонятных терминов, к примеру: 1/2.8" 2.4MP CMOS, 25/30fps, OSD Menu, DWDR, ICR, AWB, AGC, BLC, 3DNR, Smart IR, IP67, 0.05 Lux и это еще далеко не все.
В предыдущей статье мы остановились на видеостандартах и классификации камер в зависимости от них . Сегодня мы разберем основные характеристики камер для видеонаблюдения и расшифровку обозначений специальных технологий, используемых для улучшения качества видеосигнала:
- Фокусное расстояние и угол обзора
- Апертура (число F) или светосила объектива
- Регулировка диафрагмы (автодиафрагма)
- Электронный затвор (AES, скорость затвора, выдержка)
- Чувствительность (светочувствительность, минимальное освещение)
- Классы защиты IK (Vandal-proof, антивандальные) и IP (от влаги и пыли)
Тип матрицы (CCD ПЗС, CMOS КМОП)
Существует 2 типа матриц камер видеонаблюдения: CCD (на русском - ПЗС) и CMOS (на русском - КМОП). Они отличаются как устройством, так и принципом действия.
| CCD | CMOS |
| Последовательное считывание из всех ячеек матрицы | Произвольное считывание из ячеек матрицы, что уменьшает риск смиринга - появления вертикального размазывания точечных источников света (ламп, фонарей) |
| Низкий уровень шумов | Высокий уровень шума из-за так называемых темповых токов |
| Высокая динамическая чувствительность (больше подходят для съемки движущихся объектов) | Эффект "бегущего затвора" - при съемке быстро движущихся объектов могут возникать горизонтальные полосы, искажения картинки |
| Кристалл используется только для размещения светочувствительных элементов, остальные микросхемы нужно размещать отдельно, что увеличивает размеры и стоимость камеры | Все микросхемы можно расположить на одном кристалле, что делает производство камер с CMOS-матрицами простым и недорогим |
| Благодаря использованию площади матрицы только под светочувствительные элементы, возрастает эффективность ее использования - она приближается к 100% | Низкое энергопотребление (почти в 100 раз меньше, чем у ПЗС матриц) |
| Дорогое и сложное производство | Быстродействие |
Долгое время считалось, что матрица CCD дает гораздо более качественное изображение, чем CMOS. Однако современные матрицы КМОП зачастую практически ничем не уступают ПЗС, особенно в том случае, если к системе видеонаблюдения нет слишком высоких требований.
Размер матрицы
Обозначает размер матрицы по диагонали в дюймах и пишется в виде дроби: 1/3", 1/2", 1/4" и т. д.
Стандартно считается, что чем больше размер матрицы, тем лучше: меньше шумов, четче картинка, больше угол обзора. Однако на самом деле лучшее качество изображения обеспечивает не размер матрицы, а размер ее отдельной ячейки или пикселя - чем он больше, тем лучше. Поэтому при выборе камеры для видеонаблюдения нужно рассматривать размер матрицы вместе с количеством пикселей.
Если матрицы с размерами 1/3" и 1/4" имеют одинаковое количество пикселей, то в этом случае матрица 1/3", естественно, будет давать лучшее изображение. А вот если на ней пикселей больше, то нужно брать в руки калькулятор и подсчитывать примерный размер пикселя.
К примеру, из приведенных ниже расчетов размера ячейки матрицы можно увидеть, что во многих случаях размер пикселя на матрице 1/4" оказывается большим, чем на матрице 1/3", а значит, видеоизображение с 1/4" , хотя она и меньше по размеру, будет лучше.
| Размер матрицы | Количество пикселей (млн) | Размер ячейки (мкм) |
| 1/6 | 0.8 | 2,30 |
| 1/3 | 3,1 | 2,35 |
| 1/3,4 | 2,2 | 2,30 |
| 1/3,6 | 2,1 | 2,40 |
| 1/3,4 | 2,23 | 2,45 |
| 1/4 | 1,55 | 2,50 |
| 1 / 4,7 | 1,07 | 2,50 |
| 1/4 | 1,33 | 2,70 |
| 1/4 | 1,2 | 2,80 |
| 1/6 | 0,54 | 2,84 |
| 1 / 3,6 | 1,33 | 3,00 |
| 1/3,8 | 1,02 | 3,30 |
| 1/4 | 0,8 | 3,50 |
| 1/4 | 0,45 | 4,60 |
Фокусное расстояние и угол обзора
Эти параметры имеют большое значение при выборе камеры для видеонаблюдения, и они тесно связаны между собой. Фактически, фокусное расстояние объектива (часто обозначается f)- это расстояние между линзой и матрицей.
На практике же фокусное расстояние определяет угол и дальность обзора камеры:
- чем меньше фокусное расстояние, тем шире угол обзора и тем меньше деталей можно рассмотреть на объектах, расположенных вдали;
- чем больше фокусное расстояние, тем уже угол обзора видеокамеры и тем детальнее изображение удаленных объектов.
Если вам необходим общий обзор какой-то площади, и вы хотите использовать для этого как можно меньше камер - покупайте камеру с небольшим фокусным расстоянием и, соответственно, широким углом обзора.
А вот на тех участках, где требуется детальное наблюдение за сравнительно небольшой площадью, лучше поставить камеру с увеличенным фокусным расстоянием, направив ее на объект наблюдения. Это часто используется на кассах супермаркетов и банков, где нужно видеть номинал купюр и другие подробности расчетов, а также на въезде на автостоянки и прочие площадки, где необходимо различать автомобильный номер на большом расстоянии.
Самое распространенное фокусное расстояние - 3,6 мм. Оно примерно соответствует углу обзора человеческого глаза. Камеры с таким фокусным расстоянием используются для видеонаблюдения в небольших помещениях.
В представленной ниже таблице - информация и взаимосвязи фокусного расстояния, угла обзора, дистанции распознавания и т. д. для наиболее распространенных фокусов. Цифры примерные, так как зависят не только от фокусного расстояния, но и других параметров оптики камеры.
В зависимости от ширины угла обзора камеры для видеонаблюдения принято делить на:
- обычные (угол обзора 30°-70°);
- широкоугольные (угол обзора примерно от 70°);
- длиннофокусные (угол обзора менее 30°).
Буквой F, только обычно заглавной, обозначается также светосила объектива - поэтому при чтении характеристик обращайте внимание - в каком контексте употребляется параметр.
Тип объектива
Фиксированный (монофокальный) объектив - самый простой и недорогой. Фокусное расстояние в нем зафиксировано, и его нельзя поменять.
В варифокальных (вариофокальных) объективах можно менять фокусное расстояние. Его настройка производится вручную, обычно один раз, когда камера устанавливается на место съемки, а в дальнейшем - по необходимости.
Трансфакторные или зум-объективы также предоставляют возможность менять фокусное расстояние, но удаленно, в любой момент времени. Изменение фокусного расстояния производится с помощью электропривода, поэтому их также называют моторизированными объективами.
"Рыбий глаз" (fisheye, фишай) или панорамный объектив позволяет установить всего одну камеру и достичь при этом 360° обзора.
Конечно, в результате получаемое изображение имеет эффект "пузыря" - прямые линии искривлены, однако в большинстве случаев камеры с такими объективами позволяют разделять одно общее панорамное изображение на несколько отдельных, с корректировкой под привычное человеческому глазу восприятие.
Pinhole-объективы позволяют вести скрытое видеонаблюдение, благодаря своему миниатюрному размеру. Фактически, пинхол-камера не имеет объектива, а лишь миниатюрное отверстие вместо него. В Украине использование скрытого видеонаблюдения серьезно ограничено, как и сбыт устройств для него.
Это наиболее распространенные типы объектива. Но если вдаваться более глубоко, объективы разделяются также по другим параметрам:
Апертура (число F) или светосила объектива
Определяет способность камеры снимать качественную картинку в условиях плохой освещенности. Чем больше число F, тем менее открыта диафрагма и тем большая освещенность требуется камере. Чем меньше апертура, тем больше открыта диафрагма, а видеокамера может давать четкое изображение даже при плохом освещении.
Буквой f (обычно строчной) обозначается также фокусное расстояние, поэтому при чтении характеристик обращайте внимание - в каком контексте употребляется параметр. К примеру, на картинке выше апертура обозначена маленькой f.
Крепление объектива
Для крепления объектива к видеокамере существует 3 вида креплений: C, CS, M12.
- Крепление C сейчас используется редко. Объективы C можно установить на камеру с креплением CS при помощи специального кольца.
- Крепление CS - наиболее распространенный тип. Объективы CS несовместимы с камерами C.
- Крепление M12 используется для объективов небольшого размера.
Регулировка диафрагмы (автодиафрагма), АРД, ARD
Диафрагма отвечает за поступление света на матрицу: при усиленном потоке света она сужается, препятствуя таким образом засвечиванию картинки, а при недостаточном освещении, наоборот, раскрывается, чтобы на матрицу попадало больше света.
Различают две большие группы камер: с фиксированной диафрагмой (сюда же можно отнести камеры вообще без нее) и с регулируемой .
Регулировка диафрагмы в различных моделях камер для видеонаблюдения может осуществляться:
- Вручную.
- Автоматически видеокамерой с помощью постоянного тока, на основании количества света, попадающего на матрицу. Такая автоматическая регулировка диафрагмы (АРД) обозначается как DD (Direct Drive) или DD/DC .
- Автоматически специальным модулем, встроенным в объектив и отслеживающим световой поток, проходящий через относительное отверстие. Такой способ АРД в спецификациях видеокамер обозначается как VD (Video Drive) . Он эффективен даже при попадании в объектив прямых солнечных лучей, но камеры наблюдения с ним дороже.
Электронный затвор (AES, скорость затвора, выдержка, shutter)
У разных производителей этот параметр может обозначаться как автоматический электронный затвор, выдержка или скорость затвора, но по сути он обозначает одно и то же - время, в течение которого свет экспонируется на матрицу. Выражается он обычно в виде 1/50-1/100000s.
Действие электронного затвора чем-то схоже с автоматической регулировкой диафрагмы - он регулирует светочувствительность матрицы, чтобы подстроить ее под уровень освещенности помещения. На рисунке ниже можно увидеть качество изображения в условиях недостаточной освещенности при разной скорости затвора (на рисунке ручная настройка, в то время как AES делает это автоматически).
В отличие от АРД подстройка происходит не путем регулировки светового потока, попадающего на матрицу, а путем регулировки выдержки, длительности накопления электрического заряда на матрице.
Однако возможности электронного затвора гораздо слабее, чем автоматической регулировки диафрагмы, поэтому на открытых пространствах, где уровень освещения изменяется от сумерек до яркого солнечного света, лучше использовать камеры с АРД. Видеокамеры с электронным затвором оптимальны для помещений, где уровень освещения в течение времени меняется незначительно.
Характеристики электронного затвора мало чем отличаются у различных моделей. Полезной фичей является возможность ручной регулировки скорости затвора (выдержки), так как в условиях плохой освещенности автоматически выставляются низкие значения, а это приводит к смазанности изображения движущихся объектов.
Sens-UP (или DSS)
Это функция накопления заряда матрицы в зависимости от уровня освещенности, т. е. увеличения ее чувствительности в ущерб скорости. Необходима для съемки качественной картинки в условиях плохой освещенности, когда отслеживание скоростных событий не критично (на объекте наблюдения нет быстро движущихся объектов).
Она тесно связана с описанной выше скоростью затвора (выдержкой). Но если скорость затвора выражается во временных единицах, то Sens-UP - в коэффициенте увеличения выдержки (xN): время накопления заряда (выдержка) увеличивается в N раз.
Разрешение
Тему разрешений камер видеонаблюдения мы немного затронули в прошлой статье . Разрешение камеры - это, фактически, размер получаемой картинки. Он измеряется либо в ТВЛ (телевизионных линиях), либо в пикселях. Чем больше разрешение, тем больше деталей вы сможете рассмотреть на видео.
Разрешение видеокамеры в ТВЛ - это количество вертикальных линий (переходов яркости), размещенных на картинке по горизонтали. Он считается более точным, поскольку дает представление именно о размере картинки на выходе. Тогда как разрешение в мегапикселях, указываемое в документации производителя, может вводить покупателя в заблуждение - оно часто относится не к размеру итоговой картинки, а к числу пикселей на матрице. В этом случае нужно обращать внимание на такой параметр, как "Эффективное количество пикселей"
Разрешение в пикселях - это размер картинки по горизонтали и вертикали (если он указывается в виде 1280×960) или общее количество пикселей на картинке (если он указывается как 1 МП (мегапиксель), 2 Мп и т. д.). Собственно, разрешение в мегапикселях получить очень просто: нужно умножить количество пикселей по горизонтали (1280) на количество по вертикали (960) и разделить на 1 000 000. Итого 1280×960 = 1,23 МП.
Как пересчитать ТВЛ в пиксели и наоборот? Точной формулы пересчета нет. Для определения разрешения видео в ТВЛ нужно использовать специальные тестовые таблицы для видеокамер. Для примерного представления соотношения можно воспользоваться таблицей:
Эффективные пиксели
Как мы уже сказали выше, часто размер в мегапикселях, указываемый в характеристиках видеокамер, не дает точного представления о разрешении получаемого изображения. Производитель указывает количество пикселей на матрице (сенсоре) камеры, но далеко не все из них участвуют в создании картинки.
Поэтому был введен параметр "Количество (число) эффективных пикселей", который как раз и показывает, сколько пикселей формируют итоговое изображение. Чаще всего он соответствует реальному разрешению получаемой картинки, хотя бывают и исключения.
ИК (инфракрасная) подсветка, IR
Позволяет проводить съемку в ночное время. Возможности матрицы (сенсора) камеры видеонаблюдения гораздо выше, чем человеческого глаза - к примеру, камера может "видеть" в инфракрасном излучении. Это свойство стали использовать для съемок в ночное время и в неосвещенных/слабоосвещенных помещениях. При достижении определенного минимума освещения видеокамера переходит в режим съемки в инфракрасном диапазоне и включает ИК-подсветку (IR).
Светодиоды IR встраиваются в камеру таким образом, чтобы свет от них не попадал в объектив камеры, а освещал угол ее обзора.
Изображение, полученное в условиях слабого освещения с помощью инфракрасной подсветки, всегда черно-белое. Цветные камеры, которые поддерживают ночную съемку, также переходят в черно-белый режим.
Значения ИК-подсветки в видеокамерах обычно даются в метрах - т. е. на сколько метров от камеры подсветка позволяет получить четкое изображение. IR-подсветку с большой дальностью называют ИК-прожектором.
Что такое Smart ИК, Smart IR?
Умная ИК-подсветка (Smart ИК) позволяет увеличивать или уменьшать мощность инфракрасного излучения в зависимости от дистанции до объекта. Это делается для того, чтобы объекты, оказавшиеся близко к камере, не были засвечены на видео.
ИК фильтр (ICR), режим день/ночь
Использование инфракрасной подсветки для съемок в ночное время имеет одну особенность: матрица таких камер выпускается с повышенной чувствительностью к инфракрасному диапазону. Это создает проблему для съемок в дневное время, так как матрица регистрирует инфракрасный спектр и днем, что нарушает нормальную цветность получаемого изображения.
Поэтому такие камеры работают в двух режимах - день и ночь. Днем матрицу закрывает механический инфракрасный фильтр (ICR), который отсекает инфракрасное излучение. Ночью фильтр сдвигается, позволяя лучам ИК-спектра беспрепятственно попадать на матрицу.
Иногда переключение режима день/ночь реализуется программно, однако такое решение дает менее качественные изображения.
Фильтр ICR может устанавливаться и в камерах без инфракрасной подсветки - для отсечения инфракрасного спектра в дневное время и улучшения цветопередачи видео.
Если в камере нет фильтра IGR, потому что она изначально не была предназначена для съемок в ночное время, ей нельзя добавить функцию ночной съемки, просто докупив отдельный модуль с ИК-подсветкой. В этом случае цветность дневного видео будет существенно искажаться.
Чувствительность (светочувствительность, минимальное освещение)
В отличие от фотокамер, где светочувствительность выражается параметром ISO, светочувствительность камер видеонаблюдения чаще всего выражается в люксах (Lux) и означает минимальное освещение, при котором камера способна давать видеоизображение хорошего качества - четкое и без шумов. Чем ниже значение этого параметра, тем выше чувствительность.
Камеры для видеонаблюдения подбираются в соответствии с теми условиями, в которых их планируется эксплуатировать: к примеру, если минимальная чувствительность камеры составляет 1 люкс, то четкого изображения в ночное время без дополнительной инфракрасной подсветки с нее получить не удастся.
| Условия | Уровень освещенности |
| Естественное освещение на улице в безоблачный солнечный день | свыше 100 000 люкс |
| Естественное освещение на улице в солнечный день с легкими облаками | 70 000 люкс |
| Естественное освещение на улице в пасмурную погоду | 20 000 люкс |
| Магазины, супермаркеты: | 750-1500 люкс |
| Офис или магазин: | 50-500 люкс |
| Холлы гостиниц: | 100-200 люкс |
| Стоянки автотранспорта, товарные склады | 75-30 люкс |
| Сумерки | 4 люкс |
| Хорошо освещенная автомагистраль ночью | 10 люкс |
| Места зрителей в театре: | 3-5 люкс |
| Больница в ночное время, глубокие сумерки | 1 люкс |
| Полнолуние | 0,1 - 0,3 люкс |
| Лунная ночь (четверть Луны) | 0,05 люкс |
| Ясная безлунная ночь | 0,001 люкс |
| Облачная безлунная ночь | 0,0001 люкс |
Соотношение сигнал/ шум (S/ N) определяет качество видеосигнала. Шумы на видеоизображении появляются в результате плохого освещения и выглядят как цветной или черно-белый снег или зернистость.
Параметр измеряется в децибелах. На картинке ниже довольно неплохое качество изображения показано уже при 30 Дб, но в современных камерах для получения качественного видео S/N должно быть не ниже 40 Дб.
Подавление шумов DNR (3D-DNR, 2D-DNR)
Естественно, что проблема наличия шумов в видео не осталась без внимания производителей. На данный момент существуют две технологии подавления шумов на картинке и соответствующего улучшения изображения:
- 2-DNR. Более старая и менее совершенная технология. В основном, убираются шумы только ближнего плана, кроме того, иногда изображение из-за чистки немного смазывается.
- 3-DNR. Новейшая технология, которая работает по сложному алгоритму и убирает не только ближние шумы, но и снег и зернистость на дальнем фоне.
Частота кадров, fps (скорость потока)
Частота кадров влияет на плавность видеоизображения - чем она выше, тем лучше. Для достижения плавной картинки необходима частота не менее 16-17 кадров в секунду. Стандарты PAL и SECAM поддерживают частоту кадров на уровне 25 к/с, а стандарт NTSC - 30 к/с. У профессиональных камер частота кадров может доходить до 120 к/с и выше.
Однако нужно учитывать, что чем выше частота кадров - тем больше места потребуется для хранения видео и тем больше будет загружен канал передачи.
Компенсация засветки (HLC, BLC, WDR, DWDR)
Распространенными проблемами видеонаблюдения являются:
- отдельные яркие объекты, попадающие в кадр (фары, лампы, фонари), которые засвечивают часть изображения, и из-за которых невозможно рассмотреть важные детали;
- слишком яркое освещение на заднем плане (солнечная улица за дверями помещения или за окном и тому подобное), на фоне которого ближние объекты отображаются слишком темными.
Для их решения существует несколько функций (технологий), применяемых в камерах наблюдения.
HLC - компенсация яркой засветки. Сравните:
BLC - компенсация задней засветки. Реализуется путем увеличения экспозиции всего изображения, в результате чего объекты на переднем плане становятся светлее, однако задний фон получается слишком светлым, на нем невозможно рассмотреть детали.
WDR (иногда его называют также HDR) - широкий динамический диапазон. Также используется для компенсации задней засветки, но более эффективно, чем BLC. При использовании WDR все объекты на видео имеют примерно одинаковую яркость и четкость, что позволяет в деталях рассмотреть не только передний план, но и задний. Достигается это благодаря тому, что камера делает снимки с разной экспозицией, и потом совмещает их для получения кадра с оптимальной яркостью всех объектов.
D-WDR - программная реализация широкого динамического диапазона , которая несколько хуже, чем полноценный WDR.
Классы защиты IK (Vandal-proof, антивандальные) и IP (от влаги и пыли)
Этот параметр важен, если вы выбираете камеру для наружного видеонаблюдения или в помещение с высокой влажностью, пыльностью и проч.
Классы IP - это защита от попадания внутрь посторонних предметов различного диаметра, в том числе пылевых частиц, а также защита от влаги. Классы IK - это антивандальная защита, т. е. от механического воздействия.
Самыми распространенными среди наружных камер видеонаблюдения классами защиты являются IP66, IP67 и IK10.
- Класс защиты IP66 : камера полностью пыленепроницаема и защищена от сильных водяных струй (или морских волн). Внутрь вода попадает в незначительных количествах и не нарушает работу видеокамеры.
- Класс защиты IP67 : камера полностью пыленепроницаема и может выдержать кратковременное полное погружение под воду или долго находиться под снегом.
- Антивандальный класс защиты IK10 : корпус камеры выдержит попадание 5 кг груза с 40 см высоты (энергия удара 20 Дж).
Скрытые зоны (Privacy Mask)
Иногда возникает необходимость скрыть от наблюдения и записи некоторые участки, попадающие в поле зрения камеры. Чаще всего это связано с охраной неприкосновенности частной жизни. Некоторые модели камер позволяют настроить параметры нескольких таких зон, закрыв определенную часть или части изображения.
К примеру, на рисунке ниже на изображении с камеры скрыты окна соседнего дома.
Другие функции камер видеонаблюдения (DIS, AGC, AWB и др.)
OSD меню - возможность ручной настройки множества параметров камеры: экспозиции, яркости, фокусного расстояния (если есть такая опция) и т. д.
- съемка в условиях плохой освещенности без инфракрасной подсветки.
DIS - функция стабилизации изображения с камеры при съемке в условиях вибрации или движения
EXIR Technology - технология инфракрасной подсветки, разработанная Hikvision. Благодаря ей достигается большая эффективность подсветки: большая дальность при меньшем энергопотреблении, рассеивании и т. д.
AWB - автоматическая регулировка баланса белого цвета в изображении, с тем, чтобы цветопередача была как можно ближе к естественной, видимой человеческим глазом. Особенно актуальна для помещений с искусственным освещением и различными источниками света.
AGC (АРУ) - автоматическая регулировка усиления. Применяется для того, чтобы выходной видеопоток с камер всегда был стабильным, независимо от силы входного видеопотока. Чаще всего усиление видеосигнала требуется в условиях слабой освещенности, а уменьшение - наоборот, при слишком сильном освещении.
Детектор движения - благодаря этой функции камера может включаться и вести запись только при возникновении движения на объекте наблюдения, а также передавать сигнал тревоги при срабатывании детектора. Это помогает сэкономить место для хранения видео на видеорегистраторе, разгрузить канал передачи видеопотока, и организовать оповещение персонала о произошедшем нарушении.
Тревожный вход камеры - это возможность включить камеру, начать запись видео при наступлении какого-либо события: срабатывания подключенного датчика движения или другого подключенного к ней датчика.
Тревожный выход позволяет запустить реакцию на зафиксированное камерой тревожное событие, например, включить сирену, отправить оповещение по почте или SMS и т. д.
Не нашли характеристику, которую искали?
Мы постарались собрать все часто встречаемые характеристики камер для видеонаблюдения. Если вы не нашли здесь пояснение какого-то непонятного для вас параметра - напишите в комментариях, мы постараемся добавить эту информацию в статью.
сайт