Фотопейзаж и компьютер

Дело в том, что эти зависимости часто многомерны и достаточно сложны. Так динамический диапазон сенсора зависит не только от площади светочувствительной области пикселя, но и от уровня шумов. Потому что этот диапазон ограничен сверху насыщением фотопикселей, а снизу – уровнем шума. В свою очередь, уровень шума разный у разных производителей (говорят, у Nikon меньше, чем у Canon) и зависит от года выпуска сенсора. Поэтому, формулируя упрощенные описания этих зависимостей, приходится все время добавлять выражения «вообще говоря», «в принципе», «при прочих равных условиях». Что сильно обесценивает сведения такой таблицы. Это все равно, что сказать: «Это – так!». А потом добавить: «Знаете ли, строго говоря, это – не так».

Для понимания некоторых из таких зависимостей нужно знать методику их измерения. Так в интернете встречается утверждение, что «сенсоры меньшего размера обладают большей ГРИП (глубиной резко изображаемого пространства)». На самом деле размер сенсора не влияет на глубину резкости изображения, полученного с его помощью. Глубина резкости главным образом зависит только от фокусного расстояния объектива, выставленной диафрагмы и дистанции фокусировки. Но на практике, чтобы получить на меньшем сенсоре то же самое изображение, что и на большом, нужно либо уменьшить фокусное расстояние объектива, либо отойти от снимаемого объекта. Каждое из этих действий, конечно, и приведет к увеличению ГРИП. Поэтому и получается, что, снимая одно и то же на камеры с разными размерами сенсоров, будем иметь бо́льшую ГРИП для меньшего сенсора.

На что же, все-таки, может повлиять изменение размеров сенсора (конечно, может и не повлиять, если соответствующим образом изменятся другие параметры):

• если при увеличении площади матрицы сенсора увеличилась площадь светочувствительной области одного пикселя, то может возрасти чувствительность (при заданном соотношении сигнал-шум), уменьшиться соотношение сигнал-шум (при заданной чувствительности), увеличиться динамический диапазон (особенно при больших ISO);

• уменьшение физического размера матрицы сенсора (при том же объективе) приводит к увеличению эффективного фокусного расстояния объектива (из-за того, что периферийная часть изображения, формируемого объективом, перестает попадать на сенсор);

• чем больше площадь сенсора, тем большее количество пикселей заданного размера можно на нем поместить, что может привести к увеличению разрешающей способности сенсора (это зависит также от плотности пикселей);

• чем меньше размеры пикселя, тем при более открытых диафрагмах начинается дифракционное ухудшение резкости (это происходит, когда диаметр диска Эйри становится больше ширины одного фотопикселя; а если учесть алгоритмы демозаизации и фильтра антиалиасинга, то – ширины 2-х или 3-х пикселей);

• если размер пикселя больше диска Эйри, то разрешение сенсора недостаточно, чтобы использовать все разрешение, которое обеспечивает объектив;

• если размер пикселя меньше диска Эйри, то разрешение объектива недостаточно, чтобы использовать все разрешение, которое обеспечивает сенсор;

• чем больше площадь сенсора, тем больше, тяжелее и дороже камера.

Напомню, что из-за явления дифракции бесконечно малая точка идеально сфокусированного изображения расплывается на сенсоре в пятнышко, которое называется диск Эйри (George Biddell Airy). Диаметр диска Эйри увеличивается при закрытии диафрагмы. Если диск Эйри становится больше размера пикселя, то дальнейшее закрытие диафрагмы ухудшит разрешение системы объектив-сенсор.

Порассуждаем более подробно на тему о разрешении полученного изображения. Разрешающая способность сенсора по вертикали приблизительно равна количеству пар горизонтальных рядов пикселей, умещающихся на одном миллиметре сенсора по вертикали. И аналогично – по горизонтали.

На практике качество разрешения сильно зависит от того, как линии тестового изображения попадают на ряды пикселей. В наилучшем случае на один ряд пикселей попадает черная линия, а на соседний ряд – белая, и разрешение максимально. В наихудшем случае на каждый ряд попадает половина черной и половина белой линий, и разрешение отсутствует. Чтобы учесть случайный характер фазового сдвига между рядами пикселей и линиями изображения, разрешающую способность сенсора, вычисленную указанным выше способом, умножают на коэффициент Келла (Kell factor), равный 0.64 ÷ 0.85.