Какая матрица фотоаппарата лучше: 3 технологии и 5 актуальных типоразмеров

Выбор фотоаппарата с учетом всех основных технических характеристик требует времени и выдержки. Одних фотоматриц производители используют сотни. Для упрощения выбора их классифицируют по типу и размеру. 

Что такое матрица в фотоаппарате? 

До появления цифровой техники фотоаппараты проецировали объекты съемки на светочувствительную пленку. В начале XXI века пленочные фотики были вытеснены цифровыми. На эту нишу переключились все основные производители фототехники, и вопрос, что такое матрица в цифровом фотоаппарате, перестал вводить в ступор консультантов магазинов. 

Фотоматрица — многослойная прямоугольная пластина, на которой расположены светочувствительные элементы. Через объектив на нее падает свет, который трансформируется в электрический, а затем в цифровой сигнал. Матрица преобразует световой поток в изображение.

Как работает матрица фотоаппарата 

На фотоматрице расположены чувствительные к свету диоды, которые отвечают за формирование электрического сигнала. Каждому диоду соответствует пиксель цифровой фотографии. Каждый квадратик фотоматрицы фиксирует световой поток определенного цвета.

Готовое изображение на мониторе ПК или в смартфоне состоит из отдельных пикселей. Их размер настолько мал, что визуально невозможно разделить картинку на мелкие фрагменты. В результате происходит целостное восприятие изображения.

У современных камер число фотодиодов измеряется в миллионах, отсюда термин «мегапиксели». На заре развития цифровых фотоаппаратов шла гонка за разрешающей способностью. Однако со временем принцип «чем больше — тем лучше» перестал работать. На первом плане сейчас физический размер пикселей, количество мегапикселей вторично.

Чтобы сделать оптимальный выбор при покупке оптики, недостаточно знать, как работает матрица современного фотоаппарата — важно иметь представление об основных характеристиках фотоматрицы. Среди них стоит выделить следующее:

• Размер матрицы. За точку отсчета принят полный кадр — 36х24 мм. Фотоматрицы большего размера устанавливают на дорогостоящую профессиональную оптику. Впрочем, цены на полнокадровые камеры тоже далеко не студенческие: для покупки модели надежного бренда понадобится минимум 1000 евро. У недорогих фотоаппаратов матрицы поменьше.
• Кроп-фактор — коэффициент, который отражает разницу между полноразмерной диагональю в 43,3 мм и диагональю матрицы. Для получения коэффициента большую величину делят на меньшую.

Несколько примеров в виде таблицы:

Формат	Размер, мм	Кроп-фактор
Full Frame	36х24	1
APS-C Canon	22,3×14,9	1,61
4/3″	17,3×13	2
1″	13,2×8,8	2,73

• Тип матрицы. Большинство камер оснащают фотоматрицами CMOS, аналоги CCD в основном остались в прошлом. Суть технологии CMOS в том, что при изготовлении матриц используют транзисторы разной проводимости. CMOS-матрицы требуют меньше энергии, для них не характерны шумы на снимках, подходят для съемок при любом освещении, относительно недороги в производстве.
• Светочувствительность. Чем больше ISO, тем ярче снимки могут получиться.
• Стабилизация. Матричная стабилизация — это больше маркетинговая история. Вопрос четкости картинки профессионалы решают, покупая штатив. 

Интересная статья: 10 лучших МФУ для дома в 2023 году

Типы матриц в фотоаппаратах 

На данном этапе развития технологий актуальны 3 разновидности фотоматриц CMOS: классические, BSI и стекированные. Крупные производители фототехники вводят свои маркетинговые названия, которые магазины часто добавляют к категориям типов сенсоров. Чтобы знать, как выбрать подходящую матрицу фотоаппарата, стоит ознакомиться с основными разновидностями светочувствительных элементов. 

Классические CMOS 

Любой сенсор КМОП имеет многослойную структуру. Изначально слои пирога располагались так:

1. Микролинзы.
2. Цветовой фильтр.
3. Сигнальные проводники.
4. Светочувствительный слой.
5. Массив светодиодов.

Схема рабочая, но не идеальная.

В поисках оптимального решения: Рейтинг 10 мониторов 27 дюймов 2023 года

BSI CMOS 

На следующем этапе развития технологии появился вариант с задней подсветкой:

1. Микролинзы.
2. Цветовой фильтр.
3. Светочувствительный слой.
4. Массив светодиодов.
5. Сигнальные проводники.

В такой схеме проводники не затеняют светочувствительные элементы. Скорость построчного считывания выше. Если сравнивать CMOS и BSI CMOS по шуму изображения, второй вариант где-то на диафрагму лучше. То есть BSI при ИСО 12800 дает примерно столько же шума, сколько аналогичный классический CMOS при ИСО 6400. По качеству снимков камеры APS-C BSI примерно на одном уровне с полнокадровыми фотоаппаратами CMOS.

Быстрая реакция автофокуса способствует комфортной серийной съемке. Бесшумный электронный затвор помогает в работе фотографам-портретистам.

Полезные аксессуары: 10 лучших графических планшетов премиального качества

Stacked CMOS 

Следующий шаг развития концепции BSI — стекированные CMOS. В этом случае расположение слоев пирога остается прежним, но чип сигналов изображения объединен с памятью DRAM. Скорость считывания выше по сравнению с BSI.

Exmor 

Технология Sony, при которой фотоматрица соответствует типу BSI CMOS. Собственно, появление Exmor R стало первым шагом в развитии BSI. Инженеры компании Sony стали авторами инновации. Производитель утверждает, что сенсор Exmor R примерно в 2 раза чувствительнее по сравнению с классическими фронтально-освещенными датчиками.

Следующим этапом стала технология Exmor RS. Профессиональный фотоаппарат Sony с такой матрицей может делать снимки с разрешением 50 МП, снимать 8К-видео.

MOS 

Технология компании Panasonic, обеспечивающая «живой» просмотр изображения. Японские инженеры смогли уплотнить слои матрицы. Они упростили технологию считывания сигналов с фотодиодов, расширили фоточувствительную область пикселя. 

Количество управляющих сигналов сократилось с 3 до 2. В MOS работает малошумный усилитель фотодиода. За счет уменьшенного напряжения питания снижен шум и нагрев фотоматрицы. 

X-Trans 

Фишка матриц, которые компания Fujifilm устанавливает в фотоаппараты серии Х, заключается в фильтре, минимизирующем муар и обеспечивающем естественную цветопередачу. 

Технология позволяет уменьшить помехи, отказаться от низкочастотного фильтра, снижающего разрешение изображения. Сенсоры X-Trans для Fujifilm производит компания Sony. Первые 3 поколения датчиков с передней подсветкой, начиная с 4-го — с задней. 

Какой тип матрицы лучше? 

Если вкратце: чем современнее — тем лучше. Преимущество первых CMOS-матриц перед CCD было весьма спорным. Приверженцы устаревшей технологии критиковали CMOS за шумы и эффект бегущего затвора, затрудняющего съемку движущихся объектов. Однако ввиду отсутствия потенциала развития у CCD, производители начали вкладываться в совершенствование CMOS-технологии. Помимо внедрения инноваций, изменился подход к изготовлению сенсоров: вместо высокоскоростных линий, подобных тем, на которых штампуют микросхемы памяти, стали использовать конвейеры с более строгим контролем качества. В результате чисто цифровая технология одержала верх.

При выборе обратите внимание на современные матрицы, которые появились относительно недавно, но уже хорошо зарекомендовали себя. Признак популярности — появление в виде отдельных категорий в фильтрах каталога фототехники.

Кто из производителей предлагает лучшие типы матриц, у какой компании фотоаппараты качественнее проецируют картинку в цифру? У каждого бренда свои преимущества. Наибольший вклад в развитие матриц внесли компании Canon и Sony. Многие производители, например Nikon и Fujifilm, довольно часто ставят в свои камеры сенсоры Sony. 

Размер матриц фотоаппаратов 

От площади светочувствительных элементов зависит качество снимков, она влияет на габариты камеры. Всего есть 4 категории:

1. Матрицы с кроп-фактором меньше единицы (кропнутые): 1/2,3”; 1”, 4/3” и т.д. При обозначении форматов в фототехнике используют не имперские дюймы (25,4 мм), а видиконовые, которые на ⅓ меньше.
2. Полноформатные.
3. Среднеформатные
4. Крупноформатные.

На массового потребителя рассчитаны первые 2 категории. Пройдемся по наиболее актуальным форматам.

1/2,3” 

Матрицы с самой маленькой диагональю обычно устанавливают в компактные бюджетные фотоаппараты. Типичное разрешение сенсора — 16-20 Мп.

Дюймовые 

В переводе на более привычные единицы измерения размер составляет 13,2х8,8 мм. Скромная диагональ подходит для карманных любительских фотоаппаратов. В этой нише конкурируют Sony, Panasonic и другие производители.

Современные дюймовые матрицы показывают достойные результаты. Продвинутые технологии обеспечивают попадание достаточного количества света на фотоэлементы, снимки получаются четкими и резкими.

4/3” 

Размер микроматрицы — 17,3х13 мм. Этот формат очень любит компания Panasonic, активно использует его в производстве зеркалок и беззеркалок. 

APS-C 

Размеры таких матриц могут немного отличаться в зависимости от производителя. Усредненные габариты: 23,5х15,6 мм. APS-C — это удачный баланс между размерами камеры и качеством снимков, возможность использования фотоаппаратов со съемными объективами. Чтобы получать классные фото, необязательно пользоваться фуллфреймом. Камера APS-C — удачное решение для съемки пейзажей и спортивных соревнований.

Полнокадровые 

Размер 36х24 мм позволяет принимать много света, что способствует высокому качеству фото. Разрешение в районе 12-50 Мп. Преимущества фуллфрейма:

• Шикарное размытие и боке;
• возможность делать снимки с минимумом шумов при плохом или слабом освещении;
• рабочие ISO обычно высокие;
• возможность четко передать игру света и тени;
• глубокие цвета, множество оттенков и полутонов;
• впечатляющий угол съемки.

Минусы — цена и массогабаритные характеристики.

Анализируем: IPhone 13 или 12 Pro — кто кого по 9 параметрам?

Какой размер матрицы фотоаппарата лучше? 

Все зависит от сценариев использования. Фотоаппараты с кроп-фактором больше единицы актуальны в случаях:

1. Камера нужна новичку, который делает первые шаги в фотографии и пока не знает, насколько это стоящее увлечение.
2. Бюджет покупки жестко ограничен.
3. Фотографируете по праздникам и во время отпуска, остальное время камера, в основном, лежит без дела. Снимаете для себя, не стремитесь добиться качества уровня глянцевых журналов.
4. Среди основных критериев выбора — компактность и малый вес.
5. Фотографируете исключительно в студиях. Правильно выставленный свет помогает получить достойные фотки, пользуясь даже слабой камерой.

Какой именно размер матрицы кропнутого фотоаппарата лучше, зависит от нюансов эксплуатации.

Полнокадровые камеры покупают профи. Такая техника подходит не только для студийных съемок: можно профессионально снимать репортажи, пейзажи, звездное небо и прочее.

В заключении стоит отметить, что кроме размера и технологичности матрицы, при выборе фотоаппарата учитывают также другие факторы: разрешение, диапазон ISO, светосилу объектива, зум, стабилизатор изображения, емкость батареи, наличие поворотного экрана, Вай-фая и прочего. Качество снимков зависит не столько от технических характеристик камеры, сколько от мастерства фотографа.

К сведению: Рейтинг процессоров ноутбуков: 5 свежих моделей ведущих брендов