Чем матрица CCD отличается от матрицы CMOS, Все типы и размеры матриц для фотоаппаратов и их особенности Опции

[Аксакал]

Разрешение матрицы и печать фотографий.
При печати печати изображения у пикселей появляется физический размер, и именно он и описывается разрешением при печати. Чем больше пикселей на дюйм (англ. — pixels per inch — ppi) будет на распечатке, тем менее заметными будут отдельные пиксели, и тем более реалистичным будет выглядеть отпечаток.

Насколько высоким должно быть разрешение печати, чтобы глаз не различал отдельные пиксели и воспринимал изображение как качественное?

72 ppi - cтандартное разрешение для компьютерных мониторов или отпечатков, разглядываемых издали (например, плакатов). При близком расстоянии пиксели заметны.

150 ppi - достаточно высокое разрешение, чтобы глаз не замечал отдельных пикселей и воспринимал картинку как целое.

300 ppi - фотографическое качество печати. Дальнейшее увеличение разрешения нужно, только если отпечаток будут рассматривать через увеличительное стекло.

Как посчитать? 
 Для печати фотографии размером 10х15 без потери качества потребуется фотоаппарат с разрешением примерно 2,16 Мпикс = 1800*1200, точнее 2,09 Мпикс=1770*1181 (высота фотографии = 10 см, 10 см делим на 2,54 – столько сантиметров в одном дюйме, получаем 3,937 - столько составляет высота бумаги в дюймах, в один дюйм должно вместиться 300 точек, соответственно 3,937*300 = 1181 ), ширина = 15/2,54*300 = 1770). 
 В принтерах, д ля разрешения изображения при печати употреблинется сокращение dpi (dots per inch — точек на дюйм). 

Лазерные и струйные принтеры не способны отобразить все варианты цвета одного пикселя одной точкой на бумаге. Вместо того, чтобы точь-в-точь передавать цвет каждого пикселя, принтер наносит на бумагу комбинацию разноцветных точек, которые с определенного расстояния воспринимаются нами как единое целое. Именно потому, что для печати одного пикселя требуется множество принтерных точек, разрешение принтера и разрешение изображения — это совершенно разные вещи. 
 Существует простое практическое правило : чтобы вычислить, какое разрешение картинки потребуется для изготовления высококачественного отпечатка, разделите разрешение вашего принтера на четыре. Например, если на принтере указано, что его разрешение — 1200 dpi, максимального качества вы сможете добиться, если пошлете на печать картинку с разрешением 300 ppi. 
 В цифровых фотолабораториях при печати каждая точка на фотобумаге экспонируется в произвольный цвет и разрешение в точках на дюйм (dpi) соответствует разрешению в (ppi). Поэтому если лаборатория печатает с разрешением 300 dpi, качество отпечатков будет не хуже, чем на принтере с разрешением 1200 dpi. 
 Прогресс не стоит на месте, а современные принтеры выдают разрешение до 5760х1440 dpi. Какое разрешение фотоаппарата необходимо что бы использовать разрешающую способность такого принтера в полную силу. Для того что бы посчитать какое разрешение фотоаппарата необходимо для печати фотографии с размерами 10х15, необходимо разделить разрешение принтера на 4 (т.к. одна точка не отображает всех оттенков, см . выше). Получим 1440х360, таким образом для печати фото 10х15 потребуется разрешение 5,9*1440=8496, 3,937*360=1417, 8496*1417 = приблизительно 12 МПикс!!!!, для печати А4 приблизительно 42 Мпикс!!! 

Выгоды разрешения матрицы.
 Чем выше разрешение матрицы тем более четкую и детализированную фотографию вы можете получить. Так же чем выше разрешение матрицы, тем большего размера фотографию вы можете напечатать без потери качества. Для качественной печати фотографии 10х15 см достаточно фотоаппарата с разрешением 2 Мпикс, для печати фото А4 – 10 Мпикс. 
 Если вы хотите использовать в полную силу возможности современных фото принтеров, то для печати фото 10х15 см вам уже понадобиться фотоаппарат с разрешением матрицы 12Мпкс, а А4 - 42 Мпикс! 
 Кроме того, то, что вы не планируете печатать большие фотографии сегодня, не говорит о том, что вы не захотите напечатать их завтра, поэтому хорошее разрешение никогда не помешает, но его необходимо всегда учитывать с еще одним параметром - это физический размер матрицы цифрового фотоаппарата. 

[Аксакал]

 Физический размер матриц.                                                                                                                        Практически все, кто только начинают пользоваться цифровыми фотоаппаратами либо даже и не слышали о таком понятии, как физический размер матрицы, либо слышали, но не понимают его значимости. А многие просто путают физический размер с разрешением.
  Однако, на самом деле, физический размер матрицы это одна из важнейших характеристик, влияющих на качество получаемых фотографий.
 Давайте сначала поговорим о том, какие именно геометрические размеры матриц встречаются в современных цифровых фотоаппаратах, а потом будем разбираться с их влиянием на снимки.
  Сразу хочу предупредить, что вот так с ходу узнать, какого размера матрица стоит на том или ином фотоаппарате можно очень редко. Как правило, ни продавцы ни производители эту характеристику нигде не указывают. Продавцы, наверное, потому что и сами далеко не всегда ее знают, а производители вообще не понятно почему.

  Итак, что такое физический размер матрицы?

Все предельно просто – это ее геометрический размер – длина и ширина в миллиметрах.

  Однако, по какой-то неизвестной мне традиции, в спецификациях к цифровым фотоаппаратам этот размер указывается ни в миллиметрах а в обратном количестве дюймов. Выглядит это так 1 / 3.2, что соответствует 3.4 * 4.5 мм.
  Но, к сожалению, даже размер в дюймах найти в характеристиках фотоаппарата обычно не представляется возможным. Поэтому для выяснения физического размера матрицы приходится прибегать к расчетам. Для облегчения нашей участи воспользуемся следующей таблицей:
  

 таблица.PNG ( 8,39 килобайт ) Кол-во скачиваний: 17

 
   В первой колонке таблицы находится тот самый физический размер, который мы ищем, во второй, размер в дюймах, принятый в спецификации, а в третьей коэффициент, показывающий во сколько раз диагональ матрицы меньше диагонали кадра 35мм. пленки обычного фильма ( KF = 1).
  Для расчета нам потребуются две величины, которые как правило присутствуют в характеристиках любого цифрового фотоаппарата. Это фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние. Оба эти параметра можно найти в технических характеристиках, а иногда даже на объективе самого фотоаппарата. Зная фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние можно вычислить коэффициент KF , разделив второе на первое.
  К примеру, если F = 7 – 21мм, а Feq = 35 – 105мм, то делить нужно либо 35/7, либо 105/21. В результате получится коэффициент KF = 5. Теперь по вышеприведенной таблице находим KF равный или приблизительно равный 5, и получаем в результате, что матрица имеет физический размер 1 / 1,8″ или 5,3 * 7,2мм.

[Аксакал]

[b]Что лучше cmos или ccd. Cmos vs ccd?[/b]


Здесь собраны наиболее емкие и информативные выдержки с разных фото и не фото – форумов:

Сокращения: CCD – ПЗС, Cmos – ЦМОС – КМО, ДД – динамический диапазон.

Наглядно представлено сравнение

Nikon D40 (Тип матрицы СCD) и
Canon EOS 30D (Тип матрицы CMOS)

на фото внизу:

!!! Скрытая ссылка !!! Зарегистрируйтесь, чтобы её увидеть!

В таблице ниже приведено сравнение этих двух технологий.

Параметры CMOS КМОП CCD ПЗС Усилитель синхронизации Средний Не Доступно Шум (на низких ISO) Средний Низкий Сложность системы Низкая Высокая Затраты на производство Высокие Низкие Производительность CMOS КМОП CCD ПЗС Чувствительность Средняя Немного выше, чем CMOS Динамический диапазон Высокий (70 дБ тип) Средний (50 дБ тип) Срабатывание Затвора Медленная Быстрое, равномерное Скорость Выше, чем ПЗС От среднего значения до высокого Напряжение питания и тактовых сигналов низкое напряжение Несколько, более высокое напряжение А теперь немного текста:

Нажмите для просмотра скрытого текста

Скажу из опыта своего коллеги, который регулярно меняет

системы и сменил Никон, Канон, Фуджи, Олимпус, Сони и сейчас снова

«почти на Соне», т.е. на Соне-Альфе. Пока успокоился, попробовав почти

все, примерно, до 2000$ за тушку.


Его итог:


ПЗС – будут лучше цвета и оттенки, но будет заметна задержка затвора.


ЦМОС – будет меньше лаг затвора, т.е практически мгновенное срабатывание

шторок при нажатии на спуск, но при этом более блеклая картинка или с

неестественными цветами при попытках процессора камеры усилить цвета

«программно».


Картинка с CCD – куда-как легче «гнётся-тянется-обрабатывается», чем с «ЧМО-па»….. Непристойный


CCD лучше передает цвета и имеет больший динамический диапазон. Яркие и

богатые цветом фотографии предпочтительнее снимать на камеры с такими

матрицами (Nikon, Fuji). CMOS меньше шумит на высоких ISO, но и в

пересветы валится раньше. Если вы снимаете свадьбы в помещениях без

вспышки – ваш выбор Canon с фиксами /1.2 без всяких вспышек.

КМОП просто дешевле в производстве , но шумит сильнее, чем ПЗС.


у кмоп есть т.н. первичный – статичный шум.. карту которого можно

вычислить и очистить информацию. Т.е если сравнивать с ССД на низких исо

до 400 – выиграыает ССД… но с нарастанием «температуры».. шум

возникающий на ссд сложнее давить – он чем то напоминает зерно.. тогда

как кмоповый шум это цветастая мозаика.. которая элементарно размывается

шумодавом в канале а и б LAB тем самым выигрывая на высоких исо

стоп..или даже полтора…


Относительно ДД и цвета … скорее всего это преувеличение. Цвет полностью

зависит от ДД .. если картинка хорошо проэкспонирована.. конечный

результат по полутоноам и цветам не отличишь…а так.. может и есть

разница в три копейки


По поводу цвета и детализации – Они не зависят от типа

светочувствительных элементов ПЗС/КМОП. Цвет и детализация зависит от

того, как подобраны цветные фильтры на матрице, low pass и ИК фильтры. И

как раз благодаря этим параметрам цвет в никанах д80/200 стал лучше

например чем в предыдущих никоновских моделях.


ПЗС матрица действительно формирует лучший аналоговый сигнал и на низких

исо она действительно шумит чуть меньше, но затем сигнал надо

оцифровывать. И качество итоговое одинаково зависит от обоих частей

процесса. От качества аналогово-цифрового тракта, скорости считывания и

др. И вот здесь КМОП имеет ряд преимуществ.



Ну а если говорить о ДД – то он почему то всегда был шире у

каноновских аналогов. При этом в отличие от цвета – ДД вещь вполне

объективная и измеряемая.



По этому ИМХО не стоит так категорично судить о каком то

принципиальном преимуществе ПЗС/КМОП. Уверен процентов на 95, что если

устроить слепое тестирование, и давать вам большое число снимков снятых

на 100 исо и отконверченные в одном хорошем конвертере с д200/40д и

топовой оптикой – вы в половине случаев не угадаете где какая матрица.

По этому мое ИМХО – не стоит запариваться при выборе на

тему CMOS/CCD – качество скорее зависит от конкретной реализации – а

думать надо в первую очередь с точки зрения выбора системы, а затем уже

тушки.



Ну и в частности например то, что в д200 на низких исо картинка лучше

чем в д300 и по цветам в целом – так это скорее вопрос реализации,

гонки мегапикселей и влияния маркетологов – а не CMOS vs CCD.



К тому же матрицы CCD в зеркалках вымирают, по скоростным и

экономическим причинам, и это только вопрос времени. Нравится вам это

или нет – это ничего не меняет. Все равно перейдете на КПОМ, если не

придумают какую-нибудь модную матрицу принципиально нового типа ( Вова

Путин ведь поднимает нанотехнологии… ) – хотя зачем, если КМОП дешево,

сердито и мегапуксели растут а маркетологи радуются – ведь народ хавает.

ПЗС – «Прибор с Зарядовой Связью». Специально

разработанный тип полупроводникового прибора, сначала задумывался как

новый тип памяти, потом нашел широкое применение в фоточувствительных

полупроводниковых приборах. Использует накопление зарядов (в случае

фотопримника – выбитых квантами попавшего света) в «потенциальных ямах»

полупроводниковой структуры. Считывание накопленных зарядов производится

«построчно» и строго последовательно.


КМОП – «Комплементарная структура Металл-Окисел-Полупроводник». Такой

тип схемотехники для полупроводниковых приборов (элемент на двух полевых

тразисторах с изолированным затвором, разной полярности), отличающийся

низким энергопотреблением – ток через элемент идет только в

воментпереключения, а в «статичном» состоянии – тока не потреблинет.

Выдуман был именно для низкого энергопотребления в первую очередь. К

фотоприемникам как таковым по сути никакого отношения не имеет. Чертова

уйма микросхем сделана по этой технологии, включая компьютерные

процессоры, память и т.п. В случае фотоприемника – в структуру вводится

самый обычный конденсатор, который заряжается током, вызванным

фотоэффектом в полупроводнике. Потом напряжение с этого конденсатора

снимается с помощью соотвествующей схемы (как раз на КМОП-архитектуре).

Позволяет снимать информацию с датчиков не строго «построчно», а в

произвольнмо порядке. Хотя для фотоапарата это по фигу по большому

счету.

С точки зения фототехники – матрицы, обзываемые «КМОП» по

идее должны были быть подешевле в разработке и производстве (уж

насколько они оказались дешевле – вопрос отдельный). Именно это в первую

очередь и было причиной их распространения.



При этмо чисто технологически – матрицы КМОП имеют худший

«филл-фактор», чем матрицы ПЗС – т.е. при том же количестве пикселей на

той же площади собственно светочувствительные элементы ради которых и

строится матрица – занимают меньшую площадь. И ловят меньше света.

Поскольку вокруг них понастроено доп. обвески – те самые считывающие и

передающие информацию элементы для каждого пикселя. В ПЗС-матрице для

каждого пикселя такие элементы не нужны, и могут быть вынесены на

периферию матрицы или вообще на внешний кристалл (но это опять же

усложняет и удорожает схемотехнику камеры). Увеличение того

«филл-фактора» для КМОП-матриц – отдельная инженерная проблема, которая

как-то решается… но очевидно, что система при этом опять же дорожает.CCD

 – лучше снимает в темных местах.


CMOS – обеспечивает лучшую «скорострельность». т.е для репортажной съемки


вам теорию или практику?



в теории КМОП (Комплементарные пары полевых транзиторов типа

Металл-Окисел_Полупроводник, Complementary-symmetry

Metal–Oxide–Semiconductor ) лучше тем, что:


а) потреблинет меньше энергии


б) дешевле стоит в производстве


в) позволяет легче реализовать высокую скорость считывания и при повышении скорость не растут «сопутствующие» шумы


г) позволяет аппаратно реализовать «шумодав», обеспечивающий меньшие шумы при слабом свете (на «высоких ISO)



ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью, Charg-Coupled Device) лучше тем, что:


даже при равно мегапиксельности имеет больший размер светоприемных ячеек

(у КМОП меньше «эффектиность» заполнения площади светочувствительными

элементами), а значит меньший уровень шума и более точное вопроизведение

оттенков и яркостей. но при малых уровнях освещения (на «высоких ISO»)

это преимущество исчезает в силу того, что шума становится сильно много и

более эффективных «шумодавов» реализованных на КМОП.



т.е. если вы больше «пейзажист» (вам нужна хорошая передача тонов и

оттенков, а спешить некуда), то лучше ПЗС (т.е. CCD… а еще лучше Super

CCD от Fuji). А если уж КМОП – то с большими жирными пикселями, как на

Canon 5D или Nikon D3.



если «репортажник», где важны высокие ISO и скорость съемки – то лучше КМОП (CMOS)



но это в теории… которая редко выполняется на практике.


на практике – смотрите глазами, вам же снимать.


С технической точки зрения, приборы с зарядовой связью (CCD), или ПЗС

лучше передают изображение, чем КМОП-матрицы (CMOS) их ровестники. Имеют

большую чувствительность, меньшие шумы. Но имеют большие размеры

пиксела (больший размер кристалла при одинаковых параметрах), потреблинют

больший ток, и потому – более дорогие.


Поэтому, с освоением новых технологий (литографические процессы

0,12-0,18 мкм), в ход пошли матрицы, сделанные по КМОП-технологии.

Поскольку, на кристалле той же площади можно разместить гораздо больше

элементарных ячеек, чем на ПЗС-матрице. Да и ячейки ПЗС переставали

корректно работать при таких размерах. А КМОП-ячейки – только шума

добавляли, но РАБОТАЛИ.


Что такое КМОП?


Это Комплементарная (разного типа проводимости) пара МОП-транзисторов

(полевой транзистор с изолированным металлическим затвором). Транзисторы

научились делать очень маленькие и очень шустрые (в отличие от ПЗС).

Малые размеры матриц в цифромыльницах и объясняет их шумность. Маленькие

транзисторы имеют менее стабильные температурные и временные

характеристики, чем те же транзисторы, но большего размера. Отсюда и

шумы. 12 мегапиксель в мыльнице и 12 мегапиксель в Марк-2 – это разные

вещи. В Марк-2 кристалл матрицы – размером с кадр на плёнке, а в

мыльнице – дай Бог, в 4, если не более раза меньше.


Однако, именно благодаря применению КМОП-матриц, фотоаппараты стали

дешевле, а того же аккумулятора стало хватать не на полчаса съёмки, а

часа на 2-3.


А все эти нюансы про цветопередачу… субъективное мнение.


Главное – РАЗМЕР МАТРИЦЫ. И кто её производитель… Процессор и программное обеспечение.


Кроме того, технологии производства кристаллов не стоят на месте.

Находятся способы и чутьё КМОПа увеличить и шумы сделать меньше.

[Гость_Yurchik_*]

Благодарностей:

NVN, Аксакал,

[RINA]

Датчик изображения CMOSIS CMV12000 выдает 300 кадров в секунду

Бельгийский разработчик датчиков изображения CMOSIS и израильский контрактный производитель полупроводниковой продукции TowerJazz представили новый датчик изображения — CMV12000.

 CMOSIS_CMV12000_sensor.jpg ( 25,54 килобайт ) Кол-во скачиваний: 0


Новинка пополнила семейство датчиков изображения типа CMOS, поставляемых компанией CMOSIS. Разрешение CMV12000 равно 12 Мп. Новый датчик характеризуется шагом пикселей 5,5 x 5,5 мкм. По размеру активной области разрешением 4096 x 3072 пикселей он напоминает датчики формата APS-C. К основным достоинствам CMV12000 разработчик относит высокую светочувствительность и малый уровень шума, а также высокое быстродействие, позволяющее выполнять считывание данных со скоростью 300 кадров в секунду. Производство датчика налажено на предприятии Fab-2, принадлежащем TowerJazz, по специализированному техпроцессу для выпуска датчиков изображения типа CMOS с соблюдением норм 0,18 мкм. По словам компании, новый датчик применим в широком круге областей, включая промышленную электронику, системы машинного зрения, телевидение и слежение за автомагистралями. На этой неделе CMOSIS покажет новинку посетителям выставки VISION 2010, которая пройдет с 9 по 11 ноября в Штутгарте.

Источник: ixbt.com

[RINA]

Kodak использует в сенсоре KAI-29050 разрешением 29 Мп технологию CCD

Датчики изображения, основанные на приборах с зарядовой связью (CCD), !!! Скрытая ссылка !!! Зарегистрируйтесь, чтобы её увидеть! датчикам изображения типа CMOS, но еще не сошли со сцены окончательно. Датчик типа CCD применен в среднеформатной камере Mamiya RZ22, продажи которой начались в конце октября. Технологию CCD компания Eastman Kodak Company выбрала для героя сегодняшней новости — датчика KAI-29050.

 KODAK_KAI_29050_29mp_ccd_Sensor.jpg ( 18,39 килобайт ) Кол-во скачиваний: 4


Новинка представляет собой датчик 35-миллиметрового формата, предназначенный для цифровой фотосъемки. Его разрешение равно 29 Мп, что является максимальным значением для датчиков, в которых применена технология Interline Transfer (буферизация столбцов). Применение этой технологии позволяет реализовать функцию электронного затвора и устранить необходимость в затворе механическом. Быстродействие изделия соответствует четырьмя кадрам в секунду. В качестве внешнего оформления датчика выбран корпус типа Pin Grid Array (PGA).

Областями применения датчика назван контроль продукции в промышленности, аэрофотосъемка и системы безопасности. Компания покажет KAI-29050 на выставке Vision 2010, открывающейся завтра в Штутгарте. Сейчас доступны ознакомительные образцы KODAK KAI-29050, а серийные поставки начнутся в середине будущего года.

Источник:ixbt.com