Светочувствительная матрица является одним из важнейших узлов цифрового фотоаппарата. Классическим размером сенсора, который используется в дорогих профессиональных фотокамерах, является традиционный кадр 35 мм фотоплёнки. Для уменьшения размеров фотокамер и их удешевления, в большинстве моделей, используют уменьшенный размер чувствительного датчика. Кроп-фактор в камере представляет собой коэффициент, показывающий соотношение между размером полного кадра и имеющейся матрицы. Статья будет интересной тем, кто хочет понять что такое кроп и фулфрейм матрицы у фотоаппаратов и стоит ли переходить с одной на другую.
Светочувствительный сенсор
В отличие от фотоаппаратов, снимающих на плёнку, где негативное изображение формировалось на гибком материале, покрытом светочувствительной эмульсией с галогенидами серебра, в цифровой технике используется другой принцип. Матрица или сенсор камеры представляет собой тонкую пластинку из химически чистого кремния. На эту подложку через трафарет напыляются сверхминиатюрные фотодиоды или фототранзисторы. Их количество может превышать 10 миллионов. Каждый такой элемент называется пиксель. Он запоминает одну точку изображения. Из всех светочувствительных элементов образуется кадр или снимок, который потом переносится на карту памяти фотоаппарата. В фото технике используются следующие типы сенсоров:
- приборы с зарядовой связью;
- полевые фототранзисторы;
- live-MOS.
Кроме того, разработаны инновационные сенсоры на принципе квантовых точек. Их отличает высокая чувствительность и увеличенный динамический диапазон, но из-за сложности изготовления они пока не нашли широкого применения. В настоящее время получили наибольшее распространение светочувствительные элементы на полевых структурах. В них оцифровывается каждый пиксель, в отличие от ПЗС элементов, где обработке подвергалась вся картинка.
Кроп-фактор в фотоаппаратах
В профессиональных и дорогих фотоаппаратах используется полнокадровая матрица. Такое решение позволяет получить снимки с минимальными аберрациями, правильной цветопередачей и низким содержанием шумов. Большая часть фотоаппаратов выпускается с кроп-фактором или сенсором уменьшенного размера. Существует стандартный ряд чувствительных элементов с разным кроп-фактором, где за 1 принят кадр полного размера. В камерах хорошего уровня применяются матрицы с фактором 1.2, 1.5, 2.0. В недорогих любительских моделях карманного формата, применяются матрицы с 5.6, 6.0, 6.4, а в камерах, вмонтированных в мобильные телефоны, используются миниатюрные сенсоры с фактором 7.6.
У начинающих фотолюбителей может возникнуть неправильное мнение, что уменьшенная матрица, это всегда плохо и на таком фотоаппарате нельзя сделать интересных и качественных снимков. Это не совсем так. Для создания домашнего альбома прекрасно подойдёт фотоаппарат карманного формата. Кроп-фактор снижает возможности фотоаппарата, но на любительском уровне это практически незаметно. Здесь многое зависит от числа пикселей, и размеров отдельных ячеек. Чем больше размер пикселя и расстояние между элементами, тем выше качество изображения. Большой пиксель получает большее количество световых частиц, что позитивно влияет на качество изображения, а широкие промежутки между отдельными элементами заметно снижают шумы. Поэтому если сравнивать два сенсора с равным количеством фототранзисторов, качество выше будет у того, чей размер больше.
Если сравнивать камеры с кроп-фактором и полнокадровые модели, то преимущества и недостатки можно выявить у обоих типов. Основным недостатком профессиональных фотокамер является их очень высокая цена. В то время как карманную модель с кроп-фактором можно купить, как принадлежность к отпуску или туристической поездке. Фотокамеры с полной матрицей больше и тяжелее, чем компактный «суперзум». Модели с большим кроп-факторм, означающим маленькую матрицу, часто не имеют режима ручных настроек, а только автоматику и сюжетную съёмку, что намного упрощает работу с фотоаппаратом для новичков. Фотокамеры с небольшим кроп-фактором и матрицами типа APS-H и APS-C занимают промежуточное положение между профессиональными дорогими камерами и любительскими моделями. В принципе, отличия настолько малы, что фотоаппараты с кроп-фактором 1.2 и 1.5 подходят для тех же целей, для которых применяются дорогие фотокамеры с плёночным стандартом кадра.
Влияние кроп-фактора на угол захвата
В эпоху плёночных фотоаппаратов носитель изображения был всегда одним и тем же. Это перфорированная фотоплёнка со стандартным размером кадра. С появлением цифровой фотографии ситуация изменилась. Кроме полнокадровых матриц, на любительских фотоаппаратах стали устанавливать сенсоры уменьшенного размера с кроп-фактором. Это неизбежно привело к изменению угла захвата объектива. Так объектив 50 мм на полноразмерной матрице обеспечит угол обзора 450*, а если его установить на фотокамерах с кроп-фактором 1.5, то угол уменьшится до 350*. Если матрица ещё меньше, то угол может снизиться до 150*.
Для того чтобы избежать ошибки при выборе сменного объектива на фотоаппарат с кроп-фактором, было введено понятие эквивалентного фокусного расстояния. ЭФР позволяет сравнивать параметры оптических систем разных моделей фотоаппаратов, в том числе и компактных «мыльниц». Для получения точного результата нужно фокусное расстояние объектива умножить на кроп-фактор чувствительного сенсора. Объектив 35 мм, установленный на фотоаппарат с коэффициентом 1.2, будет иметь фокус 42 мм, то есть он даст большее увеличение с меньшим углом обзора. На самом деле это иллюзия. Никакого увеличения не происходит, просто центральная часть кадра как бы растягивается на всё поле изображения, за счёт уменьшения угла обзора.
Специальные объективы
Для того чтобы фотографу было проще подобрать объектив для фотокамеры с кроп-фактором, компании производители наладили выпуск специальной оптики. Такие объективы от компании Nikon имеют индекс DX, а от компании Canon — EF-S. Они предназначены для установки на модели с уменьшенным размером матрицы. Объективы DX имеют меньшие размеры и вес, чем оптика, предназначенная для полнокадровых собратьев, поэтому даже комплект из трёх объективов не нагрузит фотографа путешественника. Нпример, объективы от компании Canon для камер с кроп-фактором имеют следующие отличия:
- широкий угол можно получить только на объективе EF-S 10-22 мм;
- параметры объектива указаны для полного кадра и их нужно пересчитывать;
- для полнокадровых камер объективы EF-S не подходят.
В силу своей стоимости и профессионального уклона, камеры с полнокадровой матрицей занимают нишу топовой фототехники. Поэтому пользуются спросом у продвинутых фотографов и тех, для кого фотография это работа. Для любителей и новичков вполне может хватить камер с кроп-фактором и вовсе нет необходимости гнаться за топовой линейкой техники. Кроп-фактор — не приговор и в среднем ценовом диапазоне позволит делать фотографии, по качеству и возможностям приближенные к технике с фулфрейм матрицей.
