Przetworniki (matryca) w kamerach cyfrowych
czwartek, 22 kwietnia 2010 09:35

przetwornik obrazuKupując kamerę wideo, powinieneś zwrócić uwagę na rodzaj przetwornika w kamerze oraz jego wielkość. Generalnie czym większy przetwornik tym lepszy obraz uzyskasz i tym mniej światła będzie potrzebować Twoja kamera, by zrobić zadowalające Cię ujęcia. Jeśli chodzi o rodzaj przetworników, to możesz spotkać kamery posiadające przetworniki CCD oraz CMOS, ewentualnie kamery zawierające więcej niż jeden przetwornik danego rodzaju (3 przetworniki CCD lub 3 CMOS). Oprócz rodzaju przetwornika liczy się także jego wielkość fizyczna wyrażana w calach – pamiętaj to ona jest ważniejsza niż ilość pikseli Twojej kamery. Zapraszam do lektury.

Kupując kamerę wideo, powinieneś zwrócić uwagę na rodzaj przetwornika w kamerze oraz jego wielkość. Generalnie czym większy przetwornik tym lepszy obraz uzyskasz i tym mniej światła będzie potrzebować Twoja kamera, by zrobić zadowalające Cię ujęcia. Jeśli chodzi o rodzaj przetworników, to możesz spotkać kamery posiadające przetworniki CCD oraz CMOS, ewentualnie kamery zawierające więcej niż jeden przetwornik danego rodzaju (3 przetworniki CCD lub 3 CMOS). Oprócz rodzaju przetwornika liczy się także jego wielkość fizyczna wyrażana w calach – pamiętaj to ona jest ważniejsza niż ilość pikseli Twojej kamery.

Przetwornik w kamerze - Podstawy

O ile w aparatach cyfrowych często mówi się o matrycy, o tyle w przypadku kamer wideo używa się częściej określenia przetwornik. Ważne, byś zapamiętał, że pojęcia te są generalnie wymienne i oznaczają ten sam element kamery czy aparatu cyfrowego.

przetwornik SonyPrzetwornik składa się więc głównie z punktów światłoczułych potocznie określanych pikselami. Tu również nazewnictwo i działanie jest takie samo jak w aparatach cyfrowych. Możesz więc spotkać kamery z 8 milionami pikseli, 10 milionami pikseli czy też kamery, które nie posiadają nawet miliona pikseli (np. kamery, które rejestrują wideo w rozdzielczości SD mogą mieć jedynie 400 tys. pikseli). Czy im więcej pikseli tym lepiej? Niekoniecznie, ale to wyjaśnię w dalszej części artykułu.

Na ten moment ważne, byś pamiętał, że kamery cyfrowe full HD wyposażone są w co najmniej 2 miliony punktów światłoczułych, czyli tzw. pikseli (rejestrują obraz 1920 na 1080 linii, czyli zbierają informacje o ponad 2 milionach punktów), zaś kamery SD muszą posiadać w minimalnym wariancie około 400 tys. pikseli (najczęściej rejestrują obraz w rozdzielczości 720 x 576).

CMOS i CCD

We współczesnych kamerach cyfrowych możesz spotkać się z dwoma typami przetworników – CCD i CMOS. W kamerach tańszych i kamerach SD najczęściej spotkasz przetwornik CCD, kamery HD najczęściej wyposażone są w przetworniki CMOS.

Podstawowa różnica miedzy CMOS i CCD to oczywiście budowa, nie będę wchodził tu jednak w szczegóły, gdyż te informacje byłaby ciekawe chyba tylko dla pasjonatów elektroniki, układów scalonych, itp., a co ważniejsze, aż tak mocny w tych kwestiach nie jestem.

Który z przetworników jest lepszy? - to pytanie na które trudno odpowiedzieć i gdyby różni producenci wybrali różne standardy zapewne spór przypominałby ten ze świata TV: plazma czy LCD. Ponieważ tańszym i bardziej uniwersalnym rozwiązaniem w produkcji okazały się matryce CMOS, to one zdobywają świat fotografii i wideo i to w tym kierunku idą wszyscy najważniejsi producenci kamer.

W lepszych kamerach, najczęściej tych profesjonalnych (półprofesjonalnych) stosuje się 3 matryce jednego typu, z których każda odpowiedzialna jest za jedną z trzech podstawowych barw systemu RGB (czerwony – zielony – niebieski). W starszych kamerach można więc było spotkać oznaczenie 3CCD, a w nowszych 3CMOS.

Przetwornik przetwornikowi nierówny

Producenci w ramach tych dwóch typów przetworników (CCD lub CMOS) stosują rożne technologie. Przetwornik to bowiem nie tylko warstwa światłoczuła składająca się z pikseli, ale i technologia ich ułożenia oraz przekazywania do procesora kamery. I tak np. w przypadku Sony możesz obecnie spotkać przetworniki CMOS o trzech różnych nazwach: ClearVid CMOS, Exmor CMOS i Exmor R CMOS. W tym ostatnim Sony zastosowało najlepsze rozwiązanie, polegające na innym ułożeniu punktów światłoczułych w stosunku do elektroniki (przewodników). Powoli również inni producenci zaczynają wykorzystywać podobną technologię we własnych przetwornikach CMOS. Inny przykład to Samsung, który w niektórych modelach na 2010 rok zastosował matryce CMOS z tylnym podświetleniem, co również z założenia redukuje szumy przy słabym świetle (Samsung nazywa tą technologię BSI CMOS).

Przetworniki panoramiczne i 4:3

Przetworniki mogą mieć też rożne proporcje (formaty). Ponieważ kamery HD rejestrują obraz w trybie panoramicznym, coraz więcej producentów stosuje przetworniki o tych samych proporcjach (przypominam, że tryb panoramiczny to proporcje 16:9). Wydaje się to dobrym rozwiązaniem, bo przynajmniej w założeniu możemy wykorzystać całą matrycę do rejestrowania filmu. W praktyce jednak matryce są dużo większe niż ilość pikseli wykorzystywanych do rejestrowania filmu, więc proporcje matryc są właściwie bez znaczenia.

schemat kameryIlość pikseli - im więcej tym lepiej?

Pewnie zastanawiasz się, po co kamerze, która rejestruje obraz w SD i wykorzystuje około 400 pikseli, aż 5 milionów pikseli. Odpowiedź najczęściej kryje się w dodatkowych funkcjach kamery. Dodatkowe piksele są przeznaczone do robienia zdjęć lub też wykorzystywane jako stabilizacja elektroniczna. Stabilizację tego typu stosuje się raczej w kamerach niskobudżetowych, w lepszych kamerach (większości dobrych kamer HD) spotkasz już stabilizację optyczną, która jest znacznie bardziej skuteczna.

Stawiając obok siebie dwie kamery HD, z których jedna ma 2 mln pikseli a druga 10 mln pikseli, musisz pamiętać, że ta z większą ilością pikseli wcale nie musi być lepsza i rejestrować lepszego czy bardziej szczegółowego obrazu. Obie kamery HD wykorzystają bowiem do rejestrowania obrazu 2 mln pikseli (rozdzielczość  full HD to 1920 na 1080 linii), reszta jest przydatna co najwyżej przy dodatkowych funkcjach kamery, czyli przede wszystkim przy robieniu zdjęć. Choć zdarza się, że pozostałe piksele matrycy (wszystkie bądź część) również wykorzystywane są do przechwytywania obrazu. W specyfikacjach producentów często określa się je mianem „aktywnych pikseli”.

Podobnie sytuacja ma się w przypadku kamer SD. Jeśli więc Twoja kamera nagrywa obraz z rozdzielczością 768 na 576, to wykorzystuje trochę ponad 440 tysięcy pikseli, resztę przeznaczając najczęściej na średnio skuteczny system stabilizacji obrazu bądź właśnie na zdjęcia.

Wielkość matrycy

Kupując czy porównując kamerę, należy zwróć uwagę na wielkość matrycy oraz ilość pikseli na niej „upchanych”. Na schemacie poniżej pokazuję Ci, jak małe w istocie są matryce w kamerach amatorskich (podobnej wielkości matryce są stosowane w aparatach kompaktowych).

Jeśli chodzi o wielkość przetworników najczęściej spotkasz rozmiary:

1/8 - 1/6 cala – najczęściej stosowane przetworniki CCD w kamerach SD

od 1/4 do 1/2 cala – najczęściej stosowane w konsumenckich kamerach HD

1 cal i więcej – półprofesjonalne kamery (często 3 przetworniki w kamerze)

 

schemat matryc w kamerach wideo

 

Podsumowanie – przetwornik a wybór kamery

Generalnie możesz przyjąć następujące założenia:

- czym większy przetwornik tym lepiej,

- im nowsza technologia przetwornika tym lepiej (np. sony Exmor R, Samsung CMI CMOS),

- przetwornik CMOS jest lepszy niż przetwornik CCD,

- w kamerach HD ilość pikseli na matrycy powyżej 2 mln nie ma znaczenia, służą one głównie do zdjęć.

 
    Podobne artykuły

    Dodaj komentarz

    Komentarze muszą być zgodne z regulaminem.


    Kod antysapmowy
    Odśwież