Что такое размер матрицы? Как от него зависит качество снимков? Что означает матрица 1 дюйм, APS-C или полный кадр? Как с этим связан кроп-фактор? Обо всём этом в нашей статье. Мы расскажем простым языком о размерах современных сенсоров, ведь в этой области довольно много путаницы.
Наши западные коллеги из Dpreview и Petapixel также обратили внимание на эту проблему. Мы поддерживаем их в стремлении сделать вопрос размеров матриц более прозрачным и стремимся в нашем журнале перейти к единому с ними обозначению форматов матриц. Но обо всём по порядку. А полная таблица размеров сенсоров изображения ждёт вас внизу страницы.
Матрицы современных смартфонов. Сенсоры формата 1" недавно начали появляться в отдельных моделях, ориентированных на фотографов.
Что такое полный кадр?
Начнём с самого простого — с понятия «полный кадр». Ещё его называют 35 мм. Он пришёл к нам ещё из плёночной эпохи и соответствует стандартному кадру 24х36 мм, который использовался в большинстве плёночных фотоаппаратов от «Зенитов» до пластмассовых мыльниц. А почему 35 мм? Потому что такой была ширина плёнки вместе с перфорацией. Вот и пример той самой путаницы в названиях форматов кадра.
Nikon Z 6II с полнокадровой матрицей
Что такое кроп-фактор и эквивалентное фокусное расстояние?
Из-за своего широкого распространения полный кадр 24х36 мм стал отправной точкой для понятия «кроп-фактор». Всё началось в момент появления первых цифровых зеркалок. Изготовить для них матрицу размером 24х36 мм тогда оказалось слишком дорого и сложно. Производители брали за основу классические зеркальные фотоаппараты, сохраняли их байонет и совместимость с оптикой, но устанавливали матрицу уменьшенного размера. Из-за этого привычные фотографам объективы начинали работать по-другому на цифровых камерах. Кадр как бы обрезался по краям, объективы «приближали» картинку сильнее, чем на плёночных камерах.
Кремниевая пластина в процессе производства матриц. Это довольно сложные и очень крупные микросхемы, цена которых напрямую зависит от их размера.
Соотношение диагонали полного кадра к диагонали уменьшенной матрицы стали называть кроп-фактором. Привыкшим к полнокадровой технике фотографам он указывал, насколько сильнее привычные им объективы будут «приближать» изображение на новых цифровых фотоаппаратах. Например, снимавший на зеркалку Nikon D300s c 50-мм объективом фотограф мог умножить кроп-фактор х1,5 на фокусное расстояние объектива и понять, какому полнокадровому объективу соответствует его «полтинник» на камере с уменьшенной матрицей. Такое значение получило название эквивалентного фокусного расстояния.
Матрица формата 4/3 с кроп-фактором x2
Именно в этом ключе кроп-фактор представляет практическую пользу. Для фотографов, не имевших большого опыта работы с полнокадровой техникой, а сразу взявших в руки цифровые камеры с уменьшенной матрицей, никакой полезной информации кроп-фактор не сообщит.
Матрицы APS-C
Матрицы формата APS-C получили наибольшее распространение в любительских зеркалках и беззеркалках. Такие модели с матрицей APS-C ещё называют «кропнутыми». Размеры APS-C могут незначительно варьироваться. В большинстве случаев примерный размер APS-C матрицы составляет 23,5×15,6 мм. Лишь в камерах Canon он чуть меньше: 22,3×14,9 мм.
Fujifilm X-T30 с матрицей формата APS-C
Матрицы 4/3, 1”, 1/2,33”, матрицы камер смартфонов
Маленькие матрицы в производстве намного дешевле больших. Это же касается и объективов. А ещё такие системы компактнее. Поэтому только форматом APS-C дело не ограничилось. Появились совсем крохотные сенсоры сначала для компактных камер, а затем и для смартфонов.
Матрица формата 1"
Такие форматы кадра получили обозначение… в долях дюйма! И здесь кроется главный подвох. Выглядит это примерно так: 4/3”, 1”, ½”, 1/2,33” и т.д. Странность заключается в том, что с реальными дюймами такое обозначение не имеет ничего общего. Указанный размер — вовсе не диагональ кадра. Обозначение пришло к нам из телевидения, где использовалось в работе с передающей телевизионной трубкой Видикон. Там так обозначались диаметры трубок, а не размер кадра. Естественно, сам кадр был меньше диаметра трубки. Отсюда и путаница.
Трубка видикона формата 2/3". Фото: Sphl
Поэтому в наших статьях далее мы всегда будем называть такое обозначение не размером, а форматом кадра. Ниже мы приводим сводную таблицу реальных размеров кадра в мм для всех форматов. Обратите внимание, например, что сенсор формата 1” намного меньше реального дюйма.
Таблица размеров матриц разных форматов
| Формат кадра или матрицы | Реальный размер матрицы | Реальная диагональ кадра |
| 1/3,6" | 4х3 мм | 5 мм |
| 1/3,2" | 4,6х3,4 мм | 5,7 мм |
| 1/3" | 4,8х3,6 мм | 6 мм |
| 1/2,7" | 5,3х4 мм | 6,6 мм |
| 1/2,3" | 6,3х4,7 мм | 7,8 мм |
| 1/2" | 6,4х4,8 мм | 8 мм |
| 1/1,8" | 7,2х5,3 мм | 8,9 мм |
| 1/1,7" | 7,6х5,7 мм | 9,5 мм |
| 2/3" | 8,8х6,6 мм | 11 мм |
| 1/1,33" | 9,6х7,2 мм | 12 мм |
| 1" (3:2) | 13,2х8,8 | 15,9 мм |
| 1" (4:3) | 13,1х9,8 мм | 15,9 мм |
| 4/3" | 18х13,5 мм | 22,5 мм |
| APS-C (Canon) | 22,3х14,9 мм | 26,8 мм |
| APS-C | 23,5х15,6 мм | 28,2 мм |
| Super35 | 24,9х18,7 | 31,1 мм |
| 35 мм (полный кадр) | 36х24 мм | 43,3 мм |
| Цифровой средний формат | 44х33 мм | 55 мм |
Что такое средний формат?
Это понятие пришло к нам тоже из плёночной эры и насчитывает чуть ли не сотню лет. Тогда плёнка с кадром 24х36 мм (тот самый формат 35 мм) только вошла в широкий оборот и называлась «узкой». В противовес ей ставились громоздкие форматные камеры, где размер кадра мог измеряться десятками сантиметров, а в качестве фотоматериала использовались стеклянные пластины или листовая плёнка. Между ними был средний формат, дошедший до наших дней в виде фотоплёнки типа 120.
Максимальная высота кадра на такой плёнке составляла примерно 6 см. Кадр же мог быть узким (45 х 60 мм), квадратным (6х6 см), широким (6х7 см и больше).
Среднеформатный Fujifilm GFX50R
К сожалению, в мире цифровой фотографии такой размер кадра — слишком дорогое удовольствие. Поэтому цифровой средний формат использует более компактные матрицы. Разве что в дорогом 100-мегапиксельном Hasselblad H6D стоит матрица с размерами 53,4х40 мм. В более доступных среднеформатных системах Fujifilm GFX или Hasselblad X размер сенсора составляет примерно 44х33 мм.
Зачем нужно знать размер матрицы?
Размер матрицы во многом определяет качество изображения. Ведь от него зависит размер каждого отдельного пикселя. Меньший пиксель будет улавливать меньше фотонов света. При слабом освещении это становится особенно заметно — появляется цифровой шум, снижается динамический диапазон. Конечно, технологии не стоят на месте. Современные матрицы при том же размере и разрешении во многом превосходят изделия пяти- и десятилетней давности. А в смартфонах давно применяются технологии многокадровой съёмки и сложной компьютерной обработки. Но при прочих равных большая матрица будет иметь преимущества.
Полнокадровая матрица
Матрица формата 1"
Именно поэтому профессиональные репортажные камеры до сих пор делают полнокадровыми, в студиях используют средний формат, а стандартом де-факто для качественных компактов стал формат кадра 1”.
Здесь же кроется ответ на вопрос, почему изготовители смартфонов так неохотно сообщают размеры матриц в их камерах. Формат сенсора 1/1,66” или 1/1,33” вряд ли кого-то впечатлит. Именно такие матрицы стоят в основных камерах флагманов, а в дополнительных камерах или в моделях эконом-класса могут быть применяться ещё более мелкие сенсоры. Исключения можно пересчитать по пальцам одной руки. Речь о Xiaomi 12S Ultra, Sony Xperia Pro-I и прототипе Panasonic DMC-CM1.
Sony Xperia Pro-I
Таким образом рано списывать со счетов классические фотоаппараты. Техническое качество всё ещё на их стороне.
