Многие, наверное, слышали поговорку: «Более крупный сенсор может затмить все остальное».
В этом утверждении действительно есть доля правды. КМОП-сенсор большего размера может улавливать больше света, что обычно приводит к лучшему качеству изображения. Именно поэтому производители смартфонов постоянно продвигают сенсоры большего размера и активно конкурируют в аппаратном обеспечении камер.
Однако есть еще несколько важных моментов, на которые стоит обратить внимание.
Маркетинговая перспектива «1-дюймового сенсора»
Изображение слева придает 1-дюймовому сенсору Sony IMX989 почти полнокадровую ауру камеры.
Хотя производители смартфонов подчеркивают, насколько больше стали их CMOS-сенсоры, даже самые крупные на сегодняшний день сенсоры смартфонов -, так называемые «1-дюймовые сенсоры», которые продаются как приближающиеся к стандартам беззеркальных камер -, по-прежнему намного меньше сенсоров APS-C, не говоря уже о полнокадровых сенсорах.
Независимо от того, насколько активно развиваются камеры смартфонов, идея о том, что смартфоны действительно догонят размеры сенсоров камер, по-прежнему совершенно нереалистична для нынешней эпохи.
Интересный факт: как на самом деле измеряются размеры КМОП-сенсора
Соглашение об именах размеров датчиков CMOS на самом деле является историческим наследием.
Размеры сенсора не измеряются напрямую с использованием фактической длины диагонали области изображения. Вместо этого они основаны на размерах старых «трубок видеокамер», использовавшихся до появления датчиков CCD и CMOS.
Эти фотоэлектрические трубки преобразуют свет в электрические сигналы путем сканирования изображения с помощью электронных лучей. В то время обычно используемая трубка формирования изображений диаметром 1-дюйм имела толстый стеклянный корпус, в то время как реальная прямоугольная светочувствительная область внутри имела диагональ всего около 16 мм.
В действительности настоящий прямоугольник со стороной 1 дюйм должен иметь диагональ 25,4 мм.
Современные датчики CMOS и CCD унаследовали это соглашение об именах, поэтому сегодняшний «1-дюймовый датчик» на самом деле имеет диагональ изображения всего около 16 мм.
Размер сенсора сам по себе — это еще не все
Возвращаясь к основной теме, размер сенсора действительно играет решающую роль, поскольку он определяет, сколько света может уловить камера. Увеличение количества света напрямую влияет на экспозицию, динамический диапазон, качество изображения при слабом-освещении и даже четкость изображения.
Однако просто смотреть на размер сенсора недостаточно.
Существуют более глубокие факторы, которые производители часто не объясняют четко, в том числе:
- Использование эффективной площади КМОП
- Охват круга изображения объектива
Использование CMOS и круг изображения объектива
«Круг изображения» относится к круглой области, проецируемой линзой на плоскость изображения.
Например, если объектив APS-C установлен на полнокадровую-камеру, круг изображения объектива слишком мал, чтобы полностью закрыть полнокадровую-матрицу. Это приводит к затемнению углов или принудительному кадрированию.
В идеале круглое изображение, проецируемое объективом, должно полностью покрывать всю площадь датчика CMOS.
Пример Sony Xperia Pro-I
Хорошим примером является смартфон Sony Xperia Pro-I, выпущенный с так называемым-1-дюймовым сенсором.
- Датчик: Sony IMX383
- Размер датчика: 1 дюйм
- Разрешение: выход 12 МП
- Размер пикселя: 2,4 мкм
- Технология: Exmor RS
- Первоначально создан на основе компактной камеры Sony RX100 VII.
Сам оригинальный сенсор на самом деле содержит около 20 мегапикселей.
Однако из-за того, что объектив смартфона не имеет достаточно большого круга изображения, Xperia Pro-я могу эффективно использовать только около 12 мегапикселей площади сенсора.
Остальные 8 мегапикселей, скорее всего, зарезервированы для:
- Переключение видео 16:9 без потерь
- Электронная стабилизация
- Обрезка для видео и портретного режимов
Почему обрезка уменьшает преимущество больших датчиков
Типичный пример обрезки сенсора можно наблюдать при переключении между режимом фото и режимом видео на смартфонах. Поле зрения часто заметно меняется из-за обрезки изображения.
В Xperia Pro-I, несмотря на использование большого 1-дюймового сенсора, невозможность полностью использовать весь сенсор значительно снижает его преимущества:
- Гибкость фокусного расстояния
- Глубина резкости
- Разрешение
Другими словами, прежде чем включить дополнительные режимы кадрирования, такие как портретная стабилизация или стабилизация видео, камера уже пожертвовала частью возможностей сенсора.
После кадрирования эффективная производительность изображения становится примерно сопоставимой с 1/1,3-дюймовым сенсором.
В целом решение обрезать 1-дюймовый сенсор в Xperia Pro-I, возможно, приносит больше недостатков, чем преимуществ.
Почему специализированные камеры по-прежнему работают лучше
Использование того же датчика в компактной камере Sony RX100 VII дает заметно лучшие результаты, поскольку система объективов может полностью использовать всю площадь датчика.
Если камера не может эффективно использовать полный CMOS-сенсор для обработки изображений, фактическое качество изображения может оказаться очень похожим на меньшие сенсоры.
Тем не менее, большие датчики по-прежнему дают значительные преимущества:
- Повышенная производительность при-освещении
- Более высокий динамический диапазон
- Улучшена гибкость пост-обрезки.
Таким образом, невозможность полностью использовать большой сенсор — это действительно упущенная возможность.
