Выбор моделей цифровых фотокамер на сегодняшний день обширен,
разброс цен — от десятков до сотен и тысяч долларов. Что же
предлагают нам производители, из чего можно выбирать?
Рынок цифровых фотокамер постепенно и неуклонно расширяется.
Совсем недавно получить цифровой снимок достаточно высокого
качества для печати большого размера можно было только на дорогих
профессиональных фотоаппаратах. Дешевые цифровые фотоаппараты
воспринимались как игрушки, а аппараты среднего класса, с приемлемым
качеством снимков и стоимостью от $1000, занимали довольно узкую
нишу спроса. С каждым годом говорить о явном преимуществе пленочной
фотографии становится все сложнее. Развитие технологий приводит
к росту их качества и удешевлению самого оборудования. Сегодня
цифровую «мыльницу» с хорошим качеством отпечатков можно купить
всего за $400.
Действительно, если перевести всё в единую систему измерений,
то получится примерно следующее. С кадра 35-миллиметровой пленки
с мелким зерном (низкой чувствительности) можно отсканировать
изображение с разрешением 2000 dpi размером примерно 2000х2900
точек. Это подходит для печати изображений с разрешением 300
dpi размером 15х23 см. Профессиональные цифровые фотоаппараты
с матрицами до 6 млн. пикселов дают аналогичные размеры изображения.
Мало кто снимает на «мыльницу», чтобы получить отпечатки таких
размеров, обычно ограничиваются размерами снимков 9х12 и 15х10
см, а такие отпечатки вполне можно получить и с 2-3-мегапиксельной
камеры. При этом электронные камеры имеют ряд преимуществ, которыми
не обладают аналоговые.
О параметрах цифровых камер
Что в строении цифровых камер обусловливает их возможности?
Если посмотреть на все параметры, по которым можно охарактеризовать
камеру, то основными можно назвать следующие: матрица (разрешение
и разрядность аналого-цифровое преобразование), оптика (фокусировка
и зум), носитель информации (встроенная память/внешние носители,
форматы записи), настройка (автомат/полуавтомат/ручная — возможности
настройки тоже очень разные), наличие встроенной вспышки и
возможности подключения внешней, наличие ЖК-монитора и видоискателя,
подключение к компьютеру, а также некоторые другие.
Попробуем поподробнее остановиться на вариантах параметров,
которые сегодня встречаются в мире цифровых камер.
Изображение в камере, пройдя через объектив, формируется на
матрице. Четкость на данном этапе в основном будет зависеть
от оптики. Затем накопленные матрицей заряды снимаются с помощью
аналого-цифрового преобразователя и подаются на центральный
процессор, который и обрабатывает этот «снимок» в соответствии
с условиями съемки, заданными параметрами пользователя и собственными
особенностями цифрового фотоаппарата. Многие камеры используют
одну и ту же матрицу, но в каждой стоит собственный процессор,
поэтому очень многое зависит от качества его изготовления.
Также очень многое зависит и от качества матрицы.
Матрица
На сегодняшний день диапазон разрешений начинается примерно
от 300000 пикселов и заканчивается 6 млн. пикселов. Чем большее
разрешение, тем выше качество получаемого изображения. Матрица
в 300000 пикселов создает изображение с разрешением 640х480
точек, матрица в 1 млн. пикс. — 1024х800, а 3 млн. пикс. —
до 2000х1500 точек. Для просмотра этих изображений на экране
компьютера нужно разрешение от 320х240 (маленькое окно) до
1024х840 (при хорошем разрешении монитора). Обычно используется
разрешение 800х640. Для отпечатка 10х15 см на принтере с разрешением
300 dpi (300 точек на дюйм — около 125 точек на сантиметр;
при этом менее качественные снимки распечатывать бессмысленно)
нужно изображение разрешением примерно 1000х1500. Если необходимо
узнать, какой кадр (без кадрирования) получится с камеры,
то нужно разделить максимальное разрешение на 125 точек/см.
Очевидно, что с камеры в 500000 пикселов (800х600) получить
кадр больше 6х4 см будет затруднительно.
Интересная деталь: изображение с разрешением ниже максимального
(800х600 на 2-мегапиксельном фотоаппарате) формируется в процессоре
уменьшением максимального снимка, полученного с матрицы.
Еще одна деталь — количество заявленных точек разрешения не
всегда соответствует реальному разрешению получаемого снимка.
Дело в том, что в матрице часть пикселов идет на получение
информации о фоновом излучении (шуме), который потом вычитается
из величины зарядов, сформированных для получения снимка.
Поэтому матрица ёмкостью 3,31 мегапиксела создает изображение
только в 3,1 мегапиксела. Но не все фирмы-производители честно
указывают эту разницу. Чтобы решить данную проблему, в этом
году японская Ассоциация производителей фотопродукции подписала
соглашение, согласно которому каждый член ассоциации указывает
на выпускаемом фотоаппарате реальное разрешение снимка и маленький
символ ассоциации, подтверждающий достоверность этой информации.
Значение имеет не только количество, но и размер каждого пиксела.
Чем больше отдельный пиксел, тем выше светочувствительность
матрицы. При низкой освещенности начинают сильно проявлять
себя тепловые шумы. От них фотоаппарат избавляется при обработке
по собственным алгоритмам. При одной и той же матрице результат
может быть совершенно разный. Повышение чувствительности происходит
на стадии обработки цифровым процессором по встроенным алгоритмам,
при этом возрастает и уровень шумов. Обычно матрицы большего
размера имеют большую чувствительность (при одном и том же
максимальном разрешении), но существует технологический предел
при увеличении размеров матрицы (в этом случае резко возрастает
стоимость аппарата). Пока не удалось создать матрицы размером
с кадр 35-мм фотопленки для использования в цифровых фотоаппаратах
бытового уровня. Стоимость такого устройства превышает $16000.
Не стоит забывать и о том, что матрица фиксирует только интенсивность
света, поэтому в камерах цвета получаются при помощи фильтров,
установленных перед сенсорами (по одному фильтру определенного
цвета перед каждым сенсором). Чаще всего используются фильтры
основных цветов: зеленый, синий, красный. Поскольку зеленый
свет несет максимум информации о яркости, то зеленых фильтров
устанавливается в два раза больше. Получается своеобразная
сетка: на четыре пиксела — два зеленых, один красный, один
синий. Каждый сенсор несет информацию только об одном цвете,
остальные осуществляются интерполяцией. Так что реальная цветовая
информация имеет еще меньшее разрешение, чем заявленное яркостное
(в зависимости от типа объекта съемки).
Многие камеры создают более высокое разрешение с помощью интерполяции,
но качество такого снимка обычно не достигает оптического,
и становятся заметны дефекты. Безотносительно к разрешению,
чем больше физический размер матрицы, тем больше светочувствительность
и общее качество снимка.
Второй важный момент — тип матрицы. В настоящее время существуют
два основных типа матрицы — ПЗС и КМОП. Если не вдаваться
в технические детали, то матрица ПЗС дает более высокое качество,
более чувствительна к свету, у нее более высокое соотношение
сигнал/шум и при этом более высокая стоимость. Матрица КМОП
гораздо дешевле в производстве, может иметь большие размеры,
но пока проигрывает в качестве получаемого изображения. На
сегодня в камерах используется в основном ПЗС, а матрицы КМОП
встроены только в дорогие зеркальные камеры Canon ЕОS30 (но
шумы в этих фотокамерах устраняются специальными фирменными
алгоритмами), а также встречаются в самых дешевых фотоаппаратах.
Разрядка сенсоров
После экспонирования заряд каждого сенсора переводится в дискретное
число с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Разрядность
АЦП влияет на динамический диапазон, передаваемый камерой
(количество оттенков передаваемых цветов, а по яркости — на
количество оттенков между самым ярким и самым темным местом
на снимке). Наименьший диапазон составляет 8 бит (256 градаций
каждого цвета), обычный — 10 бит (1024 градации = 2,6 D, эквивалентно
диапазону фотобумаги), хороший — 12 бит, максимальный диапазон
на сегодня (камеры SONY) — 14 бит (16000 градаций, свыше 4
D, соответствует качеству профессиональных сканеров, это диапазон
слайда). Понятно, что чем выше разрядность АЦП, тем лучше
цветопередача и естественнее полутона. В большинстве дешевых
камер используется 8 бит АЦП. В камерах среднего класса —
10 бит; а 12 и 14 бит встречаются уже в полупрофессиональных
камерах.
Наилучшее сохранение
Готовый снимок необходимо сохранить в файл. Чем выше разрешение
файла, тем больше места он занимает. Для уменьшения занимаемого
пространства используется компрессия (формат Jpeg). Несжатое
изображение хранится в формате TIFF (RGB или YCC) или вообще
без обработки в формате RAW. Для того, чтобы хранить и записывать
несжатое изображение, нужен достаточно большой внутренний
буфер памяти, поэтому данная функция реализуется не во всех
камерах (в основном в полупрофессиональных). Все дешевые камеры
сжимают снимки для хранения (большинство довольно сильно).
При передаче данных на запоминающее устройство скорость записи
будет зависеть от типа устройства, разрядности шины и от величины
файла. В камерах стоимостью до $1000 сохранить данные в формате
TIFF иногда можно, но сохраняться в этом формате они будут
около 30 секунд.
Отснятые кадры хранятся в памяти цифровой камеры. В дешевых
фотоаппаратах обычно используется встроенная память невысокой
емкости, очень редко используются внешние носители (разных
типов и разной емкости). Невозможность поменять память в этих
аппаратах требует постоянного сброса данных на компьютер,
хотя с низким разрешением кадров можно сохранить довольно
много. В аппаратах среднего и полупрофессионального класса
могут быть слоты под разные носители. Используются в основном
Compact Flash (тип 1 и тип 2), более распространенным становится
IBM Microdrive, для тонких фотоаппаратов часто используют
ММС и SD карты. Olympus предпочитает носители SmartMedia,
а Sony продолжает продвигать MemoryStick. Объем носителей
и их стоимость сильно разнятся. Самый емкий носитель на данный
момент — Microdrive, но при этом он поглощает максимальное
количество энергии. Compact Flash достиг объема в 1 Гб, да
и носители других фирм не очень-то отстают по своим параметрам.
Если вы собираетесь ехать далеко от цивилизации, то вам потребуется
запас карт памяти, которые могут стать дороже самого фотоаппарата.
В то же время на одну фотопленку помещается 36 кадров, на
карту же с объемом памяти 1 Гб в 2-мегапиксельной камере поместится
1000 снимков формата Jpeg с аналогичным качеством.
Какой объектив лучше?
В цифровых фотокамерах используется только встроенная оптика.
Исключение составляют некоторые зеркальные цифровые фотоаппараты
для профессионалов, но их стоимость пока превышает $3000.
Но и встроенный объектив может иметь хорошее качество (правда,
это выполняется не всегда).
Объективы цифровых камер отличаются светосилой, диапазоном
фокусировки, типом фокусировки. Чем выше светосила, тем больше
информации об объекте попадет в объектив, тем меньшую выдержку
можно использовать при недостатке освещения, и тем, соответственно,
лучше.
Чем шире диапазон фокусировки (динамический), тем шире диапазон
расстояний, на которых можно делать снимки (от макродистанции
до далекой теледистанции). Есть объективы с постоянным фокусным
расстоянием обычно около 40–70 см, и объективы с зумом (увеличение)
от 2 до 10 крат. При постоянной фокусировке относительно резкими
являются все объекты в пределах какого-то заданного расстояния.
Это обычно требует хороших условий освещения. При динамической
фокусировке камера более точно подстраивается на конкретный
объект, снимать можно в более сложных условиях. В камерах
с автофокусировкой чаще всего используется пассивный автофокус
(требуется хорошая светочувствительность) и активный фотофокус
(использует лампу подсветки, работает в темноте). Самые сложные
системы фокусировки позволяют осуществлять непрерывную фокусировку
подвижных объектов и настраиваться в самых сложных условиях.
В дешевых фотоаппаратах используют объективы с постоянным
фокусным расстоянием, настроенные на фокусировку до бесконечности.
Работа с компьютером
Для переноса кадров на компьютер используются самые разные
интерфейсы. Наиболее медленный RS232 — традиционный СОМ-порт
(встречается уже крайне редко), значительно более скоростной
USB (который, правда, не работает под Windows NT), а также
редко встречающийся FireWare (он есть не на каждом компьютере)
и IrDA.
Большинство камер, кроме фото, могут снимать и видеоизображение
невысокого разрешения. Поэтому в принципе их можно использовать
в качестве РС-камер (при наличии соответствующего программного
обеспечения). Но качество такого видео будет невысоким.
Большинство дешевых цифровых фотокамер позиционируется как
Web-камеры и РС-камеры, но создается впечатление, что это
только из-за их низкого разрешения. Для переноса изображения
с пленочной фотокамеры на компьютер это изображение необходимо
сканировать, тогда как цифровую камеру иногда можно саму использовать
как сканер (например, снимать документы). Так что если вы
сразу рассчитываете поместить снимок в компьютер, то электроника
ускорит этот процесс по сравнению с аналоговым методом.
О настройке цифровых фотокамер
Возможности настройки камер тоже различные. Все цифровые камеры
позволяют снимать в автоматическом режиме. Однако в одних
это подразумевает какие-то зашитые установки (дешевые «мыльницы»),
другие же действительно настраиваются автоматически (аппараты
бизнес-класса). Более продвинутые камеры позволяют устанавливать
некоторые параметры вручную, в самом лучшем случае можно перейти
на полностью ручную установку. Конечно, диапазон как автоматических,
так и ручных установок может меняться в зависимости от вида
камеры довольно значительно.
Здесь стоит отметить такой параметр, как баланс белого. При
различном освещении (дневное, лампы накаливания, лампы дневного
света, сумерки и т.д.) один и тот же предмет выглядит по-разному.
Желтые цвета, отчетливые на солнце, малозаметны при лампах
дневного света. Это происходит из-за того, что спектр света
неоднороден, и белый цвет имеет разную цветовую температуру.
Камеры позволяют установить цветовую температуру для получения
максимального соответствия реальности. Самый простой вариант
— автоматический баланс белого. Он обычно устанавливается
по самому яркому объекту, но если этот объект не белый, то
может возникнуть ошибка. Для устранения этой ошибки некоторые
камеры позволяют проводить предустановку баланса белого перед
съемкой, задавая его принудительно. Чем больше вариантов баланса
белого, тем лучше. Наиболее продвинутые камеры устанавливают
дополнительно пользовательские варианты, откалиброванные заранее.
Отдельные модели могут снять последовательно три кадра с разным
балансом белого (так называемый брекетинг баланса белого),
в расчете на то, что хотя бы один из снимков подойдет.
Отдельно проводится настройка светочувствительности камеры.
Чем шире этот диапазон, тем шире возможности съемки. Обычная
светочувствительность эквивалентна 80-200 ISO. Существуют
модели с очень высокой чувствительностью, предназначенные
для специальных съемок. Но чаще всего высокая чувствительность
означает низкое разрешение (и более низкое качество снимков
с высоким разрешением). Некоторые камеры могут менять чувствительность
(автоматически или вручную от 100 до 400, иногда 800 ISO).
Увеличение чувствительности происходит на стадии обработки
информации с матрицы путем простого усиления. Одновременно
с полезным сигналом усиливаются и шумы; так как при установке
высокой чувствительности шумы матрицы возрастают, то злоупотреблять
этим нельзя. Но в любом случае возможность быстрой смены чувствительности
матрицы — это явное преимущество перед пленочной фотографией,
в которой надо менять пленку для смены чувствительности.
Разновидности цифровых камер
С развитием технологий любые устройства дешевеют. Это связано
как с развитием производства (уменьшение себестоимости), так
и с выпуском более мощных устройств (маркетинговое понижение
цены). В последнее время на нашем рынке (с некоторым опозданием
относительно мирового) одновременно с З-4-мегапиксельными
матрицами появилось большое количество дешевых цифровых камер
(минимальная цена которых уже составляет около $50!). Это
уже стало доступным для широких слоев населения, а судя по
рекламе, недорогие цифровые камеры обходятся даже дешевле
пленочных.
Все цифровые камеры условно (очень условно!) можно разделить
на пять групп.
1. Самые простые цифровые «мыльницы» (камеры типа «навел и
снял»). Низкое разрешение (до 1 млн. пикселов) — обычно кадры
640х480, иногда 800х600, 1024х800. Слабая цветопередача (8
бит). Практически отсутствуют настройки. Обычно в них установлена
постоянная фокусировка на бесконечность. Автоматический баланс
белого. Часто используются как РС-камеры для участия в видеоконференциях.
Подключаются к компьютеру чаще всего по USB (СОМ встречается
редко). Кадры сохраняются сильно сжатыми в формате Jpeg, обычно
записываются на встроенную память. Нет ЖК-экрана. Вспышка
иногда все-таки есть. Цена — от $50 до $150. Но рекомендовать
для приобретения можно только как игрушку.
2. «Мыльницы» с некоторыми дополнительными настройками. В
них уже появляется ЖК-экран (для настройки и просмотра изображений).
Объективы с постоянным фокусным расстоянием. Используется
цифровой зум. Изредка возможность экспокоррекции. Но ручных
настроек пока нет, используется только одна чувствительность.
Цена — от $150 до $250.
Для профессионального использования в допечатной подготовке
различных изданий по своим параметрам наиболее пригодны следующие
виды цифровых фотокамер, которые различаются как по своим
функциям, так и по цене.
3. «Мыльницы» бизнес-класса с реальным качеством снимков.
Разрешение 2 млн. пикселов. ЖК-экран, зум-объектив. Хорошее
автоматическое определение экспозиции и фокусировки. Некоторые
дополнительные настройки (выбор варианта из встроенного набора
сюжетных программ, баланс белого, экспокоррекция). Иногда
возможно сделать запись видеороликов приемлемого качества.
Запись информации осуществляется на карту памяти. Возможность
работы с компьютером. Фокусировка возможна ручная (пока несколько
шагов). Цена — от $400 до $500.
4. Полупрофессиональные камеры: с матрицей от 2 млн. до 4
млн. пикселов (в среднем 3 млн. пикселов). Увеличение — до
10х (это уже полноценные объективы с асферическими элементами
и просветляющим покрытием). Имеются широкие возможности ручной
настройки. Большой выбор режимов работы. Выбор чувствительности.
Возможность подключения интеллектуальных фотовспышек (встроенная
вспышка многорежимная). Сохранение кадров высокого качества
(вплоть до формата TIFF). Цена — от $500.
5. Цифровые зеркальные камеры со сменной и несменной оптикой:
разрешение свыше 3 млн. пикселов (пока до 6 млн.), АЦП 12–14
бит. Практически неограниченные возможности автоматической
и ручной съемки. Цены свыше $1500, а стоимость камер со сменными
объективами — свыше $3000.
Цифровые зеркальные фотокамеры особенно рекомендуются для
подготовки полноцветных иллюстрированных журналов и других
изданий, в которых используются качественные цветные фотографии.
Роман Гойдин, журнал «Потребитель» 
