Как узнать размер пикселя матрицы

Виды матриц в зависимости от их размера. Главная и побочная диагонали. След матрицы.

Пусть задана некая матрица $A_{m\times n}$. Если $m=1$ (матрица состоит из одной строки), то заданную матрицу называют матрица-строка. Если же $n=1$ (матрица состоит из одного столбца), то такую матрицу называют матрица-столбец. Например, $\left( \begin{array} {ccccc} -1 & -2 & 0 & -9 & 8 \end{array} \right)$ – матрица-строка, а $\left( \begin{array} {c} -1 \\ 5 \\ 6 \end{array} \right)$ – матрица-столбец.

Если для матрицы $A_{m\times n}$ верно условие $m\neq n$ (т.е. количество строк не равно количеству столбцов), то часто говорят, что $A$ – прямоугольная матрица. Например, матрица $\left( \begin{array} {cccc} -1 & -2 & 0 & 9 \\ 5 & 9 & 5 & 1 \end{array} \right)$ имеет размер $2\times 4$, т.е. содержит 2 строки и 4 столбца. Так как количество строк не равно количеству столбцов, то эта матрица является прямоугольной.

Если для матрицы $A_{m\times n}$ верно условие $m=n$ (т.е. количество строк равно количеству столбцов), то говорят, что $A$ – квадратная матрица порядка $n$. Например, $\left( \begin{array} {cc} -1 & -2 \\ 5 & 9 \end{array} \right)$ – квадратная матрица второго порядка; $\left( \begin{array} {ccc} -1 & -2 & 9 \\ 5 & 9 & 8 \\ 1 & 0 & 4 \end{array} \right)$ – квадратная матрица третьего порядка. В общем виде квадратную матрицу $A_{n\times n}$ можно записать так:

Говорят, что элементы $a_{11}$, $a_{22}$, $\ldots$, $a_{nn}$ находятся на главной диагонали матрицы $A_{n\times n}$. Эти элементы называются главными диагональными элементами (или просто диагональными элементами). Элементы $a_{1n}$, $a_{2 \; n-1}$, $\ldots$, $a_{n1}$ находятся на побочной (второстепенной) диагонали; их называют побочными диагональными элементами. Например, для матрицы $C=\left(\begin{array}{cccc}2&-2&9&1\\5&9&8& 0\\1& 0 & 4 & -7 \\ -4 & -9 & 5 & 6\end{array}\right)$ имеем:

Элементы $c_{11}=2$, $c_{22}=9$, $c_{33}=4$, $c_{44}=6$ являются главными диагональными элементами; элементы $c_{14}=1$, $c_{23}=8$, $c_{32}=0$, $c_{41}=-4$ – побочные диагональные элементы.

Сумма главных диагональных элементов называется следом матрицы и обозначается $\Tr A$ (или $\Sp A$):

Например, для матрицы $C=\left(\begin{array} {cccc} 2 & -2 & 9 & 1\\5 & 9 & 8 & 0\\1 & 0 & 4 & -7\\-4 & -9 & 5 & 6 \end{array}\right)$ имеем:

Понятие диагональных элементов используется также и для неквадратных матриц. Например, для матрицы $B=\left( \begin{array} {ccccc} 2 & -2 & 9 & 1 & 7 \\ 5 & -9 & 8 & 0 & -6 \\ 1 & 0 & 4 & -7 & -6 \end{array} \right)$ главными диагональными элементами будут $b_{11}=2$, $b_{22}=-9$, $b_{33}=4$.

Сколько же Вам мегапикселей вообще нужно

Где вы чаще всего смотрите фотографии? На экране монитора. А какое у вас разрешение монитора?
Вот у меня, к примеру два монитора.
Один 1280×1024, а второй 1680×1050 пикселей.
Догадайтесь, какой из них основной.

Так вот первый 1.3 Мпикс, а второй 1.76 Мпикс!
Мегапиксель по маркетинговой стратегии заданной еще в своё время Kodak в первых цифровых сенсорах равняется 1 000 000 пикс, а не 1024 * 1024 как во всем остальном мире.

Когда я смотрю фото, вьюер (ух какое слово, программа просмотра фото) масштабирует картинку по ширине моего экрана. Это логично тк я хочу сразу видеть всё фото.
Таким образом я и использую для просмотра фото 1.3 Мпикс в основном. Вы чувствуете разницу с теми 22 Мпикс из которых состоит фото моей камеры?

Я просматриваю свои фото через окошечко в 17 раз меньше размера фото.
Иначе говоря, если я буду снимать только для просмотра на своём мониторе и буду нормально составлять композицию кадра (без лишних краёв), то мне хватит 2 Мпикс.

Вы уже, наверное, забыли камеры 2 Мпикс, а я на них снимал коммерческое фото. И даже печатал с них фото в глянцевом каталоге (правда, небольшие фото 3×4см, каталог товаров).

Вы сейчас наверняка скажете — а как же моя возможность кадрировать кадр в фотошопе? Во многом ваша необходимость кадрировать связана с плохим построением композиции кадра. Чем больше вас будет баловать избыточное разрешение, тем хуже вы будете снимать.
Сравнивать с упомянутыми мастерами, снимающими на 80 Мпикс цифрозадники было бы неумно тк они используют разрешение по полной программе, без избыточного кадрирования. Для плакатов во всю стену дома, фотогалерей с их фотокартинами шириной в несколько метров это разрешение очень даже нужно и даже не всегда достаточно, если не масштабировать снимок.

А какое, кстати, у таких фотокартин разрешение?

Мировой стандарт на печать — 300dpi (dots per inch = точек на дюйм). Примерно столько способен различить человеческий глаз с расстояния 25-30см.
Вот беру я свой кадр 22 Мпикс (5616 х 3744 пикселей) и выставляю ему вместо камерных 240 dpi, печатных 300 dpi.
Вместо печатного размера 60×40см мой печатный размер уменьшается до 47.55 х 31.7 см. Уже совсем и не много.
Какие тут плакаты 3 х 6 м…

Если говорить про плёнку, которую используют многие пейзажисты, то достаточно на мой взгляд будет упомянуть, что со среднеформатного слайда можно вытащить все 100 Мпикс. Причем честных, а не «раздутых», как в современных любительских камерах.

Но тут кроется еще одна хитрость.

Размер пикселя и разрешение матрицы цифровой камеры

Принимая решение, какую купить цифровую камеру для телескопа или цифровую камеру для микроскопа, Вы можете заметить, что в описании их технических характеристик указан такой параметр как размер пикселя. Давайте разберемся, за что отвечает данная величина, и какой цифровой камере в таком случае следует отдать предпочтение.

Прежде всего, считаем, что нужно дать определение термину «пиксель». Понятие пиксель происходит от английского словосочетания picture element, что в переводе означает «элемент изображения». Так, говоря о пикселях, мы имеем в виду точки, образующие изображение на экране монитора. И отметим, что в формировании снимка, сделанного цифровой камерой, может участвовать даже несколько миллионов подобных точек.

А теперь давайте выясним, на что влияет размер этой точки, т.е. пикселя. От физического размера пикселя зависит количество собираемого им света. Поэтому чем крупнее пиксель, тем, соответственно, больше его площадь, а, значит, и количество собранного света. Таким образом, получаем, что чем больше физический размер пикселя, тем выше светочувствительность матрицы и лучше соотношение сигнал/шум.

Также заметим, что цифровые компактные фотоаппараты, которые часто еще называют мыльницами или цифромыльницами, при одинаковом количестве пикселей имеют гораздо меньшие размеры матрицы, чем обычные цифровые камеры. По этой причине мы получаем меньшие физические размеры пикселей на матрицах цифромыльниц. Таким образом, мы видим, что размеры пикселей оказывают существенное влияние на качество получаемого изображения, количество шумов и динамический диапазон. Отметим, что в пленочной фотографии шумы также еще могут называть «вуалью».

Так от физического размера пикселей зависит:

• Количество информации, попадающей на него
• Динамический диапазон матрицы
• Шумы

Нельзя ожидать, что решив купить цифровую камеру для телескопа или микроскопа с небольшим физическим размером матрицы и большим количеством пикселей, Вы получите качественный снимок.

Следует понимать, что чем меньшие размеры пикселя матрицы цифровой камеры, тем раньше проявляется дифракция, и получаемое изображение начинает мылить (собственно, отсюда и происходит название «мыльница»).

Сегодня производители цифровых камер предлагают цифровые камеры с разрешением, которое может достигать даже десятков миллионов пикселей. Чем большее количество пикселей указано в технических параметрах цифровой камеры для микроскопов и телескопов, тем большим будет разрешение матрицы цифровой камеры, а, следовательно, тем выше будет детализация полученного снимка.

Вывод:

Итак, при выборе цифровой камеры для микроскопа или телескопа рекомендуем Вам учитывать, что:

1. Чем больше физический размер пикселя, => тем большее количество информации на него попадает, и тем больше будет динамический диапазон матрицы, и меньше будут сказываться шумы.
2. Чем выше разрешение матрицы, => тем более четкое и детализированное изображение Вы получите и, тем большего размера фотографию будет возможно напечатать без ощутимой потери качества.

opticalmarket.com.ua

Как влияет расстояние просмотра снимка на резкость

На самом деле это крайне важный параметр. Так уж получилось, что мы не орлы и не видим мельчайших деталей на большом расстоянии. Таким образом есть мнение, что нет смысла печатать избыточную информацию на снимке, которую всё равно с заранее известного расстояния никто не увидит.
Так, обычные снимки 10×15см смотрят вблизи, с расстояния 25-30см. Но снимки 40×60см уже смотрят с расстояния примерно 1м хотя бы по причине, что неудобно вращать головой, чтобы рассмотреть все края изображения. Да и рассматривая кусками не получить впечатления обо всем снимке.
Вот этот момент даёт возможность сильно «экономить» на разрешении.
По этой причине, например, журналы чаще всего печатают с разрешением 300dpi, а баннер 3×6м печатают с разрешением 150dpi и менее. Всё равно никто не сможет подойти ближе и рассмотреть мелкие детали.
Вот поэтому большой плакат часто проще снять на камеру с низким разрешением, нежели разворот глянцевого журнала.

Вернемся к монитору.
Процитирую брошюру Carl Zeiss:

«Если у монитора 1200 пикселей, размещенных на высоте картинки 32.4см, то у него 3.7 пикселя/мм.
Таким образом разрешение монитора 2 линии/мм.

При просмотре картинки на мониторе с расстояния 50см, максимальная разрешаюшая способность глаза 4 линии/мм. Т.е. глаз потенциально может увидеть в 2 раза больше, чем может отобразить монитор!
По этой причине изображения увеличенные на мониторе до 100% никогда не будут нам казаться абсолютно резкими.»
«How to read MTF curves», Carl Zeiss Camera Lens Division

Чтобы резкое изображение было для нас резким и на мониторе, нужно, чтобы разрешение монитора совпадало с разрешением глаза. Иначе говоря нужно отодвинуться на в 2 раза бОльшее растояние. На расстоянии 1м до данного монитора разрешающая способность глаза и монитора совпадут и мы сможем увидеть абсолютно резкие снимки (там где они есть).

Физический размер

В водомере Вентури St и SK непосредственно определяются его физическими размерами.
 

Предположите, что все основные параметры дрейфового транзистора включая и физические размеры, известны. Получите выражение для уровня тока, вплоть до которого могут быть полностью использованы преимущества, связанные с наличием поля в области базы.
 

В эти параметры входят общая геометрия структуры резервуара, его физические размеры, начальное содержание в нем жидкостей и их распределение, пористость и проницаемость породы коллектора, соотношение насыщения и проницаемости, состав нефти, природа газа в растворе, пластовая температура, начальное пластовое давление, давление насыщения нефти газом, характеристика подстилающих водоносных горизонтов, если таковые существуют, а также постоянство или изменчивость продуктивного горизонта в пределах подземного резервуара.
 

Важной особенностью микроэлектроники является разработка и внедрение методов предельного уменьшения физических размеров элементов микросхемы: микрорезисторов, диодов, транзисторов. Это приводит к увеличению функциональных возможностей микросхем, повышению их надежности и быстродействия, снижению потребления энергии.
 . В эти параметры входят общая геометрия структуры резер вуара, его физические размеры, начальное содержание в не; жидкостей и их распределение, пористость и проницаемост породы коллектора, соотношение насыщения и проницаемое состав нефти, природа газа в растворе, пластовая температур начальное пластовое давление, давление насыщения нефти газок характеристика подстилающих водоносных горизонтов, есл таковые существуют, а также постоянство или изменчивост продуктивного горизонта в пределах подземного резервуара.
 

В эти параметры входят общая геометрия структуры резер вуара, его физические размеры, начальное содержание в не; жидкостей и их распределение, пористость и проницаемост породы коллектора, соотношение насыщения и проницаемое состав нефти, природа газа в растворе, пластовая температур начальное пластовое давление, давление насыщения нефти газок характеристика подстилающих водоносных горизонтов, есл таковые существуют, а также постоянство или изменчивост продуктивного горизонта в пределах подземного резервуара.
 

Соотношение в таком виде во времени более широко употребимо, а физические размеры могут быть исчислены на основе этого применительно для того или другого периода.
 

Кроме того, тепловое расширение при возрастании температуры непосредственно влияет на физические размеры системы и, следовательно, на утечку нейтронов.
 

При таком подходе можно учесть все побочные явления, связанные с физическими размерами общего соединения. Однако, когда собственное его влияние относительно мало, ур-ние (16.04.17) вместе с возможными коррекциями, учитывающими любую параллельную проводимость, о которой известно, что она подключена а входы фильтров, должны давать очень хорошую оценку мдаимой части проводимости Ут.
 

При таком подходе можно учесть все побочные явления, связанные с физическими размерами общего соединения. Однако, когда собственное его влияние относительно ало, ур-ние (16.04.17) вместе с возможными коррекциями, учитывающими любую параллельную проводимость, о которой известно, что она подключена а входы фильтров, должны давать очень хорошую оценку мнимой части проводимости YT.
 

Рассматривая различные приемы композиции внутренних лестниц, нужно отмстить, что их физические размеры не позволяют в обычных условиях воспринимать их полностью с какой-то одной стабильной точки. Между тем открытая деревянная лестница выглядит эффектнее и подобно красивой мебели служит украшением помещения. Впечатление от таких лестниц, рассматриваемых имеете с другими деревянными элементами интерьера — стенами, плафоном, дверьми, окнами и декоративными деталями, — формирует целостное впечатление об его архитектуре. Учитывая это, архитекторы в необходимых случаях отдают предпочтение открытым лестницам.
 

Эффективность ударного уширения полос молекулами постороннего газа зависит в некоторой степени от физического размера — чем больше молекула, тем больше влияние.
 

Обозначение матриц

Обозначают размер фотосенсора обычно как дробь дюйма. Например, 1/1.8 дюйма. Такое значение больше реальной диагонали матрицы, для которой это обозначение применяется.

Это обозначение прижилось еще в 50-х годах прошлого века. Тогда это значение применялось для обозначения размера передающей трубки (круглой), которая называлась «видикон». С тех пор и называются эти дюймы — «видиконовские». Тогда было установлено, что полезное изображение по диагонали примерно равно 2/3 диаметра трубки. Потому что прямоугольное изображение помещалось в кругу передающей трубки.

Внешний вид видикона и определение диагонали

Применяются таблицы соответствия значения в дюймах и соотношения сторон фотосенсора в миллиметрах.

Размеры матрицы могут быть указаны в спецификации как диагональ в дюймах, или можно воспользоваться значением кроп-фактора для определения диагонали, а для нахождения кроп-фактора используйте значение фокусного расстояния.

Узнать величину фотосенсора можно по коэффициенту (кроп-фактор), который показывает во сколько раз диагональ матрицы меньше диагонали кадра пленки в 35 мм. А вот для вычисления этого коэффициента можно использовать значения фокусного расстояния и эквивалентного фокусного расстояния (ЭФР). Обычно они обозначаются как две пары чисел (фокусное расстояние должно быть написано на объективе), например, F=18-55 мм. Эквивалентное фокусное расстояние так же обозначается парой чисел Feq=28-84 мм. Теперь берем соответствующие числа и делим, например, 28/18 или 84/55. В результате получим коэффициент, который мы и искали (кроп-фактор), равным 1,53. И можно воспользоваться таблицей для определения физического размера фотоэлемента. Получим, что на фотокамере используется матрица APS 23х15 мм.

Эти отношения площади различных по размеру фотосенсоров (смотрите рисунок) могут примерно показать вам, насколько реальная чувствительность будет различаться у разных фотокамер, какие будут шумы, где и почему большие габариты фотоаппарата.

Чем больше размер сенсора, тем должна быть и больше оптика для обслуживания такой матрицы, поэтому фотоаппараты с большим фотосенсором и сами по размеру больше.

vybrat-tekhniku.ru

Цветовые модели.

Одной из наиболее распространенных цветовых моделей является RGB-модель ( Red – красный, Green – зеленый, Blue — синий). А принцип смешивания основных цветов называют аддитивным ( с суммированием цветов, когда интенсивности каждого из основных цветов суммируются для получения результирующего).

RGB-модель используется для отображения светящихся объектов, таких как экран телевизора, мониторы компьютеров.

Другая не менее распространенная цветовая модель — это CMYK-модель. В ее основу положены следующие цвета: Cyan — голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый. В принципе этих трех цветов достаточно для получения всех цветов. Черный цвет должен получаться (так же, как и белый в RGB-модели) путем смешивания всех основных цветов. Однако на практике идеально черный цвет получить путем смешивания всех основных цветов не удается, в лучшем случае можно получить грязно-коричневый цвет. Это вызвано тем, что красители идеально чистых основных цветов получить не возможно. Поэтому к этой модели добавляют еще черный — Key (ключевой) цвет. Кроме того для получения черного цвета в этой модели потребовалось бы в три раза больше красителей, в то же время имеются природные красители уже достаточно черного цвета, такие, как сажа.

Рис.1. Цветовые модели RGB и CMYK.

CMYK-модель широко используется в полиграфии. При печати цветных изображений используется 4 печатные машины, каждая печатает свой цвет. Эта модель в отличие от RGB-модели является не суммирующей, а цветоразностной. При ее воспроизведении используется т. н. субтрактивный синтез. Дело в том, что рассматривая изображение на бумаге мы видим отраженные лучи света. При отражении от бумаги часть света поглощается, а часть отражается. Так вот поглощаются как раз цвета основные для RGB-модели, а отражаются т. н. дополнительные. Так желтый цвет — дополнительный к синему, пурпурный — дополнительный к зеленому, голубой — к красному. В этой модели цвета определяются путем вычитания из белого определенных участков цветового спектра, поэтому она и называется цветоразностной.

Эти две модели несколько отличаются друг от друга по степени передачи цветов. Цветовой моделью CMYK воспроизводится меньший диапазон цветов, чем RGB-моделью. Если ввести понятие цветового охвата, то его условно можно изобразить, см. рис.2.

Рис.2. А – цветовой охват человеческого глаза, В – охват цветного монитора, С – охват при цветной печати.

Вернемся к матрице. Для создания матрицы, чувствительной к цветам над пикселями располагаются светофильтры трех цветов, каждый из которых пропускает только свет своего основного цвета. Пиксел воспринимает монохроматический (только одного цвета) свет. Вообще ПЗС-элемент матрицы чувствителен ко всем цветам почти одинаково. Он воспринимает яркость света, интенсивность светового потока. Далее нужно сигналы от этих пикселов, каждый по своему каналу передать на выход, а при воспроизведении цвета смешать по определенному закону. Так делается в телевизоре, где мы имеем три луча в электронно-лучевой трубке, каждый из которых попадает на люминофор своего цвета.

Светофильтры располагаются над пикселами, создавая своеобразную мозаику. Схема расположения светофильтров носит название мозаичных светофильтров.

В настоящее время самой распространенной схемой расположения светофильтров является Байеровская схема. Об этом речь в следующей статье.

Прирост мегапикселей и его влияние на размер кадра

Я не знаю, обратили ли вы внимание на то, что при увеличении количества мегапикселей размер кадра растёт весьма несущественно. Дело в том, что мегапиксель это параметр площади матрицы и соответственно связан с линейными размерами матрицы через ширина * высоту

Т.е. кадр по длинной стороне с приростом мегапикселей растёт весьма неохотно, а этот параметр существенно влияет на разрешение по высоте и соответственно на размер снимка, который вы можете напечатать без потери деталей.

Прирост мегапикселей и его влияние на размер кадра

Здесь видно, что при 10 Мпикс камеры мы имели в районе 4000 пикс по длинной стороне кадра, а при 21 Мпикс это значение в районе 5600 пикс.

И если 5600 пикс на 21 Мпикс камере нам давало отпечаток 47×31см (300dpi), то на 10 Мпикс камере мы получим отпечаток 34×22.5см. Т.е. двукратное увеличение мегапикселей дало нам увеличение кадра по длинной стороне на 38% или 13см. Не так уж и много! Я уверен, что вас не впечатлит увеличение размера снимка, но впечатлит разница в цене между 10 Мпикс камерой и 21 Мпикс камерой.

Вывод: для существенного увеличения размера снимка количество мегапикселей должно увеличиться в 4 раза!
Это даст увеличение снимка в 2 раза.
А теперь подумаем, стоит ли расстраиваться владельцам топовой камеры Canon 1D X из-за того, что в ней 18 Мпикс, а в любительской Canon 5D mark III — 21 Мпикс.
44×30см отпечаток при 300dpi против 47×31см. 3 сантиметра больше по ширине и 1см по высоте…Уверен, вы не заметите разницы.

DLA и дифракционный лимит

Мне иногда кажется, что все про это знают. Но статью будут читать и начинающие фотографы и фотографы, которые снимали на плёнку, когда этот момент был не столь важен. Так что для полноты статьи напишу.

Итак, у нас есть оптическая система, называемая объектив. В ней наличествует диафрагма, при прохождении которой в объективе возникает дифракция световых волн.

Зеленой линией помечено распределение интенсивности света.

Дифракционный предел был открыт 1873 году Эрнстом Аббе. Дифракционный предел — минимально возможный размер светового пятна, которое можно получить, фокусируя электромагнитное излучение (свет) заданной длины волны в среде с показателем преломления n:

В нашем случае мы получаем на матрице камеры так называемый диск Эйри.

диск Эйри, Airy disc

Размер диска и в частности его радиус, который нам понадобится для вычислений, принято мерить по первому световому кольцу, на которое приходится около 80% интенсивности света.

λ — длина волны света. Если у нас белый свет, то все длины волн будут создавать диски разного размера, ухудшая ситуацию (видимый свет от 400 nm синий до 700 nm красный). Сильнее страдает красный свет.D — диаметр диафрагмыF — фокусное расстояние

Это явление накладывает на нас два ограничения.

1. Каждая точка объекта съемки на матрице камеры создаёт такой рисунок. Если два диска Эйри будут расположены слишком близко друг к другу, то 2 точки будут восприниматься, как одна.

По формуле видно, что при увеличении значения диафрагмы, растёт радиус диска Эйри.
И происходит сливание дисков Эйри в один объект. Т.е. точка перестает быть точкой на изображении. Это явление дифракции, которое и снижает разрешение объектива при достижении определенной диафрагмы. Оно назвается (Diffraction Limited Aperture).
Оно существует для каждого оптического прибора, но если результат мы проецируем на некий носитель (пленку или матрицу или глаз), то накладывается еще одно ограничение.Критерий Релея: предел при котором два диска считаются еще разделимы визуально — радиус диска Эйри. Если расстояние между их центрами меньше радиуса, то разрешение объектива падает.

И в принципе это явление не имеет отношения к матрице камеры. Совсем не имеет, пока мы не начали разделять получившуюся картинку на цифровые пиксели.

И вот если мы начали оцифровывать сигнал с помощью пикселей, то получаем такие правила.

Если пиксель больше диска Эйри, то значит сенсор не способен использовать всё разрешение, которое предоставляет ему объектив и считается, что система ограничена разрешением.

Если пиксель меньше диска Эйри, то дополнительного разрешения мы не получаем, а вот система становится ограниченной явлением дифракции, которая возникает в объективе.

Размер диска Эйри существенно уменьшается при открытии диафрагмы, но там вступают в силу ХА ( хроматические аберрации), которые тоже существенно снижают разрешение объектива.

Тип CMOS или КМОП

Отличительной чертой CMOS-матриц можно считать низкое энергопотребление, что является неоспоримым плюсом.

К особенностям данной технологии можно отнести:

• Произвольное считывание ячеек, что позволяет получать высококачественное несмазанное изображение;
• Отсутствие «вертикальных столбцов света», возникающих из-за яркости точечных объективов;
• Доступность цены;
• Низкая чувствительность матрицы из-за сниженной площади светочувствительного элемента, что является небольшим минусом;
• Низкое время сканирования, из-за чего объекты, расположенные в качестве, периодически могут искажаться;
• Обработка картинки на пикселе, повышающая число помех.

Устройство одного пикселя матрицы

Архитектура пикселей у производителей разная. Для примера здесь приводится архитектура ПЗС-пикселя.

Пример субпикселя ПЗС-матрицы с карманом n-типа

Схема субпикселей ПЗС-матрицы с карманом n-типа (на примере красного фотодетектора)

Обозначения на схеме субпикселя ПЗС-матрицы — матрицы с карманом n-типа:1 — фотоны света, прошедшие через объектив фотоаппарата;2 — ;3 — R — красный светофильтр субпикселя, фрагмент фильтра Байера;4 — прозрачный электрод из поликристаллического кремния или сплава индия и оксида олова;5 — оксид кремния;6 — кремниевый канал n-типа: зона генерации носителей — зона внутреннего фотоэффекта;7 — зона потенциальной ямы (карман n-типа), где собираются электроны из зоны генерации ;8 — кремниевая подложка p-типа.

Микролинза субпикселя

Основная статья: Микролинзы

Буферные регистры сдвига на ПЗС-матрице, равно как и обрамление КМОП-пиксела на КМОП-матрице «съедают» значительную часть площади матрицы, в результате, каждому пикселю достаётся лишь 30 % светочувствительной области от его общей поверхности. У матрицы с полнокадровым переносом эта область составляет 70 %. Именно поэтому в большинстве современных ПЗС-матриц над пикселем устанавливается микролинза. Такое простейшее оптическое устройство покрывает бо́льшую часть площади ПЗС-элемента и собирает всю падающую на эту часть долю фотонов в концентрированный световой поток, который, в свою очередь, направлен на довольно компактную светочувствительную область пиксела.

Что такое физическое разрешение матрицы

Разрешением изображения называют общее количество пикселей, из которых оно состоит. Чем выше это разрешение, тем больше деталей может воспроизвести проектор и тем качественнее будет картинка. Разрешение проекторов определяется количеством ячеек и микрозеркал LCD и DLP-матриц: Ячейки бывают разного размера, поэтому разные матрицы с одной диагональю могут иметь разное разрешение.

Формат изображения — это фактическое соотношение сторон кадра. Наиболее распространены форматы 4:3, 16:9 и 16:10. Формат 4:3 наиболее распространен в телевещании, однако цифровой телесигнал в качестве HDTV обычно транслируется в формате 16:9. Кроме того, форматы 16:9 и более редкий 16:10 используется в киноиндустрии. Матрицы формата 4:3 могут воспроизводить изображение с соотношением сторон 16:9 или 16:10 и наоборот. В таком случае возможны два варианта: изображение может подгоняться под стандартный для проектора формат, т.е. искажаться; изображение остается без искажений, однако используется не вся поверхность матрицы.

По поддерживаемому разрешению современные проекторы можно условно разделить на несколько групп:

sites.google.com

Что такое резкость и что такое достаточная резкость

Для того, чтобы определить разрешение новых объективов некоторое время назад были придуманы фотографические миры.

Качество объектива определялось в частности его разрешением, а разрешение — способностью отобразить мелкие штрихи фотографической миры. Но кто будет определять различимы штрихи или уже нет?
Вот от этого наблюдателя и зависели результаты определения разрешения.

Глаза у нас у всех разные и понятие о резком кадре, как бы это не было странно — разные. Для одного кадр резкий, а для другого нерезкий.

Были придуманы также дополнительные параметры, такие как lp/mm (Line Pairs per Millimeter, линии на мм). Это был первый этап.

Кроме того, различимость линий зависит от их контрастности. И дальнейшее развитие численной системы оценки качества объектива привело к появлению MTF (Modulation Transfer Function — Функция передачи модуляции, она же Частотно-контрастная характеристика)

Понятие резкость состоит из двух частей — разрешения и чёткости.
Если разрешение зависит от связки камера + объектив, то чёткость или контраст вполне могут быть усилены микропрограммой камеры или при использовании графического редактора.

Что изменилось на более резкой картинке? Разрешение? Нет. Повысилась чёткость вследствие применения нерезкой маски (sharpen) в Adobe Photoshop.

Это один из способов обмана покупателей цифровых фотокамер. Нежели увеличивать размер матрицы или ставить более дорогие объективы на камеру, проще ввести некоторый шарпинг (sharping) и у пользователя создастся впечатление, что новая камера выдаёт более резкий снимок.

Но попутно мы приходим к тому, что в большинстве ситуаций нам не нужно так много мегапикселей. Если мы печатаем большие форматы, то вполне можем повысить четкость изображения программным методом и снизить общее разрешение ввиду того, что большой формат люди обычно не смотрят вблизи.

Третий вопрос.

Типы матриц по применяемой технологии код

• ПЗС-матрица (CCD, «Charge Coupled Device»);
• КМОП-матрица (CMOS, «Complementary Metal Oxide Semiconductor»);
• SIMD WDR (Wide dynamic range) — разновидность КМОП матрицы с иным обрамлением пиксела;
• Live-MOS-матрица — МОП матрица, с более простой структурой пиксела, чем КМОП;
• Super CCD-матрица — разновидность ПЗС матрицы с разными размерами элементов;
• QuantumFilm-матрица на основе квантовых точек, пока не реализована в массовом оборудовании;

Долгое время ПЗС-матрицы были практически единственным массовым видом фотосенсоров. Реализация технологии Active Pixel Sensors около 1993 года и дальнейшее развитие технологий привели в итоге к тому, что к 2008 году КМОП-матрицы стали практически альтернативой ПЗС.

ПЗС-матрица | код

Основная статья: ПЗС-матрица

ПЗС-матрица (CCD, «Charge Coupled Device») состоит из светочувствительных фотодиодов, выполнена на основе кремния, использует технологию ПЗС — приборов с зарядовой связью.

КМОП-матрица | код

Основная статья: КМОП-матрица

КМОП-матрица (CMOS, «Complementary Metal Oxide Semiconductor») выполнена на основе КМОП-технологии. Каждый пиксел снабжён усилителем считывания, а выборка сигнала с конкретного пиксела происходит, как в микросхемах памяти, произвольно.

SIMD WDR (Wide dynamic range) матрица, также выполненная на основе КМОП-технологии, имеет в обрамлении каждого пиксела ещё и автоматическую систему настройки времени его экспонирования, что позволяет радикально увеличить фотографическую широту устройства.

Live-MOS-матрица | код

Основная статья: Live-MOS-матрица

Создана и применяется компанией Panasonic. Выполнена на основе МОП-технологии, однако содержит меньшее число соединений для одного пикселя и питается меньшим напряжением. За счёт этого и за счёт упрощённой передачи регистров и управляющих сигналов имеется возможность получать «живое» изображение при отсутствии традиционного для такого режима работы перегрева и повышения уровня шумов.

Super CCD-матрица | код

В фотоаппаратах фирмы Fujifilm применяются матрицы, получившие название «Super CCD», в которых присутствуют зелёные пиксели двух различных размеров: большие, для малых уровней освещённости, и малые, совпадающие по размеру с синими и красными. Это позволяет увеличить фотографическую широту матрицы на величину до 4-х ступеней.

Технологическая начинка видеокамеры

Когда меня спрашивают, на какие технические параметры и компоненты стоит обращать внимание при выборе видеокамеры, то я отвечаю, что для каждой камеры (аналоговой, цифровой, HD) существует единая стандартная база. Именно эти компоненты играют важнейшую роль в качестве съемки, работоспособности и мощности аппарата

Думаю, вам тоже будет интересно узнать о них:

• Объектив – составляющая видеокамеры, отвечающая за собирание и передачу визуализированной картинки на чувствительную к свету матрицу;
• Матрица – компонент, преобразующий переданный объективом оптический луч в электрический импульс;
• Обрабатывающий и передающий видеосигнал процессор, помогающий перемещать электрический импульс на различные устройства записывания и просмотра.

Конечно же, технологический прогресс развивается со скоростью света, поэтому функционал камер значительно расширился. Ответ на вопрос, из чего состоит цифровая видеокамера, не может быть однозначным, ведь различные бренды выпускают аппараты с различным набором компонентов.

В расширенный компонентный набор может входить:

• ИК-подсветка, отвечающая за качество получаемого изображения в темноте;
• Поворотный механизм, позволяющий с легкостью управлять подвижными камерами;
• Центральный процессор, в котором располагаются интеллектуальные модули, детекторы движения, происходит обработка и сжатие HD-качества;
• Кратный зум – встречается двух видов, оптический и цифровой. Для любительской видеосъемки больше подходит оптический ZOOM. В данном случае оптика выполняет функцию приближения или удаления получаемого изображения без потери качества. Увеличение в цифровом зуме происходит уже после съемки путем обрезания материала;
• Универсальный корпус, выполняющий функцию защиты от влаги, ударов и других внешних негативных факторов, способных нарушить функциональность устройства;
• Фиксирующий, записывающий, передающий звуковые эффекты встроенный аудиомикрофон;
• Модуль хранения материала на карте памяти, а также блокировка записи на носитель;
• Датчики тревоги;
• Сетевой интерфейс.

Благодаря этим составляющим каждый желающий может отснять высококачественное любительское кино, запечатлеть самые счастливые события, заснять красивые места и поделиться этим с окружающими. Ведь вряд ли существует в этом мире хоть один человек, который не хотел бы сделать памятное видео того либо иного события, не так ли?