Digitální snímač tvoří srdce každého (digitálního) fotoaparátu. Povědomí o tom, jak vlastně taková věcička funguje vede i k samotnému pochopení toho, co je to vlastně digitální fotografie a jak vzniká.
Vedle klasického kinofilmového (35mm) formátu vzniklo i několik formátů alternativních (menších), což umožnilo výrazně snížit výrobní náklady současné digitální techniky a vlastně právě díky tomu můžeme dnes koupit digitální zrcadlovku – a vůbec vysoce kvalitní fotoaparát – do 10 tisíc (ještě před deseti lety utopie). Jaké typy senzorů dnes využívají digitální fotoaparáty od těch nejzákladnějších až po špičkovou reportážní profi techniku a jaké jsou mezi nimi rozdíly?
Kompletní eKniha (rozšířené vydání), kde najdete vše o focení digitální zrcadlovkou:
245 stran, 340 fotografií, 26 kapitol (autor: Martin Hájek)
Martin Hájek (autor, foto a text)
Základní rozdělení
Snímače pro digitální fotoaparáty se dělí do pěti základních skupin:
- Snímače pro profesionální DSLR (tzv.: full-frame /„FX“ nebo „FF“) – cca 36 x 24mm
- Snímače pro amatérské digitální zrcadlovky – tzv.: APS-C / DX – cca 24 x 16mm
- Snímače pro systémové kompakty CSC (Mirrorless) *
- Snímače pro kompaktní fotoaparáty – cca 7,6 x 5,7 mm
- Snímače pro fotomobily / chytré telefony (Smartphones) – cca 4,5 x 3,5mm
Standardní snímač typu CMOS používaný v současných zrcadlovkách
(zdroj: www.canon.com)
Doplnění: |
* U systému CSC existuje více rozměrů – některé modely (např. Canon EOS M nebo Sony NEX používají stejné snmače jako ve svých DSLR – tedy APS-C, nicméně některé fotoaparáty používají snímače výrazně menší – například Nikon N1 V1 a J1 (13,2 x 8,8mm). |
Rozměr snímačů v profi třídě DSLR = cca 36x24mm (odpovídá 35mm kinofilmu) a zároveň je etalonem ve fotografii (na 35mm kinofilm se vše přepočítává – viz ohniska, crop faktor apod.).
Amatérské DSLR používají menší snímače – značené jako: APS-C (Canon, Sony) nebo DX (Nikon). Jejich velikost se pohybuje okolo 23×15,5mm a jsou tedy cca 1,5x menší = tzv: „crop-faktor“ (koeficient, vyjadřující rozdíl mezi plochou snímače FF vs APS-C).
Přesněji: aby to nebylo tak jednoduché, jednotliví výrobci mají své snímače různě velké: Canon 22,7×15,1mm; Nikon 23,7×15,6mm; Sigma 21,2×14,1mm… v závislosti na tom se také mění hodnoty „crop-faktoru“ (Canon = 1,6x; Nikon = 1,5x; Sigma = 1,7x).
Rozdíly jsou to však zanedbatelné, takže se běžně operuje s průměrnou hodnotou crop-faktoru: 1,5x (i z ryze praktických důvodů – zkrátka lépe se to přepočítává).
Ukázka velikosti jednotlivých snímačů
Výjimky z pravidla
Existují však i další (alternativní) formáty – výjimky, které jak známo potvrzují pravidlo.
Tou je třeba tzv Four-Thirds systém (čtyř-třetinový, 4/3), používaný firmou Olympus a Panasonic! Velikost snímačů je zde – vzhledem k „plnoformátu“ cca poloviční – okolo 18×12 mm (crop-faktor tedy 2x)!
Další výjimku tvoří Leica a Canon, kteří vedle FF, resp. APS-C snímačů používaly u některých svých DSLR tzv APS-H formát (starší typy reportážních profi fotoaparátů: Canon EOS Mark 1D nebo Leica M8). Rozměry tohoto formátu zhruba 28×18,5mm (tedy jakýsi mezičlánek mezi APS-C s plnoformátem).
Sony Alfa 99 – tak trochu jiný fotoaparát, nemá zrcátko, což ho na jednu stranu lehce
diskvalifikuje (reálný náhled scény), na druhou stranu přináší dané řešení i mnohé výhody
(teoreticky rychlejší sériové snímání, větší komfort při záznamu videa ap.)
Kompaktní fotoaparáty
Kompaktní digitální fotoaparáty – se zacílením na méně náročné uživatele, využívají výrazně menších snímačů, jejichž rozměry jsou typicky: 5,8 x 4,3 mm (úhlopříčka 1/2.5“), fotoaparáty v mobilních telefonech jsou ve směru miniaturizace ještě dál – cca 4,5 x 3,4 mm (úhlopříčka 1/3.2“).
V porovnání s „FF/FX“ jsou snímače v kompaktních přístrojích a mobilech 6x až 8x menší (crop faktor je zde tedy obrovský), což výrobci kompenzují fyzicky mnohem kratšími ohniskovými vzdálenosti (vzdálenost objektivu od plochy snímače) – běžně jen pár milimetrů!
DSLR, kompakty, mobilní telefony (smartphony):
různá zařízení, různé možnosti a využití, různé snímače a technická řešení
Poměr stran (Aspect ratio)
Rozdíl je však také v poměru stran! Zatímco DSLR mají poměr stran (aspect ratio) 3:2 – ten odpovídá jak políčku 35mm kinofilmu, tak i běžným tiskovým formátům (10×15, 20×30, 40×60 atd.) – snímače kompaktů mají strany v poměru (až na výjimky) 4:3 – odpovídá mnoha LCD a starším typům TV! To sice příliš nevadí v každodenní praxi, ovšem v případě tisku přichází problémy, neboť poměr stran fotografií neodpovídá běžným tiskovým formátům. Při tisku na běžné foto formáty 10×15, 20×30, 40x60cm… nám vychází buďto bílé okraje (po stranách) nebo nechtěný ořez snímku (ve spodní a horní části). Přizpůsobením fotografie formátu papíru snímek deformujeme, řešením tedy většinou bývá výběr odpovídajícího formátu papíru – 12×16, 15×20, 30×40 mm atd.
Středoformátové fotoaparáty
Pro úplný výčet nesmíme zapomenout na digitální stěny (středoformáty), mající rozměr snímače 2x větší než 35mm kinofilm – cca 48×36 mm. Mezi klasické zástupce patří značky Mamiya, Hasselblad, Pentax/Ricoh. Jde o absolutní špičku, středoformátové fotoaparáty disponují obrovským rozlišením (21-60 Mpix), vynikající obrazovou kvalitou, extrémně malou hloubkou ostrosti, ovšem také odpovídající cenou – rovnající se ceně nového, slušně vybaveného automobilu.
Pentax 645D – středoformátový digitální fotoaparát (absolutní špička)
rozměr snímače 45 x 33 mm, rozlišení 50 Mpix
(zdroj: www.ricoh-imaging.com)
Rozlišení senzoru
Základní parametr každého snímače, udávající množství obrazových bodů, které je konkrétní snímač schopen zaznamenat. Udává se v megapixelech (miliony bodů – Mpix) a čím větší tato hodnota je, tím více detailů je schopen snímač zaznamenat a uložit.
Rozlišení je však počet „jen“ „černobílých“ pixelů, barva pro každý obrazový bod je definována tzv Bayerovou maskou (a následnou interpolací / dopočtem nejbližších sousedních obrazových bodů). V technických parametrech je často uváděn celkový počet pixelů snímače vs efektivní počet pixelů! Zatímco celkový počet pixelů zahrnuje všechny body – vč. těch okrajových „mrtvých bodů“ (sloužících především k různým opravným procesům fotoaparátu), pro nás relevantními jsou vždy jen pixely efektivní.
Systém digitálních SLR je velice důmyslný a zároveň až geniálně jednoduchý.
Každopádně vychází z klasických kinofilmových fotoaparátů
(jen kinofilm nahradil digitální snímač)
Klasický fotoaparát, dvouoká zrcadlovka Flexaret
Počet megapixelů Mpix (rozlišení) se stal bohužel skvělým marketingovým tahákem, na který spousta laiků slyší (pixel = “picture element” neboli „prvek obrazu“).
Ale je nám vůbec k něčemu ultra-vysoké-rozlišení? Zatímco před cca deseti lety byl trhák 2 Mpix fotoaparát, dnes mají běžně i ty nejzákladnější kompakty 12 Mpix a více. Vysoké rozlišení snímačů je vynikající pro produkci fyzicky velkých obrazů (například pro velkoformátový tisk), také díky němu můžeme z našich snímků dělat velké výřezy nebo lze snímky výrazně upravovat (v kombinaci s rozumným SW a obrazovým formátem – nejlépe RAW).
Na druhou stranu ruku v ruce se zvyšujícím se rozlišením stoupají logicky též nároky na zpracování dat (obrazové procesory a buffer / operační paměť fotoaparátů) a datová úložiště (paměťové karty, HDD). V neposlední řadě též nastupují na scénu čím dál více i problémy s klasickými neduhy typu obrazového (digitálního) šumu nebo bloomingu („přetečení“ náboje do sousedních pixelů).
Kompletní eKniha (rozšířené vydání), kde najdete vše o focení digitální zrcadlovkou:
245 stran, 340 fotografií, 26 kapitol (autor: Martin Hájek)
Full Frame VS Crop (FF/FX vs APS-C/DX)
Crop factor = Koeficient – vyjadřující poměr mezi plnoformátovým snímačem (odpovídající 35mm kinofilmovému políčku) a menším snímačem.
Crop faktor je vlastně ořezový faktor, který udává o kolik se nám zmenší výřez (zorný úhel) scény vzhledem ke konkrétní ohniskové vzdálenosti!
DSLR s FX/FF snímačem (plnoformát) mívají relativně dlouhé fyzické ohniskové vzdálenosti (přesněji: reálné, odpovídající danému ohnisku) a konkrétní ohnisko odpovídá konkrétnímu úhlu záběru.
Příklad: 50mm (základní ohnisko) má reálný úhel záběru cca 47°.
Zatímco crop snímač (APS-C/DX) s ořezovým faktorem (1,5x) se jeví oproti full-frame snímači jakoby více „nazoomovaný“. Ohnisko 50mm sice zůstává stále „padesátkou“, ale zorný úhel je menší o hodnotu onoho crop-faktoru – tj. cca 31° namísto původních 47°. Zorný úhel zkrátka odpovídá cca 75mm (nikoli 50mm).
U kompaktních fotoaparátů crop faktor odpovídá běžně hodnotám 6 – 8-násobku.
Porovnání velikosti různých snímačů (různé kategorie DSLR, kompakty, smartphony/mobily)
Ukázka crop faktoru (ořezu) – jak „zobrazí“ scénu ten který snímač
(a jeho velikost, resp. Ořezový „crop“ faktor)
Komentujte