Зарегистрируйтесь! 

 Вы сможете:  

размещать фотографии в Галерее, комментировать фотографии, общаться в форумах, обсуждать фототехнику

Зарегистрироваться
ФорумыФотогалереяБарахолкаСообществаОбсуждение фототехникиФотоклассики
Интернет-магазин Foto.ru
МАГАЗИН
Клуб Foto.ru - клуб фотографов, клуб для фотографов
 
Помогите выбрать! Цифровые компактные фотоаппараты Цифровые беззеркальные камеры со сменной оптикой Цифровые зеркальные фотоаппараты Фотоаксессуары Общие вопросы фотографии Цифровая обработка изображений Калибровка мониторов и принтеров Фотопечать Фототехника среднего и большого форматов Пленочная фототехника 35 мм. и принадлежности Студийная съемка и оборудование Стробистское оборудование и съемка Сделай сам Свадебная фотография Репортажная фотография ФотоОхота
 
 
 
 
Статьи 
Юрий Сухаревский
16.05.2003

Foveon + Sigma: догоняя сильнейших


Foveon + Sigma: догоняя сильнейших

Объявив о разработке цифровой фотокамеры, использующей новейшую оригинальную технологию получения изображений, компании Sigma и Foveon сделали серьёзную заявку на место среди лидеров на рынке цифровой фотографии. И, надо сказать, первая камера, появившаяся в результате альянса двух компаний - Sigma SD9, - продемонстрировала, что для этого есть достаточно веские основания.

Действительно, малоизвестная до недавнего времени американская компания Foveon Inc. (основанная в 1977 г.) предложила уникальную технологию регистрации изображений, а известная своей отличной и недорогой оптикой японская компания Sigma Corporation, не выпустившая до этого ни одной ЦФК, реализовала эту технологию в своей первой цифровой трёхмегапиксельной системной камере Sigma SD-9, которая по своим возможностям и качеству получаемых изображений не только превосходит большинство существующих трёх-, четырёх- и пятимегапик-сельных камер (за исключением топ-моделей Nikon и Canon), но и вполне способна конкурировать по многим позициям с аппаратами, обладающими 6-мегапиксельными сенсорами.

Технология Foveon X3 и камера Sigma SD-9 на её основе были анонсированы в феврале 2002 г. и тогда же представлены на выставке РМА-2002, но продажи начались недавно - в феврале текущего года.

Ил. 1. Скриншоты окон программы Sigma Photo Pro: а) окно конвертера RAW-файлов и окно с EXIF-информацией на фоне главного окна - браузера Sigma Photo Pro; б) окна просмотра и коррекции изображений.
"Сердцем" камеры является КМОП-матрица Foveon X3 20,7x13,8 мм с размерностью изображения 2268x1512 пикселов (в каждом из трёх слоев), общим количеством фотодиодов 10,29 млн. и с размером пиксела 9,12 мкм. Основное принципиальное отличие от обычных матриц Байера заключается в том, что здесь падающий свет регистрируется тремя светочувствительными слоями, как в фотоплёнке: синим, зелёным и красным. При этом используется свойство проникновения световых лучей с различными длинами волн на разную глубину в кремниевых пластинах. Таким образом, на каждый элемент изображения приходится как бы три фотодиода, расположенных послойно и чувствительных к синей, зелёной и красной областям спектра. Это позволяет увеличить полезную площадь в каждом пикселе, отказаться от применения интерполяции по соседним фотодиодам, отказаться от использования цветных светофильтров, микролинз и фильтра пространственных частот (Low Pass Filter), вносящих собственные искажения. Всё это, в свою очередь, должно привести к увеличению чувствительности, повышению резкости изображения и улучшению цветопередачи, снижению шумов и устранению цветовых артефактов (муара, цветной каймы).

Фото 1. Мегаполис. 100 ISO.
Итак, перед нами - Sigma SD9.

Корпус из ударопрочного пластика (по некоторым данным - с металлическим каркасом) с частично обрезиненными поверхностями по дизайну почти не отличается от плёночного прототипа - Sigma SA9. Крупная и немного угловатая, камера отлично лежит в руках. Вес близок к оптимальному. Очень порадовало наличие установленного сразу за байонетом пылезащитного оптического фильтра Dust Protector, предохраняющего внутренние полости камеры, и в первую очередь КМОП-матрицу, от попадания пыли и грязи при частой смене оптики. Те, кто сталкивался с проблемой пыли на матрицах цифровых SLR-камер со сменной оптикой, по достоинству оценят такое техническое решение: гораздо легче убрать пыль с такого фильтра, чем чистить сенсорную матрицу, да ещё не повредив последнюю. Впрочем, можно при необходимости почистить и матрицу, предварительно отвернув единственный винт и сняв Dust Protector.

Фото 2. Киевский пешеходный мост. 100 ISO.
Лёгкое, интуитивно понятное управление камерой не требует привыкания и позволяет оперативно изменять съёмочные параметры.

Индикация в видоискателе и на верхнем информационном ЖК-дисплее понятная и чёткая, легко читается, нет ничего лишнего. Жаль только, что отсутствует подсветка верхнего дисплея.

Видоискатель имеет серые полупрозрачные поля вокруг регистрируемой сенсором площади, с его помощью можно следить за тем, что происходит за пределами поля реального кадра. Такое решение кому-то может понравиться, а кому-то - нет: дело вкуса, привычки, а также может зависеть от характера решаемых фотографом задач. Видоискатель достаточно светлый, простая разметка не отвлекает внимания при съёмке, с помощью удобно расположенного (под левую руку) репетира диафрагмы хорошо просматривается глубина резкости. Окулярная точка фокуса вынесена недостаточно далеко (на 18 мм): при съёмке в очках поле изображения просматривается полностью, но при этом не видна полностью информационная полоска под нижним обрезом кадра, особенно при визировании вертикального кадра.

Фото З.Дом на Ростовской набережной. 100 ISO.
В режиме просмотра хорошо показал себя цветной ЖК-дисплей с регулировкой яркости и контраста: яркая картинка с 4-кратным зумированием для оценки качества изображения; полная съёмочная информация; показ гистограмм, причём для каждого из каналов R, G, В; подсветка красным цветом переэкспонированных участков изображения. Особенно хочется отметить наличие уникальной возможности восстановления последнего удалённого изображения, если это было сделано по ошибке.

Меню камеры, хорошо организованное и понятное интуитивно, не содержит ничего лишнего и на первый взгляд может показаться несколько бедноватым настройками, но для этого есть свои причины.

Дело в том, что камера записывает файлы изображений только в "сыром" формате RAW (X3F) - вся остальная работа по коррекции изображений перекладывается на компьютер. Для этого в комплекте с камерой поставляется фирменный пакет программ Sigma Photo Pro, в который входят программы для просмотра, коррекции и конвертации изображений. Программы имеют отлично организованный, дружелюбный интерфейс (ил. 1а, б) и работают весьма быстро: например, конвертация одного файла RAW с максимальным разрешением (HI) в TIFF (или JPEG) 8 бит того же размера занимает 47 ч 56 с, а коррекция изображения происходит практически в реальном масштабе времени. При конвертации можно также получить интерполированное изображение с 2-кратным линейным увеличением (файл увеличивается в 4 раза), причём очень хорошего качества - никаких следов характерного интерполяционного муара не наблюдалось. И хотя такая процедура, как и любая интерполяция, не добавляет деталей в изображение, но зато позволяет делать распечатки с увеличением до 36 см по длинной стороне со стандартным разрешением печати 300 dpi и без каких-либо заметных потерь в качестве. В отдельном окне можно вручную точно скорректировать (с шагом 0,1 ступени) экспозицию, причём как общую, так и отдельно по теням и светам, изменить контраст, резкость, баланс белого, CMY-баланс по цветовому кругу или пипеткой среднесерого, настроить насыщенность цвета. Одновременно отображаются гистограммы для каждого из каналов цвета R, G и В, а на самом изображении красным или синим цветом отображаются соответственно пере- и недоэкспонированные участки, что очень удобно и делает тоновую коррекцию весьма наглядной (при правильной коррекции синяя и красная области исчезают). Очень хорошо работает также режим автоматической коррекции изображений. Различные наборы настроек можно запомнить в отдельных файлах для последующего использования. Несомненным достоинством Sigma Photo Pro является поддержка пакетного (Batch) режима обработки изображений. Программа просмотра позволяет увидеть увеличенный (до 800%) фрагмент изображения с одновременным отображением значений цвета в координатах RGB-пространства в выбранной точке. С помощью Sigma Photo Pro также можно повернуть изображение, удалить его или, наоборот, поставить защиту от удаления, вывести полную EXIF-информацию в отдельном окне, а также скачать на жёсткий диск компьютера (по USB или FireWire) содержимое карты памяти, установленной в камере.

Фото 4: а) Снимок таблицы кольцевых мир для определения разрешающей способности (разработка В. Горлова) 100 ISO, Sigma 28-105 мм 1/2,8-4, 1 = 50 мм, 1/8; 6) увеличенный фрагмент таблицы на снимке.
Порадовало и быстродействие камеры: время включения и время выхода из спящего режима не превысили 1 с, выключение камеры - практически мгновенное. Ёмкости буферной памяти хватает для записи 6 снимков RAW подряд с максимальным разрешением (HI), 14 снимков со средним (MED) разрешением или 30 снимков с низким разрешением (LOW). Запись осуществлялась на карту памяти CFI SanDisk ёмкостью 512 МБ (77 снимков RAW максимального качества HI). Время записи одного снимка RAW (HI) колебалось в пределах от 9,5 с до 12 с. После съёмки серии из 6 снимков RAW(HI) один следующий снимок можно было сделать через 8 с, а до полного освобождения буфера проходило около 58 с. Такая динамика съёмки вполне приемлема для большинства съёмочных ситуаций, за исключением съёмки движения в спорте и съёмки других быстро-протекающих процессов. Однако и эту проблему можно устранить, пожертвовав качеством и снимая со средним (MED) разрешением (до 2,4 кадра/с) или низким (LOW) разрешением (до 2,5 кадра/с).

Автофокус точный, достаточно быстрый (не более 1 с) при хорошей освещённости и не слишком резвый (до 2,5 с) - при недостатке света. Работа автофокуса не всегда надёжна при низкой освещённости и особенно при недостаточном контрасте объекта фокусировки. Зеркало и затвор срабатывают достаточно мягко, к их работе претензий нет. Жаль только, что полный (1/6000-15 с) диапазон выдержек доступен только при съёмке на чувствительности 100 ISO, на "двухсотке" и "четырёхсотке" он сужается до 1/6000-1 с.

Фото 5. Тест-объект IT-8.7/2-1993.
Несколько слов об электропитании. Оно комбинированное: две литиевые батареи CR(DL)123A плюс четыре аккумулятора размера АА (лучше всего использовать NiMH). Такое питание очень неудобно и создаёт для фотографа дополнительные проблемы, связанные с необходимостью постоянно носить с собой два совершенно различных комплекта запасных батарей и постоянно следить за степенью расхода энергии двух совершенно различных по ресурсу источников питания в камере. В ходе испытаний был выявлен ещё один не слишком приятный момент: при пониженных температурах (от 0 до +4°С) камера отказывалась работать, а индикаторы состояния обеих батарей (полностью заряженных!) показывали их полный разряд, хотя производители гарантируют (согласно спецификации) нормальную работу камеры в диапазоне температур 0°-40°С. Порадовало наличие в комплекте камеры компактного, лёгкого и удобного сетевого адаптера, просто незаменимого при студийной съёмке.

Результаты съёмки представлены на фото 1-5. В работе использовался "родной" автофокусный объектив Sigma 28-105/2,8-4. Общее субъективное впечатление - хорошее (и даже отличное для 100 ISO): отличная резкость и детализация, естественный цвет, хорошая тонопередача при всех значениях чувствительности, низкий уровень шумов на 100 ISO.

Ил. 2. Характеристическая кривая камеры при 100 ISO.
Реальное разрешение определялось визуальной оценкой снимка масштабной таблицы кольцевых мир при фокусном расстоянии зум-объектива 50 мм и значении диафрагмы f/8 (фото 4). Вертикальная ось фото 4 соответствует длинной стороне кадра, а горизонтальная - короткой. Абсолютное разрешение составило до 60 лин/мм (двойных) по длинной стороне кадра и не менее 50 лин/мм - по короткой, что соответствует величинам 2480 и 1380 линий на кадр (одинарных) по длинной и короткой сторонам соответственно. Предельное разрешение составило до 60 лин/мм по длинной стороне кадра и до 55 лин/мм - по короткой или 2480 и 1518 линий на кадр (одинарных), соответственно, по длинной и короткой сторонам кадра. Это означает, что количество деталей в кадре,пе редаваемых без искажений, составляет 3,43 млн., что соответствует полному количеству пикселов матрицы, участвующих в создании изображения 2268x1512 = 3,43 млн. Таким образом, мы впервые имеем дело со 100% эффективностью использования пикселов матрицы при регистрации изображения - новый рекорд в цифровой фотографии! Для сравнения напомним, что этот показатель достигает у Nikon D100 70% и 84% (лучший до сих пор результат) -у Fuji S2 Pro. Общее количество деталей в кадре, включая искажённые в той или иной мере, может доходить до 3,77 млн. - здесь сказывается отсутствие в камере фильтра пространственных частот, ограничивающего верхний предел регистрируемых пространственных частот до частоты Найквиста матрицы. Из фото 4 также видно, что для линий, расположенных под углом 45. к сторонам кадра, абсолютное разрешение равно предельному и составляет максимальную величину - 60 лин/мм.

Таблица. Величины шумов (в процентах) в каналах цветового пространства Lab в зависимости от различных значений яркости и чувствительности.
Динамический диапазон камеры (ил. 2), измеренный при 100 ISO, составил 2,60 -профессиональный результат. Точка среднесерого (L = 50) отстоит от самых ярких светов на 1,070 - более чем на 3,5 ступени диафрагмы, - очень неплохой показатель, способствующий хорошей проработке светов изображения. Обращает на себя внимание также достаточно плавный ход характеристической кривой в тенях и глубоких тенях, что говорит о хорошей проработке теней, не требующей серьёзного вмешательства при редактировании, приводящего обычно к усилению шума.

Цветопередача при установке автоматического баланса белого естественная, баланс серого достаточно точный - цветные примеси в нейтральных тонах не наблюдались на снимке тест-объекта IT-8.7/2-1993 (фото 5). Значения цветов RGB в координатах CMYK составили: R -17C93M100Y1K; G - 82C39M99Y13K; В -100C100M28YOK. Наиболее хорош синий: 100% насыщенность, при достаточной чистоте. Красный цвет очень чистый, но имеет чуть меньшую насыщенность, а зелёный не столь насыщен и имеет довольно заметную примесь Magenta. Очень хорошо передаются тёплые тона: жёлтые и телесные. Работа автобаланса белого вполне точная и не вызвала никаких замечаний.

Результаты измерений шумов камеры в диапазоне яркостей от L = 15 (глубокие тени) до L = 90 (яркие света) при различных установках чувствительности (100-400 ISO) в каналах цветовой модели Lab приведены в табл. Легко увидеть, что уровень шумов камеры намного ниже, чем у 5-мегапиксель-ных гибридных моделей. Например, по сравнению с Nikon Coolpix 5700, лучшей в своём классе, шумы Sigma SD9 ниже примерно в 1,5 раза на 100 ISO и уже в 2-3 раза - на 400 ISO. При этом Sigma заметно уступает по "шумности" всем камерам 6-ме-гапиксельного класса, особенно в наиболее важном канале яркости L. Субъективно всё это выглядит следующим образом: очень чистая и чёткая картинка при 100 ISO, позволяющая делать увеличения до формата A3 (с применением интерполяции при конвертировании файлов) и больше; хорошее изображение, но уже с некоторым шумом -на 200 ISO (можно увеличивать до А4 и более); хорошая резкость, но сильно заметное "зерно" - на 400 ISO - делать увеличения более А4 я бы не рискнул. По-видимому, производителям ещё предстоит серьёзно поработать над шумоподавлением при повышенных чувствительностях.

Эффект цветной каймы на краях объектов с резким перепадом яркостей, хоть и крайне незначительный, но всё же наблюдается. Он становится заметным при больших величинах усиления резкости в ходе редактирования и только при последующих сверхувеличениях. Если при конвертации RAW-файлов применялся режим интерполяции, также заметно усиливается эффект каймы.

В заключение хотелось бы отметить ещё несколько важных моментов. Камера помимо USB оснащена профессиональным скоростным интерфейсом IEEE 1394 (FireWire) и имеет инфракрасный датчик дистанционного управления (к сожалению, ИК-пульт ДУ придётся приобретать отдельно, это - опция). Имеется функция предварительного подъёма зеркала - тоже чисто профессиональная черта. И ещё одна особенность. Камера, более чем любая другая, ограничена в широкоугольной съёмке: из-за того, что угол поля зрения соответствует увеличению фокусного расстояния сменной оптики в 1,7 раза, а с камерой можно использовать только "родную" оптику Sigma (кстати, недорогую и отличного качества), максимально возможный угол поля зрения будет соответствовать 35-мм эквиваленту 24 мм (для самого широкоугольного объектива в линейке Sigma - 14 мм f/2,8).

Заключение

На основе уникальной технологии Foveon X3 создана системная цифровая SLR-камера с хорошей эргономикой и отличным качеством изображения на чувствительности 100 ISO. Рекордная эффективность использования пикселов матрицы. Профессиональный динамический диапазон. Шумоподавление на 200 ISO и особенно на 400 ISO нуждается в доработке. Отличная детализация изображения для матрицы такой размерности. Программный пакет для работы с RAW-файлами Sigma Photo Pro - один из лучших (если не лучший) среди себе подобных. Камера может заинтересовать профессиональных фотографов для студийной съёмки на 100 ISO, а также опытных любителей и послужить хорошей альтернативой 5-мегапик-сельным гибридам, учитывая её вполне умеренную стоимость.

Таким образом, технология регистрации изображений Foveon X3 практически доказала свою жизнеспособность и перспективность. Хотелось бы, чтобы на эту технологию обратили внимание также и лидеры "большой пятёрки", и прежде всего Canon и Nikon, накопившие огромный опыт как в аналоговом, так и в цифровом фотоаппаратостроении.

Основные технические характеристики

Тип фотокамерыцифровая SLR-камера со сменной оптикой
Сенсортрёхслойная КМОП-матрица Foveon X3 20,7x13,8 мм; 3,54 млн. пике. (3,43 млн. пике, эффективных) в каждом из трёх слоев; АЦП 12 бит; размер чувствительного элемента 9,12x9,12 мкм; нет микролинз и оптического (LPF) фильтра пространственных частот
Формат записитолько RAW (X3F), 12 бит на канал цвета, сжатый без потерь; размер записываемых файлов - около 8 МБ (HI), 4 МБ (MED), 2 МБ (LOW)
Размер изображения2268x1512 пике. (HI); 1512x1008 пике. (MED); 1134x756 пике. (LOW)
Чувствительностьэквивалент 100, 200, 400 ISO
Сменная памятьCompactFlash тип I и II; микродрайв IBM
Сменная оптикаобъективы с байонетом Sigma SA; угол поля зрения соответствует увеличению эффективного фокусного расстояния в 1,7 раза; репетир диафрагмы
ФокусировкаTTL фазовый детектор; автоматическая разовая и непрерывная (2-18 EV при 100 ISO) по единственной центральной зоне, ручная; блокировка автофокуса
ВидоискательTTL оптический зеркальный с пентапризмой; 98% площади кадра по горизонтали, 97% - по вертикали; диоптрийная коррекция от -3 до +1 диоптрии; окулярная точка фокуса вынесена на 18 мм
Используемые (после конвертации) цветовые пространстваsRGB, Adobe RGB, Apple RGB, Color Match RGB
ЖК-дисплейTFT, цветной; 1,8 дюйма, 130 тыс. пике., 100% площади кадра, подсветка - белый светодиод
Затворэлектронно-управляемый с вертикальным ходом металлических шторок; выдержки 1/6000-15 с (100 ISO), 1/6000-1 с (200, 400 ISO); синхронизация с внешней вспышкой - до 1/180 с
ЭкспозамерTTL, 8-зонный матричный (оценочный), центровзвешенный, точечный; от 1 EV до 20 EV (50 мм f/1,4 при 100 ISO); экспокоррекция ±3 EV e шагом 1/2 ступени; автобрекетинг ±3 EV с шагом 1/2 EV; экспопамять
Баланс белогоавто, 6 предустановок, ручной с TTL-замером
Режимы съёмкигибкая программа, приоритет выдержки, приоритет диафрагмы, ручной; серийная съёмка 1,9 кадра/с до 6 кадров HI, 2,4 кадра/с до 14 кадров MED и 2,5 кадра/с до 30 кадров LOW; автоспуск с задержкой 2 или 10 с
Режимы просмотраодиночный кадр, мозаика 9 кадров, слайд-шоу, увеличенный кадр; полная съёмочная информация, показ гистограмм, индикация пересвеченных участков изображения
Синхронизация с внешними вспышкамигорячий башмак с Х-синхроконтактом - только вспышки Sigma EF-500 DG SUPER SA/ST SA; PC-адаптер ST-11 (опция)
ИнтерфейсUSB 1.1; IEEE 1394; видеовыход (NTSC/PAL); гнездо сетевого адаптера
ПлатформаWin 98 SE и выше; Mac OS 9 и выше
Электропитаниекомбинированное, 2xCR(DL)123A литиевые батарейки + 4хАА NiMH аккумуляторы (или 2xCRV3 литиевые батареи); сетевой адаптер 5В (в комплекте)
Габариты152x120x79 мм
Вес805 г (без объектива и батарей)
Рабочие условиятемпература от 0 до +40.С; влажность - не более 80%

Фото автора.
Редакция сайта благодарит издательство Фотомагазин за предоставленный материал.
Опубликовано с разрешения журнала Фотомагазин.



Обсудить эту статью в форуме Клуба

Разделы справочника


Категории статей

  Правила Клуба | О Клубе | Вход / Регистрация | Поиск авторов | ХудСовет | Как связаться | Статистика | FAQ | Рекламодателям | Архив галереи | Архив форумов