Matryca światłoczuła, zwana też przetwornikiem (przetwarza obraz wytworzony przez obiektyw na sygnały elektryczne), jest zupełnie nowym element cyfrowego aparatu fotograficznego w porównaniu z aparatem analogowym. Matryca światłoczuła, wraz z kilkoma elementami pomocniczymi, zastępuje film stosowany w aparatach klasycznych. Na niej następuje odwzorowanie obiektu fotografowanego. Podstawowe wielkości charakteryzujące matrycę (przetwornik) to liczba światłoczułych elementów, zwanych pikselami i rozmiary geometryczne.
W prospektach handlowych najczęściej podawana jest tylko liczba pikseli w milionach sztuk - megapikselach - oznaczana MP oraz maksymalna możliwa do uzyskania rozdzielczość zdjęcia wykonanego aparatem z danym przetwornikiem. Rozmiary geometryczne matrycy to parametry dla nieco bardziej zaawansowanych użytkowników, ale na tyle ważne że będą tu również opisane i objaśnione.
W naszym poradniku omówimy tylko te elementy budowy matrycy, których poznanie i zrozumienie zasady ich działania umożliwi lepsze wykorzystanie posiadanego aparatu.
Czym jest matryca?
Matryca ta to duża liczba, kilka do kilkunastu milionów, elementów światłoczułych umieszczonych na prostokątnej płytce o rozmiarach boku od kilku do kilkudziesięciu milimetrów. Aparaty fotograficzne cyfrowe o przystępnej cenie, do około 2000,00 zł mają matryce od 3 do 8 milionów pikseli. Mniejszych obecnie nie produkuje się ale można je spotkać w starszych apratach.
Zasada działania matrycy nie zależy od jej rozmiarów ani od liczby pikseli. Jednak aparaty z dużą, a tym samym drogą matrycą, mają więcej dodatkowych elementów, których nie opłaca się producentom montować w prostych aparatach z małą matrycą. Duże rozmiary matrycy dają też pewne dodatkowe możliwości o których będzie mowa w podrozdziałach
Rozmiary matryc
Rozmiary geometryczne matrycy i ich oznaczenia to dość zawiłe zagadnienie, które rozwiniemy w osobnym punkcie. Na początek wystarczy wiedzieć, że w większość aparatów cyfrowych tzw. kompaktowych ma matrycę światłoczułą wielkości około 5 x 4 mm, co w porównaniu z wielkością jednej klatki filmu 35x24 mm stanowi zaledwie 1/40 powierzchni klatki filmu 35mm. Taka matryca oznaczana jest wg przyjętej konwencji jako matryca o wielkości 1/2,5". Proszę jednak pamiętać, że to oznaczenie nie ma nic wspólnego z rozmiarem 2,5 cala, bo symbol ( " ) jest oznaczeniem cala. 1 cal = 25,4 mm).
Oznaczenia wielkości matrycy i odpowiadające im wymiary w milimetrach to dość skomplikowana sprawa, uwarunkowana historycznie i jej znajomość NAPRAWDĘ nie jest potrzebna do robienia dobrych zdjęć. Wystarczy wiedzieć, że im większa jest wartość liczby otrzymanej z podzielania licznika przez mianownik oznaczenia wielkości (pomijamy cale, czy milimetry), tym większa jest matryca światłoczuła. Dla przykładu podajemy w tabelce kilka typowych wielkości matryc. Większość aparatów kompaktowych ma matrycę o wielkościach oznaczonych 1/2,5" lub 1/1,8". Większe matryce są montowane w droższych aparatach cyfrowych, typu lustrzanki jednoobiektywowej. Jak wynika z zamieszczonej tabeli, wszystkie matryce tam opisane są dużo mniejsze od rozmiarów klatki filmu 35mm. Wynikają z tego konsekwencje dotyczące długości ogniskowej obiektywu. Te zależności między wielkością matrycy a długością standardową ogniskowej obiektywu będą omówione osobno, gdyż są one bardzo istotne dla samego procesu odwzorowania obrazu na matrycy.
| Oznaczenie wielkości | Proporcja zdjęć | Szerokość w mm | Wysokość w mm |
| 1 / 3,6" | 4 : 3 | 4,000 | 3,000 |
| 1 / 2,7" | 4 : 3 | 5,371 | 4,035 |
| 1 / 2,5" | 4 : 3 | 5,760 | 4,290 |
| 1 / 1,8" | 4 : 3 | 7,176 | 5,319 |
| 2 / 3" | 4 : 3 | 8,800 | 6,600 |
Rozdzielczość matrycy
Podawana jest jako maksymalna rozdzielczość zdjęcia mozliwa do zarejestrowania na tej matrycy. Rozdzielczośc ta zależy od liczby elementów światłoczułych, na których odwzorowywany jest fotografowany obiekt. To jak by rozdzielczość tej "cyfrowej kliszy".
Prostszym do zapamiętania i dla porównań różnych aparatów jest rozdzielczość podana jako liczba megapikseli i dlatego ona jest częściej używana dla scharakteryzowania aparatu. Matryce montowane obecnie w aparatach mają przynajmniej około 5 milionów pikseli. Mówimy: matryca ma 5 megapikseli (5 MP). Pamiętamy, że przedrostek mega oznacza milion.
Im więcej megapikseli zawiera matryca, tym większa jest możliwa do uzyskania zdolność rozdzielcza zdjęcia zarejestrowanego na tej matrycy i tym większe rozmiary odbitki, którą można wykonać bez pojawiania się na nich rozmycia konturów obrazu. Zależność między liczbą megapikseli a rozmiarami odbitki omówimy osobno.
Czułość matrycy
Innym parametrem istotnym dla danego aparatu jest maksymalna możliwa do uzyskania czułość matrycy. Wyraża się ją w skali ISO, tak jak filmów tradycyjnych. Typowa maksymalna czułości matrycy w aparatach średniej klasy to 400 ISO, choć coraz częściej osiągana jest czułość 800 ISO. Wyższe czułości - do 3200 ISO posiadają matryce drogich aparatów profesjonalnych.
I tu mamy pierwszą właściwość aparatu cyfrowego, która daje przewagę nad aparatem analogowym. Czułość matrycy, czyli "cyfrowego filmu" może być regulowana podczas wykonywania zdjęć. W aparacie analogowym nie ma możliwości zmieniania czułości filmu. Można jedynie zmienić cały film.
Minimalne czułości matrycy, którą można ustawić to zazwyczaj 50 ISO. W najprostszych aparatach cyfrowych czułość dla danego zdjęcia ustawiana jest automatycznie przez swego rodzaju minikomputer, w który zaopatrzony jest każdy aparat cufrowy. W bardziej zaawansowanych ale jeszcze amatorskich, możemy wyłączyć automatyczne ustawianie czułości i ustawiać ją samemu.
Zależność między czułością a jakością wykonanego zdjęcia jest taka sama jak dla aparatów analogowych. Mniejsza czułość daje lepszą jakość zdjęcia ale wymaga lepszego oświetlenia.
Proporcja zdjęć
I na koniec proporcja zdjęć. Na filmie 35x24 mm rejestrowane są zdjęcia o stosunku szerokości do wysokości 3:2. Tak więc z całej klatki możemy zrobić odbitkę o wymiarach 10x15 cm. Odbitka z aparatu cyfrowego, jeżeli ma obejmować cały zarejestrowany obraz będzie miała wymiary około 10x13 cm. W laboratoriach często robią nam odbitki formatu 10x15 cm ale wówczas część obrazu zarejestrowana przez aparat jest ucinana. "Obróbka" taka jest robiona automatycznie i często okazuje się, że uciętym elementem jest np. część głowy osoby fotografowanej.
Dlatego oddając zdjęcia do zrobienia odbitek musimy wyraźnie zaznaczyć, czy zgadzamy się, czy nie, na "przeformatowania" do proporcji 3:2. Porządne laboratoria nie robią tego bez naszej zgody.
Nowsze i nieco droższe aparaty cyfrowe pozwalają na ustawienie przez fotografa żądanej proporcji zdjęć. Nie oznacza to, że możemy zmieniać rozmiary matrycy. Po prostu "wybieramy" na niej obszar, na którym będzie rejestrowane zdjęcie.