Выбираем камеру

Ну ладно, допустим. Допустим, нам уже не хочется числиться среди замшелых ретроградов. Допустим, мы хотим обзавестись цифровой камерой. Допустим, она нужна не столько для дела, сколько для престижа и удовольствия. А значит - хочется, чтобы она была поменьше, но умела побольше. Желание законное и вполне понятное. Допустим.

Итак, постулат принят: камера должна быть маленькой. В принципе любому понятно, что чем она меньше, тем и требования к ней должны быть ниже. Но почему? Попробуем разобраться.

Фотоаппарат, который вы берете в отпуск, должен быть а) небольшим, б) надежным, в) качественным, г) недорогим. Конечно, совместить все это невозможно - приходится идти на компромиссы. Тем более что к «отпускным» фотоаппаратам зачастую предъявляется еще одно требование: они должны быть водонепроницаемыми. Необязательно, чтобы с таким фотоаппаратом можно было нырять, - вполне достаточно, если он сохранит работоспособность после случайного падения в воду (а это на пляже вещь обычная).

Камеры, рассчитанные на пользовательское головотяпство и активный морской отдых, выпускают многие производители. Вот, например, трехмегапиксельная Ricoh Caplio 400G Wide, вышедшая в этом году. Никакими чудесами она похвастаться не может (2048х1536, F2,6-4,3, трехкратный оптический зум), зато не тонет.

Раз уж речь зашла о водонепроницаемых устройствах, грех не упомянуть и подводные компьютеры. А такие тоже есть - например, WetPC, созданный в Австралийском Институте изучения моря. На самом деле, в институте сделали два разных компьютера. В первом случае системный блок помещен в водонепроницаемый бокс, а информация выводится на небольшой экран, который крепится к маске аквалангиста или к подводным очкам. Во втором - планшет Tablet PC, заключенный в водонепроницаемый кожух. В обоих вариантах компьютер управляется с помощью джойстика KordPad - оригинальной одноручной клавиатуры.

Впрочем, сомнительно, чтобы таким комплектом всерьез заинтересовались отдыхающие: одно дело фотоаппарат и совсем другое - компьютер. Представляете, приехали вы на море, а кругом станки, станки, станки…

Начнем прямо с азов - что такое камера? По сути, ее конструкция не изменилась ни на йоту еще со средних веков, когда камеры-обскуры использовали для запечатления графических образов рукой по бумаге. Собственно говоря, именно им наше изобразительное искусство обязано появлением линейной перспективы: человеческий глаз воспринимает мир не так, как объектив. Так вот, камера - это темный ящик, с одной стороны которого находится отверстие, пропускающее свет, а с другой - материал, этот свет принимающий. В простейшем случае малое отверстие само играет роль объектива, но пропускает очень мало света; а если его увеличить, оно перестанет давать резкое изображение, поэтому и появляется необходимость в объективе. Если интересно, можете углубиться в геометрическую оптику и найдете простое и стройное объяснение причин вышеизложенного, вкратце же можно сказать примерно так: конус света, идущего от объекта, ограничивается краями отверстия; чем оно меньше, тем меньшим пятнышком будет представлена исходная точка на результирующем изображении. Бесконечно малое отверстие даст абсолютно достоверное изображение, но не пропустит света. Очень большое - пропустит много света, но точка превратится в огромный круг. Учитывая, что идеальную точку мы все равно не видим, нужно получить лишь достаточно малое пятнышко, так что компромисс все же достижим. Тем более что оптика позволяет решить проблему иными способами, о чем чуть ниже.

Проблема, возникающая при использовании любой цифровой камеры, - что делать со снимками. Флэшки и в городе заполняются быстро (и чем крупнее матрица, тем быстрее), а в отпуске этот процесс ускоряется катастрофически. И если вы не прихватили с собой ноутбук, остается только выть на луну (или грохнуть отпускные на дополнительные флэш-карточки и сосать лапу). Ноутбук, конечно, лучше брать легкий. Как можно легче. В конце концов, вам же его нести. К сожалению, производители считают, что такие характеристики, как «тонкий», «маленький» и «легкий», рядом с эпитетом «дешевый» не смотрятся. К примеру, «самый тонкий ноутбук в мире», по версии Sony, - лэптоп Vaio VGN-X505 (785 г; от 11 до 21 мм в толщину) - вряд ли удастся купить дешевле, чем за 3,5 тысячи долларов. Не слишком отстают от Sony и другие производители, хотя линейка Vaio все же относится к высшей ценовой категории. В любом случае, купить что-то приличное меньше чем за полторы тысячи долларов трудно.

 

Выручить могут портативные жесткие диски, которые продаются как в чистом виде (например, сорокагигабайтный Sony HDPS-M1), так и замаскировавшись под MP3-плейеры (тут устройств невероятно много; в качестве примера можно привести линейку Vosonic X’s-Drive Pro - MP3-плейеры на базе жесткого диска со встроенным универсальным кард-ридером). В обоих случаях речь идет о довольно вместительном жестком диске (до 80 Гбайт) и монохромном экранчике, который не предназначен для демонстрации фотографий (даже если производитель считает иначе и допускает такое использование на уровне прошивки).

Поскольку пользовательская потребность очевидна, а покупать специализированное устройство (такое, скажем, как мобильный жесткий диск) захочет не каждый, производители винчестерных видеоплейеров (терминология Евгения Козловского) часто снабжают свои изделия слотами для флэш-карт или докладывают в комплект кард-ридер, который можно к этому плейеру подключить.

Название Phototainer не должно вводить в заблуждение. Хотя с фотографиями это устройство на базе 40-гигабайтного диска вполне справляется, этим его функциональность не ограничивается. Phototainer - это маленький мультимедийный комбайн, позволяющий просматривать фильмы в формате MPG и слушать музыку в формате MP3. Другими словами, заниматься энтертэйнментом.

Правда, за дополнительные возможности придется заплатить - стоят такие плейеры, как правило, в полтора-два раза дороже специализированных устройств для хранения снимков или MP3-плейеров на базе жесткого диска. В общем, цена лежит где-то посередине между мобильным винчестером и недорогим ноутбуком (который, безусловно, умеет все то же самое, что и видеоплейер, и даже больше, но слегка, а то и не слегка, тяжелее и крупнее).

Разумеется, вовсе не обязательно идти на компромиссы и таскать с собой дополнительные устройства. Были бы, как говорится, деньги. За 15 тысяч долларов вскоре можно будет приобрести 12-гигабайтную CF-карточку от Pretec Electronic, а за 4,5 тысячи - 8-гигабайтную CF-II от Lexar Media.

Прайс на остальную линейку 80х-карточек от Pretec выглядит следующим образом: 3 Гбайт - 1500 долларов, 4 Гбайт - 1860 долларов, 6 Гбайт - 4700 долларов.

И плевать, что фотоаппарат в несколько раз дешевле, - зато какой сервис!

Пока же сосредоточимся на одном принципиальном моменте: чем меньше камера (строго говоря, чем меньше глубина камеры), тем труднее получить большое изображение (о минусах этого явления тоже поговорим чуть позже) и тем труднее сфокусировать объектив, потому что при фокусировке важнее всего относительное перемещение. То бишь ход объектива при тонкой наводке на резкость будет едва ли не микронным. А даже при современном уровне развития техники микронные допуски - штука труднореализуемая… и дорогая.

Далее. Итак, объектив - в простейшем случае состоящий из одной-единственной линзы - позволяет решить проблему за счет фокусировки лучей света, идущих от объекта. Изменение расстояния от объектива до светоприемника и будет влиять на то, насколько удаленный объект окажется в фокусе. Маленький объектив соответственно и состоять должен из маленьких компонентов. Качественно изготовить их опять-таки труднее и дороже, чем компоненты большие. Да и точно разместить их друг относительно друга с уменьшением размеров все труднее - абсолютные погрешности сборки неизменны, зато относительный их вес возрастает.

Оставим пока в стороне всякую мудрую механику вроде диафрагм, затворов и прочей мелочевки. Тем паче что и производители, подобно нам, ради упрощения и удешевления конструкции зачастую воздерживаются от установки таковых в миниатюрные камеры - что неизбежно урезает возможности. Если же устанавливают, то, сами понимаете, включают их в цену конечного продукта.

Еще одно соображение по поводу объектива: как ни крути, его отверстие желательно сделать побольше, чтобы проходило больше света. С другой стороны, при слишком широком отверстии глубина резкости упадет. Придется или ставить диафрагму, дабы регулировать диаметр отверстия, или искать компромисс. В общем, куда ни кинь, всюду клин.

В прошлом ноябре мы заказали одному из авторов обзор мобильных телефонов с камерами. В феврале заказали еще раз. В июне - связались с партизаном снова. Поскольку материал в редакцию так и не пришел, придется спеть своими словами.

Использовать встроенную камеру для сколько-нибудь серьезного фотографирования, конечно, невозможно. Даже если в комплекте идет встроенная вспышка, это еще не гарантирует, что мобильная камера не работает в режиме focus-free. Получаемые таким способом снимки, по большому счету, не пригодны даже для Интернета. О пристойных отпечатках не стоит и мечтать (объем матрицы тут, кстати, вторичен - и без него проблем хватает).

Тем не менее, мобильники с камерами безумно популярны (понятно почему - разгуливать только с телефоном куда удобнее, нежели таскать с собой еще и камеру, какой бы маленькой она ни была), и производители потихоньку улучшают встроенные фотоаппараты. Начинается, как обычно, с Японии - именно здесь недавно выпущен «3-мегапиксельный» мобильный телефон Casio. При этом максимально возможное разрешение - 2048х1536 (разумеется, никакого focus-free - здесь уже реализован честный «автофокус», а для самых ленивых фотолюбителей добавлено девять предустановленных режимов съемки).

Для нас этот телефон представляет только теоретический интерес, поскольку рассчитан на японские мобильные сети. В Европе же недавно вышли первые мегапиксельники - Sharp GX30 и Nokia 7610.

А вот без механизма фокусировки, кстати, можно обойтись: достаточно воспользоваться гиперфокальным объективом, рассчитанным так, что зона резко изображаемого пространства простирается от определенного расстояния (например, от одного метра) и до бесконечности. Более того, гиперфокальный объектив можно использовать для макросъемки, достаточно лишь сместить его в другую позицию, и зона резкости протянется, скажем, от 20 до 50 см. Правда, при обычной съемке в кадре четко будут отображаться абсолютно все детали, в том числе ненужные и даже вредные. Но на такую мелочь любители обычно внимания не обращают, поэтому отбросим ее как незначащую.

Остался сущий пустяк - светочувствительный материал, в данном случае - матрица. Пожалуй, единственный компонент, уменьшение которого не ведет к удорожанию системы. Впрочем, физический размер пиксела уменьшаться до бесконечности не может. Хотя бы потому, что кроме самих датчиков нужны идущие от них проводники, а каждый датчик следует прикрыть микроскопическим светофильтром. Исключение составляют лишь матрицы Foveon X3, но они и без того слишком дороги, чтобы вгонять их в миниатюрные камеры. Так что дальнейшая миниатюризация пойдет исключительно за счет уменьшения количества самих пикселов. Выигрышем такое вряд ли назовешь.

Резюме первое: уменьшение габаритов ведет к снижению качества и росту цены. И это, заметим, только по законам геометрической оптики, отражающей физику явлений чрезвычайно упрощенно.

Немного физики

Но раз уж мы живем в реальном мире, не учитывать волновую природу света как минимум наивно. Посему пойдем тем же путем с самого начала.

Тут уж не избежать такого волнового явления, как дифракция. Если вы подзабыли школьный курс физики, напомню: это способность волны огибать препятствие, размеры которого сравнимы с длиной самой волны. То есть способность «заглянуть за угол». А что происходит, когда мы сильно-сильно миниатюризируем? Правильно, диафрагма становится сравнимой с длиной волны, так что уменьшать ее можно до определенного предела, но дело не только и не столько в этом. Штука в том, что размер пикселов уже сейчас близок к длине волн инфракрасного конца спектра. А именно здесь матрицы и демонстрируют наивысшую чувствительность. Убедиться в этом очень легко - достаточно сфотографировать пульт дистанционного управления телевизором, направленный (во включенном состоянии) в объектив. Невидимый глазу «черный» светодиод пульта на снимке окажется белым! А инфракрасный свет заполняет пространство в избытке. Частично его подавляют при помощи инфракрасных фильтров, но, подчеркиваю, лишь частично. А все, что просачивается, немножко да сказывается на изображении.

Далеко не всегда внушительно выглядящая камера стоит больших денег. И наоборот - покупка скромного с виду агрегата может серьезно ударить по кошельку.

Вот, например, Leica Digilux 2, напоминающая пленочный аппарат, тридцать лет пролежавший в чулане, стоит около 1800 долларов (вольная реплика этого аппарата от Panasonic - Lumix DMC LC-1 - обойдется на три сотни дешевле).

А двухмегапиксельная Sony Qualia 016 по цене примерно эквивалентна двум-трем очень неплохим отпускам: в розницу она стоит чуть меньше четырех тысяч долларов.

                   

Впрочем, иногда можно немного схитрить и «украсть» у производителя пригоршню долларов, купив одну камеру и приблизив ее функциональность к более дорогим моделям путем замены прошивки. Так, например, владельцы Canon 300D могут добавить в камеру часть функций от «старшего брата» - Canon EOS 10D. Правда, заводская гарантия при этом аннулируется - ни в одном сервис-центре разбираться с такой камерой не станут (если, конечно, что-то заметят; в любом случае, прошивку можно поменять перед визитом к мастеру).

Далее, у волн разной длины и коэффициенты преломления отличаются, иначе Ньютон не сумел бы расщепить белый свет на составляющие. При съемке в реальных условиях это ведет к хроматическим аберрациям - цветным каемочкам вдоль линий высокого контраста, красным и синим. При значительном увеличении их можно разглядеть в периферийных областях изображения, полученного с помощью большинства даже хороших объективов. А что уж говорить о бюджетных решениях…

А есть ведь еще аберрации сферические - бочкообразная и подушкообразная. О внешнем облике вносимых ими искажений легко догадаться по названию. И еще всякие мелочи вроде комы и внутриобъективных рефлексов.

В хорошей технике все эти неприятные явления подавляют за счет применения большого числа компонентов объектива, просветления и асферических линз, имеющих куда более высокие оптические характеристики, но весьма трудоемких в изготовлении.

Следует обратить внимание и еще на один минус объективов, отличающихся большой глубиной резкости (а с уменьшением матрицы возрастает и она): высокую чувствительность к пыли и грязи, попавшей на внешнюю поверхность линзы. Пусть эта дрянь изображается нерезко, но изображение портит все равно.

Альтернативой могут, вероятно, послужить жидкостные линзы, анонсированные компанией Philips, в которых преломляющая поверхность формируется из тонкого слоя жидкости под воздействием электростатического поля, но… Во-первых, технология еще не вышла из стадии разработки. Во-вторых, сомнительно, что она обеспечит более высокое качество, чем стеклянные линзы. А в-третьих, отнюдь не факт, что она будет даваться меньшей кровью.

Пожалуй, на этом экскурс в волновую оптику и завершим. Резюме второе фактически дублирует первое (с некоторыми нюансами).

Осталось рассмотреть только то, чего нет в камере традиционной, но есть в цифровой: электронную начинку.

Очевидно, что раз мы отказались от сложной механики, то и сложная электроника для управления таковой не нужна. Однако остается еще такая непременная штучка, как процессор. Разумеется, большой процессор в маленькую камеру не загонишь. Значит, и алгоритмы обработки (в первую голову - JPEG-сжатия) будут попроще, что неизбежно скажется на качестве результирующего изображения. Да и функциональная оснащенность камеры пострадает. Причем - что интересно - прогресс электронной промышленности на ситуацию никак не повлияет: маленькие процессоры всегда будут хоть чуточку, но хуже крупных собратьев, селящихся в более дорогих камерах. Относительность - великая вещь.

Дисплей будет уменьшен, а то и вовсе ликвидирован ради уменьшения габаритов и упрощения конструкции. Та же участь и по той же причине может постигнуть и отсек для флэш-памяти, которую заменит встроенная. Ну и батареи опять же. Либо поставят сверхкомпактный и сверхдорогой аккумулятор, либо обойдутся сменными, но с форм-фактором поменьше.

Отсюда вытекает резюме третье: электроника малогабаритной камеры тоже окажется урезанной.

Соответственно и неутешительный вывод: за миниатюризацию надо платить и расплачиваться. Платить деньгами и расплачиваться проигрышем в качестве.

Неужели же все так плохо? Неужто надо бросать все и бежать покупать здоровенную зеркалку с кучей объективов? Вовсе нет. Просто надо постоянно помнить, что вся техника построена на поиске компромиссов. Так что заранее решите, что для вас важнее - качество или габариты. А потом определите центр тяжести получившейся системы. В конце концов, для печати снимков популярнейшего формата 10х15 см вполне достаточно разрешения в 2 мегапиксела.

Статья любезно предоставлена проектом computerra.ru