Фото жизнь - форум - Какая матрица лучше CCD или CMOS? Чем? Достоинства и недостатки каждой.

Список форумов ›› Фототехника ›› Какая матрица лучше CCD или CMOS? Чем? Достоинства и недостатки каждой.

автор

сообщение

31 августа 2008 в 23:21

Какая матрица лучше CCD или CMOS? Чем? Достоинства и недостатки каждой.
нужно ли старатся преобрести COMS.
или CCD не уступает COMS

Tatyana Shupikova

31 августа 2008 в 23:59

Самое главное - намного меньшая "шумность" и больший охват "динамического диапазона" CMOS-матрицы. Это параметры, которые реально заметны и польза от них ВЕСЬМА ощутима! На мой взгляд - надо стараться взять её :)

Serg

1 сентября 2008 в 00:54

Tatyana Shupikova писала:

Самое главное - намного меньшая "шумность" и больший охват "динамического диапазона" CMOS-матрицы. Это параметры, которые реально заметны и польза от них ВЕСЬМА ощутима! На мой взгляд - надо стараться взять её :)

я читал ,что CCD .цветность лучше

2020adv10

1 сентября 2008 в 01:03

Serg писал:

я читал ,что CCD .цветность лучше

И не так давно Nikon опустились до уровня Canon, и начали ставить CMOS :)
(сори за флуд. это чтото вроде как "бредовые размышления вслух")

Serg

1 сентября 2008 в 01:23

2020adv10 писал:

И не так давно Nikon опустились до уровня Canon, и начали ставить CMOS :)
(сори за флуд. это чтото вроде как "бредовые размышления вслух")

хотел купить Nikon d200
сравнил с D300 .у каторого COMS и стоит он не мало,
сравнил D300 с Canon 40d , похож,хотя по цене Canon намного дешевле.
теперь ищу ответ ,что лучше ? хотя сам Никонист ,не очень хочется переходить на Canon.&&&&&&&&&&&&&&&&&&
но цена , качество, играет значение.

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 02:29

Serg писал:

я читал ,что CCD .цветность лучше

Ярче, но полутонов меньше, по этому меньше возможностей в обработке кадра. Говорю не с чужих слов, а со своего личного опыта детального сравнения Никонов D70, 80, D300 и различных Кэнонов. Возможности по обработке, по вытягиванию теней и светов ОЧЕНЬ разнятся в плюс у CMOS.
Про шумы уже написала, но повторюсь - разница велика.

lokfuhrer

1 сентября 2008 в 10:27

С технической точки зрения, приборы с зарядовой связью (CCD), или ПЗС лучше передают изображение, чем КМОП-матрицы (CMOS) их ровестники. Имеют большую чувствительность, меньшие шумы. Но имеют большие размеры пиксела (больший размер кристалла при одинаковых параметрах), потребляют больший ток, и потому - более дорогие.
Поэтому, с освоением новых технологий (литографические процессы 0,12-0,18 мкм), в ход пошли матрицы, сделанные по КМОП-технологии. Поскольку, на кристалле той же площади можно разместить гораздо больше элементарных ячеек, чем на ПЗС-матрице. Да и ячейки ПЗС переставали корректно работать при таких размерах. А КМОП-ячейки - только шума добавляли, но РАБОТАЛИ.
Что такое КМОП?
Это Комплементарная (разного типа проводимости) пара МОП-транзисторов (полевой транзистор с изолированным металлическим затвором). Транзисторы научились делать очень маленькие и очень шустрые (в отличие от ПЗС). Малые размеры матриц в цифромыльницах и объясняет их шумность. Маленькие транзисторы имеют менее стабильные температурные и временные характеристики, чем те же транзисторы, но большего размера. Отсюда и шумы. 12 мегапиксель в мыльнице и 12 мегапиксель в Марк-2 - это разные вещи. В Марк-2 кристалл матрицы - размером с кадр на плёнке, а в мыльнице - дай Бог, в 4, если не более раза меньше.
Однако, именно благодаря применению КМОП-матриц, фотоаппараты стали дешевле, а того же аккумулятора стало хватать не на полчаса съёмки, а часа на 2-3.
А все эти нюансы про цветопередачу... субъективное мнение.
Главное - РАЗМЕР МАТРИЦЫ. И кто её производитель... Процессор и программное обеспечение.
Кроме того, технологии производства кристаллов не стоят на месте. Находятся способы и чутьё КМОПа увеличить и шумы сделать меньше.
А КЭНОНы-НИКОНы-МИНОЛТЫ-СОНЬКИ... Уже - скорее религия. Всё превращается в борьбу брэндов и маркетологов.

Serg

1 сентября 2008 в 10:37

lokfuhrer писал:

С технической точки зрения, приборы с зарядовой связью (CCD), или ПЗС лучше передают изображение, чем КМОП-матрицы (CMOS) их ровестники. Имеют большую чувствительность, меньшие шумы. Но имеют большие размеры пиксела (больший размер кристалла при одинаковых параметрах), потребляют больший ток, и потому - более дорогие.
Поэтому, с освоением новых технологий (литографические процессы 0,12-0,18 мкм), в ход пошли матрицы, сделанные по КМОП-технологии. Поскольку, на кристалле той же площади можно разместить гораздо больше элементарных ячеек, чем на ПЗС-матрице. Да и ячейки ПЗС переставали корректно работать при таких размерах. А КМОП-ячейки - только шума добавляли, но РАБОТАЛИ.
Что такое КМОП?
Это Комплементарная (разного типа проводимости) пара МОП-транзисторов (полевой транзистор с изолированным металлическим затвором). Транзисторы научились делать очень маленькие и очень шустрые (в отличие от ПЗС). Малые размеры матриц в цифромыльницах и объясняет их шумность. Маленькие транзисторы имеют менее стабильные температурные и временные характеристики, чем те же транзисторы, но большего размера. Отсюда и шумы. 12 мегапиксель в мыльнице и 12 мегапиксель в Марк-2 - это разные вещи. В Марк-2 кристалл матрицы - размером с кадр на плёнке, а в мыльнице - дай Бог, в 4, если не более раза меньше.
Однако, именно благодаря применению КМОП-матриц, фотоаппараты стали дешевле, а того же аккумулятора стало хватать не на полчаса съёмки, а часа на 2-3.
А все эти нюансы про цветопередачу... субъективное мнение.
Главное - РАЗМЕР МАТРИЦЫ. И кто её производитель... Процессор и программное обеспечение.
Кроме того, технологии производства кристаллов не стоят на месте. Находятся способы и чутьё КМОПа увеличить и шумы сделать меньше.
А КЭНОНы-НИКОНы-МИНОЛТЫ-СОНЬКИ... Уже - скорее религия. Всё превращается в борьбу брэндов и маркетологов.

огромное спасибо за столь полный ответ.
просто благодарю.

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 14:51

Обсуждение в Клубе ФотоРу:

Mik_S
[online]
Москва. Зеленоград 28.08.2008 13:36:38

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 15:06

(С) автор - Mik_S
"КМОП - комплементарная структура "металл-окисел-полупроводник". "Элемнтарная ячейка" - два полевых транзистора МОП-структуры, с разным типом проводимости канала, включенные "попарно". Технология разработана для снижения энергопотребления микросхем (в состоянии "покоя" практически не потребляет тока, потребляет толкьо в состоянии "переключения").

по ходу обнаружилось, что при воздействии света на КМОП-структуру в ней "выбиваются" заряды (эелктроны), которые можно накапливать ("фиксировать") посредством обычного конденсатора, подключенного к ячейке. Решение дешевое, простое, на отработанной для производства разных других микросхем технологии, позволяет на том же кристалле на той же КМОП-технологии создавать и другие схемы (считывания, обработки и т.п.). Позвроляет легко реализовать "произвольную выборку" - т.е. считывать с люьбого элемента матрицы, с нескольких элемнетов одновременно (при наличии нескольких каналов считывания) и т.п.

плохо тем, что имеет плохой "фактор заполнения" (т.е. собственно "светочувствительный элемент" занимает довольно мало места в пространстве, отводимом на "пиксель матрицы"). Откуда худшая чувствительность (большие шумы) при том же количестве света, попадающем на матрицу. Ну и "погрешности считывания" того заряда на конденсаторе заметные... Короче - шумит, сволочь. Т.е. " низкой точностью" вопроизводит информацию о количестве попавшего на нее свете. Заметно шумит. Зато просто и дешево. Отчего, например, все дешевые web-камеры - на ПЗС. "Тональные переходы" там побоку, чего-то видно - и ладно...

Кэнон, судя по всему, сразу занялся именно КМОП-матрицами для цифрозеркалок именно потому, что просто и дешево. Но это в скобках :-)"
продолжение см. след. пост:

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 15:07

"ПЗС (прибор с зарядовой связью) - сложная структура, изначально созданная как вариант организации регистровой памяти. Заряды, накопленные в ячейках, под "потенциальным барьером" могут дрейфовать по структуре полупроводника, из ячейки в ячейку, и считываться на выходе. Когда придумывали - казалось, что так выйдет проще, быстрее и дешевле, чем делать сдвиговые регистры на "дискретной логике" (на тех же КМОП или ТТЛ или еще чем). Не очень вышло... Зато технология нашла широкое распространение в "фиксации света". С конца 60х годов по сегодня именно ПЗС были основным типом "светоприемников" в видеокамерах, специальном оборудовании и т.п. Заряд, возникающий на ячейке под действием света, накапливается под "потенциальным барьером" в полупроводнике и потом "сдвигается" по структуре матрицы на выход. Светоприемные ячейки получаются здоровые, искажения информации при сдвиге минимальны - в итоге "шума" немного и "точность передачи" накопленной информации высокая. Отчего в приборах, преназначенных для "точной фиксации" света почти исклбючительно ПЗС до поелднего времени и использовали. Но всю "обвязку" (схемы считывания, управления и т.п.) надо делать снаружи и отдельно, энергии жрет больше, схемы сложнее... И допускает только "построчное" считывание, а не проивзольное. И не любит, когда считывают слишком быстро - тогда "погрешность" сильно растет. Для ускорения - приходится длеать сложные матрицы с "многоканальным считыванием" и т.п. Но все равно не любит. Чем быстрее считываешь - тем шумит.

вот, собственно, почему до последнего времени КМОП в фотокамерах не любили. Но Кэнон (и не только) мучался и старался :-)"
(С) Mik_S
продолжение см. след. пост:

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 15:09

"В итоге на современных КМОП-матрицах - достигнут лучший "фактор заполнения" (не такой, как можно сделать на ПЗС, но всё же). Ну и игры с фокусирующими микролинзами перед ячейками отчасти спасают....
а самое главное - придумана довольно сложная схема "накопления заряда", которая по сути работает как "аппаратный шумодав", на уровне отдельной ячейки. В материалах Кэнона где-то про это много было понаписано, с картинками. В итоге проблема "сильной шумности" в общем-то снимается. И на "высоких ISO" КМОП начинает шуметь не больше, а то и меньше, чем ПЗС (тем более, что все сходят с ума по "скорости серии" и "разгоняют" ПЗС до высоких скоростей считывания, что им ни разу не полезно с точки зрения "шумов"... а "давить" шумы с ПЗС можно толкьо потом, после считывания, фактически "программно" и малоэффективно).
А на "низких"... ну "визуально" шума не видно за счет более эффективной работы "аппаратного щумодава" - и хорошо. Что часть информации, которая могла бы быть полезной при этом "размывается"... да кто это увидит?
Зато получается более дешевая в производстве и, позволяющая высокие скорсти считывания и "малошумная на высоких ISO" матрица. Ровно то, по чему нынешние потербители цифрокамер страдают.

ну а "полнокадровую" матрицу на ПЗС сделать - это вообще на сегодня технологический подвиг. Стоить оно будет столько, что какой нибудь 1DsMkIII дешевым покажется. А поскольку тенденция "полнокадровости" проследживается уже вовсю, то лепить на кроп и на полный кадр матрицы по разной технологии - как-то совсем неинтересно.

вот нам и поголовный переход на КМОП.

а что в принципе ПЗС при равной "мегапиксельности", в условиях достатка освещения и небольшой скорсоти считывания позволяет получить более "информативную" картинку (с большим количеством "полезной" информации о количестве света) - так кому это надо? тем более, что это в "принципе" будет десять раз убито той же дебайеризацией, конвертерами и прочей обработкой... Не говоря про то,ч то с ним потмо делать. Если в гламурный журнал печатать, там вообще по фиг :-)

А кому для серьезной пейзажной например фотографии действительно критична более точная передача информации о свете - для тех цифрозадники к СФ есть. С малой чувствительностью, низкой скоростью и на ПЗС. И ценой как чугунный паровоз.

Вот как-то так гениальная маркетинговая тенденция выглядит :-) И в общем не без основания."

(С) Mik_S

Конец первого поста.

Далее см. след. пост:

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 15:10

(С) автор - USER

"Согласен. Но теперь давайте рассмотрим, что нам дают обсуждаемые технологии.
1 RGB - фильтр одинаков в обеих случаях, это отдельная часть конструкции сенсора не зависящая от его топологии.
2 светоприемник- тоже по большому счету не отличается.
3 А вот теперь основное отличие
- КМОП - низкочастотный усилитель - схема считывания - АЦП
- ПЗС - схема последовательного считывания (слабого сигнала) и широкополосный усилитель - АЦП
Не нужно обладать сильными познаниями, чтобы понять, что во втором случае потери полезной информации больше чем в первом. (что собственно и наблюдаем на ПЗС - шумим)
Почему первые сенсоры были ПЗС - потому что не могли технологически разместить схему усиления рядом с фотоэлементом, но мир не стоит на месте - современные технологии позволяют это делать не напрягаясь.
Из своего опыта могу сказать - получить таких чистых и насыщенных цветов с Д200 как с Д3 у меня не получается. Просматривая серию с Д200 после Д3 снимки напоминают раскрашенную ЧБ картинку явно чувствуется нехватка ДД. Хотя картинки с Д200 бывают очень симпотичными, но тут скорее эфект полезных искожений как в линзах".

Tatyana Shupikova

1 сентября 2008 в 15:23

И ещё вот что-то по технике и физике...:
(С) автор - МБ
"Пошу прощения за кросспост, но отмечусь и тут, т.к. это прямо по теме:
Было интересно, почему может отличаться цвет CCD vs CMOS и вот что раскопал из документа Image Sensor Architectures for Digital Cinema, стр.4. Разница реально может быть в спектральной чувствительности матриц без светофильтров, но дело тут не в CCD vs CMOS, а в типе светочуствительного элемента, преобразующего фотоны в электроны. И в той, и в другой технологии это может быть PhotoDiode (фотодиод) или PhotoGate (не знаю, как точно перевести, иногда говорят фотозатвор):

Generating and collecting signal charge are the first tasks of a silicon pixel. The major categories of design for pixels are photogates and photodiodes. Either can be constructed for CCDs or CMOS imagers.

Photogates позволяют достичь лучшего кэффициента заполнения (fillfactor), но обладают несколько меньшей чувстительностью, особенно в синей области спектра, т.к. их поверхность покрыта полисиликоновым затвором:

Photogates’ major strength is their large fill factor—in a photogate CCD, up to 100% of the pixel can be photosensitive. High fill factor is important because it allows a pixel to make use of more of the incident photons and hold more photogenerated signal (higher full well capacity). The tradeoff for photogates is reduced sensitivity due to the polysilicon gate over the pixel, particularly in the blue end of the visible spectrum.

Опять же я понимаю так, что хотя оба типа фотоэлементов могут применяться как с CCD, так и в CMOS, традиционно в CMOS чаще использовались фотодиоды, а в CCD - photogates, этим и можно объяснить разные спектральные характеристики матриц.

Насколько это существенно и насколько нивелируется фильтрами и обработкой - вопрос открытый, но для общего понимания полезно."

Вот такие сведения из Клуба ФотоРу.

Inkrustor

1 сентября 2008 в 20:32

Serg писал:

Какая матрица лучше CCD или CMOS? Чем? Достоинства и недостатки каждой.
нужно ли старатся преобрести COMS.
или CCD не уступает COMS

....вопрос поставлен не верно, они не лучше -хуже они немного разные. Кому нравится слайд, кому свема..
что б это увидеть надо просмотреть очень много фотографий (несколько сот) желательно за раз.
Можно на Pbase.com тогда будет понятна общая особенность матрицы.
еще раз - это не хорошо не плохо.
...на низких ИСО чуть интересней (лично мне) CCD, на высоких легче жить с CMOS
цифро попы вроде все на CCD пока
Учитывая что никон тоже перешел на ССД бегать наверно не стоит, само придет...

Serg

2 сентября 2008 в 00:45

Tatyana Shupikova писала:

(С) автор - USER

  огромное спасибо!!!!!!!!!
всё стало достаточно ясно.
Nikon ,не зря   перешол на CMOS.
но   сегодня    камеры Nikon хоть и   счилаются лидерами,но их цена,
немного разачаровывает.
D300хоть и крутая камера но мне до неё ,как до Луны,не дотянутся. Так , что скорей всего плавно перейду на Canon.
пока серьёзной оптикой не обзавёлся ,можна менять   наверно выбор падёт на 40D.
Вобще ,хочу снимать ,портреты ,и пейзаж.
думаю, что d40 самый раз

Tatyana Shupikova

2 сентября 2008 в 01:52

Serg писал:

  огромное спасибо!!!!!!!!!
всё стало достаточно ясно.
Nikon ,не зря   перешол на CMOS.
но   сегодня    камеры Nikon хоть и   счилаются лидерами,но их цена,
немного разачаровывает.
D300хоть и крутая камера но мне до неё ,как до Луны,не дотянутся. Так , что скорей всего плавно перейду на Canon.
пока серьёзной оптикой не обзавёлся ,можна менять   наверно выбор падёт на 40D.
Вобще ,хочу снимать ,портреты ,и пейзаж.
думаю, что d40 самый раз

40D хорошая камера. Ещё если и оптику удачно подобрать - всё будет как надо!
Мне Кэноны нравятся мягкостью картинки, а цвета и контрасты недурно выводятся в RAW-конверторах - проверено :)
Хоть у меня и Никон, но мой выбор в своё время основывался помимо технических возможностей ещё и на цене, эргономике и, как ни странно, на весе камеры (из моделей сходного уровня) - учитывала каждые лишние 100 грамм веса! Теперь это уже не критично - приноровилась и поняла, что вес помогает бороться с шевеленкой (из-за большей инертности) :))) Хотя, это уже не по теме!
Рада, что удалось помочь!

Дмитрий Карасев

2 сентября 2008 в 09:12

Портреты, пейзаж - пятерку бери, 40 - скорее репортажная. А в пятерке - ФФ.

lokfuhrer

2 сентября 2008 в 10:27

Тань, надёргала из форумов то, что я сказал в одном посте... :))))))))
Да ещё структуру кристалла привела. )))

Петренко

2 сентября 2008 в 10:49

Если по цене критично тогда 40, а если по деньгам потянете тогда всёже 5

Tatyana Shupikova

2 сентября 2008 в 17:21

lokfuhrer писал:

Тань, надёргала из форумов то, что я сказал в одном посте... :))))))))
Да ещё структуру кристалла привела. )))

Да знаешь, Юр, смотрю - человек серьёзно хочет понять суть - и теорию, и практику, а кроме тебя по теории никто не пишет. А ты написал чуток маловато - немного чего-то не хватало, чтобы составить мнение о вопросе человеку не сведущему... Ты сам в этом, как рыба в воде, а если кто "не в теме", то всегда требуется пошире охватить, хочется услышать нескольких человек, почитать нескольких авторов - разная манера речи и случайные нюансы дополняют картину - по себе знаю :) Тогда одно к одному - и складывается мнение.
Сама-то я только практически сравнивала разные камеры, без учёта физики и электроники :)

Serg

3 сентября 2008 в 00:10

огромное   спасибо всем кто помогает разобраться в сути проблемы.
Довольно простое и понятное объяснение.
у меня NIkon D40, вообще то камера не плохая . но есть одна вещь котороя мне не очень нравится.Это А.Ф ,невозможно применить более старую оптику.
это касается фиксов. который мне очень нравятся.не очень дорогие и хорошие.
я решил купить Никон д200 , сравнил с д300 ,и увидел ,что у них разная матрица. Д 300   на CMOS,
тогда меня и заинтересовал Кэнон 40 d ,у него такаяже матрица как и Д300.(КОТОРЫЙ МНЕ ОЧЕНЬ НРАВИТСЯ)   но финансовая часть ,пасует.
40 Д ,стоит дешевле Д200
не знаю или она уступает Д200.
5 Д ,очень хорошая ,но по её цене я могу взять   Д300.
даже 50 Д, очень дорогая.
так ,что остаётся или Д200 или 40Д.
какую купить ещё не решил ,но склонен 40Д.
ещё не знаю , у неё есть проблемы со старыми обьективами.всмысле автофокуса.

Новая тема

Ответить

Список форумов ›› Фототехника ›› Какая матрица лучше CCD или CMOS? Чем? Достоинства и недостатки каждой.