Как известно, фотоаппараты делятся на две большие категории — аналоговые и цифровые — по признаку светочувствительной поверхности, которая запечатлевает изображение.  В аналоговом фотоаппарате этой поверхностью служила фотопленка — нехитрая штука с определенной светочувствительностью, определенным количеством кадров одноразового использования, с которых после химической обработки можно было получить отпечаток изображения на бумаге.

В цифровых же фотоаппаратах эту основополагающую роль берет на себя матрица. Матрица — прибор основной функцией которого является оцифровка определенных параметров света попавшего на его поверхность. Подробно и наглядно этот процесс показан в отличном видео от Discovery в нашей статье «Как устроен фотоаппарат«, если вы еще его не смотрели, обязательно сделайте это!

Есть две основные, наиболее популярные и в тоже время конкурирующие технологии матриц — это  CCDи CMOS .  Давайте же сегодня разберемся с тем, в чем же разница между  CCD и CMOS матрицами?

Мы попытаемся разобраться в их отличии без погружения в детали физики, просто, чтобы иметь представление не только о том, как устроен фотоаппарат, но и о том, какая сейчас на вашей камере матрица. Думаю начинающему фотографу этого будет достаточно, а кому интересны детали, тот сможет покопаться дальше и самостоятельно.

CCD матрица, источник: Википедия

Итак, CCD  — это charge-coupled device (ПЗС — прибор с обратной зарядной связью). Этот тип матриц изначально считался более качественным, однако и более дорогим и энергозатратным. Если представить основной принцип работы матрицы  CCD в двух словах, то они собирают всю картину в аналоговой версии, и только потом оцифровывают.

В отличие от  CCD матриц, CMOS  матрицы  (complementary metal-oxide-semiconductor,  комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник, КМОП), оцифровывают каждый пиксель на месте.  CMOS матрицы были изначально менее энергопотребляющие и дешевыми, особенно в производстве больших размеров матриц, однако уступали  CCD матрицам по качеству.

CMOS матрица, источник: Википедия

CCD матрицы отличаются более высоким качеством изображения и все еще остаются популярными в  областях  медицины, промышленности, науки, там где качество изображения является критически важным.   За последнее время   CCD матрицы уменьшили энергозатратность и стоимость,  а CMOS матрицы значительно усовершенствовали качество изображения, особенно после технологического  переворота в производстве CMOS -сенсоров, когда по технологии Active Pixel Sensors (APS)  к каждому пикселю был добавлен транзисторный усилитель для считывания, что позволило преобразовывать заряд в напряжение прямо в пикселе. Это и обеспечило прорыв  CMOS технологии, к 2008 году она стала практически альтернативой  CCD матрицам.  Более того, технология  CMOS  позволили снимать видео и ввести эту функцию в современные фотоаппараты,  и в большинстве своем современные цифровые фотоаппараты оснащены именно CMOS матрицами.

Сложно однозначно сказать, что лучше —  CCD  или  CMOS  матрицы, ибо обе технологии имеют свой рынок и свое применение, и пока что остаются скорее взаимодополняющими. Со временем, возможно,  CMOS охватит большие сферы применения, где традиционно первенство принадлежит  CCD, но это, по оценкам некоторых экспертов, дело еще по меньшей мере десятилетия.

Составлено по материалам Википедии и журнала Photonics, «CCD vs CMOS: Facts and Fiction»