Фотографическая широта (Ev) характеризует способность фотоприемника регистрировать с одинаковой степенью контраста различия в яркостях объекта. Фотографическая широта описывается диапазоном экспозиций, в котором достигается пропорциональное воспроизведение тонов. В общем случае считается, что фотоприемники тем качественнее, чем большей фотографической широтой они обладают.

В цифровой технике принято измерять диапазон значений в логарифмическом масштабе, где двукратная разница в яркости имеет одну и ту же линейную величину, независимо от абсолютного уровня сигнала. Разница между максимальным и минимальным регистрируемым значением яркости называется динамическим диапазоном (D — D = D).

Динамический диапазон связан с фотографической широтой следующими соотношениями:
Ev = 3,32D; D = 0,301Ev.

Например, сенсор камеры Kodak 14п обладает динамическим диапазоном D = 3,26. При пересчете в экспозиционные зоны фотографическая широта матрицы составляет 10,8 Ev. Это выдающийся, но далеко не лучший результат среди цифровых камер. В частности, матрица камеры Canon D60 имеет фотографическую широту 11,5 Ev (D = 3,5). Матрицы камер компактного класса по фотографической широте примерно соответствуют цветной пленке.

Для сравнения приведем параметры материалов химического фотопроцесса. Фотографическая широта цветной негативной пленки составляет около 6 экспозиционных зон (D = 1,8), черно-белой негативной пленки — до 8 Ev (D = 2,5).

Теоретически, светочувствительный элемент матрицы способен регистрировать единичный фотон света. На практике это далеко не так, поскольку в ячейках всегда присутствуют собственные электрические шумы.

Для каждой матрицы существует некий порог чувствительности, ниже которого информацию выделить из шума нельзя. Повышение чувствительности неизбежно приводит к увеличению доли шума в регистрируемом оптическом изображении.

В общем случае, чем меньше размер ячейки матрицы, тем больше уровень шумов и ниже чувствительность. Однако применение одной и той же модели матрицы в разных фотокамерах совершенно не гарантирует одинаковую чувствительность. Дело в том, что уровень шумов на реальном снимке также зависит от методов обработки изображения внутри камеры. Если усреднить типичные значения реальных шумов для разных аппаратов и привести их к приемлемому уровню (любительское качество), можно получить ориентировочные значения «стандартной» чувствительности матриц одного типоразмера. В конкретных моделях ЦФК чувствительность может отличаться от стандартной на 20-30%, как в большую, так и в меньшую сторону.

Измерение чувствительности в единицах ISO цифровая фотография унаследовала от химической. В цифровой фототехнике используют индекс ISO (ISO Speed Rating), который можно выбрать в меню.

Надо понимать, что если выбранное значение чувствительности превышает стандартное значение для данного типоразмера матрицы, на снимке появятся паразитные шумы. Только от совести производителя зависит, при каком уровне шума он посчитал чувствительность приемлемой. Одна камера на установке ISO 100 может «шуметь» так же, как другая камера на ISO 400. При прочих равных условиях меньше предрасположены к шумам большие матрицы (по геометрическим размерам, а не мегапикселам).

Размер матрицы, ее емкость и размер ячейки тесно связаны между собой. Очевидно, что увеличение емкости при неизменном размере матрицы приведет к уменьшению размера одной ячейки. Казалось бы, что в этом нет ничего страшного, наоборот, маленькие ячейки обеспечат лучшую резкость изображения. Но не все так просто.

На маленькую ячейку попадает меньше света, ее способность преобразовывать световую энергию в электрическую падает, растут шумы, что не лучшим образом сказывается на чувствительности. Особенно, если вы используете светофильтры, вам может потребоваться замена фильтра http://garage96.ru/.
Эмпирически установлено, что оптимальный размер ячейки находится в диапазоне 6-9 микрон. Если ячейка меньше, возникают проблемы с чувствительностью, если больше — становится заметной ступенчатость контрастных границ в изображении.
Маленькие (меньше 5 микрон) ячейки большинства матриц фотокамер ультракомпактного и компактного класса не позволяют получить высокую чувствительность, поэтому возникают проблемы со съемкой в сумерках, в лесу, в помещениях. Обычно недостаток чувствительности компенсируется использованием встроенной вспышки.

Типоразмер

Среди цифровых фотоаппаратов есть модели, размер матрицы которых аналогичен кадру 35-мм пленки. Однако пока такие образцы дороги и применяются в профессиональной сфере. Более дешевые матрицы имеют меньшую площадь и устанавливаются в камеры полупрофессионального и компактного класса.

С размером матрицы тесно связано фокусное расстояние объектива. Поэтому потребовалось как-то стандартизировать размеры сенсоров, чтобы не конструировать свой объектив для каждой матрицы. Для этого воспользовались довольно запутанной системой типоразмеров, пришедшей из видеотехники. Подробно разбирать ее не имеет смысла, но оценивать соотношение площадей различных сенсоров необходимо. Принцип оценки очень прост: чем больше площадь сенсора, тем лучше.