Цифровая камера для фотожурналиста

Андрей Ряхин

Minolta RD-3000, Nikon D1, Fuji FinePix S1Pro

      Сегодня цифровым фотоаппаратом никого не удивишь. На рынке предлагается до сотни различных моделей, на любой вкус и кошелек: от вполне приличных компакт-камер для начинающих за пару сотен долларов до продвинутых аппаратов с зум-объективом и мегапиксельным разрешением для искушенных пользователей стоимостью около $1000. Каждый год ведущие мировые фирмы анонсируют все новые, еще более продвинутые и компактные модели (см. "В погоне за миллионами", "ЦВ", №2'2000). Однако, несмотря на публикующиеся отчеты фирм о постоянно растущих объемах продаж цифровой фототехники, революционного переворота пока не произошло. В руках путешественника вы почти наверняка увидите классический пленочный 35-мм фотоаппарат, а не его цифровой аналог. Такое состояние дел в мире любительского фото, где ценятся прежде всего простота и надежность съемки (проще и легче иметь с собой запасную кассету, чем дополнительный набор заряженных аккумуляторов и сменных карт памяти), а также удобство получения отпечатков снимков, будет сохраняться еще довольно долго. А вот в профессиональном фото, где решающим является "удачность" кадра (порой единственного из сотни отснятых), а также оперативность его передачи в редакцию в электронной форме для включения в ближайший выпуск газеты или журнала, большие перемены уже на пороге.
      Профессиональные цифровые фотоаппараты для журналистов предлагаются давно. Достаточно вспомнить первую совместную разработку Nikon и Kodak 1991 г. - DCS 100. За ней последовали Kodak DCS 200, 315, 330 и, наконец, современные DCS 620 и 660. Все они представляют собой сочетание известных 35-мм Nikon-камер с соответствующими цифровыми приставками, разработанными фирмой Kodak. Но многие и многие фотокорреспонденты все-таки отдавали предпочтение оборудованию от Canon. Поэтому, начиная с третьего поколения цифровых аппаратов, Kodak параллельно стала выпускать модели на базе EOS камер Canon. Так появились Kodak DCS 420 и 460, 520 и 560. Именно фирме Kodak принадлежит основная заслуга во внедрении цифровых технологий в мир профессиональной фотожурналистики. Вслед за Kodak на это рынок пришли Fuji c моделями DS-505, DS-515, DS-560, DS-565 (на базе камер Nikon) и Minolta c RD-175.
      Однако вплоть до недавнего времени цифровыми аппаратами пользовались единицы. Причин было много: для одних - недостаточно высокое разрешение (большинство упомянутых моделей обеспечивали до двух миллионов, тогда как требовалось более), для других - громоздкость и неудобство использования (цифровая приставка значительно увеличивала размеры и вес пленочных прототипов), для большинства - недоступно высокая цена (последние модели Kodak DCS 560 и DCS 660 стоят около $30 000). Но сейчас, c появлением нового поколения аппаратов, во многом свободных от указанных недостатков и действительно способных привлечь искренние симпатии практиков, ситуация меняется. Первыми "ласточками" стали Nikon D1, Fuji FinePix S1Pro и Minolta RD-3000 - но вскоре нас ждут и другие новые модели, в первую очередь от Canon, Pentax и Olympus.
      Что отличает профессиональную камеру? Почему фотографов не удовлетворяют уже имеющиеся многочисленные модели (см. "ЦВ", №2'2000, с. 52), если их разрешение превышает 3 млн, встроенный объектив обеспечивает оптическое увеличение до трех раз, электроника позволяет автоматически устанавливать необходимые параметры съемки, а стоимость - менее $1500? Ответ на этот вопрос прост: не устраивает результирующее качество снимка. Профессионал обязан выдать качественный кадр в любых условиях съемки, сколь бы сложной (по освещенности, динамике, глубине) не была сцена. Он должен настраиваться на объект максимально точно, анализируя и гибко учитывая все нюансы наблюдаемой картины. А ведь порой она неповторима, так что пропустить уникальный миг он не имеет права. Одним словом, профессионал, как пионер, должен быть всегда готов.
      Cовременная "правильная" профессиональная камера это прежде всего:
      - SLR-камера (Single Lens Reflex), или "зеркалка", отображающая снимаемую сцену в видоискателе через объектив (т. е. что видишь, то и снимаешь);
      - широкий набор сменных объективов, позволяющих менять эффективное фокусное расстояние от 20 мм (и менее - "рыбий глаз") до 200 мм (и более - телеобъективы) и соответственно перестраиваться от портретной съемки и широкоугольных крупных планов до съемок на дальних расстояниях;
      - TTL-измерение (Through The Lens) необходимых для настройки параметров съемки (экспозиции, фокуса, баланса белого и др.);
      - продвинутые высокоточные и быстрые алгоритмы автоматического определения параметров по выполненным измерениям данных, а также широкие возможности ручных настроек и корректировок параметров (с учетом индивидуальных опыта/намерений фотографа или результатов анализа полученного кадра);
      - возможность сохранения в памяти аппарата "на будущее" найденных фотографом удачных установок параметров съемки;
      - "интеллектуальная" внешняя вспышка, временем срабатывания и яркостью которой управляет сама камера;
      - дистанционный пульт для затвора, действующий на расстоянии не менее 10 м;
      - легкий и прочный корпус, учитывающий возможную жесткость "полевых" условий съемки;
      - до мелочей продуманный дизайн: от удобного размещения органов управления до сбалансированности по весу.
      Таковы общие требования. Но к цифровым профессиональным аппаратам предъявляется и ряд дополнительных, обусловленных использованием электронной матрицы вместо пленки. Первое из них — обеспечение максимально возможного разрешения: чем больше, тем лучше. С какой минимальной планки нужно начинать отсчет? Для воспроизведения фотографий в печатных изданиях достаточно 300 dpi (dots per inch — точек на дюйм), т. е. более 2 млн независимых отсчетов для картинки размером 4x6" (10 х 15 см). Таким образом, весьма условно нижним пределом разрешения можно считать 2,5 млн. Еще вчера это значение рассматривалось как фантастически высокое, а сегодня ПЗС-матрицы с таким числом элементов никого не удивляют. Но большинство из них имеют малые размеры — 1/2'', 1/3'' или даже 1/4'' по диагонали, так что геометрический размер соответствующего пикселя крайне мал — менее 4 мкм. Известно, что
чем меньше эффективная регистрирующая поверхность, тем больше относительное влияние темновых шумов, а значит, меньше динамический диапазон, чувствительность и отношение сигнал/ шум. Поэтому профессионалы выбирают дорогостоящие матрицы большого размера. Так, размер пикселя у матрицы
Nikon D1 составляет 11,8 мкм.
     Еще одно дополнительное требование — возможность использования широкого ассортимента высококачественных фотообъективов, представленных на рынке. Однако светочувствительная площадка ПЗС-матриц по размеру существенно меньше кадра 36 х 24 мм стандартной 35-мм пленки (не говоря уж о профессиональной широкой пленке). Если сравнивать с 1/4'' матрицей — в семь раз. А это делает бессмысленным применение большинства объективов, дающих увеличение фокусного расстояния в пресловутые семь раз. Для согласования размеров необходимы матрицы большого размера (по крайней мере, более одного дюйма). На рис. 1 показано соотношение размеров матрицы 23,7 x 15,6 мм, используемой в Nikon D1, и кадров 35-мм и APS-пленки (аналогичное соотношение справедливо и для Fuji S1Pro) — и даже в этом случае, как видите, имеется полуторакратное расхождение. Несколько иное решение данной проблемы реализовано в RD-3000 (рис. 2). Здесь используется специальная оптическая схема уменьшения размера фокусируемого изображения (image-size reduction relay optics) и последующего его разделения призмой на две пересекающиеся части, которые регистрируются независимыми полудюймовыми матрицами. Но и в этом случае приходится говорить об увеличении эквивалентного фокусного расстояния в 1,5 раза.

Рис. 1. Соотношение размеров ПЗС-матрицы Nicon D1 и кадров 35-мм и APS-пленки

     Следует также учитывать, что ПЗС-матрицы более чем пленка чувствительны к ИК-излучению ближнего диапазона, создающему фоновую засветку и понижающему контрастность регистрируемого изображения. Для борьбы с этим эффектом предусмотрены соответствующие фильтры. Кроме того, в случае высокоразрешающих оптических систем необходимо также использовать специальный низкочастотный фильтр (low-pass filter), который уменьшает радужные артефакты на краях ярких, резко очерченных объектов. Оптимальным является совмещение функций этих фильтров в одном, расположенном прямо перед регистрирующей матрицей. Именно такое решение реализовано как у D1, так и у RD-3000.
     Следующее требование вытекает из задачи сохранения зарегистрированных изображений. Для этой цели используются компактные сменные карты памяти, причем предпочтение отдается стандарту Compact Flash — в силу доступности карт большого размера (до 340 Мбайт у IBM MicroDrive). Но процесс записи на них протекает сравнительно медленно, что вызывает проблемы при регистрации серий последовательных кадров быстропротекающих событий (например, спортивная съемка). Отсюда — необходимость оснащения аппаратов оперативной памятью большого размера (в десятки мегабайтов) для буферизации регистрируемых последовательностей.

Рис. 2. Оптическая схема RD-3000

     Понятно, что ни одна из имеющихся «дешевых» моделей цифровых камер потребительского рынка не отвечает всем этим сложным требованиям. И, несмотря на постоянное наращивание их характеристик (особенно таких, как разрешение ПЗС и размер буфера встроенной памяти, точность и интеллектуальность работы автоматики, возможность ручной настройки параметров съемки) отвечать не будет. Впрочем, этого от них требовать и не следует, чтобы сохранить их главное преимущество — сравнительно доступную цену. Ведь вплоть до недавнего времени стоимость большинства аппаратов, более-менее удовлетворяющих профессионалов, превышала десятитысячную отметку. Именно поэтому появление в ценовом диапазоне до $6000 трех новых, достаточно совершенных моделей — Nikon D1, Fuji FinePix S1Pro и Minolta RD-3000 — вызвало нешуточное волнение в мире цифрового фото.
     Основные характеристики этих трех камер приведены в таблице. Безусловным фаворитом является D1. До этой модели Nikon разработку цифровой части к своим профессиональным фотоаппаратам фактически отдавала на откуп другим фирмам — Kodak или Fuji. Но по мере развития и повышения значимости этого сектора рынка подобная зависимость становилась все более опасной, и в феврале 1999 г. Nikon объявила о ведущейся самостоятельной разработке совершенно нового аппарата (впрочем, от продолжения «честного партнерства» в рамках ранее заключенных соглашений фирма не отказалась). Так появился D1, по внешнему виду очень напоминающий популярную 35-мм «зеркалку» Nikon F5, а по органам управления — F100. Эта камера хороша во всех отношениях. Здесь и высокоразрешающая матрица большого размера, и высокая скорость съемки последовательных кадров (за счет встроенного буфера памяти в 48 Мбайт), и 12-разрядная оцифровка исходного сигнала (формат данных RAW, «понимаемый» дополнительным ПО Nikon Capture) с последующей его оптимальной обработкой и преобразованием в стандартные 8 бит в соответствии с заложенным алгоритмом. Необходимо отметить «интеллектуальную» автоматику контроля качества регистрируемого изображения и фирменный измерительный алгоритм 3D Digital Matrix Image Control, включающий определение экспозиции 3D Color Matrix Metering, TTL-измерение баланса белого и компенсации тона. 3D в названии алгоритма означает, что камера учитывает одновременно сразу три параметра: контрастность сцены, яркость и расстояние до объекта. Особой похвалы заслуживает 3D TTL-управление внешней вспышкой Speedlight SB-28DX, обеспечивающее высокоточную установку требуемой яркости. Для анализа результирующего качества и, при необходимости, ручной коррекции экспозиции на ЖК-мониторе можно дополнительно построить гистограмму зарегистрированного изображения. Ультратонкий оптический низкочастотный фильтр из ниобата лития, встроенный непосредственно перед ПЗС, эффективно отрезает инфракрасную часть спектра и препятствует появлению радужного муара. И все это — в легком и прочном магниевом корпусе. Наконец — к камере подходит более 80 объективов Nikkor байонет F.

Рис. 3. Схема Super CCD

     Minolta RD-3000 успешно развивает предыдущую модель — RD-175. К сожалению, ее разработка несколько затянулась, и сегодня этот весьма добротный аппарат на фоне D1 при равной цене выглядит немного бледновато. Более интересно решение Fuji, взявшей за основу дешевую модель зеркального аппарата Nikon F60, что позволило снизить стоимость S1Pro в 1,5 раза. Стоит отметить оригинальную ПЗС-матрицу S1Pro — Super CCD. Ее особенность заключается в том, что элементы матрицы имеют форму правильных шестиугольников и размещены под углом 450 (рис. 3). Это позволило увеличить эффективную площадь фоточувствительных элементов (а значит, чувствительность и отношение сигнал/шум), а также результирующее разрешение по вертикали и горизонтали (за счет диагонального разрешения). По утверждению Fuji, по интегральному качеству изображения матрица с разрешением 3,4 млн в FinePix S1Pro соответствуют «обычной» матрице с разрешением 6 млн. Именно поэтому фирма заявляет о достижении в S1Pro разрешения кадра 3040 х 2016 элементов. К сожалению, практикой это не подтверждается. Сравнение кадров одного и того же объекта, полученных с помощью S1Pro и D1 (после интерполяции размера кадра последнего размера кадров S1Pro), показывает их удивительную схожесть в реально полученных деталях (см. www.zing.com/magazine/04.05.2000). А вот при недостаточном уровне освещенности увеличенный размер пикселя действительно приводит к пониженному уровню шумов. В заключение отметим, что D1 и RD-3000 уже активно продаются, а FinePix, вероятно, станет реально доступным к осени. Но к концу года должны появиться и другие новые модели, их сравнению будет посвящен наш следующий обзор.

Андрей Ряхин — автор более 100 печатных работ по цифровой обработке изображений.