За этот этап отвечает матрица❗️ По сути, это светочувствительный элемент камеры, который регистрирует попавший на него свет и переводит его в данные, из которых затем складывается кадр
Как матрица воспринимает свет?
Она состоит из миллионов маленьких светочувствительных ячеек — пикселей. Когда на такую ячейку попадает фотон, его энергия может выбить электрон в полупроводнике и создать электрический заряд. Это проявление фотоэффекта — того самого явления, объяснение которому в начале XX века дал Альберт Эйнштейн
Чем больше света попадает на конкретный участок матрицы за время экспозиции, тем больше заряд, который там успевает накопиться. Так камера получает информацию о яркости разных участков будущего изображения💖
Иными словами, матрица не «видит» картинку целиком сразу — она по отдельности измеряет, сколько света пришло в каждую точку
Но как тогда появляется цвет?
Сам по себе отдельный пиксель в первую очередь регистрирует интенсивность света, а не его полноценный цвет
Чтобы различать цвета, перед светочувствительными элементами устанавливают специальные фильтры. Обычно это красные, зелёные и синие участки, через которые проходит только соответствующая часть спектра
Один из самых распространённых вариантов — фильтр Байера. В нём зелёных элементов в два раза больше, чем красных и синих, потому что человеческий глаз особенно чувствителен именно к зелёной области спектра🤩
А чем всё заканчивается?
После съёмки камера получает набор отдельных значений яркости от разных пикселей и по этим данным восстанавливает цвет каждого участка изображения. Этот процесс называется демозаикацией
На этом обработка не заканчивается. Сигнал с матрицы переводится в цифровую форму, после чего камера или смартфон могут скорректировать баланс белого, яркость, контраст и шум. Только после этого мы видим готовую фотографию👀
Получается, что путь света в камере довольно длинный. Сначала он рассеивается в атмосфере, затем собирается оптикой, после этого попадает на матрицу, вызывает появление электрического сигнала и превращается в набор чисел, из которых уже складывается изображение
Так что фотография — это не просто удачно пойманный момент, а целая цепочка физических процессов, которая начинается со света и заканчивается готовым кадром☀️