Matryce światłoczułe – rodzaje i wielkości cyfrowych przetworników

I stała się światłość – trochę historii

Historia rozwoju matryc światłoczułych sięga aż do początków V wieku p.n.e. kiedy to chiński filozof zwany Mistrzem Mo, jako pierwszy dokonał opisu fenomenu camera obscura oraz okoliczności powstawania odwróconych obrazów. W mniej więcej tym samym czasie, w innej części euroazjatyckiego kontynentu, również grecki Arystoteles poświęcił zjawisku „ciemnej komnaty" fragment swojego wiekopomnego dzieła „Problemata".

Jak już zapewne się domyślasz, zaciekłe dywagacje tych obu starożytnych wizjonerów oraz ich literacka spuścizna stały się podwaliną pod późniejsze odkrycia w dziedzinach zajmujących się rejestracją oraz utrwalaniem obrazów.

Współcześnie, gdy mimowolnie uwieczniamy nieskończoną ilość cyfrowych danych pod postacią zdjęć oraz filmów, niewątpliwie brakuje nam czasu na refleksję. Warto więc na moment zatrzymać się w tym technologicznym pędzie, aby zdać sobie sprawę z fascynujących przełomów oraz ewolucji w dziedzinie fotografii, które wpłynęły na jej aktualną odsłonę oraz powszechną dostępność. 

Jeden z pierwszych nośników fotograficznych autorstwa J.N. Niépce'a – cynowa płytka pokryta asfaltem syryjskim

Obecnym nośnikiem obrazu w naszych smartfonach, a także w aparatach oraz kamerach cyfrowych, jest niewymienna matryca światłoczuła, której głównym zadaniem jest zamiana promieniowania elektromagnetycznego – czyli światła – na sygnał elektryczny. Dzięki temu procesowi jesteśmy w stanie trwale zarejestrować obraz optyczny, który wpada przez obiektyw na dany fotoelektryczny przetwornik.

Wystarczy wcisnąć odpowiedni przycisk i już – obraz zostaje natychmiast przechwycony i zapisany w pamięci danego urządzenia. Ta banalnie prosta czynność jest oczywiście zwieńczeniem wysiłków wielu znakomitych naukowców oraz inżynierów, którzy naszym „nieprzemyślanym i szybkim fotkom” poświęcili całe swoje życie. Warto mieć ten fakt na uwadze, gdy następnym razem odruchowo sięgniemy po aparat lub telefon, w celu wykonania kolejnego przypadkowego ujęcia...

Zanim przejdziemy do szczegółowego opisu zaawansowanych cyfrowych przetworników, które w obecnym momencie technologicznym stanowią rynkowe standardy, powróćmy jeszcze na chwilę do początków fotografii oraz zróżnicowanych koncepcji dotyczących utrwalenia tego medium na różnych polach zapisu. 

Willard S. Boyle i George E. Smith podczas odbioru nagrody Nobla za wynalezienie matrycy CCD, 2009 rok

Pierwszą udaną próbą trwałego zapisu fotograficznego jest oczywiście pionierska fotografia J. N. Niépce’a – Widok z okna w Le Gras. Powstała ona na cynowej płycie pokrytej asfaltem syryjskim, a według ekspertów czas jej naświetlania trwał 8-10 godzin lub nawet kilka dni! Ta osobliwa heliografia – czyli obraz powstały na skutek działania promieni słonecznych – został jednakże otrzymany w wyniku kompletnie niepraktycznej i długotrwałej techniki szlachetnej, która nie nadawała się do powszechnego użytku.

Niemniej jednak zapis heliograficzny jest protoplastą współczesnego mechanizmu utrwalania obrazu na matrycach cyfrowych. Na przestrzeni czasu był on udoskonalany m.in. przez francuskiego malarza Louis'a Daguerre’a – nośnikiem jego obrazów była miedziana płytka pokryta światłoczułym jodkiem srebra – a także przez angielskiego polihistora William'a Fox Talbot’a, który jest autorem koncepcji negatywu fotograficznego.

To właśnie dzięki Talbotowi zaczęto tworzyć nieskończone kopie odbitek pozytywowych na papierze i był to początek masowej reprodukcji obrazów. Warto także dodać, że utrwalenie obrazów z procesu negatywowo-pozytywowego było możliwe dzięki odkryciu tiosiarczanu sodu przez Johna Herschel’a – angielskiego naukowca oraz twórcy terminu fotografia per se.   

Z kolei rok 1888 zapisał się na kartach historii jako moment wprowadzenia do powszechnego użytku wynalazków George’a Eastman’a – taśmy światłoczułej oraz aparatu Kodak. 

Ogromnym przełomem w kontekście rozwoju cyfrowych matryc światłoczułych był kluczowy wynalazek dwóch byłych inżynierów NASA – Willard'a S. Boyle’a i George’a E. Smith’a – którzy w 1969 roku opracowali półprzewodnikowy obwód obrazujący, a więc pierwszą matrycę znaną pod nazwą CCD umożliwiającą konwersję światła na sygnał elektryczny. To właśnie dzięki tej dwójce zawdzięczamy dziś możliwość rejestrowania obrazów cyfrowych praktycznie bez żadnych ograniczeń...

Ważne parametry

Matryce w naszych aparatach różnią się od siebie przede wszystkim rodzajem, wielkością oraz specyfikacją techniczną, czyli określonymi parametrami, które determinują oferowaną przez nie jakość cyfrowego utrwalania obrazów. W przypadku zdecydowanej większości współczesnych matryc sposób rejestrowania oraz utrwalania przez nich zdjęć oraz filmów jest bardzo do siebie podobny, dlatego na potrzeby tego wpisu przytoczymy uproszczony opis całego procesu – jest on bardzo podobny do procesu analogowego, jednakże odczynniki chemiczne zastąpiono tutaj pracą odpowiednich algorytmów zamieniających impulsy świetlne na wartości liczbowe z przedziału od 0 do 255. 

Warto wspomnieć, że większość współczesnych przetworników rejestruje tylko i wyłącznie padające nań natężenie światła – a to oznacza, że aparat widzi świat w dosłownie czarno – białych barwach (skali szarości).

Kolor na matrycy pojawił się wraz z wynalezieniem maski Bayera, czyli mozaiki mikroskopijnych filtrów RGB nałożonych bezpośrednio na każdy piksel danej matrycy. W układzie 4 pikseli zawsze znajdują się odpowiednio jeden filtr czerwony, jeden filtr niebieski oraz 2 filtry zielone.

W momencie, gdy naciskamy spust migawki, każdy z naświetlanych pikseli reaguje na odpowiednią długość fali z widma światła widzialnego – czerwoną, niebieską lub zieloną. Dalsza część procesu powstawania barwnego obrazu polega po prostu na „uśrednieniu” wielobarwności i zajmują się tym odpowiednie algorytmy zaimplementowane w aparacie.  

Mozaika filtrów Bayera umożliwia pikselom mierzenie ilości światła dla jednej ze składowych widma światła (RGB)

Na rynku istnieje także osobliwy rodzaj kolorowej matrycy zwanej Foveon X3. Taki sensor rejestruje natężenie trzech podstawowych barw widma światła (RGB) w przypadku każdego pojedynczego piksela – wyłapuje on pełne spektrum informacji i przypisuje właściwą barwę każdemu fotonowi światła. Ten mechanizm powstawania kolorów generuje niestety spory szum cyfrowy i wymaga wielu poprawek, które – mamy nadzieję – twórcy naniosą w przyszłości w najnowszej wersji tego sensora.  

Poniżej znajdziecie kilka bardzo ważnych parametrów, które charakteryzują każdą z rodzajów matryc: 

• Fizyczna wielkość matrycy. Jest to jeden z najważniejszych aspektów determinujących jakość cyfrowych reprodukcji. Generalnie im większą matrycą dysponujemy, tym więcej światła możemy zarejestrować i ma to kluczowy wpływ na lepszą jakość naszych obrazów – szczególnie w sytuacjach, gdy mamy do czynienia z naprawdę kiepskimi warunkami oświetleniowymi i decydujemy się na pracę z dużymi wartościami ISO, które w przypadku sensorów o dużych powierzchniach generują dużo mniejsze ryzyko wystąpienia cyfrowego szumu. Wszystkie najpopularniejsze rozmiary matryc znajdziecie w dalszej części tego artykułu.
  
  
• Rozdzielczość matrycy. Jest to liczba światłoczułych pikseli, a dokładnie ich gęstość na 1cm² powierzchni danej matrycy. Parametr ten wpływa na możliwość rejestrowania bogactwa szczegółów obrazu. Generalnie im większą ilością pikseli dysponuje dana matryca, tym doskonalsza będzie jej zdolność do stworzenia detalicznych reprodukcji – choć nie zawsze jest to takie oczywiste. Równie istotną kwestią jak liczba pikseli jest także ich rozmiar. Jednostką opisującą rozdzielczość poszczególnych matryc są Megapiksele (Mpix) – gdzie jeden megapiksel to jeden milion pikseli odwzorowanych przez matrycę.
  
  
• Wielkość pojedynczego piksela. Jest to kolejna wartość wpływająca na jakość obrazu cyfrowego. Piksele o większej powierzchni „przyjmują na siebie" więcej światła, co skutkuje lepszą czułością matrycy – czyli jej zdolnością do rejestrowania szerokiej tonalności – oraz efektywną redukcją szumów w strefie cienia.
  
  Warto więc zapamiętać, że mniejsza gęstość pikseli na 1cm² matrycy oznacza większy rozmiar pojedynczego piksela, a tym samym lepszą jakość fotograficzną. Z kolei zbyt duża gęstość małych pikseli na 1cm² matrycy generuje wzmożony poziom szumu cyfrowego, ale za to zapewnia lepszą rozdzielczość obrazu. Wzmożona czułość danego sensora często wiąże się więc z utratą pożądanej rozdzielczości – dlatego zawsze warto poszukiwać złotego środka i takiego sprzętu, który będzie zarówno dynamiczny pod względem oferowanej czułości, jak i bogaty w wystarczająco dużą liczbę pikseli. 
  
  
• Czułość matrycy. Standardowe matryce cyfrowe – poza sensorami typu dual-gain lub o podwójnej natywnej czułości ISO – podobnie jak tradycyjne taśmy fotograficzne mają swoją stałą i natywną czułość, czyli określoną wrażliwość na światło uwarunkowaną ich fizyczną i techniczną „architekturą".
  
  Czułość natywna matrycy jest wartością, w której osiąga ona swoją najbardziej dynamiczną rozpiętość tonalną oraz minimalny poziom szumu. Wysoka czułość matrycy uwarunkowana jest jej dużą powierzchnią oraz odpowiednio dużym rozmiarem pikseli zagęszczonych na tejże powierzchni. Czułość matrycy można oczywiście sztucznie stymulować (ISO), poprzez wzmocnienie sygnału na sensorze, w każdym pojedynczym pikselu – skutkuje to jednak degradacją jakości obrazu, utratą jego szczegółów oraz wzmożonym szumem. 
  
  Obecnie mamy jednak na rynku matryce o różnych wartościach wzmocnienia, które pozwalają na precyzyjne dopasowanie czułości w różnych obszarach obrazu. Wspomniane już sensory typu dual-gain działają w taki sposób, że jasne obszary sceny są odczytywane z wyższym poziomem wzmacniania – co pozwala na zachowanie szczegółów w jasnych partiach obrazu – podczas gdy ciemne obszary są odczytywane z mniejszym poziomem wzmacniania, aby zredukować szumy. Dzięki temu można uzyskać zdjęcia o lepszej jakości, co jest szczególnie istotne w trudnych warunkach oświetleniowych.
  
  Z kolei matryce z podwójnym natywnym ISO również mają dwa różne poziomy czułości, ale sposób ich działania rożni się od tego w matrycach typu dual-gain. Nie zarządzamy w ich przypadku optymalnym wzmocnieniem, tylko dysponujemy dwoma różnymi ustawieniami natywnego ISO fabrycznie zaprogramowanymi – gdy się między nimi przełączamy, wówczas matryca rzeczywiście zmienia swoje fizyczne zachowanie i sposób rejestrowania światła, co umożliwia osiągnięcie lepszych wyników w zakresie dynamicznym, ale niekoniecznie w kwestii minimalizacji szumu cyfrowego. 

Rozmiary sensorów i wartość crop

Fizyczne różnice pomiędzy wymiarami poszczególnych matryc mają swoje odzwierciedlenie w sposobie obrazowania danego fragmentu sceny z wykorzystaniem konkretnego sensora.

Wykonując dokładnie takie samo ujęcie za pomocą aparatów o różnych wielkościach matryc światłoczułych – będąc w tym samym miejscu, z identyczną perspektywą oraz z tymi samymi ustawieniami aparatów, a także z identyczną ogniskową obiektywu – możemy uzyskać kompletnie różne obrazy. Efekt ten związany jest z pojęciem mnożnika ogniskowej, nazywanej również crop'em lub współczynnikiem kadrowania.

Jest to pojęcie, które określa stosunek wymiarów danej matrycy względem rozmiaru matrycy pełnoklatkowej, czyli odpowiednika formatu 35 mm – taśmy filmowej, która w czasach analogowych była stosowana w tak zwanych aparatach małoobrazkowych. Matryca pełnoklatkowa stanowi obecnie cyfrowy standard, który stanowi punkt odniesienia dla innych sensorów. 

Graficzne przedstawienie pola widzenia aparatu w zależności od wymiarów jego matrycy

Mnożnik w dużym uproszczeniu określa po prostu to „ile widzi dany aparat” w zależności od przypisanej mu wartości współczynnika kadrowania. Mnożniki ogniskowych charakterystyczne dla mniejszych matryc sprawiają, że obiekty, które fotografujemy, wypełniają dosłownie większą część kadru, a zasięg obrazowania danego obiektywów się zwiększa. Tak więc małe matryce, zapisując mniejsze fragmenty fotografowanej sceny, generują jednocześnie efekt zbliżenia się do głównego tematu fotografii – widać to dokładnie w powyższym przykładzie z portretem dziewczyny.

Trzeba jednak koniecznie zapamiętać, że rozmiar matrycy NIGDY nie wpływa na fizyczną zmianę ogniskowej per se, a samo pojęcie mnożnika jest terminem umownym. Ogniskowa obiektywu pozostaje zawsze niezależną wartością bez względu na wielkość sensora – wartość crop determinuje natomiast zmianę kąta widzenia obiektywu i to właśnie ta zmiana wpływa na „efekt wydłużenia się danej ogniskowej”, co z kolei sprawia wrażenie, że fotografowany przez nas obiekt znajduje się bliżej.

Zmiana kąta widzenia wynikająca z różnic w rozmiarze matryc przy zastosowaniu tej samej ogniskowej obiektywu

Chcąc porównać kąt widzenia tego samego obiektywu przy różnych wielkościach matryc, musimy pomnożyć daną wartość ogniskowej z wartością mnożnika ogniskowej.

Załóżmy, że pracujemy z aparatem APS-C, którego współczynnik crop wynosi 1.5x. Jeśli dołączymy do niego obiektyw standardowy 50 mm, to efekt który uzyskamy, będzie zbliżony do fotografii zarejestrowanej obiektywem 75 mm na aparacie pełnoklatkowym (1.5 x 50 = 75). Trzeba zapamiętać, że takie ujęcie będzie zasadniczo „wycinkiem” w odniesieniu do matrycy pełnoklatkowej – zmianie ulegnie tylko kąt widzenia, natomiast reszta cech obrazu –  takie jak głębia ostrości czy też perspektywa – będą nadal charakterystyczne jak dla ogniskowej 50 mm. 

Poniżej załączamy krótką charakterystykę cyfrowych matryc światłoczułych w kontekście ich wymiarów:

Cyfrowy Średni format:

• współcześnie dąży do tego, aby odpowiadać formatowi analogowej błony filmowej  60 mm
• wciąż jednak nie powstał cyfrowy sensor, który swoimi wymiarami w pełni zrównałby się z analogowym filmem o szerokości błony 60 mm
• jak dotąd udało się jedynie osiągnąć wymiary 44 x 33 mm, czyli tak zwany niepełnoklatkowy średni format
• taka matryca zapisuje obrazy o większym rozmiarze niż obecny standard cyfrowy (czyli pełna klatka 35 m) 
• crop: 0,8x 
• proporcje boków – 4:3
• oferuje fenomenalną jakość obrazu – ponadprzeciętny zakres dynamiczny, doskonałe odwzorowanie kolorów oraz niezwykłą wyrazistość zapisu
• wymaga zakupu drogich i dopasowanych obiektywów, które będą w stanie pokryć jego szerokie pole obrazowe
• współczesne bezlusterkowe średnie formaty są coraz szybsze, matryce są stabilizowane, posiadają bardzo sprawny system AF oparty na detekcji fazy i pozwalają na wykonanie nieporuszonych zdjęć nawet przy czasie 1/30 sekundy!
• nadaje się także do nagrywania wysokiej jakości filmów (4K)
• jest drogi, aczkolwiek jego bezlusterkowe wersje plasują się na tej samej półce cenowej co profesjonalne pełnoklatkowce 
  
  

Aparat średnioformatowy FujiFilm GFX 100S

Matryca Full Frame, czyli Pełna Klatka:

• odpowiada klasycznemu formatowi taśmy filmowej 35 mm, o wymiarze pojedynczej klatki 36 x 24 mm przeznaczonej do analogowego aparatu małoobrazkowego
• proporcje boków – 3:2
• oferuje znakomitą jakość obrazu – ich duża światłoczuła powierzchnia często zbudowana jest z dużych pikseli, dzięki którym matryca zbiera większą ilość światła i bardzo dobrze radzi sobie w słabych warunkach oświetleniowych
• aparaty full frame są zazwyczaj duże i ciężkie
• wymaga pracy z dopasowanymi, często bardzo drogimi obiektywami, które pokrywają ich odpowiednio większe pole obrazowe
• umożliwia uzyskanie bardzo małej głębi ostrości i efektu pięknie rozmytego tła
• jest umieszczana w profesjonalnych bezlusterkowcach, lustrzankach oraz kompaktach z półki premium
• idealna do fotografii portretowej, krajobrazowej, astrofotografii oraz fotografii wnętrz – zasadniczo wszędzie tam, gdzie potrzeba najlepszej jakości obrazu 
  
  

Aparat pełnoklatkowy Canon EOS R6 Mark II

Matryca APS-C (Advanced Photo System-Crop):

• są to matryce o mniejszych wymiarach niż pełna klatka, które różnią się w zależności od producenta. Ich rozmiary wynoszą odpowiednio 23.6 x 15.7 mm dla systemów Nikon, Sony i Pentax oraz 22.2 x 14.8 mm dla systemu Canon i FujiFilm
• crop: 1.5x lub 1.6x
• proporcje boków – 3:2
• zdecydowanie lżejsza od pełnej klatki
• umożliwia uzyskanie dużej głębi ostrości
• standard APS-C odpowiada filmowemu formatowi Super 35 znanego ze srebrnych ekranów kin
• ze względu na współczynnik crop znacznie łatwiej i taniej dobrać do niej różne obiektywy
• redukcja pola widzenia względem pełnej klatki (35mm) powoduje wzrost współczynnika powiększenia – mniejsze lub oddalone obiekty stają się efektywnie większe – warto więc wybrać tę matrycę np. do makrofotografii, fotografii przyrodniczej, podróżniczej, sportowej lub architektury
  
  

Aparat APS-C FujiFilm X-T4

Matryca Micro 4/3 (Micro Four Thirds):

• jest mniejsza od matrycy APS-C, jej wymiary wynoszą 17,3 x 13 mm
• crop: 2x – tak duży współczynnik powiększenia powoduje, że można dołączyć do korpusu micro 4/3 lżejsze teleobiektywy, które dadzą takie samo powiększenie jak dużo droższe i zdecydowanie cięższe pełnoklatkowe teleobiektywy
• duży mnożnik ogniskowej utrudnia jednak pracę z obiektywami szerokokątnymi
• proporcje boków – 4:3
• jest efektem współpracy firm Panasonic i Olympus
• znalazła swoje zastosowanie również w profesjonalnych kamerach filmowych (Blackmagic)
• jej bardzo mały rozmiar przekłada się na lekkość korpusu fotograficznego
• można nią uzyskać jeszcze większą głębię ostrości niż w przypadku APS-C
• trudno nią natomiast uzyskać płytką głębię ostrości
• ze względu na jej małe wymiary i gęsto poupychane piksele, niestety gorzej radzi sobie w warunkach słabego oświetlenia
• aparaty oraz obiektywy pod Micro 4/3 są tańsze 
• to matryca idealna dla makrofotografów, podróżników oraz dla osób tworzących i publikujących w sieci, a także dla tych, które dopiero zaczynają przygodę z fotografią
  
  

Aparat Micro 4/3 OM SYSTEM OM-1

Matryca 1”:

• jej wymiary wynoszą 13,2 x 8,8 m
• crop: 2.7x
• ze względu na duży współczynnik ogniskowej matryca ta umożliwia ponadprzeciętny efekt przybliżenia (ultra zoom)
• proporcje boków – 4:3
• występuje w kompaktach premium oraz w niektórych bezlusterkowcach
• umożliwia rejestrację naprawdę dobrej jakości obrazów
• matryca jest malutka, a z tego powodu korpus bardzo lekki i poręczny 
  
  

Kompaktowy aparat (1”) Sony ZV-1

Matryca 1/2.3”:

• jej wymiary wynoszą 6.1 x 4.6 mm
• crop: 5.62x
• duży współczynnik ogniskowej umożliwia rejestrację zdumiewających powiększeń
• proporcje boków – 4:3
• występuje w kompaktach oraz smartfonach
• tego rodzaju sensory charakteryzują się dużym zagęszczeniem małych pikseli na swojej powierzchni, co niestety wpływa negatywie na jakość materiałów cyfrowych 
• malutka matryca = lekki i poręczny korpus aparatu
  
  

Kompaktowy aparat (1/2.3”) Olympus Tough TG-6 

Poniżej załączamy jeszcze graficzne porównanie rozmiarów poszczególnych matryc cyfrowych:

Różne rozmiary przetworników oraz ich współczynniki kadrowania

Rodzaje matryc światłoczułych

Od czasu przełomowego odkrycia duetu inżynierów Boyle & Smith powstało wiele zróżnicowanych podtypów matryc – ich rozwój trwa nieustannie, a rynek co chwilę zaskakuje nas innowacyjnymi konstrukcjami. Poniżej przedstawiamy te najbardziej popularne.

Matryce CCD (Charge-Coupled Device):

• były pierwszymi rodzajami matryc w aparatach cyfrowych 
• są niezwykle światłoczułe i mają szeroki zakres tonalny
• generują duży szum cyfrowy 
• gwarantują bardzo wysoką jakość obrazu, szczególnie podczas wykonywania zdjęć o długim czasie naświetlania
• nie generują efektu rolling shutter
• konwersują światło na sygnał elektryczny za pomocą systemu pół kondensatorów
• szybko się grzeją i pobierają więcej mocy z akumulatora
• są coraz rzadziej stosowane na rzecz nowszych i tańszych rozwiązań
   

Matryce CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor):

• obecnie są najbardziej powszechnym rodzajem matryc w aparatach cyfrowych
• są tanie w produkcji
• pobierają znacznie mniej energii niż matryce CCD
• mają lepsze odwzorowanie barw niż sensory CCD
• ich prędkość odczytu danych pozwala na wykonywanie zdjęć i filmów w trybie ciągłym
• są niezbędne w zaawansowanych systemach autofocusa oraz detekcji fazy
• umożliwiają odczyt pojedynczych pikseli, a ta właściwość przydaje się podczas procesu ostrzenia
• generalnie „szumią” zdecydowanie mniej niż matryce CCD
  
  

Matryce BSI-CMOS (Back-Side Illuminated):

• są to ulepszone wersje CMOSów z tylnym podświetleniem matrycy
• konstrukcja BSI pozwala fotodiodom odbierać więcej światła – skutkuje to jeszcze lepszą jakością obrazu oraz efektywniejszą redukcją szumów
• pierwszą tego typu matrycą na rynku był sensor od Sony Exmor R (2009 rok) 

Stacked CMOS – matryce warstwowe: 

• charakteryzują się układem pikseli posiadających dwuwarstwowe tranzystory
• zbierają dwa razy więcej światła niż klasyczne CMOSy
• są super szybkie
• ten rodzaj matryc ma niezwykle rozszerzony zakres tonalny i bardzo mało „szumi"
• mają niesamowicie szybki odczyt oraz obsługę danych
• skutecznie niwelują efekt rolling shutter przy pracy z migawką elektroniczną
• pierwszą tego typu matrycą był sensor od Sony (2021rok)
  
  

Matryce Foveon X3:

• nie posiadają tradycyjnej siatki Bayera złożonej z pikseli o różnych filtrach kolorów
• mają trójwarstwową strukturę i rejestrują różne długości fal elektromagnetycznych na różnych głębokościach
• zapisują trzy razy więcej informacji o kolorze niż matryce typu CMOS lub CCD
• oferują wysoką jakość i wierność kolorów, szczególnie w zakresie czerwieni i zieleni
• niestety generują duży szum cyfrowy w warunkach słabego oświetlenia
• wykorzystywane są w aparatach marki Sigma, obecnie coraz rzadziej 
  
  

Matryce X-Trans:

• również nie posiadają siatki Bayera – zastąpiono ją układem pikseli o nieregularnym wzorze, dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania filtrów dolnoprzepustowych
• rejestrują ostrzejsze i bardziej wyraziste zdjęcia
• nie powodują zjawiska Moire'y
• korzysta z nich głównie firma FujiFilm 
   

Oczywiście podtypów matryc występujących na rynku jest znacznie więcej – my tylko wymieniliśmy te najbardziej popularne. Ich nieustanny rozwój technologiczny jest procesem, który dzieje się na naszych oczach, dlatego śmiało można stwierdzić, że najlepsze wciąż jeszcze przed nami! Czym jeszcze mogą zaskoczyć nas naukowcy i inżynierowie? Na tę odpowiedź na pewno nie trzeba będzie długo czekać. 

Licencje grafik z Wikipedii: CC BY-SA 3.0