Если говорить о цифровых камерах, то основное их отличие - фоточувствительный материал, в роли которого выступает матрица приборов с зарядовой связью (ПЗС-матрица). Ограничения, свойственные цифровой фототехнике, напрямую зависят именно от используемой в каждом конкретном аппарате светочувствительной матрицы. Изначально цифровая технология имела ряд ограничений, определявших возможности конечного продукта. Основные из них - разрешение матрицы, чувствительность и ее равномерность по всему спектру, инертность и уровень помех, иначе называемых цветовым шумом. С решением этих проблем можно без оговорок заявить о цифровой фототехнике как о замене галогенсеребряной и, наконец, начать отсчет новой эры в фотографии. Естественно, краеугольным остается вопрос цены на цифровую фототехнику, однако в статье мы постараемся ответить и на него.

Что касается чувствительности, то тут обе технологии идут голова к голове, причем, учитывая молодость «цифры», можно предположить, что победа в результате останется за ней. Максимальная чувствительность пленок, пригодных для профессионального использования, составляет порядка 800 единиц ISO. Речь идет о репортажном фото: безусловно, для узких задач есть пленки с чувствительностью около 3000 ISO. Аналогичную чувствительность предлагают современные ПЗС-матрицы - для изменения заряда ячейки, который можно отследить и замерить, и, следовательно, использовать полученную информацию для построения изображения, достаточно двух фотонов. Естественно, как и в химической технологии, «разгон» чувствительности матриц даром не проходит: появляется сильный шум, вызванный электрическими и тепловыми полями при большом усилении сигнала с элемента матрицы ПЗС. На снимке такой шум выглядит как неоднородные цвета в местах перехода полутонов, разного рода цветные точки, то есть на изображении появляется информация, которой в кадре не было. Аналогичная проблема имела место и при попытке повысить разрешение матрицы путем уменьшения размеров одного элемента: производителям фототехники приходилось выбирать золотую середину, предлагая или правильный цвет, или предельное разрешение.

Эту проблему решило время. Совершенствование технологии позволило удешевить производство сенсоров большей площади, что привело к созданию новых матриц с большим числом элементов (увеличение разрешения) и с увеличенными размерами самого элемента (снижение шума). Одной из первых профессиональных камер с новыми матрицами стал аппарат Nikon D1, с появлением которого и начались разговоры о конкуренции цифровых аппаратов с пленочными. Камера позволяла получить настолько чистое изображение, что о цветовом шуме пользователи этого аппарата могли уже не задумываться: качество снимка сравнялось с отсканированным на барабанном сканере слайдом. Величина одной светочувствительной ячейки составила в этой камере около 10 мкм, при существовавших нормах 3-5 мкм. При этом, однако, разрешение камеры революционным назвать было нельзя - ПЗС у D1 имела 2,7 млн активных пикселей, что, впрочем, было достаточным для печати в многокрасочном издании фотографий размером чуть менее 13і18 см. Естественно, цифровой снимок можно до известной степени «вытянуть», интерполировав его до размера, процентов на 30 большего исходного. Однако в качестве при этом он отнюдь не выигрывает, и делают это, скорее, от безысходности.

Спектральная чувствительность ПЗС-сенсоров также не идеальна. Грубо говоря, свет с большей длиной волны вызывает в общем случае больший заряд ячеек, то есть в общем случае цифровые камеры имеют относительно большую чувствительность в красном спектре. Для выравнивания чувствительности применяются различные технологические решения - некоторые производители используют несколько матриц, устанавливая дополнительные сенсоры на какой-то цвет, некоторые стремятся отсечь часть спектра фильтрами и, наконец, чтобы добиться правдоподобности воспроизведения цвета, широко применяются компьютерные технологии, аппаратно обрабатывая цифровую информацию еще до компьютера по собственным алгоритмам.

Инертность, свойственная цифровым камерам, приводила к невозможности съемки на малых выдержках движущихся объектов. Отчасти это было вызвано невысокой чувствительностью ПЗС-элементов, но корнем проблемы была невозможность быстрого считывания информации с матрицы и ее записи на цифровой носитель. Повысив чувствительность и используя новые алгоритмы опроса ячеек ПЗС-элемента в совокупности с быстрым и емким буфером, эту проблему удалось решить. Теперь цифровые камеры могут снимать серии снимков до 40 кадров со скоростью 5 кадров в секунду, и все чаще в ряде моделей появляются функции записи видеороликов.

До сих пор речь шла, в основном, о технологиях: мы рассмотрели теоретические предпосылки замены репортажного пленочного аппарата цифровым. Однако насколько теория соответствует реальному положению дел, мы попробуем показать, опираясь на последние модели профессиональных цифровых аппаратов от одного из лидеров отрасли - компании Nikon Svenska AB.