Przetworniki i zapis obrazu

Powszechnie stosuje się w kamerach amatorskich przetworniki CMOS BSI, które wyparły starszej generacji CCD. Zwiększenie czułości przetworników CMOS, czyli zdolności kamery do filmowania przy niedostatecznym oświetleniu, uzyskano przez takie przekonstruowanie przetwornika CMOS, by światło z obiektywu padało na elementy światłoczułe bezpośrednio, czyli najkrótszą drogą.

Dotychczas pierwszą przeszkodą na drodze światła była warstwa z połączeniami międzypikselowymi. Takie przetworniki najpierw pojawiły się np. pod nazwą Exmor i Exmor R w kamerach marki Sony, a obecnie w kamerach JVC jako Super LoLux. W większości kamer jest jeden, a w niektórych trzy przetworniki (np. 3MOS, Panasonic). W kamerach trójprzetwornikowych światło z obiektywu jest najpierw rozdzielane na składowe R, G, B przy użyciu pryzmatu i zwierciadeł dichroicznych, a następnie kieruje się te składowe na trzy osobne przetworniki. Oddzielne przetwarzanie sygnałów R, G, B zapewnia znacznie mniejszy poziom szumów, ostre obrazy i lepsze odzwierciedlenie kolorów. Ta technika jest stosowana w wyższej klasie kamer HD.

Przy kupnie kamery warto zwrócić uwagę na wielkość przetwornika. Są one nie typowo oznaczane 1/2,3", 1/5,8" itp. Z tych liczb w prosty sposób nie da się policzyć rzeczywistych wymiarów przetwornika. Jest to historyczne oznaczenie wielkości przetwornika. Należy przyjąć, że im większa jest wartość w mianowniku, tym kamera ma mniejszy przetwornik. Przy tej samej liczbie elementów światłoczułych (fotodiod), na większej powierzchni przetwornika są one większe i wytwarzają większy sygnał, o większym odstępie sygnału do szumu, co jest szczególnie widoczne w jakości obrazu w razie fi lmowania przy słabym oświetleniu. W kamerach amatorskich najwyższej klasy są stosowane duże przetworniki, na przykład w kamerze Canon HD CMOS Pro przetwornik jest większy o 160 proc. (1/3 cala) i ma rozdzielczość tylko 2,37 Mpx, co powoduje, że piksel ma wymiary 2,75 μm (typowo 1,75 μm), co umożliwia fi lmowanie przy oświetleniu o natężeniu 1,3 lx.

Liczba pikseli CMOS przekracza już w niektórych kamerach 10–16 Mpx. Mimo, że dla fi lmu HD potrzeba tylko 2 Mpx, to do dobrej fotografi i o dużej powierzchni (druk) wymagana jest tak duża liczba pikseli. Dodatkowo tak duża liczba pikseli jest wykorzystywana do realizacji przybliżenia – zoomu dynamicznego bez straty maksymalnej rozdzielczości. Zwiększony zapas pikseli pozwala też wzmocnić działanie stabilizacji elektronicznej we współdziałaniu ze stabilizacją optyczną.

Szybkość działania przetworników CMOS jest jednym z czynników pozwalających na zwiększenie liczby obrazów na sekundę (np. z 30 na 60), a przy rozdzielczości 320 × 176 pikseli jest możliwe fi lmowanie z szybkością 500 kadrów na sekundę (JVC). Szybkie seryjne (do 115) zdjęcia JPG można wykonywać z szybkością do 50 klatek na sekundę (JVC). Mogą one służyć do analizy krótkotrwałych wydarzeń lub faz ruchu, np. w sporcie.