http://photo-element.ru/analysis/film/film.html
ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ ТЕХНОМАНОВ:
Примечание 1: У тезиса о сходстве предельных характеристик пленки и цифры есть простое физическое обоснование: существует физический предел как светочувствительности любого фотоэлемента, так и отношения регистрируемого им сигнала к шуму, обусловленный квантовой природой поглощения света. Гипотетический идеальный фотоэлемент, обладающий квантовой эффективностью Q=1.0, способен зарегистрировать ровно столько фотонов, сколько на него падает за время экспозиции. Для не имеющего собственных шумов фотоэлемента с Q≤1 полезный сигнал, то есть количество зарегистрированных фотонов, равен S=Q·nph, где nph - количество попавших на фотоприемник за время экспозиции фотонов; а среднеквадратичная амплитуда принципиально неустранимого (т.н. дробового) фотонного шума равна корню из этого числа: Nph=√(Q·nph). Таким образом, отношение S/Nph=√(Q·nph) - также пропорционально корню квадратному из Q.
Илл. 9. Структура фрагмента матрицы 2х2 пиксела.
Серые полосы - обвязка.
Квантовая эффективность Q хороших пленок, по разным источникам, составляет от 5% до 25%. Квантовая эффективность ПЗС-матрицы близка к единице, но вследствие использования светофильтров (фильтры Байера), разделяющих три цветовых канала, и необходимости разделять светочувствительные области так называемой «обвязкой» (относительная площадь которой тем больше, чем меньше размер пиксела) этот показатель падает, как минимум, в три-четыре раза, т.е. примерно до тех же 25%. Но как следует из приведенной выше формулы, снижение Q до 25% приводит к снижению S/Nph всего в два раза по сравнению с принципиальным пределом, и даже до 5% - всего в 4.5 раза!
Однако такая пологость зависимости качества изображения от Q сохраняется только до тех пор, пока технические шумы пренебрежимо малы по сравнению с принципиально неустранимым фотонным шумом. Если это условие не выполняется (см. Прим.3), то отношение сигнал/шум в матрице снижается дополнительно, причем уже линейно с квантовой эффективностью.
Отношение сигнал/шум возрастает с увеличением засветки пропорционально √nph, но бесконечно повышать уровень засветки нельзя - это приводит к насыщению фотоприемника, которое достигается тем раньше, чем больше его чувствительность (значение по ISO). Не влезая в более точные сравнения, для которых у нас недостаточно данных, ограничимся общим заявлением: отношения сигнал/шум, достигаемые при оптимальном уровне засветки в современных пленках и полноразмерных матрицах по порядку величины близки друг к другу, и всего в несколько раз отличаются от предельных теоретически достижимых параметров.
Разрешение, достигаемое с помощью пленок и матриц, также достаточно близко, и составляет (если рассматривать так называемое динамически устойчивое разрешение) 40-60 пар линий на миллиметр. Эта величина, в свою очередь, определяется размерами единичного фотоэлемента, которые и для современных пленок, и для матриц составляют один или несколько микрон. Дальнейшее радикальное снижение размера фотоэлемента не имеет смысла, поскольку принципиально достижимое разрешение в любом случае ограничено длиной волны света (0.7 микрон для красного цвета). То есть, как мы видим, и здесь теоретический предел уже близок.
По третьей важной характеристике - динамическому диапазону - цифра до последнего времени существенно уступала негативной пленке, способной одновременно фиксировать объекты, имеющие перепады освещенностей в десятки тысяч раз. В последнее время, однако, здесь достигнут заметный прогресс, в первую очередь - за счет использования в одной матрице фотоэлементов разной площади (тот же прием используется и в пленках, эмульсия которых содержит зерна разного размера). Понятно, впрочем, что увеличивать таким образом динамический диапазон возможно только за счет других характеристик - светочувствительности и разрешения.
Таким образом, получается, что по основным параметрам (таким, как отношение сигнал/шум и разрешение) предельные значения уже не за горами; улучшение в 2-3 раза - вот чего можно ждать в принципе, хотя, скорее всего, не в ближайшее время. По мере приближения характеристик сенсоров к их предельным значениям останется единственный способ их дальнейшего улучшения - а именно, увеличение физических размеров сенсора. И техника уже пошла по этому пути - появились полноразмерные (24х36 мм) матрицы, матрицы двойного размера (48х36 мм) и цифровые задники среднего формата (6х6 и 6х9 см). Не берусь предсказывать, дорастет ли когда-нибудь размер матриц до стандарта фотопластин XIX века - 18х24 см, или все-таки разум возобладает над гигантоманией.
Даже близко ничего похожего 
"
