Собственно вопрос такой - как устроена ПЗС-матрица я примерно представляю. А вот как получается изображение с выдержкой в несколько секунд? Просто накапливается заряд или же процессор камеры несколько раз опрашивает матрицу и потом суммирует результат?

Первое, конечно. Впрочем, вроде какие-то камеры (некоторые олимпусы, кажется) умеют и второе - вроде это должно тепловой шум уменьшать.

Хм. Тогда вопрос - берем мою мыльницу Samsung Digimax 201, ставим на штатив на улице ночью и делаем последовательно двадцать кадров. У него максимальная выдержка 2 секунды; потом берем и складываем эти снимки в PhotoShop (вопрос только каким способом). Можно ли будет получить хотя бы вполовину такую красивую картинку как на более сложной камере? Сегодня вечером займусь...

Второй вопрос - а утечка заряда там не происходит за эти секунды?

1) Ну так качество фотки не от времени экспозиции зависит. Фишка больших выдержок в том, что с ними можно снимать на низкочувствительные пленки/матрицы, в которых более хороший результат получается.

2) Да, происходит, еще и перераспределение происходит, в этом и проблема с шумами. Причем из-за неровностей в матрицах у каждого конкретного фотоаппарата есть определенные участки, на которых на всех ночных фотках можно заметить шум. Некоторые камеры это умеют учитывать (после кадра чего-то там снимают при закрытом объективе и "вычитают" из сделанной фотки, точно не в курсе, как это работает)

Что-то не совсем уловил в чем именно трудность, но делать нужно так:

Если шумодавилка есть, то она скорее всего автоматически включается, делает снимок с заркытым объективом и дейсвительно вычитает шум, как Сатриани и написал. Вроде есть и более умные алгоритмы, но на мыльницы их наверняка нету

В любом случае, в фотошопе ты кладешь свои N снимков на разные слои, а затем просто ставишь режим смешивания типа overlay или ему подобный (поэкспериментируй просто). Сам делал таким образом фотографию с луной, снятой через 10 мин раз 7-8... раньше в галерее лежала - сейчас что-то даже у себя в жж ее не найду...

Теоретически это ничем отличаться не будет от единичного кадра с большой экспозицией, кроме, быть может, шумов (если есть давилка).

А что за утечкая зарядов имелась в виду?.. Наверное мне эта проблема не знакома, так как на PowerShot-e S2 есть эта тупая давилка с вычитанием, которую отключить нельзя... А вообще очень рекомендую NoiseNinja - реально решает проблему

Могу в общих чертах сказать, как астрономы снимают на матрицу (само собой, выдержки там приличные). Ночью на однородно облачном небе делается снимок с небольшой выдержкой - flatfield. Он используется для того, чтобы вычесть из картинки изображение грязи на оптике и пыли на матрице. Непосредственно перед работой при закрытом объективе снимается darkframe - как раз тепловые шумы с матрицы. Затем делаются серии (10 и более) одинаковых снимков. Снимки центрируются и складываются (просто суммируем уровень сигнала каждого пикселя по всем кадрам и делим на их количество). Вычитаются flatfield и darkframe. Получается, что постоянные компоненты шума (почти) учтены, а случайные ослаблены суммированием.
Добавлю, что суммирование снимков, сделанных дешевой мыльницей, дает очень впечатляющие результаты.
Могу порекомендовать программку для суммирования (Photoshop не подойдет, т.к. на нем неудобно центрировать снимки серии) - Registax (домашняя страничка).

Я бы flatfield делал на фоне белого листа По крайней мере так предлагают делать современные фотики с многоступенчатой системой очистки матрицы от пыли и грязи...