Начнем с простого. Рассмотрим простейшую камеру (Камера-обскура)
От каждой из точек объекта отражаются лучи света. Отверстие в преграде пропускает только лишь один луч. Если не установить преграду, то на пленке получим бессмысленное изображение.
Отверстие в преграде называется апертурой или диафрагмой. В реальности оно пропускает больше одного луча. При этом точка отображается на пленке пятном.
Если диафрагма слишком большая, то изображение получается размытым. Однако, при чрезмерном уменьшении диафрагмы меньше света проходит на пленку и начинаются дифракционные эффекты. Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.
Линза позволяет использовать большую диафрагму и увеличить поток света от каждой точки
NN –главная оптическая ось, пересекающая центры сферических поверхностей
Пучок параллельных прямых пересекается в главном фокусе F
f – главное фокусное расстояние,
u,v – сопряженные фокусные расстояния
Луч, проходящий через центр линзы не преломляется!
Система точно как камера-обскура, но собирает больше света!
Фокусное расстояние — это расстояние от задней (или второй) главной точки объектива до его фокуса при вхождении в объектив пучка света, параллельного его оптической оси
Только часть объектов оказываются «в фокусе». Фокусировка камеры обеспечивается смещением матрицы относительно линзы (изменение сопряженного фокуса v), либо изменением степени преломления в линзе (изменение главного фокусного расстояния f)
Резко очерченными будут только те точки изображения, лучи которых образуют небольшое «пятно рассеивания»
Изменяя диафрагму можно изменять размер «пятен рассеивания» и одновременно увеличивать глубину резкости (интервал, на котором объект находится приблизительно в фокусе). При этом маленькая диафрагма уменьшает количество света – приходится увеличивать выдержку (время экспозиции).
Размер матрицы и ее расстояние до линзы определяют угол обзора (field-of-view) камеры
Матрица состоит из множества светочувствительных ячеек – пикселов. Каждая ячейка при попадании на нее света вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока. Если используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой, а чтобы она была цветной, ячейки покрывают цветными фильтрами.
Размер пикселей в камере не должен быть меньше минимального размера точки объектива. Чтобы получить наилучший эффект от использования цифровой камеры с матрицей, содержащей мелкие пиксели, не следует использовать дешевую оптику.
Матрица (сенсор, фотодатчик) это устройство фотокамеры, где получается изображение. Собственно, это аналог фотоплёнки, или плёночного кадра. Как и в нём, лучи света, собранные объективом, «рисуют» картинку. Разница в том, что на плёнке эта картинка хранится, а на датчиках матрицы под действием света возникают электрические сигналы, которые обрабатываются процессором камеры, после чего изображение сохраняется в виде файла на карту памяти. Сама матрица фотоаппарата представляет собой специальную микросхему с фотодатчиками-пикселями (фотодиодами). Именно они при попадании света генерируют сигнал, тем больший, чем больше света попадает на этот датчик-пиксель.
В большинстве матриц каждый пиксел покрыт красным, синим или зеленым фильтром (только одним!) в соответствии с известной цветовой схемой RGB (red-green-blue). Почему именно эти цвета? Одной из гипотез, объясняющих цветовое зрение человека, является трехкомпонентная теория, которая утверждает, что в зрительной системе человека есть три типа светочувствительных элементов. Один тип элементов реагирует на зеленый, другой тип - на красный, а третий тип - на синий цвет.
На матрице фильтры располагаются группами по четыре, так что на два зеленых приходится по одному синему и красному. Так делается потому, что человеческий глаз наиболее чувствителен именно к зеленому цвету. Световые лучи разного спектра имеют разную длину волн, поэтому фильтр пропускает в ячейку лучи лишь своего цвета.
Итак, полученная картинка состоит только из пикселов красного, синего и зеленого цвета – именно в таком виде записываются файлы формата RAW (несжатый формат). Для записи файлов JPEG и TIFF процессор камеры анализирует цветовые значения соседних ячеек и рассчитывает цвет пикселов. Этот процесс обработки называется цветовой интерполяцией, и он исключительно важен для получения качественных фотографий.
Процессор камеры отвечает за все процессы, в результате которых получается картинка. Процессор определяет параметры экспозиции, решает, какие из них нужно применить в данной ситуации. От процессора и программного обеспечения зависят качество фотографий и скорость работы камеры.
Термин «Экспозиция» означает количество света, попадающего на светочувствительный фотоматериал за определенный промежуток времени. Три основных параметра, влияющие на экспозицию, - это чувствительность, выдержка и диафрагма.
Следует отметить, что в процессе формирования изображения возникают различные искажения. Искажения снимков, сформированные системой оптики при фотосъемке, называют аберрациями. В зависимости от природы происхождения аберрации бывают хроматическими (цветовыми)
и геометрическими (называют дисторсией).
Хроматические (цветовые) аберрации – это оптические искажения, вызванные разными углами преломления световых волн разной длины. У красного цвета – максимальное преломление, у фиолетового – минимальное
Степень искажений зависит от качества объектива и уменьшается с помощью использования специальных линз. Так, например, хроматические аберрации могут быть уменьшены ахроматической линзы, состоящей из двух сортов стекла (крон и флинт).
Дисторсия – геометрическое искажение прямых линий. Дисторсии возникают в результате изменения линейного увеличения, обеспеченного оптикой, по полю изображения. Есть два вида дисторсии – бочкообразная (отрицательная) и подушкообразная (положительная).
Для снижения дисторсий применяется асферическая оптика. В конструкцию объектива включают линзы с эллиптической или параболической поверхностью, за счет чего геометрическое подобие между объектом фотографии и его изображением восстанавливается.
Львиную часть этих искажений можно компенсировать с помощью методов цифровой обработки изображений – калибровки. Сущность метода калибровки заключается в сравнении эталонных и реальных параметров, и в аналитическом учете искажений.
После того, как съемка произведена, остается не менее важная задача – сохранить полученное фото на карте памяти. Желательно сделать это с максимальным качеством, не теряя никакой информации, полученной при съемке. Сегодня большинство фотокамер позволяют сохранять снимки в двух принципиально разных форматах – RAW и JPEG. RAW – это сырая, никак не обработанная информация с матрицы, записанная в файл. Предполагается, что дальше с файлом RAW фотограф будет работать самостоятельно, конвертируя его на компьютере для получения готового фото. JPEG – это уже фактически готовая фотография.
Некоторые, обычно более дорогие, фотоаппараты, предлагают сохранять фотографии в «сыром» (RAW) формате. Для сырого формата, нет каких-то определённых стандартов. они отличаются от производителя к производителю. Сырой формат содержит все данные, полученные непосредственно с фоточувствительного элемента, перед тем, как программное обеспечение фотоаппарата изменит баланс белого или что-то ещё. Сохранение фотографии в сыром формате, позволяет вам более качественно изменять такие настройки, как баланс белого, уже после того как фотография сохранена на ПК. Большинство профессиональных фотографов используют сырой формат, потому что он даёт им максимум гибкости в допечатной подготовке. Обратная сторона гибкости - «сырые» фотографии занимают чрезвычайно много места на карте памяти.
Сжатие изображений - применение методов сжатия данных к цифровому изображению. Благодаря снижению избыточности данных изображения, удаётся повысить эффективность хранения и передачи изображений.
Главное отличие пленочного фотоаппарата от цифрового заключается в способе фиксации света, прошедшего через объектив. Там, где в традиционных пленочных фотоаппаратах располагается пленка, у цифровой камеры находится электронная матрица со светочувствительными элементами. Именно на поверхности электронно-оптического преобразователя (матрицы) создается изображение, которое затем превращается в электрические сигналы, обрабатываемые процессором камеры. От матрицы цифрового фотоаппарата напрямую зависит не только качество получаемых фотографий, но и стоимость самой камеры. Что же собой представляет светочувствительная матрица и каким образом создается цветное изображение в цифровом фотоаппарате?
Матрица: типы и принцип работы
Светочувствительная матрица является ключевым элементом любой современной цифровой камеры. Ее можно назвать «сердцем» цифрового фотоаппарата. Если же сравнивать камеру с человеческим глазом, то матрица – это сетчатка цифрового аппарата, на которой оптический сигнал преобразуется в цифровое изображение. Матрица или сенсор представляет собой сложно структурированную пластинку из полупроводникового материала. На этой микросхеме имеется упорядоченный массив светочувствительных элементов. Миллионы таких светочувствительных элементов или пикселов изолированы друг от друга и формируют только одну точку изображения. Нужно отметить, что, несмотря на высокую точность в изготовлении матриц цифровых фотоаппаратов, каждый сенсор по своему уникален и потому двух совершенно одинаковых камер по своему характеру не существует.
Основная задача матрицы фотоаппарата заключается в том, чтобы обеспечить преобразование оптического изображения в электрическое. При спуске затвора фотоаппарата на миллионы крошечных ячеек попадает свет, на них накапливается заряд, который, естественно, разнится в зависимости от количества света, попавшего на данную ячейку матрицы. Эти заряды передаются на электрическую схему, которая призвана усилить их и преобразовать в цифровой вид. Усиление сигнала выполняется в соответствии с настройками чувствительности ISO, выбираемых камерой автоматически или самостоятельно устанавливаемых пользователем. Чем больше выбираемая чувствительность ISO отличается от реальной светочувствительности матрицы, тем сильнее сигнал. Но усиление сигнала может негативно сказаться на итоговом изображении – появляется так называемый «шум» в виде случайных помех.
На сегодняшний день при производстве светочувствительных матриц для цифровых фотоаппаратов используются, главным образом, две технологии – CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) и CCD (Charge Coupled Device). В русском переводе эти два типа сенсоров известны как КМОП и ПЗС-матрицы.
КМОП-матрицы изготавливаются из комплементарных металлооксидных полупроводниковых материалов. Их ключевая особенность состоит в том, что они умеют считывать и усиливать световой сигнал с любой точки своей поверхности. КМОП-матрица может преобразовывать заряд в напряжение сразу в пикселе. Эта особенность позволяет значительно повысить скорость работы фотоаппарата при обработке информации с матрицы.
Кроме того, подобная технология дает возможность интегрировать матрицы непосредственно с аналогово-цифровым преобразователем (АЦП), что обеспечивает удешевление цифрового фотоаппарата за счет некоторого упрощения его конструкции. Плюс ко всему, КМОП-матрицы отличаются более низким энергопотреблением. Однако у них есть существенный недостаток – для того, чтобы повысить светочувствительность матрицы и улучшить, тем самым, качество изображения производителям приходится существенно увеличивать физические размеры сенсора.
ПЗС-матрицы получили большое распространение в современных цифровых фотоаппаратах любительского и профессионального уровня даже несмотря на то, что они отличаются чуть большей трудоемкостью в производстве. Принцип работы такой матрицы основывается на построчном перемещении накопленных электрических зарядов. В процессе считывания заряда осуществляется перенос зарядов к краю матрицы и в сторону усилителя, который далее передает усиленный сигнал в аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Поскольку информация из ячеек считывается последовательно, то сделать следующий снимок можно только после того, как предыдущее изображение сформировано целиком. В то же время преимуществом ПЗС-матриц являются их сравнительно небольшие размеры.
ПЗС-матрицы, используемые в современных цифровых фотоаппаратах, по своей конструкции делятся на полнокадровые, с буферизацией кадра, буферизацией столбцов, с прогрессивной разверткой, чересстрочной разверткой и с обратной засветкой. Например, в чересстрочных ПЗС каждый пиксель обладает как приемником света, так и областью для накапливания заряда. В свою очередь, в полнокадровых матрицах весь пиксель выполняет функцию приема светового потока, а каналы передачи заряда спрятаны под пиксель.
Довольно долгое время считалось, что ПЗС-матрицы обладают большей светочувствительностью, более широким динамическим диапазоном и лучшей устойчивостью к шумам, по сравнению с КМОП-сенсорами. Поэтому цифровые фотоаппараты с ПЗС-матрицами использовались там, где требуется обеспечить высокое качество изображения, а камерам с КМОМ-сенсорами отводилась роль недорогих любительских устройств. Однако за последние годы производителям вследствие улучшения качества кремниевых пластин и схемы усилителя удалось существенно повысить характеристики КМОП-матриц. И теперь по качеству изображения камеры на основе КМОП-матриц практически ни в чем не уступают фотоаппаратам, в которых используются ПЗС-сенсоры.
Новейшие КМОП-сенсоры способны гарантировать профессиональное качество снимков. А потому с точки зрения качества фотоизображения, собственно, тип матрицы уже мало о чем говорит, гораздо более важным фактором являются конкретные характеристики данного сенсора — его физические размеры, разрешающая способность, светочувствительность, соотношение сигнал — шум.
Как мы уже выяснили, матрица цифрового фотоаппарата состоит из огромного количества светочувствительных полупроводниковых элементов прямоугольной формы, называемых пикселями. Каждый такой пиксель собирает электроны, возникающие в нем под действием фотонов, пришедших от источника света. Но как же происходит процесс формирования изображения матрицей фотоаппарата?
В упрощенном виде об этом можно рассказать на примере ПЗС-матрицы. Во время экспозиции кадра, регулируемой с помощью затвора фотоаппарата, каждый пиксель постепенно заполняется электронами пропорционально тому количеству света, которое попало на него. Далее затвор фотоаппарата закрывается, и столбцы с накопленными в пикселях электронами начинают сдвигаться к краю сенсора, где размещается аналогичный измерительный столбец.
В этом столбце заряды сдвигаются уже в перпендикулярном направлении и, в конечном счете, попадают на измерительный элемент. В нем создаются микротоки, пропорциональныепопавшим на него зарядам. Благодаря такой схеме становится возможным определить не только значение накопленного заряда, но и какому пикселю на матрице, то есть номер строки и номер столбца, он соответствует. На основе этого строится картинка, соответствующая сфокусированному на поверхности светочувствительной матрицы изображению. В матрицах, построенных по технологии КМОП, заряд преобразуется в напряжение прямо в пикселе, после чего он может быть считан электрической схемой фотоаппарата.
Формирование цветного изображения
Сенсоры цифровых фотоаппаратов способны реагировать только на силу попадающего на них света. То есть они могут определять исключительно градации интенсивности света — от полностью белого до полностью черного. Чем больше фотонов попало на пиксель, тем, соответственно, выше яркость света. Но как в таком случае цифровой фотоаппарат распознает цветовые оттенки? В традиционных пленочных фотокамерах используется негативная пленка, состоящая из трех слоев, которые позволяет пленке сохранять различные цветовые оттенки света. В цифровых же камерах реализуются иные технические решения для формирования цветного изображения.
Для того, чтобы сенсор цифрового фотоаппарата мог различать цветовые оттенки, над его поверхностью устанавливают блок микроскопических светофильтров. Если в матрице используются микролинзы, служащие для дополнительной фокусировки света на пикселях с целью повышения их чувствительности, то фильтры размещаются между каждой микролинзой и ячейкой.
Как хорошо известно, любой цвет в спектре можно получить путем смешения всего нескольких основных цветов (красного, зеленого и синего). Распределение светофильтров по поверхности сенсора для формирования цветного изображения может быть разным, в зависимости от выбранного алгоритма. В большинстве цифровых фотоаппаратов сегодня применяется цветовая модель Байера (Bayerpattern).
В рамках этой системы цветовые фильтры над поверхностью матрицы располагаются вперемежку между собой, в шахматном порядке. Причем количество зеленых фильтров в два раза больше, чем красных или синих, поскольку человеческий глаз более чувствителен к зеленой части светового спектра. В результате, получается так, что красные и синие фильтры располагаются между зелеными. Шахматный порядок в расположении фильтров необходим для того, чтобы одинаковые по цвету изображения получались вне зависимости от того, как пользователь держит фотокамеру – вертикально или горизонтально.
Цветовая модель Байера (ист. www.figurative.ru)
Таким образом, цвет каждого пикселя определяется прикрывающим его светофильтром. В получении информации о цвете участвуют все экспонированные элементы ячейки. Само же цветное изображение строится электроникой камеры уже после того, как снимаемый с ячеек сенсора камеры электрический сигнал преобразуется в цифровой код аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Впрочем, КМОП-сенсоры могут и самостоятельно обрабатывать цветовую составляющую сигнала.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
Как мы уже поняли, работа светочувствительной матрицы тесно связана с аналого-цифровым преобразователем камеры (АЦП). После того, как каждый из миллиона светочувствительных элементов матрицы преобразует энергию падающего на него света в электрический заряд, этот накопленный заряд усиливается до необходимого уровня для последующей его обработки аналого-цифровым преобразователем.
Аналогово-цифровой преобразователь – это устройство, отвечающее за преобразование входного аналогового сигнала в цифровой сигнал. АЦП переводит аналоговые величины полученного каждым светочувствительным элементом электрического заряда в цифровые величины, которые далее автоматика камеры, в частности, встроенный микропроцессор, получает уже в двоичном коде.
Главной характеристикой АЦП является его разрядность, то есть количество дискретных уровней сигнала, которые кодируются преобразователем. К примеру, одноразрядный аналогово-цифровой преобразователь может классифицировать сигналы светочувствительных датчиков только как черные (0) или белые (1). А восьмиразрядный АЦП способен построить уже 256 различных значений яркости для каждого датчика. В современных моделях цифровых фотоаппаратов с сенсорами большого размера используются 12-, 14- либо 16-разрядные аналого-цифровые преобразователи. Высокая разрядность установленного в камере АЦП может свидетельствовать о том, что данный цифровой фотоаппарат способен создавать изображения с широким тональным и динамическим диапазонами.
После того, как АЦП выполнит преобразование аналоговых напряжений, полученных с датчиков, в двоичную кодированную метку, состоящую из нулей и единиц, он передает эти оцифрованные данные нацифровой процессор сигналов камеры. В процессоре эти данные уже преобразуются в цветную картинку в соответствии с внесенными производителем алгоритмами, включающими в себя, в частности, определение координат точек изображения и присвоения им определенного цветового оттенка. При построении цветового изображения встроенная электроника камеры обеспечивает регулировку яркости, контрастности и насыщенности картинки. Также она убирает с него различные помехи и «шумы».
Безусловно, сенсор и связанный с ним аналого-цифровой преобразователь – это не единственные составляющие цифровой камеры, которые определяют ее качество. Оптика, электроника и другие элементы также очень важны для обеспечения высокого качества создаваемых фотоизображений. Тем не менее, уровень современного цифрового фотоаппарата принято определять именно исходя из технического совершенства установленной в нем светочувствительной матрицы. Более того, развитие фототехники в целом сегодня во многом определяется скоростью разработки все более совершенных сенсоров.
Мы начинаем серию публикаций о том, что такое цифровое фото, каким образом создается цифровое изображение и как оно сохраняется. Како вы возможности цифровой съемки, о специальных режимах и многом другом, что с началом эпохи цифрового фото знать каждому владельцу "цифровика" просто необходимо.
Часть первая
Начать нужно с того, что принципы работы цифровой фотоаппаратуры ничем не отличаются от аналоговых (пленочных) камер. Три "столпа" на котором держится фотография: скорость затвора (выдержка), диафрагма, создающие экспозицию, и цветовая температура - вот те элементарные вещи, которые должен знать любой фотограф, вне зависимости от того какая камера у него в руках.
Отличия начинаются с того, каким образом строится зафиксированное изображение, то есть, со светочувствительного элемента.
В цифровой камере светочувствительным элементом является фотосенсор - устройство, преобразующее световую энергию в энергию электрического заряда и чем ярче свет, тем больше заряд. Изображение проецируется на матрицу, которая является ничем иным, как несколькими миллионами фотосенсоров, выстроенных в ряды и столбцы на площади не более человеческого ногтя. Информация, поступившая с фотосенсора, называется элементом изображения или просто - пикселом. Этим же словом называется и каждый фотосенсор на матрице.
Пиксел сам по себе не различает цветов, но только регистрирует яркость падающего света. Цветной снимок образуется следующим образом: на матрицу фотосенсоров накладывается матрица светофильтров размером с пиксел. В кластере из четырех пикселов один накрыт красным, другой синим, и два - зеленым (два зеленых имитируют повышенную чувствительность человеческого глаза к зеленому цвету). Таким образом, пиксел, накрытый красным светофильтром, измеряет интенсивность красного, другие - соотвественно синего и зеленого. И уже из комбинации этих трех первичных цветов в нужной пропорции и получается цвет миниатюрного участка изображения. Повтор остальных участков дает полное цветное изображение.
ССD-матрица - это по сути, "прибор с зарядовой связью", после засветки датчика возникающий электрический сигнал преобразуется отдельным усилителем. На передачу информации в него требуются доли секунды, которая и определяет, сколько кадров в секунду может делать камера.
Часть вторая
Каким образом происходит запись изображения, где оно хранится, насколько важным для качества отпечатка является формат сжатия и разрешение, в которых была сделана фотография?
С электронной матрицы аналоговая информация, поступившая в результате измерения электрического заряда на фотосенсорах, преобразовывается в двоичный формат. Затем она записывается на флеш-карту, которая и является носителем информации о сделанном снимке. Карта является гигантской матрицей, состоящей из пересекающихся линий, на каждом пересечении и хранится по одному биту информации. Каждому значению при записи присваивается значение "0" или "1" и при их считывании на компьютере образуется изображение.
Качество цифрового изображения определяется такими важными составляющими, как формат сжатия и разрешение изображения. Самым распространенным форматом сжатия является JPEG, который используется всеми производителями цифровых фотокамер. Для этого формата существуют различные уровни сжатия, но при увеличении сжатия в одну серию попадают пикселы, которые не являются близкими по цвету и яркости и отсюда, естественно, происходит потеря в качестве. Формат сжатия без потерь - RAW, применяется, для того чтобы хранить снимки самого высокого разрешения - они занимают много места на флеш-карте, но и используется это разрешение, как правило, только профессионалами.
Максимальное разрешение в современных цифровых фотокамерах - 2592 х 1944, но использовать его нужно только при создании высококачественных снимков большого формата. Если же Вы снимаете для собственного веб-сайта, или делаете цифровой альбом, то вам вполне достаточно будет разрешения 1024 х 768. Вообще же, если Вы будете печатать фотографии наиболее распространенных размеров 9 х 12 и 10 х 15, то вполне хватает разрешения 1600 х 1200.
Для примера предлагаем Вам таблицу разрешений и уровней сжатия, соответствующих качеству для камеры Canon PowerShort G5. В таблице указано какова будет емкость флеш-карты в зависимости от разрешения формата записи.
Объем карты - 32 Mb. Тип - Compact Flash.
Часть третья
Отчего зависит фокусное расстояние в цифровой камере и с чем его принято сравнивать. Что такое цифровой зум.Как правило, в цифровых фотоаппаратах фотосенсор меньше по размеру, чем кадр на 35-мм пленке, поэтому, сравнивая датчик с кадром на пленке, видно, что при одном и том же фокусном расстоянии объектива на датчик попадает меньшая часть снимаемой сцены.
Датчики на цифровом фото бывают самых разных размеров, при том, что большая часть пользователей имеет опыт съемки на 35-мм пленку и с объективами различных фокусных расстояний, стало принято сравнивать угол поля зрения цифровой камеры с объективом пленочной камеры. То есть если и в аналоговой камере и в "цифровике" объектив с одним и тем же фокусным расстоянием, то угол зрения 35-мм камеры шире, чем у цифровой. И для получения аналогичного изображения в 35-мм камере нужен объектив с большим фокусным расстоянием, чем в цифровой камере, что дает уменьшение угла зрения. К примеру, объектив цифровой камеры с фокусным расстоянием 4 мм может соответствовать 28-мм объективу 35-мм камеры. Записывется это следующим образом: 4 мм (эквивалент 35-мм пленки: 28 мм).
Одной из особенностей цифрового фотоаппарата является то, что кроме оптического зума (зум от английского - приближение), они снабжены цифровым зумом. И если оптический зум дает возможность переводить объектив в широкоугольное положение, то цифровой зум увеличивает диапазон трансфокации. Цифровое зуммирование увеличивает центральную часть изображения до размера полного кадра и из-за того, что изображение снимается с меньшего числа пикселов, его разрешение уменьшается, и качество отпечатка будет ниже, чем при оптическом зуммировании, но в любом случае, согласитесь дополнительные возможности никогда не бывают лишними:)
Часть четвёртая
Ключевое слово в процессе фотосъемки - экспозиция, которая зависит от двух факторов: яркости света, а также от длительности его воздействия на матрицу. Яркость света регулируется диафрагмой, а длительность экспонирования выдержкой. Светосила обозначается как отношение f / n, при этом, широким диафрагмам соответствуют маленькие числа - f / 2,8, f / 2,0, а узким - большие - f / 11, f / 16. Как правило, в цифровых фотокамерах имеется также и полностью автоматический режим экспозиции. Фотокамера в этом режиме автоматически замеряет освещенность и выставляет выдержку и диафрагму, обеспечивающие правильную экспозицию.
Различные творческие режимы позволяют дополнять автоматику. Можно выбрать выдержку с приоритетом диафрагмы и наоборот. Но наибольшие творческие возможности, все-таки открывает ручная съемка, и здесь важнейшим преимуществом любого цифрового фотоаппарата перед аналоговым является возможность просмотра сделанных снимков на ЖК-дисплее. Хотя изображение на дисплее невелико, но его вполне достаточно, чтобы оценить насколько хорошим получилась композиция и экспозиция сделанного снимка и при этом как и в зеркальной камере на жк-дисплее отражается 100% картинки. В макрорежиме съемку также лучше вести с помощью ЖК-дисплея. ЖК-дисплей работает и в режиме меню, что позволяет производить все настройки камеры. Можно стирать неудавшиеся изображения, что экономит место на флеш-карте.
Для хранения снимков в камере не обойтись без запоминающих устройств. И что бы ни говорили о том, что за последние годы память подешевела в несколько раз, она все еще стоит достаточно дорого. На «лишнюю» память не жалуется никто, все говорят лишь о ее недостатке. Объемом встроенной в камеру памяти производители обычно нас не балуют, и память приходится докупать в девяноста девяти случаях из ста. Ведь на стандартную восьмимегабайтную карту умещается всего от восьми до двенадцати снимков в формате JPEG, а в практически несжимаемом формате TIFF - и того меньше. Согласитесь, что крайне неудобно перекачивать на компьютер или брелок с флэшпамятью каждые шесть или десять снимков.
Сейчас большинство камер имеет сменную флэш-память, которая хранит информацию без потребления энергии и, кроме того, позволяет подсоединить портативный накопитель большой емкости. Если карта сменной памяти целиком заполнена изображениями, то ее можно просто вынуть из фотоаппарата и вставить на ее место другой модуль или продолжать снимать на встроенную память. Съемная карта памяти помещается в специальном отсеке цифровой камеры, или, правильней сказать, в слоте. Каждый тип носителя предусматривает собственный дизайн слота - вы не сможете вставить в него карту памяти, которую камера не поддерживает.
Большинство слотов спроектировано таким образом, чтобы предотвратить неправильную установку карты (например, «вверх ногами»). Камеры большинства моделей обычно «видят» одновременно лишь одну из двух имеющихся карт памяти. Если сменная карта вставлена в слот, то камера «забывает» о существовании встроенной памяти. Если на съемной карте не осталось свободного места, а хочется снимать еще и еще, следует вынуть карту из слота - тогда камера увидит свободную встроенную память. Сравнивая достоинства цифровых камер, эксперты обращают внимание на тип используемой памяти. Всегда полезно знать, насколько память камеры совместима с другими устройствами и не обернется ли дешевизна «мозгов» дороговизной или даже помехой в эксплуатации. Перечислим известные сегодня устройства хранения информации, используемые в цифровых фотоаппаратах.
Для владельцев ноутбуков лучше всего подойдет PC Card ATA, или, как ее еще именуют по названию слота, PCMCIA. Такой разъем в ноутбуках, как правило, имеется. Такая карта используется для хранения больших объемов данных (до 1 Гбайт) и применяется как внешний носитель, в зависимости от типа, в фото- и видеокамерах и в ноутбуках. Размером и формой эти карты напоминают толстую визитку. Карты PCMCIA обычно используются в больших камерах, по характеристикам приближающихся к профессиональным.
Изредка в цифровых камерах применяются устройства Mini Card. Они не слишком надежны. Кроме того, скорость считывания данных у них довольно низка. Зато они потребляют мало энергии и имеют малые габариты: 38x33x3,5 мм. Устройства Mini Card вмещают 64 Мбайт данных.
Самый распространенный в наши дни формат памяти Compact Flash во многом аналогичен картам PC Card, но его физические размеры значительно меньше. Совсем недавно развитие технологии позволило увеличить его максимальный объем до 1 Гбайт. В носителях Compact Flash нет движущихся частей, и потребляют они сравнительно мало энергии - от 3,3 до 5 В, что сделало эти карты суперпопулярными у производителей цифровой фототехники. Карты Compact Flash прочны и долговечны. Производители утверждают, что они могут хранить информацию хоть сто лет.
Компактные и не слишком дорогие карты Smart Media - или, как было принято называть их совсем недавно, SSFDC (английское сокращение от «твердотельный гибкий диск») - известны с 1997 года. Они менее совместимы с цифровыми устройствами, чем карты Compact Flash, и вот отчего. В картах Smart Media отсутствует контроллер, который имеется в Compact Flash и в других устройствах хранения данных. Таким образом, они как бы полагаются на контроллер, встроенный в камеру. Карты Smart Media имеют объем до 128 Мбайт и размер 45x37x0,76 мм - примерно со спичечный коробок. Помимо пониженной совместимости, у них есть и другие недостатки: недолговечность (срок жизни носителя не более пяти лет), хрупкость, незащищенность от внешних воздействий и малый объем. Последний когда-то казался достаточным, но сегодня совсем невелик по сравнению с предоставляемым другими носителями. Для передачи изображений на компьютер с карт Smart Media необходим специальный адаптер Smart Media.
Крохотные, размером в почтовую марку MultiMedia Card (до 128 Мбайт объемом) - из числа самых миниатюрных устройств хранения данных небольшой емкости. Вначале они были задуманы для портативных телефонных аппаратов, но малые размер и вес, а также простой интерфейс и пониженное потребление энергии привлекли внимание производителей различных цифровых устройств. MultiMedia Card все чаще используются в «гибридных» устройствах вроде цифровой фотокамеры со встроенным МРЗ-плейером, а также (иногда) в мобильных телефонах с поддержкой мультимедийных сообщений. Надо сказать, что гонка производителей оперативной памяти за миниатюризацию привела к появлению варианта MultiMedia Card под названием RS-MMC (Reduced Size MultiMedia Card, мультимедийная карта уменьшенного размера). Габариты RS-MMC сократились до 32x24x1,4 мм, и теперь они широко используются в смартфонах и мобильных телефонах новых поколений.
Память Memory Stick от фирмы Sony с максимальной емкостью 128 Мбайт с виду похожа на пластинку жевательной резинки и весит всего 4 г, но широкого применения пока не нашла - хотя устройства для ее подключения могут быть весьма экзотическими. Еще бы: закрытый стандарт, высокая цена и небольшой объем. Камеры, где предусматривается использование этого вида памяти, выпускает только корпорация Sony (с другими типами памяти они не совмещаются).
А вот карты безопасного хранения SD Card (Secure Digital Card), производство которых началось совсем недавно, похоже, обещают стать весьма популярными носителями. Сегодня они вмещают всего 256 Мбайт данных, что совсем немного, но интерес к таким картам вовсе не случаен. Дело в том, что карты SD снабжены криптозащитой от несанкционированного копирования и защитой от случайного стирания и разрушения. Такие свойства вызвали пристальный интерес как у медиакорпораций, так и у потребителей, порой желающих, чтобы картинки из личной жизни не могли быть скопированы без их ведома. Карты SD весьма малы - при габаритах 24x32x2,1 мм они весят всего 2 г. Слот для SD Card принимает и MultiMedia Card, что делает «безопасный» формат еще более перспективным. Немаловажно и то, что SD Card потребляют совсем немного энергии и довольно прочны.
Появились даже одноразовые (нестираемые) флэш-карты серии Shoot&Store от компании SanDisk. Их производитель считает, что появление таких носителей будет способствовать поистине массовому переходу от пленки к цифре. Ведь с появлением одноразовой памяти будет решена проблема хранения снимков и необходимость в компьютере отпадет сама собой. По стоимости одноразовые флэш-карты будут сопоставимы с обычной фотопленкой, а разница в цене компенсируется их надежностью и удобством выбора кадров для печати.
Представленные совсем недавно миниатюрные диски для разгрузки данных DataPlay быстро завоевывают популярность из-за своей дешевизны: 500 Мбайт такой памяти обходятся всего в 10 долларов. В DataPlay используется уменьшенная в размере DVD-оптика, а привод похож на привод винчестера. Практически DataPlay можно назвать миниатюрным DVD (размерами 33,53x39,5 мм). Компания DataPlay объявила о планах выпустить устройства емкостью в 4 Гбайт. Вот только одно нехорошо: диск DataPlay одноразовый и возможности повторной записи не предусматривает. Зато до чего дешево!
В цифровых фотокамерах нашли применение даже такие носители, как диски CD-R и CD-RW. Да-да, не удивляйтесь! Компакт-диск вставляется в камеру и несет на себе до 156 Мбайт записанных данных! Правда, компания Sony, выпускающая такую вот экзотику с прямой записью изображения на CD, пока остается на рынке в одиночестве: никто другой не пытается ей подражать.
Теперь, зная достоинства и недостатки различных видов памяти, попробуйте оценить память вашей камеры (или той, которую вы собрались купить) на фоне всего этого многообразия внешних носителей данных.
Выводы
Вынимая карту из камеры в первый раз, обратите внимание на то, как она вставляется. Перепутав направление контактов, можно повредить и карту, и камеру.
Предохраняйте карту от накопления статических зарядов. Если пришлось извлечь ее из камеры, то время от времени кладите ее на металлическую поверхность или фольгу. Не допускайте трения карты о ткань.
Особенно бережно отнеситесь к контактам карты. Не допускайте их царапанья и иных повреждений.
Имейте в виду, что многие карты довольно хрупки. Уронив карту, можно лишиться и хранящихся на ней данных, и денег, которые вы на нее потратили.
Cоветы по цифровой фотографии для "чайников".
Советы по съемке цифровым фотоаппаратом.
Освещение
Как правило, цифровые фотоаппараты нуждаются в лучшей освещенности, чем традиционные пленочные аппараты. Фотографируя в помещении, постарайтесь включить как можно больше света, дабы убедиться, что объект съемки достаточно освещен. Для получения более естественных цветов используйте солнечный свет при открытых шторах и жалюзи. Солнечный дополнительный свет улучшит качество ваших фотографий и сделает их ярче.
Учитесь использовать вспышку, так как съемка цифровым фотоаппаратом требует больше света. Некоторые камеры автоматически включают вспышку, поэтому вам не придется беспокоиться о ее настройке. Если в комплектацию вашей камеры входит вспышка, найдите время для изучения фотосправочника. Настройка вспышки необходима, чтобы избежать эффекта "красных глаз" и улучшить качество фотографии. Не забудьте, что вспышку можно использовать и в помещении, и на улице.
СОВЕТ
: При использовании вспышки увеличивается расход энергии. Всегда держите при себе дополнительные батареи "про запас", когда собираетесь сделать много снимков или отправляетесь в отпуск.
Съемка движущихся объектов
Цифровой камере требуется несколько больше времени на производство снимка, чем обычному пленочному фотоаппарату. Это не имеет значения, если вы собираетесь фотографировать поле цветов, но если вы хотите снять в движении футбольную команду вашего ребенка, задача будет сложнее.
СОВЕТ:
Сфокусируйте камеру чуть раньше, чем объект съемки появится в центре видоискателя. Когда объект только появится в рамке, произведите спуск затвора, таким образом, при окончательном срабатывании камеры движущийся предмет будет полностью в кадре.
Экспериментируйте!
Делайте множество снимков. Так как вы не платите за пленку, не бойтесь делать варианты одного и того же фото в разных режимах и с различными настройками. Чем больше способов фотографирования вы усвоите, тем больше превосходных фотографий будет вам обеспечено.
СОВЕТ:
Попробуйте поработать с разными композициями и подсветками. Не забудьте взять одну или две дополнительных карт памяти.
Если вы уже сделали фотографии с помощью цифровой камеры или отсканировали изображения, пора перенести их в компьютер. Это можно сделать разными способами. Соедините кабелем компьютер с цифровой камерой, сканером или с считывающим устройством карт памяти вашей цифровой фотокамеры. Это надежный способ передачи изображений на компьютер имеет ряд преимуществ, так как скорость переноса файлов просто замечательная. Вам не придется терять время, ожидая, пока вы сможете увидеть переносимые изображения.
Когда вы делаете цифровую фотографию или конвертируете уже имеющуюся в цифровой файл, следует учитывать следующие параметры:
.разрешение изображения в пикселах,
.сжатие файла
.формат файла
Разрешение в пикселах.
Цифровое изображение состоит из маленьких квадратных точек, называемых пикселами. Пикселы одинаковы по размеру и у каждого - собственный цвет. Воспринимая, все пикселы вместе, глаз человека узнает изображенный объект. Телевизоры и мониторы работают по тому же принципу, освещая тысячи маленьких точек и создавая, таким образом, изображение на экране.
Все пикселы изображения создают зрительный образ, чем больше пикселов в изображении, тем больше можно различить деталей, т.е. тем выше разрешение. Если вы когда-либо видели цифровые фото, где в изображении видны маленькие квадраты, "цветовые дырки" и "лесенки", значит, это было изображение с низким разрешением.
Разрешение важно по многим причинам. Следует учитывать не только разрешение в пикселах, но и допустимый размер печати. Вот примеры соотношения разрешения печатному размеру, гарантирующее высококачественную цифровую печать фотографий.
Менее 640 x 480 Половинный размер фотоотпечатка 10x15 см.
640 x 480 Минимально допустимое разрешение для формата 10x15 (фотография будет недостаточно высокого качества)
1024 x 768 Минимальное рекомендуемое разрешение для формата 10x15 см.
1152 x 864 Минимальное рекомендуемое разрешение для формата 13x18
1600 x 1200 Минимальное рекомендуемое разрешение для формата 18x24
Другая причина выбора высокого разрешения проста: вы всегда можете сократить цифровое изображение до меньших размеров, однако этот процесс необратимый. Почему? При увеличении изображения с низким разрешением оно становится размытым, нечетким.
Это происходит потому, что компьютер "догадывается", сколько пикселов и каких цветов добавить в изображение в необходимом порядке при увеличении размера изображения. Этот процесс называется "интерполяцией". Чем больше пикселов должен восстановить компьютер, тем хуже получится изображение.
СОВЕТ: Всегда берите фотографию с наивысшим разрешением в пикселах. При желании вы всегда сможете уменьшить разрешение изображения после обработки фотографии.
Сжатие файла
Когда цифровой фотоаппарат или сканер зафиксирует изображение, размер файла может быть достаточно большим. Работать с фотографией или перемещать ее через Интернет будет непросто.
Для удобства работы с большими файлами используют сжатие файла. Оно происходит в том случае, если компьютер ведет поиск сходства в цифровых изображениях. Компьютер описывает эти сходства в сокращенном виде, редактируя размер файла. Сжатие файла может происходить по-разному:
.Если на вашей фотографии распростерлось голубое небо, то, вместо того, чтобы описывать, каждый пиксел голубого неба, сжатый файл может описать небо в строках из 10 рядов того же голубого цвета.
.Другой путь сокращения размера файла при сжатии - сокращение количества цветов в цифровом изображении. Если на вашей фотографии изображено большое количество зеленых листьев, компьютер попытается уменьшить количество цветов. Тем самым, различные оттенки цвета будут сгруппированы и заменены одним главным зеленым цветом.
.Временами сжатие файла происходит автоматически в цифровых фотоаппаратах и сканерах в связи с тем, что это позволяет добиться лучшего соотношения между качеством и размером файла. Сохраняя файл, вы можете выбирать между уровнем сжатия файла или уровнем качества изображения. Большинству фотографов подходит качество7 или 8 (где максимальное качество - 10).
СОВЕТ: Если вы впервые сохраняете файл, то сохраните его с наивысшим качеством. Чем оно ниже, тем больше информации о первоначальном изображении вы потеряете.
Форматы файла
Обилие вариантов цифровых файлов может показаться устрашающим. В чем разница между.jpg, .bmp, .tiff, .pict, .gif, и.eps? Есть ли преимущества одних над другими? Взаимозаменяемы ли они?
Специалисты могут рассматривать все без исключения заслуги разных форматов файлов, но вас интересуют только две особенности каждого формата файлов:
.используется компрессия или нет (и качество изображения при компресси)
.назначение и использование цифровых файлов
Например, большинство Интернет-страниц содержат.gif или.jpg файлы. Ваш фотоаппарат должен сохранять файлы в подходящих вам форматах:
.BMP Сжатия нет. Bitmap. Представляет каждый пиксел отдельно, поэтому файл большого размера.
.EPS Сжатия нет. Не распространен широко. Используется для работы с графикой в полиграфии.
.GIF Сжатие есть. Преимущественно используется для веб-графики. Подходит для сжатия изображений с малым количеством цветов (схемы, графики, логотипы)
.JPG Сжатие есть. Самый распространенный тип файла с использованием сжатия изображения. Широко используется как в Интернет, в цифровом фото и фотопечати
.PSD Сжатие есть. Файл Photoshop. Может быть открыт только в Adobe Photoshop.
.TIFF Сжатие есть. Сжатый формат файла, который имеет опцию LZW-сжатия без потери качества изображения.
Если ваша цифровая камера сохраняет изображения в другом формате, нежели в.jpg, то вы можете использовать графические программы, которые конвертируют файлы во многие графические форматы.
Если у вас IBM-совместимый компьютер и jgthfwbjyyfz система Microsoft Windows, то вы можете воспользоваться для ковертации утилитой Paint, которая находится в папке Служебных программ. Если у вас компьютер Macintosh и инсталлирован Quicktime 4, вы можете открыть цифровые файлы с помощью Picture Viewer и преобразовать их.
Многие из нас в качестве первого опыта делают простые фотографии. Даже при широких возможностях цифровой камеры в случае допущенной ошибки большинство предпочитает сделать повторный снимок, а не исправить уже имеющийся. Однако, отправив ваши фото с камеры или сканера на компьютер, вы имеете массу возможностей продолжить работу над вашими цифровыми изображениями.
.Освещенность изображения - возможно, ваша вспышка не сработала, или, наоборот, снимок слишком светлый. В этих случаях вы можете отрегулировать уровень освещенности и контрастность снимка.
.Резкость фокуса - при легком сотрясении камеры или при съемке быстро двигающегося объекта фото получается немного не в фокусе. Для редактирования таких снимков можно увеличить резкость слегка размытого изображения.
.Удаление шума и царапин - при сканировании фотографий вы часто замечаете на отсканированном изображении шум или царапины. Редактор изображения позволит вам увеличить изображение и, выделив проблемную область, очистить ее от мусора и, таким образом, улучшить снимок.
.Добавление рамки или надписи - помимо редактирования фотографий вы можете добавить художественную рамку вокруг снимка или надпись на обратной стороне печатаемой фотографии.
Редакторы фотографий.
В продаже есть достаточное количество программ, позволяющих вам редактировать фото. Их возможности настолько широки, что они дают возможность определить, какие особенности изображения нуждаются в коррекции, что важно для вас, а без чего можно обойтись. Таким образом, перед покупкой оборудования, убедитесь, что приобретаете продукцию, соответствующую вашим потребностям. Многие цифровые камеры и сканеры уже содержат редакторы изображений. Проверьте, содержатся ли они в той технике, которую вы собираетесь купить.
br /
