Цифровые камеры

     Процессор

Процессоры  в цифровых фотоаппаратах выполняют  следующие функции:

• управление работой затвора;
• управление объективом в автоматическом и ручном режимах съёмки;
• выбор баланса белого, измерение освещённости объекта, определение экспопары, выбор цветовой температуры;
• управление работой вспышки;
• управление брекетингом — возможностью серийной съёмки (обычно сериями по 3 или 10 кадров);
• управление специальными эффектами из имеющегося набора (сепия, чёрно-белая съёмка, устранение эффекта красных глаз и др.);
• формирование и выдачи на дисплей информации о выбранных режимах съёмки, настройках, самого изображения и т. д.

   Карта памяти

Карта памяти — носитель информации, который  обеспечивает длительное хранение данных большого объёма, в том числе изображений, получаемых цифровым фотоаппаратом.

В ранних моделях  цифровых фотоаппаратов использовались и иные носители информации, в том числе миниатюрные жесткие диски, дискеты, записываемые оптические и магнитооптические диски и т. п., вплоть до аудиокассет (в самом первом образце электронной фотокамеры фирмы «Кодак», использовавшей аналоговые способы обработки и сохранения изображений).

     Разъёмы и интерфейсы

Внешний интерфейс  подключения к компьютеру общего назначения имеется практически  во всех цифровых камерах. На сегодня (2008) самым распространённым из них является USB. Также применяются специальные  виды разъёмов для подключения к телевизору или принтеру. Появились первые модели фотокамер с беспроводными интерфейсами.

     Органы  управления

Диск режимов  фотоаппарата — селектор режимов  фотокамеры. Обычно находится на верхней  панели камеры слева или справа. Реже, в основном на компактных камерах, на панели обращённой к фотографу.

     Работа  цифрового фотоаппарата

До нажатия  клавиши затвора в зеркальных фотоаппаратах между объективом и матрицей расположено зеркало, отражаясь от которого, свет попадает в видоискатель. В незеркальных фотоаппаратах и зеркальных фотоаппаратах в режиме Live View свет из объектива падает на матрицу, при этом на ЖК экран выводится изображение, сформированное на матрице. В некоторых фотоаппаратах при этом может происходить автоматическая фокусировка.

При неполном нажатии клавиши затвора (если такой режим предусмотрен) происходит выбор всех автоматически выбираемых параметров съёмки (фокусировка, определение экспопары, чувствительности фотоматериала (ISO) и т. д.).

При полном нажатии происходит съёмка кадра, и считывание информации с матрицы во встроенную память фотоаппарата (буфер). Далее производится обработка полученных данных процессором с учётом установленных параметров коррекции экспозиции, ISO, баланса белого и др., после чего данные сжимаются в формат JPEG и сохраняются на флэш-карту. При съёмке в формат RAW данные сохраняются на флэш-карту без обработки процессором (возможна коррекция битых пикселей и сжатие алгоритмом без потерь). Так как запись на флэш-карту изображения занимает достаточно большое количество времени, многие фотоаппараты позволяют снимать следующий кадр до окончания записи предыдущего на флэш-карту, если в буфере есть свободное место.

     Виды  цифровых фотоаппаратов

Цифровые  зеркальные камеры (англ. DSLR) являются аналогом плёночных зеркальных камер и имеют сопоставимые размеры (меньшие за счёт отсутствия фильмового канала).

Своё название зеркальная камера получила благодаря  зеркальному видоискателю (англ. TTL, Through The Lens), с помощью которого фотограф имеет возможность визировать сцену через объектив фотоаппарата.

Выпускаются также цифровые камеры бо́льших форматов, предназначеные для профессионального  использования. Среди них есть как  специализированные, например панорамные камеры, так и камеры больших стандарных форматов, например среднеформатные.

Для стандартных  форматов, вместо полностью цифровых камер также с успехом применяются  цифровые «задники».

     Цифровые  задники

 Цифровой  задник Kodak DCS420

Цифровые  «задники» (en:Digital camera back(англ.)) применяются  для переоборудования плёночных фотоаппаратов (обычно дорогих профессиональных зеркальных камер с наработанным набором сменных объективов). Они представляют собой устройства, содержащие светочувствительную матрицу или подвижный линейный сканер, процессор, память и интерфейс с компьютером. Цифровой задник устанавливают на фотоаппарат вместо кассеты с плёнкой. В некоторых случаях размер матрицы делают меньше размера кадра (например, 12×12 мм вместо 24×36 мм у «задника» Филипс (1990 г.)

Современные (2008 г.) матричные цифровые задники содержат до 416 миллионов RGB-пикселей; переделанные таким образом камеры могут использоваться и как плёночные.

     Параметры цифрового фотоаппарата

Качество  изображения, даваемого цифровым фотоаппаратом, складывается из многих составляющих, которых намного больше, чем в плёночной фотографии. В их числе:

• Тип фотосенсоров
• Габариты фотосенсоров
• Электронная схема считывания и оцифровки аналогового сигнала АЦП
• Алгоритм обработки и формат файлов, применяемый для сохранения оцифрованных данных

   Количество  и размер пикселей матрицы

В цифровых фотокамерах число физических пикселей является основным маркетинговым параметром и бывает от 0.1 (у вебкамер и встроенных камер) — до ~21 Мпикс. (У некоторых  задников — до 420 Мпикс). В цифровых видеокамерах — до 6 Мпикс. Размеры пиксела в больших фотосенсорах составляют ~6-9 мкм, в малых — меньше ~6 мкм.

     Форматы файлов

JPEG

TIFF (в большинстве цифровых аппаратов применяется 8-bit TIFF, что не даёт выигрыша в глубине цвета)

RAW (формат данных) — «сырой» набор оцифрованных данных с матрицы

DNG от англ. Digital NeGative — «цифровой негатив»

К изображениям дописывается дополнительная информация о параметрах съёмки в формате  EXIF.

Достоинства и недостатки цифровой фотографии

Основные  преимущества цифровой фотографии

• Оперативность процесса съёмки и получения конечного результата.
• Огромный ресурс количества снимков.
• Большие возможности выбора режимов съёмки.
• Простота создания панорам и спецэффектов.
• Совмещение функций в одном устройстве, в частности, видеосъёмка в цифровых фотоаппаратах и, наоборот, фоторежим в видеокамерах.
• Уменьшение габаритов и веса фотоаппаратуры.

Основные  недостатки цифровой фотографии

• Пикселизация, регулярная структура матрицы и фильтр Байера порождают принципиально другой характер шумов изображения, нежели аналоговые фотографические процессы. Это приводит к восприятию изображения, особенно полученного на пределе возможностей камеры, как более искусственного, не «природного».
• Ещё одной проблемой является уменьшение разрешающей способности фотосенсора главным образом в зависимости от его габаритов. В малых фотосенсорах, где высока плотность пикселей, имеет место смешивания зон генерации носителей (внутреннего фотоэффекта) из-за плотной упаковки их и др.[4]
• Принципиальные трудности доказательства аутентичности цифровой фотографии, в связи с самой сутью цифровых технологий копирования файлов и обработки изображений.
• Преобладающее большинство матриц имеют небольшую фотографическую широту, что не позволяет без потери деталей снимать сюжеты с большим диапазоном яркости.

Список литературы: 

1. Скотт Келби  Цифровая фотография = The Digital Photography Book. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 224.
2. Джули Адэр Кинг Цифровая фотография для "чайников" = Digital Photography For Dummies. — 5-е изд. — М.: «Диалектика», 2007. — С. 384.
3. Интернет-энциклопедия: www.wikipedia.ru