Формирование изображения в цифровой камере. Устройство фотоаппарата, строение и принцип действия. Что происходит с затвором в момент фотосъемки

Устройство большинства зеркальных цифровых фотоаппаратов – это фотокамера, в которой объектив для захвата изображений и объектив видоискателя один и тот же, в фотоаппарате также используется и цифровая матрица, необходимая для записи изображений. В фотоаппаратах незеркального типа изображение попадает в видоискатель посредством маленького отдельного объектива, который чаще всего располагается над основным. Также имеется отличие и от обыкновенного устройства фотоаппарата (так называемой мыльницы), где на экране отображается изображение, которое непосредственно попадает на матрицу.

Устройство фотоаппарата и его принцип действия обычно таковы, что свет проходит сквозь объектив. После этого он попадает на диафрагму, за счет которой регулируется его количество, после чего свет, в устройстве зеркального цифрового фотоаппарата, доходит до зеркала, отражается от него, проходит сквозь призму, чтобы его перенаправить в видоискатель. Посредством информационного экрана к изображению добавляется дополнительная информация об экспозиции и кадре (это зависит уже от модели конкретного аппарата).

В тот момент, когда осуществляется фотографирование, зеркало конструкции фотоаппарата поднимается, затвор фотоаппарата открывается. В этот момент прямо на матрицу фотокамеры попадает свет и осуществляется фотографирование или, если говорить более научными терминами, - экспонирование кадра. После этого затвор закрывается, зеркало опускается обратно, и можно делать следующий снимок. Следует понимать, что внутри фотокамеры весь этот, казалось бы, сложный по описанию процесс занимает всего лишь доли секунды.

С момента создания первого устройства фотосъемки, практически не было внесено никаких изменений в основную схему его работы. Через отверстие проходит свет, масштабируется, и поступает на светочувствительный элемент, установленный внутри камеры. Данный принцип одинаков, как для цифровых зеркальных агрегатов, так и для пленочных камер.

Так в чем же состоят различия в конструкции цифрового зеркального фотоаппарата и в чем заключаются его преимущества?

Зеркальный фотоаппарат, по большому счету, отличается от не зеркальных тем, что в последних отсутствует специальное зеркало. Данное зеркальце дает возможность фотографу видеть в видоискателе совершенно такую же картинку, которая попадает на матрицу или пленку.

В чем заключаются отличия между цифровым зеркальным фотоаппаратом и зеркальным пленочным фотоаппаратом?

1. Первое отличие здесь совершенно очевидно: в зеркальной цифровой фотокамере для записи на карту памяти изображения применяется электроника, в то время, как устройство фотоаппарата пленочного зеркального типа осуществляет захват изображения на пленку.

2. Вторая отличительная черта состоит в том, что подавляющее большинство зеркальных цифровых фотоаппаратов осуществляют запись изображений на поверхность матрицы, площадь которой меньше, нежели кадр в пленочных зеркальных камерах.

3. Устройство цифровых фотоаппаратов позволяет фотографам просматривать полученные изображения сразу же после осуществления съемки.

4. Для более старых моделей пленочных аппаратов не нужно электрическое питание. Они целиком состоят из механики. А вот зеркальным цифровым фотокамерам для работы необходимы аккумуляторы либо сменные батарейки.

5. При работе с пленкой, кадр лучше будет немного переэкспонировать, а, в случае с цифровыми фотокамерами, наоборот, - немного недоэкспонировать кадр.

6. В независимости от того, какой используется фотоаппарат – пленочный или цифровой, оба типа агрегатов обладают огромными возможностями по смене пультов дистанционного управления, объективов, элементов питания, вспышек и ряда других аксессуаров.

Из чего состоит современный фотоаппарат?

Для начала, рассмотрим в общих чертах устройство современной фотокамеры. Думаю всем уже известно, что любой фотоаппарат конструктивно представляет собою камеру-обскуру – темная коробка, в одной из стенок которой имеется отверстие. На противоположной стенке от данного отверстия установлена матрица – светочувствительный сенсор. Для облегчения процесса создания фотоснимков, а также повышения оптических характеристик аппарата, современные камеры-обскуры оборудуются также дополнительными компонентами.

Основными частями современных фотоаппаратов являются:
1. Объектив – представляет собой набор плит, посредством которых осуществляется преломление световых лучей на пленку (или матрицу), что придает изображению четкость;

2. Затвор – устанавливается между матрицей и объективом, представляет собою непрозрачную плоскость, которая может закрываться и открываться с большой скоростью, регулируя, тем самым, время засветки матрицы (так называемая «выдержка»);

3. Диафрагма – круглое изменяемое отверстие, обычно устроенное внутри объектива, за счет которого определяется количество поступающего на матрицу фотоаппарата света.

Теперь, когда ознакомились в общих чертах, рассмотрим более подробно устройство фотоаппарата, а также принцип работы и назначение каждого из указанных выше конструктивных частей фотокамеры.

Объектив

Это самая важная часть любого аппарата, поэтому необходимо уделить ему особенное внимание.

Объектив – это оптическое устройство, за счет которого осуществляется проецирование изображения на плоскости. Объектив состоит обычно из набора линз, которые собраны внутри оправы в единую систему.

Объективы хорошего качества должны давать на пленке геометрически правильное, резкое изображение объектов фотосъемки по всему полю кадра, для которого он предназначается. Производство объективов требует очень высокой точности, и на заводе осуществляется проверка качества каждого выпускаемого объектива. Современные объективы – это очень сложная система оптических линз. Обычная собирательная линза может также быть использована в качестве объектива (таким образом, и поступали первые фотографы), но, ввиду свойственного ей большого числа недостатков, фотоснимок получается резким лишь в небольшой центральной части и размытым, абсолютно нерезким по краям, прямые же линии на краях изображения, при этом, получаются изогнутыми. Комбинирование линз дает возможность избавиться от большей части перечисленных нами недостатков и неточностей.

Выбираем первый объектив для своего фотоаппарата

Когда вы планируете и выбираете зеркальный фотоаппарат, который в дальнейшем хотите приобрести, сразу же рекомендую подумать и об объективе. Одна и та же модель фотокамеры продаваться может как без объектива как такового, так и может быть укомплектована каким-нибудь приспособлением (на выбор производителя). Как правило, комплект фотокамеры с объективом обойдется менее дорого, нежели приобретение по отдельности этих же компонентов. Но может выйти и такая ситуация, что предлагаемый производителем объектив вас не устроит по каким-нибудь характеристикам.

Свой первый объектив необходимо выбирать из соображений его универсальности. В идеале – это должен быть объектив, который можно будет использовать для всех случаев. И от того, насколько широки будут его возможности, зависит, насколько быстро вы поймете, в каком жанре чаще всего вы снимаете, и какой специализированный объектив необходимо будет приобрести в дальнейшем. Большинство объективов выпускаются со стандартной резьбой, и устройство фотоаппарата позволяет без затруднений осуществлять замену объективов.

Даже тогда, когда вы уже приобретете отдельные объективы для каждого особого случая (портретник, макрик, телевик или ширик), то, вероятнее всего, в 99 процентах случаев вы все равно будете продолжать фотографировать универсальным объективом. Специализированные объективы бывают необходимы довольно-таки редко, но когда такой момент настает, они отрабатывают, как говорится, на все 100, и никакой универсальный объектив заменить их неспособен.

Можно, таким образом, подвести итог, что имеет смысл отнестись очень серьезно и тщательно к выбору первого объектива, чтобы он, после приобретения следующего, не оказался навсегда лежать в длинном ящике. Это особенно актуально для людей, которые много путешествуют, и им приходится снимать множество абсолютно разных сцен. Ведь в дорогу, вы согласитесь, неудобно брать лишний вес. Тем более, если его вполне можно заменить.

Диафрагма

Если вы заглянете внутрь объектива, то сможете увидеть там несколько лепестков в форме дуги. Это и есть диафрагма.

Термин «диафрагма» имеет греческое происхождение, и означает буквально «перегородка». Другое его название, уже от английского, - «апертура» - устройство, которое позволяет регулировать светосилу объектива, изменять действующее отверстие, соотношение яркости оптического изображения объекта фотосъемки к яркости собственно самого объекта.

При помощи специального привода можно свести к центру лепестки диафрагмы, за счет чего его действующее отверстие будет уменьшено. По мере уменьшения действующего отверстия диафрагмы, происходит уменьшение светосилы объектива, а также увеличивается выдержка во время съемки.

При изменении значения на одну ступень, происходит изменение диаметра отверстия диафрагмы в порядка 1,4 раз, а количество же света, который попадает на матрицу, изменяется в два раза.

Так каково же основное назначение диафрагмы и зачем данное приспособление вообще включено в устройство фотоаппарата? С одной стороны, с уменьшением рабочего (действующего) отверстия объектива, происходит ослабление светосилы. Данное свойство может нам пригодиться во время съемки объектов слишком большой яркости, к примеру, снежной поляны в ясный день либо залитого солнцем пляжа.

Скорее всего каждый человек, который читал статьи, касаемо устройства современных и не только фотокамер, задавал себе вопрос – а почему в схемах коробка указана с чувствительным элементом, объектив с линзами, и даже затвор удостоился места в данных описаниях, а про диафрагму же не сказано ничего. А все очень просто: фотокамера способна делать снимки и без помощи диафрагмы. Вот оно как получается! Заинтригованы?

Если говорить простыми словами, диафрагма – это перегородка. Как я говорил ранее, она является экспопарой вместе с выдержкой: диафрагма может быть открыта, а выдержка сделана более краткой, а можно и наоборот – отверстие диафрагмы сделать меньшим размером и увеличить продолжительность выдержки. Экспопара, на первый взгляд, является взаимозаменяемой – как диафрагма, так и выдержка оказывает определенное влияние на количество света, пропускаемого на светочувствительный элемент фотокамеры, но это лишь на первый взгляд. На что диафрагма оказывает влияние в первую очередь, так это на глубину резко изображаемого пространства (далее ГРИП), или, говоря более простым языком, - на глубину резкости. Именно по этой причине для фотографа диафрагма является очень функциональным рычагом, способствующим достижению требуемого творческого эффекта.

Я не буду мучить вас различными заумными определениями типа «диафрагма является прямопропорциональной квадрату корня такого-то значения…» так как на практике это все не запомнится все равно. Главное, что нужно знать, так это то, что диафрагма обозначается как f, и чем большим будет ее цифровое значение, тем меньшим будет относительное отверстие и в обратном направлении. К примеру, если мы, на объективе с относительным отверстием в 2.8, выставим значение f диафрагмы 2,8, то это и будет означать, что на данном объективе будет полностью открыта перегородка. И это является как раз тем случаем, когда в процессе фотосъемки диафрагма участия не принимает. Свадебные фотографы, да и не только они, очень часто осуществляют съемку на полностью открытой диафрагме. А вообще, принято считать, что чем значение диафрагмы будет меньше, тем более интересно будет вырисован объект.
Конструкция перегородки дает возможность изменения рабочего отверстия объектива.

Но есть также и еще одна практическая характеристика диафрагмы, которая зачастую применяется в процессе художественной фотосъемки. Чем меньше будет установлено значение отверстия диафрагмы, тем большая будет получена глубина резко изображаемого пространства, либо, как еще принято говорить в среде фотографов, глубина резкости, то есть область четкой фокусировки по отношению к объекту фотосъемки. Значение ГРИП напрямую зависит от фокусного расстояния, диафрагмы, размера матрицы, а также от расстояния до объекта. Наиболее эффективным способом управления ГРИП является регулировка диафрагмы.

Устройство фотоаппарата таково, что при работе с различными сюжетами фотосъемки, требуется разная ГРИП.

Теперь поговорим о наиболее главном. Давайте разберемся более тщательно с тем, что нам может дать уменьшение или увеличение размеров отверстия диафрагмы. Чем меньше будет установлено отверстие диафрагмы, тем большей будет глубина ГРИП, или, если кратко, - глубина резкости, область фокусировки вокруг объекта фотосъемки.

К примеру, фотографы, во время съемки пейзажей, закрывают диафрагму максимально возможно, для получения резкого изображения, как удаленных деталей, так и собственно ближнего плана. И наоборот: при портретной съемке используют традиционно малую ГРИП, для отделения человеческого лица от фона фотографии.

Таким образом, одним из важнейших инструментов фотомастера является возможность регулировки глубины резкости при помощи диафрагмы.

В цифровых фотоаппаратах компактного размера, ввиду малого размера матрицы, ГРИП будет велика при любом положении диафрагмы. Данное обстоятельство может помешать реализации определенных творческих идей. Наиболее эффективным методом регулирования ГРИП, как уже было неоднократно сказано, является регулировка положения диафрагмы, точнее – размера ее отверстия.

При открытой диафрагме будет получен эффект размытия заднего фона. Это можете видеть на нашем примере с цветком. Резкость наведена на ближние края цветка. А задняя же часть кадра красиво размыта, что дает зрителю возможность сразу понять творческий замысел фотографа, сделавшего данный снимок.

Низкое значение ГРИП

Данный прием широко используется в портретной фотосъемке, когда профессиональные фотографы делают акцент на лице портретируемого человека, а задняя же часть кадра (фон) должна быть размыта.

За счет низкого ГРИП можно сразу же понять, на что обращает внимание фотограф.

Хотелось бы отметить еще один очень важный момент. Низкая глубина при резко изображаемом пространстве действует не только лишь на расстояние от объекта фотосъемки вдаль, а и в ширину. Данный факт необходимо также принять во внимание и при выборе требуемой диафрагмы. Рассмотрим все это на конкретном примере. Предположим, что вам нужно сделать снимок широкого объекта, либо же группу людей, которые стоят друг к другу плечом, со сравнительно небольшого расстояния. В том случае, если вы решите вдруг сделать снимок с максимально размытым фотом и откроете диафрагму полностью, можете быть готовы к тому, что люди, которые стоят ближе всего к краям кадра, получатся на фото расфокусированы. Из этого можно прийти к выводу, что глубина резкости распространяется по всем сторонам от фокусной точки, которая расположена на оптической оси объектива вашего фотоаппарата.

Затвор

Следующий элемент, входящий в устройство фотоаппарата, - это затвор.

Затвор отмеряет период времени, на протяжение которого на матрицу фотоаппарата воздействует свет. Затвор фотокамеры – это невидимый, но очень важный элемент системы фотоаппарата. Непрофессиональному фотографу затвор фотокамеры не виден, но зато всегда слышен.

Что представляет собой затвор? Для чего он вообще нужен?

Данный конструктивный элемент фотосистемы выполняет одну из главнейших функций захвата изображения на цифровую матрицу или пленку. Основная задача затвора состоит в регулировании прохождения через оптическую систему аппарата на светочувствительный элемент фотокамеры светового потока.

Если вам когда-нибудь приходилось слышать о времени захвата изображений фотокамерой – «выдержке» - то затвор фотоаппарата – это основное устройство, с помощью которого данное время можно контролировать.

Что происходит с затвором в момент фотосъемки?

Затвор фотокамеры представляет собою механическое устройство, которое в большинстве случаев представлено в виде шторки (горизонтальные либо вертикальные). Необходимо понимать тот факт, что существует минимальный период времени, в течении которого данные шторки успеют закрыться и открыться, что позволит световому потоку проэкспонировать кадр, пройдя на матрицу или фотопленку.

Так каким же образом осуществляется работа затвора фотокамеры в тех случаях, когда выдержки становятся, как говорится, сверхкороткими (значение 1/5000 либо 1/7000). На такие случаи в конструкции цифрового фотоаппарата предусмотрен цифровой затвор, регулирование которого осуществляется матрицей и электроникой. Физический затвор фотокамеры на сверхкоротких выдержках успевает закрываться и открываться на своей максимально возможной скорости, в момент чего на матрицу аппарата поступает цифровой сигнал, свидетельствующий о начале захвата изображение, и спустя доли секунды – другой сигнал, уже о прекращении реагирования на свет.

Вы можете спросить: а зачем вообще тогда нужны в фотоаппарате эти шторки, то есть затвор? Так вот, в современных моделях цифровых фотоаппаратов, в большей части случаев, затвор осуществляет функции защиты матрицы камеры от попадания на нее грязи и пыли, что может нанести ей непоправимые повреждения. А матрица является наиболее дорогостоящим элементом всей цифровой фотокамеры. Время, на протяжении которого затвор фотоаппарата, для получения кадра, будет оставаться открытым, принято называть выдержкой. Выдержка связана с общей освещенности снимаемой сцены и со светосилой объектива. Чем меньше светосила объектива и чем темнее объект фотосъемки, тем дольше необходимо сделать выдержку, для получения правильного экспонирования кадра.

Устройство фотоаппаратов, как пленочных, так и современных зеркальных, предусматривает обязательное наличие затвора – механического устройства, в виде двух непрозрачных шторок, которые закрывают матрицу (сенсор). Из-за наличия этих шторок в цифровых зеркальных фотоаппаратах невозможна наводка (визирование) по дисплею – матрица ведь закрыта, и изображение на дисплей передаваться попросту не может. Когда нажимается кнопка спуска, шторки за счет электромагнитов или пружин приводятся в движение, для света открывается доступ, и на сенсоре осуществляется формирование изображения. В цифровых фотокамерах, на которых установлена несъемная оптика, как правило, стоит электронный затвор, то есть матрица, на время экспонирования, попросту включается в режим записи, а в течении же всего остального времени на дисплей выводится сигнал для наводки на объект. Среди преимуществ электронного затвора можно выделить возможность выполнения съемки на сверхкоротких выдержках, которые, в силу инерции, невозможно осуществить в случае с механическим затвором.

В некоторые модели цифровых фотоаппаратов устанавливается затвор комбинированного типа, который при сверхкоротких выдержках работает как электронное устройство, а на более же длинных к процессу подключается механика. В зеркальных фотокамерах современного образце некоторых производителей возможно также визирование по электронному дисплею аппарата. Подобное устройство зеркальных фотокамер позволяет постепенно избавляться им от своих недостатков, без утери характерных для них достоинств.

А как же вспышка?

Чуть было не упустил еще один фактор, который в достаточной мере влияет на экспозицию – это вспышка. Здесь мы рассмотрим в общих чертах только штатную, то есть бортовую «лягушку». Хотя, прошу прощения. На мыльницах это же совсем не «лягушка», ведь она не выпрыгивает. Данная вспышка обладает рядом режимов, которые, в принципе, зависят от режима самого фотоаппарата. Полный список «услуг» вспышка, как правило, может предоставить лишь в тех случаях, когда камера установлена в режиме «AUTO».

Итак, какие же различают режимы.

1. Автоматический . Вспышка автоматически будет срабатывать (или не срабатывать) по мере необходимости. При этом, регулируется длительность светового импульса, в зависимости от имеющейся освещенности. Удобно это тем, что экономит заряд аккумулятора, но не всегда может быть использовано, таково уж устройство фотоаппарата. К примеру – съемка против света.

2. Принудительная вспышка . Будет срабатывать всегда, в независимости от уровня освещенности. Не доступна регулировка длительности импульса, то есть вспышка полностью использует свое ведущее число. Может быть использована в большинстве случаев фотосъемки, но расход энергии более высокий, чем при предыдущем режиме.

3. Медленная синхронизация . Скорость затвора будет установлена, при этом, на более продолжительном значении. При использовании вспышки, стандартная скорость затвора составляет 1/90 с, то есть «90». Это делается для того, чтобы была возможность проработки фона, так как вспышка обычно до него «не добивает».

Для всех указанных выше режимов доступен режим уменьшения «эффекта красных глаз». В данном случае перед основной вспышкой срабатывает серия коротких вспышек без использования затвора. Это делается для того, чтобы у находящихся в темноте людей сузились зрачки, и глазное дно не отражало красный свет. Рационально будет использовать только во время съемки людей, а во всех остальных же случаях – это просто трата времени перед срабатыванием затвора и энергии.

4. Без вспышки . При этом режиме вспышка срабатывать не будет. Это делается для того, чтобы не осуществлялась съемка с автоматической вспышкой там, где это не нужно или запрещено, а также для получения некоторых эффектов, где необходим естественный свет. Изображение становится, при этом, более естественным. В продвинутых аппаратах также «открывает» ряд некоторых возможностей, к примеру, расширяется «перечень» значений в выборе установки баланса белого.

Следует помнить, что использование штатной вспышки будет делать отображение лиц людей и предметов на снимках плоскими. По крайней мере, необходимо стараться сделать снимок под некоторым углом, чтобы появились тени. Но и переусердствовать не нужно, так как при слишком больших углах будет появляться слишком большой контраст.

На этом данную тему спешу завершить, а то и так уже достаточно объемной получилась. Если что-то упустил, рассмотрю в следующих постах.

СКОПИРОВАНО С ПРОСТОРОВ ИНТЕРНЕТА (ИЗ ЛУЧШИХ ЕГО МЕСТ)

Вопрос длительного хранения цифровых фотографий несколько глубже, чем может показаться на первый взгляд. В отличие от «оперативных» файлов, цифровой фотоархив должен гарантированно сохраниться невредимым за годы и десятилетия. Казалось бы, чего проще? Доступно множество различных носителей: оптические CD, DVD и BlueRay (BR) диски, всевозможные флэшки и карты памяти, обычные жесткие диски и даже удаленные файловые хранилища, так называемые файлообменники. Основная проблема длительного хранения цифровых снимков именно в надежности носителей, а емкость, скорость или удобство использования отходят на второй план. Еще не лишним будет помнить, что при выборе носителя информации следует учитывать частоту обращений к файлам. Одно дело — запертый в сейфе «на века» оптический диск, и совершенно другое — постоянно пополняемый семейный альбом. Как водится, выигрывая в одном — проигрываем в другом, закон в полной мере относится и к носителям информации. Идеального хранилища пока, увы, не изобрели. Постараемся разобраться в сегодняшнем изобилии и помочь сделать осознанный выбор, не полагаясь на рекламу.

Объем. Вообще-то, чем больше — тем лучше, запас не повредит. Но если ограничен бюджет, необходимую емкость носителя можно прикинуть, исходя из общего числа и объема фотографий. Автор признает только архивы в форматах без сжатия, например TIFF. В распространенном JPEG объем фотографии меньше примерно в 5 раз. Считать очень просто, делим емкость носителя на объем фото. Первая написана на самом устройстве, а примерный объем сканированной фотографии можно оценить по табличке (размеры указаны максимальные для глубины цвета при сканировании 24 бита):

Носители. Самым компактным и, наверное, уже самым распространенным носителем информации является так называемая флэш (flash) память. Крошечные микросхемы стоят в картах памяти, «флешках» и монтируются в различную аппаратуру. Этот тип памяти хорош энергонезависимостью, относительной дешевизной и емкостью — сегодня никого не удивишь USB-флэшкой на 256 Гигабайт. К минусам относится низкая скорость обмена и самое главное — не слишком высокая надежность. Производители микросхем памяти заявляют гарантированный срок хранения данных до 10 лет, но с маленькой оговоркой — в нормальных условиях. В данном контексте «нормальные» значит «идеальные», которых наверняка не сможет обеспечить ни один обычный человек. Стабильная температура, влажность и даже атмосферное давление. Отсутствие излучений как радиочастотных, так и радиоактивных. Отсутствие обращений к памяти в течение срока хранения. Вот такие «нормальные» с точки зрения производителей условия… При обычном же использовании отдельные биты информации могут потеряться уже в первые месяцы, через пару-тройку лет процентов 20 (в среднем) записанных данных будут искажены или недоступны. Вывод: флэш-память отлично подходит для оперативного хранения данных и с оговорками — для длительного. Оговорка одна, но существенная: требуется хотя бы раз в год перезаписывать все данные на новый носитель. Зато дешево и компактно, подходит для постоянно пополняемого архива, не рассчитанного на долгие годы. Покупать лучше память от именитых брэндов, таких как Kingston, Transcend, Sandisk и прочих, дающих гарантию хотя бы года три.

Оптические диски широко используются уже не первый десяток лет и претерпели всего три ключевых стадии эволюции — CD, DVD и BlueRay технологии. На вид диски разных поколений отличить сможет разве что специалист, но по емкости они отличаются на порядки. Сравните: CD — 750 Мб, DVD — до 8 Гб, БлюРэй — до 50 Гб сегодня и до 200 Гб обещают в недалеком будущем. Для наглядности, на первый поместится приблизительно 20 больших фотографий, на второй — около 200, и соответственно на третий — в районе 1500 снимков. Надо отметить, что BlueRay носители довольно дороги сами по себе, а оборудование для записи по карману лишь весьма обеспеченным людям. CD уже отходят в прошлое, а сегодняшний лидер в этой области — DVD — доступен всем. Поэтому BR диски в качестве хранилища домашнего архива пока нельзя назвать массовыми. О надежности. Здесь планку задает сам материал — прозрачный пластиковый диск. Очевидно, что пластмасса боится повышенной температуры (деформация диска) и механических воздействий (поверхность царапается). И то и другое мешает правильно прочесть информацию. Но количество циклов считывания практически бесконечно, к тому же оптические носители равнодушны к любому типу радиации. Отсюда можно сделать вывод, что DVD, а в ближайшем будущем и BR диски хорошо подходят для длительного хранения фотоархивов, следует лишь позаботиться о надежной упаковке. То есть архив получается компактным и весьма надежным, но не удобен для пополнения и/или перезаписи — время записи одного DVD диска может доходить до часа. Наиболее надежными являются диски от Verbatim или TDK при условии, что они настоящие. Лучше всего искать носители со словами в названии «ExtraLife», «Life Plus» и подобные, говорящие о повышенной надежности хранения.

Жесткие диски — «винчестеры» — давно и прочно обосновались в нише оперативного хранения информации. Современная технология позволяет создавать носители емкостью до десятков Терабайт (!), куда можно записать любой мыслимый фотоархив. Жесткие диски обеспечивают высокую скорость обмена данными, огромное количество циклов перезаписи при невысокой цене и приемлемой надежности. Но следует помнить, что жесткий диск — сложное и точное механическое устройство, пусть даже высокотехнологичное. Поэтому надежность хранения определяется как условиями эксплуатации, так и качеством конкретного экземпляра. Поскольку используется магнитная запись, винчестеры «боятся» сильных магнитных полей и механических перегрузок, особенно во время работы. Восстановление сбойного носителя может обойтись очень дорого или вообще выходить за рамки возможностей мастера. Но в более-менее комфортных условиях жесткий диск практически идеален для хранения фотоархива, даже постоянно обновляемого. Тем более, существуют простые способы на порядок повысить надежность хранения — использование одновременно нескольких жестких дисков в так называемом RAID-массиве. Массив можно организовать на большинстве домашних компьютеров или же приобрести специализированное устройство (обычно в пределах 300$). Принцип прост: хранилище создается из нескольких одинаковых жестких дисков, специальный контроллер дублирует и контролирует целостность записанных данных, постоянно мониторит состояние каждого носителя. При выходе из строя (что случается крайне редко) одного или даже двух дисков — информация не потеряется и восстановится при подключении новых чистых винчестеров. Таким образом, надежность хранения многократно возрастает, ведь даже один жесткий диск — весьма надежен и может работать много лет не выключаясь. К минусам такого решения следует отнести громоздкость, высокую цену плюс необходимость некоторых познаний в компьютерном «железе» и настройках «софта». Эти недостатки с лихвой компенсируются скоростью и надежностью архива в средних домашних условиях. Отлично показывают себя винчестеры WesternDigital (WD), Samsung, Hitachi, желательно поискать модель для повышенных нагрузок — будет подороже, но надежней.

Удаленные хранилища данных. С развитием интернета появились многочисленные файловые хостинги — сайты, на которые можно закачать свои документы (не важно, фото ли, видео или просто файлы) в пределах отведенных квот и в любое время получить доступ к файлам через любой компьютер, подключенный к глобальной сети. Обычно бесплатно предоставляется весьма скромный объем, который можно расширить за такие же скромные деньги. Сервисы наперебой хвалятся надежностью и защищенностью данных — и многие не голословно. Крупные компании могут позволить себе самое современное и супернадежное хранилище файлов под присмотром опытных специалистов. Системные администраторы делают все, чтобы не допустить взлома персональных дисков. И тем не менее — кто поручится, что через десять лет эта компания все еще будет существовать? Кто гарантирует, что не найдется хакер, который из хулиганских побуждений выложит ваши персональные файлы на всеобщее обозрение? Да и сам доступ к сети сегодня есть — завтра нет. И все же удаленные хранилища очень удобны, особенно совместно с быстрым интернетом и отлично подходят для накопления, обновления и формирования архива, который в свою очередь будет сохранен на более подходящем носителе. Ссылок сознательно не даю, поскольку не обладаю информацией о надежности того или иного сервиса. Сам пользуюсь зарубежным «DropBox» — показалось удобно, да и сервис уже не новый.

И наконец, общее, очень важное правило , действующее независимо от типа выбранного носителя информации: ДЕЛАЙТЕ РЕЗЕРВНЫЕ КОПИИ! Именно так, прописными буквами! Пусть лень, нет времени или дорого — при первой же возможности делайте копии на разные носители. Лично у автора основной архив, который «на века» — лежит на двух десятках DVD, причем каждый диск в двух экземплярах. Оперативный архив — на RAID-массиве домашнего компьютера, а наиболее ценные файлы дублированы на удаленное хранилище в интернете. Вместо массива можно использовать пару-тройку больших флэшек или внешних жестких дисков, только обязательно делать копии на все, не лениться. Помните, что восстановить испорченный носитель информации сложно, дорого и не всегда возможно.

М. ДМИТРЕВСКИЙ.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Отсутствие катушек с пленкой и лентопротяжного механизма позволяет придавать цифровым фотокамерам самую разную форму для удобства пользования.

Цифровые камеры можно разделить по группам.

Принципиальное устройство цифровой камеры.

Портативный штатив обеспечит неподвижность камеры, а значит, хорошее качество съемки даже при слабом освещении.

Принципиальная схема элемента матрицы.

Распространение компьютеров и, как следствие, цифровых фотоаппаратов позволило сократить и упростить техническую часть съемки. Обработка отснятого материала до момента получения результата значительно ускорилась. Фотограф получает гораздо большую свободу при пользовании техническими возможностями современных фотоаппаратов. «Цифровик» дал нам новые инструменты и возможности. Главным преимуществом «цифры» в отличие от пленочной фотографии стала возможность не бояться ошибок. Можно сделать необходимое количество копий кадра и экспериментировать с ними сколько угодно, изменяя и сравнивая результат. Можно, не откладывая, послать картинку по Интернету более опытному коллеге, узнать его мнение и получить совет. Места для работы с цифровыми фотографиями требуется ничуть не больше, чем уже занимает ваш компьютер, причем работу со снимками можно прервать в любой момент без малейшей потери качества, тогда как при работе с пленкой такие перерывы недопустимы. Фотопленок продается все меньше и меньше, с их проявкой и печатью фотографий уже намечаются трудности. Некоторые крупнейшие производители пленочных аппаратов (например, фирма «Nikon») заявили о прекращении их производства. Сегодня ответ на вопрос, какой фотоаппарат выбрать, очевиден: наступило время цифровых.

Но какую именно камеру следует выбрать, чтобы не тратить лишних денег и удовлетворить свои требования к аппарату? Это зависит от того, для чего мы его приобретаем.

ВСТРОЕННЫЕ

Главная цель камер, установленных в телефонах, придать трубкам конкурентоспособность, повысить цену и заманить покупателя телефона перспективой «за те же деньги» приобрести сразу две полезные вещи. Возможности такого комбайна весьма скромны. Количество кадров небольшое, объектив самый простой и не способен менять фокусное расстояние, приличные кадры получаются лишь при хорошем освещении и когда объект съемки неподвижен. Манипулировать кнопками управления не слишком удобно. Фотографировать телефоном можно, но подавляющее большинство владельцев, попробовав, быстро убеждаются, что для качественных снимков нужен настоящий фотоаппарат, хотя главного преимущества у встроенного аппарата не отнимешь: он всегда под рукой и всегда готов к съемке.

СУПЕРПОРТАТИВНЫЕ

Такие фотоаппараты можно класть в карман рубашки или в кошелек. По техническим данным мало отличаются от портативных аппаратов, а вот цены заметно выше. Здесь действует тот же принцип, что и у часов: чем меньше, тем дороже.

ПОРТАТИВНЫЕ

Аппараты этой группы - самые распространенные у любителей. Доступные цены и широкие технические возможности удовлетворят подавляющее большинство запросов непрофессионала. Размеры невелики, а вес 100-150 граммов позволяет всегда носить камеру с собой. Вы можете делать серии снимков (полезно при съемке быстроизменяющихся событий), снимать видеоклипы без звука или со звуком. Просмотреть результат можно как на дисплее аппарата, так и на компьютере или обычном телевизоре. Количество кадров, которые можно снять на одну карту памяти в зависимости от качества кадра (разрешения) и емкости карты, лежит в диапазоне от десятков штук до нескольких тысяч. Объектив с изменяемым фокусным расстоянием позволяет фотографировать объекты на расстоянии от двух сантиметров до бесконечности. Удаленные предметы можно приблизить, изменяя фокусное расстояние, а также увеличивая электронным способом при обработке на компьютере.

Портативные камеры полностью автоматизированы; один раз установив желаемые настройки, остается лишь выбирать объекты съемки и нажимать на кнопку спуска. О качестве позаботится электроника. Качество снимков, сделанных этими сравнительно недорогими аппаратами, весьма высокое. Когда владелец приобретет некоторый навык работы с камерой, заметить разницу между кадрами, снятыми профессиональным аппаратом и портативным, довольно трудно. Технические возможности у аппаратов разных марок, продающихся примерно по одной цене, очень похожи. Они совершенствуются стремительно, с каждым годом, и уже превзошли уровень разумной достаточности. Большинство владельцев не используют и половину способностей своей техники.

ПОЛУПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ

К приставке «полу» не стоит относиться с подозрением. Многие профессионалы пользуются такой техникой как основной. Главным отличием таких аппаратов от предыдущих категорий можно считать большой объектив с хорошей оптикой и, следовательно, - светосилой. Надежность тоже выше, чем у портативных моделей. Это достигается применением в конструкции камер легких металлов, тогда как в любительских аппаратах чаще используют пластмассу. Полупрофессиональные камеры имеют в дополнение к дисплею видоискатель, чаще всего зеркальный.

«Полупрофессионала» стоит покупать только тем, кто убежден, что возможностей портативной модели ему не хватает. Не обойтись без подробного изучения инструкции, чтобы освоить все возможности вашей покупки. К фотоаппаратам такого класса можно покупать дополнительные принадлежности и аксессуары: объективы, вспышки, штативы, светофильтры и т. д.

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ

Вес и размеры цифровых камер высокого класса примерно такие, как у широко известных пленочных камер типа «Зенит»; весят они 1000-1500 г.

Основное отличие - высокая надежность и качество функций, здесь они доведены до совершенства. Все новые разработки применяются в первую очередь при создании профессиональной техники. Большое количество дополнительного оборудования, которое можно применять совместно с камерой, позволяет фотографу реализовывать почти любые творческие замыслы.

От пленочного у цифрового фотоаппарата существенное отличие: в пленочном свет, пройдя через объектив, попадает на пленку, в цифровом - на матрицу.

МАТРИЦА

Это электронный элемент, который превращает падающие на него лучи света в понятные для процессора сигналы, несущие информацию об изображении. Матрица состоит из ячеек - пикселей; чем больше пикселей, тем выше разрешение снимка. Количество пикселей в первую очередь стремится сообщить изготовитель и продавец.

Зачем нужно высокое разрешение? Предположим, мы вывели на экран компьютера кадр со снятым муравьем при разрешении в 1 мегапиксель (Мп). Объект будет выглядеть очень хорошо и натурально. Теперь попробуем увеличить картинку: резкость будет понижаться, а изображение превращаться в набор квадратиков, похожий на заготовку для вышивания крестиком. Рассмотреть мелкие детали не удастся. При разрешении в 7 Мп мы сможем разглядеть каждый незаметный волосок на ножках муравья и изображение останется достаточно хорошим. Мы можем увеличить изображение очень сильно, при этом отредактировать мельчайшие детали, потом вернуть картинке исходный размер. После наших усилий на изображении не будет видно следов редакторской работы.

У кадров, снятых с высоким разрешением, есть и оборотная сторона - они занимают много места на карте памяти. При высоком разрешении кадров на карту уместится гораздо меньше, чем при низком.

ОБЪЕКТИВ

Матрица обработает только то, что попадет на нее через объектив, причем в необходимом ей режиме. Объектив - весьма сложная система. Чем больше в нем линз, тем выше качество изображения, однако при этом световой поток, попадающий на матрицу, уменьшается. Противоречие устранить непросто, поэтому объектив зачастую может стоить не меньше самого фотоаппарата. О классе фотокамеры можно судить по объективу: если он не встроенный, а объемный, камера не может быть плохой. Все необходимые сведения об объективе помещены на нём, только нужно уметь их понимать.

Очень важная характеристика объектива - светосила, значение максимально возможной диафрагмы. Чем больше света попадет на матрицу, тем лучше; убавить количество света можно, изменяя диафрагму, а увеличить - лишь увеличивая размеры объектива и повышая его качество - вместе с ценой. Чем цифра светосилы меньше, тем выше светосила.

На рисунке 1 мы видим обозначение 1:2,8-4,9. Это значит, что максимальная светосила у объектива 2,8 и уменьшается с увеличением фокусного расстояния до 4,9. У этого объектива фокусное расстояние изменяется от 5,8 до 23,4 мм, что сообщает надпись «ZООM». Чем фокусное расстояние короче, тем шире угол обзора. Изменяя его, с одного и того же места съемки вы сможете разместить в кадре и целый памятник, и одну его голову. Такой объектив позволяет снимать объекты с расстояния от нескольких сантиметров до бесконечности, причем в положении максимального фокусного расстояния изображение объекта увеличивается в три раза. Тем, кто прежде пользовался только пленочными фотокамерами, необходимо знать, что фокусные расстояния у цифровых камер имеют непривычные значения. Объясняется это тем, что кадр стандартной 36-миллиметровой пленки имеет размер 24x36 мм, а размер матрицы - 23,7x15,6 мм. Поскольку угол зрения уменьшается, сокращается и фокусное расстояние. На многих объективах дается перевод относительно фокусного расстояния пленочных камер. Возле значения фокусного расстояния стоит еще одна цифра, указывающая эквивалент для пленочных камер: так, 30 мм для пленочных камер примерно соответствует 18 мм для цифровых.

ВИДОИСКАТЕЛЬ

Во многих портативных и в большинстве «телефонных» камер видоискателя нет совсем, снимаемый объект мы видим на дисплее. К сожалению, этого бывает недостаточно. При ярком солнце за спиной фотографа на дисплей падает много света и изображение можно разглядеть только с большим трудом, затенив экранчик ладонью. В темноте снимать без видоискателя тоже трудно, на дисплее разглядеть ничего не удается, хотя объект съемки различается глазом. Чтобы избавиться от таких неудобств, на фотоаппарате устанавливают привычный оптический видоискатель так называемого реального видения. Увиденная через видоискатель картинка и снимок будут иметь небольшие отличия: обзор через видоискатель не совсем соответствует обзору объектива. На полупрофессиональных и профессиональных камерах установлены зеркальные видоискатели. Так они называются потому, что свет сначала проходит через объектив, а затем через систему зеркал попадает в глаз фотографа. Качество картинки несравненно лучше, чем через простой видоискатель.

ПРОЦЕССОР

Процессор - «мозг» камеры. Он руководит всеми настройками, наведением резкости, изменяет выдержку и диафрагму. Процессор соединяется с компьютером и другими электронными приборами и обменивается с ними цифровой информацией. На прилавке в магазине в технических данных камеры про процессор обычно ничего не говорится. Об его достоинствах можно судить по обилию функций и возможности камеры.

КАРТА ПАМЯТИ

Карта памяти - это запоминающее устройство фотоаппарата. После того как кадр снят, его цифровой код записывается на карту. Чем больше емкость карты, тем больше кадров можно на нее записать. Размером она примерно с почтовую марку. Если вы предполагаете, что одной карты может не хватить, стоит иметь в запасе еще несколько штук. Меняются они очень легко. Каждая карта может быть заполнена и очищена огромное число раз и при бережном отношении прослужит очень долго. Вы можете вынуть карту и отнести ее в фотоателье, чтобы распечатать фотографии, или захватить ее в гости к друзьям, чтобы показать снимки на экране компьютера, вставив карту в специальный адаптер.

ВСПЫШКА

Необходимость в ней появляется, когда недостаточно естественного или искусственного освещения. Она применяется при репортажной съемке. Если светит солнце или есть возможность осветить объект лампами, вспышка не нужна, а вот когда полагаться приходится только на себя, она незаменима. На большинстве камер установлена встроенная вспышка. Такое приспособление способно осветить пространство на расстоянии не более 3 м от фотографа. Если необходимо осветить дальше, придется использовать отдельную, более мощную вспышку; для нее на приличных аппаратах есть специальные крепежные салазки и контакт синхронизации. Объект, расположенный дальше 10 м, не удастся осветить никакой вспышкой. Пользоваться вспышкой тоже придется учиться. При неумелом пользовании тени могут изменить лицо до неузнаваемости, а цвета не будут иметь ничего общего с оригиналом. Если можно снять без вспышки, лучше так и поступить.

ПИТАНИЕ

Чем камера проще, тем меньше она потребляет энергии. Обычно портативная камера заряжается двумя батарейками стандарта «АА». В полупрофессиональную - потребуется от четырех до шести таких же источников. Гораздо лучше вместо батарей применять аккумуляторы. Их можно многократно заряжать. После дня съемок при использовании батарей уже нет уверенности, что их хватит и на следующий. С аккумуляторами проще: день прошел, на ночь ставим их на зарядку, а утром они вновь полны энергии. Хотя аккумуляторы стоят дороже, чем батарейки, работать с ними выгоднее благодаря многоразовому использованию. А для работы в помещении в серьезных фотоаппаратах существует гнездо для сетевого адаптера.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ АКСЕССУАРЫ

Купив камеру, обязательно приобретите для нее чехол, желательно жесткий или полужесткий - только такие кофры защитят ваше приобретение от ударов и царапин. Съемка при плохом освещении потребует больших выдержек, особенно если светосила объектива аппарата невелика. В момент съемки камера должна быть совершенно неподвижна, иначе изображение будет смазано. Купите хотя бы маленький штатив. Его можно закрепить на неподвижную поверхность и фотографировать без опасений за качество.

ЧТО ПОТОМ?

Вы вернулись из поездки домой, заполнив снимками видеокарту, а может быть, и не одну. Перекачиваем информацию на компьютер и просматриваем. Часть кадров получилась темными, часть - слишком светлыми, композиция далека от совершенства. На некоторых снимках присутствуют посторонние элементы вроде неизвестно чьей руки или ремешка от фотоаппарата, который оказался перед объективом и на фотографии выглядит как непонятная полоса. Пора редактировать отснятый материал. Здесь мы ощутим достоинства цифровой фотографии в максимальном объеме. Если ретушировать пленочное фото умеют считанные любители, то цифровое - способно улучшить большинство. При помощи компьютера можно весьма существенно компенсировать недостаток мастерства при съемке. В комплект каждого цифрового аппарата входит программный диск, на котором записана программа обработки фотографий, но подавляющее большинство фотографов пользуются все же программой Adobe Photoshop. Кроме широких возможностей у этой программы есть и тот плюс, что о ней выпущено огромное количество справочной литературы. Другая программа для редактирования, пожалуй, еще более мощная - Corel draw.

При помощи этих программ можно обработать каждый пиксель отдельно, позволив сделать практически любой интересный вам кадр вполне пригодным. Поэтому даже неинтересные с первого взгляда кадры удалять не стоит, лучше их сохранить, рассортировав по видам, в отдельной виртуальной папке. Они потом могут послужить «донором» при редактировании интересных, но подпорченных кадров. Например, лицо друга на кадре оказалось наполовину закрыто крылом неожиданно взлетевшего голубя. Находим в своих запасах нужное лицо в нужном ракурсе и переносим в нужное место. Даже мастера обработки фотографий вряд ли используют эти мощнейшие программы более чем на две трети их потенциальных возможностей. С появлением цифровых фотокамер и средств обработки материалов разница между художниками и фотографами становится все более призрачной.

Но если ваши фотографии хранятся только на диске компьютера, велика возможность через какое-то время их утерять. Чтобы этого не случилось, придется постоянно переносить информацию на новые носители, а лучше всего самые ценные кадры печатать, как и прежде, на фотобумаге и хранить в семейных альбомах.

Но в любом случае, овладев возможностями цифровой камеры, ее владелец получит немало удовольствия.

Подробности для любознательных

МАТРИЦА ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА

В современных цифровых аппаратах используются матрицы двух типов: ПЗС (прибор с зарядовой связью) и КМОП (комплементарный металло-оксидный проводник). Матрица ПЗС - это интегральная микросхема, выполненная на основе кремния и состоящая из светочувствительных фотодиодов. Название ее отражает способ считывания электрического потенциала: путем последовательного сдвига заряда от фотодетектора к фотодетектору до его преобразования считывающим устройством в определенный уровень напряжения и превращения таким образом из аналоговой формы в цифровую. На это требуется некоторое время, и следующий снимок может быть сделан лишь после того, как считывание завершено.

В матрицах КМОП напряжение может быть сразу же снято с каждого пикселя, поэтому использующие их фотокамеры более быстродействующие. Кроме того, матрицы КМОП в сравнении с ПЗС потребляют меньше энергии и дешевле в изготовлении. Такие матрицы используются в цифровых камерах, встроенных в мобильные телефоны. Главным их недостатком до последнего времени являлось наличие «шума» - мелких дефектов изображения, возникающих как следствие конструктивных особенностей устройства.

Тем не менее работа по усовершенствованию матриц обоих типов ведется непрерывно, и говорить об их преимуществах и недостатках становится все труднее.

Несмотря на свои скромные размеры, матрица - весьма сложный электронный прибор, состоящий из нескольких десятков элементов - деталей. Каждая ее логическая ячейка - пиксель - накрыта фокусирующей световой поток линзой и трехцветным фильтром (фильтром Байера), обеспечивающим воспроизведение цвета объекта.

ЦВЕТ И СВЕТ

Чтобы цвета фотоснимка не исказились, в цифровой камере существует специальная схема сведения баланса белого, настраивающая световой сенсор на восприятие того или иного источника света.

Например, свет лампы накаливания имеет смещение в сторону красных волн, а свет люминесцентной лампы - в сторону фиолетовой части спектра. В цифровых камерах применяется автоматическая установка, хотя возможно перейти и в ручной режим. Характеристика освещенности объекта называется цветовой температурой; чем она выше, тем больше синих тонов.

Датчик цветовой температуры - это два светодиода, прикрытые парой светофильтров синего и красного цвета. Если в отраженном от объекта съемки световом потоке преобладает красная составляющая, компьютер камеры приходит к выводу, что источник света - лампа накаливания, и переключается в соответствующий режим. Если преобладающей оказывается синяя составляющая, камера переключается на заводскую предустановку для люминесцентных ламп. А когда сигналы датчиков примерно равны (состав отраженного света соответствует спектру солнечного света), то сенсор переключается в основной режим, предназначенный для съемки при естественном солнечном освещении.

Как правило, если съемка идет в стандартных условиях (при дневном освещении после 9 часов утра и до заката солнца; в пасмурную погоду; с включенной вспышкой), достаточно выбрать в меню опцию автоматического сведения баланса белого.

В иных случаях лучше установить цветовой баланс вручную, воспользовавшись заводскими предустановками: для утренней съемки установить режим освещения люминесцентной лампой, для вечерней съемки - лампой накаливания. Иногда, однако, этого оказывается недостаточно (например, при съемке на закате, когда все окрашивается в красный цвет; на ночной улице, освещенной яркими натриевыми лампами, и т.д.). В этих случаях лучше всего свести баланс белого самостоятельно.

Выбрав в экранном меню опцию баланса белого, переключаем камеру на ручную установку. Наводим объектив на белую поверхность - стену, потолок или даже лист бумаги. При этом площадь кадра должна быть полностью занята этой поверхностью без теней и отблесков. Нажатие на кнопку спуска приведет к установке цветового баланса. Фотоаппарат выйдет из режима экранного меню в рабочий режим и будет готов к съемке. Последняя настройка баланса белого запоминается камерой и сохраняется вплоть до явного выбора другого режима сведения баланса.

Следует помнить, что бытовые осветительные приборы - настольные лампы, торшеры, люстры и так далее - не предназначены специально для освещения места фотосъемки, поэтому в цифровой камере в таких случаях рекомендуется устанавливать баланс белого вручную.

Убедительно просим не присылать статьи из интернета - их можно найти поисковыми машинами. Напишите свою, интересную и уникальную статью. Сфотографируйте и опишите лабораторную работу по физике, или химии, пришлите фотографии Вашей самоделки....
шлите статьи на адрес [email protected]

Как работают цифровые фотоаппараты

В большинстве цифровых фотоаппаратов есть LCD экран, на котором можно сразу просмотреть получившийся снимок. Это одно из главных преимуществ цифровых камер. Такие фотографии можно просмотреть на компьютере или передать по электронной почте.

Цифровые камеры помимо общей памяти также поддерживают флеш-карты, на которых сохраняются снятые вами снимки. Передавать фотографии с камеры на компьютер или другое устройство можно как через флеш-карты (SmartMedia, CompactFlash и Memory Stick), SCSI, USB, FireWire, так и через дискетки, жесткий диск и CD и DVD диски.

Карта памяти CompactFlash Цифровые фотографии, как правило, занимают очень много места. Самые распространенные форматы - TIFF, в разархивированном виде, сжатый формат JPEG (заархивированный) и формат RAW. При этом данные сохраняются в том виде, в котором они были получены с фоточувствительной матрицы. Поэтому качество RAW-снимков существенно выше качества JPEG-изображений, однако места они занимают гораздо больше. Но тем не менее большинство цифровых фотоаппаратов для хранения снимков используют формат JPEG высокого и среднего качества.

Практически во всех цифровых камерах есть специальные программы сжатия данных, которые позволяют уменьшить размер фотографий и освободить немного места для других снимков. Различают два вида сжатия: сжатие на основе повторяющихся элементов и сжатие на основе «лишних деталей». Например, если 30 процентов фотографии занимает голубое небо, это означает, что на фотографии будет слишком много повторяющихся оттенков голубого цвета. Специальные программы «сжимают» эти повторяющиеся цвета, благодаря чему фотография не теряет своей яркости, а на фотоаппарате остается больше свободного места. Такой способ позволяет уменьшить размер снимка почти на 50 процентов.

Сжатие на основе «лишних деталей» представляет собой более сложный процесс. Как правило, цифровой фотоаппарат улавливает больше цветов, чем воспринимает глаз человека. Поэтому в результате такого сжатия с картинки удаляются некоторые так сказать «излишние детали», за счет чего и уменьшается вес фотографии. Подведение итогов:

Для того чтобы сделать снимок, ПЗС камера выполняет следующие операции:

Вначале необходимо навести камеру на определенный объект и выставить оптический зум, т.е. приблизить или отдалить объект.
Затем слегка нажать на кнопку.
Камера автоматически фокусируется на объекте.
Камера выставляет апертуру и скорость затвора для оптимальной экспозиции.
Затем необходимо вновь нажать кнопку до упора.
Камера выставляет ПЗС и когда свет достигает ПЗС матрицы, он заряжает каждый из элементов – пикселей индивидуально. Эта зарядка в дальнейшем соответствует электрическому импульсу, и таким образом мы получаем в цифровой форме данные об освещенности каждого из пикселей
Аналогово-цифровой преобразователь (ADC) измеряет заряд и создает цифровой сигнал, который представляет значения заряда в каждом отдельном пикселе.
Процессор собирает данные с различных пикселей и создает определенную цветовую гамму. На многих цифровых фотоаппаратах можно сразу посмотреть на экране получившийся снимок.
В некоторых камерах сжатие изображения происходит автоматически.
Информация сохраняется на одном из видов запоминающихся устройств, например, на флеш-карте.

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

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.