- Фотография цифровая
-
Цифрова́я фотогра́фия — фотография, результатом которой является изображение в виде массива цифровых данных — файла, а в качестве светочувствительного материала применяется электронное устройство — матрица.
Изображение, представленное в цифровом виде, предназначено для дальнейшей обработки на компьютере (или на другой цифровой технике). Поэтому цифровая фотография часто относится к области информационных технологий.
Помимо собственно цифрового оборудования, в сферу цифровой фотографии оказываются традиционно включены:
- Аналоговые компоненты цифровых аппаратов (собственно, матрица является, как правило, аналоговым устройством);
- Теле- и видеокамеры, некоторые факсимильные и копирующие аппараты, использующие для получения изображения твердотельные матрицы, но передающие и записывающие аналоговый сигнал;
- Некоторые исторические модели фототехники, например Sony Mavica, записывающие аналоговый сигнал.
Достижения в области технологий и производства фотосенсоров, оптических систем позволяют создавать цифровые фотокамеры, которые вытесняют плёночную фототехнику из большинства сфер применения. Кроме того, создание встроенных в сотовые телефоны, карманные компьютеры цифровых миниатюрных фотоаппаратов создало новые сферы применения фотографии.
Содержание
Фотосенсор
Цифровая фотография начинается с момента создания и внедрения Фотосе́нсора или Фотода́тчика — светочувствительного устройства, состоящего из матрицы и аналого-цифрового преобразователя.
Размер фотосенсоров и угол изображения
Размеры матриц большинства цифровых фотоаппаратов по размеру меньше стандартного кадра 35-мм плёнки. В связи с этим возникает понятие эквивалентного фокусного расстояния и кроп-фактора.
Формат кадра
В большинстве цифровых фотоаппаратов соотношение сторон кадра равно 1,33 (4:3), равное соотношению сторон большинства старых компьютерных мониторов и телевизоров. В плёночной фотографии используется отношение сторон 1,5 (3:2). В основном все цифровые зеркальные фотоаппараты с размерами фотосенсоров до 24х36 мм выпускаются с рабочими отрезками фотообъективов зеркальных плёночных фотоаппаратов этого класса, что позволяет использовать старую оптику, рассчитанную на это поле. Это вызвано прежде всего наличием прыгающего зеркала видоискателя, ограничивающего уменьшение рабочего отрезка объектива и автоматически сохраняет возможность применения (преемственность) ранее выпущенных объективов. Применение старой оптики в «цифрозекалках» с матрицами, размерами меньших 24х36 мм, порой обеспечивают лучшую разрешающую способность объектива по площади кадра в силу неиспользования периферийной части изображения.
Устройство цифрового фотоаппарата
Виды цифровых фотоаппаратов
Цифровые фотоаппараты со встроенной оптикой
Зеркальные фотокамеры
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.
Среднеформатные и прочие профессиональные цифровые камеры
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
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[1]; переделанные таким образом камеры могут использоваться и как плёночные[2].
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
- Разрешение матрицы в Мпикс (количество пикселей)
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.
Видоискатели
- Прямой видоискатель
- Стеклянный глазок
- Светоделитель
- Электронный видоискатель EVF
- Шарнирное зеркало (Зеркальный видоискатель)
- ЖК видоискатель
Форматы файлов
- 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
- англ. Digital NeGative — «цифровой негатив»
К изображениям дописывается дополнительная информация о параметрах съёмки в формате
Битовая глубина цвета
Носители данных
Большинство современных цифровых фотоаппаратов производят запись снятых кадров на Flash-карты следующих форматов:
- Secure Digital (SD)
- Microdrive)
- Memory Stick (модификаций PRO, Duo, PRO Duo)
- Multimedia Card (MMC)
- xD-Picture Card (xD)
Также возможно подключение большинства камер напрямую к компьютеру, используя стандартные интерфейсы — IEEE 1394 (FireWire). Ранее использовалось подключение через последовательный COM-порт.
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 незеркальных 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».
- Еще 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.
Литература
- Скотт Келби Цифровая фотография = The Digital Photography Book. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 224. — ISBN 0-321-47404-X
- Джули Адэр Кинг Цифровая фотография для "чайников" = Digital Photography For Dummies. — 5-е изд. — М.: «Диалектика», 2007. — С. 384. — ISBN 0-7645-9802-3
Примечания
См. также
- Цифровые фотоаппараты со встроенной оптикой
- Цифровой зеркальный фотоаппарат
- История цифровой фотографии
- Достоинства и проблемы цифровой фотографии
- Фотосенсор
- Фотоаппарат
- Матрица (фото)
- Оптика
- Линза
- Оптические системы
Ссылки
- Ресурсы о цифровой фотографии на русском языке
- Ресурсы о цифровой фотографии на английском языке
Wikimedia Foundation. 2010.