14. Фотоапарат. Будова цифрових фотокамер. Графічні формати.

Цифровий фотоапарат - пристрій, що є різновидом фотоапарата, в якому світлочутливим матеріалом є матриця або декілька матриць, що складається з окремих пікселів, сигнал з яких представляється, обробляється і зберігається в самому апараті в цифровому вигляді.

Основні елементи цифрового фотоапарата

Матриця

Основний елемент будь-якої цифрової фото- або відеокамери - матриця, від якої найбільшою мірою залежить якість одержуваного зображення.

Матриця (іноді її називають сенсором) є напівпровідниковою пластиною, що містить велику кількість світлочутливих елементів, згрупованих в рядки і стовпці.

У сучасних ЦФК найбільшого поширення набули матриці двох типів: ПЗС (прилад із зарядовим зв'язком, по-англійськи CCD - Charge-Coupled Device) і КМОП (комплементарний металл-оксид-напівпровідник, по-англійськи CMOS - Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor).

CMOS-матриці відносно дешеві, оскільки проводяться за стандартними напівпровідниковими технологіями, проте шуми таких матриць звичайно набагато вищі, ніж у CCD. Тому в даний час більшість моделей ЦФК (за винятком ряду професійних і напівпрофесійних «зеркалок» Canon, Nikon і Sony, що мають спеціальні схеми придушення шумів), оснащуються ПЗС-МАТРІЦАМІ. Назва ПЗС - прилад із зарядовим зв'язком, відображає спосіб прочитування електричного заряду методом зрушення від одного елементу матриці до іншого, поступово заповнюючи буферний регістр. Далі напруга посилюється і подається на АЦП (аналого-цифровий перетворювач), після чого вже в цифровій формі поступає для подальшої обробки в процесор фотокамери.

Об'єктив

Об'єктив цифрової камери не зазнав кардинальних змін в порівнянні з об'єктивами звичайних фотокамер. Із-за менших розмірів сенсора, об'єктиви цифрових камер (за винятком дзеркальних камер, що використовують ті ж об'єктиви) мають менші геометричні розміри.

Завдяки зменшенню щодо 35-мм плівки розміру матриці, в любительських камерах стало можливим використання оптичних схем, раніше властивих тільки дорогим апаратам.

Затвор

Цифрові камери оснащені електронним еквівалентом затвора, який вбудований в матрицю і виконує роботу, аналогічну механічному. У дорожчих камерах вмонтовані два затвори, і механічний служить для запобігання попаданню на сенсор світла після закінчення часу витримки, що дозволяє уникнути появи артефактів ореолу, частково блюмінга і змазування.

У деяких цифрових фотоапаратах при натисненні клавіші затвора наполовину відбувається спрацьовування систем автоматики. Автофокус і система визначення експозиції фіксують параметри зйомки і чекають повного натиснення. При повному натисненні клавіші спускової кнопки:

у недзеркальних цифрових апаратах:

· механічний затвор (за наявності) закривається;

· відбувається скидання заряду в осередках матриці

· механічний затвор відкривається на час експонування.

· механічний затвор закривається.

· відбувається прочитування кадру з матриці

· механічний затвор відкривається

· матриця переходить в режим Live View.

у дзеркальному цифровому апараті (без або при вимкненому режимі Live View):

· піднімається дзеркало, спрацьовує «стрибаюча» діафрагма.

· включається раніше вимкнена матриця

· відкривається на час експонування механічний затвор

· закривається хутро затвор

· опускається дзеркало, відкривається діафрагма

· відбувається прочитування і обробка кадру з матриці.

Видошукачі

Видошукач - елемент фотоапарата, що показує межі майбутнього знімка і в деяких випадках різкість і параметри зйомки. На побутових цифрових фотоапаратах як видошукач використовуються ЖК екрани (на дзеркальних в режимі LiveView і на компактних камерах) і різні види оптичних видошукачів.

Процесор

Процесори в цифрових фотоапаратах виконують наступні функції:

управління роботою затвора;

управління об'єктивом в автоматичному і ручному режимах зйомки;

вибір балансу білого, вимірювання освітленості об'єкту, визначення експопари, вибір колірної температури;

управління роботою спалаху;

управління брекетінгом - можливістю серійної зйомки (звичайно серіями по 3 або 10 кадрів);

управління спеціальними ефектами з наявного набору (сепія, чорно-біла зйомка, усунення ефекту червоних очей і ін.);

формування і видачі на дисплей інформації про вибрані режими зйомки, настройки, самого зображення і т.д.

Карта пам'яті

Флеш карти.

Карта пам'яті - носій інформації, який забезпечує тривале зберігання даних великого об'єму, зокрема зображень, що одержуються цифровим фотоапаратом.

У ранніх моделях цифрових фотоапаратів використовувалися і інші носії інформації, зокрема мініатюрні жорсткі диски, дискети, записувані оптичні і магнітооптичні диски і т. п., аж до аудіокасет (у найпершому зразку електронної фотокамери фірми «Кодак», обробки, що використала аналогові способи, і збереження зображень).

Роз'єми і інтерфейси

Зовнішній інтерфейс підключення до комп'ютера загального призначення є практично у всіх цифрових камерах. На сьогодні (2008) найпоширенішим з них є USB. Також застосовуються спеціальні види роз'ємів для підключення до телевізора або принтера. З'явилися перші моделі фотокамер з бездротовими інтерфейсами.

Органи управління

Вибір режимів роботи

Диск режимів фотоапарата - селектор режимів фотокамери. Звичайно знаходиться на верхній панелі камери зліва або справа. Рідше, в основному на компактних камерах, на панелі зверненої до фотографа.

Кнопка спуску (клавіша спуску затвора)

Елемент управління фотографуванням, що ініціює послідовність отримання кадру. Виконується у вигляді кнопки або на верхньому торці апарату (компактні камери), або спереду і збоку рукоятки (у "зеркалках"). При натисненні фотокамера проводить зйомку і обробку кадру. У деяких моделях передбачене 2-ступінчасте натиснення (при натиснутій наполовину спрацьовують технології автофокусу і експокоррекциі, при повному натисненні - проводиться зйомка.)

Управління меню .

Формати файлів

JPEG

TIFF (у більшості цифрових апаратів застосовується 8-bit TIFF, що не дає виграшу в глибині кольору)

RAW (формат даних) - «сирий» набір оцифрованих даних з матриці

DNG від англ. Digital NeGative - «цифровий негатив», уніфікований RAW формат.

До зображень дописується додаткова інформація про параметри зйомки у форматі метаданих (наприклад EXIF).