2. Піксель.

 

Цифрове зображення являє собою мозаїку з дуже маленьких елементів - пікселей (picture elements - picsets). Подібно тому, як художник-імпресіоніст за допомогою барвистих мазків зображує на полотні мальовничі сцени, комп'ютер і принтер використають крапкові елементи для відображення цього ж зображення на моніторі або для печатки на принтері. Для цього комп'ютер будує на екрані або фотознімку сітку, що складається із сотень тисяч або мільйонів пікселей. Кожна така комірка містить інформацію про кольори і яскравість, що представляє нею крапки, а їхня послідовність зберігається у файлі, що описує дане зображення. Отримана матриця або таблиця називається бітовою картою (Bitmap). Слово «карта» - синонім слова «таблиця», а слово «біт» - це мінімальна одиниця інформації (вона має два стани: I або 0) (Рис. 3).

 

Рис. 3. Бітова картинка

 

Бітова карта для комп'ютера — це масив цифрових значень, які заносяться в комірки пам'яті (пам'ять у відомому змісті теж таблиця) і можуть бути піддані обробці. Фізичний розмір осередку виражається через дозвіл: кількість крапок зображення на одиницю довжини, звичайно дюйм (скорочується як крапок/дюйм, або dots/inch). Від дозволу прямо залежить якість цифрового зображення, незалежно від того, чи виводиться око на екран монітора або на принтер. Чим більше дозвіл зображення, а, отже, кількість пікселей, використаних для його одержання, тим більшої чіткості, деталізації й різкості фотографії можна домогтися при подальшій її обробці. Крім того, допустимо в нас є два зображення однакових по розмірах, але з різним дозволом. При висновку на екран зображення з меншим дозволом, чим в екрана, програма «намагається» зберегти розмір зображення, тому для відображення кожного елемента зображення використається трохи пікселей екрана. Схожа картина буде спостерігатися на будь-якому пристрої висновку (принтер, фотоскладальний автомат і т.п.) якщо дозвіл зображення недостатнє для нього. Даний ефект одержав назву пікселізації. Але він повністю відрізняється від процесу утворення зернистості на звичайних фотознімках при спробі фіксації на фотоносії  значно збільшеного фрагмента зображення

3. Механізм одержання зображення.

Набір сенсорів заміняє фотоплівку. Основний орган апарата - Пзз-матриця, що виконує роль світлочутливого шару фотоматеріалу. Елементи Пзз-матриці мають розмір у трохи мікрон і розташовані в певному порядку на напівпровідниковій пластині (Рис. 5). При експозиції кожен Пзз-элемент заряджається пропорційно кількості світла, що потрапила на нього. Після цього заряди записуються на носій пам'яті у вигляді цифрової послідовності, що містить інформацію про кольори і яскравість кожної крапки зображення, у доступному для комп'ютера форматі. За допомогою комп'ютера отримане зображення може бути перенесене на папір й інші матеріали.

Рис.5. Зовнішній вигляд ПЗЗ-матриці

 

Таким чином, під час цифрової фотозйомки фотограф звільняється від щаблів процесу, пов'язаних з хімічною обробкою матеріалів, та й матеріали як такі практично відсутні.

Розглянемо цей процес більш докладно. На першому етапі, як й у звичайному фотоапараті, світло проникає усередину через систему лінз. У цифрових камерах застосовують, як правило, три типи пристроїв контролю за тривалістю впливу (витримка) світлових променів на елементи Пзз-матрицы (сенсори), або, інакше кажучи, три типи затворів:

- електричні керовані елементи Пзз-матриці використаються самостійно для завдання часу витримки, спеціальна схема управляє часом включення й відключення безпосередньо самих сенсорів;

- електромеханічний затвор — пристрій, що дозволяє управляти витримкою за допомогою електронних схем, виконаних у вигляді модулів або блоків;

- електрооптичний затвор - електрично керований пристрій, що розташовується безпосередньо перед Пзз-матрицей, змінюючи напрямок падіння світла.

При відкритому затворі фотографуєма сцена за допомогою системи лінз фокусується на Пзз-матрицю. Якісь сенсори фіксують дуже яскраві фрагменти сцени, а якісь - тіні, все-таки інші запам'ятовують півтону. Кожен елемент матриці перетворить падаюче світло в електричний сигнал. Коли ж затвор закривається, і витримка повністю відпрацьована, матриця «згадує» первісну картину розподілу світла. Сенсори в більше світлій області мають більше високий заряд, чим сенсори в мало освітленій області. Потім ці різні по силі заряди перетворяться в цифрові вираження, які, у свою чергу, служать для відтворення первісного зображення.