Устройство фотоаппарата. Пленочные и цифровые фотокамеры. Достоинства и проблемы цифровой фотографии

Почему мы возвращаемся?

Введение

Не вызывает сомнений, что сейчас на дворе цифровой век. DSLR системы стали очень доступными, крупнейшие бренды постоянно выпускают что-то новое и у каждого третьего имеется цифровая зеркальная камера, даже если человек снимает исключительно в автоматическом режиме.

Тем не менее, в особенности после каникул, в фотолаборатории не пробиться - все несут на проявку пленки. На улицах все чаще попадаются люди с пленочными системами в руках. В одном только livejournal сообщество любителей пленки насчитывает более 4000 весьма активных участников.

Собирая материалы для написания данной статьи, я провела опрос на тему: «Почему и в каких целях вы используете пленочную камеру сегодня?» За несколько дней я получила около 100 откликов. Кто все эти люди и в чем они видят преимущество, казалось бы, «устаревших систем»?

Слабые места пленки

У пленочной фотографии есть уйма недостатков по сравнению с цифровой, и все они на слуху. Ниже представлены основные аргументы, выдвигаемые адептами цифровой фотографии в защиту своей позиции.

1. Цифровые камеры позволяют получить более быстрый результат . Вам нет необходимости каждый раз разыскивать необходимую пленку, потом проявлять ее, дома ли, в фотолаборатории ли, и, при возникновении необходимости отретушировать кадр, связываться с долгим и непростым процессом сканирования негативных или, что еще сложнее, позитивных пленок.

2. Результат съемки гораздо легче контролировать и править, ориентируясь на картинку на ЖК-дисплее. Если вы сталкиваетесь во время съемки со сложными условиями освещения, или же снимаете репортаж, вам куда проще будет снимать на цифровую камеру. Результат предсказуем, очень легко подкорректировать экспозицию, посмотрев на полученный результат на экране.

3. Цифровые камеры имеют более широкий набор функций . С каждым днем производители все увеличивают количество настроек для облегчения жизни фотографов. Существуют специальные режимы для серийной съемки, автоматический брекетинг, режим для съемки свадеб, спорта, гор, с настроенными режимами баланса белого и экспопоправкой и т. д. На самом деле очень многие даже не снимают в ручном режиме, потому что для большинства ситуаций автоматическая настройка неплоха. Новые условия? Просто покрутите колесико. Стоит, правда, отметить, что в ряде пленочных камер эти функции также представлены, не во всех, но тем не менее, забывать об этом не стоит.

4. Сам процесс съемки происходит гораздо быстрее . Если вы снимаете свадьбу или репортаж, цифровые камеры работают быстрее и надежнее. Вам не нужно постоянно перекручивать пленку и переживать, что вы промахнулись с экспозицией, и уникальный заказ будет испорчен.

5. Дешевизна. Как уже было сказано выше, зеркальные камеры начального уровня типа Canon 1000D сейчас доступны очень многим. К ним в нагрузку производителем предлагается широчайшая линейка объективов и приспособлений. Вы не тратите деньги на расходные материалы (ну, кроме батареек и карт памяти), проявку и хороший сканер. Да и представьте, какую цену надо назначать за коммерческую съемку, чтобы хотя бы окупить пленку, а кадров будет априори меньше, и не все клиенты готовы на это пойти. К сожалению, количество сейчас для многих приоритетнее качества.

6. К пленочным камерам порой довольно сложно найти дополнительные аксессуары типа вспышек, макромехов, переходников и пультов управления. Многие камеры и объективы к ним просто сняты с производства, и раздобыть их можно только в комиссионных магазинах, или же купить с рук. Порой за самыми хорошими стеклами ведется настоящая охота.

7. Постоянно растущее качество цифровой фототехники. Каждая новая модель камеры гораздо лучше по размеру и разрешению матрицы, скорости съемки и доступным настройкам. Новые объективы имеют все меньше проблем типа аберраций, снижения резкости по краям или виньетирования. Например, на таких современных камерах как Canon EOS 5D Mark II вы можете снимать, используя ISO 1600-3200 и испытывая при этом минимальные затруднения от «зашумленности» кадра.

Итак. Почему же так много людей при всем при этом сейчас выбирают пленку, когда есть, казалось бы, более дешевый, простой и удобный путь? Давайте отвлечемся от рекламы и взглянем поближе на пленочную фотографию.

Пленка - проверено временем!

I. Физические преимущества

Для объяснения физических различий в пленочной и цифровой фотографии, стоит ознакомиться хотя бы с основными типами пленочных фотокамер по формату используемых фотоматериалов:

- «половинный формат» (размер кадра 18×24 мм и другие вариации в зависимости от модели камеры), очень специфичный и применяется довольно редко. Сам формат создан для экономии пленки.

Формат 35 мм, самый распространенный, т.н. «узкий» (размер кадра 36×24 мм)
- средний формат (стандартные размеры кадра 6×4,5 см, 6×6 см, 6×7 см, 6×8 см, 6×9 см, 6×12 см, 6×17 см)

Большой формат (стандартные размеры кадра 9×12 см, 13×18 см и 18×24 см). Подробнее о нем вы можете почитать .

Давайте теперь сравним размер матриц цифровых камер с размером кадра на пленочном фотоаппарате. Физический размер матриц большинства цифровых фотоаппаратов меньше, чем формат стандартного кадра 35-мм пленки.

Новые фотоаппараты смогли «догнать» этот показатель, а сенсоры в большинстве доступных на рынке моделей цифровых зеркальных камер имеют меньшие размеры, соответственно, необходимо становится учитывать такую характеристику как «кроп-фактор», представляющий собой отношение линейных размеров стандартного кадра 35-мм фотоплёнки к таковым кадра рассматриваемой камеры. Самые распространенные значения кроп-фактора в большинстве DSLR - это 1,5 и 1,6.

Очевидно, что чем больше размер матрицы или кадра в случае с пленкой, тем большее количество информации может быть на ней зафиксировано. Иначе говоря: чем больше, тем лучше.

Итак, рассмотрим несколько основных пунктов, касающихся технических преимуществ пленочной фотографии перед цифровой.

Полевые камеры большого формата

1. Дешевизна

Да-да, вы не ошиблись, чуть выше я говорила о доступности цифровых систем. Но давайте разберем вопрос подробнее, и поймем, что при прочих равных эта дешевизна «цифры» относительно пленки лишь видимая. Пленочные аппараты и объективы для этих систем стоят гораздо дешевле. Например, цифровая камера профессионального класса сегодня стоит минимум 70 000 руб. за одну только «тушку» без объектива. И это камера, лишь схожая по размеру матрицы с узким форматом.

Если говорить о среднем формате, тут цифровая техника пока не может конкурировать с пленочной. Хорошие пленочные среднеформатные системы типа Bronica, Yashica и Hasselblad стоят от 15 до 50 000 рублей максимум. А это совершенно иной формат кадра, иные возможности печати, иное количество деталей. Цифровые задники для пленочных аппаратов среднего формата, созданные в последние годы такими гигантами, как, например, Hasselblad, стоят как неплохая машина - от 450 тысяч рублей.

Цифровой задник Phase One IQ180 (80Мп) стоит почти полтора миллиона рублей. Размер матрицы этого задника 53.7 x 40.4 мм, что немного меньше младшего плёночного среднего формата 645, у которого номинальный размер кадра примерно 56×41,5 мм в зависимости от конкретной модели.

Существуют матрицы более крупного размера, применяемые в спутниковых фотоаппаратах, но выпускаемые для промышленности камеры обычно имеют другую классификацию, и ориентироваться на нее фотографу смысла нет. И это уже не говоря о большом формате пленочных камер.

На контактных отпечатках с негативов 18×24 см детализация настолько велика, что создаётся эффект присутствия, так как изображение соответствует по обилию деталей картине, видимой человеческим глазом, при условии хорошего зрения.

Среднеформатная камера Hasselblad

2. Качество

Как уже было сказано выше, если вы печатаете контактным способом с пленки большого формата, вы получаете детализацию с эффектом присутствия. Или даже если вы сканируете среднеформатный отпечаток на простеньком «планшетнике», что неприемлемо для большинства пленочных фотографов, поскольку сильно ограничивает возможности материала, тем не менее, вы получаете при грамотной настройке сканера фотографии, гораздо превосходящие по качеству кадры с цифровых матриц. Полезная фотографическая широта большинства цифровых матриц также проигрывает негативной пленке, особенно черно-белой.

3. Цвет

Первое, что подмечает большинство из тех, кто видит пленочные кадры - потрясающая цветопередача. Над созданием пленочных эмульсий работали, помимо физической и инженерной групп, художники-цветоведы. Неверно будет сказать, что вот, мол, пленочный отпечаток - это чистый кадр, а цифровой - обработанный. Напротив.

Обработка в пленочном кадре производится на химическом уровне - в соответствии с заложенными параметрами пленки. В случае с цифровой техникой вы получаете условно чистый исходник, с обработкой которого вам еще предстоит повозиться, чтобы попытаться дотянуть цветопередачу хотя бы приблизительно до того, что мы видим на пленке.

Цветопередача не сказать что более правильная, но более красивая в художественном смысле. Многие утверждают, что именно она ближе к тому, что мы воспринимаем глазом, но это вопрос спорный.

Клиффорд Адамс для National Geographic , 1928 год.

4. Шум и зерно

Я встречала статьи, в которых говорилось о преимуществах цифровых высоких ISO перед аналогичными пленочными. Конечно, возможности современных цифровых камер не могут не поражать, но только у пленочного «зерна» и цифрового «шума» совершенно разная природа, и выглядят они также совершенно по-разному. Фотографическое зерно на кадре смотрится гораздо более приятно, чем цифровой шум. Некоторые цифровые фотографы даже пытаются имитировать его.

5. Оптика

Многие фотографы возвращаются к пленочным системам из-за оптики. Вообще, значение оптики в формировании конечного изображения чрезвычайно велико. А многие легендарные старые объективы сегодня уже не выпускаются, и, разумеется, не корректировались под использование их с цифровыми камерами.

На систему Canon EOS, например, с легкостью через переходник можно перекрутить ряд старых объективов от того же «Зенита». Но это же далеко не все. К тому же, эти объективы работают на «цифре» не всегда так хорошо, как они работают на родном пленочном аппарате, под который они и создавались.

6. Ручная печать

Ручная печать является темой отдельного разговора, который нет смысла поднимать в рамках этой статьи. Стоит только отметить, что она предоставляет уйму возможностей для творчества и позволяет использовать все преимущества аналоговой фотографии, в том числе дает возможность печатать с большого формата (помните об «эффекте присутствия?»).

7. Качество камер

Вы знаете, что большинство цифровых камер имеют свой предел срока службы, который зависит от модели и производителя. Условно говоря, 50 000 кадров - и дальше у вас уже нет гарантий, что камера будет работать хорошо и безотказно. Большинство старых хороших систем (я не говорю о собранных на коленках «Зените» и «Киеве», с которыми довольно сложно работать) имеют очень крепкий и надежный корпус. Это во-первых.

А во-вторых, большинство проблем с ними решаются при помощи масла и часовой отвертки. Иначе говоря, за этой техникой проще ухаживать. Покупая б/у пленочную камеру, вы вряд ли будете сильно переживать. Покупая цифровую б/у, стоит задуматься.

II. Метафизическая составляющая. «Теплый ламповый звук»

Технические характеристики и преимущества - это, конечно, главное. Но это не всегда то, о чем задумываются люди, переходящие на пленку, в первую очередь. Есть еще также психологическая, философская и эмоциональная составляющие, которые оказывают достаточно существенное влияние на процесс выбора и не могут быть исключены из области рассмотрения.

1. Более внимательное отношение к кадру

Когда вы понимаете, что у вас есть ограниченное количество пленки, и вы ничего не можете с нее удалить или стереть, вы начинаете гораздо больше ценить каждый кадр. Более точно вымеряете экспозицию, следите за композиционной составляющей, не спешите. Многие фотографы начинали свои опыты с работы хотя бы на примитивных пленочных системах, просто чтобы отработать основные навыки и научиться фотографировать в полном смысле этого слова, а не «просто нажимать на маленькую черную кнопочку».

При съемке на цифровую камеру часто возникает такая ситуация, особенно поначалу, что вы отсняли несколько тысяч кадров, думая, что потом сможете выбрать, а когда наступает это «потом», вы, рассматривая результат на компьютере, понимаете, что выбирать, в общем-то, не из чего, ни одного действительно хорошего кадра среди этих тысяч нет. Снимая на пленку, вы со временем даже начинаете более серьезно относиться к отбору кадров. Вместо 200 кадров с отпуска вы загрузите 20, но что это будут за кадры…

Три хороших фотографии с широкой пленки размером в 12 кадров - это счастье, и вы радуетесь этим снимкам, как дитя, потому что понимаете, что это ваша заслуга, вы сумели сделать это сами, смогли создать нечто материальное. Вы учитесь видеть кадр еще до того, как его сняли, это очень дисциплинирует (не говоря уже о ручной проявке и печати), и вы начинаете снимать более продуктивно, если рассчитывать итоговое соотношение «хорошие кадры/все отснятые кадры».

2. Результат нельзя увидеть сразу

Это относится как к вопросам самодисциплины и навыков, так и к азарту. Чувство, когда вы видите проявленную удачную пленку, мало с чем можно сравнить по уровню радости. Это как в 5 лет находить подарки под елкой. Многие, когда их спрашивают, почему они занимаются пленочной фотографией, первым делом вспоминают именно этот момент, как наиболее сильный в эмоциональном плане. Радость ожидания. Азарт.

3. Ностальгия

Многие фотографы выросли на пленочной фотографии и проявке пленок в темной ванной. Кто-то сходит с ума по работам старых мастеров, снимавших на пленку, и отчасти видит в этом секрет их успеха, в противовес засорившим сейчас все информационное пространство миллионам цифровых кадров, среди которых так сложно найти что-то стоящее.

4. Преимущества в портретной фотографии

На пленку в определенном смысле гораздо проще снимать портреты, т.к. у моделей нет возможности просмотреть снимки на ЖК-дисплее до обработки. Работа идет на чистом вдохновении, модель не отвлекает фотографа, не успевает расстроиться из-за того, что у нее «ноги кривые» и «нос не так», и фотограф получает больший контроль над процессом и большую свободу действий.

К тому же модели совершенно иначе себя ведут, когда видят, что их снимают на пленку. Это процесс более длительный, и они относятся к нему внимательнее. Тут не получится «щелкни меня так, а теперь так». Фотографии обретают большую ценность.

5. «Теплая ламповая душа»

Шутку про «теплый ламповый звук» фотографы позаимствовали у фанатов виниловых пластинок. Мол, музыка на них звучит более живо, чем на цифровых носителях. Об этом можно спорить очень долго, но на самом деле действительно многие, снимающие на пленку, ощущают эту «жизненность и теплоту» пленочных фотографий. Возможно, причиной тому все вышеперечисленные моменты.

6. Любовь к технике

Некоторым нравится просто возиться с техникой.Момент довольно редкий, но также существенный.Разбираясь в конструкции механических фотоаппаратов и пытаясь понять строение и параметры пленки, люди гораздо проще понимают всю технологию фотографии как таковой.

7. Мода

Конечно, есть и те в среде молодежи, кто снимает на пленку, потому что это стало модно. Что бы вы ни получали в итоге, пусть даже это будет засвеченный и испорченный кадр с отвратительной композицией, вы, значит, можете вручную настроить выдержку и глубину резкости и грамотно смотать пленку, хотя на самом деле и это не факт.

Такие люди с пленочной камерой в руках чувствуют себя оригинальными и необычными, но принимать это как причину перехода на пленочные системы, как вы понимаете, несерьезно. Жаль, что эта прослойка сегодня довольно велика. Радует же то, что некоторые из них в итоге все же учатся пользоваться тем инструментом, которым красовались, и у них действительно начинает получаться снимать хорошо.

Заключение

На самом деле, о преимуществах и недостатках того или иного типа камер спорить можно бесконечно, и по сути это бессмысленно. Сама я начала со съемки на цифровую камеру, и снимаю на нее до сих пор коммерческие проекты и свадьбы, потому что это выходит дешевле, быстрее и удобнее в данном конкретном случае.

Когда я создаю собственные фотографические проекты - я снимаю исключительно на среднеформатную пленочную камеру, «цифровик» используя исключительно в качестве экспонометра при особо сложном освещении, потому что качество снимков на мою пленку получается несравнимо выше. Самый логичный ответ в споре на тему «Пленка или цифра»: снимайте на тот инструмент, который максимально подходит для решения ваших текущих задач.

О бурном развитии цифровой фотоиндустрии свидетельствует увеличение обма выпуска фотоаппаратов, а также сокращение выпуска фотопленки всеми прзводителями, уход с рынка столпов фотоиндустрии или их полный переход на цифровые технологии. Развитие струйных принтеров с функцией фотопечати также свидетельствует об увеличении рынка цифровых камер (ЦФК).

Цифровая фотография - это фотография, сделанная цифровым фотоаппаратом или фотокамерой; оцифрованная сканером фотография, выполненная с помощью обыкновенного фотоаппарата; слайд.

Цифровой фотоаппарат

Фотоаппарат - одно из удивительнейших изобретений человека. Он оставляет на века многие моменты нашей жизни.

Начало современной фотоиндустрии положило открытие Тальбота, произедшее 160 лет тому назад. Сейчас началась новая фотографическая эра - эра цифровых фотографий.

Цифровой фотоаппарат отличается от обычного тем, что вместо пленки в нем установлена светочувствительная матрица. Она переводит изображение в электричкий сигнал, который затем обрабатывается и сохраняется уже в цифровом виде в памяти фотоаппарата.

Матрица ЦФК состоит из ячеек, работа каждой из которых аналогична дейсию фотоэкспонометра, когда в зависимости от интенсивности света, попавшего на нее, вырабатывается электрический сигнал. При создании матриц для ЦФК исполуют разные технологии. Например, шаблон Байера, технология CCD RGBE, рааботанная компанией Sony.

С цифровой фотокамерой, компьютером и программным фотоизображением для редактирования фотоизображений появляются практически неограниченные возможности для реализации своих творческих способностей и идей. Технология создания цифровых фотоснимков позволяет мгновенно обмениваться визуальной информацией с людьми, вне зависимости от их географического местонахождения. Если изображение получено с помощью цифровых фотоаппаратов, то программа Adobe Photoshop CS5 поддерживает большое количество форматов Camera RAW.

Откройте файл с расширением RAW и сохраните его в другом формате, например, в формате TIFF, т. к. типографии требуют, чтобы рисунки были в этом формате.

Карта памяти Compact Flash

Compact Flash (CF-карта или флэш-карта) - высокотехнологическое электроое устройство, предназначенное для хранения информации в виде цифровых изражений, полученных с помощью цифрового фотоаппарата.

Меры предосторожности при работе с CF-картами: их нельзя сгибать, приклывать к ним усилия, подвергать их ударам и вибрации; запрещается разбирать или вносить изменения в конструкцию CF-карты. Резкие перепады температуры могут привести к конденсации влаги в карте и ее неправильному функционированию. Не следует пользоваться CF-картами в местах с повышенным количеством пыли или песка, в местах с высокой влажностью и высокой температурой.

При форматировании CF-карты с нее стираются все данные, в том числе зищенные изображения и файлы других типов. Форматирование выполняется как для новой CF-карты, так и для удаления с CF-карты всех изображений и прих данных.

Принципы работы цифрового фотоаппарата

Цифровая камера создает изображение на основе световых лучей, однако фиирует их не на пленке, а с использованием светочувствительной матрицы, котую по-другому можно назвать набором светочувствительных компьютерных чов. В настоящее время существуют две разновидности этих чипов: CCD (charge- coupled device - прибор с зарядовой связью - ПЗС), что расшифровывается как прибор с зарядовой связью, и CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) - комплементарный металлооксидный полупроводник.

Когда на эти устройства попадают лучи света, они генерируют электрические заряды, которые затем анализируются процессором цифровой фотокамеры и прбразуются в информацию о цифровом изображении. Чем больше света, тем более мощный заряд генерируется чипом.

После того как электрические импульсы преобразованы в информацию об изражении, эти данные сохраняются в памяти камеры, которая может быть выпоена либо в виде встроенного чипа памяти, либо в виде заменяемой карты памяти или диска.

Обычно в камере используется 1/3-дюймовая CCD, состоящая из элементов, преобразующих световые волны в электрические импульсы. Количество таких элементов зависит от марки фотоаппарата.

Например, 5-мегапиксельный фотоаппарат имеет примерно 5 миллионов таких элементов.

Чтобы получить доступ к изображению, записанному камерой, достаточно пенести данные в память компьютера. Некоторые камеры позволяют отобразить записанные изображения непосредственно на экран телевизора или сразу выводить их на принтер для печати, минуя, таким образом, этап редактирования полученных кадров на компьютере.

Освещенность или затемненность полученного кадра зависит от экспозии - количества света, воздействующего на пленку или на светочувствителую матрицу. Чем больше света, тем ярче будет полученный кадр. Слишком много света, изображение получится засвеченным, мало света - изображение будет слишком темным.

Количество света, попадающего на пленку, можно контролировать двумя спобами:

Значение диафрагмы - это размер отверстия, создаваемого набором пластин, расположенных между линзами объектива и затвором. Лучи света с помощью линз направляются через это отверстие к затвору, после чего попадают на пленку или матрицу. Таким образом, если нужно, чтобы на матрицу попало больше света, вы делаете размер диафрагмы больше (увеличиваете диафрагму); если нужно меньше света, вы делаете размер диафрагмы меньше (уменьшаете диафрагму).

Значения диафрагмы обозначаются диафрагменными числами, в англоязычной литературе известными под названием f-стопы (f-stops). Стандартными являются числа f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16 и f/22.

Величина выдержки, или просто выдержка, измеряется в более понятных едицах - в долях секунды. Например, если выдержка составляет 1/8, это значит, что затвор открывается на 1/8 секунды.

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КАФЕДРА МАТЕРИАЛЬНЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Материалы дистанционного курса
"Информационные технологии и образование"

Полилова Татьяна Алексеевна
[email protected]

Цифровое фото

Цифровая фотография завоевывает все большую популярность. Цифровая техника стала обязательным рабочим инструментом журналистов и репортеров - редкий журнал или газета обходятся без публикаций кадров, сделанных цифровыми аппаратами. Графические материалы для Интернета также готовятся чаще с помощью цифровых камер. Цифровой техникой все шире пользуются фотографы-профессионалы - их привлекает оперативность получения результата. Возможность увидеть на компьютере фотографию через несколько минут после съемки и возможность отредактировать изображение на компьютере делают цифровой аппарат незаменимым помощником на студийной площадке.

Широкое распространение получает услуга оцифровки пленок и слайдов. Сейчас открываются специализированные цифровые фотолаборатории, выполняющие такие заказы. Неотъемлемая часть сервиса многих фотоателье - моментальное цифровое фото с выводом готовых отпечатков на фотопринтере.

В чем особенности цифровой фотографии и в чем состоят ее преимущества?

Об одном преимуществе - оперативности получения снимков, мы уже упомянули. Вы можете непосредственно после съемки переписать на компьютер оригиналы снимков и тут же просмотреть результаты своей работы. Вы оставите для последующей распечатки только те фотографии, которые явно удались. Теперь можно не опасаться стопки напечатанных фотографий сомнительного качества - где-то получился "смазанный" снимок, где-то в кадр попали лишние предметы, на каких-то снимках фотомодель закрыла глаза или не вовремя зевнула.

Неудачные кадры не нужно тут же выкидывать в корзину - их, скорее всего, можно довести до приемлемого качества с помощью графических редакторов. Да и удачные снимки нередко приходится редактировать перед печатью - правильно скадрировать, увеличить резкость, улучшить цветовую гамму снимка и пр.

Имея цифровой фотоаппарат и компьютер, вы теперь избавлены от посредника - фотолаборатории, в которой после химической обработки пленки печатают фотокарточки, применяя химические реактивы. Вы теперь не зависите от технологии химической обработки пленки и профессионализма оператора. Именно нарушения технологии проявки пленки и печати снимков приводят к известным всем негативным эффектам - изменению естественной гаммы снимков, излишней затемненности или переосветленности фотографий.

Технологии цифрового фото

Индустрия цифрового фото развивается очень быстро. Цифровые камеры вбирают в себя многие достижения традиционных пленочных фотоаппаратов - и достижения в области оптики (оптические объективы высокого качества), и разнообразные функции автоматической съемки.

Предлагаемые фирмами цифровые фотоаппараты заметно отличаются по возможностям и, соответственно, цене.

Чтобы ориентироваться в широком спектре цифровых камер, рассмотрим вначале основные элементы технологии цифровой фотографии.

ПЗС-матрица

Центральный компонент любой цифровой камеры - светочувствительный полупроводниковый прибор с зарядовой связью (ПЗС-матрица). Именно она является электронным аналогом привычной фотопленки, от ее характеристик во многом зависит качество изображения. Будучи прямым аналогом фотопленки, ПЗС-матрица позаимствовала от нее ключевой для фотографа показатель - светочувствительность. Значение этого параметра напрямую зависит от размера элементарной ячейки ПЗС (прямая аналогия с размером зерен галогенидов серебра в фотопленке). Характеристики ячейки ПЗС определяют количество накапливаемого матрицей света.

Качество снимка определяется также размером матрицы - чем матрица больше, тем лучше снимок можно получить. Этот факт также легко объяснить: представим себе, что при фотографировании объекта используется матрица 10х10. В этом случае изображение передается 100 точками. При таком разрешении объект на "фотографии", пожалуй, трудно будет узнать. Если же использовать матрицу 1000х1000, то результат будет заметно лучше.

Первые цифровые аппараты имели матрицу около 300 000 элементов (пикселов). Это позволяло получить неплохую картинку на экране монитора размером 640х480 пикселов, но говорить о фотографическом качестве снимка при печати на принтере было еще рано. Современные цифровые фотокамеры среднего класса имеют матрицу в 3 000 000 элементов (такие камеры называются трех-мегапиксельными). Полученные этими камерами снимки уже можно просматривать на полном экране и распечатать на принтере с фотографическим качеством в традиционном формате 10х15 см.

Сменные карты памяти

Цифровая камера хранит снимки на сменных картах памяти различного типа.

Флэш-память - это энергонезависимая полупроводниковая перезаписываемая память с произвольным доступом (Random Access Memory, RAM). Генетически она произошла от памяти только для чтения - ROM (Read Only Memory).

Преимущества флэш перед такими носителями, как дискеты и компакт-диски - компактность, низкое энергопотребление, большой ресурс работы, механическая надежность. Сейчас производители флэш-памяти описывают свою продукцию как твердотельное энергонезависимое полупроводниковое устройство, способное хранить цифровые данные в любом формате. Под энергонезависимостью понимается способность устройства хранить информацию без затрат энергии извне.

К флэш-памяти относят много различных устройств. Используемые в качестве компактных носителей для цифровых фотокамер, карманных компьютеров, плейеров и т. п. принято называть картами памяти. Самые распространенные из них:

PC Card (ATA Flash);
CompactFlash типа I и II;
SmartMedia;
Memory Stick;
MultiMedia Card;
Secure Digital (SD) Card.

Устройства флэш-памяти отличаются, прежде всего, габаритами и весом. Различны также скорость чтения и записи данных, емкость карты. Некоторые имеют механизм защиты авторских прав.

Сегодня распространены такие форматы карт как CompactFlash и IBM Microdrive, SmartMedia, MemoryStick. На перечисленных типах сменных карт может храниться от 128 Мбайт до 1 Гбайт данных. Известная фирма Sony в качестве носителя предлагает использовать 80-мм компакт-диски емкостью 156 Мбайт.

У компании Sony есть интересные модели цифровых фотокамер, в которых в качестве носителя используются обычные дискеты 3,5 дюйма и CD-RW. На фото справа - камера SonyMavica MVC-CD300 с носителем CD-RW.

В покупаемом аппарате обычно содержится носитель небольшой емкости для хранения нескольких фотоснимков. Но многие любители покупают более емкие сменные карты, где они могут разместить несколько десятков или даже сотен снимков.

Впрочем, можно отказаться от применения дополнительных карт памяти или микродисков и работать с переносным компьютером (ноутбуком), переписывая регулярно на диск отснятые кадры.

Подсоединение к компьютеру и принтеру

Современные цифровые фотоаппараты подсоединяются к компьютеру через USB-порт. В комплект с фотокамерой входит кабель, один разъем которого вставляется в разъем фотоаппарата, другой - в USB-разъем компьютера.

Переписанные на компьютер снимки можно распечатать на принтере. Если качество снимков высокое, то лучше использовать принтер, обеспечивающий фотографическое качество печати. Для печати фотоснимков нужно также использовать специальную фотобумагу.

Есть и другие варианты распечатки фотографий - непосредственно из фотоаппарата на принтере, минуя этап сохранения в памяти компьютера. Так, например, камера Canon PowerShot G2 оборудована специальным интерфейсом для прямой печати изображений на фотопринтере CP-10, разработанном этой же фирмой.

Цифровые "мыльницы"

Для начинающих фотографов вполне подойдет простой недорогой цифровой аппарат - с его помощью можно делать снимки, не уступающие по качеству обычной "мыльнице". Обращаться с таким аппаратом также просто: не нужно специально наводить на резкость, устанавливать выдержку и диафрагму. Достаточно выстроить кадр и нажать кнопку спуска - фотоаппарат сам подберет нужные параметры для получения хорошего изображения. Такой возможностью обладают даже очень небольшие современные цифровые камеры.

Рассмотрим характеристики миниатюрного фотоаппарата Che-ez! Cubik.

Объектив фотоаппарата позволяет снимать от 1,5 метров до бесконечности, и может работать в режиме фото и видео.

Фотоаппарат имеет матрицу 1,3 млн. пикселов, он может сохранять в памяти до 50 кадров размером 1280х1024. С помощью этой фотокамеры можно отснять и сохранить в памяти видеосюжет на 90 секунд при смене 18 кадров в секунду для показа в окне размером 320х240 пикселов.

Размеры фотоаппарата - 56х56х30 мм, вес - 110 г. Аппарат имеет USB-интерфейс, работает на двух батарейках ААА.

Фотоаппарат Che-ez! Cubik можно назвать цифровой "мыльницей". Но с его помощью вполне реально получать интересные снимки - если понимать область применения, возможности аппарата, и овладеть техникой съемки.

При съемке "мыльницей" могут обнаружиться известные фотографам дефекты. Например, резкость в кадре будет неравномерной - хорошая резкость в центре кадра и размытость по краям. Цветопередача в центре и по краям кадра также может отличаться. При съемке темного объекта на светлом фоне автоматическая выдержка будет устанавливаться исключительно по фону - при съемке персонажа это приведет, например, к сильно затемненному лицу на светлом фоне.

Как можно приспособиться к такому аппарату? Во-первых, все важные элементы нужно располагать в центре кадра, а по бокам должны остаться только незначительные детали. Хорошо будут получаться кадры, где снимаемые объекты имеют нерезкие очертания. Не нужно снимать "мыльницей" против света, если только вы не хотите получить контурное изображение. Идеальное направление света - это сзади или с боку фотографирующего.

Фотокамера Minolta Dimage 7

Фотокамера Minolta Dimage 7 - это на сегодняшний день одна из лучших цифровых камер, которой с удовольствием пользуются даже профессионалы.

У камеры Minolta Dimage 7 высокое качество оптического объектива - от него напрямую зависит качество снимков. Объектив имеет семикратный зум, т.е. способность значительно приблизить объект съемки практически без потери качества съемки. Как и многие другие цифровые аппараты, процессор камеры может выполнять цифровое двукратное увеличение снимка - тем самым появляется возможность снимать более четко расположенные вдалеке объекты.

Камера позволяет снимать объекты на расстоянии от 0,5 м до бесконечности. Если приходится фотографировать небольшие предметы на расстоянии менее полуметра, то нужно переключиться в специальный режим макросъемки. Если вы решили, например, снять пушистую гусеницу бабочки - камера обеспечивает великолепную макросъемку, при которой на снимке будет различим каждый волосок гусеницы.

Камера снабжена двумя жидкокристаллическими (ЖК) экранами. Вертикальный экран на обратной стороне камеры можно использовать для отображения снимаемой сцены вместо видоискателя. На этом же экране можно просматривать отснятые снимки съемки, с помощью меню удалять ненужные кадры.

На экране на верхней панели камеры отображаются выбранные параметры снимков, программы съемки, количество возможных кадров и другие установки.

Камера весьма энергоемкая. Для нее предусмотрены блок питания и специальные аккумуляторные батареи, которые располагаются в отдельном пластмассовом футляре и подсоединяются к камере через кабель.

Для переписи кадров на компьютер имеется интерфейсный кабель, подсоединяемый к компьютеру через USB-разъем. Последние версии системы Windows воспринимают карту памяти камеры как съемное устройство, файлы с которого переписываются так же легко и просто, как с обычного диска.

Процесс фотографирования с помощью фотокамеры высокого качества - это огромное поле для деятельности, требующей постоянного экспериментирования с имеющейся техникой, самосовершенствования и дисциплины. Для достижения определённого уровня мастерства здесь требуются годы. Но и удовольствие от полученных красивых фотографий велико.

Элементы управления камерой

Камера включается в режим фотографирования кадров поворотом главного колеса управления на верхней панели (до иконки с изображением фотоаппарата).

На главном колесе управления красным цветом выделены иконки фотоаппарата и кинокамеры - в соответствующем положении камера может снимать или отдельные кадры, или видеосюжет.

Для переписи отснятых кадров и видеосюжетов на компьютер главное колесо управление переводится в положение, обозначенное иконкой молнии.

Одна из особенностей фотокамер высокого качества - наличие элементов ручного управления. Фокусировка, настройки выдержки и диафрагмы - наиболее ответственные функции любой фотокамеры, в том числе и цифровой. Эти установки можно делать в двух основных режимах работы - автоматическом и ручном.

Чаще всего используется автоматический способ, незаменимый при серийной и оперативной съемках и особенно эффективный в аппаратах высокого класса. Но когда нужно создать цветовой или композиционный эффект, или же съемка проходит в необычных условиях - опытный фотограф отдаст предпочтение ручным настройкам. Хотя большинство настроек в Minolta Dimage 7 может выполняться автоматически, она допускает и ручное выставление параметров съемки.

После включения камеры фотограф может установить нужные ему режимы съемки, параметры качества изображений и величины получаемых файлов - на корпусе камеры установлены соответствующие колеса управления.

Для настройки кадра используется цифровой видоискатель и жидкокристаллический цветной дисплей.

Если будет поднято встроенное подвижное устройство вспышки, то камера будет автоматически снимать со вспышкой.

Кнопка спуска традиционно установлена на верхней панели камеры.

Фокусировка кадра

У камеры есть несколько способов настройки фокуса. Фокус можно выставить с помощью "креста" - для точного наведения на точку в изображении. Или же можно указать для фокусировки заключенную в квадратные скобки область. При съемке автоматика обеспечит максимальное качество резкости в заданной области.

В силу того, что предметы в кадре находятся на разном расстоянии от объектива, неизбежно часть изображения (область фокусировки) получается более резко, а другая - размыто. В традиционном снимке область наибольшей резкости располагается в центре кадра. Однако в художественной съемке нередко применяется и другой прием - фокус располагается не в центре кадра. Камера позволяет реализовать и такой режим фокусировки (так называемый «гибкий фокус» - Flex Focus): с помощью "креста" фокус можно выставить и зафиксировать в произвольном месте кадра.

Данная цифровая фотокамера имеет два режима автофокуса - одиночный и непрерывный.

Одиночный автофокус используется для фотосъёмки общего назначения и съёмки статичных объектов. Когда кнопка спуска нажата на половину хода, система автофокуса фиксируется на объекте в зоне фокусировки и остаётся в таком положении до нажатия кнопки спуска до конца.

Непрерывный автофокус используется для движущихся объектов. При нажатии кнопки спуска на половину хода, система автофокуса активируется и будет продолжать фокусироваться до момента фактической съемки.

Сюжетные программы

Помимо основного универсального режима съемки, у камеры есть нескольких сюжетных программ, которые оптимизированы для типичных условий съемки сюжетов:

Портрет - оптимизирует воспроизведение тёплых, мягких тонов кожи человека при некоторой размытости фона.
Спорт - используется для съёмки быстрых объектов с очень короткими выдержками и отслеживанием объектов при помощи непрерывной автофокусировки.
Закат - оптимизирует параметры фотокамеры при съёмке закатов с передачей богатой гаммы тёплых вечерних тонов.
Ночной портрет - используется для съёмки ночных сюжетов. При использовании вспышки воспроизведение объекта съёмки и фона сбалансировано.
Текст - оптимизирует чёткое воспроизведение чёрного текста на белом фоне.
Сюжетная программа остаётся активной до тех пор, пока фотограф не изменит установки.

Выбранная сюжетная программа отображается на дисплее камеры.

Установка размеров изображения

У камеры есть механизм установки нужного размера снимков.

Чем больше размер изображения в камере, тем лучшее качество отпечатанного снимка можно получить. Изображения высокого качества требуют больше места в памяти. Размер изображения нужно устанавливать в зависимости от конечной цели использования данного изображения: маленькие изображения больше подходят для размещения на web-сайтах, а изображения большого размера позволяют получить высококачественные распечатки на фотопринтерах. Максимальный размер снимков - 2560х1920, а минимальный - 640х480 пикселов.

Установка качества изображений

Фотокамера Minolta Dimage 7 имеет несколько установок качества изображения: супер, высокое, стандартное качество и экономичный режим.

Качество изображения управляет степенью сжатия, но не влияет на число пикселей изображения. Чем выше качество изображения, тем меньше степень сжатия и больше размер файла. Режим супер производит изображения очень высокого качества и самые большие файлы изображений. Если важно экономно использовать доступное пространство на CompactFlash карте, то необходимо использовать экономичный режим. Стандартное качество изображений вполне достаточно для нормального использования.

Форматы файлов

Форматы файлов изменяются при изменении установок качества изображений. Изображения в режиме супер качества сохраняются в формате TIFF. При выборе высокого и стандартного качества, а также экономичного режима изображения сохраняются в формате JPEG.

Снимки в зависимости от качества сохраняются в 24-битных цветных или 8-битных чёрно-белых файлах изображений. Камера может создавать специальный формат файла, который может быть прочитан только при помощи прилагаемого к камере программного обеспечения для просмотра изображений - DiMAGE Image Viewer Utility.

При выборе качества изображения на дисплее камеры отразится приблизительное число изображений, которое может быть записано на установленной CompactFlash карте. Одна и та же CompactFlash карта может содержать изображения при различных установках качества.

Режимы экспозиции

Четыре режима экспозиции обеспечивают широкие возможности при создании изображения. Программная автоэкспозиция обеспечивает автоматическую съёмку, приоритеты диафрагмы и выдержки позволяют максимизировать возможности съёмки в различных ситуациях, а ручная экспозиция обеспечивает полную свободу при управлении всеми параметрами при создании изображения:

Программный режим (автоэкспозиция): фотокамера управляет и выдержкой, и диафрагмой.
Приоритет диафрагмы: фотограф выбирает диафрагму, и фотокамера устанавливает подходящую выдержку.
Приоритет выдержки: фотограф выбирает выдержку и фотокамера устанавливает подходящую диафрагму.
Ручная экспозиция: фотограф вручную устанавливает и выдержку и диафрагму.

Диафрагма (открывающаяся шторка в старых моделях фотоаппарата) регулирует световой поток, попадающий на светочувствительные элементы. Затвор (выдержка) определяет время воздействия света на светочувствительные элементы камеры. При съемке в солнечный день нужно распахнуть "шторку" на короткое время, чтобы кадр не получился засвеченным. При съемке в сумерках "шторку" нужно распахнуть пошире и держать немного дольше, чтобы обеспечить необходимый световой поток.

Диафрагма объектива управляет не только экспозицией, но также и глубиной резкости: зоной между ближайшим объектом в фокусе и самым дальним объектом в фокусе. Чем больше величина диафрагмы, тем больше глубина резкости и длиннее выдержки, необходимые для экспонирования. Чем меньше величина диафрагмы, тем меньше глубина резкости и больше скорость затвора, необходимая для экспонирования.

Обычно при съёмке пейзажей используется большая глубина резкости (большие значения диафрагмы) для хорошей фокусировки и на переднем, и на заднем планах. А при съёмке портретов обычно используется малая глубина резкости (маленькое значение диафрагмы) для выделения объекта съёмки по отношению к фону.

Глубина резкости изменяется при изменении фокусного расстояния. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше глубина резкости; чем больше фокусное расстояние, тем меньше глубина резкости.

Затвор управляет не только экспозицией, но и способностью «останавливать» движение. Высокие скорости затвора используются при съёмке спорта для «остановки» движения. Низкие скорости затвора могут быть использованы для того, чтобы подчеркнуть эффект движения (смазывание объекта), например, при съёмке водопада. При низких скоростях затвора рекомендуется использовать штатив во избежание появления эффекта нежелательного «смазывания» при случайном движении фотокамеры во время экспонирования.

Если скорость затвора уменьшается до значений, при которых фотокамеру трудно удержать в стабильном состоянии при съёмке (например, при съемке ночью), появляется предупреждение о нестабильном положении фотокамеры в левом нижнем углу дисплеев.

Начинающему фотографу рекомендуется использовать режим автоэкспозиции. В этом режиме камера использует информацию об освещённости и фокусном расстоянии для определения необходимой экспозиции, освобождая фотографа от необходимости заботиться о технических деталях.

Режимы протяжки

Режимы «протяжки» управляют скоростью и методами съёмки. Этими возможностями, перечисленными ниже, часто пользуются фотографы.

Однокадровая «протяжка»: каждый раз при нажатии кнопки спуска производится съёмка одного кадра.
Непрерывная «протяжка»: кнопка спуска нажимается и удерживается для съёмки нескольких кадров подряд.
Таймер «автоспуска»: для съёмки собственных портретов обеспечивается задержка спуска затвора.
Брэкетинг: используется для съёмки серии кадров с различной экспозицией, контрастом и цветовой насыщенностью.
Съёмка с интервалом: используется для съёмки серии кадров в течении определённого периода времени.

Однократная протяжка - это основной рабочий режим камеры, в котором снимают отдельные кадры.

Режим непрерывной «протяжки» позволяет сделать серию снимков при нажатии и удерживании кнопки спуска. Режим непрерывной «протяжки» действует так же, как и моторный привод на плёночных фотокамерах. Ряд изображений может быть записан за один раз, а скорость записи зависит от установок качества и размера изображений.

Когда кнопка спуска нажимается и удерживается, фотокамера начинает записывать изображения до тех пор, пока максимальное число изображений не будет записано, или кнопка спуска будет отпущена. При съемке может быть использована встроенная вспышка, но скорость записи снизится, так как вспышка должна перезарядиться между кадрами.

Если установлен режим непрерывной автофокусировки, то объектив будет непрерывно фокусироваться в процессе съёмки серии кадров.

Запись видео

Фотокамера может записать до 60 секунд цифрового видео. Клип записывается в формате motion JPEG размером 320х240 пикселей (QVGA). Снять цифровое видео не сложно. Для этого нужно с помощью главного колеса управления перевести камеру в режим записи видео (до иконки с изображением кинокамеры). Далее нужно выбрать объект съемки, скомпоновать кадр и нажать кнопку спуска для начала записи.

Фотокамера будет продолжать запись до конца доступного времени записи или до повторного нажатия кнопки спуска. Во время записи на панели данных и дисплеях будет отображаться счётчик обратного отсчёта доступного для записи видео времени в секундах.

После включения камеры включится электронный видоискатель или жидкокристаллический дисплей - на нем будет отображаться попадающее в объектив изображение. На дисплее будут показаны некоторые установленные камерой параметры (например, размер и качество снимков, сюжетная программа).

Прежде всего, нужно не забыть установить сюжетную программу. Если заранее сюжет не определен или не соответствует сюжетам программ, нужно установить универсальный режим.

Проверьте, что объект съемки находиться не ближе полуметра, иначе вам нужно будет перевести камеру в режим макросъемки.

С помощью видоискателя или жидкокристаллического дисплея сформируйте кадр. Здесь нужно обратить внимание на общую компоновку кадра - важные объекты желательно располагать в центре кадра. Если нужно увеличить объект в кадре - воспользуйтесь зумом (вращайте кольцо на объективе).

Кадр должен быть достаточно заполнен. Например, при фотографировании человека не нужно включать в кадр необъятные небеса и бесконечные дали. Основную часть кадра должен занимать объект съемки - человек. Посмотрите на дисплее, не отрезана ли важная часть объекта (например, не следует без особых на то причин "отрезать" у человека часть ноги, руки или плеча).

Обратите внимание, как падает свет - он не должен попадать в объектив камеры. Если освещенность недостаточна, то используйте автоматическую вспышку или дополнительные источники света. Если же объект съемки располагается достаточно далеко, то вспышка не нужна, она не даст нужной освещенности.

При съемке в режиме высокого разрешения или при слабом освещении нужно использовать штатив. В сложных условиях съемки камера тратит заметное время на подбор оптимальных параметров съемки, и в это время нужно обеспечить полную неподвижность камеры. Держать камеру в руках неподвижно в течение нескольких секунд довольно трудно, а из-за шевеления или дрожания камеры кадры получаются размытыми.

Съемка в режимах сюжетных программ:

«Портрет» - большинство портретов выглядят лучше всего при больших фокусных расстояниях. Мелкие детали излишне не подчёркиваются, и фон воспроизводится мягко благодаря малой глубине резкости. Используйте встроенную вспышку при ярком прямом солнечном свете или контровом освещении (источник света позади объекта съёмки) для смягчения резких теней.
«Спорт» - при использовании вспышки убедитесь, что объект съёмки находится в пределах диапазона действия вспышки: 0.5 – 3.0 м (в режиме телефото).
«Закат» - когда солнце находится ещё над горизонтом, не направляйте фотокамеру прямо на солнце на продолжительный период времени. Интенсивный солнечный свет может повредить матрицу ПЗС. В интервалах между кадрами выключайте фотокамеру или одевайте крышку на объектив.
«Ночной портрет» - при съёмке ночных пейзажей используйте штатив во избежания эффекта «смазывания» при смещении фотокамеры при съёмке с большими выдержками. Вспышка может быть использована только для освещения объектов, расположенных близко к объективу, например портретов или людей в полный рост. При такой съёмке попросите людей в кадре не двигаться даже после срабатывания вспышки, так как затвор будет всё ещё открыт некоторое время для экспонирования фона.
«Текст» - при фотографировании текста на листе бумаги можно использовать макро режим. Во избежание смещения камеры при съёмке, используйте штатив для получения чёткого изображения.

Когда вы снимаете высокоточной камерой нужно строго соблюдать технику начатия кнопки спуска: вначале нужно слегка нажать кнопку спуска для выполнения программ настроек, и только потом нажать полностью спуск для съемки кадра.

Когда слегка нажимается кнопка спуска - камера начнет подбирать оптимальные параметры фокуса и экспозиции. Сигналы фокусировки на дисплеях подтвердят, что объект съёмки находится в фокусе. Индикаторы значений выдержки и диафрагмы изменят цвет, указывая на блокировку выбранных параметров экспозиции.

Чтобы сделать снимок нужно полностью нажать кнопку спуска. Лампа доступа погаснет, показывая, что изображение записывается на флэш карту.

Следует также иметь в виду, что после полного нажатия кнопки спуска и моментом фактической съемки кадра может пройти определенное время - доли секунды или даже секунды. Например, если вы включили режим защиты "красный глаз", то вначале идет небольшая предварительная вспышка, и только потом делается окончательный снимок. Не нужно торопиться менять положение камеры после начатия кнопки спуска, лучше еще пару секунд держать камеру зафиксированной, чтобы не получить смазанный кадр.

Отснятый кадр можно просмотреть на дисплее камеры, перейдя в режим просмотра снимков. Если кадр вам не понравился по компоновке или по содержанию, то лучше удалите неудачный кадр и повторите съемку.

Основные достоинства и проблемы цифровой фотографии , в сравнении с традиционным фотопроцессом с применением фотоплёнки .

Достоинства

Быстрое получение результатов

Некоторые камеры и принтеры позволяют получать отпечатки без компьютера (камеры и принтеры с возможностью прямого подключения или принтеры, печатающие с карт памяти), но этот вариант, как правило, исключает или уменьшает возможности коррекции снимка и имеет другие ограничения.

Гибкое управление параметрами съёмки

Цифровая съёмка позволяет гибко управлять некоторыми параметрами, которые, в традиционном фотопроцессе, жёстко привязаны к фотоматериалу плёнки - светочувствительностью и цветовым балансом (также, называемым балансом белого ).

Цифровой шум

На левой части изображения приведён фрагмент фотографии снятой при неблагоприятных условиях (длинная выдержка, высокая чувствительность ISO), шум хорошо заметен. На правой части изображения - фрагмент фотографии снятой при благоприятных условиях. Шум практически незаметен

Цифровые фотографии, в той или иной степени, содержат цифровой шум . Количество шума зависит от технологических особенностей сенсора (линейного размера пикселя, применяемой технологии CCD/CMOS, и др.).

Шум в большей степени проявляется в тенях изображения. Шум возрастает с увеличением светочувствительности съёмки, а также, с увеличением времени экспозиции.

Цифровой шум в чём-то эквивалентен зернистости изображения на фотоплёнке. Зернистость повышается с увеличением чувствительности плёнки, точно также как и цифровой шум. Однако, зернистость и цифровой шум имеют разную природу и различаются по внешнему виду:

свойство	зернистость	цифровой шум
Является …	… ограничением разрешения плёнки, отдельное зерно повторяет форму и размер светочувствительного кристалла эмульсии	… шумовыми отклонениями, привнесёнными электроникой камеры, шум образуется пикселями (или пятнами 2-3 пикселя, при интерполяции цветовых плоскостей) одинакового размера.
Проявляется …	… нелинейной яркостной и, в меньшей степени, цветовой текстурой, неровными линиями резких переходов яркости и цвета	… шумовой текстурой из девиаций яркости и цвета по всему снимку, снижающей различимость деталей, создающих неоднородности на однотонных участках
В целом запечатлевает …	… точные яркости и цвета, отклонения несут позиционный характер	… яркости и цвета со статистическим отклонением к серому цвету, хроматические девианты имеют цвета, несвойственные объекту съемки (что раздражает восприятие снимка), отклонения несут амплитудный характер
С повышением чувствительности …	… увеличивается максимальный размер зерна
С повышением экспозиции …	… не изменяется	… увеличивается уровень шума (степень девиаций)
На белых участках …	… практически не проявляется	… проявляется слабо
На чёрных участках…	… практически не проявляется	… проявляется наиболее сильно

В отличие от цифрового шума, изменяющегося от камеры к камере, степень зернистости плёнки не зависит от применяемой камеры - самый дорогой профессиональный аппарат и дешёвая компактная камера на одной и той же плёнке дадут изображение с одинаковой зернистостью.

Цифровой шум начинает подавляться ещё при считывании с сенсора (вычитанием «нулевого» уровня каждого пикселя из считанного потенциала), продолжается при обработке изображения камерой (или конвертером RAW-файла). При необходимости шум также может быть дополнительно подавлен в программах обработки изображений.

При конвертации RAW-файлов мы работаем с неизменёнными данными с матрицы аппарата и поэтому можем более точно работать с подавлением шумов, так как изображение и шумы на нем не размыты интерполяцией цветовых плоскостей (см. раздел Устройство цветного сенсора и его недостатки ).

Муар

Дефект. Муар при съемке текстуры (мира контраста)

При цифровой съемке происходит растрирование изображения. Если в изображении присутствует другой (не обязательно равномерный) растр, при фокусировке дающий частоты близкие к частоте к растра сенсора, может возникнуть муар - биение растров, образующее зоны усиления и ослабления яркости. Они могут сливаться в линии и текстуры, изначально отсутствующие на объекте съемки.

Муар усиливается с приближением частот и уменьшением угла между растрами. Последнее свойство означает, что муар можно уменьшить, снимая сцену под некоторым углом, подобранным опытным путем. Нормальную ориентацию сцены можно вернуть в графическом редакторе (ценой потери краёв, и некоторой потери четкости).

Муар очень ослабляется при расфокусировке - в том числе «смягчающими» светофильтрами (которые применяются в портретной съемке) или оптикой относительно невысокого разрешения, неспособной сфокусировать точку, соизмеримую с линией растра сенсора (то есть, оптика невысокого разрешения или сенсор с пикселями маленького размера).

В сенсорах, представляющих собой прямоугольную матрицу светочувствительных датчиков, имеется как минимум два растра - горизонтальный, который образуют строки пикселей и, перпендикулярный ему, вертикальный. Большинство современных камер используют высокое разрешение сенсора, а также специальные фильтры слегка размывающие изображение, так что возможный муар довольно слаб.

Высокое энергопотребление

В плёночной фотографии изображение получается химическим способом, не требующим электричества. Электричество могут использовать только дополнительные электронные компоненты (дисплей, вспышка, моторы, автофокус, экспонометры и т. п.), если камера ими оборудована. Процесс же получения и записи цифрового изображения является полностью электронным. В связи с этим, подавляющее большинство цифровых камер потребляют больше электроэнергии, чем их электронные плёночные аналоги (механические плёночные камеры, разумеется, вообще ничего не потребляют). Особенно высоким энергопотреблением отличаются компактные камеры, использующие в качестве видоискателя жидкокристаллический экран , с люминесцентной подсветкой.

Сенсоры, выполненные по технологии CMOS, отличаются меньшим энергопотреблением, чем CCD-сенсоры.

Из-за энергопотребления, а также стремления к компактности, в бо́льшей части цифровых камер производители отказались от использования батарей размеров AA и AAA , популярных в пленочных камерах, в пользу более ёмких и компактных аккумуляторов. Некоторые модели позволяют использовать батареи AA в дополнительных батарейных блоках.

Сложное устройство и высокая цена цифровых камер

Даже самая простая цифровая камера является сложным электронным устройством, потому что как при съемке, как минимум, должна:

открыть затвор на заданное время
считать информацию с сенсора
записать файл изображения на носитель

В то время как простой плёночной камере достаточно просто открыть затвор, а для этого (а также, манипуляций с плёнкой) достаточно нескольких несложных механических узлов.

Именно сложность объясняет цены цифровых камер в 5-10 раз превышающие цены аналогичных плёночных моделей. При этом среди простых моделей цифровые камеры часто проигрывают плёночным по качеству картинки (в основном, по разрешению и цифровому шуму).

Кроме всего прочего, сложность увеличивает число возможных неисправностей и стоимость ремонта.

Системы с массивом цветных фильтров

Наиболее распространённая ныне цветная плёночная фотография использует многослойную фотоэмульсию со слоями, чувствительными к разным диапазонам спектра видимого света.

Большинство же современных цветных цифровых камер используют для цветоделения мозаичный фильтр Байера или его аналоги . В фильтре Байера каждый датчик на фотосенсоре имеет светофильтр одного из трёх основных цветов и воспринимает только его.

Такой подход имеет ряд недостатков.

Потери разрешения и цветовые артефакты

Полное изображение получается восстановлением (интерполяцией) цвета промежуточных точек в каждой из цветовых плоскостей. Таким образом, возможны ошибки интерполяции, которые снижают разрешение (резкость) изображения.

Интерполяция может давать неверный цвет, и таким образом, давать дополнительный цветовой шум даже при высоких ISO и чуствительность. К уже рассмотренным выше недостаткам следует отнести ).

Решением данных вопросов занимаются конвертеры RAW-файлов и программы редактирования фотографий .

Чувствительность

Для хорошего цветопередачи каждый пиксель должен принимать только часть спектра падающего света. Таким образом, часть света будет не учтена, что приведёт к падению чуствительности. (В системах с цветоделительной призмой потенциально меньшее количество света поглощается).

Альтернативные схемы цветоделения

Недостатки фильтра Байера заставляют разработчиков искать альтернативные решения. Вот наиболее популярные из них.

Трёхсенсорные схемы

Данные схемы используют три сенсора и призму, разделяющую световой поток на составляющие цвета.

Основной проблемой трёхсенсорной системы является совмещение трёх получающихся изображений в одно. Но это не мешает использовать её в системах с относительно низким разрешением, например в видеокамерах .

Многослойные сенсоры

Идея многослойного сенсора, аналогичного современной цветной фотоплёнке с многослойной эмульсией, всегда владела умами разработчиков электроники, но до последнего времени не имела методов для практической реализации.

Разработчики компании Foveon решили использовать свойство кремния поглощать свет разной длины волны (цвета) на различной глубине кристалла, расположив датчики основных цветов друг под другом на различных уровнях микросхемы. Реализацией этой технологии стали сенсоры , анонсированные в 2005 году.

Сенсоры X3 считывают полную гамму цветов на каждом пикселе, поэтому им несвойственны проблемы, связанные с интерполяцией цветовых плоскостей. У них есть собственные проблемы - склонность к шуму, межслойная хроматическая аберрация , и т. п. но эта технология еще находится в активном развитии.

Разрешение в применении к сенсорам X3 имеет несколько трактовок, отталкивающихся от различных технических аспектов. Так для модели «Foveon X3 10.2 MP»:

Итоговое изображение имеет пиксельное разрешение 3,4 мегапикселя. Так понимает мегапиксель пользователь.
Сенсор имеет 10,2 миллионов датчиков (или 3,4×3). Такое понимание использует компания в маркетинговых целях (именно эти цифры присутствуют в маркировках и спецификациях).
Сенсор обеспечивает разрешение изображения (в общем смысле) соответствующее 7 -мегапиксельному сенсору с фильтром Байера (по расчётам Foveon), т. к. не требует интерполяции и поэтому обеспечивает более чёткое изображение.

Дихроичное деление внутри пикселя

Создан прототип матрицы с цветоделением внутри пиксела, лишённой большинства недостатков всех вышеперечисленных методов цветоделения. Однако его чрезвычайно низкая технологичность препятствует его широкому внедрению.

Сравнительные особенности

Быстродействие

Цифровые и плёночные камеры, в общем, имеют схожее быстродействие, определяемое задержками перед съёмкой кадра в различных режимах. Хотя отдельные типы цифровых камер могут уступать плёночным.

Лаг затвора

При этом в большинстве компактных и бюджетных цифровых камер используется медленный, но точный контрастный автофокус (неприменимый для плёночных камер). Плёночные камеры той же категории используют менее точные (полагающиеся на высокую ГРИП), но быстрые системы фокусировки.

Зеркальные камеры (как цифровые, так и плёночные) используют одинаковую систему фазовой фокусировки, с минимальными задержками.

Для уменьшения влияния автофокуса на лаг затвора (как в цифровых, так и в некоторых типах плёночных камер) применяется предварительная (в т. ч. упреждающая, для движущихся объектов) фокусировка.

Задержка видоискателя

Неоптические видоискатели, применяемые в незеркальных цифровых камерах - ЖК-экран или электронный видоискатель (окуляр с ЭЛТ или ЖК-экраном), могут показывать изображение с задержкой, что, как и лаг затвора, может привести к запаздыванию съёмки.

Время готовности

Время готовности камеры к съёмке - понятие, существующее для электронных камер и камер с выдвигающимися элементами. Большинство механических камер готовы к съёмке всегда, и среди них нет цифровых - все цифровые камеры и задники являются электронными.

Время готовности электронных камер определяется временем стартовой инициализации камеры. Для цифровых камер время инициализации может быть бо́льшим, но достаточно мало - 0,1-0,2 секунды.

Компактные камеры с выдвигающимися объективами имеют значительно бо́льшее время готовности, но такие объективы имеют как цифровые, так и плёночные камеры.

Задержка при непрерывной съёмке

Задержка при непрерывной съёмке обусловлена обработкой текущего кадра и подготовкой к съёмке следующего, которые требуют некоторого времени. Для плёночной камеры такой обработкой будет перемотка плёнки на следующий кадр.

Цифровая камера перед следующим снимком должна:

Считать данные с сенсора;
Обработать изображение - сделать файл нужного формата и размера с необходимыми коррекциями;
Записать файл на цифровой носитель.

Самой медленной из перечисленных операций является запись на носитель (Flash-карту). Для её оптимизации используется кэширование - запись файла в буфер, с записью из буфера на медленный носитель, параллельно с другими операциями.

Обработка включает в себя большое количество операций по восстановлению, коррекции изображения, уменьшения до требуемого размера и упаковке в файл нужного формата. Для увеличения производительности, кроме повышения частоты работы процессорной части камеры, повышают её эффективность, разрабатывая специализированные процессоры с аппаратной реализацией алгоритмов обработки изображения.

Скорость считывания с сенсора обычно становится «бутылочным горлом » производительности только в топовых моделях профессиональных камер, с сенсорами высокого разрешения. Все другие виды задержек в них производители устраняют. Как правило, максимальная скорость работы конкретного сенсора ограничивается физическими факторами, приводящими на бо́льших скоростях к резким снижениям качества изображения. Для работы с большей производительностью разрабатываются новые типы сенсоров.

Также на время подготовки к съёмке следующего кадра (как при цифровой, так и при обычной съёмке) влияет время, необходимое для зарядки вспышки, если она используется.

Максимальное количество кадров при непрерывной съёмке

Кэширование записи на медленный носитель рано или поздно приводит к заполнению буфера и падению производительности на реальный уровень. В зависимости от программного обеспечения камеры, при этом съёмка может:

остановиться;
продолжаться с низкой скоростью по мере записи изображений;
или продолжаться на той же скорости, затирая в буфере ранее заснятые, но не записанные изображения.

Поэтому, для непрерывной съёмки, кроме количества кадров в секунду, камера имеет параметр максимального количества кадров , которые камера может сделать до переполнения кэша записи. Это количество зависит от:

Размера оперативной памяти и разрешения сенсора (заводские характеристики) камеры;
Выбранных пользователем:
- формата файла (если камера это позволяет);
- размера изображения (если формат это позволяет);
- качества изображения (если формат это позволяет).

Плёночные камеры, в силу своего устройства, всегда работают с реальной производительностью, и максимальное количество кадров ограничивает только количество кадров на плёнке.

Съёмка в инфракрасном диапазоне

Большинство современных (2008 год) цифровых камер содержит фильтр , удаляющий из светового потока инфракрасный компонент. Однако в ряде камер этот фильтр можно снять и, отфильтровав видимую часть света, фотографировать в невидимом инфракрасном диапазоне (съёмка теплового излучения или съёмка с инфракрасной подсветкой)

Цифровой зеркальный фотоаппарат Canon EOS 350D Цифровой фотоаппарат Canon PowerShot A95 Цифровая фотография фотография, результатом которой является изображение в виде массива цифровых данных файла, а в качестве светочувствительного материала… … Википедия

Матрица на печатной плате цифрового фотоаппарата Матрица или светочувствительная матрица специализированная аналоговая или цифро аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов фотодиодов. Предназначена для… … Википедия

При словах «цифровая фотография» большинство людей представляют себе компактную цифровую «мыльницу» и полученные с неё снимки на экране монитора. Но что же на самом деле представляет собой «цифровая фотография»?

За последние 10 лет произошёл резкий подъём фото-индустрии с развитием цифровой фотографии и глобальным снижением цен на цифровые фотокамеры. Давайте немного окунёмся в историю цифровой фотографии. Она началась ещё в начале 80-х годов с конференции в Токио 25 августа 1981 года, на которой корпорация Sony представила опытный образец компании – камеру Mavica (Magnetic Video Camera). В ней запись изображения производилось на двухдюймовую дискету, SONY назвала её «Mavipak» – на ней помещалось 50 цветных снимков в разрешении 570х490 пикселей. На тот момент это считалось максимальным разрешением телевизора, на котором и просматривались полученные фотографии. Но Mavica была скорее не цифровым фотоаппаратом, а камерой, снимающий видеоряд, и способной делать стоп-кадры. У устройства было только одно значение выдержки, равное 1/60 секунды, а значение чувствительности, оцененное международной организацией стандартизации (ISO), равнялось 200 единиц.

Революция произошла в 1990 году, когда поступила в продажу первая потребительская фотокамера Dycam Model 1 или Logitech FotoMan. Камера имела CCD матрицу с разрешающей способностью 376х240 пикселей и возможностью получения чёрно-белых снимков с 256 оттенками серого. Устройство оснащалось встроенной памятью размером 1 мегабайт, которая позволяла сохранять до 32 снимков и переносить их на персональный компьютер. Но в камере имелся один очень серьёзный недостаток – если садились батарейки, питающие камеру, все снимки с неё пропадали.

Через год после этого компания Kodak представила уже профессиональную фотокамеру DCS-100, спроектированную на базе Nikon F3. Начинка камеры состояла из матрицы с разрешающей способностью в 1,3-мегапиксель (в настоящее время в мобильные телефоны уже устанавливаются матрицы, троекратно превышающие матрицу DCS-100). Изображения в камере хранились на внешнем жёстком диске объёмом 200Mb. Вес всего комплекта составлял почти 25 кг, и стоимость его была около 30000$.

Теперь впору рассмотреть, чем отличается традиционная фотография от цифровой. Принципиальное отличие состоит в способе регистрации и хранения изображения. В классической фотографии изображение фиксируется в аналоговом виде, то есть, проходя сквозь линзы объектива, частички света фиксируются на специальной плёнке, покрытой слоями серебряной эмульсии. Для получения окончательного результата съемки – распечатанного снимка, пленку подвергают химической обработке, то есть проявлению, закреплению, промывке и сушке. В традиционной фотографии плёнка - это промежуточный носитель информации. При этом изображение на фотопленке после проявки становится видимым, но негативным (т.е. белое становится черным, и наоборот) и зеркально обращенным. Через увеличитель или станок для контактной печати негативное изображение проецируется на поверхность светочувствительной фотобумаги. Затем проэкспонированная бумага проявляется, фиксируется, промывается и просушивается, в итоге получается окончательный результат – готовый снимок.

В цифровой же фотографии, лучики света, проходящие сквозь линзы объектива, попадают на сенсор-преобразователь (так называемая матрица камеры), который состоит из нескольких миллионов пикселей-датчиков, чувствительных к зелёному, красному и синему цветам. Изображение создаётся благодаря интерполяции , а чувствительные пиксели придают фотографии тысячу оттенков. Затем сигнал с матрицы обрабатывается процессором камеры и записывается на карту памяти, либо на встроенную flash-память фотоаппарата.

Существует несколько форматов записи полученных снимков:
- JPEG (Joint Photographic Experts Group) – был создан в 1990 году объединённой группой экспертов в области фотографии и на сегодняшний день является самым популярным форматом сжатия изображения. Свою популярность приобрёл благодаря оптимальному соотношению размер-качество. Например, 15 мегабайтный файл можно ужать до 1,2 мегабайта практически без потери качества, т.е. разницу может заметить только натренированный глаз и то только при 100% увеличении изображения. Сжатие происходит по алгоритму Хаффмана .
- TIFF (Tagged Image File Format) – был выпущен в 1986 году компанией Aldus Corporation и был представлен как стандартный формат для хранения изображений, созданных программными пакетами вёрстки и сканерами. Способность к расширению, позволяющая записывать растровые изображения любой глубины цвета, делает этот формат весьма перспективным для хранения и обработки графической информации и широкого применения в полиграфии. TIFF-формат поддерживает несколько параметров сжатия:
– не сжимать изображение;
– использовать простую схему PakBits;
– использовать сжатие T3 и T4 (алгоритм, используемый также в факсимильной связи);
– использовать некоторые дополнительные методы, в том числе LZW и JPEG.
- RAW (от англ. raw – сырой) – формат изображений, являющийся напрямую полученными данными с матрицы фотокамеры без обработки. Данные RAW имеют разрядность 12 или 14 бит на пиксель (у JPEG 8 бит) и содержат гораздо более полную информацию об изображении. Этот формат часто называют «цифровым негативом», и, подобно плёнке в аналоговом формате, существует специальное программное обеспечение для проявки «сырого» формата в понятный для большинства пользователей JPEG.
Расширения формата RAW для некоторых камер:
- .bay - Casio
- .arw,.srf,.sr2 - Sony
- .crw, .cr2 - Canon
- .dcr, .kdc - Kodak
- .erf - Epson
- .mrw - Minolta
- .nef - Nikon
- .raf - Fujifilm
- .orf - Olympus
- .ptx,.pef - Pentax
- .x3f - Sigma.

Отдельно следует остановиться на DNG (Digital Negative Specification) – формате изображений, именуемым цифровым негативом. Был разработан компанией Adobe и анонсирован в 2004 году с целью стандартизации формата цифровых негативов. Спецификации формата DNG компания предоставляет бесплатно, поэтому любой производитель цифровой фототехники может включить поддержку данного формата. В настоящее время компании Leica, Pentax, Hasselblad, Ricoh, Sinar включили поддержку DNG в свои новые камеры наряду с собственными RAW файлами. DNG также требует «проявки» и прекрасно переводится в другие форматы с помощью, например, Adobe DNG converter.

С появлением цифровой фотографии заметно упростилась процедура получения готового снимка на фотобумаге. Теперь не надо «колдовать» в тёмной комнате при красном свете лампы с химическими растворами, а достаточно подключить фотокамеру к персональному фотопринтеру и на понравившемся снимке нажать кнопку «Печать». Также снизилась стоимость на приобретение расходных материалов, к примеру, стоимость плёнки на 36 кадров составляет примерно 100рублей, а стоимость карточки формата SD на 4Gb составляет около 400 рублей, но в отличие от плёнки, на карточку помещается порядка 1500 снимков, при разрешающей способности фотокамеры 5 мегапикселей. Если учесть, что карточка может использоваться долгие годы, то экономия очевидна! А сколько надо взять плёнок при поездке в отпуск? На цифровом фотоаппарате, даже если место на карте памяти закончилось можно сразу удалить менее интересные кадры и продолжить снимать новые, интересные сюжеты! А на плёнке результат можно будет увидеть только вернувшись из отпуска и проявив плёнки, что позволяет неопытным фотографам больше экспериментировать и добиваться скорейшего прогресса. Эти, и многие другие факторы, упростившие жизнь фотографа, с появлением цифровой фотографии способствовали массовому увлечению фотографией среди современной молодёжи, а также гораздо упростили жизнь профессиональным фотографам.

Цифровая фотография на сегодняшний день практически вытеснила свою «плёночную» предшественницу и не останавливается на своём развитии. Каждый месяц мы становимся свидетелями анонса новых цифровых камер, разрешающая способность некоторых из них уже перешагнула отметку в 20 мегапикселей и реалистичность полученной картинки уже соответствует лучшим плёночным «зеркалкам». Для кого-то цифровая фотография – это возможность запечатлеть радостные минуты жизни близких и друзей, а для кого-то - это средство самореализации и возможность перевести свои самые невероятные идеи в мир единичек и нулей.