Что такое цифровое фото

Что такое цифровое фото

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 «цифрозеркалках» 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, предназначенные для профессионального использования. Среди них есть как специализированные, например панорамные камеры, так и камеры больших стандартных 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 (Better Light Super10K-HS); переделанные таким образом камеры могут использоваться и как плёночные [1] .

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

Видоискатели

  • Прямой видоискатель
  • Стеклянный глазок
  • Светоделитель
  • Электронный видоискатель EVF
  • Шарнирное зеркало (Зеркальный видоискатель)
  • ЖК видоискатель
  • Форматы файлов

    • JPEG
    • 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
    • DNG от англ.Digital NeGative — «цифровой негатив», унифицированный RAW формат.

    К изображениям дописывается дополнительная информация о параметрах съёмки в формате метаданных (например EXIF).

    Битовая глубина цвета

    Носители данных

    Большинство современных цифровых фотоаппаратов производят запись снятых кадров на Flash-карты следующих форматов:

    Также возможно подключение большинства камер напрямую к компьютеру, используя стандартные интерфейсы — USB и 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 фотоаппаратах и, наоборот, фоторежим в видеокамерах.
    • Уменьшение габаритов и веса фотоаппаратуры.
    • Возможность предпросмотра результата (с помощью функции LiveView).

    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».
    • Ещё одной проблемой является уменьшение разрешающей способностифотосенсора 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. [3]
    • Принципиальные трудности доказательства аутентичности цифровой фотографии, в связи с самой сутью цифровых технологий копирования файлов и обработки изображений.
    • Преобладающее большинство матриц имеют небольшую фотографическую широту, что не позволяет без потери деталей снимать сюжеты с большим диапазоном яркости.

    Литература

    1. Скотт Келби Цифровая фотография. Том 1, обновленное издание = The Digital Photography Book. — М .: «Вильямс», 2011. — С. 224. — ISBN 978-5-8459-1648-8
    2. Скотт Келби Adobe Photoshop CS5: справочник по цифровой фотографии = The Adobe Photoshop CS5 Book for Digital Photographers. — М .: «Вильямс», 2011. — С. 400. — ISBN 978-5-8459-1727-0
    3. Кэтрин Айсманн, Шон Дугган, Тим Грей Энциклопедия цифровой фотографии Кэтрин Айсманн.Ретуширование и восстановление фотографий. 3-е издание = Real World Digital Photography, 3rd Edition. — М .: «Вильямс», 2011. — С. 576. — ISBN 978-5-8459-1724-9
    4. Джули Адэр Кинг, Сергей Тимачев Цифровая фотография для чайников, 6-е издание = Digital Photography For Dummies, 6th edition. — М .: «Диалектика», 2010. — С. 336. — ISBN 978-5-8459-1563-4
    Читайте также:  Как поставить знак суммы в excel

    Примечания

    См. также

    • Цифровые технологии
    • 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
    • сайт российского журнала Digital Photo
    • photoscape.ru — сайт, посвящённый цифровой фотографии
    • Раздел на IXBT.com о цифровом фото
    • ЖЖ-комъюнити digcam
    • Ресурсы о цифровой фотографии на английском языке
    • dpreview.com
    • dcresource.com
    • imaging-resource.com
    • steves-digicams.com
    • Спецификация EXIF
    • Основные производители цифровых фотоаппаратов
    • Nikon
    • Canon
    • Olympus
    • Pentax
    • Fujifilm
    • Sony
    • Panasonic
    • Konica
    • Kodak
    • Samsung

    Wikimedia Foundation . 2010 .

    Смотреть что такое "Цифровая фотография" в других словарях:

    Фотография — Фотоаппарат «Москва 2» Фотография (фр. photographie от др. греч … Википедия

    Фотография цифровая — 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

    фотография — сущ., ж., употр. часто Морфология: (нет) чего? фотографии, чему? фотографии, (вижу) что? фотографию, чем? фотографией, о чём? о фотографии; мн. что? фотографии, (нет) чего? фотографий, чему? фотографиям, (вижу) что? фотографии, чем? фотографиями … Толковый словарь Дмитриева

    Цифровая фотокамера — Canon PowerShot A60 Основная статья: Фотоаппарат Цифровой фотоаппарат устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительным материалом является матрица или несколько матриц, состоящая из отдельных пикселей, сигнал с… … Википедия

    ФОТОГРАФИЯ — область науки, техники и искусства, использующая и изучающая аналоговые методы получения на светочувствительных материалах видимых изображений объектов (фотографий) или способы регистрации явлений, излучений и др. физ. и хим. процессов. Различают … Большая политехническая энциклопедия

    Фотография высокого динамического диапазона — Фотографическая широта характеристика светочувствительного материала (фотоплёнки, передающей телевизионной трубки, матрицы) в фотографии, телевидении и кино. Определяет способность светочувствительного материала правильно передавать яркость… … Википедия

    Бессеребряная фотография — Фотоаппарат «Москва 2» Фотография (фр. photographie от др. греч. φως / φοτος свет и γραφω пишу) техника рисования светом, светопись: получение и сохранение статичного изображения на светочувствительном материале (фотоплёнке ил … Википедия

    Электронная фотография — 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

    Цветная фотография — совокупность способов получения фотографических изображений, воспроизводящих с некоторой точностью как яркостные, так и цветовые различия фотографируемых объектов. Технически является частным случаем спектрозональной съёмки Цветная фотография… … Википедия

    Портал:Фотография — Начинающим · Сообщество · Порталы · Награды · Проекты · Запросы · Оценивание География · История · Общество · Персоналии · Религия · Спорт · Техника · Наука · Искусство · Философия … Википедия

    Мифы и заблуждения живут либо потому, что они удобны, либо потому что никто просто не берет на себя труд развеять их.

    В фотографии многие мифы возникли из-за попыток провести неприемлемые аналогии между пленочной и цифровой технологиями получения изображений. Это совсем не удивительно, особенно учитывая сложность процесса получения и обработки цифровых изображений. Но о самых распространенных мифах стоит поговорить подробнее.

    by Talía Téllez

    Миф 1: Изменение значения ISO меняет чувствительность

    В отличие от фотографических пленок, матрицы цифровых фотоаппаратов имеют всего одну чувствительность. Изменение значения ISO на цифровом фотоаппарате не делает матрицу чувствительнее (т.е. захватывающей большее количества света). Матрица способна отработать один уровень сигнала независимо от выставленного ISO; повышая значение ISO, вы просто заставляете фотоаппарат усиливать сигнал, усиливая одновременно и сопровождающий его шум. Процесс сродни повышению громкости при проигрывании записи музыки низкого качества. Звук становится громче, но качество остается по-прежнему паршивым.

    Развеять этот миф очень просто: нужно солнечным днем снять два кадра – один на низком значении ISO, другой – на высоком.

    Фотонов в солнечный день в избытке, но на высоких значениях ISO матрица регистрирует меньше света, давая пикселям обманчивую команду, что они переполнены, когда на самом деле это не так. При увеличении ISO уменьшается динамический диапазон, а шум становится более заметным, что приводит к снижению качества изображения.

    Некоторые недавние модели фотоаппаратов оснащены технологией «инвариантного ISO», позволяющей матрице записывать один невысокий уровень шума независимо от выставленного значения ISO. Это позволяет фотографам в сценах с высокой контрастностью сохранять детали в светах и вытягивать тени при постобработке, хотя исходное изображение может выглядеть явно недоэкспонированным.

    В итоге: законы физики не изменить и высокие значения ISO приводят к шумному изображению. Новые технологии, такие как инвариантность ISO, обеспечивают фотографам больше возможностей для сохранения динамического диапазона.

    Читайте также:  Красивые символы для клавиатуры

    Миф 2: Чем выше битность, тем выше качество изображения

    Битность изображения зависит от способностей аналого-цифрового конвертера фотоаппарата. Чем выше битовая глубина, тем на большее число мелких единиц может быть разделена информация, что обеспечивает более гладкие тональные переходы. Казалось бы, если современные фотоаппараты имеют 14-битные A/D-конвертеры, обеспечивающие 16384 градаций, то почему бы не построить 16-битные или даже 24-битные конвертеры для еще более плавных переходов? Проблема кроется не только в резко увеличивающемся из-за обилия информации размере файлов: есть еще и порог «убывающей доходности», за которым рост плавности переходов нивелируется увеличившимся количеством шума.

    Ох уж этот шум! Он везде. Он начинается с шума, записываемого матрицей при съемке кадра (кадровый шум). К нему добавляется шум, появляющийся в цепи обработки сигнала (шум считывания, темный шум и т.д.). Если вы попытаетесь нарезать сигнал на мелкие блоки (с большей битовой глубиной), и эти блоки будут меньше шума, то никакого прироста качества не произойдет.

    Пусть аналогия не совсем корректна, но вы не задумывались, почему Олимпийские соревнования по плаванию судят с точностью до 1/100 секунды? В заплыве на 50 м вольным стилем пловец за одну тысячную секунды проплывает около 2.39 мм. Но олимпийские правила допускают разницу в длине дорожек бассейна в 3 см. Поэтому, хотя устройства хронометража способны фиксировать много меньшие промежутки, вы не сможете гарантировать, что серебряный медалист не проплыл большее расстояние, чем золотой. Допуски в длине дорожек бассейна сродни шуму. Нет смысла в записи мельчайших нюансов, если вы не можете обойти проблему шума.

    В итоге: погоня за битовой глубиной сродни погоне за мегапикселями. Стремление к наивысшему качеству изображения не сводится лишь к одной из переменных.

    Миф 3: Для каждого кадра существует идеальная экспозиция

    Нет, однако, для каждого существует оптимальное отношение сигнал-шум (SNR).

    Снимая в контровом свете можно пожертвовать задним планом, но правильно проэкспонировать объект, а можно оставить только силуэт. И тот, и другой вариант имеет право на жизнь, а выбор между ними зависит от задумки фотографа. Поэтому правильность экспозиции субъективна, но с технической точки зрения всегда нужно стремиться к наилучшему соотношению сигнала и шума (SNR). Звучит занудно, но чем сильнее SNR, тем больше у вас возможностей для последующей обработки изображения. Это особенно актуально для фотографов, которые экспонируют по светам (экспонируют вправо).

    Как правило, экспонометр меряет, исходя из 18% серого, что не всегда соответствует экспонированию по светам

    Ричард Батлер из DPReview писал: «Невозможно на уже снятом кадре улучшить соотношение сигнал-шум любого тона. Ухудшение возможно, так как добавляется электронный шум, но любая попытка усиления сигнала приводит в конечном итоге к росту шума на равную величину и соотношение остается неизменным. Именно поэтому настолько важно первоначальное экспонирование».

    Даже если экспонированное по светам изображение может казаться излишне светлым, на самом деле лучше записать изначально оптимальный сигнал и затем снизить яркость (или скорректировать ее кривыми) при постобработке.

    В итоге: хотите добиться наилучшего качества изображения? Снимайте в RAW на базовой для вашего фотоаппарата чувствительности ISO и экспонируйтесь вправо (по светам).

    Миф 4: Эквивалентное фокусное расстояние на матрицах разных размеров не эквивалентно

    Из-за существования матриц самых разных размеров, фотографы стали одержимы «эквивалентностью» – как этот фотоаппарат и объектив выглядит в сравнении с традиционными 35 мм? Большинство знают, что если матрица имеет кроп-фактор 2 (стандарт Micro4/3), нужно умножить фокусное расстояние объектива на 2, чтобы получить его эквивалент для полного кадра. Менее известно, что для получения эквивалентной глубины резкости нужно умножать и диафрагму. Объясняет Тони Нортрап.

    Размер матрицы влияет на глубину резкости: чем больше размер, тем меньше глубина резкости. Поэтому, чтобы добиться глубины резкости, эквивалентной объективу 100 мм f/5.6 на полном кадре, на фотоаппарате микро43 нужен объектив 100 мм f/2.8.

    В итоге: если важна малая глубина резкости, выбирайте матрицу большего размера и светосильный объектив.

    Миф 5: Чем больше размер пикселя, тем выше качество изображения

    Это справедливо для съемки в условиях низкой освещенности: более крупные пиксели, как правило, имеют более высокий SNR, так как они способны захватить больше света. Обратной стороной выступает снижение разрешения (то есть, количества пикселей, отражающих объект съемки). Интересно, но оказывается, что в ярко освещенных сценах меньшие пиксели имеют более высокий SNR и лучшую разрешающую способность.

    Хотя датчики изображения, используемые для астрофотографии, имеют крупный пиксель (размер пикселя матрицы Кодак KAI 11002, используемой в фотоаппарате Atik 11000, равен 9μM), у большинства современных полнокадровых зеркальных фотоаппаратов размеры пикселя около 5-6.5μM. В противоположность этому размер пикселя датчиков изображения, используемых в микроскопии, может достигать 24μM, а пиксель 100-мегапиксельного цифрового задника Phase One имеет размер 4.6μM. Производители фотоаппаратов выбирают размер пикселя для конкретных приложений и выбор всегда основан на компромиссах.

    Размер пикселя цифрового задника Phase One невелик, но его матрица огромного размера собирает гораздо больше света, что обеспечивает высокое качество изображения

    Таблица ниже показывает, что размер пикселя вряд ли является определяющим фактором качества фотографии, если только речь не идет о работе в условиях низкой освещенности

    Читайте также:  Вот оф танк обновление

    Камера и размер пикселя в µM

    Судить о качестве изображения лучше, отталкиваясь от размера матрицы и используемой диафрагмы. Проще говоря, при заданном фокусном расстоянии и значении диафрагмы, фотоаппарат с матрицей большего размера собирает гораздо больше света, чем модель с матрицей меньшего размера. Больше света, сильнее сигнал. Лучше соотношение сигнал-шум – выше качество изображения.

    Многие владельцы фотоаппаратов среднего формата утверждают, что крупный пиксель, большая битность и высокое разрешение обеспечивают превосходство в качестве изображения. Вероятнее, причина в том, что на том же фокусном расстоянии и при равной экспозиции большая матрица в сочетании с большим входным зрачком (и объективами, предназначенными для таких матриц) просто захватывает гораздо больше света, чем модели 35 мм.

    В итоге: не слишком беспокойтесь о размере пикселей. Гораздо важнее то, как вы их используете.

    Аллен Мурабаяши, выпускник Йельского университета, является председателем и одним из основателей ресурса PhotoShelter, на котором регулярно публикуются материалы для фотографов

    СТИЛЬНО | НЕОБЫЧНО | КРАСИВО
    Позвонить: +79030152926

    Аналоговая фотография и цифровая — разница

    Раньше фотография была химическим процессом. Изображения оставались на фотографической пленке. Она состоит из слоев светочувствительной эмульсии галогенида серебра, покрытой гибким основанием. Пленка подвергается воздействию света в камере. Это создает скрытое изображение, которое становится видимым путем погружения в раствор химических веществ, называемый «разработчиком». Печать производится путем проецирования изображения из пленки на сенсибилизированную бумагу и обработки материала в серии химических ванн. Большая часть обработки как пленки, так и бумаги должна проходить в затемненных помещениях, чтобы избежать постороннего света, достигающего сенсибилизированных эмульсий.

    Цифровая фотография изменила все это. Нет необходимости в пленке, химических веществах или в темных комнатах. Изображения захватываются массивами фотодатчиков и обрабатываются компьютерным программным обеспечением. Печать производится путем стрельбы по бумаге крупными струями цветных чернил или красителей.

    Но реальное будущее цифровой визуализации заключается в том, как она интегрируется с другими технологиями. Вы можете отправлять изображения клиентам по электронной почте. Вы можете разместить галерею своих фотографий в Интернете. Вы можете импортировать изображения в ряд компьютерных приложений для создания презентаций, информационных бюллетеней, журналов и т. д. И это только начало. Уже можно автоматически отправлять изображения на фотокниги или фотоагентство при съемке. Кто знает, что принесет будущее?

    Цифровые преимущества

    Несмотря на то, что фотографы используют пленку, большинство профессионалов переключилось на цифровые фото. Для этого есть веские причины.

    Цифровые камеры обеспечивают реальную мгновенную съемку. В течение второй или двух экспозиций вы можете увидеть захваченное изображение на встроенном ЖК-экране (или даже до экспозиции в режиме Live View камер, таких как EOS-1D Mark III). Вы можете решить, хотите ли вы сохранить или стереть изображение. Вы также можете использовать дисплеи гистограммы, чтобы определить правильность экспозиции. Если нет, может быть возможно повторно снять объект.

    Изображения захватываются как цифровые файлы и сохраняются на съемных носителях. В отличие от фильма, карты можно использовать повторно. После того, как файлы были перенесены в другое место, вы можете стереть изображения с карты и снова использовать их повторно. Это сокращает все расходы на обработку пленки.

    Цифровой файл — это данные, отличные от любого другого файла компьютера. Его можно сохранить на любом носителе компьютера. Файл также может быть скопирован и сохранен без потери качества. Копии могут храниться в более чем одной библиотеке изображений или в других местах, предоставляя высококачественные изображения.

    Файлы изображений можно открыть на компьютере с помощью программного обеспечения для обработки изображений, такого как Adobe Photoshop. Это позволяет быстро и легко удалять пятна пыли и другие мелкие дефекты. Также возможно сделать более значительные изменения изображения, но это может быть неприемлемым в таких областях, как новости, спорт и дикая природа.

    Почти все газеты, журналы, книги, брошюры и другие печатные материалы теперь создаются на компьютерах и используют цифровые изображения для их фотографий. Чтобы удовлетворить это требование, большинство библиотек теперь принимают только цифровые изображения. Несмотря на то, что для создания цифровых файлов можно сканировать пленку, удобнее снимать в цифровой форме в первую очередь.

    Аналоговая фотография

    Общеизвестно, что фотосъемка является «аналогом», чтобы отличить ее от цифровой фотографии. В том смысле, что здесь используется аналоговый сигнал и он относится к сигналу, когда выход пропорционален входу. Световой индикатор является хорошим примером аналогового прибора. Свет, падающий на фотоэлемент, генерирует электрический ток, который перемещает иглу по шкале. Чем ярче свет, тем больше движение.

    Исходя из этого, датчик в цифровой камере также является аналоговым. Каждый из многих миллионов пикселей, которые составляют датчик, представляет собой светочувствительный фотоэлемент, который генерирует крошечный электрический ток в ответ на свет. Чем ярче свет, тем сильнее ток. Цифровой только начинает играть, когда уровни яркости закодированы в двоичной системе (язык компьютеров) для создания файла изображения.

    Чтобы избежать путаницы аналогового и цифрового кадра, французы используют слово «аргентинский» для описания нецифровой фотографии. Argentic означает серебро и используется из-за кристаллов галогенида серебра, которые составляют эмульсию пленки.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector