Цифровые фотокамеры

Устройство и принцип работы незеркальной ЦФК

1 - линзы объектива
2 - шестилепестковая диафрагма, совмещенная с затвором
3 - светочувствительная матрица
4 - процессор внутрикамерной обработки изображений (D!GIC II)
5 - батарейный отсек

6 - кнопка спуска затвора, совмещенная с рычажком регулировки зума
7 - выключатель питания
8 - диск выбора режимов
9 - встроенная откидная вспышка
10 - динамик
11 - цветной поворотный ЖК-дисплей

Все цифровые фотокамеры устроены очень похоже. Есть светозащищённый корпус, в котором расположена светочувствительная матрица. Её физический размер и разрешение могут варьироваться от модели к модели и это оказывает большое влияние на результат съемки, кроме того увеличение физических размеров матрицы влечёт пропорциональное увеличение размеров линз (при прочих равных условиях).

Объектив, проецирующий сюжет на поверхность матрицы, тоже имеет ряд характеристик ничем не отличающихся от характеристик фотоаппаратов с любыми другими носителями изображения, такие как количество линз, материал из которого они сделаны, светосила, диапазон зуммирования (трансфокация).

Третий компонент - электронная начинка, к которой помимо собственно электроники и сменных носителей памяти можно причислить все органы управления вместе с ЖК-дисплеем. Наконец, любая цифровая камера не может обойтись без электропитания, то есть батареек или аккумуляторов.

Типоразмер матрицы и кроп-фактор

Светочувствительные матрицы ЦФК могут быть разных типоразмеров. Что же это за размеры?

Если вы вздумаете пересчитать дюймы в миллиметры, то обнаружите явное расхождение в цифрах. Дело в том, что по давней традиции здесь использованы нестандартные "телевизионные" дюймы, применявшиеся раньше для обозначения размеров видиконов телекамер. Ещё один термин, напрямую связанный с размером кадра - кроп-фактор. Это всего лишь коэффициент, показывающий во сколько раз диагональ вашей матрицы меньше диагонали 35-мм кадра. Большинство зеркальных цифровых камер оснащены матрицей так называемого формата APS (22 х 15 мм), что означает кроп-фактор. Переход от миллиметров к кроп-фактору удобен по двум причинам:
1. Зеркальные цифровые аппараты используют объективы, предназначенные для 35-мм камер, и фокусное расстояние на этих объективах пишут в расчете именно на 35-м кадр. За счет того, что размер матрицы меньше, на ней запечатлевается только часть картинки, проецируемой объективом, то есть, на итоговом снимке мы имеем большее увеличение при прочих равных. Или, говоря другими словами, меньший угол обзора. Эквивалентное фокусное расстояние (ЭФР) при этом увеличивается ровно в K раз, где K - кроп-фактор.
2. Даже если у вас незеркальная камера и ЭФР объектива вы уже знаете, кроп-фактор тоже может быть полезен. Например, для расчета зоны ГРИП (глубины резко изображаемого пространства), которая, скажем, в портретной зоне, после ряда упрощений определяется формулой (K*A)*P2/32, где К - кроп-фактор, А - диафрагменное число, Р - диагональ прямоугольника на расстоянии фокусировки, полностью занимающего кадр. Как видим, для портретной зоны ГРИП пропорциональна значению диафрагмы и при уменьшении размера матрицы уменьшается также пропорционально. Например, у компактной ЦФК с матрицей 1/1.8" (кроп-фактор примерно равен 5) при прочих равных (одинаковое ЭФР, расстояние до объекта, величина диафрагмы) ГРИП будет в 5 раз больше чем у пленочной камеры. Иногда это минус (хуже размывается фон при портретной съемке), но везде можно найти и плюсы. Так, для макросъемки увеличенная глубина резкости очень часто полезна. Зачем вообще делать матрицы разного размера? Матрица небольшого размера позволяет резко уменьшить габариты и вес оптической системы, ведь сюжет теперь нужно проецировать на участок совсем небольшой площади и площадь линз тоже можно уменьшить. Себестоимость производства светочувствительных матриц сильно зависит от их размера (маленькая матрица на порядок дешевле полноразмерной). Но везде есть и оборотная сторона: у матриц небольшого типоразмера наблюдаются проблемы с размытием фона и с наличием шумов.

Баланс белого (ББ или WB) В цифровых камерах для обеспечения корректной цветопередачи используется настройка баланса белого. Данный параметр всего-навсего указывает электронике камеры, какую цветовую температуру при данном освещении имеет идеально белый (или нейтрально-серый) объект. В большинстве ЦФК есть несколько предустановленных значений ББ - дневной свет, пасмурно, лампы накаливания и проч. Часто есть возможность настроить пользовательский ББ, определяемый по листу белой бумаги или другому нейтрально-серому объекту с достаточной яркостью (например, потолку помещения). Автоматический баланс белого (AWB), самостоятельно определяет нужную цветовую температуру. В более продвинутых, профессиональных зеркальных камерах в дополнение к таким настройкам имеются дополнительные внешние датчики ББ, а также возможность ручной установки цветовой температуры в Кельвинах.

Процесс съемки незеркальной цифровой камерой выглядит следующим образом:

1. Камера включается в режим съемки, после чего объектив автоматически переводится сервоприводами в рабочее положение (выезжает или раскладывается), на цветном ЖК-дисплее в реальном времени виден будущий кадр
2. Фотограф с помощью органов управления устанавливает необходимые параметры съемки, такие как диафрагму, выдержку, чувствительность матрицы, баланс белого (возможна автоматическая или полуавтоматическая установка этих параметров процессором камеры), выбирает необходимое фокусное расстояние (регулирует зум), кадрирует сюжет поворотом/перемещениями корпуса камеры
3. После полунажатия на кнопку спуска камера производит замеры экспозиции и баланса белого будущего кадра (практически мгновенный процесс для любого типа камер), а также фокусировку по выбранной заранее точке кадра (у незеркальных камер это процесс далеко не мгновенный и может занимать до нескольких секунд, особенно в плохих условиях освещения). Готовность к съемке индицируется, как правило, зеленым цветом рамки фокусировки/светодиодом и/или коротким звуковым сигналом
4. После окончательного нажатия на кнопку спуска матрица, до того работавшая в режиме "предварительного просмотра" с низким разрешением, обнуляется и изображение с объектива проецируется на нее до тех пор пока не срабатывает затвор, отмеривший нужную выдержку. Далее, в полной темноте (затвор закрыт) считывается электрический "слепок" с миллионов фотодетекторов матрицы и переводится в формат растрового файла, после чего переписывается из промежуточного буфера на сменную карту памяти
5. Затвор открывается, матрица вновь начинает работать в "просмотровом" режиме низкого разрешения, на дисплей выводится картинка с объектива в реальном времени.

Дата добавления: 2014-11-09