Вы когда-нибудь останавливались во время фотосъемки и вдруг задавались вопросом: «Цифровые камеры: как они работают?» Подобно многим современным технологическим штуковинам, цифровые камеры настолько удивительны, что кажется, что магия — единственное объяснение всего того, что они могут делать. Однако, как и в большинстве случаев, этому есть логическое объяснение, и магия здесь ни при чем. Эта статья расскажет вам о том, что происходит за видоискателем, и поможет вам ответить на вопрос «Цифровые камеры: как они работают?»
Понимание цифровых камер: как они работают?
Несмотря на то, что цифровая камера очень похожа на пленочную камеру, ее функции не могут быть более разными. Пленочные камеры работают, позволяя свету падать на кусок пленки и химически отпечатывать на нем изображение; их можно буквально сделать из куска пленки и коробки с прорезанным в ней отверстием. Однако цифровые камеры работают иначе. Каждый из них работает как маленький компьютер.
Пиксели
Фундаментальным элементом цифрового изображения является его частота пикселей. Пиксели — это крошечные точки света, представленные битами и байтами или последовательностью нулей и единиц, которую считывают компьютеры. В то время как пленочная камера позволяет свету проходить через объектив и падать на кусок пленки, цифровые камеры принимают тот же свет и фокусируют его на полупроводнике, который записывает свет в наборе пикселей. В зависимости от того, насколько чувствителен полупроводник и насколько мощна камера, количество пикселей будет варьироваться. Разрешение камеры измеряется количеством пикселей. Бюджетная камера может иметь разрешение 1,3 мегапикселя (то есть 1,3 миллиона пикселей), а профессиональная камера может достигать 15 мегапикселей.
ПЗС или КМОП
Датчики, которые камеры используют для преобразования света в электричество (электроны), относятся к одному из двух типов: устройство с зарядовой связью (ПЗС) или комплементарный оксид металла-полупроводник (КМОП). Хотя они оба делают по сути одно и то же, на техническом уровне они выполняют эти задачи совершенно по-разному, что создает определенные плюсы и минусы для каждого типа. ПЗС-сенсоры существуют дольше и обычно могут создавать изображения с более высокой частотой пикселей и меньшим уровнем шума, но КМОП-сенсоры потребляют гораздо меньше энергии.
Цвет
Когда цифровая камера улавливает свет и преобразует его в электричество, она все равно не захватывает ни одного цвета изображения. Это достигается с помощью совершенно другого процесса, называемого фильтрацией. В большинстве цифровых камер светоделитель перенаправляет свет, попадающий в камеру, на три различных фильтра, предназначенных для восприятия света через один из трех основных цветов: красный, зеленый и синий. Камера записывает, как эти три фильтра считывают цвета света, а затем объединяет результаты в одно изображение с точной цветопередачей.
Экспозиция и фокус
Подобно обычным пленочным камерам, цифровые камеры полагаются на диафрагму и скорость затвора, чтобы контролировать количество света, попадающего в камеру. Диафрагма относится к размеру отверстия, через которое свет попадает в камеру. Чем меньше число диафрагмы, тем шире отверстие и тем больше света попадает в камеру. Скорость затвора определяет, как долго затвор камеры открыт, чтобы свет попадал в камеру. Чем короче выдержка, тем меньше света попадает в камеру. В отличие от пленочной камеры, затвор цифровой камеры управляется цифровым способом, а не механическим.
Место хранения
После того, как изображение сделано, цифровая камера выполняет одну из наиболее похожих на компьютер задач и сохраняет изображение на носителе в виде файла. Большинство современных камер могут сохранять изображения в нескольких файловых форматах, включая TIFF, JPEG и RAW. Большинство камер затем сжимают эти изображения, чтобы сделать их как можно меньше, а затем записывают их на съемное запоминающее устройство, такое как SD-карта или карта памяти. Затем эти карты можно извлечь и подключить к настольному ПК или ноутбуку, где изображения можно редактировать с помощью программного обеспечения [[Бесплатные учебные пособия по GIMP|редактирование изображений]].
Жду с нетерпением
Как и все аспекты технологии, цифровые камеры развиваются с экспоненциальной скоростью. Функции, которые сегодня можно найти в камере стоимостью менее 200 долларов, несколько лет назад были бы доступны только в профессиональных моделях высокого класса. Трудно представить, как будут выглядеть цифровые камеры через несколько лет, но нет никаких сомнений в том, что они продолжат удивлять и поражать.
~ Кевин Каспер