Факторы формирующие качество цифровых фотоаппаратов

Сырье и технологический процесс

Производство цифровых компактных фотоаппаратов практически всеми ведущими фирмами-производителями началось в 1996 г. С момента цифровая фотография перестает быть исключительной принадлежностью профессионалов. Ее проникновение в сферу массового потребления объясняется тем, что цена цифровых ФА стала сопоставимой со стоимостью зеркального фотоаппарата и резко возросло производство компьютеров. Имеется две концепции построения цифровых фотоаппаратов. Наиболее простая сводится к тому, что ФА должен только фотографировать, а все дальнейшие операции — просмотр, распечатка и т. д. должны происходить при подключении ФА к компьютеру. Такое решение обеспечивает более низкую цену ФА, но сильно ограничивает функциональные возможности и «привязывает» фотографа к компьютеру. Другая концепция заключается в создании полностью автономного ФА, который использует компьютер только при необходимости записать изображение на жесткий диск. Такая концепция предусматривает наличие у ФА собственных накопителей: жидкокристаллического дисплея, возможности просмотра фотографий и взаимодействия со специальными фотопринтерами без применения компьютера. Получаемое с помощью цифровых ФА изображение по качеству уступает изображению, получаемому в зеркальных фотоаппаратах, однако 400—500 тыс. пикселей (точек изображения) достаточно для получения фотографий стандартного формата 10×15 см с приемлемым качеством. Компьютерная технология в идеале такова: оцифровка изображения при помощи цифрового фотоаппарата — обработка изображения на персональном компьютере программой фоторедактирования — печать на принтере. Новый процесс не затрагивает традиционные процессы фотографии. Композиция снимка, освещенность, выбор экспозиционных параметров и т. д., все что предшествует нажатию спусковой кнопки, не зависит от технологии получения снимка. Изменяется только то, что происходит за объективом после нажатия на спусковую кнопку. Цифровой фотоаппарат — это устройство для фотографической съемки, в которой оптическое изображение объекта съемки формируется в фокальной плоскости точно такой же оптической системой, как и в обычном фотоаппарате, но изображение регистрируется не на фотопленке, а на прямоугольной светочувствительной матрице. Фотоматрица располагается там, где в обычных фотоаппаратах находится фотопленка. Затем изображение преобразуется в цифровой вид. На матрице по строкам размещено множество мельчайших фотоэлементов. Фотоматрица представляет собой прибор с зарядовой связью (ПЗС), а находящиеся в ней фотоэлементы называются пикселями (от англ. picture element — элемент изображения).Каждый пиксель генерирует электрические заряды, пропорциональные его освещенности. Эти заряды в заданной последовательности подаются в выходную цепь посредством импульсов управляющего напряжения, и на выходе ПЗС формируется сигнал, содержащий информацию об изображении. Полученный сигнал преобразуется в цифровой вид и подвергается дальнейшей обработке и записи. При воспроизведении цифрового изображения на экране монитора или при печати на бумаге компьютер, используяцифровой сигнал, делит экран или печатную страницу на множество отдельных ячеек. Затем, используя параметры изображения, сохраняемые в файле, он определяет яркость и цвет каждой ячейки и вырабатывает необходимые сигналы, подаваемые на монитор или принтер для воспроизведения каждой ячейки изображения. Качество напечатанного или отображенного на экране цифрового изображения зависит от количества пикселей, которые создают изображение. Цифровые ФА по конструкции похожи на обычные пленочные. Разница только в способе формирования изображения. До фотоматрицы цифровые ФА ничем не отличаются от пленочного ФА — объектив фокусирует изображение, диафрагма ограничивает световой поток, затвор фиксирует время экспонирования (выдержку). Все остальное — фотоматрица, запоминающее устройство, процессор — относится к области электроники и компьютерной техники. Сигналы с фотоматрицы поступают в управляющий процессор, в функции которого входят:¦ управление экспозиционной фокусировкой объектива;¦ преобразование сигналов, поступающих с фотоматрицы, с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП¹;¦ формирование файла и сжатие изображения;¦ передача отснятого изображения на съемный накопитель информации (карту памяти).С помощью фотоматрицы изображение фиксируется, а сохраняется оно на карте памяти, основу которой составля-ют микросхемы флеш-памяти. Compact Flash (CF) — KapTbi — лидирующий в настоящее время тип носителя, который можно встретить в большинстве новых цифровых ФА. Карты памяти CF представляют собой легкие съемные устройства памяти большой емкости, которые используют технологию флеш-памяти долговременного хранения данных при отсутствии источника питания. Срок хранения информации на карте — около 100 лет. Основными параметрами цифровых ФА являются: глубина цветопередачи, оптическое разрешение, формат изображения, чувствительность, динамический диапазон. Глубина цветопередачи — отражает разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП), установленного в ФА, т. е. показывает количество информации, которое используется для записи каждого цвета. Чем больше разрядность АЦП, тем большее количество оттенков каждого цветового канала может различить ПЗС-матрица и тем более полными будут цвета изображения. При этом чем больше цветов способен распознавать цифровой ФА, тем более сложным должно быть его устройство, соответственно выше цена. Оптическое разрешение — это плотность ячеек, на которые разбивается регистрируемое изображение. Для ПЗС-матрицы вводится понятие «оптическое разрешение» .Оптическое разрешение матрицы определяется как отношение количества отдельных светочувствительных элементов по вертикали или горизонтали к высоте или длине рабочей области матрицы. Оптическое разрешение выражается в пикселях на дюйм. В цифровых ФА оптическое разрешение выражается просто в пикселях, поскольку для определения разрешающей способности используется размер кадра.