Aparaty bridge camera

Budowa, zasada działania i
podstawowe parametry cyfrowego
aparatu fotograficznego
Część 1
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Podstawowe elementy aparatu cyfrowego
• Matryca światłoczuła
• Układ optyczny (obiektyw)
• Procesor sygnałowy
2
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Zasada działania
• układ optyczny tworzy obraz na przetworniku
optoelektronicznym (CCD, CMOS),
• współpracujący z nim układ elektroniczny odczytuje
informacje o obrazie i przetwarza na postać cyfrową w
układzie zwanym przetwornikiem analogowo-cyfrowym
• dane w postaci cyfrowej są zapisywane w jednym z
formatów zapisu obrazu - zazwyczaj JPEG (kompresja
stratna), TIFF (kompresja bezstratna) lub RAW (pełna
informacja z matrycy aparatu) - w cyfrowej pamięci
aparatu
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
•
•
•
•
•
4
Matryca światłoczuła
Wykonana w technologii CCD lub CMOS
Składa się z milionów komórek
Światło padające na komórkę jest przetwarzane
na ładunek elektryczny
Pomiar napięcia w komórce daje informację o
natężeniu światła padającego na element –
można stąd uzyskać informację o kolorze punktu
Informację zamienia się na słowo cyfrowe
opisujące punkt na zdjęciu
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Matryca światłoczuła CCD
Zestaw filtrów
Soczewki
Matrycy z elementami
światłoczułymi
5
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Parametry matrycy
• Rozdzielczość (w milionach pikseli - MP) - duża
rozdzielczość:
– Stwarza większe możliwości dalszej obróbki zdjęcia
– Umożliwia wykonanie wydruku w większych rozmiarach
Rozdzielczość
6
Rozmiar wydruku
150 dpi
(średnia jakość)
Rozmiar wydruku
300 dpi
(dobra jakość)
5 MP 2560x1920
43x32 cm
21x16 cm
4 MP 2240x1680
3 MP 2048x1536
1 MP 1200x900
38x28 cm
34x26 cm
20x15 cm
19x14 cm
17x13 cm
10x7 cm
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Parametry matrycy
• Rozdzielczości w aparatach cyfrowych:
– Z każdym dniem coraz większe
– Obecnie wahają się od 1 MP do 40+ MP
– Popularne aparaty: 3 MP do 8 MP
• Uwaga:
– Najtańsza klisza odwzorowuje z dokładnością ok. 8 MP
– Solidny slajd – ok. 12 MP
7
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Parametry matrycy
• Przekątna matrycy
– Większa przekątna – większy odstęp między komórkami
matrycy
– Większy odstęp – mniejsze wzajemne oddziaływanie
komórek na siebie – mniejsze zakłócenia (szumy)
• Typowe przekątne 1/3 (proste aparaty – 4/3 cala
(aparaty wyższej jakości)
8
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Parametry matrycy
• Czułość matrycy
– Zwykle można ją regulować w pewnym zakresie
– Podobnie jak dla filmów w aparatach analogowych
wyrażona w skali 75 – 800 ISO
– Prawidłowa ekspozycja matrycy 200 ISO wymaga 2 razy
mniej światła niż 100 ISO
• Większe wartości np. 400 ISO
– Lepsze zdjęcia w ciemności
– Większe szumy (niekiedy psujące cały efekt)
10
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Obiektyw
• Układ 5-9 soczewek: 2-3 do odwzorowania obrazów na
powierzchni światłoczułej, pozostałe do korygowania
zniekształceń
• Istotne parametry:
– Ogniskowa – odległość między środkiem obiektywu a
powierzchnią światłoczułą
 Określa szerokość planu
 Wraz ze skracaniem wzrasta szerokość planu
– Jasność – wielkość światła przenikającego przez obiektyw do
czujnika optycznego
 Oznaczona symbolem f/n - np.f/2.8
 Im niższa wartość, tym większa szansa na dobre zdjęcie w ciemnym
otoczeniu
 Dobre obiektywy są jasne (mają niską wartość tego parametru np.
f/2)
11
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Obiektyw
• Dwa zasadnicze rodzaje:
– O stałej ogniskowej:
 Kiepskie w tanich i prostych aparatach
 Bardzo drogie w profesjonalnych i niebotycznie drogich
aparatach (ale niemal wolne od zniekształceń)
– O zmiennej ogniskowej (zoom)
 Ważny parametr mówiący o zdolności przybliżania obrazów
(im większy tym lepiej)
 Wraz ze wzrostem ogniskowej maleje jasność obiektywu
 Obiektywy z zoomem są bardziej praktyczne w codziennym
użyciu ale powodują większe zniekształcenia, niż
profesjonalne obiektywy o stałej ogniskowej
12
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Obiektyw
• Jak czytać oznaczenia – przykład:
„7.3-29.2mm 1:2.8-4.1”
• Obiektyw o zmiennej ogniskowej
–
–
–
–
–
13
Minimalna ogniskowa 7.3
Maksymalna ogniskowa 29.2
Zoom: 4 krotny (7.3 * 4 = 29.2)
Jasność przy minimalnej ognisowej: f/2.8
Jasność przy maksymalnej ognisowej: f/4.1
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
•
•
•
•
14
Obiektyw
Przysłona – układ blaszek wbudowany w
obiektyw i regulujący ilość wpuszczanego światła
Oznaczona symbolem f/n, gdzie n jest tzw.
Liczbą przysłonową: f/2, f/2.8, f/4, f5.6, f/8, f/11,
f/16 itd...
Zmiana przysłony o jedną działkę w dół (np. z
f/5.6 na f/4 podwaja ilość światła wpuszczanego
przez obiektyw
Największy otwór przysłony np. 2.8 to jasność
obiektywu
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
•
•
•
•
Obiektyw
Migawka – element regulujący czas przez jaki
światło pada na powierzchnię światłoczułą (czas
naświetlania)
Typowe wartości: 1/500, 1/250, 1/125, 1/60,
1/30, 1/15 sekundy
Dobre aparaty nawet 1/4000 sekundy
W słabych aparatach brak elementu
mechanicznego
– Dane z matrycy są odczytywane przez określony czas
– Daje niską jakość w porównaniu z migawką
mechaniczną
15
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Procesor sygnałowy
• Realizuje wszystkie obliczenia związane z
tworzeniem i przekształcaniem obrazu np.:
– Przeprowadza kompresję do postaci jpg
– Usuwa szumy
– Steruje parametrami pracy dla programów
tematycznych (np. fotografowania nocnego)
16
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Aparaty kompaktowe - charakteryzująca się zwartą budową i
niewielkimi rozmiarami oraz uproszczeniem i zautomatyzowaniem obsługi. Kompakty przybierają różne formy, od
najbardziej zminiaturyzowanych aparatów kieszonkowych o
grubości kilku do kilkunastu milimetrów, do rozbudowanych
zarówno od strony możliwości regulacji dostępnych dla
użytkownika jak i wielkości matryc i obiektywów.
Lustrzanki cyfrowe (ang. DSLR, Digital Single Lens Reflex)
ich konstrukcja oparta jest na klasycznej lustrzance jednoobiektywowej gdzie błonę światłoczułą zastąpiła duża matryca,
o rozmiarach porównywalnych z klatką filmu małoobrazkowego
24 × 36 mm. W optycznym wizjerze widoczny jest obraz
rzutowany na matówkę bezpośrednio z obiektywu aparatu
poprzez uchylne lustro zasłaniające migawkę i matrycę. W
momencie robienia zdjęcia lustro się unosi a światło kierowane
jest na matrycę. Istnieją również lustrzanki z lustrem
półprzepuszczalnym. W takim aparacie lustro nie ulega
podniesieniu w trakcie robienia zdjęcia, co znacznie podnosi
szybkość robienia zdjęć seryjnych. Istotną zaletą lustrzanek
jest możliwość wymiany obiektywów.
Najważniejsze elementy i parametry aparatu
Aparaty bridge camera (potocznie hybrydy lub DSLR-like) aparaty, których wspólną cechą jest brak optycznego układu
celowniczego występującego w lustrzankach oraz brak cech
konstrukcyjnych i użytkowych pozwalających jednoznacznie
zaliczyć je do kompaktów. Z reguły oferują możliwość ręcznego
ustawienia wielu parametrów, pod względem rozwiązań
ergonomicznych zbliżone bywają do lustrzanek. Oprócz ekranu
podglądu LCD przeważnie wyposażone są w wizjer
elektroniczny (EVF) zapewniający podgląd obrazu wprost z
matrycy. Typowo wyposażane w niewymienne obiektywy
zmiennoogniskowe, niekiedy o dużej transfokacji (superzoom).
Bezlusterkowce - aparaty których główną cechą jest brak
lustrzanego układu optycznego wizjera typowego dla lustrzanek
przy jednoczesnej możliwości wymiany obiektywów, co
odróżnia je od pozostałych aparatów cyfrowych. Ich
pomniejszone rozmiary możliwe są, dzięki usunięciu lustra i
pryzmatu oraz zmniejszenie odległości matrycy od obiektywu.
Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego
Interfejsy komunikacyjne
Przykłady:
• USB lub FireWire
• Wyjście na telewizor
• Czujnik sygnału pilota
Komunikacja z komputerem:
• Karta pamięci wykrywana jak PenDrive
• Niekiedy własny protokół komunikacji i
sterowniki (np. aparaty Canon)
19
Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego
•
•
•
•
•
•
•
•
•
20
Inne elementy aparatu cyfrowego
Spust migawki
Kolorowy panel LCD
Wizjer
Światłomierz
Pokrętło trybów pracy
Przycisk(i) nawigacji po systemie
Lampa błyskowa
Mocowanie zewnętrznej lampy błyskowej i
statywu
Mikrofon, Baterie, Karty Pamięci ...
Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego
Akcesoria
•
•
•
•
•
•
•
21
Karty Pamięci
Akumulatory
Mikrofon
Statyw
Zewnętrzna lampa błyskowa
Filtry
.....