Цифровые фотоаппараты

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:«Цифровые фотоаппараты»

по дисциплине «ПЭ»

 

 

 

 

 

Содержание:

Введение 3

1. Фотосенсор 4

1.1. Размер фотосенсоров и угол изображения 4

1.2. Формат кадра 4

2. Устройство цифрового фотоаппарата 5

3. Виды цифровых фотоаппаратов 10

3.1. Цифровые фотоаппараты со встроенной оптикой 10

3.2. Зеркальные фотокамеры 10

3.3. Среднеформатные и прочие профессиональные цифровые камеры 11

3.4. Цифровые задники 11

4. Параметры цифрового фотоаппарата 12

4.1. Количество и размер пикселей матрицы 12

4.2. Видоискатели 12

5. Форматы файлов13

6. Носители данных 13

7. Достоинства и недостатки цифровой фотографии 14

7.1. Основные преимущества цифровой фотографии 14

7.2. Основные недостатки цифровой фотографии 14

8. Фотоаппарат Nikon D530015

9. Технические характеристики17

10. Основные особенности  фотоаппарата Nikon D530025

Литература29

 

 

 

Введение

Цифровая фотография — фотография, результатом которой является изображение в виде массива цифровых данных — файла, а в качестве светочувствительного материала применяется электронное устройство — матрица.

Изображение, представленное в цифровом виде, предназначено для дальнейшей обработки на компьютере (или на другой цифровой технике). Поэтому цифровая фотография часто относится к области информационных технологий.

Помимо собственно цифрового оборудования, в сферу цифровой фотографии оказываются традиционно включены:

• Аналоговые компоненты цифровых аппаратов (например, матрица содержит аналоговые части);

• Теле- и видеокамеры, некоторые факсимильные и копирующие аппараты, использующие для получения изображения твердотельные матрицы, но передающие и записывающие аналоговый сигнал;

• Некоторые исторические модели фототехники, например Sony Mavica, записывающие аналоговый сигнал.

Достижения в области технологий и производства фотосенсоров, оптических систем позволяют создавать цифровые фотокамеры, которые вытесняют плёночную фототехнику из большинства сфер применения. Кроме того, создание встроенных в сотовые телефоны, карманные компьютеры цифровых миниатюрных фотоаппаратов создало новые сферы применения фотографии.

 

1. Фотосенсор

Цифровая фотография начинается с момента создания и внедрения Фотосенсора или Фотодатчика — светочувствительного устройства, состоящего из матрицы и аналого-цифрового преобразователя.

1.1. Размер фотосенсоров  и угол изображения

Рис.1. Сравнение размеров матриц цифровых фотокамер и 35-мм плёнки

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.

1.2. 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.

2. Устройство цифрового  фотоаппарата

Матрица

Основной элемент любой цифровой фото- или видеокамеры — матрица. От матрицы и объектива в наибольшей степени зависит качество получаемого изображения.

Матрица (иногда её называют сенсором) представляет собой полупроводниковую пластину, содержащую большое количество светочувствительных элементов, в подавляющем большинстве случаев сгруппированных в строки и столбцы.

В современных ЦФК наибольшее распространение получили матрицы двух типов: ПЗС (прибор с зарядовой связью, по-английски CCD — Charge-Coupled Device) и КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник, CMOS — Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor).

CMOS-матрицы для потребительских  фотоаппаратов относительно дёшевы, так как производятся по стандартным  полупроводниковым технологиям, однако  шумы таких матриц обычно гораздо  выше, чем у CCD. Поэтому в настоящее  время большинство моделей ЦФК (за исключением ряда профессиональных  и полупрофессиональных «зеркалок» Canon, Nikon и Sony и других, имеющих специальные схемы подавления шумов), оснащаются ПЗС-матрицами. Название ПЗС — прибор с зарядовой связью, отражает способ считывания электрического заряда методом сдвига от одного элемента матрицы к другому, постепенно заполняя буферный регистр. Далее напряжение усиливается и подается на АЦП (аналого-цифровой преобразователь), после чего уже в цифровой форме поступает для последующей обработки в процессор фотокамеры.

Объектив

Объектив цифровой камеры не претерпел кардинальных изменений по сравнению с объективами обычных фотокамер. Из-за меньших размеров сенсора, объективы цифровых камер (за исключением зеркальных камер, использующих те же объективы) имеют меньшие геометрические размеры.

Благодаря уменьшению относительно 35-мм плёнки размера матрицы, в камерах любительского уровня стало возможным использование оптических схем, ранее присущих только дорогим аппаратам

Затвор

Цифровые потребительские фотокамеры оснащены электронным эквивалентом затвора, который встроен в матрицу и выполняет работу, аналогичную механическому. В более дорогих камерах вмонтированы два затвора, и механический служит для предотвращения попадания на сенсор света после окончания времени выдержки, что позволяет избежать появления артефактов ореола, частично блюминга и смазывания.

В некоторых цифровых фотоаппаратах при нажатии клавиши затвора наполовину происходит срабатывание систем автоматики. Автофокус и система определения экспозиции фиксируют параметры съёмки и ждут полного нажатия. При полном нажатии клавиши спусковой кнопки

• в незеркальных цифровых аппаратах:

• механический затвор (при наличии) открывается,

• происходит сброс заряда в ячейках матрицы,

• механический затвор открывается на время экспонирования,

• механический затвор закрывается,

• происходит считывание кадра из матрицы,

• механический затвор открывается,

• матрица переходит в режим Live View;

• в зеркальном цифровом аппарате (без или при выключенном режиме Live View):

• поднимается зеркало и срабатывает «прыгающая» диафрагма,

• включается ранее выключенная матрица,

• открывается на время экспонирования механический затвор,

• закрывается механический затвор,

• опускается зеркало и открывается диафрагма,

• происходит считывание и обработка кадра из матрицы.

Видоискатели

Видоискатель — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка и в некоторых случаях резкость и параметры съёмки. На бытовых цифровых фотоаппаратах в качестве видоискателя используются ЖК экраны (на зеркальных в режиме LiveView и на компактных камерах) и различные виды электронных и оптических видоискателей.

Процессор

Процессоры в цифровых фотоаппаратах выполняют следующие функции:

• управление работой затвора;

• управление объективом в автоматическом и ручном режимах съёмки;

• выбор баланса белого, измерение освещённости объекта, определение экспопары, выбор цветовой температуры и т. п.;

• управление работой вспышки;

• управление брекетингом — возможностью серийной съёмки (обычно сериями по 3 или 10 кадров) с разными настройками фотоаппарата;

• управление специальными эффектами из имеющегося набора (сепия, чёрно-белая съёмка, устранение эффекта красных глаз и др.);

• формирование и выдачи на дисплей информации о выбранных режимах съёмки, настройках, самого изображения и т. п.

Карта памяти

Карта памяти — носитель информации, который обеспечивает длительное хранение данных большого объёма, в том числе изображений, получаемых цифровым фотоаппаратом.

В ранних моделях цифровых фотоаппаратов использовались и иные носители информации, в том числе миниатюрные жесткие диски, дискеты, записываемые оптические и магнитооптические диски и т. п., вплоть до аудиокассет (в самом первом образце электронной фотокамеры фирмы «Кодак», использовавшей аналоговые способы обработки и сохранения изображений).

Разъёмы и интерфейсы

Внешний интерфейс подключения к компьютеру общего назначения имеется практически во всех цифровых камерах. На сегодня (2011) самым распространённым из них является USB. Также применяются специальные виды разъёмов для подключения к телевизору или принтеру. Появились первые модели фотокамер с беспроводными интерфейсами.

Выбор режимов работы

Диск режимов фотоаппарата — селектор режимов фотокамеры. Обычно находится на верхней панели камеры слева или справа. Реже, в основном на компактных камерах, на панели обращённой к фотографу. В некоторых цифровых камерах диск режимов отсутствует, а выбор режима съёмки осуществляется при помощи кнопок и меню.

Кнопка спуска

Элемент управления фотосъемкой, инициирующий последовательность получения кадра. Выполняется в виде кнопки либо на верхнем торце аппарата (компактные камеры), либо спереди и сбоку рукоятки в зеркальных фотоаппаратах. При нажатии фотокамера производит съемку и обработку кадра. Во многих моделях предусмотрено 2-ступенчатое нажатие (при нажатой наполовину срабатывают технологии автофокуса и экспокоррекции, при полном нажатии — производится съемка.)

Управление меню

Для настройки параметров в большинстве цифровых фотоаппаратов применяется интерфейс меню.

Во многих компактных фотоаппаратах имеются два меню: основное и «быстрое». Основное меню занимает весь объём экрана и предназначено для установки как непосредственно параметров съёмки, так и системных параметров аппарата (даты, времени и т. п.). «Быстрое» меню выводится поверх изображения в режиме съёмки и позволяет изменять непосредственно параметры съёмки, например, ISO, баланс белого, экспокоррекцию и т. п.

В цифровых зеркальных фотоаппаратах при отключённом режиме «Live View» на экране (если он включён) отображаются только параметры съёмки. Такой же интерфейс присутствует и в некоторых компактных камерах, например, в Canon PowerShot G11 в режиме «Быстрый снимок» (в этом режиме визирование возможно только с использованием оптического видоискателя).

  

3. Виды цифровых  фотоаппаратов

3.1. Цифровые фотоаппараты  со встроенной оптикой

 

3.2. Зеркальные  фотокамеры

Рис. 2. Принципиальная схема зеркального фотоаппарата

Цифровые зеркальные камеры (англ. DSLR) являются аналогом плёночных зеркальных камер и имеют сопоставимые размеры (меньшие за счёт отсутствия фильмового канала).