Технические средства управления фотоаппаратом и качеством снимка

Затвор фотоаппарата

Затвор фотоаппарата - механизм для пропускания светового изображения на светочувствительной слой в течение необходимого промежутка времени (выдержки).

Конструкции затворов могут быть разными.

· Центральный затвор расположен вблизи диафрагмы или сам работает как диафрагма, открываясь на определенную величину (величину диа­фрагмы). В таких затворах лепестки открывают доступ свету от центра к краям, отсюда и название - центральный. В камерах, где применена данная конструкция затвора, экспозиция увеличивается за счет промежутков времени, в течение которых зат­вор открывается и закрывается (неполное открытие), не входящих во время выдержки. Такими затворами обычно снабжаются цифровые «мыльницы», а также полупрофессиональные цифровые ап­параты.

· Фокальный затвор расположен вблизи фокальной плоскости (плос­кости светочувствительного элемента). При таком расположении зат­вора кадр засвечивается по частям в ходе движения шторок (ламелей). Ширина щели между ними выбирается в зависимости от выдержки. При той же выдержке щель тем шире, чем быстрее их движение. В современных камерах скорость движения шторок достаточно высока. При выдержке 1/250 се­кунды щель равна размеру ка­дра, что позволяет снимать со вспышкой. На более коротких выдержках применение вспыш­ки становится невозможным именно по причине неполного открытия кадра, и освещенной окажется не вся площадь кадра, а только та его часть, которая от­крыта для доступа света в мо­мент срабатывания вспышки. Та­кой тип конструкции затвора обычно применяется в зеркальных цифровых фотоаппаратах.

Экспозиция

Экспозиция определяется комбинацией таких параметров, как чувст­вительность сенсора, диафрагма объектива и скорость за­твора.

В случае недодержки количество света меньше, чем необходимо, и фотографии получаются слишком темными. В случае передержки све­та, наоборот, слишком много, и фотографии получаются чересчур свет­лыми. Чтобы экспозиция была оптимальной, необходимо учитывать чувствительность сенсора, которая в цифровых фотоаппаратах учитывается автоматически, диафрагму объектива и скорость затвора. Экспозиция обычно обозначается "EV".

 

	Недодержка Изображение в целом слишком тем­ное. Детали и области тени стали чер­ными.
	Оптимальная экспозиция
	Передержка Изображение в целом чересчур светлое. Детали и области светлых от­тенков сливаются с общим фоном.

 

Видоискатель

Видоискатель - это устройство, позволяющее определить грани­цы изображаемого в кадре пространства, выполнить фокусировку и скомпоновать сцену. Необходимо отметить, что подавляющее большинство современных компактных камер лишены видоискателя в основном видоискатели устанавливают на зеркальные фотоаппараты или полупрофессиональные компактные камеры и ультразумы. В обычных компактных камерах видоискатель с успехом заменяется дисплеем, о типах и видах которых мы по говорим чуть позже.

Видоискатели бывают трех типов:

· Простой оптический видоискатель (может использоваться на самых недорогих моделях)

· Электронный видоискатель.

· Оптический видоискатель зеркального типа.

Рассмотрим подробнее каждый из них.

 

Простой оптический видоискатель может применяется в абсолютном большинстве компактных камер (или, проще говоря, «мыльниц»). Простой оптический видоискатель представляет собой несложную телескопическую систему с собственным маленьким объективом, а также с оку­ляром, в который смотрит фотограф. Механически видоискатель связан основным объективом камеры, то есть увеличение основного объек­тива соответствует увеличению видоискателя. Эта конструкция проста, надежна и очень дешева, однако имеет ряд существенных недостатков. Главный из них - несовпадение оптической оси видоискателя с оптичес­кой осью объектива. Таким образом, сквозь окуляр видоискателя фотог­раф наблюдает не совсем то, что «видит» через объектив матрица и фотопленка. Этот эффект имеет название параллакса. Из элементарной геометрии легко заметить, что чем ближе объект съемки, тем сущест­веннее влияние параллакса. Кроме того, границы кадра в видоискателе и на матрице обычно не совпадают - матрица «видит» больше, и разни­ца, в зависимости от фокусного расстояния, может достигать 20-25%. При использовании простого оптического видоискателя фотограф ли­шен возможности проконтролировать точность фокусировки.

Электронный видоискатель (electronic viewfinder, EVF). В каме­рах с большим диапазоном фокусных расстояний (6-8-кратное увели­чение и более) простой оптический видоискатель становится слишком сложным и громоздким устройством, поэтому вместо него в таких ап­паратах используется электронный видоискатель. Электронный видо­искатель представляет собой миниатюрный жидкокристаллический дисплей, окулярную лупу для увеличения картинки на нем и окуляр. Дисплей показывает изображение, сформированное объективом не­посредственно на матрице, то есть в точности соответствующее изоб­ражению, получаемому на снимках. Таким образом, электронный ви­доискатель полностью избавлен от всех недостатков простого оптичес­кого. Еще один плюс EVF заключается в том, что с помощью него фотог­раф может сразу оценить баланс белого или правильность экспокоррекции. Кроме того, на электронный видоискатель обычно можно вы­вести все основные параметры съемки, что также способствует удобству фотографа.

Оптический видоискатель зеркального типа. Главным достоинст­вом такого видоискателя является отсутствие параллакса. Зеркало от­ражает световой поток, прошедший сквозь объектив фотоаппарата, и направляет его на матовое стекло видоискателя. Но спроецированное изображение получается перевернутым, поэтому далее схеме следу­ет пентапризма (или система зеркал), оборачивающая изображение. Чтобы изображение было более крупным, в видоискателе имеется по­ложительная линза. Так как в видоискателе мы видим изображение, строимое объективом камеры, оно будет максимально соответствовать изображению, получаемому на снимках. Зеркальный видоискатель дает возможность визуально контролировать точность фокусировки, эффект, даваемый светофильтрами в случае их использования. В момент съемки зеркало поднимается, экспонируется расположенная за ним матрица фотоаппарата, после чего зеркало принимает исходное состояние.

Однако у такой конструкции есть и недостаток. Во время визирова­ния зеркало закрывает светочувствительную матрицу фотоаппарата и изображение не проецируется на ее поверхность. Значит, ЖК-дисплей ка­меры не может использоваться в качестве видоискателя. Так и было до недавнего времени, когда мониторы зеркальных фотоаппаратов работали исключительно на просмотр отснятых снимков и введение настроек пунктов меню фотоаппарата.

Сегодня во всех новых камерах появилась функция под названием Live View, позволяющая визировать изображение на ЖК-дисплее прямо во время съемки. Первой такую камеру выпустила компания Olympus. Как же работает эта функция? Очень просто. Причем существует два решения этой задачи, и оба они применяются на практике. В первом случае при включении данного режима зеркало откидывается, затвор открывается, и поток света попадает на матрицу, которая передает всю информацию на ЖК-дисплей. В этом методе есть несколько недостатков. Во-первых, перестает работать автофокусировка и экспозамер, так как датчики ловят отраженный зеркалом свет, а оно откинуто в сторону. Во-вторых, при включенной функции Live View невозможно пользоваться оптическим видоискателем опять-таки по причине откинутого зеркала. В-третьих, при съемке фотокамере требуется некоторое время для автофокусировки, для чего зеркало опускается на короткое время, а затем вновь поднимается. В-четвертых, возникает повышенная вероятность попадания на матрицу пыли, так как она теперь не защищена шторками затвора и находится продолжительное время в открытом состоянии.

Второй способ реализован более сложно. В оптическую систему фотокамеры помещают еще одну матрицу, меньшего размера и, соответственно, более дешевую. Дополнительная матрица устанавливается таким образом, что на нее и на оптический видоискатель постоянно попадает часть света, проходящая через объектив. Благодаря этому на ЖК-дисплее, как и в видоискателе, постоянно присутствует изображение.

 

ЖК-дисплей

На задней части абсолютно всех цифровых камер имеется цветной ЖК-дисплей. В большинстве незеркальных камерах дисплей работает так, как описан­ный выше электронный видоискатель, и чаще всего для компоновки кадра используется именно ЖК-дисплей. Это удобно, поскольку нет необходимости прижимать аппарат к лицу, а можно снимать из любой точки, с которой видно экран дисплея. Поворотные экранные еще более расширяют воз­можности фотографа - можно легко снимать хоть автопортреты.

Несмотря на удобство ЖК-экранов, на более дорогих фотоаппаратах, которые позиционируются как полупрофессиональные модели все равно устанавливают видоискатели и вот почему:

· во-первых, ЖК-дисплей потребляет достаточно много энергии, и в целях экономии иногда бывает полезно его отключить.

· во-вторых, как и все жидкокристаллические дисплеи, выполнен­ные по технологии TFT, экраны фотоаппаратов в той или иной сте­пени подвержены негативному воздействию прямых солнечных лучей, и в солнечный день разобрать что на нем отображено может быть достаточно сложно.

 

Гораздо меньше подвержены этим негативным явлениям AMOLED и SUPER AMOLED дисплеи.

Их основные преимущества:

· уменьшенное энергопотребление,

· способность отображать большую цветовую гамму (на 32% больше физического предела жидкокристаллической матрицы),

· значительно меньшее время отклика (приблизительно 0.01 мс, против минимального 2 мс для TFT матрицы),

· полные углы обзора по вертикали и горизонтали 180 градусов при абсолютном сохранении яркости, цветности и контрастности изображения.

Пока такие дисплеи на фотокамеры устанавливает только компания Samsung, но в ближайшее время можно ожидать более широкого их применения.

Кроме собственно изображения с матрицы, на экран ЖК-дисплея можно вывести все основные параметры съемки - выдержку и диаф­рагму, разрешение, светочувствительность, программы экспозиции и баланса белого и т.д. Также дисплей служит для просмотра отснятых кадров и в качестве основного интерфейса между камерой и пользо­вателем.

Основная характеристика ЖК-дисплея фотокамеры - размер, изме­ряется обычно длина диагонали в дюймах. Типичные размеры («форм-факторы») -2,5"; 2,7"; 3,0". Очевидно, что чем диагональ больше, тем лучше. Еще один параметр дисплея - его разрешение в пикселях, однако на практике он не так важен. Как правило, произво­дители обеспечивают разрешение, пропорциональное размерам са­мого экрана, и оно редко бывает явно недостаточным. Кроме этого на многие современные камеры устанавливают сенсорные ЖК-дисплеи, это позволяет сократить количество элементов управления, перенося их непосредственно на дисплей.

Кроме больших ЖК-дисплеев высокого разрешения некоторые ка­меры высшего ценового диапазона имеют также небольшой вспомога­тельный дисплей, расположенный в верхней части аппарата рядом с кнопкой спуска затвора или селектором режимов экспозиции. Этот дисплей (как правило, сегментный алфавитно-цифровой) отображает основную информацию о текущем состоянии камеры - количество оставшихся кадров, выдержку и диафрагму, режим экспозиции, сдвиг экспокоррекции, гистограмму яркостей и так далее. Поскольку вспо­могательный дисплей потребляет очень немного энергии, иногда в це­лях экономии заряда батарей имеет смысл отключать основной экран и ориентироваться по показаниям вспомогательного. Кроме того, вспомогательный дисплей позволяет убрать с основного всю, служеб­ную информацию, избавив его от излишнего загромождения.

 

Вспышка

Наличие встроенной вспышки объединяет практически все предс­тавленные на рынке фотоаппараты. Неумение правильно пользовать­ся этим устройством объединяет многих и владельцев. Большинство пользователей фотоаппаратов использует вспышку везде, не задумы­ваясь о том, как это повлияет на конечное качество снимка.

Большинство современных цифровых камер имеет несколько режи­мов работы вспышки. Самыми распространенными режимами вспыш­ки являются автоматический, заполняющий, принудительный, анти­красные глаза, отключение. Некоторые подвинутые модели имеют оп­ции типа "ночной портрет с медленной синхронизацией" и изменяе­мую мощность импульса вспышки. Давайте рассмотрим эти варианты и получим хороший инструмент для проведения уверенной консульта­ции клиента.

Auto-flash (автовспышка) - вспышка соединена с системой экспозамера. Когда уровень освещенности становится ниже определенного порога, вспышка автоматически срабатывает. В простых моделях камер можно выставить выдержку около 1/60 секунды при сильно открытой диафрагме и задействовать вспышку с полной мощностью. В ре­зультате объекты, расположенные близко к камере, будут переэкспонированы, а все, что оказалось вне радиуса действия вспышки, сильно недоэкспонированным. Как правило, это стандартный результат.

Fill-in flash (заполняющая вспышка) - в этом режиме выходная мощность вспышки сбалансирована, чтобы дополнить имеющееся освещение. Это очень полезно при съемке портретов с задней подс­веткой и для заполнения теней в яркий солнечный день. Поскольку экспозиция определяется по окружающему освещению, дальние пред­меты будут экспонированы точно, в то время как очень близко распо­ложенные объекты не будут переэкспонированы.

 

При наличии заполняющей вспышки съемка против света не создает проблем

 

Forced flash (принудительная вспышка) - в этом режиме вспышка срабатывает на полной мощности каждый раз, когда делается снимок. Его стоит применять только для снимков со спецэффектами или в не­стандартных ситуациях, например, для "замораживания" быстрого движения. В большинстве камер автоматическая экспозиция опреде­ляется по окружающему освещению, поэтому для правильного экспо­нирования убедитесь, что объект расположен не слишком близко или слишком далеко.

Anti-red-eye (антикрасные глаза) Эффект красных глаз вызван отраже­нием света вспышки от насыщенной кровью сетчатки на задней стороне глаза. Пос­кольку большинство снимков со вспыш­кой делается в условиях слабого освеще­ния, зрачки глаз оказываются широко открытыми. Режим "антикрасные глаза" производит перед съемкой кадра серию коротких вспышек, что заставляет зрачки немного сузиться. Этот режим не устраня­ет красные глаза полностью, но ослабля­ет этот нежелательный эффект.

Flash off (отключение вспышки) - если объект съемки находится вне радиуса действия вспышки, как на футбольном матче, то следует отключить ее и полагаться на длинную выдержку затвора и широко открытую диаф­рагму. В этих условиях важно опереть камеру на что-то устойчивое.

Slow sync (медленная синхронизация) - в этом режиме выдержка затвора и диафрагма устанавливаются экспосистемой камеры как нор­мальные, а вспышка срабатывает в конце (иногда в начале). Это при­меняется для ночных портретов, чтобы сбалансировать свет вспышки с окружающим освещением, или при длинных выдержках для получе­ния снимков с эффектом движения.

Night portrait (режим "ночной портрет") - режим с автоматичес­ким использованием вспышки с медленной синхронизацией для освещения переднего плана и од­новременного правильного экс­понирования заднего плана, ба­лансируя вспышку и окружающее освещение. Так как в этом случаеобычно используется длинная выдержка, важно применять штатив или опирать камеру на что-то устойчивое.

Переменная мощность вспышки дает полный контроль над мощ­ностью вспышки при специальной съемке.

PC-sync socket (синхроконтакт)

Некоторые высококлассные камеры, а так­же большинство цифровых зеркалок имеют специальный разъем для подключения сту­дийных или других внешних вспышек. Он из­вестен как синхроконтакт или разъем PC- sync, а иногда как X-sync. Также для камер с разъемом "горячий башмак" существуют адаптеры с разъемом PC-sync.

МАТРИЦА

Матрица (сенсор), запоминающая изображение в цифровой камере, состоит из массива светочувствительных ячеек. Каждая ячейка выра­батывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности попадающего на нее светового потока (только интенсивности, незави­симо от цветовой составляющей). Именно поэтому большинство сов­ременных сенсоров способно воспринимать наш мир только в черно- белом цвете.

Для преобразования полученного черно-белого изображения в цветное используются различные методы.

Ячейка "покрыта" красным, си­ним или зеленым фильтром. Фильт­ры собраны в группы по четыре, причем на два зеленых приходится по одному красному и одному сине­му (такой тип организации фильт­ров называется "шаблоном Байе­ра"). Это сделано из-за того, что че­ловеческий глаз наиболее чувстви­телен к зеленому цвету. Каждый фильтр пропускает на светочувстви­тельную ячейку преимущественно свою составляющую света. Теперь каждая ячейка содержит информа­цию не только о яркости, но и о цве­те отдельного элемента изображе­ния. Чтобы создать цветное изображение, программное обеспечение камеры анализирует все три массива полученной цветовой информа­ции, сопоставляет значения соседних ячеек и по сложному алгоритму рассчитывает итоговый цвет каждой ячейки (пикселя). Этот процесс называется цветовой интерполяцией.

Структура CCD-сенсора	Структура CMOS-сенсора

 

Сенсоры различают по способу, которым информация собирается со светочувствительной матрицы.

В CCD-сенсорах информация считывается последовательно из каждой ячейки, ряд за рядом. Поэтому сделать следующий снимок можно лишь тогда, когда предыдущий уже полностью сформирован.

CMOS-матрицы устроены иначе: информация из каждой ячейки считы­вается индивидуально. Для каждой ячейки заданы координаты в матрице (X, Y), и, используя их, можно получить индивидуальный доступ к отдель­ной ячейке. Это позволяет использовать CMOS-матрицу не только непос­редственно для съемки, но и для экспонометрии и работы автофокуса.

Недостатки CCD-матрицы компенсируются тем, что она более проста и экономична в производстве, а принятый ею сигнал менее "зашумлен­ный", что облегчает его обработку. (Впрочем, последние CMOS-сенсо­ры от Canon опровергают общепринятое мнение о том, что матрицы этого типа дают больший "шум")

Трехслойный сенсор. Технологии развиваются непрерывно, и на смену простым однослойным сенсорам приходят трехслойные. В таких сенсорах каждая светочувствительная ячейка вос­принимает синий, красный и зеленый цвета одновременно за счет более сложной трех­уровневой конструкции, которая позволя­ет определять, насколько "глубоко" каждый цвет проникает в сенсор. Эта технология не требует применения специальных цвето­вых фильтров и значительно снижает потребности в цветовой интерпо­ляции. Теоретически новый тип матрицы позволяет получать в три раза больше информации, чем аналогичный по разрешению сенсор с шабло­ном Байера. Эта технология еще слишком молода и пока не получила должного распространения среди производителей цифровых камер.

Размер матрицы

Физический размер матрицы измеряется по диагонали. Для измере­ния используют так называемые ведические дюймы, которые меньше английских дюймов. Они относятся к английским дюймам приблизи­тельно как два к трем.

Размер по диагонали выражают в виде дроби. Поделив первую часть (1 ведический дюйм) на вторую (коэффициент), получается размер по диагонали в ведических дюймах. Эта дробь вносится в презентацию модели как «тип матрицы».

Чем больше второе число дроби, тем меньше по размеру матрица. Например, матрица 1/1,8 значительно больше матрицы 1,6

 

Пиксели

Цифровые изображения состоят из мелких точек, называемых пикселями. Слово "пиксель" происходит от английского "pixel", а оно, в свою очередь, от "Picture ELment", то есть "элемент изображения". Опи­санные выше матрицы цифровых фотоаппаратов состоят из таких пик­селей. Каждый из них и является элементом, воспринимающим свет.

Размеры пикселей зависят от размера матриц. Чем меньше матрица, тем меньше и пиксель. При уменьшении площади пикселя уменьшает­ся и количество света, которое он принимает, поэтому в фотоаппара­тах с маленькими матрицами (мыльницах) сигнал пикселей приходится усиливать гораздо больше, чем в аппаратах с матрицами большего размера. На это тратится энергия, а при усилении неизбежно появ­ляются искажения, то есть в аппаратах с большей матрицей качество картинки будет по умолчанию немного выше.

Теперь разберемся в количестве этих пикселей. Вы наверняка уже сталкивались в своей работе с ситуацией, когда «цифромыльница» с заявленными 16 мегапикселями делает снимки худшего качества, чем 12-х или даже 10 мегапиксельный аппарат. Это происходит потому, что в матрице с 16 мегапикселями не все пиксели могут быть активными (часть может использоваться для так называемой цифровой стабили­зации), в аппарате установлена оптика низкого качества, и обработка полученного матрицей кадра производится процессором по простым и неэффективным алгоритмам. Таким образом, большее количество пикселей не всегда означает лучшее качество изображения.

Почему «Не всегда», повторимся еще раз. Для высокого разрешения нужно доставить изображение с высоким разрешением на матрицу (это свойства объектива), затем считать изображение с высоким раз­решением без потерь (это свойство видеопроцессора), затем записать изображение без потерь (свойство «формата записи»). Другое дело, что уважающие себя производители не допускают «надувательства» и делают все системы прибора сбалансированными, но это справедливо лишь для дорогих моделей. В дешевых камерах производители зачас­тую вынуждены добавлять действительно лишние пиксели, чтобы вы­держать конкуренцию с дешевыми производителями, иначе им при­шлось бы просто покинуть самый ходовой, дешевый ценовой сегмент рынка фотоаппаратов, ведь потребителю довольно сложно объяснить все параметры аппарата, влияющие на качество результата - снимок.

 

---

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 57; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!