Fotografování - Digitální fotoaparát a princip záznamu obrazu

Zpět na články

Princip záznamu fotografie digitálního fotoaparátu

Pokud už vlastníte digitální fotoaparát, pak Vás vítám mezi nás, zvláštní skupinu bláznů, kteří fotí prakticky všechno kolem sebe. Jestliže zatím nejste vlastníkem tohoto přístroje, nevadí! Ať již patříte do jedné či druhé skupinky lidí, je tento článek určen právě Vám, je přeci třeba taky něco nového vědět a jistě Vás zajímá co je schováno uvnitř pod kapotou a co znamenají různé tajemné zkratky a všelijaké pojmy..

 

Digitální fotoaparát se od klasického na první pohled prakticky neliší. Jediné  čeho si pravděpodobně všimnete, je LCD displej na zadní straně aparátu, který může být různé velikosti. Ten jednak umožňuje podívat se na Vaše dosavadní výtvory, takže máte velice rychlou první kontrolu a můžete posoudit, jak se Vám podařilo objekt vyfotit, a jednak slouží jako elektronický hledáček, díky kterému víte, co aparát „vidí“.

 

Hlavní rozdíly se skrývají ovšem uvnitř přístroje. Všichni víme, že klasické fotoaparáty zaznamenávají obrázky na film, ale jak ono to je u digitálu? Nebojte se, žádné filmy kupovat nemusíte. Tady je takovým „filmem“ obrazový senzor či světlo-citlivý senzor neboli snímač a ve většině případů není větší než nehet na malíčku. Jeho úkolem je reagovat na intenzitu světla. Na rozdíl od filmu senzor snímá obraz přímo do elektronického formátu, který můžeme ukládat do  paměti a pak zpracovávat pomocí počítače. Podle technologie se snímače dělí na:

 

CCD

Jde o zařízení s vázaným nábojem. Zmínku o něm najdete v jakémkoli časopise o digitální fotografii nebo v popise digitálního fotoaparátu. Je nejběžnějším typem snímače známým již přes 25 let. Jeho postatou je polovodičová destička, na které jsou mikroskopická čidla (diody) citlivá na světlo. Po dopadu světla se na něm vytvoří elektrický náboj, který je úměrný množství světla. Ten se při zpracování obrazu převede na řadu čísel, tím je převeden analogový signál na digitální.

 

Jak ale zjistíme barvy zachyceného obrazu? Poměrně snadno. Před každou diodou je umístěn filtr v jedné ze tří barev RBG, tedy červený, modrý a zelený, přičemž zelených je více než modrých a červených. Z praktických důvodů se diody organizují do čtveřic, vždy po jedné červené, modré a dvou zelených. Tím se docílí toho, že velikost náboje již není závislá jen na intenzitě světla, ale hlavně na jeho barevném složení.

 

Zatím je ale ještě daleko do barevného obrazu. Připomeňme si, jak se barvy skládají dohromady: jakmile jsou všechny v plné intenzitě, modrá + červená + zelená dají bílou, červená + modrá je fialová, zelená + modrá je blankytná a zelená a červená je žlutá. Když jsme si toto připomněli, snadno pochopíme, jak může procesor z informace o třech barvách vytvořit barevný pixel, základní stavební prvek digitální fotky. Každá dioda zaznamenává určitou úroveň jasu své barvy.

 

Aby se docílilo výsledného obrazu a vytvořila se finální barevná informace, tak analytický obvod vezme úroveň jasu ze dvou zelených diod, jedné červené a jedné modré a interpoluje tuto informaci. Výsledkem je finální barva pixelu. Podle způsobu čtení informací z diod ještě rozlišujeme CCD prvky na prokládané (intrelaced)), progresivní (progressive) a s plošným snímáním (Frame Transfer Device).

 

V prvních dvou případech se diody snímají postupně a odlišují se pouze způsobem tohoto postupného čtení. Progresivní CCD prvky mají kvalitnější obraz, ale jsou dražší. Při plošném snímání se sejmou všechny diody najednou a je možné okamžitě snímat další obrázek. Vypadá to možná složitě, ale v podstatě je to úplně jednoduché.

 

CMOS

Asi před dvanácti lety se poprvé objevili enzorey s tímto prvkem. Vyrábí se stejným způsobem, jako běžné procesory, proto je jejich cena nižší. Kromě toho díky své konstrukci potřebují mnohem menší množství elektrického proudu.

 

Současné CMOS Je možné rozdělit na:

  • pasivní (PPS – Passive-pixel enzore), která fungují stejně jako běžné CCD, ale dávají špatný obraz
  • aktivní CMOS (APS, enzor-pixel enzore) kdy každá světlocitlivá buňka je doplněna analytickým obvodem, který vyhodnocuje tzv. šum a aktivně ho odstraňuje.

 

Moderní CMOS už poskytují obrázky srovnatelnélevnějšími CCD, ale umožňují integraci specializovaných čipů, například ke stabilizaci nebo kompresi obrazu. Nevýhodou CMOS je jejich malá citlivost na světlo, což je tím, že obvody omezující šum jsou uvnitř buněk. Nedostatek se řeší přidáním miniaturních čoček ke každé buňce a další miniaturizací kompenzačních obvodů

 

Ať již máte jeden nebo druhý snímač, řekněme si, co se děje dál. Po skončení expozice jsou náboje postupně odváděny pomocí zesilovače. Takto získaný signál je a dále převeden AD (analogově-digitální) převodníkem do dvojkové soustavy. Vzniklý datový proud je pak mikroprocesorem převeden do některého grafického formátu např. RAW, JPEG nebo TIFF. Výsledný soubor je uložen na paměťové médium např. paměťová karta nebo paměť typu Flash-EEPROM.

Autor: Stanislav Opluštil

Zpět na celý seriál

(1) Úvod do fotografie a historie | (2) Jak vybrat digitální fotoaparát | (3) Digitální fotoaparát a princip záznamu obrazu

Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti (Google Analytics) soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte.       Další informace