Величайшим технологическим прорывом в современной электронике является оцифровка аналоговых сигналов. Цифровая информация, представленная единицами и нулями, формируется в результате успешного преобразования аналоговой информации, представленной колеблющейся волной. Это преобразование аналога в цифру привело к тому, что мир науки и техники добился больших успехов в области компьютеров, Интернета, спутников и космических исследований.
В потребительской сфере преимущества этого технологического прорыва можно наблюдать в потребительских электронных продуктах, таких как телевизоры, компьютеры, камеры, видеокамеры, компакт-диски, DVD-диски и т. д. Оцифровка привела к появлению микрочипов, которые можно было запрограммировать для выполнения любой задачи. С использованием микрочипа родилась цифровая камера.
В цифровой камере объектив фокусирует изображение, затвор позволяет свету, отраженному от этого изображения, попасть в камеру на долю секунды, а диафрагма определяет количество света, попадающее внутрь камеры. Когда свет попадает в камеру, он падает не на фотопленку, как в обычной камере, а на датчик изображения.
Датчик изображения — это электронное устройство, полупроводник, состоящий из фотосайтов, который измеряет интенсивность света. Фотосайт может измерять только интенсивность света и не может распознавать цвета. Чтобы преодолеть это, каждый фотосайт покрывается цветным фильтром красного, зеленого или синего цвета в соответствии с шаблоном, известным как шаблон Байера. Поскольку человеческий глаз в два раза чувствительнее к зеленому цвету, количество фотосайтов зеленого цвета в два раза превышает количество фотосайтов красного или синего цвета. Миллионы фотосайтов покрыты этим шаблоном Байера. Каждый цвет занимает один фотосайт, который называется пикселем.
Чем больше пикселей, тем больше деталей можно захватить. Детальность изображения называется разрешением, которое определяется качеством объектива и количеством пикселей в датчике изображения. Цифровые камеры высокого класса имеют около 12 миллионов пикселей, тогда как профессиональные цифровые камеры имеют около 20 миллионов пикселей.
Информация пикселей записывается в виде электрических аналоговых сигналов, усиливается и затем подается в преобразователь, который преобразует усиленные аналоговые сигналы в цифровые двоичные числа с учетом информации о цвете каждого пикселя. Эти цифровые двоичные числа затем передаются в компьютерный чип, находящийся внутри камеры. Компьютерный чип анализирует созданные цифровые двоичные числа в зависимости от цвета отдельных пикселей. Эта информация известна как данные RAW. Компьютерный чип подвергает эти RAW-данные анализу, используя метод, известный как демозаика.
В этом методе (демозаика) цвет пикселя определяется по цвету соседних пикселей. Например, если пиксель красного цвета окружен пикселями синего и зеленого цвета, то этот пиксель красного цвета рассматривается как белый цвет, поскольку белый цвет представляет собой комбинацию красного, синего и зеленого цветов. После завершения демозаики изображение подвергается дальнейшим настройкам камеры фотографа, таким как регулировка яркости, насыщенности цвета, контрастности и т. д.
Цифровые камеры высокого класса обычно не делают ничего особенного с полученным таким образом изображением. Однако профессиональные цифровые камеры имеют алгоритм повышения резкости, который повышает резкость и четкость демозаичного и настроенного изображения. Профессиональные цифровые камеры также имеют возможность сохранять изображение в формате RAW до того, как компьютерный чип произведет демозаику или какие-либо настройки. Это сделано для того, чтобы дать профессиональным фотографам возможность вносить изменения в данные RAW по своему усмотрению.
Изображение можно сохранить в несжатом формате, например TIFF, или в сжатом формате, например JPEG. Несжатые форматы сохраняют больше информации; таким образом, детализация фотографии намного больше, чем в сжатом формате, где детализация меньше, поскольку хранится меньше информации. Следовательно, сжатые форматы также известны как форматы с потерями, поскольку детали теряются. Несжатый формат увеличивает размер файла, тогда как сжатый формат уменьшает размер файла. В зависимости от необходимости изображение можно сохранить как в несжатом, так и в сжатом формате изображения в виде битов и байтов на карте памяти. Сохраненное изображение можно просмотреть на экране дисплея цифровой камеры как цифровую фотографию.
Эту цифровую фотографию затем можно передать с цифровой камеры на жесткий диск компьютера через последовательный порт, порт USB, порт FireWire или беспроводную связь Bluetooth с использованием соединения Wi-Fi. Передача данных RAW и несжатых данных, таких как TIFF, занимает больше времени, чем сжатых данных, таких как JPEG или GIF.
После того, как данные перенесены на жесткий диск компьютера, любое программное обеспечение для редактирования фотографий может манипулировать ими и корректировать их в соответствии с индивидуальными вкусами и требованиями фотографа. Затем цифровую фотографию можно распечатать на фотобумаге, бумаге со специальным покрытием или любой другой бумаге с помощью цветного струйного или лазерного принтера. Используя плоттер, ее можно распечатать в больших размерах на любом другом носителе, например, на холсте, акриле, виниле и т. д. Цифровую фотографию можно сохранить на жестком диске, флэш-накопителе или компакт-диске в архивных целях.
С течением времени в цифровой камере появляется все больше и больше функций. В настоящее время запись аудио-видео также объединяется с возможностью захвата неподвижных изображений цифровой камерой, что делает их небольшими видеокамерами (камера + записывающее устройство).
Внутреннее изображение цифровой камеры
Оцифровка аналоговых сигналов является одним из величайших технологических прорывов в современную эпоху электроники. Преобразуя аналоговую информацию, представленную колеблющимися волнами, в цифровую информацию, представленную единицами и нулями, этот процесс способствовал развитию науки, технологий и различных областей, таких как компьютеры, Интернет, спутники и космические исследования.
Что касается потребителей, мы можем стать свидетелями преимуществ этого технологического прорыва в широком спектре электронных продуктов, включая телевизоры, компьютеры, фотоаппараты, видеокамеры, компакт-диски, DVD-диски и многое другое. Одним из важных результатов цифровизации является появление микрочипов, которые можно запрограммировать для выполнения множества задач. Используя возможности микрочипов, родилась цифровая камера.
В цифровой камере несколько компонентов работают вместе для захвата и обработки изображений. Линза играет решающую роль в фокусировке изображения, а затвор контролирует продолжительность светового воздействия, открываясь на долю секунды. С другой стороны, диафрагма регулирует количество света, попадающего в камеру. В отличие от обычных камер, где свет падает на фотопленку, в цифровой камере он падает на датчик изображения.
Датчик изображения представляет собой электронное устройство, обычно полупроводниковое, состоящее из фотосайтов, которые измеряют интенсивность света. Однако эти фотосайты могут измерять только интенсивность света и не различают цвета. Чтобы преодолеть это ограничение, каждый фотосайт покрывается цветным фильтром, обычно красным, зеленым или синим, на основе шаблона Байера. Стоит отметить, что человеческий глаз более чувствителен к зеленому цвету, поэтому количество фотосайтов с зелеными фильтрами обычно вдвое превышает количество красных или синих фильтров. Этот шаблон Байера охватывает миллионы фотосайтов, причем каждый цвет занимает один фотосайт, который мы обычно называем пикселем.
Количество пикселей в датчике изображения напрямую влияет на уровень детализации, которую можно захватить, широко известный как разрешение. Качество объектива и количество пикселей в датчике изображения определяют разрешение изображения. Цифровые камеры высокого класса часто имеют около 12 миллионов пикселей, тогда как камеры профессионального уровня могут иметь до 20 миллионов пикселей.
Информация, захватываемая пикселями, записывается в виде электрических аналоговых сигналов, которые затем усиливаются и подаются в преобразователь. Этот преобразователь преобразует усиленные аналоговые сигналы в цифровые двоичные числа, кодируя информацию о цвете каждого пикселя. Эти цифровые двоичные числа затем обрабатываются компьютерным чипом, расположенным внутри камеры. Компьютерный чип анализирует цифровые двоичные числа, представляющие цвет отдельных пикселей, в результате чего получаются так называемые данные RAW. Чтобы проанализировать эти данные, компьютерный чип использует метод, называемый демозаикой.
При демозаике цвет каждого пикселя определяется на основе цветов соседних пикселей. Например, если красный пиксель окружен синим и зеленым пикселями, он рассматривается как белый пиксель, поскольку белый представляет собой комбинацию красного, синего и зеленого. После демозаики изображение подвергается дальнейшей корректировке на основе настроек фотографа, таких как яркость, насыщенность цвета, контрастность и т. д.
В большинстве случаев цифровые камеры высокого класса не вносят никаких дополнительных изменений в обработанное изображение. Однако профессиональные цифровые камеры используют алгоритм повышения резкости для повышения резкости и четкости демозаичного изображения, которое также подвергается корректировке настроек. Более того, профессиональные камеры часто предлагают возможность сохранить изображение в формате данных RAW до того, как компьютерный чип произведет демозаику или какие-либо настройки. Это дает профессиональным фотографам больший контроль над конечным результатом, позволяя им вносить персональные изменения в данные RAW в соответствии со своими предпочтениями.
Полученное изображение можно сохранить либо в несжатом формате, например TIFF, либо в сжатом формате, например JPEG. Несжатые форматы сохраняют больший объем информации, что приводит к более высокой детализации фотографии. С другой стороны, сжатые форматы, часто называемые форматами с потерями, жертвуют некоторыми деталями из-за сокращения хранимой информации. Несжатые форматы увеличивают размер файла, а сжатые уменьшают его. В зависимости от потребностей и предпочтений изображение можно сохранить в виде битов и байтов на карте памяти в несжатом или сжатом формате. Сохраненное изображение можно просмотреть на экране дисплея цифровой камеры, представляя захваченный момент в виде цифровой фотографии.
Для передачи цифровой фотографии с камеры на жесткий диск компьютера доступны различные варианты подключения, такие как последовательный порт, порт USB, порт FireWire или беспроводная связь Bluetooth с использованием подключения Wi-Fi. Передача данных RAW или несжатых данных, таких как TIFF, занимает больше времени по сравнению со сжатыми данными, такими как JPEG или GIF. Как только данные передаются на жесткий диск компьютера, ими можно манипулировать и корректировать с помощью программного обеспечения для редактирования фотографий в соответствии с индивидуальным вкусом и требованиями фотографа.
Кроме того, цифровую фотографию можно распечатать на фотобумаге, бумаге со специальным покрытием или любом другом типе бумаги с помощью цветного струйного или лазерного принтера. Для больших размеров и альтернативных материалов, таких как холст, акрил или винил, можно использовать плоттер. Кроме того, цифровую фотографию можно сохранить на жестком диске, флэш-накопителе или компакт-диске в архивных целях, гарантируя ее сохранность для дальнейшего использования.
Поскольку технологии продолжают развиваться, цифровые камеры постоянно развиваются, предлагая новые функции. В настоящее время цифровые камеры часто сочетают в себе возможность захвата неподвижных изображений с записью аудио-видео и, по сути, функционируют как небольшие видеокамеры. Эта интеграция позволяет пользователям снимать фотографии и видео с помощью одного устройства, обеспечивая большую универсальность и удобство.
В заключение хотелось бы сказать, что внутренняя часть цифровой камеры демонстрирует сложную систему компонентов и процессов, безупречно работающих для захвата, обработки и хранения цифровых изображений. От объектива и датчика изображения до преобразования аналоговых сигналов в цифровые данные — каждый элемент играет решающую роль в создании высококачественных фотографий. С развитием технологий цифровые камеры становятся все более совершенными, предлагая расширенные функции и возможности для удовлетворения разнообразных потребностей фотографов. В эпоху цифровых технологий цифровая камера продолжает революционизировать способы захвата, сохранения и обмена нашими визуальными воспоминаниями.
-
Картриджи Для Принтеров – История
19 Oct, 24 -
Как Смартфоны Общаются С Помощью Bluetooth
19 Oct, 24
