Принцип создания изображения одинаков и в цифровой камере, и в пленочной: обе создают запись объекта съемки, используя энергию света, которая воздействует на светочувствительный материал.
Основное отличие состоит в том, что в цифровых камерах свет попадает на светочувствительный электронный сенсор, а в традиционных камерах – на чувствительную к свету пленку.
Кроме того, процесс получения изображения в цифровиках происходит прямо внутри камеры (съемка, обработка и сохранение в виде перемещаемого файла), а в пленочных внутри камеры осуществляется только съемка, в то время как обработка и сохранение отснятого материала осуществляются, как правило, вне камеры.
Технология
Матрица (сенсор), запоминающая изображение в цифровой камере, состоит из массива светочувствительных ячеек. Каждая ячейка действует аналогично фотоэкспонометру: она вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности попадающего на нее светового потока (и только интенсивности - независимо от цветовой составляющей). Именно поэтому большинство современных сенсоров способны воспринимать наш мир только в черно-белом цвете. Для того, чтобы преобразовать затем полученное черно-белое изображение в цветное, используются различные "ухищрения".
|
Паттерн Байера |
В большинстве сенсоров каждая 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. Остается только преобразовать электрический сигнал в цифровой, обработать его и сохранить на карточке памяти или микродрайве (об устройствах хранения изображений мы поговорим более подробно в следующей главе). |
Вас наверняка заинтересует, как из точек только красного, зеленого и синего цвета получается полноцветное изображение? Мы подробно остановимся на этом в главе, посвященной обработке "сырых" (RAW) файлов, пока же ограничимся лишь одной (хотя и длинной) фразой: 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.
Интерполяция является важнейшим этапом получения цветного изображения, поскольку точность (и изощренность!) этого процесса оказывает серьезное влияние на итоговое качество фотографии. Другими словами, в борьбе за повышение качества изображения улучшение процесса интерполяции играет не менее важную роль, чем улучшение качества светочувствительных сенсоров.
Далее мы позволим себе небольшое лирическое отступление о типах сенсоров, которое самые нетерпеливые читатели могут безбоязненно пропустить.
|
Структура CCD-сенсора |
Структура CMOS-сенсора |
Сенсоры различаются 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. К сожалению, эта технология еще слишком молода и пока не получила должного распространения среди производителей цифровых камер. |
Источник: http://photoscape.ru/handbook/camera/ | 
