Достоинства и проблемы цифровой фотографии
Полученное изображение можно увидеть значительно быстрее, чем при традиционном фотопроцессе. Как правило, камеры позволяют просмотреть изображение на встроенном ЖК-экране или присоединённом мониторе сразу после съёмки (а в незеркальных и некоторых зеркальных камерах — даже до съёмки).
Кроме того, изображение можно довольно быстро загрузить на компьютер, а уже там рассмотреть во всех деталях.
Быстрое получение результатов способствует раннему выявлению неустранимых ошибок (и пересъёмке) и лёгкому обучению. Что удобно как начинающим, так и любителям/профессионалам.
Готовность для применения на компьютере
Цифровая фотография является самым быстрым и дешёвым способом получения изображений для последующего использования на компьютере — в веб-дизайне, загрузке изображений (фотографий людей и объектов) в базы данных, создания художественных работ на базе фотографии, измерений и т. п.
Например, при подготовке загранпаспортов современного образца человек фотографируется цифровой камерой. Его фото и распечатывается на паспорте, и заносится в базу данных.
При традиционном фотопроцессе, перед обработкой на компьютере необходима оцифровкаизображения, требующая дополнительных средств (то есть оборудования или денег для оцифровки).
Экономичность и простота
Процесс цифровой съёмки не требует расходных материалов (плёнки) и средств/материалов для фотопроцесса (проявления изображения на плёнке). Поэтому неудачные кадры, если не учитывать трудозатраты, не стоят фотографу ни копейки. Точнее, стоят очень мало, так как цифровые носители, в основном, являются многоразовыми с большим ресурсом перезаписи.
Более того, весь процесс от съёмки до получения отпечатков (или превью) может быть проделан, не выходя из дома или студии, и всего лишь требует наличия компьютера и/или фотопринтера. Возможности и качество отпечатков (по сравнению с обработкой в лаборатории), в этом случае, будет зависеть только от возможностей техники и умения оператора.
Всё большее распространение получают студии моментальной фотографии, состоящие из цифрового фотоаппарата, компьютера и цифровой фотолаборатории. Фотографии, сделанные в такой студии, лучше и по качеству изображения, и по долговечности, чем традиционное моментальное фото типаPolaroid.
Некоторые камеры и принтеры позволяют получать отпечатки без компьютера (камеры и принтеры с возможностью прямого подключения или принтеры, печатающие с карт памяти), но этот вариант, как правило, исключает или уменьшает возможности коррекции снимка и имеет другие ограничения.
Гибкое управление параметрами съёмки
Цифровая съёмка позволяет гибко управлять некоторыми параметрами, которые, в традиционном фотопроцессе, жёстко привязаны к фотоматериалу плёнки — светочувствительностью и цветовым балансом (также, называемым балансом белого).
Эквивалентная чувствительность (в единицах ISO по аналогии с фотоматериалами) вычисляется камерой автоматически, применительно к снимаемой сцене, а в большинстве камер может быть выставлена и вручную.
В традиционном фотопроцессе используют два вида плёнки разного цветового баланса (для дневного света и электрического освещения), и корректирующие светофильтры.
Цифровая камера может изменять цветовой баланс очень гибко — его можно выбрать согласно освещению, позволить камере определить автоматически или точно настроить по серому образцу. Цветовой баланс, также, можно изменить после съемки, с помощью программы обработки изображения, формат RAW позволяет это сделать без потерь глубины цвета.
Широкие возможности послесъемочной обработки
В отличие от традиционного фотопроцесса, в цифровой фотографии существуют очень широкие возможности коррекции и внесения дополнительных эффектов уже после съёмки.
Вы можете поворачивать, кадрировать, монтировать, изменять параметры изображения (целиком или на отдельном участке), производить ручную или автоматическую коррекцию дефектов несравненно проще и качественней, чем при съёмке на плёнку.
Преимущества цифрового представления
Так как оригинал изображения при цифровой съёмке является массивом чисел, то хранение, копирование, передача на произвольное расстояние не изменяет его — любая копия является идентичной оригиналу. Во всяком случае, недостоверность данных можно довольно просто установить, и сделать повторную копию/передачу всего массива или его фрагмента (или его восстановление по избыточной информации). Копия же с плёнки, в особенности при последовательном копировании, будет отличаться от оригинала.
Разумеется, цифровой носитель может выйти из строя, но информация, при её правильном хранении (с достаточной избыточностью и периодической заменой носителей) может быть сохранена неизменной произвольный период времени.
Большинство цифровых камер компактнее плёночных «собратьев», т. к. в их конструкции нет необходимости выделять место для плёнки и механики фильмового канала.
Возможность миниатюризации элементов цифровых камер позволяет производить ультракомпактные варианты камер и камеры встроенные во всевозможные устройства, изначально не предназначенные для фотографирования — мобильные телефоны, карманные компьютеры, плееры и т. п.
Разумеется, уменьшенные геометрические размеры встроенных камер (в особенности, размеры оптики), вносят в снимки свои особенности:
Количество кадров
Цифровые камеры, как правило, позволяют делать бо́льшее количество кадров, чем плёночные, потому что (если не учитывать ёмкости аккумуляторов) ограничены только ёмкостью цифровых носителей, а последние отличаются более широким ассортиментом, нежели фотоплёнка. Правда, фактическое количество фотографий, которое можно записать на носитель, зависит от характеристик камеры (разрешения изображения) и формата записи.
Кроме этого, при цифровой съёмке при желании/необходимости количество снимков можно увеличить за счёт снижения параметров изображения — разрешения, формата записи и/иликачества изображения.
При наличии времени также можно удалять с носителя неудачные кадры, освобождая место для новых, сгружать кадры на компьютер или на карманные устройства хранения больших объемов информации.
Разумеется, также, можно использовать несколько носителей, но эта возможность доступна и для плёночных камер.
Проблемы
При цифровой съёмке изображение представляется дискретным массивом точек (пикселей). Детали изображения размером меньше одного пикселя не сохраняются. Разрешениеполучаемого изображения (число или размеры матрицы пикселей) определяется базовым разрешением сенсора камеры, а также её текущими настройками.
Более высокое разрешение позволяет сохранить больше деталей изображения, но приводит к увеличению размеров цифрового образа, требующего от камеры и компьютера более высокой производительности и носителей бо́льшего объема.
Вместе с тем фотоплёнка также имеет свою дискретность. Изображение на плёнке образовано чёрными или пигментными доменами («зерном») разного размера, осаждёнными во время фотопроцесса.
Исходя из среднего размера зерна фотоплёнки, аналогичным разрешением для цифрового изображения принято считать разрешение 12-16 мегапикселей на кадр. Такое или большее разрешение имеют современные зеркальные камеры.
Однако, реальное разрешение получаемого изображения (то есть степень различимости деталей), кроме пиксельного разрешения сенсора зависит от оптического разрешения объектива и устройства сенсора.
Уже разрешение 5,25 Мп (2560×1920) достаточно для качественных (с разрешением на бумаге 10 линий на миллиметр) фотографий размером 256×192мм=25,6×19,2 см. По старой шкале размера фотобумаги — это 18×24 см
Оптическое разрешение объектива
Разрешение изображения не может быть выше разрешающей силы объектива. Оптическое разрешение, достаточное для получения четкого изображения с разрешением 12-16 мегапикселей, может обеспечить только полупрофессиональная съемная оптика (да и то — не всякая). Объективы же большинства компактных камер обеспечивают разрешение эквивалентное 2-4 (иногда 6) Мп.
В сравнение с плёночными, цифровые камеры того же класса имеют одинаковые объективы или объективы меньшего размера (и, следовательно, потенциально, меньшего разрешения).
В зеркальных камерах применяются одни и те же объективы, но модели с неполноформатными сенсорами фиксируют только часть кадра, и следовательно имеют меньшее разрешение относительно размера кадра (хотя в центральной части изображения разрешение объектива максимально).
Влияние устройства сенсора
Разрешение изображения, также, может ограничить устройство сенсора. (см. раздел Устройство цветного сенсора и его недостатки).
Цифровой шум
Основная статья: цифровой шум
Цифровые фотографии, в той или иной степени, содержат цифровой шум. Количество шума зависит от технологических особенностей сенсора (линейного размера пикселя, применяемой технологии CCD/CMOS, и др.).
Шум в большей степени проявляется в тенях изображения. Шум возрастает с увеличением светочувствительности съёмки, а также, с увеличением времени экспозиции.
Цифровой шум в чём-то эквивалентен зернистости изображения на фотоплёнке. Зернистость повышается с увеличением чувствительности плёнки, точно также как и цифровой шум. Однако, зернистость и цифровой шум имеют разную природу и различаются по внешнему виду:
Первый в мире сайт info.cern.ch появился в 1990 году. Его создатель, Тим Бернерс-Ли, опубликовал на нём описание новой технологии World Wide Web, основанной на протоколе передачи данных HTTP, системе адресации URI и языке гипертекстовой разметки HTML. Также на сайте были описаны принципы установки и работы серверов и браузеров. Сайт стал и первым в мире интернет-каталогом, так как позже Тим Бернерс-Ли разместил на нём список ссылок на другие сайты.
Все инструменты, необходимые для работы первого сайта, Бернерс-Ли подготовил ещё раньше — в конце 1990 года появились первый гипертекстовый браузер WorldWideWeb с функционалом веб-редактора, первый сервер на базе NeXTcube и первые веб-страницы.
«Отец» веба считал, что гипертекст может служить основой для сетей обмена данными, и ему удалось претворить свою идею в жизнь. Ещё в 1980 году Тим Бернерс-Ли создал гипертекстовое программное обеспечение Enquire, использующее для хранения данных случайные ассоциации. Затем, работая в Европейском центре ядерных исследований в Женеве (CERN), он предложил коллегам публиковать гипертекстовые документы, связанные между собой гиперссылками. Бернерс-Ли продемонстрировал возможность гипертекстового доступа к внутренним поисковику и документам, а также новостным ресурсам Интернета. В результате, в мае 1991 года в CERN был утверждён стандарт WWW.
Тим Бернерс-Ли является «отцом» основополагающих технологий веба — HTTP, URI/URL и HTML, хотя их теоретические основы были заложены ещё раньше. В 1940-х годах Ванневар Буш выдвинул идеи расширения памяти человека с помощью технических устройств, а также индексации накопленной человечеством информации для её быстрого поиска. Теодор Нельсон и Даг Энгельбарт предложили технологию гипертекста — «ветвящегося» текста, предоставляющего читателю разные варианты чтения. Xanadu, так и не законченная гипертекстовая система Нельсона, была предназначена для хранения и поиска текста, в который введены взаимосвязи и «окна». Нельсон мечтал связать перекрёстными ссылками все тексты, созданные человечеством.
В настоящее время Тим Бернерс-Ли возглавляет основанный им Консорциум Всемирной паутины (World Wide Web Consortium), который занимается разработкой и внедрением стандартов Интернета.
Устройство
Страницы сайтов — это набор текстовых файлов, размеченных на языке HTML. Эти файлы, будучи загруженными посетителем на его компьютер, понимаются и обрабатываютсябраузером и выводятся на средство отображения пользователя (монитор, экран КПК, принтер или синтезатор речи). Язык HTML позволяет форматировать текст, различать в нём функциональные элементы, создавать гипертекстовые ссылки (гиперссылки) и вставлять в отображаемую страницу изображения, звукозаписи и другие мультимедийные элементы. Отображение страницы можно изменить добавлением в неё таблицы стилей на языке CSS, что позволяет централизовать в определенном файле все элементы форматирования (размер и цвет заглавных букв 2-го уровня, размер и вид блока вставки и другое) или сценариев на языке JavaScript, с помощью которого имеется возможность просматривать страницы ссобытиями или действиями.
Страницы сайтов могут быть простым статичным набором файлов или создаваться специальной компьютерной программой на сервере. Она может быть либо сделана на заказ для отдельного сайта, либо быть готовым продуктом, рассчитанным на некоторый класс сайтов. Некоторые из них могут обеспечить владельцу сайта возможность гибкой настройки структурирования и вывода информации на веб-сайте. Такие управляющие программы называются системами управления содержимым (CMS).
Обзор
Изначально сайты представляли собой совокупность статичных документов, например — сайт-визитка. По мере развития коммуникаций, количество внутренних и внешних ссылок увеличивалось. Сайт стал выполнять не только роль справки, аннотации, но и функционального офиса, новостного или медийного центра. В настоящее время большинству из них свойственна динамичность и интерактивность. Для таких случаев специалисты используют термин веб-приложение — готовый программный комплекс для решения задач сайта. Веб-приложение входит в состав сайта, но веб-приложение без данных сайтом является только технически. Оболочку (форму, шаблон) нужно наполнить и активизировать. Продвижение сайтов стало ёмкой индустрией в сети.Определённый класс сайтов иначе называют интернет-представительством человека или организации. Как комментарий к ссылке может быть страничка-визитка на полнофункциональном сайте (портале). Когда говорят «своя страничка в Интернет», то подразумевают целый сайт или личную страницу в составе чужого сайта (портал). Кроме сайтов (порталов), в сети Интернет также доступны WAP-сайты для мобильных телефонов.
В большинстве случаев в Интернете одному сайту соответствует одно доменное имя. Именно по доменным именам сайты идентифицируются в глобальной сети. Возможны иные варианты: один сайт на нескольких доменах или несколько сайтов под одним доменом. Обычно несколько доменов используют крупные сайты (веб-порталы) чтобы логически отделить разные виды предоставляемых услуг (mail.google.com, news.google.com, maps.google.com). Нередки и случаи выделения отдельных доменов для разных стран или языков. Например, google.ru и google.fr логически являются сайтом Google на разных языках, но технически это разные сайты. Объединение нескольких сайтов под одним доменом характерно для бесплатных хостингов. Иногда для идентификации сайтов в адресе после указания хоста стоит тильда и имя сайта: example.com/~my-site-name/ (ср. с /home), а чаще всего используется домен третьего уровня: my-site-name.example.com.
Аппаратные серверы для хранения сайтов называются веб-серверами. Сама услуга хранения называется хостингом. Раньше каждый сайт хранился на своём собственном сервере, но с ростом Интернета, технологическим улучшением серверов на одном компьютере стало возможно размещение множества сайтов (виртуальный хостинг). Сейчас серверы для хранения только одного сайта называются выделенными (англ. dedicated).
Один и тот же сайт может быть доступен по разным адресам и храниться на разных серверах. Копия оригинального сайта в таком случае называется зеркалом. Существует также понятие оффлайновая версия сайта — это копия сайта, которая может быть просмотрена на любом компьютере без подключения к компьютерной сети и использования серверногопрограммного обеспечения (ПО). При разработке сайта его тестируют и отлаживают именно в оффлайновой версии, для того, чтобы не демонстрировать несуразицу и ошибки, просчёты большого проекта. Именно для тестирования в корпоративной сети, или в начале в Интернете с ограниченным доступом под паролем приглашаются опытные «тестеры». Это позволяет ускорить производство больших проектов и отладить их для массового посетителя (пользователя).
Особую роль выполняют по разработке и обслуживанию сайта (портала) администраторы (по-другому — админы, согласно интернет-сленгу). Если изготовление формы (оболочки) выполняет группа или очень квалифицированный специалист (программист, веб-дизайнер, системный администратор (согласно интернет-сленгу — сисадмин), координатор, он же администратор проекта), то обслуживание и информационное наполнение подчинено стратегическим задачам и требует часто участия команды участников проекта под управлением админа проекта (сайта, портала). Сейчас наработано много программ и «писалок» в технологии PHP, но это повысило и требования к квалификации участников проекта, в связи с многопрофильностью решаемых задач.
Просто страничка (сайт-визитка) может готовиться секретарём-референтом. Проекты больших сайтов и порталов могут сделать только осведомлённые и заинтересованные специалисты. Активная коммуникация на сайте (портале) часто выполняет функцию директора направления и офиса со службой сопровождения (переписка, коммутатор прямого общения, оперативная справка, и др.). Много сайтов (порталов) обновляют чаще чем раз на день, а интернет-магазины, — по факту движения товара (новые поступления, отсутствия товара в наличии). Новостные сайты реально выставляют информацию с точностью до минуты, так как журналисты имеют приоритеты на цитирование первоисточников согласно авторскому праву, приоритету ссылок, рейтингу, и др.
Классификация сайтов
По доступности сервисов
По физическому расположению
По схеме представления информации, её объёму и категории решаемых задач можно выделить следующие типы веб-ресурсов
Основной задачей видеомонтажа является состыковка отдельных фрагментов видеоматериала, создание переходов между ними, добавление спецэффектов и поясняющих титров, а также удаление ненужных участков сюжета. Существуют три вида видеомонтажа: линейный, нелинейный и комбинированный.
Линейный монтаж подразумевает перезапись видеоматериала с двух или нескольких видеоисточников на видеозаписывающее устройство с вырезанием ненужных и «склейкой» нужных видеосцен и добавлением эффектов. Этот способ применяется с самого начала видеопроизводства и подразумевает использование, по крайней мере, двух устройств -камеры или видеомагнитофона с исходным материалом и рекордера — видеомагнитофона с чистой кассетой. Посредством различных манипуляций материал переписывается в нужной последовательности с плеера на рекордер, с ленты на ленту. Записываемый видеопоток может проходить через устройство наложения спецэффектов, переходов и титров, которое в реальном времени осуществляет необходимые преобразования. Основными недостатками этого вида видеомонтажа являются высокая трудоемкость, большое количество видеоаппаратуры и потеря качества в процессе перезаписи.
Нелинейный монтаж осуществляется на базе компьютерных систем. При этом исходные видеоматериалы сначала заносятся в компьютер, а затем над ними производятся процедуры монтажа. Отличительным признаком нелинейного монтажа является мгновенный доступ к любому кадру отснятого материала. Данные хранятся в цифровой форме на жестком диске. Для помещения на жесткий диск отснятый материал необходимо предварительно оцифровать с помощью какой-либо платы видеоввода (об этом мы говорили в предыдущем разделе). Соответственно, все спецэффекты потом реализуются из программы, которая обрабатывает файлы-источники и выдает на выходе готовое видео. Заметьте, что все это подразумевает наличие компьютера, что при линейном монтаже вовсе не обязательно.
Достоинствами нелинейного видеомонтажа являются практическое отсутствие потерь качества при многократных перезаписях видеосюжетов, значительная экономия видеоаппаратуры. Недостатки — работа не в реальном времени (при использовании простейших карта захвата), большое время обработки видеоматериала, высокая трудоемкость, ограниченный объем заносимого в компьютер видеоматериала.
Комбинированный монтаж сочетает в себе достоинства линейного и нелинейного монтажа. При этом нелинейная видеомонтажная система выступает в роли видеоисточника. Недостаток — это, как правило, более высокая цена.
Наиболее прогрессивным методом видеомонтажа является нелинейный. В настоящее время существует множество программ нелинейного монтажа.
Обзор программ нелинейного видеомонтажа.
Рынок программных продукт для нелинейного видеомонтажа также достаточно насыщен. Рассмотрим ряд наиболее популярных программ.
Adobe Premiere
Впервые появившись в 1991 году, программа Adobe Premiere стала пионером в области нелинейного видеомонтажа на настольных компьютерных системах. Программа имеет поддержку большого количества оборудования для работы с видео. Последние версии программы позволяют предварительно просматривать спецэффекты в реальном масштабе времени. Так же появилась возможность экспорта в MPEG2 и запись видео на DVD. Real-time Preview(предварительный просмотр) дает возможность существенно сократить время работы с видео, так как раньше для просмотра результата требовалось произвести предварительный рендеринг сцены. Adobe Title Designer дает возможность создавать титры с более чем 100 готовыми шаблонами и более чем с 90 высококачественными шрифтами от Adobe.
Для программы выпускаются специальные фильтры и эффекты сторонних разработчиков (Plug ins). Также, многие производители плат нелинейного видеомонтажа поддерживают данную программу.
Ulead MediaStudio
Основной конкурент Adobe Premiere. Существует много приверженцев данной программы. По возможностям UleadMediaStudio ничуть не уступает Adobe Premiere, а порой даже превосходит ее. Существенным недостатком является отсутствие поддержки фильтров и эффектов сторонних производителей.
Pinnacle Studio
Данная программа поставляется с платой Pinnacle Studio DC 10+ и является неплохи вариантом для начинающих видеолюбителей. В программе имеются инструменты для авторинга и записи DVD/VCD/SVCD и транскодирования из DV в MPEG2 в реальном времени. Процесс записи на диск также интегрирован в саму программу. Pinnace Studio полностью использует возможности современных процессоров, обеспечивая необходимое быстродействие при создании и редактировании видео и звука.
Canopus Edius
Данная программа имеет все возможности причисленных выше продуктов. Что особенного в ней?
Edius Pro 3 (последняя версия программы) позволяет смешивать на тайм-лайне совершенно разные форматы (DVCPro25, Flash, DivX...) и менять разрешение вывода без предварительного просчета! Программа рассчитана на профессиональное применение – свидетельством тому служит интерфейс, представляющий собой несколько самостоятельных окон, каждое из которых может быть размещено где угодно и как угодно. Явно подразумевается необходимость использования двух мониторов.
Помимо перечисленных, существует большое количество других программных продуктов, которые менее распространены в силу своих более слабых возможностей, либо наоборот, своей профессиональной ориентации.
Технологические особенности
По технологическим особенностям создания и отображения сайты различаются:
По технологии отображения
По типам макетов
Создание сайтов
Изготовление сайтов как работающих целостных информационных ресурсов и систем — составной процесс, вовлекающий труд различных специалистов. Этот вид деятельности называется веб-разработка. Владельцы будущего сайта (частные лица или организации) разрабатывают сайты своими силами, либо обращаются к специализированным разработчикам (фрилансерам, студиям, бюро, конторам и т. п.). Отношения между заказчиком и исполнителем регулируется с помощью договоров, технических заданий, специальных систем (различных сайтов, выступающих посредником между заказчиком и фрилансерами), либо устной договорённостью. Заказанная работа может представлять собой как полный комплекс создания сайта, вплоть до придумывания названия и регистрации домена, так и расширение сайта, техническую оптимизацию и редизайн. Всё больше разработка и сопровождение сайта (портала) становится мощным сегментом активов предприятий (организаций). Поэтому разработчиков предпочитают штатных или поручают проект вести одному из директоров аппарата управления (коммерческий директор, директор департамента по связям или непосредственно руководителю проекта с группой штатных специалистов и/или совместителей). Особую роль выполняют «тестеры» конечного продукта. Это ответственная роль в продвижении и оценке проекта, так как стадия разработки для динамического большого проекта никогда не прекращается. Если вы видите сайт невредимым 2-3 года без изменений, то он возможно никому не нужен, то ли пользуется спросом на базисную информацию. Но сопровождение проекта становится не менее ответственным делом.
Разработка дизайна
Основная статья: Веб-дизайн
Веб-дизайнеры разрабатывают макеты шаблонов страниц. Дизайнер определяет, каким образом конечный потребитель будет получать доступ к информации и услугам сайта — то есть, занимается непосредственно разработкой пользовательского интерфейса. В большинстве случаев страницы включают в себя графические элементы. Их подготовкой занимаютсяхудожники иллюстраторы, фотографы, технические дизайнеры, шрифтовики, и т. д . Готовые шаблоны показываются заказчику. В этот момент страницы ещё не могут содержать конечного наполнения (это в обязанности дизайнера не входит). Чтобы макеты выглядели более наглядно, в них помещается произвольное содержимое. На сленге дизайнеров такое содержимое называется рыбой. Если заказчик удовлетворён внешним видом шаблонов, то наступает следующая фаза разработки — вёрстка страниц сайта.
Вёрстка
Основная статья: Вёрстка веб-страниц
Верстальщик получает макеты шаблонов в виде простых изображений (например, в формате JPEG или PNG), либо разбитых по слоям (например, в PSD или AI). Его задача — получить из этих графических макетов гипертекстовые веб-страницы с подготовленными для интернета изображениями.
Одним из сложных моментов в работе верстальщика является обеспечение совместимости со множеством браузеров — программами для просмотра веб-страниц (так называемая кроссбраузерность). Браузеры могут одни и те же элементы разметки или правила CSS интерпретировать по-своему, в результате чего некоторые пользователи могут увидеть содержимое не так, как задумывал дизайнер и ожидает увидеть заказчик. Когда верстальщик убедится, что большинство браузеров одинаково отображают готовые шаблоны, наступает следующая фаза разработки — веб-программирование.
Программирование
Основная статья: Веб-программирование
К программистам поступают готовые шаблоны страниц и указания дизайнеров по работе и организации элементов сайта. Программист создаёт программную основу сайта, делая её с нуля, используя фреймворк или CMS. Выбор языка программирования в данном случае — вопрос непринципиальный.
После того, как сайт готов к эксплуатации, наступает следующая фаза — наполнение сайта информацией.
На левой части изображения приведён фрагмент фотографии снятой при неблагоприятных условиях (длинная выдержка, высокая чувствительность ISO), шум хорошо заметен. На правой части изображения — фрагмент фотографии снятой при благоприятных условиях. Шум практически незаметен
В отличие от цифрового шума, изменяющегося от камеры к камере, степень зернистости плёнки не зависит от применяемой камеры — самый дорогой профессиональный аппарат и дешёвая компактная камера на одной и той же плёнке дадут изображение с одинаковой зернистостью.
Цифровой шум начинает подавляться ещё при считывании с сенсора (вычитанием «нулевого» уровня каждого пикселя из считанного потенциала), продолжается при обработке изображения камерой (или конвертером RAW-файла). При необходимости шум также может быть дополнительно подавлен в программах обработки изображений.
При конвертации RAW-файлов мы работаем с неизменёнными данными с матрицы аппарата и поэтому можем более точно работать с подавлением шумов, так как изображение и шумы на нем не размыты интерполяцией цветовых плоскостей (см. раздел Устройство цветного сенсора и его недостатки).
Муар
При цифровой съемке происходит растрирование изображения. Если в изображении присутствует другой (не обязательно равномерный) растр, при фокусировке дающий частоты близкие к частоте к растра сенсора, может возникнуть муар — биение растров, образующее зоны усиления и ослабления яркости. Они могут сливаться в линии и текстуры, изначально отсутствующие на объекте съемки.
Муар усиливается с приближением частот и уменьшением угла между растрами. Последнее свойство означает, что муар можно уменьшить, снимая сцену под некоторым углом, подобранным опытным путем. Нормальную ориентацию сцены можно вернуть в графическом редакторе (ценой потери краёв, и некоторой потери четкости).
Муар очень ослабляется при расфокусировке — в том числе «смягчающими» светофильтрами (которые применяются в портретной съемке) или оптикой относительно невысокого разрешения, неспособной сфокусировать точку, соизмеримую с линией растра сенсора (то есть, оптика невысокого разрешения или сенсор с пикселями маленького размера).
В сенсорах, представляющих собой прямоугольную матрицу светочувствительных датчиков, имеется как минимум два растра — горизонтальный, который образуют строки пикселей и, перпендикулярный ему, вертикальный. Большинство современных камер используют высокое разрешение сенсора, а также специальные фильтры слегка размывающие изображение, так что возможный муар довольно слаб.
Однако, использование Фильтра Байера, применяемого в большинстве современных цветных фотосенсоров, вносит в муар основную лепту. Для корректного воспроизведения необходимо, чтобы пространственные частоты проэцируемого растра были в два раза ниже растра сенсора, в то время как для каждого отдельного из цветов триады это обычно не выполняется.
Существуют алгоритмы подавления различных типов муара, применяемые в некоторых камерах при съёмке (фильтры низких частот), а также RAW-конвертерами и графическими редакторами.
На некоторых изображениях муар появляется (или усиливается) после уменьшения их размеров, так как уменьшение происходить без учета гамма-коррекции.
Статические дефекты сенсоров
Отдельные светочувствительные элементы сенсора, в результате производственного брака могут обладать аномальной (пониженной или повышенной) чувствительностью или не работать вообще. В процессе эксплуатации могут появиться новые дефектные элементы.
На нынешнем уровне развития технологии производства сенсоров избежать появления дефектных элементов очень сложно, и сенсоры, содержащие их в малом количестве, не считаются бракованными.
Статически «белые» или элементы с повышенной чувствительностью называют «горячими» пикселями (или хот-пикселями), статически черные — «мертвыми» или «битыми» пикселями.
Дефекты изображения, образовавшиеся в результате аномалий сенсора, обычно устраняются фильтрами шумоподавления.
Также камера может программироваться на особенности своего сенсора так, чтобы аномальные элементы игнорировались при считывании, а их значения определялись интерполяцией. Такое программирование, римэпинг, (англ. remaping — повторное картирование) проводят в процессе контроля качества, при появлении новых дефектных элементов римэпинг можно повторить (самостоятельно или в сервисном центре).
Загрязнение матрицы
Смена объективов на зеркальном аппарате приводит к попаданию пылинок. На плёночном аппарате каждая такая пылинка может испортить максимум один кадр. Основательно прилипшая пылинка на матрице будет «прилипшей» ко всем снятым после этого кадрах. Поэтому возникает задача чистить матрицу от пыли или защищать её от налипания. Для компактных цифровых камер эта проблема менее актуальна, поскольку в процессе эксплуатации объектив никогда не снимается. Пыль в компактную камеру засасывается через щели при открытии складного объектива или при работе трансфокатора. Увы, очистка сенсора «мыльницы» гораздо более сложная задача, связанная с полной разборкой камеры.
Динамический диапазон / фотоширота
В отличие от пленочных камер, в которые можно зарядить пленки с разной фотографической широтой, динамический диапазон цифровой камеры определяется ее сенсором и поэтому постоянен. Светочувствительные сенсоры первых цифровых камер имели меньший динамический диапазон по сравнению с традиционной фотоплёнкой (в особенности, негативной). Поэтому при съемке сюжета с большим диапазоном яркостей на цифровых снимках наблюдалось «выгорание» светов и/или зачернение теней. При «выгорании» пиксель приобретает максимальное значение яркости, при зачернении значение яркости приближается к минимальному значению (а также приближается или оказывается ниже уровня цифрового шума).
Динамический диапазон сенсора зависит от линейного размера светочувствительного датчика (фотодиода) на сенсоре. Чем он больше, тем больше света на него попадает, тем больше получаемый диапазон зарядов и тем меньше влияние флуктуаций (проявляющихся электронным шумом), тем бо́льшую широту можно с него получить. Поэтому зеркальные камеры, имеющие размер датчика от 5,5 до 8,2 микрон имеют больший динамический диапазон, чем компактные камеры с датчиком от 1,5 до 3,5 микрон. Кроме того, сенсоры с бо́льшими датчиками дают меньше цифрового шума.
Цифровые задники для «среднего формата» имеют еще больший размер датчика — от 7 до 9 микрон, что позволяет делать фотографии с ещё бо́льшей фотографической широтой и меньшим количеством шума.
Некоторые камеры для повышения фотографической широты используют сенсоры с датчиками разной чувствительности и размера, группируемые для получения яркости конечного пиксела изображения.
Динамический диапазон современных зеркальных камер (2010 г.), больше 10 EV, а у лучших моделей — до 14 EV[1], что больше фотографической широты профессиональных фотопленок (9 EV), и близко к их полному динамическому диапазону (с учетом запаса на краях характеристической кривой пленки) и намного больше фотошироты слайда, однако компактные цифровые камеры все еще заметно уступают негативной пленке.
Внутренние отражения
Фотосенсор, представляющий собой интегральную схему, выполненную на полированном монокристалле кремния, отражает свет сильнее, чем имеющая матовую поверхность фотоплёнка. Эти паразитные отражения могут вызвать появление бликов (особенно заметных на ночных снимках с источниками света в кадре).
Кроме того, в оптической системе цифрового фотоаппарата присутствует ИК фильтр, также имеющий отражающие поверхности.
С некоторыми объективами это порождает дополнительные блики и паразитные изображения («зайцы»), отсутствовавшие на плёнке.
Высокое энергопотребление
В плёночной фотографии изображение получается химическим способом, не требующим электричества. Электричество могут использовать только дополнительные электронные компоненты (дисплей, вспышка, моторы, автофокус, экспонометры и т. п.), если камера ими оборудована. Процесс же получения и записи цифрового изображения является полностью электронным. В связи с этим, подавляющее большинство цифровых камер потребляют больше электроэнергии, чем их электронные плёночные аналоги (механические плёночные камеры, разумеется, вообще ничего не потребляют). Особенно высоким энергопотреблением отличаются компактные камеры, использующие в качестве видоискателяжидкокристаллический экран, с люминесцентной подсветкой.
Сенсоры, выполненные по технологии CMOS, отличаются меньшим энергопотреблением, чем CCD-сенсоры.
Из-за энергопотребления, а также стремления к компактности, в бо́льшей части цифровых камер производители отказались от использования батарей размеров AA и AAA, популярных в пленочных камерах, в пользу более ёмких и компактных аккумуляторов. Некоторые модели позволяют использовать батареи AA в дополнительных батарейных блоках.
Сложное устройство и высокая цена цифровых камер
Даже самая простая цифровая камера является сложным электронным устройством, потому что как при съемке, как минимум, должна:
В то время как простой плёночной камере достаточно просто открыть затвор, а для этого (а также, манипуляций с плёнкой) достаточно нескольких несложных механических узлов.
Именно сложность объясняет цены цифровых камер в 5-10 раз превышающие цены аналогичных плёночных моделей. При этом среди простых моделей цифровые камеры часто проигрывают плёночным по качеству картинки (в основном, по разрешению и цифровому шуму).
Кроме всего прочего, сложность увеличивает число возможных неисправностей и стоимость ремонта.
Системы с массивом цветных фильтров
Основная статья: Массив цветных фильтров
Наиболее распространённая ныне цветная плёночная фотография использует многослойную фотоэмульсию со слоями, чувствительными к разным диапазонам спектра видимого света.
Большинство же современных цветных цифровых камер используют для цветоделения мозаичный фильтр Байера или его аналоги. В фильтре Байера каждый датчик на фотосенсореимеет светофильтр одного из трёх основных цветов и воспринимает только его.
Такой подход имеет ряд недостатков.
Потери разрешения и цветовые артефакты
Полное изображение получается восстановлением (интерполяцией) цвета промежуточных точек в каждой из цветовых плоскостей. Таким образом, возможны ошибки интерполяции, которые снижают разрешение (резкость) изображения.
Интерполяция может давать неверный цвет, и таким образом, давать дополнительный цветовой шум даже при высоких ISO и чуствительность. К уже рассмотренным выше недостаткам следует отнести Муар).
Решением данных вопросов занимаются конвертеры RAW-файлов и программы редактирования фотографий.
Чувствительность
Для хорошего цветопередачи каждый пиксель должен принимать только часть спектра падающего света. Таким образом, часть света будет не учтена, что приведёт к падению чуствительности. (В системах с цветоделительной призмой потенциально меньшее количество света поглощается).
Альтернативные схемы цветоделения
Недостатки фильтра Байера заставляют разработчиков искать альтернативные решения. Вот наиболее популярные из них.
Трёхсенсорные схемы
Основная статья: 3CCD
Данные схемы используют три сенсора и призму, разделяющую световой поток на составляющие цвета.
Основной проблемой трёхсенсорной системы является совмещение трёх получающихся изображений в одно. Но это не мешает использовать её в системах с относительно низким разрешением, например в видеокамерах.
Многослойные сенсоры
Основная статья: Foveon X3
Идея многослойного сенсора, аналогичного современной цветной фотоплёнке с многослойной эмульсией, всегда владела умами разработчиков электроники, но до последнего времени не имела методов для практической реализации.
Разработчики компании Foveon решили использовать свойство кремния поглощать свет разной длины волны (цвета) на различной глубине кристалла, расположив датчики основных цветов друг под другом на различных уровнях микросхемы. Реализацией этой технологии стали сенсоры X3, анонсированные в 2005 году.
Сенсоры X3 считывают полную гамму цветов на каждом пикселе, поэтому им несвойственны проблемы, связанные с интерполяцией цветовых плоскостей. У них есть собственные проблемы — склонность к шуму, межслойная хроматическая аберрация, и т. п. но эта технология еще находится в активном развитии.
Разрешение в применении к сенсорам X3 имеет несколько трактовок, отталкивающихся от различных технических аспектов. Так для модели «Foveon X3 10.2 MP»:
Создан прототип матрицы с цветоделением внутри пиксела, лишённой большинства недостатков всех вышеперечисленных методов цветоделения. Однако его чрезвычайно низкая технологичность препятствует его широкому внедрению.
Сравнительные особенности
Быстродействие
Цифровые и плёночные камеры, в общем, имеют схожее быстродействие, определяемое задержками перед съёмкой кадра в различных режимах. Хотя отдельные типы цифровых камер могут уступать плёночным.
Лаг затвора
Лаг затвора — задержка между нажатием кнопки и срабатыванием затвора камеры. Такие задержки, наблюдаются при наличии в камере системы автофокуса.
При этом в большинстве компактных и бюджетных цифровых камер используется медленный, но точный контрастный автофокус (неприменимый для плёночных камер). Плёночные камеры той же категории используют менее точные (полагающиеся на высокую ГРИП), но быстрые системы фокусировки.
Зеркальные камеры (как цифровые, так и плёночные) используют одинаковую систему фазовой фокусировки, с минимальными задержками.
Для уменьшения влияния автофокуса на лаг затвора (как в цифровых, так и в некоторых типах плёночных камер) применяется предварительная (в т. ч. упреждающая, для движущихся объектов) фокусировка.
Задержка видоискателя
Неоптические видоискатели, применяемые в незеркальных цифровых камерах — ЖК-экран или электронный видоискатель (окуляр с ЭЛТ или ЖК-экраном), могут показывать изображение с задержкой, что, как и лаг затвора, может привести к запаздыванию съёмки.
Время готовности
Время готовности камеры к съёмке — понятие, существующее для электронных камер и камер с выдвигающимися элементами. Большинство механических камер готовы к съёмке всегда, и среди них нет цифровых — все цифровые камеры и задники являются электронными.
Время готовности электронных камер определяется временем стартовой инициализации камеры. Для цифровых камер время инициализации может быть бо́льшим, но достаточно мало — 0,1—0,2 секунды.
Компактные камеры с выдвигающимися объективами имеют значительно бо́льшее время готовности, но такие объективы имеют как цифровые, так и плёночные камеры.
Задержка при непрерывной съёмке
Задержка при непрерывной съёмке обусловлена обработкой текущего кадра и подготовкой к съёмке следующего, которые требуют некоторого времени. Для плёночной камеры такой обработкой будет перемотка плёнки на следующий кадр.
Цифровая камера перед следующим снимком должна:
Самой медленной из перечисленных операций является запись на носитель (Flash-карту). Для её оптимизации используется кэширование — запись файла в буфер, с записью из буфера на медленный носитель, параллельно с другими операциями.
Обработка включает в себя большое количество операций по восстановлению, коррекции изображения, уменьшения до требуемого размера и упаковке в файл нужного формата. Для увеличения производительности, кроме повышения частоты работы процессорной части камеры, повышают её эффективность, разрабатывая специализированные процессоры с аппаратной реализацией алгоритмов обработки изображения.
Скорость считывания с сенсора обычно становится «бутылочным горлом» производительности только в топовых моделях профессиональных камер, с сенсорами высокого разрешения. Все другие виды задержек в них производители устраняют. Как правило, максимальная скорость работы конкретного сенсора ограничивается физическими факторами, приводящими на бо́льших скоростях к резким снижениям качества изображения. Для работы с большей производительностью разрабатываются новые типы сенсоров.
Также на время подготовки к съёмке следующего кадра (как при цифровой, так и при обычной съёмке) влияет время, необходимое для зарядки вспышки, если она используется.
Максимальное количество кадров при непрерывной съёмке
Кэширование записи на медленный носитель рано или поздно приводит к заполнению буфера и падению производительности на реальный уровень. В зависимости от программного обеспечения камеры, при этом съёмка может:
Поэтому, для непрерывной съёмки, кроме количества кадров в секунду, камера имеет параметр максимального количества кадров, которые камера может сделать до переполнения кэша записи. Это количество зависит от:
Плёночные камеры, в силу своего устройства, всегда работают с реальной производительностью, и максимальное количество кадров ограничивает только количество кадров на плёнке.
Дефект. Муар при съемке текстуры (мира контраста)
Дефекты «выгорания» свето́в (A) и зачернения теней (B)