Фотокамеры

Цифровой фотоаппарат — это фотоаппарат, в котором для получения изображения

используется массив полупроводниковых светочувствительных элементов, называемых матрицей, на которую изображение фокусируется с помощью системы линз объектива. Полученное изображение, в электронном виде сохраняется в виде файлов в памяти самого фотоаппарата или же дополнительном носителе, вставляемом фотоаппарат.

Первый фотоаппарат сделал французский физик Жозеф Нисефор Ньепс в 1816 году. Его фотоаппарат назывался "Гелиограф". В 1827 году он начал сотрудничать с Жаком Манде Дагерром, французским художником, который после его смерти (в 1833 году) объявил о создании аппарата для получения изображений на серебрянных пластинках - Даггеротипа.

Для получения качественного снимка фотограф использует

• выдержку затвора - интервал времени, в течение которого свет экспонирует участок светочувствительного материала или светочувствительной матрицы. Одна из двух составляющих экспозиции. Выдержка — время, на которое открывается затвор, определяет количество света, попадающего на матрицу.

• диафрагму объектива — устройство объектива фотокамеры, позволяющее регулировать относительное отверстие, то есть изменять количество проходящего через объектив света, что определяет соотношение яркости оптического изображения фотографируемого объекта к яркости самого объекта, а также устанавливать необходимую глубину резкости. Диафрагма ограничивает световой поток, проходящий через объектив. Диафрагма определяет и глубину резко изображаемого пространства — параметр важный в техническом и творческом отношении.

Устройство цифрового фотоаппарата

Основными деталями любого фотоаппарата являются:

• светонепроницаемая камера, которая защищает светочувствительный материал от засветки посторонним светом в процессе съёмки;

• светочувствительный материал (матрица) - электронно-оптический датчик с сопутствующим оборудованием. Матрица (иногда её называют сенсором) представляет собой полупроводниковую пластину, содержащую большое количество светочувствительных элементов, в подавляющем большинстве случаев сгруппированных в строки и столбцы. В современных камерах наибольшее распространение получили матрицы двух типов: ПЗС (прибор с зарядовой связью, по-английски CCD — Charge-Coupled Device) и КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник, по-английски CMOS — Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor). CMOS-матрицы для потребительских фотоаппаратов относительно дёшевы, так как производятся по стандартным полупроводниковым технологиям, однако шумы таких матриц обычно гораздо выше, чем у CCD.

• объектив, обеспечивающий проецирование изображения на чувствительный элемент;

• затвор (его роль может исполнять крышка объектива, в простейших цифровых камерах затвор как отдельное устройство может отсутствовать, его функции выполняет электроника);

• процессор выполняет управление работой затвора, объектива, вспышки и т.п.

• карта памяти - носитель информации, который обеспечивает длительное хранение данных большого объёма.

Дополнительные элементы фотоаппарата не оказывают непосредственного влияния на техническое качество снимка и могут как присутствовать в конструкции, так и отсутствовать. Они определяют удобство и оперативность работы с фотоаппаратом:

• обеспечивают точность кадрирования - видоискатель - элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка,

• помогают фотографу в определении параметров съёмки (экспонометр, автоматика фокусировки и экспозамера),

• упрощают получение снимков в сложных условиях (фотовспышка, стабилизатор изображения) и т. п.

Классификация фотокамер

По конструктивным особенностям все фотоаппараты можно разделить на три больших класса – беззеркальные, зеркальные, гибридные (зеркальные с полупрозрачным зеркалом).

Беззеркальные. Свет из объектива напрямую попадает на светочувствительный элемент – матрицу, и дальше передается на ЖК-дисплей и в электронный видоискатель, если он есть. Такие фотоаппараты просты, компактны, универсальны. Главными критериями выбора являются размер светочувствительной матрицы и светосила объектива. Самые продвинутые фотоаппараты имеют сменный объектив, что расширяет ваши творческие возможности.

Зеркальные. Конструктивные особенности зеркальных фотоаппаратов обеспечивают в первую очередь высокое качество фотографий. Чтобы фотограф снимал побольше шедевров между объективом и глазом ставят зеркало, которое помогает до момента съемки увидеть объект съемки в естественном свете, с передачей всех деталей, оценить глубину резко изображаемого пространства и т.д. Но при съемке видео зеркало является помехой, ведь оно загораживает матрицу. Приходится поднимать зеркало и ориентироваться при видеосъемке только на картинку ЖК-дисплея. Более того, при поднятом зеркале, пропадает автофокусировка и приходится управлять резкостью вручную.

Гибридные. Это зеркальные фотоаппараты с полупрозрачным зеркалом. Это практически полноценный зеркальный фотоаппарат (за исключением того, что в видоискателе будет электронное, а не натуральное изображение).

Характеристики фотокамеры

ž Характеристики фотокамеры можно разделить на характеристики ее отдельных устройств

Характеристики матрицы

Разрешение в пикселях - Указывает на максимальное разрешение всей поверхности матрицы цифрового фотоаппарата. Данное значение высчитывается перемножением числа столбцов (точек по вертикали) на число строк (точек по горизонтали).

Тип матрицы

• СCD - Расшифровывается как Charge-Coupled Device или прибор с зарядовой связью. Информация с такого сенсора считывается по принципу «строка за раз» (иногда «кадр за раз») — электронный сигнал выдается на процессор обработки изображения в виде отдельных строк или целого кадра. Среди достоинств CCD-матрицы можно отметить низкий уровень шума, отсутствие искажений цвета в желтых тонах и его естественность в зеленом тоне, устойчивость к перегреву при длительном использовании. Однако, сенсоры такого типа отличаются чуть большим размером, высокой стоимостью производства и большим потреблением энергии, отчего редко встречаются в потребительских моделях камер.

• BSI CMOS - Представляет собой дальнейшее развитие классических CMOS-матриц. Отличительной особенностью данного сенсора являются не только достоинства предшественника, но и наличие задней подсветки (BSI), что позволяет сенсору получать больше света на уровне каждого пикселя. За счет этой технологии обеспечивается возможность создания качественных фото в условиях плохой освещенности.

• CMOS - Матрицы этого типа отличаются простотой и дешевизной производства, а также более компактными размерами, низким энергопотреблением и возможностью размещения фокусировки и экспонометрии прямо на сенсоре, что позволяет уменьшить размеры самой камеры. Помимо этого процессор камеры может считывать с такой матрицы все изображение сразу, благодаря чему предотвращаются искажения при съемке быстродвижущихся объектов. Среди ключевых недостатков CMOS-матриц можно отметить высокую предрасположенность к цифровому шуму на высоких значениях ISO, а также повышенные температуры при продолжительной работе.

Физический размер матрицы. Это визуальный размер светочувствительного сенсора цифрового фотоаппарата. В зависимости от физического размера матрицы также определяется размер пикселя как минимального элемента, из которого состоит матрица и формируется изображение. Чем больше площадь сенсора камеры, тем больше каждый пиксель, что положительно сказывается на динамическом диапазоне, светочувствительности и показателе шумов. ž

Чувствительность (ISO). Данный параметр указывает на восприимчивость матрицы камеры или фотопленки к свету и влияет на яркость готового изображения. Минимальное значение ISO отличается низким уровнем цифрового шума и используется преимущественно при съемке в условиях хорошей освещенности — в солнечный день или при качественном искусственном освещении. Максимальное значение ISO позволяет создавать фотографии в условиях плохой освещенности — например, ночью. Чем больше данное значение, тем лучше будет качество готового изображения при минимуме «шумов» в различных ситуациях и условиях съемки.

Характеристики объектива

Фокусное расстояние. Это расстояние от оптического центра объектива до точки фокусировки в мм, т.е. до матрицы или пленки камеры, где образуется резкое изображение объекта. Чем меньше данный параметр, тем на более близком расстоянии возможно вести съемку и наоборот. В характеристиках показывается как диапазон минимального и максимального увеличения (18-25 мм)

Диафрагма. Особая конструкция внутри любого объектива, состоящая из нескольких лепестков-шторок. Благодаря ей обеспечивается регулировка количества света, который попадает на матрицу камеры. Часто представлена выражением f/3.5-5.6. Это относительный размер диафрагмы к фокусному расстоянию объектива. Если указано 3.5-5.6, для объектива с фокусным расстоянием 28-105, то соответственно на 28 миллиметров самое широкое значение диафрагмы 3.5, а увеличив расстояние на 105 миллиметров вы получите уже 5.6, и шире открыть диафрагму не сможете.

Характеристики ЖК экрана

Тип ЖК- экрана

• обычный - Экран, заключенный в корпус камеры, имеет фиксированное положение. Возможности поворота или изменения угла его наклона не предусмотрено.

• сенсорный - Позволяет управлять настройками камеры и просматривать отснятые материалы в одно касание. Однако такой тип управления не слишком удобен из-за небольшой площади дисплея, а также при использовании камеры в неблагоприятных погодных условиях — например, в дождь или снег.

• наклонный - Поворотная конструкция экрана обеспечивает более удобное использование камеры из нестандартных положений — например, при создании селфи-фото или при съемке с уровня пола.

• поворотный - Поворотная конструкция экрана обеспечивает более удобное использование камеры из нестандартных положений — например, при создании селфи-фото или при съемке с уровня пола.

Диагональ ЖК экрана. Данное значение выражается в дюймах. Чем крупнее экран, тем более удобен он для просмотра отснятых материалов и служебной информации. Также большой дисплей, если он сенсорный, обеспечивает более простое управление камерой. В то же время, диагональ заметно сказывается на размерах корпуса, поэтому в большинстве моделей чаще всего встречаются экраны размером не более 3".

Характеристики съемки и снимков

Скорость съемки. Данный параметр отражает количество снимков в секунду, которое способна произвести камера во время серийной съемки.

Форматы изображения. Специальный алгоритм сжатия данных для уменьшения итогового размера файла и возможности его просмотра на других устройствах. Наиболее распространенным форматом считается JPEG, который отличается оптимальным соотношением качества изображения и его размера, а также высокой универсальностью, благодаря которой такой файл может открываться практически на любых устройствах. В некоторых профессиональных моделях камер также поддерживается RAW, который представляет собой «цифровой негатив» фотографии. За счет отсутствия сжатия отличается большим размером и полным сохранением информации о цветах, что открывает широкие возможности для ретуши.

Форматы поддерживаемых карт памяти

• CF (II) - Карты такого типа могут иметь большую емкость, а также высокую скорость чтения и записи данных, что позволит снимать 4K-видео с частотой до 120 кадр./с. Помимо этого они изготовлены в прочном корпусе, обеспечивающим надежную защиту от различных внешних воздействий.

• UHS-I - Стандарт передачи данных. Благодаря специальному интерфейсу шины Ultra High Speed (UHS) обеспечивается связь с минимальными временными задержками между компонентами карты. Стандарт UHS-I может поддерживать скорость работы шины до 104 МБ/с, но фактическая скорость чтения и записи данных зависит от множеств других факторов и может быть несколько меньше. Для достижения наилучшей производительности устройство, к которому подключается карта, должно поддерживать различные режимы работы стандарта UHS-I, чтобы максимально эффективно использовать его скоростной потенциал.

• СF (I) - Карты такого типа могут иметь большую емкость, а также высокую скорость чтения и записи данных, что позволит снимать 4K-видео с частотой до 120 кадр./с. Помимо этого карты такого типа изготовлены в прочном корпусе, обеспечивающим надежную защиту от различных внешних воздействий.

• UHS II - Стандарт передачи данных, который поддерживает скорость работы до 312 МБ/с. Однако, фактическая скорость чтения и записи данных зависит от множеств других факторов и может быть несколько меньше. Для достижения наилучшей производительности устройство, к которому подключается карта, должно поддерживать различные режимы работы стандарта UHS-II, чтобы максимально эффективно использовать его скоростной потенциал. Также важно отметить, что карты UHS II могут использоваться в устройствах, поддерживающих UHS II с соответствующими ограничениями скорости.

• XQD - Специально разработанный формат для использования в фото- и видеокамерах, особенно требовательных к быстродействию памяти. Благодаря использованию в основе спецификаций PCI-E пропускная способность стандарта XQD может достигать 2.5 Гбит/с, а скорость записи данных — 125 МБ/с при емкости до 120 ГБ и более. Помимо этого карты такого типа отличаются более крупными размерами. XQD считается одним из наиболее перспективных стандартов для камер высокого разрешения.

• SDHC - Представляет собой дальнейшее развитие стандарта SD. Данный формат отличается от своих предшественника измененной схемой адресации и использованием файловой системы FAT32, благодаря чему максимальная емкость таких карт может достигать 32 ГБ. Однако эта файловая система имеет 1 недостаток — максимальный размер записываемого файла не может быть больше 4 ГБ, что может быть не удобно при записи длинных видеороликов. Также для SDHC существует понятие «класс», его численное значение указывает на скорость записи данных. Это важный параметр, так как он может влиять, например, на скорость серийной съемки у некоторых фотоаппаратов.

• SD - Представляет собой очень распространенный формат карт памяти, использующийся в фото- и видеокамерах самого разного типа, а также другой электронике — ноутбуках и медиацентрах. Различные виды данного формата могут обладать высокой емкостью и пропускной способностью, что обеспечит высокую производительность устройства.

• SDXC - Представляет собой следующее развитие классического формата SD. Данный тип карт памяти отличается максимальной емкостью до 2 ТБ и использует файловую систему exFAT, за счет чего не ограничивается размер записываемого файла в отличие от SDHC. Для обозначения скорости записи в картах SDXC используют классы UHS. Чем выше его поколение и класс, тем выше скорость записи данных, что позволит комфортно записывать видео с разрешением до 4K. Также важно отметить, что такие карты совместимы только с теми устройствами, где заявлена поддержка SDXC.

Беспроводные интерфейсы подключения

• GPS (опционально) - Чаще всего используется для постановки геометок к отснятым материалам — в служебную информацию записываются данные о конкретных географических координатах места съемки. GPS-приемник приобретается отдельно.

• GPS - Встроенный в камеру модуль спутниковой навигации. Чаще всего используется для постановки геометок к фотографиям — в служебную информацию о каждом снимке записываются данные о конкретных географических координатах места съемки. Помимо этого, камеры со встроенным GPS могут иметь дополнительные возможности — например, классическую навигацию или специальные базы данных по достопримечательностям на основе текущего местоположения.

• Wi-Fi - Беспроводной стандарт, который позволяет создавать прямое соединение между устройствами. Способы применения Wi-Fi в камерах могут быть самыми разными. Одним из наиболее популярных вариантов считается подключение к смартфону, планшету или другому подобному устройству для дистанционного управления затвором камеры или передачи отснятых материалов. Некоторые камеры имеют встроенное ПО, позволяющее напрямую подключаться к сети Интернет через беспроводные точки доступа и «заливать» фото и видео на сетевые сервисы.

• NFC - Это технология беспроводной связи, предназначенная для соединения портативных устройств между собой на расстоянии пары сантиметров. Используется как вспомогательный инструмент, позволяющий легко подключать камеру к смартфонам или планшетам по стандарту Wi-Fi или Bluetooth, отличающемуся большим радиусом действия. Вместо того, чтобы вручную разбираться в меню настроек фотоаппарата и самостоятельно выполнять подключение периферии к нему — достаточно поднести камеру к другому устройству с NFC и подтвердить запрос на соединение.

• Bluetooth - Представляет собой беспроводной протокол, использующийся для связи различных устройств. Основной задачей модуля Bluetooth в камере чаще всего является соединение с компьютером и передача отснятого материала. Помимо этого, возможно использование функции прямой печати на принтерах, оснащенных Bluetooth. Радиус действия протокола Bluetooth обычно достигает 15-20 м, при этом устройства не обязательно должны находиться в прямой видимости друг друга.

Характеристики фотокамеры

Зеркальная камера Canon EOS 250D Kit 18-55mm IS STM серебристый [25.8 Мп, CMOS, 22.3 х 14.9 мм, 5 кадр./сек, 28-105 мм, диафрагма - f/4.0-5.6, 100-25600 ISO, Wi-Fi, GPS, экран – сенсорный, поворотный]

25.8 Мп - разрешение светочувствительной матрицы
CMOS - тип светочувствительной матрицы
22.3 х 14.9 мм - размер светочувствительной матрицы
5 кадр./сек - скорость съемки
28-105 мм - фокусное расстояние
диафрагма - f/4.0-5.6 - относительный размер диафрагмы к фокусному расстоянию
100-25600 ISO - светочувствительность
Wi-Fi - способ подключения
экран – сенсорный, поворотный - возможности дисплея

Самостоятельная работа