Читать «Вспомогательные (прикладные) дисциплины. Фотодело» онлайн - страница 48
Евгений Юрьевич Сергеев
Модели начального уровня
Зеркальные цифровые камеры D-SL
В действительности термином « увеличение фокусного расстояния » (focal length magnification) обозначают изменение угла зрения, а не фокусное расстояние. Иногда его называют коэффициентом сопряжения объектива (lens coupling factor). Большинство крупноформатных аппаратов, снабженных матричным массивом, имеют большое увеличение фокусного расстояния.
1.5.7. Принципы создания качественного изображения
Качество цифрового изображения – результат согласованной работы основных узлов камеры: – оптическая система; приемник изображения; – аналого-цифровой преобразователь; блоки памяти; предварительной обработки. Чтобы создать цифровое изображение для использования в компьютерных системах, самые разнообразные аналоговые заряды, генерируемые ПЗС, должны быть преобразованы в конечную серию ступеней. Этот процесс, выполняемый аналого-цифровым преобразователем «АЦП», и называется квантованием (quantization). Каждой ступени присваивается двоичный номер, который характеризует тон или уровень серого. Уровень серого для каждого пикселя в монохромном или полутоновом изображении обычно описывается одним 8 битовым числом. Пиксели в ПЗС изображении требуют 8 битовое число для каждого цветового канала, предлагая гамму из более, чем 16 миллионов цветов (256 х 256 х 256). Результирующий 24 битовый файл занимает в три раза больше места в блоке памяти по сравнению с монохромным изображением. Если черно-белый клин тональности разбить на очень большое количество ступеней, переходы между тонами становятся различимы, происходит потеря информации о тональности, приводящая к делению на полосы или градационные ступени (posterization).
Вывод количества мегабайт примерно соответствует площади флеш карте памяти, то есть с увеличением площади флеш карты увеличивается количество мегабайт. К примеру, при размере 72 точки на дюйм (2,54мм.) получается, что размер точки равен 00352 дюйма.
Максимальное число уровней серого, поддерживаемых большинством программ для обработки изображений на компьютере, составляет 256. Для нумерации 256 уровней серого потребуются восемь двоичных цифр (битов). Большинство АЦП, встроенных в цифровые аппараты, имеют большую по сравнению с этой битовую глубину (bit depth). Они делят аналоговую информацию на 1024 (10 битов), 4096 (12 битов) или ровно 16384 (14 битов) уровней серого. Этот начальный процесс представления дискретных данных (superimposing) может улучшить качество изображения даже в том случае, если количество уровней серого придется уменьшить до 256. Восприятие глазом человека разной интенсивности освещения не соответствует линейной характеристике ПЗС. Глаз человека более чувствителен к тональным изменениям. Изменение контраста или освещенности применительно к 8 битовой глубине приводит к потере информации за счет ограничения некоторых из имеющихся 256 уровней серого до черного или белого.
Большая битовая глубина АЦП может означать более высокое качество, однако это справедливо только в том случае, когда ПЗС обеспечивает регистрацию достаточно широкого динамического диапазона и может передавать к преобразователю точные аналоговые данные с низким уровнем помех.
1.5.8. Выбираем цифровую технику для получения фотографического изображения
Преимущества цифровой фотосъемки в основном все знают. Главное это существенное сокращение времени производственного процесса самого процесса съёмки. Увидел интересное, навёл объектив фотоаппарата на объект, нажал на кнопку пуска, автоматически получи фотоснимок. Но, к сожалению, наряду с положительными (позитивными) существуют и отрицательные (негативные) проблемы. Главная проблема это кажущаяся простота получения фотографии с помощью цифровой аппаратуры. Покупая цифровую фотокамеру, а тем более, встроенную в мобильный телефон, все становятся « профессионалами-фотографами ». При выборе фотоаппарата необходимо учитывать все её технические возможности, которые позволяют сделать фотожурналисту фотографию и в оцифрованном виде оперативно передать по каналам Интернет в редакцию, снабдив её необходимой текстовой информацией. Также надо помнить, что фотография это светопись , и поэтому качественный результат фотографии зависит в большей степени, от того насколько грамотно фотограф может «управлять светом », а не от «крутизны» фотоаппарата. При фотосъемке необходимо помнить оптические возможности фотоаппарата, что такое пиксель, его технические возможности по совмещению с печатными процессами. Цифровая техника пока не достигла качества изображения, которое можно было достигнуть по тональности, колориту, на пленочном фотоаппарате. Поэтому в редакциях «дорабатывают» полученное цифровое изображение, до идентичности фактически снятого на фотоаппарат изображения с изображением на компьютер е. Получается, что основная часть творчества приходится не на момент съемки, а на работу за компьютером. Работая на компьютере над изображением, необходимо подумать, доделать, уточнить, сохранить несколько вариантов изображения или отменить неудачное действие. И таким образом, в цифровой фотографии, стирается резкая грань между творчеством фотографа, творчеством компьютерного дизайнера и программиста. Раньше работа фотографа заканчивалась, когда он видел, что снимки чёткие, с хорошей композицией и правильно передают цвет. Сегодня фотограф отвечает не только за качество изображения, но и за пригодность электронного файла к дальнейшему использованию. Цветоделением или преобразованием цветных пространств RGB и CMYK, полученного снимка, занимаются другие специалисты. К этому привыкают не только фотографы, но и художественные редакторы, Такой подход коренным образом меняет критерий работы фотографа.
Методическое обеспечение
Основные понятия : пиксел; ПЗС-матрица; размеры матрицы; фотосенсор; цветовой шум; zoom объектива; битовая глубина; градационные ступени;
Контрольные вопросы и задания:
1. Что такое пиксел?
2. Что представляет собой матрица?
3. Назначение матрицы, её характеристики.
4. Что обозначает термин битовая глубина?
5. Зачем необходим баланс серого?
6. Что такое темновой ток?
7. Причины появления цветового шума.
8. Что означает процесс квантования?
9. Значение градационных ступеней.
10. Как получить максимальное количество цветов и оттенков?
Задание. Сравните меню в нескольких цифровых камерах. Определите принципиальные отличия. Сделайте несколько снимков, определите, в чём принципиальная разница.
Глоссарий. Часть 1
Аберрация (Aberration). Оптические искажения объектива, вызывающие снижение резкости изображений. В простых линзах с постоянной (сферической) кривизной: фокусное расстояние изменяется от центра линзы к ее внешним кромкам. При преломлении света любой линзой имеет место хроматическая аберрация: синяя часть спектра преломляется по сравнению с красной частью сильнее всего. В современных сложных объективах эти недостатки устранены.
Апертурная диафрагма (Aperture). Переменный диаметр отверстия, имеющегося в объективе, обеспечивающий изменение интенсивности светового потока. Диаметры апертуры выражаются в "значениях диафрагмы". Деление фокусного расстояния объектива на любое значение диафрагмы дает диаметр апертуры.
ASA. Чувствительность фотопленки или ПЗС по стандарту Ассоциации американских стандартов (American Standards Assiciation). Имеет линейную зависимость; увеличение численного значения ASA в два раза соответствует увеличению чувствительности в два раза.
Быстродействие фотоаппарата. С корость реакции затвора, время от нажатия на кнопку до момента получения снимка.
Байт (Byte) – 8-битовое двоичное число, представляющее в десятичной системе числа от 0 до 255. Стандартная единица для измерения размера файла. Один килобайт (кб) равен 1024 байтов, один мегабайт (Мб) – 1024 килобайтов или 1048576 байтов, и один гигабайт (Гб) – 1024 мегабайтов или 1048576 килобайтов.
Бочкообразная дисторсия (Barrelling) Искажение, даваемое объективами с очень малым фокусным расстоянием или воспроизводимое плохо отрегулированными мониторами: изображения как бы растянуты по сферической поверхности.
Бит (Bit). Двоичное число. Самая малая единица информации в компьютере, 1 или 0, она представляет два состояния электрической цепи: включено или выключено.
Битовая глубина (Bit Depth). Количество битов, используемых для представления каждого пикселя в изображении, определяющего его цветовой или тональный диапазон.
Блики от отраженного света (Specular Highlits). Яркие блики света от источника освещения, отраженные глянцевыми поверхностями, полностью или частично забивающие детали изображения.
Видоискатели. Устройство, с помощью которого определяют границы пространства, изображаемого в пределах кадра, а в некоторых конструкциях и осуществляют контроль над качеством изображения. Видоискатели бывают:
– рамочные;
– зеркальные;
– телескопические.
Более совершенным является видоискатель, выполненный по схеме зрительной трубы Кеплера с оборачивающейся системой. Видоискатель может быть оптическим или электронным (LCD-дисплей). На дисплее изображение видно на экране фотоаппарата в точности так, как оно получится после снимка
Вогнутая линза (Concave). Линза, имеющая вогнутую внутрь поверхность и наименьшую толщину в центре, которая вызывает расхождение светового потока.
Выпуклая линза (Convex). Линза, имеющая выпуклую поверхность и наибольшую толщину в центре, которая вызывает схождение светового потока.
Время накопления (Integration Time) Время, допустимое для накопления электрических зарядов фотоэлементами ПЗС до момента их считывания и преобразования в цифровую информацию.
Время строчного сканирования (Line Time ). Время, необходимое для сканирования линейным массивом ПЗС плоскости изображения от края до края и регистрации информации для одного ряда пикселей.
Галоидное серебро (Silver Halide). Светочувствительное химическое соединение, используется в фото и киноплёнках.
Гиперфокальное расстояние (Hyperfocal Distance ). Когда объектив сфокусирован на объект съемки, находящийся на гиперфокальном расстоянии от фотоаппарата, глубина резко изображаемого пространства будет простираться до бесконечности. Значение гиперфокального расстояния зависит от фокусного расстояния объектива и установленного значения диафрагмы.
Глубина резкости объектива (Depth of Field). Когда фокусировка объектива произведена на какой-либо определенный объект, существует диапазон допустимой глубины резкости, начинающийся перед точкой фокусировки и заканчивающийся за ней. Складывающееся из этого расстояние называется глубиной резкости объектива, которая зависит от значения диафрагмы, фокусного расстояния объектива и расстояния между фотоаппаратом и объектом съемки.
Глубина резкости . Также является элементом характеристики объектива. Устанавливают допустимые нерезкости фотографического изображения, допустимое смещение объектива соответствует его глубине резкости. Различают глубины резкости в пространстве предметов и в пространстве изображений, которые являются сопряженными. Расстояние до передней границы резко изображаемого пространства называется гиперфокальным расстоянием.
Глубина фокусировки (Depth of Focus). Расстояние по обе стороны от фокальной плоскости, в пределах которого кружки рассеяния будут допустимого размера. Когда свет от объекта съемки фокусируется перед плоскостью пленки или ПЗС или за плоскостью пленки или ПЗС, на этой плоскости образуется несколько перекрывающихся кружков. Если кружки имеют небольшой размер, фокусировка может считаться допустимой.
Дальномеры . Устройства, позволяющие определять расстояние от фотоаппарата до объекта съемки. Предназначаются в качестве дополнительной принадлежности для шкальных фотоаппаратов.
Двоичное число (Binary Number). Число, включающее одну или более двоичных цифр (1 или 0). Каждый двоичный бит удваивает количество возможных цифровых комбинаций. Два двоичных бита дают четыре возможные комбинации: 00, 01, 10, 11. Три бита дают восемь комбинаций: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.
Денситометр (Densitometer). Устройство, применяемое для измерения прозрачности фотопленки или поглощения света отражающими материалами. Он предназначен для проверки того, как плотность фотопленки или красителя на отпечатанном материале соответствует его техническим характеристикам.
Динамический диапазон (Dynamic Range). Наибольший диапазон тональности (от самого светлого до самого темного), который способно воспроизвести регистрирующее устройство.
Деление диафрагмы (f-number or f-stop). Значение или деление диафрагмы характеризует действующее значение диаметра отверстия объектива. Разделив фокусное расстояние объектива на какое-либо численное значение диафрагмы, получим диаметр отверстия объектива. На всех объективах используется стандартный ряд значений диафрагмы. При увеличении диаметра отверстия на одно деление (установка меньшего цифрового значения) световой поток через объектив возрастет в два раза.
Дискретный свет (Discontinuous Light) Источник света, имеющий прерывистый или сильно ограниченный диапазон длин волн, характеризующийся зачастую большими пиковыми значениями.
ЖК-экран (LCD Screen). Технология жидкокристаллических дисплеев, используемая для изготовления экранов портативных компьютеров, находит применение при создании небольших встроенных или съемных экранов в цифровых фотоаппаратах.
Затвор (Shutter). Комплект металлических, тканевых или пластиковых шторок, перекрывающих попадание света на фотопленку или ПЗС. При срабатывании затвора шторки будут открыты в течение заранее установленного времени, обеспечивая пропускание дозированного количества света. Назначение их в фотоаппаратах сводится к показу или установке оптимального сочетания выдержки с диафрагмой для определенных световых условий и данной светочувствительности фотопленки. В автоматических системах поиск такого сочетания называется отработкой программы.
Интерполяция (Interpolation). Увеличение числа пикселей в изображении или заполнение недостающей информации о цветах для уже существующих пикселей путем усреднения значений соседних пикселей.
Источники света. Солнечный свет бывает направленным (прямым) и рассеянным атмосферой. Он непостоянен по интенсивности и спектральному распределению энергии излучения. К закономерным факторам, влияющим на изменчивость солнечного освещения, относятся: высота солнца над горизонтом и расположение по отношению к нему фотографируемой поверхности. К случайным факторам изменчивости освещения относится состояние атмосферы – ясно, дождь, туман и т. п. В зависимости от высоты светила солнечное освещение делится на периоды эффективного, нормального и зенитного освещения.
Избирательное отражение, пропускание и поглощение света. Все видимые тела в природе можно разделить на самосветящиеся (источники света) и несамосветящиеся (отражающие и пропускающие свет). Яркость отражающей поверхности зависит от ее освещения и отражательных свойств. Интервал яркостей объекта съемки – отношение между яркостью самой темной и самой светлой деталями объекта.
Карта PCMCIA или карта ПК. Стандарт на технические средства, установленный Международной ассоциацией по картам памяти персональных компьютеров (PCMCIA – Personal Computer Memory Card International Association). Разработанные первоначально для персональных компьютеров эти сменные карты могут быть снабжены кристаллами памяти, жесткими дисками, модемами или сетевыми устройствами. В некоторых цифровых аппаратах применяются карты ПК с жесткими дисками.
Кружок рассеяния (Circle of Confusion). Неправильно сфокусированный свет от точек объекта съемки воспроизводится на плоскости получения изображения в виде перекрывающихся кружков. Аберрации объектива также приводят к образованию кружков рассеяния.
Кривая тональности (Tone Curve). Графическое представление зависимости между входными и выходными диапазонами тональности изображения в случае изменения его контраста или яркости. Раздельное изменение кривых тональности КЗС или ГПЖЧ приводит к изменению цветового баланса.
Квантование (Quantization). При отборе любого аналогового сигнала размер каждой выборки квантуется или аналого-цифровым (А/Ц) преобразователем ему присваивается определенный двоичный номер. Термин "квантование" неправильно используется для критической оценки качества, подразумевающий чрезмерно большие переходы в цифровых данных, приводящие к постеризации.
КЗС (RGB = Red, Green, Blue). Красный, зеленый, синий; основные цвета в аддитивной цветовой модели. Модель КЗС применяется в цветных телевизорах, мониторах и аппаратах для обеспечения зрительного восприятия цветов.
КМОП-матрица. Светочувствительная матрица цифрового фотоаппарата, выполненная на основе КМОП-транзисторов с использованием Фильтра Байера (Шаблон Байера) – мозаики цветных GRGB транзисторов, цветное множество фильтров (CEA) цвета RGB, устроенных на квадратной сетке фотодатчиков.
Линейный массив (Linear Array). Датчик ПЗС обычно включает ряды фотоэлементов с красными, зелеными и синими фильтрами. Сканирование линейных массивов производится с помощью шагового электродвигателя поперек площади изображения.
Лучистая энергия . Оптическая область спектра электромагнитных излучений состоит из трех участков: невидимых ультрафиолетовых излучений с длинами волн от 10 и приблизительно до 400 нм, обнаруживаемых в основном по их химическому и физиологическому действию; видимых световых излучений с длинами волн от 400 до 750 нм, воспринимаемых глазом как свет; невидимых инфракрасных излучений с длинами волн от 740 нм до 1–2 мм, обнаруживаемых в основном по их фотоэлектрическому или тепловому действию.
Матрица. О сновной элемент цифровых фотоаппаратов, современных видео– и телевизионных камер.
Матричный массив (Matrix Array). Датчик ПЗС с двухмерной решеткой фотоэлементов. Использование трех монохромных матричных массивов или одной матрицы с фотоэлементами, которые попеременно закрыты КЗС фильтрами, дает возможность мгновенно заснять все изображение. Может также называться площадным массивом.
Масштаб изображения — важнейшая характеристика объектива. Масштаб изображения прямо пропорционален фокусному расстоянию, которое определяет (совместно с размерами кадра) угловое поле зрения фотоаппарата.
Международная комиссия по освещенности (CIE). Международная комиссия по стандартизации/Международная осветительная комиссия, МОК (Commission International deI Eclerage – CIE). Комиссия систематизировала и в 1931 году предложила математические модели измерения цветовых оттенков по диаграмме. Графически это представляется набором величин трёх параметров: цветовой тон; насыщенность: яркость (светлота), которые определяют реальные цвета.
Минимальное расстояние фокусировки . Это минимальное расстояние, на котором камера способна сфокусироваться на объекте съёмки, способность камеры снимать при близком приближении мелкие предметы (цветы, насекомые).
Многократное экспонирование (Bracketing). Многократное фотографирование одного и того же объекта с разными экспозициями в сторону их увеличения и уменьшения по отношению к измеренному значению экспозиции. За счет этого достигается получение одного снимка с точной экспозицией.
Модель RGB (Red-красный Green-зелёный Blue-синий). Три основные монохроматические излучения представленные в виде трёхмерной системы координат. При смешении этих трёх цветов получают белый цвет. Эти цвета называются аддитивными (суммарными), а синтез цвета аддитивным. Такая модель применяется для описания цвета синтезированного в проходящем или прямом (излучаемом) свете.
Модель цвета CIELab . Аппаратно независимая модель определения цвета без учета индивидуальных особенностей (профиля) устройства (монитора, печатного устройства). Цвет определяется светлотой (Luminance) и двумя хроматическими компонентами, которые составляют половинки интервала спектра видимого излучения, параметром «a», который изменяется от зелёного до красного, и параметром «b», изменяющимся от синего до жёлтого. Геометрический образ модели, аналогичен модели HSB – шар. Программа Adode PostScript использует эту модель в качестве посредника при любом конвертировании из модели в модель, для языка PostScript Level 2.
Монохроматические излучения и спектральные цвета. Световые излучения, воздействующие на глаз и вызывающие ощущения цвета, подразделяют на простые и сложные. Спектр – последовательность монохроматических излучений, каждому из которых соответствует определенная длина волны электромагнитного колебания. Различают три зоны излучения: сине-фиолетовая с длинами волн от 400 до 490 нм; зеленая – от 490 до 570 нм и красная – от 580 до 720 нм. Эти зоны спектра являются также зонами преимущественной спектральной чувствительности приемников глаза и трех слоев цветной фотопленки. Глаз человека обладает наибольшей чувствительностью к желто-зеленому излучению с длиной волны около 555 нм. Чувствительность глаза падает по мере приближения к концам видимого спектра при дневном освещении.