Fotografia cyfrowa

Fotografia cyfrowa

 

Matryca CMOS

 Matryca światłoczuła- to układ wielu elementów światłoczułych przetwarzających padający przez obiektyw obraz na sygnał elektryczny, stosowany w aparatach cyfrowych. Jest to płytka krzemowa, zawierająca elementy światłoczułe (w każdym elemencie światłoczułym znajduje się fotodioda odpowiedzialna za mierzenie natężenia światła), pokryte filtrem CFA (ang. Color Filter Array) w celu rejestracji kolorów. Ponadto matryca światłoczuła pokrywana jest specjalnym zestawem filtrów odcinających fale światła podczerwonego. Wyróżniamy dwa rodzaje matryc światłoczułych:

Matryca CCD

-CCD - (ang. Charge Coupled Device) – układ wielu elementów światłoczułych, z których każdy rejestruje, a następnie pozwala odczytać sygnał elektryczny proporcjonalny do ilości padającego na niego światła.
-CMOS - (ang. Complementary Metal Oxide Semiconductor) układ wielu elementów światłoczułych wykonany w technologii CMOS.
 Typy aparatów: 
-Lustrzanki  wyposażone w lustro i matówkę (przezroczysty materiał służący do ustawienia i kontroli ostrości oraz kadrowania . Zadaniem zespołu lustra i matówki jest dokładna prezentacja bieżącego kadru. Rozwiązanie takie ma znaczenie przy precyzyjnym nastawianiu odległości fotografowania, ocenianiu głębi ostrości, ocenie aberracji optycznych, jak również przy prawidłowym kadrowaniu obiektów nieodległych. Sprzyja również kompozycji kadru, ocenie proporcji oświetlenia itp.

Lustrzanka Sony Alfa 700

Lustrzanka jednoobiektywowa- Jest to konstrukcja nieco młodsza, a obecnie dominująca wśród aparatów średniej i najwyższej klasy. Występuje w niej tylko jeden obiektyw, który służy zarówno do obserwacji kadru, jak i naświetleń. Lustro w tego typu aparatach unosi się na czas potrzebny do zrobienia zdjęcia odsłaniając migawkę, przestając jednak tym samym prezentować kadr osobie fotografującej. Olbrzymią zaletą tego rozwiązania jest przedstawianie osobie obsługującej lustrzankę kadru w dokładnie takiej postaci, w jakiej będzie naświetlony. Szczególną zaletą jest tu całkowity brak paralaksy. Rozwiązanie takie umożliwia również wygodne stosowanie pełnej gamy obiektywów wymiennych, konwerterów i różnego rodzaju nasadek na obiektywy.

Lustrzanka dwuobiektywowa

Lustrzanka dwuobiektywowa- Starszą konstrukcją jest lustrzanka dwuobiektywowa, w której każdy z obiektywów służy tylko jednemu celowi – albo prezentacji kadru, albo naświetlaniu materiału światłoczułego. Aparaty te charakteryzowały się zwiększonymi wymiarami w stosunku do aparatów jednoobiektywowych na ten sam rodzaj filmu. Dzisiaj nie są już stosowane. Ich zaletą w porównaniu z wcześniejszymi rozwiązaniami było przedstawianie kadru na wygodnej i dużej matówce ze wszystkimi tego pozytywnymi skutkami. Wadą był jednak nadal efekt paralaksy pomiędzy kadrem obserwowanym i naświetlanym. Natomiast zaletą w porównaniu do późniejszych lustrzanek jednoobiektywowych była możliwość obserwacji kadru w momencie robienia zdjęcia, co ma znaczenie przy długich czasach naświetlania.

Aparat kompaktowy

-Aparaty kompaktowe-  typ popularnego aparatu fotograficznego o niewielkich rozmiarach, zwartej budowie i uproszczonej obsłudze. Jest on najczęściej wyposażony w niewymienny obiektyw stałoogniskowy lub zmiennoogniskowy. W kompaktach klasycznych celownik umieszczony był nad obiektywem, co powodowało występowanie zjawiska paralaksy. Segment kompaktów z czasem wypełniły kompakty cyfrowe, pozbawione wizjera, wyposażone w duży, czytelny ekran LCD, na który przekazywany jest obraz wprost z obiektywu, i zapisujące zdjęcia na kartach pamięci. Współcześnie aparaty kompaktowe są stopniowo wypierane z rynku zarówno przez konstrukcje prostsze, jak i bardziej rozwinięte. Większość użytkowników do codziennego fotografowania korzysta ze smartfonów, ze względu na ich uniwersalność i powszechność oraz rosnące możliwości fotograficzne. Bardziej zaawansowani użytkownicy z kolei coraz częściej rezygnują z kompaktów na rzecz tańszych modeli cyfrowych lustrzanek
oraz bezlusterkowców.

Metoda realizacji

Zachowanie wybranego kadru w aparatach cyfrowych odbywa się, w uproszczeniu, poprzez pomiar natężenia światła (zob. efekt fotoelektryczny) dla poszczególnych pikseli (punktów) matrycy, na którą pada światło poprzez obiektyw. Różnica pomiędzy fotografią cyfrową a tradycyjną sprowadza się zasadniczo tylko do metody tego zachowania, gdyż cała optyka właściwie nie uległa znacznym modyfikacjom w stosunku do fotografii tradycyjnej. Charakterystyczne w technice cyfrowej jest to, że każde zdjęcie posiada dokładnie określoną rozdzielczość obrazu wyrażoną w pikselach (jednostką rozdzielczości aparatu jest megapiksel – Mpx lub Mpix – trwają prace nad aparatami o rozdzielczości gigapikselowej), podczas gdy w fotografii tradycyjnej rozdzielczość jest cechą charakterystyczną błony światłoczułej, a dokładniej jest zależna od wielkości kryształów halogenków srebra. W obu przypadkach rozdzielczość fotografii limitowana jest dodatkowo zdolnością rozdzielczą obiektywu.
W obu technologiach występuje efekt ziarna (szumów) rosnącego wraz ze zwiększaniem czułości sensora lub filmu. W przypadku matrycy, wynika to z większego wzmocnienia sygnału, które to wzmocnienie wpływa także na wzrost szumów. W przypadku błon fotograficznych o wysokiej czułości używa się większych, i co za tym idzie, bardziej widocznych ziaren bromku srebra.

Porównanie z fotografią tradycyjną

Zalety fotografii cyfrowej

• Natychmiastowy podgląd zdjęcia bez oczekiwania na wywołanie filmu.
• Większe możliwości retuszu.
• Małe koszty przechowywania dużej ilości zdjęć (jeśli pozostają w formacie cyfrowym, a nie jako odbitki).
• Zdjęcia mogą być kopiowane bez utraty jakości.
• Nie ma potrzeby skanowania zdjęć przed użyciem ich w komputerze.
• Możliwość wydruku własnych zdjęć na drukarce, czasami nawet bezpośrednio z aparatu (bez użycia komputera).
• Mniejszy rozmiar, niż w fotografii tradycyjnej
• Możliwość dołączania do zdjęć dodatkowych danych (EXIF), takich jak data i czas wykonania zdjęcia, model aparatu, czas naświetlania, użycie lampy błyskowej itp. W nagłówku EXIF można zapisać również współrzędne geograficzne miejsca wykonania zdjęcia (dzięki zastosowaniu przystawek do aparatów z odbiornikiem GPS – dostępnych głównie w lustrzankach klasy średniej i wyższej – lub odbiorników wbudowanych bezpośrednio w aparaty kompaktowe).

Zalety fotografii tradycyjnej

• Większa rozpiętość tonalna.
• Przy rejestrowaniu obszarów o dużej jasności, tzw. „wypalonych”, film ze względu na dużą rozpiętość tonalną zachowuje pewną dozę detali nawet w tych obszarach. Aparaty cyfrowe zaś „wypalają do bieli”, tj. zamieniają obszar jasny na jednolitą biel, w związku z czym informacja jest bezpowrotnie tracona.
• Klisze filmowe oferują znacznie niższy niż matryce CCD poziom szumu przy dużych czułościach ISO. Dotyczy to zwłaszcza klisz o wysokiej jakości, np. Ilford 3200.