Извечный вопрос: плёнка или цифра. Основы фотографии

Цифрова́я фотогра́фия - раздел , связанный с получением , хранимого в цифровом формате. Цифровая фотография, в отличие от плёночной, использует для записи изображения, то есть электрические сигналы вместо химических процессов. В настоящее время цифровая фотография применяется все шире, продажи цифровых фотоаппаратов в большинстве стран уже превысили продажи плёночных камер. Все шире технологии получения цифровых изображений применяются и в устройствах, ранее для этого не предназначенных, например, в или в .

Сейчас в цифровой фототехнике применяются несколько типов сенсора. По элементрной базе:

  • (CCD)
  • (CMOS)
  • DX-матрица (гибрид КМОП и ПЗС)

По технологии цветоотделения:

  • матрицы с
  • матрицы

Многофункциональность

Исключая самые дешёвые варианты () и самые дорогие профессиональные устройства, цифровой фотоаппарат записывает снятые изображения на электро-магнитный носитель, в основном, Flash-карты и мини-диски, хотя ранее выпускались аппараты, использующие для этих целей и .

Многие цифровые фотоаппараты вместе с фотографиями позволяют записывать видео- и аудиофрагметны. Отдельные устройства можно использовать в качестве веб-камер, многие позволяют подключать их напрямую к для печати или к для просмотра фотографий.

Сравнение с плёнкой

Достоинства цифровой фотографии

  • Оперативный просмотр снятых кадров позволяет быстро понять ошибки и переснять неудавшийся кадр;
  • Вы платите только за печать готовых фотографий;
  • Долгое хранение фотографий на электронных носителях (при своевременном копировании на свежие носители в соответствии со сроком службы носителя) не приводит к ухудшению их качества;
  • Изображения готовы для обработки и тиражирования на , их не надо сканировать;
  • Большинство цифровых фотокамер компактнее плёночных аналогов;
  • Многие цифровые фотоаппараты позволяют проводить съёмку в инфракрасных лучах, используя лишь , в то время как для классической фотографии требуется специальная ;
  • Возможность гибкого управления , в то время как цветные фотоплёнки бывают всего двух видов - для дневной съёмки и для съёмки при электрическом освещении.

Достоинства плёночной фотографии

  • В большинстве любительских плёночных фотоаппаратов применяются широко доступные стандартные батареи питания, в отличие от специализированных в большинстве цифровых камер (в основном - ради компактности камеры).
  • Время использования комплекта батарей в плёночной камере намного больше;
  • Простые механические камеры вообще не требуют электрического питания и могут использоваться в экстремальных условиях;
  • Фотоплёнка, особенно негативная, имеет намного большую , чем цифровые матрицы, что позволяет без потери деталей снимать сюжеты с большим диапазоном ;
  • На очень длинных при плохой уровень заметно превышает зернистость плёнки;
  • Плёночная черно-белая фотография с использованием компенсационных светофильтров более предпочтительна, чем последующая обработка в похожей манере цифровых фотографий благодаря заметно лучшему качеству изображения;
  • Цифровые камеры пока стоят намного дороже плёночных аналогов;
  • Перспектива длительного хранения цифровых носителей пока неясна. Фотографии приходится периодически копировать на новые носители.

Равные возможности

  • Зернистость плёнки имеет свою аналогию в виде . Чем плёнка или чем больше эквивалентное число ISO цифрового кадра, тем сильнее уровень шума или зернистость;
  • Быстродействие современных цифровых фотокамер сравнялось с быстродействием аналогичных плёночных моделей, за исключением времени срабатывания затвора () в моделях, использующих систему контрастного (большинство обычных незеркальных моделей);

Сравнение форматов кадра

В большинстве цифровых фотоаппаратов соотношение сторон кадра равно 1,33 (4:3), равное соотношению сторон большинства компьютерных мониторов и телевизоров. В плёночной фотографии используется отношение сторон 1,5 (3:2). Некоторые цифровые фотоаппараты позволяют снимать фотографии с плёночным соотношением сторон, включая большинство цифровых зеркальных аппаратов, в целях обеспечения преемственности и совместимости аксессуаров от плёночных камер.

Заключение

В заключение можно сказать, что сегодня цифровая фотография однозначно более предпочтительна для любителей и большинства профессионалов, исключая фотографов с очень специфическими требованиями, или снимающих на большой и средний формат.

Параметры цифрового фотоаппарата

Качество изображения, даваемого цифровым фотоаппаратом, складывается из многих составляющих, которых намного больше, чем в плёночной фотографии. В их числе:

  • Качество оптики, в том числе уровень
  • Тип матрицы: или
  • Физический размер матрицы
  • Качество встроенных обработки, в том числе подавление шума
  • Количество пикселей матрицы

Количество пикселей матрицы

Количество пикселей матрицы сейчас составляет несколько миллионов и измеряется мегапикселами. Количество мегапикселей матрицы указывается в паспорте фотоаппарата производителем. Хотя зачастую производители лукавят, скрывая способ подсчёта этих данных. Например, для фотоаппаратов, использующих матрицы с (а это подавляющее большинство современных камер), производитель указывает количество пикселей в готовом файле, хотя в матрице каждая из ячеек воспринимает только одну составляющую цвета, а получение остальных составляющих производится математически на основе данных соседних ячеек. А, например, для фотоаппаратов на основе сенсора , оно указывается втрое больше, чем реальных, хотя с формальной точки зрения ошибки здесь нет, так как каждая ячейка такой матрицы состоит из трёх слоёв, каждый из которых воспринимает свой цвет. Исходя из вышеизложенного, сравнивать эти две технологии только по количеству мегапикселей некорректно.

Форматы файлов

Большинство современных цифровых фотоаппаратов записывают изображения в следующих форматах:

  • - формат, осуществляющий сжатие с потерями информации. Компромисс между качеством и размером файла. Позволяет задать степень сжатия (и качество соответственно). Есть на подавляющем большинстве цифровых камер.
  • - формат без сжатия или со сжатием без потерь ( компрессия). Как правило, реализуется только в претендующих на профессиональность камерах. В профессиональных зеркальных камерах TIFF почти никогда не используется и даже не реализована его поддержка, поскольку с одной стороны в максимальном качестве дает удовлетворительное качество, а если необходимо большее, то формат RAW и меньше по объёму, чем и содержит больше данных. Размер файла (если он без сжатия) легко определить, перемножив разрешение матрицы по вертикали и горизонтали с количеством байт на пиксел. Обычно применяется только, когда невозможно использовать RAW, а JPEG не устраивает из-за потери данных. Формат TIFF может использовать глубину 8 или 16 бит на цвет.
  • RAW - файл этого формата представляет собой «полуфабрикат» изображения - информацию, считанную с матрицы без обработки (или с минимальной обработкой). Назначение такого формата - дать фотографу возможность полного влияния на процесс съемки изображения с возможностью последующей коррекции параметров съемки (цветовой баланс, ) и степени необходимых преобразований (коррекция контраста, резкости, насыщенности, подавление шума и т. п.), в т. ч. для исправления ошибок фотографа. В RAW-формата данные содержатся с той точностью и динамическим диапазоном, на который способна матрица камеры, обычно около 12 бит на цвет в линейной шкале. В то время как в форматах TIFF или JPEG чаще всего испольузется 8 бит на цвет в гамма-компенсированой шкале (в JPEG также присутсвуют потери сжатия). Кроме того, данные в TIFF или JPEG хранятся с уже применёнными "внутри камеры" фильтрами (резкости, контраста и др. используемых при съемке). Кроме того, компьютер может сделать необходимые преобразования более точно и качественно, чем процессор камеры. Формат файла RAW специфичен для каждой камеры, может иметь различные расширения (CRW, CR2, NEF и др.), и поддерживается меньшим числом программ для обработки изображений. Для получения изображения из формата RAW, используются специальная программа (RAW-конвертор) или соответствующий , «понимающие» такой формат. Формат RAW, как правило, реализуется в любительских и профессиональных камерах. По размеру файл RAW обычно меньше или равен файлу формата TIFF, размеры файлов различны поскольку используются технологии сжатия без потерь.

К изображениям дописывается дополнительная информация о параметрах съёмки в формате .

Носители данных

Большинство современных цифровых фотоаппаратов производят запись снятых кадров на Flash-карты следующих форматов:

  • (CF-I или CF-II)
  • (модификаций PRO, Duo, PRO Duo)
  • (MMC)

Также возможно подключение большинства камер напрямую к компьютеру, используя стандартные интерфейсы - и (FireWire). Ранее использовалось и подключение через последовательный , однако сейчас оно уже не применяется.

Цифровые задники

Цифровые задники применяются в профессиональной студийной фотосъёмке. Они представляют собой устройства, содержащие светочувствительную матрицу, процессор, память и интерфейс с компьютером. Цифровой задник устанавливают на профессиональные среднеформатные фотоаппараты вместо кассет с плёнкой. Самые продвинутые современные цифровые задники содержат до 39 мегапикселей в матрице.

Размер матрицы и угол изображения

Разметы матриц большинства цифровых фотоаппаратов по размеру меньше стандартного кадра 35-мм плёнки. В связи с этим возникает понятие эквивалентного фокусного расстояния и кроп-фактора .

Эквивалентное фокусное расстояние - это такого объектива, использование которого при съёмке на 35-мм фотоплёнку даст такой же , что и сравниваемый цифровой фотоаппарат. Соотношение между реальным фокусным расстоянием и эквивалентным называется кроп-фактором.

Учёт кроп-фактора особенно важен при использовании цифровых фотоаппаратов со сменными . Если мы, например, используем объектив с фокусным расстоянием 50 мм с цифровым фотоаппаратом, кроп-фактор которого равен 1,6, то мы получим угол изображения, эквивалентный 80-мм объективу при съёмке на фотоплёнку. Следует отметить, что при установке объективов на цифровые фотоаппараты не происходит увеличения фокусного расстояния, как думают многие. Физически происходит лишь отсечение части кадра, не попадающего на матрицу, то есть меняется именно , а не . При этом влияние на перспективу изображения остается соответствующим 50 мм объективу. Благодаря этому, кадр, снятый таким цифровым фотоаппаратом через 50 мм объектив не будет полностью эквивалентен кадру, снятому 80 мм объективом на плёнку именно с точки зрения влияния на перспективу. У 80 мм объектива перспектива будет больше «сжата».

О бурном развитии цифровой фотоиндустрии свидетельствует увеличение обма выпуска фотоаппаратов, а также сокращение выпуска фотопленки всеми прзводителями, уход с рынка столпов фотоиндустрии или их полный переход на цифровые технологии. Развитие струйных принтеров с функцией фотопечати также свидетельствует об увеличении рынка цифровых камер (ЦФК).

Цифровая фотография - это фотография, сделанная цифровым фотоаппаратом или фотокамерой; оцифрованная сканером фотография, выполненная с помощью обыкновенного фотоаппарата; слайд.

Цифровой фотоаппарат

Фотоаппарат - одно из удивительнейших изобретений человека. Он оставляет на века многие моменты нашей жизни.

Начало современной фотоиндустрии положило открытие Тальбота, произедшее 160 лет тому назад. Сейчас началась новая фотографическая эра - эра цифровых фотографий.

Цифровой фотоаппарат отличается от обычного тем, что вместо пленки в нем установлена светочувствительная матрица. Она переводит изображение в электричкий сигнал, который затем обрабатывается и сохраняется уже в цифровом виде в памяти фотоаппарата.

Матрица ЦФК состоит из ячеек, работа каждой из которых аналогична дейсию фотоэкспонометра, когда в зависимости от интенсивности света, попавшего на нее, вырабатывается электрический сигнал. При создании матриц для ЦФК исполуют разные технологии. Например, шаблон Байера, технология CCD RGBE, рааботанная компанией Sony.

С цифровой фотокамерой, компьютером и программным фотоизображением для редактирования фотоизображений появляются практически неограниченные возможности для реализации своих творческих способностей и идей. Технология создания цифровых фотоснимков позволяет мгновенно обмениваться визуальной информацией с людьми, вне зависимости от их географического местонахождения. Если изображение получено с помощью цифровых фотоаппаратов, то программа Adobe Photoshop CS5 поддерживает большое количество форматов Camera RAW.

Откройте файл с расширением RAW и сохраните его в другом формате, например, в формате TIFF, т. к. типографии требуют, чтобы рисунки были в этом формате.

Карта памяти Compact Flash

Compact Flash (CF-карта или флэш-карта) - высокотехнологическое электроое устройство, предназначенное для хранения информации в виде цифровых изражений, полученных с помощью цифрового фотоаппарата.

Меры предосторожности при работе с CF-картами: их нельзя сгибать, приклывать к ним усилия, подвергать их ударам и вибрации; запрещается разбирать или вносить изменения в конструкцию CF-карты. Резкие перепады температуры могут привести к конденсации влаги в карте и ее неправильному функционированию. Не следует пользоваться CF-картами в местах с повышенным количеством пыли или песка, в местах с высокой влажностью и высокой температурой.

При форматировании CF-карты с нее стираются все данные, в том числе зищенные изображения и файлы других типов. Форматирование выполняется как для новой CF-карты, так и для удаления с CF-карты всех изображений и прих данных.

Принципы работы цифрового фотоаппарата

Цифровая камера создает изображение на основе световых лучей, однако фиирует их не на пленке, а с использованием светочувствительной матрицы, котую по-другому можно назвать набором светочувствительных компьютерных чов. В настоящее время существуют две разновидности этих чипов: CCD (charge- coupled device - прибор с зарядовой связью - ПЗС), что расшифровывается как прибор с зарядовой связью, и CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) - комплементарный металлооксидный полупроводник.

Когда на эти устройства попадают лучи света, они генерируют электрические заряды, которые затем анализируются процессором цифровой фотокамеры и прбразуются в информацию о цифровом изображении. Чем больше света, тем более мощный заряд генерируется чипом.

После того как электрические импульсы преобразованы в информацию об изражении, эти данные сохраняются в памяти камеры, которая может быть выпоена либо в виде встроенного чипа памяти, либо в виде заменяемой карты памяти или диска.

Обычно в камере используется 1/3-дюймовая CCD, состоящая из элементов, преобразующих световые волны в электрические импульсы. Количество таких элементов зависит от марки фотоаппарата.

Например, 5-мегапиксельный фотоаппарат имеет примерно 5 миллионов таких элементов.

Чтобы получить доступ к изображению, записанному камерой, достаточно пенести данные в память компьютера. Некоторые камеры позволяют отобразить записанные изображения непосредственно на экран телевизора или сразу выводить их на принтер для печати, минуя, таким образом, этап редактирования полученных кадров на компьютере.

Освещенность или затемненность полученного кадра зависит от экспозии - количества света, воздействующего на пленку или на светочувствителую матрицу. Чем больше света, тем ярче будет полученный кадр. Слишком много света, изображение получится засвеченным, мало света - изображение будет слишком темным.

Количество света, попадающего на пленку, можно контролировать двумя спобами:

© определяя количество времени, в течение которого затвор будет оставаться орытым (в таком случае изменяется выдержка);

© путем изменения диафрагмы.

Значение диафрагмы - это размер отверстия, создаваемого набором пластин, расположенных между линзами объектива и затвором. Лучи света с помощью линз направляются через это отверстие к затвору, после чего попадают на пленку или матрицу. Таким образом, если нужно, чтобы на матрицу попало больше света, вы делаете размер диафрагмы больше (увеличиваете диафрагму); если нужно меньше света, вы делаете размер диафрагмы меньше (уменьшаете диафрагму).

Значения диафрагмы обозначаются диафрагменными числами, в англоязычной литературе известными под названием f-стопы (f-stops). Стандартными являются числа f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16 и f/22.

Величина выдержки, или просто выдержка, измеряется в более понятных едицах - в долях секунды. Например, если выдержка составляет 1/8, это значит, что затвор открывается на 1/8 секунды.

Несмотря на обилие фотографов, зачастую самоиспечённых, мало кто сможет детально поведать об истории фотокадров. Именно этим мы сегодня и займёмся. Прочитав статью, вы узнаете: что такое камера обскура, какой материал стал основой для первого фотоснимка и как появилась моментальная фотография.

С чего всё начиналось?

О химических свойствах солнечного света люди знали очень давно. Ещё в древности любой человек мог сказать, что солнечные лучи делают цвет кожи более тёмным, догадывались о воздействии света на вкус пива и искрение драгоценных камней. История насчитывает более тысячи лет наблюдений за поведением тех или иных предметов под воздействием ультрафиолетового излучения (именно такой вид излучения характерен для солнца).

По-настоящему применять первый аналог фотографии стали ещё в X веке нашей эры.

Применение это заключалось в так называемой камере обскура. Представляет она собой полностью тёмное помещение, одна из стен которого имела круглое отверстие, пропускающей свет. Благодаря ему на противоположной стене появлялась проекция изображения, которое художники того времени «дорабатывали» и получали красивые рисунки.

Изображение на стенах было перевёрнутым, но это не делало его менее красивым. Открыл такое явление арабский учёный из Басры по имени Альгазен. Он на протяжении долгого времени занимался наблюдением за световыми лучами, а явление камеры обскура впервые было замечено им на затемнённой белой стене своей палатки. Использовал учёный её для наблюдения за затемнениями солнца: уже тогда понимали, что смотреть на солнце напрямую очень опасно.

Первая фотография: предпосылки и успешные попытки.

Главной предпосылкой можно назвать доказательство Иоганном Генрихом Шульцем в 1725 году того, что именно свет, а не тепло, заставляет серебряную соль становиться тёмной. Сделал он это случайно: пытаясь создать светящееся вещество, он перемешал мел с азотной кислотой, и c небольшой долей растворённого серебра. Он заметил, что под влиянием солнечных лучей белый раствор темнеет.

Это натолкнуло учёного на ещё один эксперимент: он попытался получить изображение букв и цифр, вырезая их на бумаге и прикладывая к освещаемой стороне сосуда. Изображение он получил, но у него даже мыслей не было о его сохранении. На основе работ Шульца, учёный Гротгус установил, что поглощение и излучение света происходит под влиянием температуры.

Позднее, в 1822 году, было получено первое в мире изображение, более-менее привычное для современного человека. Получил его Жозеф Ньсефор Ньепс, но кадр, который он получил, не сохранился должным образом. Из-за этого он продолжил работу с большим усердством и получил 1826 году, полноценный кадр, названный «Вид из окна». Именно он вошёл в историю как первая полноценная фотография, хоть и до привычного нам качества было ещё далеко.

Применение металлов – существенное упрощение процесса.

Спустя несколько лет, в 1839 году ещё один француз Луи-Жак Дагер опубликовал новый материал для получения фотографий: медные пластины, покрытые серебром. После этого, пластину обдавали парами йода, из-за чего создавался слой светочувствительного йодида серебра. Именно он был ключевым для будущей фотографии.

После обработки слой подвергался 30-минутному экспонированию в освещённом солнечным светом помещении. Далее пластину относили в тёмную комнату и обрабатывали парами ртути, а закреплялся кадр при помощи поваренной соли. Именно Дагера принято считать создателем первого более-менее качественного фотоснимка. Такой способ хоть и был далёк от «простых смертных», но уже был существенно проще первого.

Цветная фотография – прорыв своего времени.

Многие думают, что цветная фотография появилась только с созданием плёночных фотоаппаратов. Это вовсе не так. Годом создания первого цветного фотоснимка принято считать 1861, именно тогда Лжеймс Максвелл получил изображение, позже названое «Тартановой лентой». Для создания использовался метод трёхцветной фотографии или метод цветоделения, тут уж как кому больше нравится.

Для получения этого кадра было использовано три камеры, каждая из которых оснащалась специальным фильтром, составляющие основные цвета: красный, зелёный и синий. Как итог, получалось три изображения, которые объединялись в одно, но такой процесс нельзя было назвать простым и быстрым. Чтобы упростить его велись бурные исследования светочувствительных материалов.

Первым шагом к упрощению было выявление сенсибилизаторов. Их открыл Герман Фогель, учёный из Германии. Спустя некоторое время, ему удалось получить слой, чувствительный к зелёному цветовому спектру. Позднее, его ученик Адольф Мите создал сенсибилизаторы, чувствительные к трём основным цветам: красному, зелёному и синему. Своё открытие он продемонстрировал в 1902 году на берлинской научной конференции вместе с первым цветным проектором.

Один из первых в России учёных-фотохимиков Сергей Прокудин-Горский, ученик Мите, разработал более чувствительный к красно-оранжевому спектру сенсибилизатор, что позволило ему превзойти учителя. Также он сумел уменьшить выдержку, сумел сделать снимки более массовыми, то есть создал все возможности для тиражирования фотографий. На основе изобретений этих учёных были созданы специальные фотопластины, которые, несмотря на недостатки, были крайне востребованы среди рядовых потребителей.

Моментальная фотография – очередной шаг к ускорению процесса.

Вообще, годом появления такого вида фотографии принято считать 1923, когда был зафиксирован патент на создание «моментального фотоаппарата». Толку от такого аппарата было мало, комбинация из камеры и фотолаборатории была крайне громоздкой и не сильно уменьшало время получения кадра. Понимание проблемы пришло немного позже. Заключалось оно в неудобстве процесса получения готового негатива.

Именно в 30-х годах впервые появились сложные светочувствительные элементы, позволяющие получать готовый позитив. Их разработкой на первых парах занималась фирма Agfa, а массово ими занялись ребята из Polaroid. Первые фотоаппараты компании позволяли получать моментальные фотографии сразу после съёмки кадра.

Немногим позднее похожие идеи пытались реализовать и в СССР. Здесь создавались фотокомплекты «Момент», «Фотон», однако популярности они не сыскали. Главная причина – отсутствие уникальных светочувствительных плёнок для получения позитива. Именно принцип, заложенный этими аппаратами, стал одним из ключевых и самых популярных в конце XX – начале XXI века, особенно в Европе.

Цифровая фотография – резкий скачок в развитии индустрии.

По-настоящему зародился такой вид фотографии совсем недавно – в 1981 году. Основателями смело можно считать японцев: компания Sony показала первый аппарат, в котором матрица заменила фотоплёнку. Все же знают, чем цифровая камера отличается от плёночной, верно? Да, он не мог называться качественным цифровым фотоаппаратом в современном понимании, но первый шаг был на лицо.

В дальнейшем, похожую концепцию развивало множество компаний, но первый цифровой аппарат, каким его привыкли видеть, создала компания Kodak. Серийно камеру начали выпускать в 1990 году, и она почти сразу стала супер популярной.

В 1991 году компания Kodak совместно с Nikon выпускают профессиональный цифровой зеркальный фотоаппарат Kodak DSC100 на основе фотокамеры Nikon F3. Весил такой аппарат 5 килограмм.

Стоит отметить, что с приходом именно цифровых технологий стала более обширна сфера применения фотографии.
Современные же камеры, как правило, подразделяются на несколько категорий: профессиональные, любительские и мобильные. В целом, они между собой отличаются только размером матрицы, оптикой и алгоритмами обработки. Из-за малого количества различий, грань между любительскими и мобильными камерами постепенно стирается.

Применение фотографии

Ещё в середине прошлого столетия сложно было представить, что чёткие изображения в газетах и журналах станут обязательным атрибутом. Особенно ярко бум фотографии проявился с появлением цифровых камер. Да, многие скажут, что плёночные фотоаппараты были лучше и популярнее, но ведь именно цифровые технологии позволили избавить фотоиндустрию от таких проблем, как закончившаяся плёнка или наложение кадров друг на друга.

Более того, современная фотография переживает крайне интересные изменения. Если раньше, к примеру, для получения фотографии в паспорте нужно было отстоять длинную очередь, сделать снимок и ждать ещё несколько дней до его печати, то сейчас достаточно просто сфотографировать себя на белом фоне с определёнными требованиями на телефон и напечатать снимки на специальной бумаге.

Художественная фотография тоже шагнула далеко вперёд. Раньше было сложно получить высоко детализированный кадр горного пейзажа, сложно было обрезать ненужные элементы или сделать качественную обработку фотографии. Сейчас замечательные кадры получают даже мобильные фотографы, готовые без особых проблем составить конкуренцию карманным цифровым камерам. Конечно, конкурировать с полноценными камерами, типа Canon 5D смартфоны не могут, но это тема для отдельного разговора.

Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для ценителей NIKON.

Моя первая ЗЕРКАЛКА — для ценителей CANON.

Итак, дорогой читатель, теперь вы знаете немного больше об истории фотографии. Надеюсь, этот материал станет полезным для вас. Если это так, то почему бы не подписаться на обновление блога и друзьям про него не рассказать? Тем более вас ждёт ещё масса интересных материалов, которые позволят вам стать более грамотными в вопросах фотографии. Удачи вам и спасибо за уделённое внимание.

Искренне ваш, Тимур Мустаев.

Помимо собственно цифрового оборудования, в сферу цифровой фотографии оказываются традиционно включены:

  • Аналоговые компоненты цифровых аппаратов (например, матрица содержит аналоговые части);
  • Теле- и видеокамеры, некоторые факсимильные и копирующие аппараты, использующие для получения изображения аналогичные фотоаппаратам матрицы, но передающие и записывающие аналоговый сигнал ;
  • Некоторые исторические модели фототехники, например Sony Mavica , записывающие аналоговый сигнал .

Достижения в области технологий и производства фотосенсоров , оптических систем позволяют создавать цифровые фотокамеры, которые вытесняют плёночную фототехнику из большинства сфер применения, хотя приверженцы плёнки среди профессиональных фотографов остаются. Кроме того, создание встроенных в сотовые телефоны , карманные компьютеры цифровых миниатюрных фотоаппаратов создало новые сферы применения фотографии.

Энциклопедичный YouTube

  • 1 / 5

    Цифровая фотография начинается с момента создания и внедрения Фотосе́нсора или Фотода́тчика - светочувствительного устройства, состоящего из матрицы и аналого-цифрового преобразователя .

    Размер фотосенсоров и угол изображения

    Размеры матриц большинства цифровых фотоаппаратов по размеру меньше стандартного кадра 35-мм плёнки. В связи с этим возникает понятие эквивалентного фокусного расстояния и кроп-фактора .

    Формат кадра

    В большинстве цифровых фотоаппаратов соотношение сторон кадра равно 1,33 (4:3), равное соотношению сторон большинства старых компьютерных мониторов и телевизоров. В плёночной фотографии используется отношение сторон 1,5 (3:2). В основном все цифровые зеркальные фотоаппараты с размерами фотосенсоров до 24×36 мм выпускаются с рабочими отрезками фотообъективов зеркальных плёночных фотоаппаратов этого класса, что позволяет использовать старую оптику, рассчитанную на это поле. Это вызвано прежде всего наличием прыгающего зеркала видоискателя, ограничивающего уменьшение рабочего отрезка объектива и автоматически сохраняет возможность применения (преемственность) ранее выпущенных объективов. Применение старой оптики в «цифрозеркалках» с матрицами, размерами меньших 24×36 мм, порой обеспечивают лучшую разрешающую способность объектива по площади кадра в силу неиспользования периферийной части изображения.

    Устройство цифрового фотоаппарата

    Виды цифровых фотоаппаратов

    Цифровые фотоаппараты со встроенной оптикой

    Зеркальные фотокамеры

    Цифровые зеркальные камеры (англ. DSLR ) являются аналогом плёночных зеркальных камер и имеют сопоставимые размеры (меньшие за счёт отсутствия фильмового канала).

    Своё название зеркальная камера получила благодаря зеркальному видоискателю (англ. TTL, Through The Lens ), с помощью которого фотограф имеет возможность визировать сцену через объектив фотоаппарата.

    Среднеформатные и прочие профессиональные цифровые камеры

    Выпускаются также цифровые камеры бо́льших форматов, предназначенные для профессионального использования. Среди них есть как специализированные, например панорамные камеры , так и камеры больших стандартных форматов, например среднеформатные .

    Для стандартных форматов, вместо полностью цифровых камер также с успехом применяются цифровые «задники».

    Цифровые задники

    Параметры цифрового фотоаппарата

    Качество изображения, даваемого цифровым фотоаппаратом, складывается из многих составляющих, которых намного больше, чем в плёночной фотографии. В их числе:

    • Габариты фотосенсоров
    • Электронная схема считывания и оцифровки аналогового сигнала АЦП
    • Алгоритм обработки и формат файлов, применяемый для сохранения оцифрованных данных
    • Разрешение матрицы в Мпикс (количество пикселей)

    Количество и размер пикселей матрицы

    В цифровых фотокамерах число физических пикселей является основным маркетинговым параметром и бывает от 0.1 (у вебкамер и встроенных камер) - до ~21 Мпикс. (У некоторых задников - до 420 Мпикс). В цифровых видеокамерах - до 6 Мпикс. Размеры пиксела в больших фотосенсорах составляют ~6-9 мкм , в малых - меньше ~6 мкм .

    Видоискатели

    • Прямой видоискатель
      • Стеклянный глазок
      • Светоделитель
      • Электронный видоискатель EVF
      • Шарнирное зеркало (Зеркальный видоискатель)
    • ЖК видоискатель

    Форматы файлов

    Битовая глубина цвета

    Носители данных

    Большинство современных цифровых фотоаппаратов производят запись снятых кадров на Flash-карты следующих форматов:

    • Memory Stick (модификаций PRO, Duo, PRO Duo)

    Наиболее распространённым на сегодня (2014 г.) типом карт памяти является Secure Digital. Также возможно подключение большинства камер напрямую к компьютеру, используя стандартные интерфейсы - USB и IEEE 1394 (FireWire). Ранее использовалось подключение через последовательный COM-порт . Некоторые фотоаппараты кроме слотов для карт памяти имеют встроенную память.

    Достоинства и недостатки цифровой фотографии

    Основная статья: Достоинства и проблемы цифровой фотографии

    Основные преимущества цифровой фотографии

    • Оперативность процесса съёмки и получения конечного результата.
    • Огромный ресурс количества снимков.
    • Большие возможности выбора режимов съёмки.
    • Простота создания панорам и спецэффектов.
    • Совмещение функций в одном устройстве, в частности, видеосъёмка в цифровых фотоаппаратах и, наоборот, фоторежим в видеокамерах.
    • Уменьшение габаритов и веса фотоаппаратуры.
    • Возможность предпросмотра результата .

    Основные недостатки цифровой фотографии

    Искусство цифровой фотографии - это категория творческих практик, связанных с созданием, редактированием, трансформацией и представлением цифровых изображений в качестве авторских произведений. Цифровая фотография может быть представлена как самостоятельное визуальное произведение (фотоснимок, фотопринт, фотолайтбокс), но может включаться в качестве компонента в более крупные формы, например инсталляции , перформансы , компьютерные художественное программы и базы данных, Интернет-проекты в современном искусстве .

    Термин «цифровая фотография» позволяет дифференцировать изображения, созданные с помощью процесса цифрового фотографирования и/или компьютерного редактирования, от изображений, полученных в результате съёмки плёночной аналоговой фотокамерой.

    При словах «цифровая фотография» большинство людей представляют себе компактную цифровую «мыльницу» и полученные с неё снимки на экране монитора. Но что же на самом деле представляет собой «цифровая фотография»?

    За последние 10 лет произошёл резкий подъём фото-индустрии с развитием цифровой фотографии и глобальным снижением цен на цифровые фотокамеры. Давайте немного окунёмся в историю цифровой фотографии. Она началась ещё в начале 80-х годов с конференции в Токио 25 августа 1981 года, на которой корпорация Sony представила опытный образец компании – камеру Mavica (Magnetic Video Camera). В ней запись изображения производилось на двухдюймовую дискету, SONY назвала её «Mavipak» – на ней помещалось 50 цветных снимков в разрешении 570х490 пикселей. На тот момент это считалось максимальным разрешением телевизора, на котором и просматривались полученные фотографии. Но Mavica была скорее не цифровым фотоаппаратом, а камерой, снимающий видеоряд, и способной делать стоп-кадры. У устройства было только одно значение выдержки, равное 1/60 секунды, а значение чувствительности, оцененное международной организацией стандартизации (ISO), равнялось 200 единиц.

    Революция произошла в 1990 году, когда поступила в продажу первая потребительская фотокамера Dycam Model 1 или Logitech FotoMan. Камера имела CCD матрицу с разрешающей способностью 376х240 пикселей и возможностью получения чёрно-белых снимков с 256 оттенками серого. Устройство оснащалось встроенной памятью размером 1 мегабайт, которая позволяла сохранять до 32 снимков и переносить их на персональный компьютер. Но в камере имелся один очень серьёзный недостаток – если садились батарейки, питающие камеру, все снимки с неё пропадали.

    Через год после этого компания Kodak представила уже профессиональную фотокамеру DCS-100, спроектированную на базе Nikon F3. Начинка камеры состояла из матрицы с разрешающей способностью в 1,3-мегапиксель (в настоящее время в мобильные телефоны уже устанавливаются матрицы, троекратно превышающие матрицу DCS-100). Изображения в камере хранились на внешнем жёстком диске объёмом 200Mb. Вес всего комплекта составлял почти 25 кг, и стоимость его была около 30000$.

    Теперь впору рассмотреть, чем отличается традиционная фотография от цифровой. Принципиальное отличие состоит в способе регистрации и хранения изображения. В классической фотографии изображение фиксируется в аналоговом виде, то есть, проходя сквозь линзы объектива, частички света фиксируются на специальной плёнке, покрытой слоями серебряной эмульсии. Для получения окончательного результата съемки – распечатанного снимка, пленку подвергают химической обработке, то есть проявлению, закреплению, промывке и сушке. В традиционной фотографии плёнка - это промежуточный носитель информации. При этом изображение на фотопленке после проявки становится видимым, но негативным (т.е. белое становится черным, и наоборот) и зеркально обращенным. Через увеличитель или станок для контактной печати негативное изображение проецируется на поверхность светочувствительной фотобумаги. Затем проэкспонированная бумага проявляется, фиксируется, промывается и просушивается, в итоге получается окончательный результат – готовый снимок.

    В цифровой же фотографии, лучики света, проходящие сквозь линзы объектива, попадают на сенсор-преобразователь (так называемая матрица камеры), который состоит из нескольких миллионов пикселей-датчиков, чувствительных к зелёному, красному и синему цветам. Изображение создаётся благодаря интерполяции , а чувствительные пиксели придают фотографии тысячу оттенков. Затем сигнал с матрицы обрабатывается процессором камеры и записывается на карту памяти, либо на встроенную flash-память фотоаппарата.

    Существует несколько форматов записи полученных снимков:
    - JPEG (Joint Photographic Experts Group) – был создан в 1990 году объединённой группой экспертов в области фотографии и на сегодняшний день является самым популярным форматом сжатия изображения. Свою популярность приобрёл благодаря оптимальному соотношению размер-качество. Например, 15 мегабайтный файл можно ужать до 1,2 мегабайта практически без потери качества, т.е. разницу может заметить только натренированный глаз и то только при 100% увеличении изображения. Сжатие происходит по алгоритму Хаффмана .
    - TIFF (Tagged Image File Format) – был выпущен в 1986 году компанией Aldus Corporation и был представлен как стандартный формат для хранения изображений, созданных программными пакетами вёрстки и сканерами. Способность к расширению, позволяющая записывать растровые изображения любой глубины цвета, делает этот формат весьма перспективным для хранения и обработки графической информации и широкого применения в полиграфии. TIFF-формат поддерживает несколько параметров сжатия:
    – не сжимать изображение;
    – использовать простую схему PakBits;
    – использовать сжатие T3 и T4 (алгоритм, используемый также в факсимильной связи);
    – использовать некоторые дополнительные методы, в том числе LZW и JPEG.
    - RAW (от англ. raw – сырой) – формат изображений, являющийся напрямую полученными данными с матрицы фотокамеры без обработки. Данные RAW имеют разрядность 12 или 14 бит на пиксель (у JPEG 8 бит) и содержат гораздо более полную информацию об изображении. Этот формат часто называют «цифровым негативом», и, подобно плёнке в аналоговом формате, существует специальное программное обеспечение для проявки «сырого» формата в понятный для большинства пользователей JPEG.
    Расширения формата RAW для некоторых камер:
    - .bay - Casio
    - .arw,.srf,.sr2 - Sony
    - .crw, .cr2 - Canon
    - .dcr, .kdc - Kodak
    - .erf - Epson
    - .mrw - Minolta
    - .nef - Nikon
    - .raf - Fujifilm
    - .orf - Olympus
    - .ptx,.pef - Pentax
    - .x3f - Sigma.

    Отдельно следует остановиться на DNG (Digital Negative Specification) – формате изображений, именуемым цифровым негативом. Был разработан компанией Adobe и анонсирован в 2004 году с целью стандартизации формата цифровых негативов. Спецификации формата DNG компания предоставляет бесплатно, поэтому любой производитель цифровой фототехники может включить поддержку данного формата. В настоящее время компании Leica, Pentax, Hasselblad, Ricoh, Sinar включили поддержку DNG в свои новые камеры наряду с собственными RAW файлами. DNG также требует «проявки» и прекрасно переводится в другие форматы с помощью, например, Adobe DNG converter.

    С появлением цифровой фотографии заметно упростилась процедура получения готового снимка на фотобумаге. Теперь не надо «колдовать» в тёмной комнате при красном свете лампы с химическими растворами, а достаточно подключить фотокамеру к персональному фотопринтеру и на понравившемся снимке нажать кнопку «Печать». Также снизилась стоимость на приобретение расходных материалов, к примеру, стоимость плёнки на 36 кадров составляет примерно 100рублей, а стоимость карточки формата SD на 4Gb составляет около 400 рублей, но в отличие от плёнки, на карточку помещается порядка 1500 снимков, при разрешающей способности фотокамеры 5 мегапикселей. Если учесть, что карточка может использоваться долгие годы, то экономия очевидна! А сколько надо взять плёнок при поездке в отпуск? На цифровом фотоаппарате, даже если место на карте памяти закончилось можно сразу удалить менее интересные кадры и продолжить снимать новые, интересные сюжеты! А на плёнке результат можно будет увидеть только вернувшись из отпуска и проявив плёнки, что позволяет неопытным фотографам больше экспериментировать и добиваться скорейшего прогресса. Эти, и многие другие факторы, упростившие жизнь фотографа, с появлением цифровой фотографии способствовали массовому увлечению фотографией среди современной молодёжи, а также гораздо упростили жизнь профессиональным фотографам.

    Цифровая фотография на сегодняшний день практически вытеснила свою «плёночную» предшественницу и не останавливается на своём развитии. Каждый месяц мы становимся свидетелями анонса новых цифровых камер, разрешающая способность некоторых из них уже перешагнула отметку в 20 мегапикселей и реалистичность полученной картинки уже соответствует лучшим плёночным «зеркалкам». Для кого-то цифровая фотография – это возможность запечатлеть радостные минуты жизни близких и друзей, а для кого-то - это средство самореализации и возможность перевести свои самые невероятные идеи в мир единичек и нулей.

    Анатолий Шишкин ©

mob_info