29816

Средства фотографии: устройство и принцип работы цифрового фотоаппарата

Доклад

Культурология и искусствоведение

Средства фотографии: устройство и принцип работы цифрового фотоаппарата Фотоаппара́т фотографический аппарат фотокамера устройство осуществляющее формирование и последующую фиксацию статического изображения реального сюжета. В цифровом фотоаппарате изображение воспринимается электронной матрицей полученный с матрицы сигнал подвергается оцифровке запоминание происходит в буферном ОЗУ и затем сохраняется на какомлибо носителе обычно съемном в современных фотоаппаратах в основном используется флэшпамять. Чтобы понять устройство...

Русский

2013-08-21

20.54 KB

28 чел.

16. Средства фотографии: устройство и принцип работы цифрового фотоаппарата

Фотоаппара́т (фотографический аппарат, фотокамера) — устройство, осуществляющее формирование и последующую фиксацию статического изображения реального сюжета.

В КДД средства фототехники применяются для фотосъемки проводимых мероприятий, в работе фотографических кружков.

Принцип работы

  1.  Преобразование светового потока.

Световой поток от реального сюжета преобразуется съёмочным объективом в действительное изображение; калибруется по интенсивности (диафрагмой объектива) и времени воздействия (выдержкой); балансируется по цвету светофильтрами.

  1.  Фиксация светового потока.

В плёночном фотоаппарате запоминание изображения происходит на фотоматериале (фотоплёнке, фотопластинке и т. п.).

В цифровом фотоаппарате изображение воспринимается электронной матрицей, полученный с матрицы сигнал подвергается оцифровке, запоминание происходит в буферном ОЗУ и затем сохраняется на каком-либо носителе, обычно съемном (в современных фотоаппаратах в основном используется флэш-память). В простейших или специализированных камерах цифровой образ может сразу передаваться на компьютер.

В настоящее время широко распространено использование цифровых фотоаппаратов (кроме фотографических кружков). Чтобы понять устройство цифрового фотоаппарата, вначале нужно разобраться с принципом действия цифровой фотокамеры.

Лучи света, несущие изображение, проходя через систему оптики, фокусируются на матрице, цифрового фотоаппарата. Эта матрица выполняет ту же роль, которую выполняла когда-то светочувствительная поверхность фотопленки. Матрица, являясь важной частью устройства цифрового фотоаппарата, обладает возможностью преобразовывать поток фотонов в поток электронов, или иначе говоря, в электрический ток. Этот очень слабый электрический сигнал попадает затем в усилитель, после – в специальный преобразователь, превращающий его в информацию в виде битов, затем – в процессор, где эта информация преобразовывается в изображение. В конце концов, полученное изображение записывается в память цифрового фотоаппарата или на сменный носитель информации. Цифровые фотоаппараты подразделяются на зеркальные и незеркальные. В зеркальном фотоаппатаре в видоискатель попадает оригинальное изображение. В незеркальном фотоаппарате на экране отображается изображение, попадающее непосредственно на матрицу.

Устройство цифрового фотоаппарата

  1.  Корпус фотоаппарата.

Это светонепроницаемая коробка, внутри которой расположен чувствительный к свету фотоэлемент – матрица фотоаппарата. Помимо матрицы в корпусе вмонтрована вся управляющая электронника, глазок видоискателя и прочие органы управления.

  1.  Объектив

Помимо всего на корпусе установлен объектив, через который на матрицу проецируется пучок света. Объектив обычно представляет собой сложную конструкцию с набором линз. В цифровых камерах объектив помимо оптического зума (приближение объекта) имеет встроенный цифровой зум, который способен многократно приблизить отдаленный объект.

Помимо зума в объектив любого фотоаппарата встроена диафрагма. Диафрагма регулирует диаметр отверстия, пропускающего свет на светочувствительный элемент (матрицу).

  1.  Затвор

Основным препятствием для светового потока на пути к матрице является Затвор. Затвор это сложное техническое устройство, которое за счет своего открытия пропускает световой поток внутрь фотокамеры. Затвор открывается на определенное время, которое устанавливается самим фотографом или автоматикой фотоаппарата. Время открытия затвора называется Выдержкой, т.е. Выдержка - это отрезок времени, когда световые лучи попадают на светочувствительный элемент. Выдержка затвора может быть короткой, а может быть длинной. Короткие выдержки могут равняться 1/4000 секунды, а длинные достигать 30 секунд.

Выдержка вместе с диафрагмой объектива определяет экспозицию снимка, выдержка и диафрагма вместе есть экспопара. 

  1.  Матрица (сенсор)

Главный элемент цифровой фотокамеры небольшая пластина с проводниками которая формирует качество изображения, четкость которого и зависит от разрешающей способности матрицы. Матрица цифровой фотокамеры состоит из множества отдельных светочувствительных элементов, преобразующих оптическое изображение в электрическое. Каждый маленький  элемент матрицы или «пиксел» формирует одну точку на изображении.

Как работает матрица CCD:  Матрица CCD изготавливается из кремния, который еще называют силиконом. Фотоны, врезающиеся в сенсор фотоаппарата, выбивают из атомов кремния электроны, образуя прорехи. Далее узор, состоящий из целых электронов кремния и с выбитыми атомами, передается далее для последующей обработки по электронной схеме устройства цифрового фотоаппарата.

Поскольку матрица реагирует только на яркость, то цифровой фотоаппарат может воспроизвести только черно-белое изображение. Однако существует способ уловить все цвета снимка, если использовать в объективе различные цветовые фильтры: красный, зеленый, синий или комбинацию цветов синий, лиловый, желтый, которая с использованием дополнительного зеленого фильтра дает наиболее реалистичную картинку.

В цифровых фотокамерах число физических пикселей является основным маркетинговым параметром и бывает от 0.3 (у вебкамер и встроенных камер) — до ~21 Мпикс.

  1.  Видоискатель (ЖК экран).

Жидкокристалический экран неотъемлимая часть зеркального фотоаппарата. Он имеет совмещенную функцию видоискателя, в котором можно приближать объект, видеть результат автофокусировки, выстраивать экспозицию по границам, а также использовать его в качестве экрана меню с настройками и опциями набора функций съемки.

  1.  Микропроцессор.

Отвечает за все функции работы цифровой камеры. Все рычаги управления камеры ведут к процессору в котором зашита программная оболочка (прошивка), которая отвечает за действия фотокамеры: работу видоискателя, автофокус, программные сцены съемки, настройки и функции, электрический привод выдвижного объектива, работа фотовспышки.

  1.  Стабилизатор изображений.

При покачивании камеры во время нажатия на спусковой затвор или при съемке с движущейся поверхности, например, с качающегося на волнах катера, изображение может получится размытое. Оптический стабилизатор практически не ухудшает качество полученной картинки за счет дополнительной оптики, которая компенсирует отклонения изображения при покачивании, оставляя изображение неподвижным перед матрицей. Схема работы цифрового стабилизатора изображения фотоаппарата при дрожании картинки заключается в условных поправках, вносимых при расчете картинки процессором, задействовав дополнительную треть пикселей на матрице, участвующих только в коррекции изображения.

  1.  Носители информации.

Полученное изображение сохраняется в памяти фотоаппарата в виде информации на внутренней, либо внешней памяти. Фотоаппараты имеют разъемы для карт памяти SD, MMC, CF, XD-Picture и др., а также разъемы для подключения к другим источникам хранения информации компьютеру, HDD сменным носителям и т.п.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71581. ВАКУМНОЕ НАПЫЛЕНИЕ (ВН) ПОКРЫТИЙ 207.5 KB
  ВН - группа методов объединённых общим принципом создания при пониженном давлении поНД потока корпускулярных частиц атомы молекулы ионы и их осаждения на напыляемой поверхности Пв НП. При этом должно быть обеспечено отсутствие в потоке напыляемых частиц НЧ конденсированной фазы...
71582. Установки для вакуумного напыления (ВН) покрытий (Пк) 145 KB
  Многолучевая интерферометрия применяется для измерения hпк непрозрачных Пл и основана на наблюдении в микроскоп интерференционных полос возникающих при рассмотрении в монохроматическом свете двух Пв расположенных под углом друг к другу. Под микроскопом сдвиг интерференционных полос l...
71583. ДУГОВОЙ НАГРЕВ ПРИ ТВИ 119 KB
  На НМ 5 - анод подается «+» от ИП 2 высокого напряжения - для его ЭЛ нагрева на начальной стадии процесса и от ИП 3 низкого напряжения - для поддержания ДР 6 после его зажигания. Электронный луч не только плавит и испаряет НМ, но и ионизирует поток пара...
71584. Механизм зарождения и формирования покрытия 110.5 KB
  Одним из основных процессов, определяющих структуру покрытия, является гетерогенное зародышеобразование, которое начинается с того, что на НП возникают скопления атомов. Силы химической связи стремятся сблизить эти атомы в положения, соответствующие параметрам...
71585. ТЕОРИЯ ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ 94 KB
  Для описания таких молекулярных потоков были использованы законы Ламберта из оптики и получены законы Ламберта-Кнудсена для ТВИ: интенсивность пара в направлении, которое отклоняется от нормали к поверхности испарения на угол...
71586. АБСОЛЮТНОСТЬ И ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ПРАВООТНОШЕНИЯ ГРАЖДАНСКО-ПРАВОВОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ 71 KB
  Теория и гражданский закон в зависимости от основания возникновения разделяют ответственность на два вида: договорную и внедоговорную (деликтную). По критерию дифференциации — структуре межсубъектной связи — эта классификация вполне соответствует...
71587. К ВОПРОСУ О НОРМАТИВНОМ ОСНОВАНИИ АДМИНИСТРАТИВНОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ 117.5 KB
  Под нормативным основанием административной ответственности в науке понимается система административно-деликтных законов устанавливающих административную ответственность материально-правовая основа и регулирующих производство по делам об административных правонарушениях...
71588. СОДЕРЖАНИЕ ПРАВООТНОШЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО НЕПРИКОСНОВЕННОСТЬ ЛИЧНОСТИ 167 KB
  Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила чем предусмотренные законом то применяются правила международного договора. А часть 1 статьи 17 Конституции гласит: В Российской Федерации признаются и гарантируются права и свободы человека и гражданина согласно...
71589. ИСТОЧНИКИ (ФОРМЫ) НАЛОГОВОГО ПРАВА РОССИИ 126 KB
  Нормы международного права и международные договоры Российской Федерации. Специальное налоговое законодательство в Налоговом кодексе оно именуется законодательством о налогах и сборах которое в свою очередь включает следующие элементы: а федеральное законодательство...