Фізичний розмір матриці

Деколи|почасти| серед характеристик фотоапарата виділяється фізичний розмір ПЗС-МАТРИЦы| по діагоналі, указуваний|вказуваний| в дюймах. Це безпосередньо|прямо| пов'язано з розмірами оптичної системи — чим більші розміри ПЗС-МАТРИЦы|, тим крупніше|більше| повинен бути кадр, що формується об'єктивом. Щоб досягти цього, потрібно збільшити розміри оптичних елементів і фокусну відстань. Якщо ж ПЗС-МАТРИЦА| все-таки більше зображення, що генерується об'єктивом, то в створенні|створінні| кадру використовуються не всі елементи ЭОП|, периферійні області матриці виявляються|опиняються| незатребуваними. У професійних камерах, що використовують стандартні об'єктиви плівкових «зеркалок|», частіше зустрічається зворотна ситуація, коли створювана оптикою «картинка» менша за ЭОП|. Останнє викликане|спричинене| тим, що розмір матриці, як правило, менше кадру 35-мм фотоплівки. Докладніше про це, а також про коефіцієнт фокусної відстані буде розказано у розділі, присвяченої професійним фотоапаратам.

Розмір матриці впливає також на її чутливість. Чим більша площа|майдан| кожного елементу, тим більше світла потрапляє|попадає| на нього, відповідно зростає чутливість всього ЭОП|. Особливе це помітно в професійних моделях, ЭОП| яких традиційно відрізняється великими габаритами, а чутливість досягає значень порядку|ладу| ISO 6400 (!). І саме великі лінійні розміри можуть сприяти зростанню|зросту| популярності КМОП-матриць.

Аналого-цифровий перетворювач

Одержавши|отримавши| сигнал з підсилювача, його необхідно перевести|перекласти,переказати| в зрозумілий мікропроцесору камери формат.

ПРИМІТКА|тлумачення|

АЦП| — скорочення словосполучення «аналого-цифровий перетворювач» (analog to digital converter, ADC). Пристрій|устрій|, що перетворює аналоговий сигнал в послідовність цифр. Основною характеристикою є|з'являється,являється| розрядність — кількість дискретних рівнів сигналу, розпізнаваних і кодованих АЦП|. Наприклад, розрядність 8 біт означає, що перетворювач в змозі|спроможний| визначити 28 рівнів сигналу і відобразити|відображувати| їх у вигляді 256 різних значень.

Чим більша розрядність АЦП|, тим теоретично велика глибина кольору|цвіту| може бути досягнута. Проте|однак| слід пам'ятати, що розрядність АЦП| повинна відповідати динамічному діапазону ПЗС-МАТРИЦы|. Зрозуміло, що при вузькому динамічному діапазоні АЦП| з|із| великою розрядністю просто нічого|немає чого| буде розпізнавати. На практиці колірна глибина кадру форматів JPEG або TIFF, використовуваних комп'ютером, обмежена 24 бітами (по 8 біт на кожен колірний канал — синій, червоний і зелений). Отже вживані в професійних і висококласних любительських камерах АЦП| з 10 і навіть 12 бітами на канал на перший погляд володіють деякою надмірністю. Річ у тому, що|справа в тому, що,дело в том | динамічний діапазон ЭОП| в таких моделях достатньо|досить| широкий, і якщо фотоапарат обладнаний функцією збереження|зберігання| кадру в нестандартному форматі (30-36 біт), то при подальшій|дальшій| обробці на ПК є можливість|спроможність| маніпуляції з|із| «зайвими» бітами. Користувач може «відрізувати» «нижні» або «верхні» біти у разі|в разі| передержки або недотримування, виправивши|справивши| таким чином помилки експозиції. Якщо ж кадр був знятий з|із| правильними діафрагмою і витримкою|витягом|, то програмне забезпечення в змозі|спроможний| грамотно «стиснути|стискувати|» 30-36 біт в стандартні 24. В цьому випадку народна мудрість, «багато — не мало», абсолютно вірна.

Розрахунок кольору|цвіту| в ПЗС-МАТРИЦАХ|. Спотворення кольору|цвіту|

Основні кольори|цвіт| аддитивного синтезу — кольори|цвіт| випромінювань. У трибарвному|триколірному,трикольоровому| (RGB) аддитивному синтезі використовуються синій (blue — В), зелений (green — G) і червоний (red — R) кольори|цвіт|.

ПРИМІТКА|тлумачення|

Основні кольори|цвіт| — кольори|цвіт| оптичних випромінювань або фарбників|барвників|, використовувані для створення|створіння| кольорових зображень. Розрізняють основні кольори|цвіт| аддитивного і субтрактивного| синтезу, тобто|цебто| з|із| складанням і відніманням кольорів|цвіту|.

Такі основні кольори|цвіт| є|з'являються,являються| лінійно незалежними, оскільки|тому що| жоден з них не може бути одержаний|отриманий| оптичним змішенням випромінювань двох інших. Оптичним змішенням синтезують безліч кольорів|цвіту|, що розрізняються по колірному тону, насиченості і світлині.

У субтрактивном| синтезі використовуються кольори|цвіт| фарбників|барвників|. Як основні фігурують жовтий (yellow — Y), пурпурний (magenta — М) і блакитний|голубий| (cyan — З|із|). Основний колір|цвіт| субтрак-тивного| синтезу називається додатковим до основного кольору|цвіту| аддитивного синтезу, якщо фарбником|барвником| першого практично повністю поглинається випромінювання другого. Наприклад, жовтий колір|цвіт| є|з'являється,являється| додатковим до синього, пурпурний — до зеленого, блакитний|голубий| — до червоного.

Аддитивний синтез є|з'являється,являється| «рідним» для комп'ютерних пристроїв|устроїв|, в першу чергу|передусім,насамперед|, для монітора. У ньому зображення створюється трьома променями (RGB). А ось|от| принтери користуються субтрактивным| синтезом, причому на додаток до CMY-кольорів|цвіту| використовується також чорний, такий, що позначається|значиться| літерою До — blасk. Додавання|добавка| чорного кольору|цвіту| викликане|спричинене| тим, що надлишок основних фарбників|барвників|, що викликається|спричиняється| необхідністю передати темні тони, може привести до розбухання паперу.

Слід пам'ятати, що діапазон кольорів|цвіту|, що відображаються|відображуються| за допомогою колірної моделі CMY, менше, ніж безліч кольорів|цвіту|, що генеруються RGB-синтезом. Проте|тим не менше| для формування світлофільтрів в ході обидві моделі.

Нагадаю, як формується зображення з використанням так званої Байеровськой схеми розміщення елементів. Оскільки ПЗС-эЛЕМЕНТы| здатні|здібні| реєструвати яскравість, але|та| не колір|цвіт|, перед кожним з них встановлюється світлофільтр, що обмежує діапазон колірних відтінків. Байеровськая схема використовує чергування R-G-B-G (красный-зеленый-синьо-зелений).

Мал. 3.10. Розташування світлофільтрів в Байеровськой схемі

Додаткові «зелені» елементи служать для обчислення|підрахунку| яскравості і контрастності зображення, це пояснюється сприйнятливістю людського зору саме до цього кольору|цвіту|.

В результаті виходить три «мозаїки» — по одній для кожного з колірних каналів. Склавши їх разом, одержуємо|отримуємо| четверту «мозаїку».

Для ліквідації «ефекту мозаїки» використовується алгоритм, основна суть якого зводиться до наступного|слідуючого|. Наприклад, там, де встановлений|установлений| піксел із|із| зеленим світлофільтром, ми точно знаємо тільки|лише| про яскравість зеленого кольору|цвіту|.

Але|та| в сусідніх восьми крапках|точках| відомі значення як зеленого, так і синього і червоного кольорів|цвіту|, тому можливо визначити їх середнє значення і для нашого піксела. Склавши їх разом, набуваємо значення початкового|вихідного| кольору|цвіту| в даній крапці|точці|.

Регулярна структура розміщення елементів в деяких випадках приводить|призводить,наводить| до появи муару. Можливість|спроможність| появи даного спотворення залежить від складності алгоритму, відповідального за розрахунок кольору|цвіту|. Якщо при розрахунку кожної крапки|точки| враховуються не тільки|не лише| сусідні піксели, але і елементи, розташовані|схильні| на відстані 10 і більш крапок|точок|, вірогідність|ймовірність| виникнення муару дуже мала. У ідеалі для розрахунку кожної крапки|точки| бажано використовувати інформацію про всі елементи матриці даного кольору|цвіту|. Зрозуміло, що для таких інтенсивних розрахунків потрібні високопродуктивні мікропроцесори і великі об'єми|обсяги| ОЗУ.

Слід зазначити також, що деякі виробники фотоапаратів використовують схеми CMY (голубой-пурпурный-жовтий) і CMYG (голубой-пурпурный-жовто-зелений).

Мал. 3.13. Розташування світлофільтрів в субтрактивной| Байеровськой схемі

Надлишок зеленого, як і у випадку з схемою RGBG, викликаний|спричинений| необхідністю точного розрахунку контрастності. Щоб зрозуміти причини появи цих альтернативних схем, необхідно пригадати, яким чином створюються світлофільтри над пікселами. Тонкі плівки, що наносяться|завдаються| на елементи матриці, утворюються CMY-фарбниками|барвниками|. Наприклад, червоний — комбінація пурпурного і жовтого фарбників|барвників|, синій — пурпурного і блакитного|голубого|, зелений — жовтого і блакитного|голубого|. Використовуючи тільки|лише| один шар фарбника|барвника| замість двох, можна поліпшити світлопроникність світлофільтру і підвищити чутливість матриці. Основна перешкода на шляху|колії,дорозі| розповсюдження|поширення| схем CMY і CMYG -некоторая складність розрахунку кольору|цвіту|. Досить пригадати діапазон кольорів|цвіту|, що генеруються аддитивним і субтрактивным| синтезами, — за допомогою моделі RGB відтінків генерується більше, тобто|цебто| виробники свідомо зменшують діапазон відтворних кольорів|цвіту|.

Баланс білого кольору|цвіту|

За винятком вищеперелічених колірних шумів, алгоритм ліквідації «ефекту мозаїки» справляється із|із| завданням|задачею| правильного перенесення кольорів. Проте|однак| існують обставини, що утрудняють цей процес.

ПРИМІТКА|тлумачення|

Колірна температура—| величина, що характеризує спектральний склад випромінювання джерела світла, вимірюється в Кельвінах. Чим менша колірна температура, тим більше червонуватих|червонястих| тонів міститься|утримується| в спектрі випромінювання, для високої колірної температури характерні|вдача| синюваті відтінки.

Яскраве сонячне світло сприймається людиною як найбільш природний. А ось|от| світло, що генерується лампами розжарювання, «тепліший», тобто|цебто| містить|утримує| більше червоних тонів. В той же час флуоресцентне освітлення відрізняється надлишком синіх тонів і тому здається|видається| «холодним». В процесі фотографування користувач не помічає відхилень колірної температури, оскільки|тому що| підсвідомо «підстроює|підбудовує|» своє сприйняття під умови зйомки. Проте|однак| при прогляданні кадрів зсув|зміщення| кольорів|цвіту| виразно|чітко| виявляється — фотографії, зняті усередині приміщення|помешкання|, мають ухил|уклон,схил| у бік «теплих» або «холодних» тонів (залежно від типу освітлення).

Для зведення до мінімуму цього негативного явища використовується процедура настройки балансу білого кольору|цвіту|.

ПРИМІТКА|тлумачення|

Баланс білого — процедура, що виконується вбудованим програмним забезпеченням фотоапарата при створенні|створінні| файлу із|із| зображенням. Полягає в приведенні колірної гамми знімка до найбільш природного для людського зору вигляду|виду|.

У професійних камерах спеціальний датчик визначає середню довжину хвилі світла, що потрапляє|попадає| в об'єктив (іноді|інколи| цей датчик винесений на передню стінку корпусу), і всі подальші|дальші| розрахунки кольору|цвіту| ведуться з урахуванням|з врахуванням| цього значення. У любительських камерах обчислюються|обчисляються,вичисляють| середні значення для кожного з основних кольорів|цвіту|, потім проводиться|виробляється,справляється| необхідне коректування.

В більшості випадків автоматика камери справляється з|із| розрахунком колірного балансу зображення. Проте|однак| в деяких випадках потрібна певна «підказка» з боку користувача. Вона полягає в тому, що фотограф заздалегідь указує|вказує| умови зйомки, а подальші|дальші| розрахунки колірної температури ведуться з урахуванням|з врахуванням| цих даних. Найбільш поширені наступні|слідуючі| передвстановлені|установлені| значення:

«Сонячно» (Sunny) — зйомка на вулиці в ясний сонячний день.

«Хмарно» (Cloudy) — зйомка на вулиці при хмарній погоді (зменшений рівень ультрафіолетових променів в порівнянні з попереднім пунктом).

«Лампи розжарювання» (Incandescent) — зйомка в приміщенні|помешканні|, освітлення лампами розжарювання.

«Флуоресцентне світло» (Fluorescent) — зйомка в приміщенні|помешканні|, освітлення флуоресцентними лампами.

Альтернативним варіантом, що частіше зустрічається в напівпрофесійних і професійних камерах, є|з'являється,являється| вказівка колірної температури освітлення в Кельвінах, як правило, від 3000 до 7500 До.

Проте|однак| при змішаному освітленні, наприклад зйомці в приміщенні|помешканні|, що освітлюється одночасно крізь вікна сонячними променями і із стелі лампами розжарювання, навіть передвстановлені|установлені| значення не можуть допомогти. У такому разі|в такому разі| для коректного перенесення кольорів деякі камери забезпечені функцією балансу білого по еталону. При використанні цієї функції користувач наводить камеру на еталон білого, як який може використовуватися звичайний|звичний| лист|аркуш| паперу, і фіксує це значення -либо вибором відповідного пункту меню, або натисненням

спеціально виділеної кнопки камери. Найчастіше ця функція застосовується при зйомці в студії, коли фотограф має досить|достатньо| часу на підготовку до фотографування.

Використання спалаху дозволяє виправити колірну температуру навіть без передвстановлених|установлених| значень колірної температури. Більш того|більше того|, при установці балансу білого по еталону використання спалаху приводить|призводить,наводить|, як правило, до сильного зсуву|зміщення| в область «холодних» тонів.

Date: 2015-09-17; view: 515; Нарушение авторских прав