2. princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
DESCRIPTION
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu. Zdeněk Töpfer [email protected]. 2. Princip a konstrukce digitálního aparátu. Součásti digitálního fotoaparátu Princip činnosti digitálního fotoaparátu Typy digitálních fotoaparátů Příslušenství k digitálním fotoaparátům - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
Zdeněk Tö[email protected]
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 2
2. Princip a konstrukce digitálního aparátu
• Součásti digitálního fotoaparátu• Princip činnosti digitálního fotoaparátu• Typy digitálních fotoaparátů• Příslušenství k digitálním fotoaparátům• Baterie a akumulátory
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 3
2.1 Základní součásti digitálního fotoaparátu
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 4
2.1 Základní součásti digitálního fotoaparátu
• snímač a nejbližší okolí (snímač, A/D)• procesor• optika (objektiv, předsádky, clona)• elektronika (řadič, expoziční logika, rozhraní)• zobrazování (hledáček, LCD displej)• paměť (vyrovnávací, velkokapacitní)• napájení (baterie, akumulátory, zdroje)• vnější plášť (kompakty, zrcadlovky)• software (ovladače, příslušenství)
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 5
2.1 Tělo
Tvar a velikost se liší podle typu přístroje:• Jednoduchý tvar - kvádr• Ergonomický tvar• Neobvyklé tvary
Použitý materiál:• Celoplastové fotoaparáty• S vyztuženou kostrou• Celokovové
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 6
2.1 Jednoduchý tvar
Canon Digital IXUS II S
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 7
2.1 Jednoduchý tvar
Nikon Coolpix S3
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 8
2.1 Ergonomický tvar
Konica Minolta Dimage Z3
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 9
2.1 Ergonomický tvar
Konica Minolta Dimage Z3
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 10
2.1 Zvláštní tvar
Nikon Coolpix SQ
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 11
2.1 Zvláštní tvar
Nikon Coolpix SQ
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 12
2.1 Snímač
• snímač je složen z buněk měřících světlo• A/D převodník provádí samotnou digitalizaci dat• elektronika vždy provádí softwarovou úpravu obrazu
Důležité parametry:• fyzické a efektivní rozlišení (MPx)• citlivost na světlo (ISO)• barevná hloubka (bit)• typ čipu (CCD, CMOS, Foveon)
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 13
2.1 CCD čip
• nejčastěji používaný • osvědčené řešení• výstup z čipu je analogový, proto za ním musí následovat AD
převodník• vysoce kvalitní obraz s nízkým šumem
Progresivní CCD čip: Jednotlivé řádky (sloupce) světlocitlivýchbuněk jsou napojeny na sběrnici. Při snímání obrazu se ukládájeden řádek (sloupec) po druhém a to vše po jedné sběrnici.
Prokládaný CCD čip: Řádky (sloupce) světlocitlivých buněk senačítají po blocích. Každý řádek (sloupec) má svůj registr. Odečítajíse pak hodnoty těchto registrů, což je rychlejší.
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 14
2.1 Super CCD čip
• konstrukčně stejný jako CCD• světlocitlivé buňky mají šestiúhelníkový nebo osmiúhelníkový
tvar• buňky jsou blíže u sebe, což dělá opticky dojem vyššího rozlišení• poskytuje vyšší rozlišení• každý obrazový bod je opatřen mikročočkou, která zajišťuje lepší
využití dopadajícího světla a tím i zvýšení citlivosti čipu
Používá Fuji
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 15
2.1 CMOS čip
• konstrukčně velmi složitý• výstup dat z CMOS čipu probíhá najednou, protože každá
světlocitlivá buňka má vlastní výstup• kratší doba pro přečtení obrazu z čipu• každá buňka má RGB filtr a miniaturní čočku, která soustředí
dopadající paprsky světla pouze do místa citlivého na světlo• menší spotřeba energie• náchylnější na šum
Používá Canon
Použití ve fotomobilech
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 16
2.1 Foveon čip
• nová technologie• třívrstvé silikonové snímače• využívá vlastnosti silikonu, který
pohlcuje různé složky světla různě• každá světlocitlivá buňka tak
získává údaj o všech třech složkách barvy najednou
Používá Fuji
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 17
2.1 Zachycení barvy
Světlocitlivé buňky nerozlišují barvu. Zachycují pouze množstvísvětla.
Záznam barvy:• Tři oddělené senzory• Rotace červeného, zeleného a modrého filtru• Pole barevných filtrů
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 18
2.1 Zachycení barvy
Použití permanentního barevného filtru – Bayerův filtr.Lidské oko není stejně citlivé na všechny barvy.
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 19
2.1 Velikost snímače
Čím menší senzor, tím horší kvalita obrazu. Dramaticky se projevujívšechny vady objektivů.Malé senzory jsou levnější.
1/2.7“ 5.3 x 4.0 mm Konika Minolta DIMAGE 2/3“ 8.8 x 6.6 mm Nikon Coolpix 8700APS-C 22.2 x 14.8 mmCanon EOS 350 D
Nikon D70sfullframe 24 x 36 mm Canon EOS-1Dskinofilm 24 x 36 mm
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 20
2.1 Rozlišení snímače
Rozlišení snímku – počet bodů, které je fotoaparát schopen rozeznat. Zpravidla lze nastavit několik úrovní.
Počet Mpx Rozlišení Maximální fotoobrazu obrazu při 300 dpi
2 1600 x 1200 13 x 10 cm3 2000 x 1500 17 x 13 cm4 2500 x 1600 21 x 14 cm5 2800 x 1800 24 x 15 cm6 3000 x 2000 25 x 17 cm8 2500 x 2300 30 x 20 cm
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 21
2.1 Šum
Šum je způsoben elektromagnetickým šumem v prostoru kolem nás (např. mobilní telefony, elektrické motory, transformátory,reprosoustavy, počítače). Vliv na jeho velikost má i teplotaokolí. Šum je charakteristický pro každý digitální fotoaparát.Projevuje se jako barevné body v obraze.
Šum je tím menší, čím je každý pixel větší a čím je snímač větší.Šum je tím menší, čím je nižší citlivost snímače.
Šum se zvětšuje při dlouhých expozicích.
Šum při následním zpracování vzrůstá při doostřování fotografie.
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 22
2.1 Šum
Algoritmy na potlačení šumu ve fotoaparátu (např. konvoluces vhodnou maskou) – důsledkem je mírné rozmazání.
Možnost vyfotografování dvou snímků rychle po sobě – praktickyshodné až na náhodný šum.
Programy na odstranění šumu – Neat Image, Noise Ninja.
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 23
2.1 Obrazový procesor
Dostává digitální informaceze snímače
Provádí:• zaostřování• měření expozice• Kontrast• saturace• redukce šumu• komunikace s uživatelem• přepočet snímku do datového
formátu• komunikace s paměťovou
kartou• zobrazování na LCD displeji
Cache - vyrovnávací paměť
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 24
2.1 Paměť
• rychlá vyrovnávací paměť pro uživatelský komfort• fixní vnitřní flash paměť• vyjímatelná paměť pro uchování fotografií• souboj standardů a výrobců• kapacita
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 25
2.1 Objektiv
Z hlediska ohniskové vzdálenosti lze rozdělit objektivy na:
• Rybí oka (8 mm) – extrémně širokoúhlé s úmyslnou deformací perspektivy
• Širokoúhlé (10-30 mm) – interiéry, architektura, krajina, reportáž• Střední ohniska (30-100 mm) – přirozené zobrazení, portrét• Teleobjektivy (100-300 mm) – portrét, reportáž, krajina• Silné teleobjektivy (>300 mm) – příroda, sport
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 26
2.1 Objektiv
Speciální:
• Telekonvertory – násobí ohnisko 1.4x, 2x, 3x• Předsádky – násobí ohnisko 1.4x, 2x, 3x• Makroobjektivy – měřítko 1:1, liší se minimální zaostřovací
vzdáleností• Tilt-Shift – architektura (korekce)• Mirror – silné teleobjektivy konstruované na principu
hvězdářského dalekohledu
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 27
2.1 Objektiv
CANON EF-S 17-85mm f/4,5-5,6 IS USM se stabilizací
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 28
2.1 Objektiv „rybí oko“
Olympus Zuiko 8mm F3,5 „rybí oko“
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 29
2.1 Objektiv – „rybí oko“
Nikon's Fisheye-Nikkor 6mm f/2.8 – 220°
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 30
2.1 Vady objektivů
Chromatická aberace
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 31
2.1 Vady objektivů - vinětace
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 32
2.1 Vady objektivů - bokeh
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 33
2.1 Vady objektivů - bokeh
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 34
2.1 Vady objektivů
Neostrost v rozíchReflexy a odrazyZkreslení obrazuNeostrá kresbaSlévání detailů
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 35
2.1 Stabilizátor
Umožňuje používání delších expozičních časů a zajištění ostrosti.
Principy stabilizace:• Speciální optický element • Snímací čip na gelovém
podkladu v těle aparátu• Elektronická stabilizace• Dvojice gyroskopů
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 36
2.1 Stabilizátor
Minolta Dynax 7D
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 37
2.1 Závěrka
Závěrka reguluje dobu osvitu snímače.
Mechanická - štěrbinová lamelovácentrální
Elektronická
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 38
2.1 Závěrka
Činnost štěrbinové závěrky
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 39
2.1 Hledáček a displej
Fujifilm FinePix S5600
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 40
2.1 Hledáček
Používané typy:• optický průhledový• elektronický
Vlastnosti:• geometrická přesnost• expoziční přesnost• kresba a zobrazení detailů• zobrazení informací pro uživatele• dioptrická korekce• zohlednění předsádek a nastavení• rychlost a plynulost zobrazení• subjektivní pocity uživatele
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 41
2.2 LCD displej
Důležité parametry:• zobrazování snímků a manipulace s nimi• úhlopříčka• rozlišení• antireflexní a ochranná vrstva• technologie zobrazování• možnost regulace jasu a kontrastu• podsvícení
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 42
2.1 LCD displej
Výhodou displeje je jeho velmi přesné zobrazení. Většina fotoaparátůzobrazuje na displeji 100 % plochy budoucího snímku a přitomzohledňuje jak nastavení zoomu, tak i všechna ostatní nastaveníexpozice, barevnosti, efektů apod. U některých přístrojů je displejvýklopný a může být libovolně natočen.
Slabinou displejů jsou odlesky, které snižují čitelnost displejův exteriérech. Za slunečného počasí nejdou mnohé přístroje použítjinak než s hledáčkem.
Při dlouhém používání displeje je také nutno počítat s tím, že baterie se vybíjejí mnohem rychleji.
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 43
2.1 LCD displej
Olympus SP-700
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 44
2.1 Dotykový displej
Sony Cyber-shot N13“ dotykový displej
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 45
2.1 LCD displej
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 46
2.1 Konektory – připojení k PC
• Speciální program pro připojení k počítači• TWAIN driver
• Sériová linka• USB• Firewire (IEEE-1394)• Bluetooth• Wi-Fi (IEEE 802.11)• PCMCIA adaptéry
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 47
2.1 Konektory
Čtečky karetPropojení s TVBlesk
PictBridge
Dálkové ovládáníinfračervené OlympusRM-1drátové Nikon MC-36
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 48
2.1 Wi-Fi
Canon Digital IXUS Wireless – Wi-Fi rozhraní
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 49
2.1 Paměťové karty
• xD (X-Data)Olympus, Fuji
• CompactFlash (CF)Canon, Nikon, Minolta, Olympus, Pentax
• Microdrive (MD)Canon, Nikon, Minolta, Olympus, Pentax, Fuji
• SecureData (SD)Canon, Nikon, Minolta, Pentax
• Mini SecureData (mini SD)
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 50
2.1 Paměťové karty
• MultiMedia (MMC)Minolta, Canon
• Reduced Size MultiMeda (RS-MMC)
• MemoryStick (MS, MS Pro)Sony, Minolta
• MemoryStick Duo (MS DUO, MS DUO Pro)Sony
• SmartMedia (SM)Olympus, Fuji, Agfa
• Mini CDSony
2.11.2010 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu 51
2.1 Paměťové karty
Velikostní porovnání jednotlivých druhů paměťových karet