Transcript 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.

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
Baterie a akumulátory
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
2
2.1 Základní součásti digitálního fotoaparátu
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
3
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
4
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
5
2.1 Jednoduchý tvar
Canon Digital IXUS II S
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
6
2.1 Jednoduchý tvar
Nikon Coolpix S3
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
7
2.1 Ergonomický tvar
Konica Minolta Dimage Z3
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 Zvláštní tvar
Nikon Coolpix SQ
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 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
12
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) světlocitlivých
buněk jsou napojeny na sběrnici. Při snímání obrazu se ukládá
jeden řádek (sloupec) po druhém a to vše po jedné sběrnici.
Prokládaný CCD čip: Řádky (sloupce) světlocitlivých buněk se
načítají po blocích. Každý řádek (sloupec) má svůj registr. Odečítají
se pak hodnoty těchto registrů, což je rychlejší.
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
13
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
14
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
15
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
16
2.1 Zachycení barvy
Světlocitlivé buňky nerozlišují barvu. Zachycují pouze množství
světla.
Záznam barvy:
• Tři oddělené senzory
• Rotace červeného, zeleného a modrého filtru
• Pole barevných filtrů
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
17
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
18
2.1 Velikost snímače
Čím menší senzor, tím horší kvalita obrazu. Dramaticky se projevují
všechny vady objektivů.
Malé senzory jsou levnější.
1/2.7“
2/3“
APS-C
5.3 x 4.0 mm
8.8 x 6.6 mm
22.2 x 14.8 mm
fullframe
kinofilm
24 x 36 mm
24 x 36 mm
2.11.2010
Konika Minolta DIMAGE
Nikon Coolpix 8700
Canon EOS 350 D
Nikon D70s
Canon EOS-1Ds
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
19
2.1 Rozlišení snímače
Rozlišení snímku – počet bodů, které je fotoaparát schopen
rozeznat. Zpravidla lze nastavit několik úrovní.
Počet Mpx
obrazu
2
3
4
5
6
8
2.11.2010
Rozlišení
obrazu
Maximální foto
při 300 dpi
1600
2000
2500
2800
3000
2500
13
17
21
24
25
30
x
x
x
x
x
x
1200
1500
1600
1800
2000
2300
x
x
x
x
x
x
10
13
14
15
17
20
cm
cm
cm
cm
cm
cm
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
20
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 teplota
okolí. 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
21
2.1 Šum
Algoritmy na potlačení šumu ve fotoaparátu (např. konvoluce
s vhodnou maskou) – důsledkem je mírné rozmazání.
Možnost vyfotografování dvou snímků rychle po sobě – prakticky
shodné až na náhodný šum.
Programy na odstranění šumu – Neat Image, Noise Ninja.
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
22
2.1 Obrazový procesor
Dostává digitální informace
ze 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
23
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
24
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
25
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
26
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
27
2.1 Objektiv „rybí oko“
Olympus Zuiko 8mm F3,5 „rybí oko“
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
28
2.1 Objektiv – „rybí oko“
Nikon's Fisheye-Nikkor 6mm f/2.8 – 220°
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
29
2.1 Vady objektivů
Chromatická aberace
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
30
2.1 Vady objektivů - vinětace
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
31
2.1 Vady objektivů - bokeh
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
Neostrost v rozích
Reflexy a odrazy
Zkreslení obrazu
Neostrá kresba
Slévání detailů
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
34
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
35
2.1 Stabilizátor
Minolta Dynax 7D
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
36
2.1 Závěrka
Závěrka reguluje dobu osvitu snímače.
Mechanická -
štěrbinová lamelová
centrální
Elektronická
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
37
2.1 Závěrka
Činnost štěrbinové závěrky
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
38
2.1 Hledáček a displej
Fujifilm FinePix S5600
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
39
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
40
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
41
2.1 LCD displej
Výhodou displeje je jeho velmi přesné zobrazení. Většina fotoaparátů
zobrazuje na displeji 100 % plochy budoucího snímku a přitom
zohledňuje jak nastavení zoomu, tak i všechna ostatní nastavení
expozice, barevnosti, efektů apod. U některých přístrojů je displej
výklopný a může být libovolně natočen.
Slabinou displejů jsou odlesky, které snižují čitelnost displejů
v exteriérech. Za slunečného počasí nejdou mnohé přístroje použít
jinak 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
42
2.1 LCD displej
Olympus SP-700
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
43
2.1 Dotykový displej
Sony Cyber-shot N1
3“ dotykový displej
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
44
2.1 LCD displej
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
45
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
46
2.1 Konektory
Čtečky karet
Propojení s TV
Blesk
PictBridge
Dálkové ovládání
infračervené OlympusRM-1
drátové Nikon MC-36
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
47
2.1 Wi-Fi
Canon Digital IXUS Wireless – Wi-Fi rozhraní
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
48
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
49
2.1 Paměťové karty
• MultiMedia (MMC)
Minolta, Canon
• Reduced Size MultiMeda (RSMMC)
• MemoryStick (MS, MS Pro)
Sony, Minolta
• MemoryStick Duo (MS DUO,
MS DUO Pro)
Sony
• SmartMedia (SM)
Olympus, Fuji, Agfa
• Mini CD
Sony
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
50
2.1 Paměťové karty
Velikostní porovnání jednotlivých druhů paměťových karet
2.11.2010
2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu
51