Fotografia cyfrowa bez tajemnic [1]
Zbliżają się wakacje. Część z Was ma już aparat cyfrowy, cześć dostanie go już niedługo w nagrodę za dobre świadectwo. Rozpoczynamy cykl artykułów poświęconych fotografii cyfrowej, po to, abyście na wakacje jechali bez obaw, że zdjęcie Wam nie wyjdzie. Wiele osób boi się "cyfraków", podobnie jak przed laty bano się komputerów. Postaramy się Wam pokazać, że nie taki diabeł straszny, jak go cyfrują.
Czym jest matryca CCD?
"Serce" aparatu cyfrowego jest elementem wielkości paznokcia. Na tak niewielkiej powierzchni znajdują się miliony pojedynczych punktów światłoczułych - pikseli, które, podobnie jak punkty obrazowe monitora, uporządkowane są w kolumny i rzędy. Każdy z nich reaguje na energię wpadającego przez obiektyw światła. Pojedynczy piksel produkuje, zależnie od stopnia jasności przyjętego światła, mniejszy lub większy impuls elektryczny. W czasie, kiedy migawka jest otwarta, na sensorze CCD buduje się "obraz" złożony z ładunków.
Kolory
Oddzielnym zagadnieniem jest barwoczułość CCD. Jeżeli wszystkie piksele matrycy reagowałyby jednakowo na wpadające światło, aparat cyfrowy byłby w stanie rejestrować tylko obrazy czarno-białe. Barwoczułość osiąga się w ten sposób, że każdy oddzielny piksel pokryty jest barwnym filtrem w kolorze podstawowym. Taka matryca filtrów nazywana jest mozaiką Bayer. Do uzyskiwania pełnej skali kolorów, w aparatach cyfrowych wykorzystuje się tzw. addytywną metodę mieszania kolorów, gdzie kolorami podstawowymi są: czerwony, zielony i niebieski (Red, Green, Blue = RGB) Pojedynczy piksel dostarcza informacji na temat jasności światła w kolorze własnego filtra. Ponieważ gotowy obraz wymaga pełnej głębi kolorów w każdym punkcie obrazowym, późniejsze przetwarzanie informacji o obrazie polega również na uzupełnieniu kolorystyki każdego piksela poprzez interpolację z sąsiadujących punktów. Każdy piksel jest w stanie przekazać poziom jasności w jednym z 256 stopni, a do dyspozycji mamy trzy kolory podstawowe, więc gotowy obraz będzie się składał z 256 x 256 x 256 = 16,7 miliona kolorów.
Co dalej z obrazem?
W przetworniku CCD, po "przyjęciu" światła, powstałe ładunki przesyłane są wpierw do wzmacniacza sygnału, a następnie do przetwornika analogowo-cyfrowego, gdzie sygnał analogowy zamieniany jest na informację cyfrową. Taka informacja może już podlegać pełnemu przetwarzaniu przez procesor ASIC i pracujące w aparacie oprogramowanie. W większości przetworników CCD (video CCD) stosowany jest tzw. odczyt z przeplotem (interlaced), którego zasadą jest dokonanie odczytu wpierw nieparzystych linii obrazowych, a następnie parzystych, po czym obydwa połówkowe obrazy są, przez oprogramowanie, montowane w jeden gotowy.
(opracowano na podstawie materiałów firm: Nikon oraz Euro-Color - przedstawiciela firmy Olympus w Polsce)
Zobacz także:
