اصول عکاسی دیجیتال (فصل اول)

اصول کار دوربینهای دیجیتال :

امروزه تولید کنندگان دوربین های دیجیتال سر و صدای زیادی به راه انداخته اند . گسترش روزافزون نیاز به وسایل تهیه و انتشار اطلاعات تجاری سریع , گسترش وحشتناک وب و اشتهای سیری ناپذیر آن به اطلاعات تصویری و تولید و در دسترس قرارگرفتن پرینترهای دارای کیفیت بالا دوربین های دیجیتال را به یک وسیله اغوا کننده بدل کرده است.

گرچه اصول کلی این دوربین ها نظیردوربین های فیلمی هستند , نحوه کار داخل این دوربین ها کاملاً متفاوت می باشد در این دوربین ها تصویر توسط یک سنسور (Charged Coupled Device) ccd یا یک cmos (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) گرفته می شود . ccd بصورت ردیفها و ستونهایی از سنسورهای نقطه ای نور هستند که هرچه تعداد این نقاط بیشتر و فشرده تر باشد , تصویر دارای دقت بالاتری است . هر سنسور نور را به ولتاژ متناسب با درخشندگی نور تبدیل کرده و آن را به بخش تبدیل سیگنالهای آنالوگ به دیجیتال (Analog to Digital Converter) adc می فرستد که در آنجا نوسانات دریافتی از ccd به کدهای مجزای باینری (عدد های مبنای دو بصورت صفر و یک)تبدیل می شوند.

خروجی دیجیتال adc به یک پردازنده سیگنالهای دیجیتال (Digital Signal Processor) dsp فرستاده می شود که کنتراست و جزئیات تصویر در آن تنظیم می شود و قبل از فرستادن تصویر به حافظه برای ذخیره تصویر , آن را فشرده می کند . هرچه نور درخشنده تر باشد , ولتاژ بالاتری تولید شده و در نتیجه پیکسل های کامپیوتری روشنتری را ایجاد می کند . هر چه تعداد این سنسورها که بصورت نقطه هستند بیشتر باشد , وضوح تصویر به دست آمده بیشتر است و جزئیات بیشتری از تصویر گرفته می شود .

تمام این پروسه , پروسه ای هماهنگ با محیط زیست می باشد . سنسورهای ccd  و  cmos در تمام مدت عمر  دوربین در جای خود ثابت بوده و بدون نیاز به تعویض کار می کنند. ضمناً به علت عدم وجود قطعات متحرک عمر دوربین بسیار بیشتر می شود .

کیفیت تصویر دوربین های دیجیتال :

کیفیت تصویر یک دوربین دیجیتال به عوامل مختلفی از جمله کیفیت اپتیکی لنز و تراشه گرفتن تصویر , الگوریتم های فشرده سازی و سایر قطعات موجود در دوربین بستگی دارد . هر چند مهمترین عامل تعیین کننده کیفیت تصویر وضوح (Resolution)  ccd آن است . هر چه تعداد پیکسل های آن بیشتر باشد , وضوح بیشتری دارد و بنابر جزئیات بیشتری را می تواند در تصویر ثبت نماید .

وضوح دوربین های دیجیتال معمولی در سال 1997 در حدود 480در460 بود در اوایل سال 1999 به وضوح 1024در1536 رسید و در اولین مدل مصرفی دوربین های 4 مگاپیکسلی در میانه سال 2001 با وضوح تصویر 1680در2240 پیکسل پدیدار گشت که این روال هر ساله ادامه دارد .

در این سطح از وضوح دیگر تعداد پیکسل ها به عنوان مهمترین مساله در تعیین کیفیت مطرح نیست و مساله ای که اهمیت بالاتری می یابد کیفیت تصویر است . یعنی اطلاعات جمع آوری شده توسط ccd با چه دقت و کیفیتی به ADC انتقال می یابد .

کیفیت پروسه مدیریت رنگ ccd ها دیگر عامل مهم در کیفیت بوده و یکی از دلایل اولیه تفاوت در تصویر خروجی دوربین های مختلف با ccd های یکسان از لحاظ تعداد پیکسل است . این پروسه نباید تحت تاثیر روش میان یابی که تولید کنندگان برای تولید فایل Bitmap  با وضوح بیشتر از وضوح اپتیکال بکار میبرند , قرار بگیرد .این روش که به آن Resampling می گویند با استفاده از اطلاعاتی که از قبل موجود است پیکسل ها را زیاد می کنند و گرچه وضوح موثر را افزایش می دهند , این کار منجر به کم شدن دقت (sharpness) و کنتراست تصویر می شود . این روش با کمی کردن پیکسل ها و کیفی کردن آنها بر اساس ویژگی هایی که دارا می باشند انجام می شود . بعضی دوربینها به جای روش استاندارد میان یابی , که پیکسلها برای تولید تصویر بزرگتر copy  و past  می شوند , از نرم افزارهای با تکنیک های بزرگ کردن که نتیجه بهتری از میان یابی مرسوم به دست می دهد , استفاده می کنند . در این روش , پیکسلهای copy و past  شده , براساس جایی که نرم افزار بزرگ کردن تصویر تشخیص دهد که باید خط , شکل , طرح pattern  و یا کانتور خاصی را برای ایجاد تصویر بزرگتر ایجاد نمایند , تغییر می کنند.

دیگر عامل محدود کننده کیفیت : روشهای فشرده سازی تصویر است که در بسیاری از دوربین های دیجیتال برای ایجاد امکان نگهداری تعداد بیشتری عکس در حافظه بکار گرفته می شود . بعضی از دوربین های دیجیتال تصاویر را در فرمتی مختص به خودشان نگه می دارند که برای دستیابی به آنها به نرم افزار ویژه ای که توسط تولید کنندگان عرضه می شود نیاز می باشد , اما بیشتر دوربین  های دیجیتال تصاویر را در فرمتهای استاندارد jpeg و flashpix که استاندارد صنعت می باشد و در بیشتر نرم افزارهای گرافیکی قابل استفاده می باشد نگه می دارند . استفاده از یک روش فشرده سازی بد یا فشرده سازی بیش از حد باعث افت کیفیت تصویر می شود . بهر حال , بسیاری از دوربین ها امکان تنظیم نوع فشرده سازی را برای کاربر فراهم کرده و به کاربر اجازه می دهد که بین کیفیت تصویر و ظرفیت تصویر , حالت مورد نظر خود را انتخاب نماید , حتی کاربر می تواند از تصویر بدون هیچ گونه فشرده سازی RAW برای داشتن بهترین کیفیت ممکن استفاده نماید .

مقدمه ای بر معرفی مفاهیم فنی لنزها :

برای دریافت فایل : www.DIGITAK.org مراجعه کنبد .