Urządzenia techniki komputerowej Identyfikacja i charakteryzowanie urządzeń zewnętrznych komputera Budowa, zasada działania i podstawowe parametry cyfrowego aparatu fotograficznego

Cele W toku lekcji: Poznasz zasadę działania cyfrowego aparatu fotograficznego Poznasz podstawowe elementy budowy cyfrowego aparatu fotograficznego Nauczysz się transferować zdjęcia z aparatu do komputera

Agenda Najważniejsze elementy i parametry aparatu Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego

Agenda Najważniejsze elementy i parametry aparatu Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Podstawowe elementy aparatu cyfrowego Matryca światłoczuła Układ optyczny (obiektyw) Procesor sygnałowy

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Matryca światłoczuła Zwykle w technologii CCD, najlepsze aparaty CMOS Składa się z milionów komórek Światło padające na komórkę jest przetwarzane na ładunek elektryczny Pomiar napięcia w komórce daje informację o natężeniu światła padającego na element – można stąd uzyskać informację o kolorze punktu Tą informację zamienia się na liczbę opisującą punkt na zdjęciu

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Matryca światłoczuła CCD Zestaw filtrów Soczewki Matryca CCD (ang. Charged-Coupled Device) jest jednym z najważniejszych elementów aparatu cyfrowego. Matryca składa się z milionów komórek – elementów półprzewodnikowych, które pod wpływem padających fotonów wytwarzają ładunki elektryczne. Wytworzony prąd dociera do detektorów, które mierzą napięcie. Informacja o napięciu jest poddawana konwersji analogowo cyfrowej (zamiana na zapisaną binarnie cyfrę). Cyfra ta niesie w sobie informację o kolorze danego punktu na zdjęciu. Elementy światłoczułe reagują na pełne spektrum światła (każdy jego kolor), natomiast wykonanie zdjęcia wymaga określenia jaki kolor w skali RGB ma dany punkt. Informację tą uzyskujemy poprzez umieszczenie nad komórką matrycy filtru przepuszczającego tylko konkretny kolor światła (czerwony, zielony lub niebieski). Określona komórka jest więc czuła tylko na jeden kolor, a natężenie dwóch pozostałych barw jest obliczane na podstawie interpolacji wartości odczytanych z sąsiednich komórek. Matryca CCD wygląda więc jak trójkolorowa szachownicę, na której 1/3 wszystkich pól jest czuła na kolor czerwony, 1/3 na niebieski i 1/3 na zielony. Jakość odwzorowania zależy od liczby fotonów, które padną na element światłoczuły. Żeby nie „gubić” fotonów trafiających w przestrzeń pomiędzy komórkami matrycy stosowane są soczewki skupiające, które kierują światło we właściwe miejsce. Matrycy z elementami światłoczułymi

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Parametry matrycy Rozdzielczość (w milionach pikseli - MP) - duża rozdzielczość: Stwarza większe możliwości dalszej obróbki zdjęcia Umożliwia wykonanie wydruku w większych rozmiarach Rozdzielczość Rozmiar wydruku 150 dpi (średnia jakość) Rozmiar wydruku 300 dpi (dobra jakość) 5 MP 2560x1920 43x32 cm 21x16 cm 4 MP 2240x1680 38x28 cm 19x14 cm 3 MP 2048x1536 34x26 cm 17x13 cm 1 MP 1200x900 20x15 cm 10x7 cm

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Parametry matrycy Rozdzielczości w aparatach cyfrowych: Z każdym dniem coraz większe Obecnie wahają się od 1 MP do 40+ MP Popularne aparaty: 3 MP do 8 MP Łyżka dziegciu: Najtańsza klisza odwzorowuje z dokładnością ok. 8 MP Solidny slajd – ok. 12 MP

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Parametry matrycy Przekątna matrycy Większa przekątna – większy odstęp między komórkami matrycy Większy odstęp – mniejsze wzajemne oddziaływanie komórek na siebie – mniejsze zakłócenia (szumy) Typowe przekątne 1/3 (proste aparaty – 4/3 cala (aparaty wyższej jakości)

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Parametry matrycy Czułość matrycy Zwykle można ją regulować w pewnym zakresie Podobnie jak dla filmów w aparatach analogowych wyrażona w skali 75 – 800 ISO Prawidłowa ekspozycja matrycy 200 ISO wymaga 2 razy mniej światła niż 100 ISO Większe wartości np. 400 ISO Lepsze zdjęcia w ciemności Większe szumy (niekiedy psujące cały efekt)

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Obiektyw Układ 5-9 soczewek: 2-3 do odwzorowania obrazów na powierzchni światłoczułej, pozostałe do korygowania zniekształceń Istotne parametry: Ogniskowa – odległość między środkiem obiektywu a powierzchnią światłoczułą Określa szerokość planu Wraz ze skracaniem wzrasta szerokość planu Jasność – wielkość światła przenikającego przez obiektyw do czujnika optycznego Oznaczona symbolem f/n - np.f/2.8 Im niższa wartość, tym większa szansa na dobre zdjęcie w ciemnym otoczeniu Dobre obiektywy są jasne (mają niską wartość tego parametru np. f/2)

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Obiektyw Dwa zasadnicze rodzaje: O stałej ogniskowej: Kiepskie w tanich i prostych aparatach Bardzo drogie w profesjonalnych i niebotycznie drogich aparatach (ale niemal wolne od zniekształceń) O zmiennej ogniskowej (zoom) Ważny parametr mówiący o zdolności przybliżania obrazów (im większy tym lepiej) Wraz ze wzrostem ogniskowej maleje jasność obiektywu Obiektywy z zoomem są bardziej praktyczne w codziennym użyciu ale powodują większe zniekształcenia, niż profesjonalne obiektywy o stałej ogniskowej

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Obiektyw Jak czytać oznaczenia – przykład: „7.3-29.2mm 1:2.8-4.1” Obiektyw o zmiennej ogniskowej Minimalna ogniskowa 7.3 Maksymalna ogniskowa 29.2 Zoom: 4 krotny (7.3 * 4 = 29.2) Jasność przy minimalnej ognisowej: f/2.8 Jasność przy maksymalnej ognisowej: f/4.1

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Obiektyw Przysłona – układ blaszek wbudowany w obiektyw i regulujący ilość wpuszczanego światła Oznaczona symbolem f/n, gdzie n jest tzw. Liczbą przysłonową: f/2, f/2.8, f/4, f5.6, f/8, f/11, f/16 itd... Zmiana przysłony o jedną działkę w dół (np. z f/5.6 na f/4 podwaja ilość światła wpuszczanego przez obiektyw Największy otwór przysłony np. 2.8 to jasność obiektywu

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Obiektyw Migawka – element regulujący czas przez jaki światło pada na powierzchnię światłoczułą (czas naświetlania) Typowe wartości: 1/500, 1/250, 1/125, 1/60, 1/30, 1/15 sekundy Dobre aparaty nawet 1/4000 sekundy W słabych aparatach brak elementu mechanicznego Dane z matrycy są odczytywane przez określony czas Daje niską jakość w porównaniu z migawką mechaniczną

Najważniejsze elementy i parametry aparatu Procesor sygnałowy Realizuje wszystkie obliczenia związane z tworzeniem i przekształcaniem obrazu np.: Przeprowadza kompresję do postaci jpg Usuwa szumy Steruje parametrami pracy dla programów tematycznych (np. fotografowania nocnego)

Agenda Najważniejsze elementy i parametry aparatu Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego

Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego Interfejsy komunikacyjne Przykłady: USB lub FireWire Wyjście na telewizor Czujnik sygnału pilota Komunikacja z komputerem: Karta pamięci wykrywana jak PenDrive Niekiedy własny protokół komunikacji i sterowniki (np. aparaty Canon)

Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego Spust migawki Kolorowy panel LCD Wizjer Światłomierz Pokrętło trybów pracy Przycisk(i) nawigacji po systemie Lampa błyskowa Mocowanie zewnętrznej lampy błyskowej i statywu Mikrofon, Baterie, Karty Pamięci ...

Interfejsy i inne elementy aparatu cyfrowego Akcesoria Karty Pamięci Akumulatory Mikrofon Statyw Zewnętrzna lampa błyskowa Filtry .....

Ćwiczenie

Ćwiczenie Wykonaj kilka zdjęć aparatem cyfrowym w trybie automatycznym Przygotuj płytkę ze sterownikami do aparatu i oprogramowaniem Zainstaluj oprogramowanie i sterowniki Podłącz i skonfiguruj aparat Skopiuj zdjęcia do komputera

Podsumowanie W toku lekcji: Poznałeś zasadę działania cyfrowego aparatu fotograficznego Poznałeś podstawowe elementy budowy cyfrowego aparatu fotograficznego Nauczyłeś się transferować zdjęcia z aparatu do komputera

Pytania