Оборудование для создания изображений. Физические принципы, способы создания ЦИ

При фотографировании обычной пленочной фотокамерой свет через объектив попадает на светочувствительное покрытие пленки, после проявления которой появляется изображение. Один из важнейших факторов, влияющих на качество изображения – это размеры скоплений химических веществ, образующих изображение (обычно называемые «зернами»; отсюда традиционное понятие «зернистость пленки». Размер зерна может лежать в пределах от нескольких микрон в высококачественной пленке до нескольких десятков микрон в стандартной 35-мм пленке). Качество пленки существенно влияет на себестоимость снимка.

Рассмотрим, как создается изображение в случае использования цифровой фотокамеры. В цифровой камере имеются те же самые устройства, что и в традиционной пленочной: объектив, диафрагма, затвор и др. Принципиальным отличием цифровой камеры от пленочного аппарата являются процессы, происходящие за объективом: свет через объектив попадает не на пленку, а на специальное устройство, называемое обычно сенсором.

Сенсор состоит из миллионов крошечных светочувствительных элементов, которые принято называть пикселями (в каком-то смысле можно рассматривать аналогию между «пикселями» в цифровых изображениях и «зернистостью» изображения на фотопленке). Пиксель – понятие трактуемое по-разному[1]; говоря о цифровой съемке мы будем использовать этот термин в смысле «светочувствительный элемент сенсора»[2]. Принцип работы сенсора состоит в том, что падающий на его светочувствительные элементы свет создает на них электрический заряд, величина которого зависит от количества полученного света; эти заряды преобразуются в цифровые данные, которые в свою очередь записываются на электронный носитель, устанавливаемый в фотокамеру. Множество элементов образуют матрицу сенсора, в которой после съемки фиксируются данные ЦИ предмета. Эти данные образуют то, что мы называем цифровым изображением; затем эти данные переносятся в компьютер, в результате чего создается файл, записанный в одном из цифровых форматов (RAW, TIFF, JPEG, BMP или др.). Этот файл в дальнейшем используется для хранения, преобразования, передачи данных о ЦИ или для получения изображения предмета на экране монитора, на бумажном или каком-либо другом носителе.

Получить цифровое изображение можно не только с помощью цифровой фотокамеры; для этого широко используются сканеры. Сканер – это оптико-электронное устройство, позволяющее создать электронное изображение предмета и ввести его в память компьютера.

Разрешение является одной из важнейших характеристик ЦИ. В широком смысле разрешение – это единица измерения, определяющая особенности представления изображения на мониторе и на выводном устройстве, на котором это изображение печатается. В публикации Практический курс Adobe Photoshop предлагается различать три вида разрешения:

· Графическое разрешение – разрешение изображения, сохраненного в виде файла. Измеряется в пикселах на дюйм (pixels per inch – ppi), и определяет, из какого количества пикселов на единицу линейного измерения состоит изображение. Чем больше пиксел приходится на квадратный дюйм изображения, тем выше его разрешение, тем с более высоким качеством можно его распечатать, но и тем больше объем файла, который нужно хранить и обрабатывать. Например, изображение размером в 6х4,5 дюйма, отсканированное с разрешением 72 ppi, будет содержать139968 пиксел, а объем файла будет равен 411 килобайт; то же изображение, отсканированное с разрешением 300 ppi, содержать 2565000 пиксел, а объем файла будет равен 6,96 мегабайт при одном итом же формате файла.

· Разрешение монитора – определяет, как изображение отображается на мониторе. Экран монитора покрыт мельчайшими точками люминофора красного, зеленого и синего цветов; пучок электронов, попадая на эти точки, заставляет их светиться. Разрешение монитора измеряется в точках на дюйм (dot per inch – dpi); как правило, разрешение монитора составляет 96 dpi. Именно разрешением монитора определяется размер изображения на экране. Рекомендуется оценивать качество изображения при 100% масштабировании, иначе будет иметь место нежелательный эффект интерполяции и муара.

· Разрешение выводного устройства – определяет качество, с которым печатается изображение и измеряется в точках на дюйм dpi, воспроизводимых печатающим устройством. Лазерные принтеры имеют разрешение 300 – 600 (до тысячи) dpi, фотонаборные автоматы – 1200-2600 dpi и выше.

Цветовая модель - это математический метод описания и воспроизведения цвета. Принцип работы модели заключается в том, что заданные базовые цвета смешиваются (или вычитаются) в различных пропорциях, что позволяет получить большинство цветов, воспринимаемых глазом. При работе с ЦИ используются четыре основных модели: RGB, CMYK, HSB и Lab. Чаще всего используется модель RGB, где в качестве базовых заданы три цвета: красный (R ed), зеленый (G reen), синий (B lue); именно в этой модели сканер кодирует изображение и монитор компьютера отображает цвет. В полиграфии используется модель CMYK (голубой - C yan, пурпурный - M agenta, желтый - Y ellow, черный - K ey). Эта модель описывает реальные полиграфические краски, восприятие которых отличается от цветных излучений RGB-монитора. Указанные модели являются аппаратно-зависимыми.

Ни одна цветовая модель неспособна воспроизвести все различимые глазом цвета. Качество передачи цветов цветовой моделью («цветовой охват») можно характеризовать тем диапазоном цветов, которые могут быть ею воспроизведены в сравнении с естественным диапазоном. Цветовой охват RGB несколько уже натурального, (CMYK – еще меньше).

Разрядность цвета (глубина цвета) - количество разрядов (битов) каждого пиксела в цифровом изображении. Одному разряду (2¹) соответствует черно-белое изображение, 8-ми - серое полутоновое (сейчас в компьютерных технологиях используются 256 градаций оттенка серого, т.е. 2⁸), 16-ти – цветное (65 тыс. цветовых оттенков), 24-х - цветное изображение, наиболее близкое к человеческому восприятию (16 миллионов цветовых оттенков), 36-ти и больше - полноцветное изображение с высокой достоверностью цветопередачи, предназначенное для профессиональной работы, чаще всего в издательском деле.