Принцип работы цифрового фотоаппарата

Чтобы лучше понять, как работает цифровой фотоаппарат, сначала рассмотрим принцип устройства и работы аналогового (плёночного) фотоаппарата, для кого используются негативы или слайды.

У плёночной камеры имеется система линз, диафрагма и затвор. В объективе собираются световые лучи и направляются через диафрагму на светочувствительную плёнку. Пока затвор остаётся открытым, изображение отпечатывается на плёнке под действием фотохимических процессов. Затем следует проявка плёнки и печать с неё готовых фотоснимков.

ЦФК также имеет и систему линз, и диафрагму, и затвор. Но вместо плёнки у цифровой камеры матрица (сенсор). Вообще, световые лучи ведут себя одинаково и в цифровом, и в аналоговом фотоаппарате, но только до момента попадания на «приёмник» - поверхность матрицы в одном случае или плёнки в другом. И если в этот момент аналоговая камера «заморозила» изображение на плёнке, то цифровая далее обрабатывает его и сохраняет в цифровом формате.

Так как основным элементом любой цифровой фотокамеры является матрица, именно от её характеристик зависит, изображение какого качества вы получите.

В современных цифровых фотоаппаратах наиболее распространены ПЗС-матрицы. Сама матрица состоит из множества светочувствительных элементов - пикселей. Для того чтобы получить цветные фото, перед элементами матрицы устанавливаются светофильтры. После того, как определённый цвет попал на матрицу, она подаёт сигнал процессору ЦФК. Нетрудно понять, что на самой матрице изображение не формируется, она лишь звено для передачи информации, хоть и является важнейшей частью фотокамеры. И далее уже процессор обрабатывает полученную информацию, затем пишет её в память. При обработке некоторые данные неизбежно теряются, поэтому впоследствии изображение восстанавливается с помощью программного обеспечения.

Как видим, фотография, полученная цифровым фотоаппаратом – это сочетание работы ПЗС-матрицы, процессора и флеш-памяти.

Давайте подробнее разберёмся, что же представляет собой сердце цифровой камеры, ПЗС (прибор с зарядовой сетью, или по-английски CCD – Charge Couped Device).

Такая матрица - полупроводниковая пластинка, состоит из большого количества светочувствительных диодов. Хотя сама матрица размером с ноготь, она содержит несколько миллионов пикселей, расположенных в виде строк и столбцов. Элементы ПЗС-матрицы реагируют на свет абсолютно одинаково, следовательно, при фотографировании можно получить лишь чёрно-белую картинку. Для того чтобы снимок был цветным, диодам нужно придать разную цветочувствительность. Это достигается с помощью различных цветовых фильтров – в основном красного, жёлтого и зелёного. Кроме этого, освещенность может быть разной интенсивности, она делится на 256 уровней. Таким образом, число всевозможных комбинаций цветов составляет почти 17 миллионов вариантов. Благодаря этому и получается наиболее реалистичное изображение, которое мы в итоге видим на дисплее.