Устройство цифрового фотоаппарата

{{main|Цифровой фотоаппарат}} [[Файл:Powershot a75 Innereien hintern.JPG|thumb|400 px|Частично разобранный цифровой фотоаппарат <br />[[Canon PowerShot|Canon PowerShot A75]]]] История развития фототехники привела к тому, что были выработаны определённые стандарты на интерфейс между [[фотограф]]ом и используемой им фото[[Техника|техникой]]. В результате цифровые фотоаппараты (цифровая фотокамера, ЦФК) в большинстве своих внешних черт и органах управления повторяют модели [[Плёночный фотоаппарат|плёночной фототехники]]. Принципиальное различие оказывается в «начинке» аппарата, в технологиях фиксации и последующей обработки изображения. == Основные элементы цифрового фотоаппарата == === Матрица === {{main|Матрица (фото)}} Основной элемент любой цифровой фото- или видеокамеры — матрица. От матрицы и объектива в наибольшей степени зависит качество получаемого изображения. Матрица (иногда её называют сенсором) представляет собой полупроводниковую пластину, содержащую большое количество светочувствительных элементов, в подавляющем большинстве случаев сгруппированных в строки и столбцы. В современных ЦФК наибольшее распространение получили матрицы двух типов: ПЗС (прибор с зарядовой связью, по-английски CCD — Charge-Coupled Device) и КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник, по-английски CMOS — Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor). CMOS-матрицы для потребительских фотоаппаратов относительно дёшевы, так как производятся по стандартным полупроводниковым технологиям, однако шумы таких матриц обычно гораздо выше, чем у CCD. Поэтому в настоящее время большинство моделей ЦФК (за исключением ряда профессиональных и полупрофессиональных «зеркалок» Canon, Nikon и Sony и других, имеющих специальные схемы подавления шумов), оснащаются ПЗС-матрицами. Название ПЗС — прибор с зарядовой связью, отражает способ считывания электрического заряда методом сдвига от одного элемента матрицы к другому, постепенно заполняя буферный регистр. Далее напряжение усиливается и подается на АЦП (аналого-цифровой преобразователь), после чего уже в цифровой форме поступает для последующей обработки в процессор фотокамеры. === Объектив === {{main|Объектив}} [[Объектив]] цифровой камеры не претерпел кардинальных изменений по сравнению с объективами обычных фотокамер. Из-за меньших размеров сенсора, объективы цифровых камер (за исключением зеркальных камер, использующих те же объективы) имеют меньшие геометрические размеры. Благодаря уменьшению относительно 35-мм плёнки размера матрицы, в камерах любительского уровня стало возможным использование оптических схем, ранее присущих только дорогим аппаратам{{Нет АИ|12|2|2011}}. === Затвор === {{main|Фотографический затвор}} Цифровые потребительские фотокамеры оснащены электронным эквивалентом затвора, который встроен в матрицу и выполняет работу, аналогичную механическому. В более дорогих камерах вмонтированы два затвора, и механический служит для предотвращения попадания на сенсор света после окончания времени выдержки, что позволяет избежать появления артефактов [[Ореол (фото)|ореола]], частично [[ПЗС|блюминга]] и смазывания. В некоторых цифровых фотоаппаратах при нажатии клавиши затвора наполовину происходит срабатывание систем автоматики. [[Автофокус]] и система определения [[Экспозиция (фотография)|экспозиции]] фиксируют параметры съёмки и ждут полного нажатия. При полном нажатии клавиши спусковой кнопки * в незеркальных цифровых аппаратах: ** механический затвор (при наличии) открывается, ** происходит сброс заряда в ячейках матрицы, ** механический затвор открывается на время экспонирования, ** механический затвор закрывается, ** происходит считывание кадра из матрицы, ** механический затвор открывается, ** матрица переходит в режим Live View; * в зеркальном цифровом аппарате (без или при выключенном режиме Live View): ** поднимается зеркало и срабатывает «прыгающая» диафрагма, ** включается ранее выключенная матрица, ** открывается на время экспонирования механический затвор, ** закрывается механический затвор, ** опускается зеркало и открывается диафрагма, ** происходит считывание и обработка кадра из матрицы. === Видоискатели === {{main|Видоискатель}} [[Файл:Viewfinder madness.jpg|thumb|200px|Вид в экране видоискателя дальномерной камеры.]] Видоискатель — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка{{Нет АИ|12|2|2011}} и в некоторых случаях резкость и параметры съёмки. На бытовых цифровых фотоаппаратах в качестве видоискателя используются ЖК экраны (на зеркальных в режиме LiveView и на компактных камерах) и различные виды электронных и оптических видоискателей. === Процессор === {{main|Микроконтроллер}} Процессоры в цифровых фотоаппаратах выполняют следующие функции: * управление работой затвора; * управление объективом в автоматическом и ручном режимах съёмки; * выбор [[баланс белого|баланса белого]], измерение освещённости объекта, определение [[Экспопара|экспопары]], выбор [[Цветовая температура|цветовой температуры]] и т. п.; * управление работой [[фотовспышка|вспышки]]; * управление [[брекетинг]]ом — возможностью серийной съёмки (обычно сериями по 3 или 10 кадров) с разными настройками фотоаппарата; * управление специальными эффектами из имеющегося набора (сепия, чёрно-белая съёмка, устранение [[Эффект красных глаз|эффекта красных глаз]] и др.); * формирование и выдачи на дисплей информации о выбранных режимах съёмки, настройках, самого изображения и т. п. === Карта памяти === {{main|Флеш-память}} [[Файл:Flash memory cards size.jpg|thumb|200px|Флэш карты.]] Карта памяти — носитель информации, который обеспечивает длительное хранение данных большого объёма, в том числе изображений, получаемых цифровым фотоаппаратом. В ранних моделях цифровых фотоаппаратов использовались и иные носители информации, в том числе миниатюрные жесткие диски, дискеты, записываемые оптические и магнитооптические диски и т. п., вплоть до аудиокассет (в самом первом образце электронной фотокамеры фирмы «Кодак», использовавшей аналоговые способы обработки и сохранения изображений). === Разъёмы и интерфейсы === Внешний интерфейс подключения к компьютеру общего назначения имеется практически во всех цифровых камерах. На сегодня ([[2011 год|2011]]) самым распространённым из них является [[USB]]. Также применяются специальные виды разъёмов для подключения к телевизору или принтеру. Появились первые модели фотокамер с беспроводными интерфейсами. === Органы управления === ==== Выбор режимов работы ==== {{main|Диск режимов фотоаппарата}} Диск режимов фотоаппарата — селектор режимов фотокамеры. Обычно находится на верхней панели камеры слева или справа. Реже, в основном на компактных камерах, на панели обращённой к фотографу. В некоторых цифровых камерах диск режимов отсутствует, а выбор режима съёмки осуществляется при помощи кнопок и меню. ==== Кнопка спуска (клавиша спуска затвора) ==== Элемент управления фотосъемкой, инициирующий последовательность получения кадра. Выполняется в виде кнопки либо на верхнем торце аппарата (компактные камеры), либо спереди и сбоку рукоятки в зеркальных фотоаппаратах. При нажатии фотокамера производит съемку и обработку кадра. Во многих моделях предусмотрено 2-ступенчатое нажатие (при нажатой наполовину срабатывают технологии автофокуса и экспокоррекции, при полном нажатии — производится съемка.) ==== Управление меню ==== Для настройки параметров в большинстве цифровых фотоаппаратов применяется интерфейс меню. Во многих компактных фотоаппаратах имеются два меню: основное и «быстрое». Основное меню занимает весь объём экрана и предназначено для установки как непосредственно параметров съёмки, так и системных параметров аппарата (даты, времени и т. п.). «Быстрое» меню выводится поверх изображения в режиме съёмки и позволяет изменять непосредственно параметры съёмки, например, [[светочувствительность|ISO]], [[баланс белого]], [[экспокоррекция|экспокоррекцию]] и т. п. В цифровых зеркальных фотоаппаратах при отключённом режиме «[[Live View]]» на экране (если он включён) отображаются только параметры съёмки. Такой же интерфейс присутствует и в некоторых компактных камерах, например, в [[Canon PowerShot G11]] в режиме «Быстрый снимок» (в этом режиме визирование возможно только с использованием оптического [[видоискатель|видоискателя]]). {{sect-stub}} ==== Прочее ==== {{sect-stub}} == Работа цифрового фотоаппарата == До нажатия клавиши затвора в зеркальных фотоаппаратах между объективом и матрицей расположено зеркало, отражаясь от которого, свет попадает в видоискатель. В незеркальных фотоаппаратах и зеркальных фотоаппаратах в режиме Live View свет из объектива падает на матрицу, при этом на ЖК экран выводится изображение, сформированное на матрице. В некоторых фотоаппаратах при этом может происходить [[автофокус|автоматическая фокусировка]]. При неполном нажатии клавиши затвора (если такой режим предусмотрен) происходит выбор всех автоматически выбираемых параметров съёмки (фокусировка, определение экспопары, [[Чувствительность_фотоматериала|чувствительности фотоматериала (ISO)]] и т. д.). При полном нажатии происходит [[#Затвор|съёмка кадра]], и считывание информации с матрицы во встроенную память фотоаппарата (буфер). Далее производится обработка полученных данных процессором с учётом установленных параметров коррекции экспозиции, ISO, баланса белого и др., после чего данные сжимаются в формат [[JPEG]] и сохраняются на флэш-карту. При съёмке в формат [[Raw (формат фотографий)|Raw]] данные сохраняются на флэш-карту без обработки процессором (возможна коррекция [[Битые пиксели|битых пикселей]] и сжатие [[Сжатие_без_потерь|алгоритмом без потерь]]). Так как запись на флэш-карту изображения занимает достаточно большое количество времени, многие фотоаппараты позволяют снимать следующий кадр до окончания записи предыдущего на флэш-карту, если в буфере есть свободное место. == См. также == {{Портал|Фотография}} * [[Цифровые технологии]] * [[Цифровая фотография]] * [[Фотосенсор]] * [[Система стабилизации]] * [[Цифровой шум]] * [[Баланс белого]] * [[Эффект «красных глаз»]] * [[ЖК-дисплей]] * [[Фотографическая широта]] == Примечания == {{примечания|2}} == Литература == * Руководство от «Nikon» по цифровой фотографии с цифровой фотокамерой D50. — М.: «Nikon Corporation», 2007. — 137 с. {{photo-stub}} [[Категория:Цифровая фотография]] [[Категория:Фототехника]]