Цифровые фотоаппараты

 

Стандартные разрешения для HDTV это 1920x1080 (1080i - от «interlaced» чересстрочная (полукадровая) развертка) и 1280x720 (720p - «progressive scan» прогрессивная (полнокадровая) развертка). HDTV не имеет стандартов для передачи видео в формате 4:3 - только 16:9.

 

HDTV поддерживает скорость  до 60 прогрессивных кадров в секунду,  в то время как стандартное  телевидение использует 25/30 кадров  в секунду (или 50/60 полукадров  в секунду). Также HDTV поддерживает различные цифровые аудиоформаты (вплоть до Dolby Digital 5.1).

 

Пока камеры для видеосъемки  подобного формата стоят довольно дорого (больше полутора тысяч долларов США). Для воспроизведения такого изображения нужны высококачественные HDTV-устройства с соотношением сторон 16:9. Ощутимая разница между новым и старым стандартами видна только на высококачественном ЖК-телевизоре, плазменной панели или HDTV-проекторе.

 

2.2.5 Сенсоры 

 

Сенсоры отвечают за получение  картинки - именно они являются тем  элементом камеры, где свет из потока фотонов превращается в электрические  импульсы. От технических качеств  сенсорной системы во многом зависит  результат видеосъемки.

 

Этот конструкционный элемент окружает, пожалуй, наибольшее количество мифов. Для начала - основы получения изображения, которые помогут в дальнейшем найти правильные ответы.

 

Сами по себе сенсоры  не способны различать цвет. При  попадании квантов света на полупроводник создается потенциал, равный порции полученного света (монохромная информация). На помощь приходит всем известная аддитивная система цветового синтеза (RGB). Проще говоря, смешение трех основных цветов - красного, синего и зеленого. Чтобы получить информацию о каждом цвете, на пути светового потока нужно поставить светофильтр и замерить яркость каждой точки изображения. Только так можно получить информацию по каждому цветовому каналу.

 

Существуют два основных технических решения этой задачи: одноматричная (CCD) и трехматричная (3CCD) системы.

 

В первом случае применяется  байеровская модель RGBG. Это означает, что над каждым светочувствительным  элементом расположена микролинза и светофильтр одного из упомянутых цветов. Основную часть яркостной  информации несет зеленый канал (это связано с особенностью человеческого зрения), поэтому зеленых элементов в два раза больше, чем красных или синих. Соотношение выглядит так: R=1/4, B=1/4, G=2/4=1/2.

 

Информация о каждой точке вычисляется на основе данных соседних пикселей (интерполируется). В процессе интерполяции часть полезной информации может быть потеряна.

 

Особенность 3CCD-системы  в том, что световой поток разделяется  специальной оптической схемой на три  части. Каждая из них проходит через  свой цветовой фильтр (красный, синий или зеленый) и попадает на отдельный сенсор. В результате информация о каждой точке изображения вычисляется на основе реальных данных. Негативная сторона: значительное усложнение конструкции, увеличение энергопотребления и как следствие рост стоимости всего устройства.

 

До недавнего времени  трехматричные системы устанавливали  только в дорогую профессиональную съемочную технику, пока небезызвестная компания Matshushita Electric (Panasonic) не выпустила  трехматричную видеокамеру среднего ценового диапазона (около 500$). Это и породило споры о том, что лучше: камера с одним, но большим сенсором (как правило, в спецификациях приводится размер диагонали в дюймах), либо с тремя, но маленькими. Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Самый лучший вариант, конечно же, с тремя и большими. Дело в том, что уменьшение сенсора ведет к увеличению шумов. Это означает, что с ухудшением освещения будет существенно падать качество картинки. Можно предположить, что преимущества СDD или 3CCD (в одном ценовом диапазоне) будут проявляться в зависимости от условий съемки. К тому же огромную роль играет качество других компонентов видеокамеры: оптики, электроники и алгоритмов обработки данных.

 

2.2.6 Прочие  характеристики

 

Телевизионная картинка в формате PAL (720x576) состоит из 414720 точек, в NTSC (720x480) и того меньше - 345600. Это означает, что для формирования изображения достаточно всего 0,4 Мп. Однако это возможно, если у нас 3CCD-система, если же на руках имеется только камера с одним сенсором, то эту величину нужно умножить на четыре (точка в кадре формируется по четырем точкам RGBG-матрицы). В результате получаем 1,6 миллионов пикселей, своеобразный муляж трехматричной системы - три цветовых компонента в одной.

 

 

Для чего же устанавливают  в камеры двух, а то и трехмегапиксельные матрицы? Это нужно для реализации системы электронной стабилизации изображения. К тому же камеры с такими сенсорами способны делать вполне приличные фотоснимки.

 

Как видно, реальной необходимости  в увеличении разрешения сенсоров нет. При выборе видеокамеры важнее обращать внимание на физический размер сенсора, нежели на дополнительное количество пикселей.

 

Минимальная освещенность измеряется в люксах и обозначает минимальный уровень освещенности, который способна зарегистрировать камера. К этой цифре нужно относиться осторожно, поскольку возможность снимать при нулевой освещенности (в полной темноте) не гарантирует качества получаемой картинки. Так что стоит полагаться только на объективные тесты видеокамер и собственные глаза.

 

Некоторые модели имеют  режим ночной съемки. Сенсоры камер  в силу своих физических характеристик  чувствительны к инфракрасному  диапазону. Это свойство активно  эксплуатируется в продукции  компании Sony. Например, достаточно в  режиме NightShot убрать ИК-фильтр - и появится возможность снимать практически в полной темноте. О высоком качестве картинки речь не идет, скорее это просто интересная дополнительная возможность.

 

Без помощи стабилизации изображения системе обойтись сложно, особенно при съемке в длиннофокусном положении объектива. Возможны два варианта стабилизации видеокартинки: оптическая и электронная.

 

Оптическая стабилизация - более дорогая, но и более эффективная. Она состоит из специальных гиросенсоров, отслеживающих вибрации камеры, и плавающих линз, которые на основании информации от этих датчиков корректируют световой пучок, удерживая его в одной точке матрицы. Достоинство оптической стабилизации в том, что матрица получает ровное изображение, за качество которого отвечает отдельная высокоточная система. К тому же для формирования изображения используется вся полезная площадь сенсора. Есть, конечно, и минусы - например, дополнительные электронно-механические узлы и повышенное энергопотребление.

 

Электронная стабилизация реализуется за счет избыточной площади матрицы. Изображение хоть и смещается, но все же остается в ее поле зрения. Специальные алгоритмы отслеживают эти смещения и вносят соответствующие поправки в результирующее изображение.

 

Главный плюс этого решения - цена. Все реализуется только за счет алгоритмов обработки. Однако минусы более ощутимы - работа системы стабилизации сказывается на качестве картинки. Нередки случаи «залипания» изображения, когда электроника не в состоянии распознать умышленное движение видеокамеры. Встречаются казусы и со съемкой движущихся объектов, которые электронный стабилизатор пытается удержать на одном месте.

 

Очень важный момент - передача данных, поскольку от наличия определенных входов и выходов во многом зависит  функциональность всей камеры. На всех без исключения видеокамерах присутствует аналоговый аудио/видеовыход, такой как S-Video и «тюльпан» (композитный выход). Эти интерфейсы позволяют подключать камеру к любым устройствам с видеовходами, например к телевизору. Однако соединение S-Video предпочтительнее композитного.

 

Цифровые интерфейсы представлены двумя стандартами: DV на базе IEEE 1394 (FireWire, i.Link) и USB. Не все  современные компьютеры по умолчанию  поддерживают DV, однако этот вопрос легко  решается - достаточно приобрести специальную плату IEEE 1394 ($15-20), которая обеспечивает высокоскоростное соединение для передачи данных с видеокамеры на ПК. Можно, конечно, подключиться и к DVD-рекордеру, однако в этому случае все преимущества DV-качества будут утеряны, так как произойдет преобразование информации в MPEG2. Поэтому этот вариант рекомендуется применять только в том случае, если вы в дальнейшем не собираетесь серьезно редактировать эту видеосъемку.

 

С USB могут возникнуть сложности. Если в MPEG2-камерах данные по этому интерфейсу передаются без проблем, то в случае miniDV все не так просто, если камера не умеет конвертировать DV в MPEG-формат либо данные передаются на компьютер в сыром виде (по аналогии с IEEE 1394), то преобразование данных в MPEG, грозит потерей качества.

 

И еще важная ремарка - техника, предназначенная для ввоза  в Европу, как правило, лишена входов для записи видеоизображения. Это  связано с вопросами налогообложения. В связи с этим, купив камеру за рубежом, можно впоследствии неприятно  разочароваться.

 

При покупке камеры обязательно  нужно проконтролировать наличие  входов. Для DV-камер обязательно  наличие IEEE 1394. Он необходим для записи смонтированных данных с компьютера обратно на кассету.

 

Аналоговый вход не так  жизненно необходим, как цифровой, но он может понадобиться, например, для перезаписи Video8 или VHS-кассет на цифровой носитель.

 

Результат видеосъемки  во многом зависит от удобства работы с камерой. Выбирая устройство, обратите внимание на то, как оно лежит  в руке. Важную роль играет и его вес. Пристального внимания заслуживает управление и отображение съемочной информации. У вас должна быть возможность съемки при ярком солнце, при этом вы должны четко видеть получаемую картинку. Необходим и поворотный экран для ракурсной съемки.

 

В идеале за настройку фокусировки, экспозиции и баланса белого должны отвечать отдельные клавиши на корпусе камеры. Это тот минимум, который позволит четко управлять съемочным процессом.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

Старые пленочные технологии отошли в прошлое. На смену пришла новая цифровая фототехника, которую предлагают фирмы-производители всего мира, ежегодно внедряя новые разработки в свои модели фото и видеокамер. Цифровые фотоаппараты способны удовлетворить запросам самого придирчивого фотографа. Видеокамеры новых поколений снимают не только бытовое видео, но и небольшие объекты, перемещающиеся с высокими скоростями, осуществляют съемку в условиях недостаточной освещенности. Запись производится как на уже устаревшие видеокассеты или 8 см диски, так и более совершенные жесткие диски, карты памяти, DVD которые помогают поддерживать высокое качество съемки и имеют значительно больший запас времени.

 

На сегодняшний день, у каждого крупного производителя  электронной техники имеется  в наличии как минимум несколько  фотоаппаратов различных классов (любительские, профессиональные, полноформатные). Разобраться в этом многообразии зачастую без сомнения очень непросто. Что же касается видеокамер, они тоже продолжают совершенствоваться, причем не столько по характеристикам матрицы (достигнутого уровня в 10--12 мегапикселей более чем достаточно для фотолюбителя), сколько по удобству использования. Производители оснащают свои устройства дополнительными функциями, превращающими простой фотоаппарат в разумное устройство, весьма практически не требующее вмешательства в фотопроцесс со стороны владельца.

 

Преимущества цифровой записи видны невооруженным глазом: эта технология сводит к минимуму число помех и искажений изображения, сохраняет качество изображения  при копировании, позволяет записывать качественный звук, к тому же разрешение картинки у цифровых камер вдвое выше, чем у их аналоговых собратьев. Но самое главное преимущество цифрового формата видеозаписи возможности быстрого и легкого ее редактирования. И этот процесс единственный, требующий общения цифровой видеокамеры с ПК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

 

1. MIGnews.com.ua.

 

2. PO4EMU.RU.

 

3. www.cifrovaya-tehnika.ru.

 

4. www.digitalzoom.ru.

 

5. www.electrohit.ru.

 

6. www.familyvideo.ru.

 

7. www.fotografiya.ru.

 

8. www.foto-katalog.ru.

 

9. www.mobi.ru.

 

10. www.photohistory.ru.