Цифровые фотокамеры Цель занятия изучение периферийных устройств

Скачать презентацию Цифровые фотокамеры Цель занятия изучение периферийных устройств

Презентация2.ppt

Количество слайдов: 34

Цифровые фотокамеры

Цель занятия: изучение периферийных устройств, работающих на принципах цифровой фотокамеры знать назначение устройств, их основные характеристики, принципы работы компоненты входящие в устройство схематичное изображение устройств уметьосуществлять подключение, тестирование настройку свойств устройств

СОДЕРЖАНИЕ : теоретический материал: практическое задание: • Назначение устройства • Работа с цифровым фотоаппаратом • Классификация устройств • Работа с цифровой фотокамерой на сотовых телефонах • Устройство цифрового аппарата • Принцип работы цифрового фотоаппарата • Технические характеристики цифровых фотоаппаратов • Основные элементы цифрового аппарата • Использование цифровых фотокамер • Обработка полученных изображений с помощью устройства • Подключение цифрового аппарата (мобильного телефона) к персональному компьютеру • Перенос полученного изображения с носителя на компьютер • Обработка изображения с помощью пакета прикладных программ • Вывод изображения на печать

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – назначение устройства Цифрова я фотогра фия — фотография, результатом которой является изображение в виде массива цифровых данных — файла, а в качестве светочувствительного материала применяется электронное устройство — матрица. Изображение, представленное в цифровом виде, предназначено для дальнейшей обработки на компьютере (или на другой цифровой технике). Поэтому цифровая фотография часто относится к области информационных технологий.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – назначение устройства Фотоаппара т (фотографический аппарат, фотокамера) — устройство, осуществляющее формирование и последующую фиксацию статического изображения реального сюжета Цифровой фотоаппарат — устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительным материалом является матрица или несколько матриц, состоящая из отдельных пикселей, сигнал с которых представляется, обрабатывается и хранится в самом аппарате в цифровом виде.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Фотоаппараты со встроенной оптикой: 1. Компактные ( «мыльница» традиционных размеров). Характеризуются малыми размерами и весом. Малый физический размер матрицы означает низкую чувствительность или высокий уровень шумов. Также этот тип камер обычно отличает отсутствие или недостаточная гибкость ручных настроек экспозиции.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Фотоаппараты со встроенной оптикой: 2. Сверхкомпактные, миниатюрные. Отличаются не только размерами, но часто и отсутствием видоискателя и экрана.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Фотоаппараты со встроенной оптикой: 3. Встроенные в другие устройства. Отличаются отсутствием собственных органов управления.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Фотоаппараты со встроенной оптикой: 4. Псевдозеркальные — внешним видом напоминают зеркальную камеру, а также, как правило, помимо цифрового дисплея, оснащены видоискателем-глазком. Изображение в видоискателе такого аппарата формируется на отдельном цифровом экране, или на поворачивающемся основном экране. Как правило, имеют резьбу на объективе для присоединения насадок и светофильтров

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Фотоаппараты со встроенной оптикой: 5. Полузеркалка — жаргонный термин, описывающий класс аппаратов, в которых имеется наводка по матовому стеклу через съёмочный объектив, однако нет возможности объектив менять. В таких аппаратах оптическая схема содержит светоделительную призму, которая направляет от 10 до 50 % светового потока на матовое стекло, а остальное передается на матрицу.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Камеры со сменной оптикой: 1. Цифровые зеркальные фотоаппараты

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: цифровой фотоаппарат – классификация устройств Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов: • Камеры со сменной оптикой: 2. Цифровые дальномерные фотоаппараты

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: устройство цифрового фотоаппарата История развития фототехники привела к тому, что были выработаны определённые стандарты на интерфейс между фотографом и используемой им фототехникой. В результате цифровые фотоаппараты в большинстве своих внешних черт и органах управления повторяют наиболее совершенные модели плёночной техники. Принципиальное различие оказывается в «начинке» аппарата, в технологиях фиксации и последующей обработки изображения

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: устройство цифрового фотоаппарата рррр р

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: устройство цифрового фотоаппарата Схема однообъективного зеркального фотоаппарата с пентапризмой: 1. Объектив 2. Зеркало в положении визирования 3. Затвор 4. Светочувствительный материал плёнка или матрица 5. Фокусировочный экран 6. Коллективная линза видоискателя 7. Пентапризма 8. Окуляр

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: принцип работы цифрового фотоаппарата В процессе выбора объекта съёмки и наведения резкости фотограф наблюдает через окуляр видоискателя (8) реальное изображение, воспринимаемое объективом камеры (1) и проецируемое зеркалом (2) на фокусировочный экран (5). Соответствие границ изображения, наблюдаемого через видоискатель, тому, что проецируется на пленку или матрицу — поле зрения видоискателя — является важной характеристикой качества камеры. У хороших камер оно составляет 90 -100 %. Меньшие показатели заставляют фотографа делать мысленную поправку, учитывая, что реально снятый кадр будет несколько больше того, что он видит в видоискателе.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: принцип работы цифрового фотоаппарата Пентапризма (7) (придающая характерные очертания большинству зеркальных фотокамер), обеспечивает переворот изображения в естественное положение, соответствующее тому, что фотограф видит невооружённым глазом. Помимо матового стекла, часто используются и другие средства для улучшения точности наводки на резкость. После окончания наводки при нажатии на спуск специальный механизм убирает зеркало (2) из оптического тракта камеры, затвор (3) открывается на время выдержки, и изображение проецируется на фотоплёнку или матрицу (4). В ряде моделей камер, в первую очередь предназначенных для студийной съёмки и камерах среднего формата, пентапризма отсутствует, и фотограф наблюдает перевёрнутое изображение непосредственно на матовом стекле (иногда через дополнительную лупу) через светозащитный короб — шахту. Такая схема видоискателя называется шахтной и позволяет, в частности, обеспечить особенно точную наводку на резкость

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: технические характеристики цифровых фотоаппаратов Класс цифрового фотоаппарата определяют: • Качество объектива фотоаппарата, в том числе такие его параметры как: аберрация, разрешение, просветление, светосила, угол зрения объектива, глубина резко изображаемого пространства (ГРИП), зум, наличие и тип стабилизации кадра, наличие и типы автофокусировки изображения • Тип матрицы фотоаппарата, физический размер матрицы, разрешение матрицы, эквивалентная чувствительность и отношение сигнал/шум матрицы, скорость считывания информации с матрицы • Электронный и механический затворы фотоаппарата, лаг затвора, (англ. lag — отставание) • Процессоры фотоаппарата, алгоритмы обработки изображений и подавления шума, системы меню, число предустановленных программ и внешний интерфейс, (англ. interface — соединять), фотоаппарата • Типы видоискателей фотоаппарата • Типы и объёмы внешней памяти фотоаппарата • Тип энергопитания фотоаппарата и энергопотребление фотоаппарата • Вспышки и осветительное оборудование

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Ма трица или светочувстви тельная ма трица — специализированная аналоговая или цифроаналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов, представляет собой полупроводниковую пластину, содержащую большое количество светочувствительных элементов, сгруппированных в строки и столбцы. Предназначена для преобразования спроецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы). Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер, встроенных в мобильный телефон, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств. Применяется в оптических детекторах перемещения компьютерных мышей, сканерах штрихкодов, планшетных и проекционных сканерах, системах астро- и солнечной навигации. В цифровой фотографии применяются несколько типов матриц (сенсора), которые можно классифицировать по методу: • считывания заряда «потенциальных ям» : CCD, CMOS; • цветоделения: матрицы с фильтром Байера и матрицы без фильтра Байера — матрицы Foveon X 3.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Объекти в — оптическое устройство, проецирующее изображение на плоскость. В оптике рассматривается, как равнозначное собирающей линзе. Обычно объектив состоит из набора линз (в некоторых объективах — и зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы. Объектив фотоаппарата остался аналоговым прибором, который фокусирует световой поток от объекта съёмки на матрицу. Благодаря уменьшению (относительно 35 мм плёнки) размера матрицы стало возможным использование оптических схем, ранее дорогих для любительских фотокамер. Оптические линзы из стекла постепенно заменяются на пластиковые, керамические и плоские, что существенно снижает вес, габариты и уменьшает оптические искажения светового потока.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Видоиска тель, Визи рное устро йство — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка, иногда резкость и параметры съёмки, «прицел» . Также видоискатели используются в кино— и видеокамерах. Визиры есть в компасах и других приборах, использующих человеческий глаз. У цифровых незеркальных фотоаппаратов три типа систем выбора объекта фотографирования — ЖК-дисплей (видоискатель), электронный видоискатель (англ. electronic view-finder, EVF) и параллаксный оптический видоискатель. • Параллаксный оптический видоискатель Простой оптический видоискатель применяется во многих компактных цифровых фотоаппаратах и представляет собой несложную телескопическую систему с собственным маленьким объективом и окуляром, в который смотрит фотограф. Механически объектив видоискателя связан с трансфокатором основного объектива фотоаппарата и увеличение основного объектива соответствует увеличению видоискателя. Эта конструкция простая и надёжная в работе, но имеет параллакс и не позволяет контролировать точность фокусировки. Кроме того, приемлемое качество изображения такой видоискатель обеспечивает при ограниченной (около 4) кратности зума. Поэтому для объективов с зумом больше 5 крат, чаще используется электронный видоискатель. Схема телеобъектива зеркально-линзовой системы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Видоиска тель, Визи рное устро йство — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка, иногда резкость и параметры съёмки, «прицел» . Также видоискатели используются в кино— и видеокамерах. Визиры есть в компасах и других приборах, использующих человеческий глаз. У цифровых незеркальных фотоаппаратов три типа систем выбора объекта фотографирования — ЖК-дисплей (видоискатель), электронный видоискатель (англ. electronic view-finder, EVF) и параллаксный оптический видоискатель. • Электронные видоискатели Кроме изображения с матрицы, на LCD и EVF видоискатели выводятся основные параметры съёмки и дополнительная информация: степень зарядки аккумулятора, зум, выбранное разрешение, качество (степень сжатия), параметры автоспуска, гистограмма яркостей, символ вспышки, символ коррекции дефекта «красных глаз» , символ экспокоррекции, выдержка, диафрагма, светочувствительность, программы экспозиции, предустановка баланса белого, запись аудио, номер снимка, область фокусировки и пр. Дисплей также служит для просмотра отснятых кадров. Одни из основных характеристик ЖК-дисплея фотоаппарата — его размеры и разрешение. Большая диагональ удобнее, но требует больших энергозатрат (сокращается время работы от аккумулятора) для подсветки.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Видоиска тель, Визи рное устро йство — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка, иногда резкость и параметры съёмки, «прицел» . Также видоискатели используются в кино— и видеокамерах. Визиры есть в компасах и других приборах, использующих человеческий глаз. У цифровых незеркальных фотоаппаратов три типа систем выбора объекта фотографирования — ЖК-дисплей (видоискатель), электронный видоискатель (англ. electronic view-finder, EVF) и параллаксный оптический видоискатель. • Электронные видоискатели При съёмке на ярком солнце изображение на LCD экране оказывается очень сложно рассмотреть, поэтому ряд камер имеет вариант «электронного видоискателя с лупой» (обычно обозначаемый EVF), и фотоаппарат при съёмке с таким видоискателем подносят к глазу. Причём существуют как конструкции с отдельным миниатюрным экраном, так и аппараты, у которых один и тот же экран поворачивается «к задней стенке» аппарата или «под лупу» (например, Konica Minolta серии Z). Электронный видоискатель не имеет параллакса.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Видоиска тель, Визи рное устро йство — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка, иногда резкость и параметры съёмки, «прицел» . Также видоискатели используются в кино— и видеокамерах. Визиры есть в компасах и других приборах, использующих человеческий глаз. У цифровых незеркальных фотоаппаратов три типа систем выбора объекта фотографирования — ЖК-дисплей (видоискатель), электронный видоискатель (англ. electronic view-finder, EVF) и параллаксный оптический видоискатель. • Электронные видоискатели Недостатки LCD и EVF видоискателей В темноте LCD и EVF видоискатели работают плохо из-за недостаточной светочувствительности матрицы. Паралаксный оптический видоискатель не имеет такой проблемы. ЖК-дисплеи цифровых фотоаппаратов «слепнут» на свету, когда «своя подсветка» у LCD слабее внешнего освещения. Так как EVF видоискатель «спрятан» внутри корпуса, то такой проблемы он не имеет. Изображение на LCD и EVF видоискателях, обновляется не в реальном времени, а с некоторой задержкой (≈1/60 сек), что неудобно во время съёмки динамичных сюжетов. Причина заключается в том, что для работы ЖК-дисплея фотоаппарата в режиме видоискателя камера переводится в режим непрерывной «киносъемки» без записи (с частотой ≈60 кадров/сек. ) LCD и EVF видоискатели цифровых фотоаппаратов потребляют достаточно много электроэнергии, и в целях экономии иногда бывает полезно их отключать. ЦАП LCD создает довольно сильные помехи и ухудшают отношение сигнал/шум

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Затво р фотографи ческий — устройство, используемое для перекрытия светового потока, проецируемого объективом на фотоматериал (например, фотоплёнку) или фотоматрицу (в цифровой фотографии). Путем открытия затвора на определенное время выдержки дозируется количество света, попадающего на чувствительную поверхность и тем самым регулируется экспозиция. 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 ореола, частично блюминга и смазывания. В некоторых цифровых фотоаппаратах при нажатии клавиши затвора наполовину происходит срабатывание систем автоматики. Автофокус и система определения экспозиции фиксируют параметры съёмки и ждут полного нажатия. При полном нажатии клавиши спусковой кнопки: в незеркальных цифровых аппаратах: 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, срабатывает механический затвор (при наличии) закрывается- происходит сброс заряда в ячейках матрицы - механический затвор открывается «прыгающая» диафрагмавключается ранее выключенная матрица- открывается на время экспонирования механический затвор - далее закрывается мех. затвор- опускается зеркало, открывается диафрагма происходит считывание и обработка кадра из матрицы.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Микроконтроллер— микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы, вместо целого набора, как в случае обычных процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров. Процессоры в цифровых фотоаппаратах выполняют следующие функции: • управление работой затвора; • управление объективом в автоматическом и ручном режимах съёмки; • выбор баланса белого, • измерение освещённости объекта, • определение экспопары, • выбор цветовой температуры; • управление работой вспышки; • управление брекетингом — возможностью серийной съёмки (обычно сериями по 3 или 10 кадров); • управление специальными эффектами из имеющегося набора (сепия, чёрно-белая съёмка, устранение эффекта красных глаз и др. ); • формирование и выдачи на дисплей информации о выбранных режимах съёмки, настройках, самого изображения и т. д.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата 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). В современных цифровых фотоаппаратах применяется карта памяти форматов: • Secure Digital, • Compact. Flash, • Memory Stick, • Multimedia Card (MMC). Формат Secure Digital (SD) наиболее популярен на рынке (на 2007— 2009 год). Фактическое количество фотографий, которое можно записать при фотографировании на одну флэш-карту емкостью 1 Гб, как правило, составляет 300 -10 000 и зависит от выбранного для съемки разрешения и формата записи.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Разъёмы и интерфейсы- внешний интерфейс подключения к компьютеру общего назначения имеется практически во всех цифровых камерах. На сегодня самым распространённым из них является USB. Также применяются специальные виды разъёмов для подключения к телевизору или принтеру. Появились модели фотокамер с беспроводными интерфейсами.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: Основные элементы цифрового фотоаппарата Фотовспышки и осветительное оборудование Практически все цифровые фотоаппараты имеют фотовспышки, которые кроме освещения объекта съёмки, могут иметь функции: устранения вредного эффекта «красных глаз» , «синхронизацию по второй шторке» , регулировку мощности, подсветку автофокуса, серию вспышек. Обычно излучатель электровспышки встроен в корпус фотоаппарата.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ: использование цифровых фотокамер В ряде случаев современная видеозаписывающая аппаратура имеет функции получения статических снимков, а значительная доля устройств, называемых цифровыми фотоаппаратами, умеет осуществлять запись видеоизображения и звука и выводить видеосигнал в телевизионном формате. Поэтому граница между видео- и фотооборудованием в цифровую эпоху в достаточной степени условна и определяется скорее тем, какие задачи ставит оператор, нежели тем, какова функциональная «начинка» камеры.

практическое задание • Работа с цифровым фотоаппаратом • Работа с цифровой фотокамерой на сотовых телефонах • Обработка полученных изображений с помощью устройства • Подключение цифрового аппарата (мобильного телефона) к персональному компьютеру • Перенос полученного изображения с носителя на компьютер • Обработка изображения с помощью пакета прикладных программ • Вывод изображения на печать

практическое задание 7 -мегапиксельная камера Cyber-Shot DSC-V 3. Помимо матрицы с высоким разрешением эта модель оборудована объективом Carl Zeiss Vario-Sonnar, обеспечивающим 4 х приближение. Новая фотокамера комплектуется ЖК-экраном диагональю 2, 5 дюймов. Для улучшения изображения в модели применена недавно разработанная технология Real Imaging Processor. Фотокамера способна записывать видео в режиме MPEG-VX Fine mode с разрешением 640 x 480 пикселов с частотой 30 кадров в секунду. Технические характеристики: • Ручной фокус : в 13 шагов • Разрешение: 3072 x 2304, 2592 x 1944, 1280 • Максимальная выдержка 30 сек, минимальная 960, 640 x 480 12000 • Запись в форматах: RAW, TIFF, JPEG • Подключение к компьютеру: USB 1. 1, USB 2. 0 • Вспышка: убирающаяся, есть гнездо для внешней вспышки • Объектив Carl Zeiss • Видео: VGA MPEG VX, 30 FPS, размер файла • Фокусное расстояние: F 2. 8 - F 4. 0 / F 8. 0 ограничен только размером карточки памяти • Оптический зум 4 х, цифровой - 2 х • Память: Memory. Stick, Memory. Stick Pro, Compact • Размер матрицы 1/1. 8 " Flash Type 1 • Тип матрицы: CCD • Чувствительность матрицы : Auto, ISO 100, 200, • Аккумулятор : Info. Lithium (NP-FR 1) и зарядное устройство 400, 800 • Размеры: 120 x 63 x 72 мм • Производитель матрицы : Sony • Вес : 390 гр • Минимальное расстояние съемки: в нормальном режиме 40 мм, в макрорежиме 10 мм • Баланс белого : 5 предустановок плюс ручная настройка • Экран : 2. 5” • Автофокус по 5 точкам

практическое задание Дизайн верхней панели фотокамеры Sony DSC-V 3 хорошо продуман. Крупные кнопки, диск переключения режимов съемки, горячий башмак вспышки. Удобная форма корпуса с большим выступом "под руку". К сожалению, пальцы почти неизбежно прикроют входное окно видоискателя. Но при "огромном" дисплее об этой мелочи можно и забыть. Или придется научиться держать камеру немного иначе. • Органы управления фотоаппаратом на задней панели слишком мелкие. Поэтому настраивать камеру для съемки на морозе нужно заранее. • Очень интересно в Sony DSC-V 3 реализован режим ночной съемки и ночного кадрирования. • Ночная съемка: с матрицы "снимается" защитный ИК/УФ фильтр, включается ИК подсветка. • Ночное кадрирование: наводка производится в ИК свете, а съемка в обычном режиме со вспышкой. • Кроме того, у камеры эффективная система подавления шума. И даже при ISO 800 изображение имеет приемлемое качество. • В "макрорежиме" можно без труда сфокусироваться, если поле кадра вдоль длинной стороны не менее 11 см при f=7 мм и 12 см при f=28 мм. В Sony DSC-V 3 одновременно можно установить карты памяти разных типов CF или MS. Для выбора (на какую снимать) есть переключатель. Батарея маленькая и не очень емкая: 3, 6 В, 1220 м. Ач (она используется и в компактных камерах Sony, например, P-150).