|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Aparat cyfrowy. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas W 1989 roku fabryka Svema wyprodukowała ostatnią partię amatorskiej folii 8 mm, pięć lat temu ostatnie laboratorium do wywoływania tego filmu zostało zamknięte, a nieco później wszystkie niezbędne chemikalia zniknęły ze sprzedaży ... Tak więc na naszych oczach skończyła się era filmowania w domu i nadeszła era amatorskiego wideo. Wygląda na to, że niedługo ten sam los czeka Twoje ulubione zdjęcie. Przekonują o tym ostatnie postępy w tworzeniu wysokiej jakości i już niezbyt drogich elektronicznych aparatów cyfrowych. Przyjeżdżając na coroczne spotkanie kolegów z klasy, którzy zebrali się z całego kraju, możesz kupić aparat cyfrowy, który wygląda jak zwykły aparat i zrobić od dwóch do trzech tuzinów zdjęć. Mając jednak wątpliwości co do kompozycji zdjęcia grupowego, można szybko zdecydować, czy powtórzyć tę scenę. Aby to zrobić, wystarczy spojrzeć na ramkę na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym wbudowanym w tylną ścianę aparatu. A po powrocie do domu możesz wyjąć z aparatu dysk pamięci wielkości karty kredytowej i włożyć go do przenośnego laptopa, aby sprawdzić jakość zdjęć w pełnym rozmiarze i kolorze na ekranie. Tutaj możesz również edytować swoje zdjęcia. Rozjaśnij niektóre, dodaj ciepłych tonów innym i zmień skalę dla innych. W tym celu używany jest program do obróbki grafiki. Jeśli chcesz, możesz natychmiast wysłać zdjęcie do dowolnego byłego kolegi z klasy ... Powyższe nie jest już fantazją. W rezultacie fotografowi pozostają stare umiejętności, być może tylko manipulacje obiektywem i naciśnięcie migawki. A jak inaczej, skoro mówimy o zmianie samej informacyjnej istoty fotografii – przejściu z analogowych procesów pozyskiwania i przetwarzania obrazów na cyfrowe?
Nawiasem mówiąc, do niedawna takie przejście nie wydawało się nieuniknione, nawet gdy „fotochemia” została zastąpiona elektroniką. Jeszcze do niedawna wiele firm uważało również magnetyczne nagrywanie wideo w formacie telewizyjnym, czyli proces analogowy, za całkiem realną podstawę techniczną dla fotografii elektronicznej. I nie tylko się liczyli, ale na tej podstawie wydali w pełni funkcjonalne urządzenia. Droga do nowoczesnego aparatu cyfrowego była upartą wspinaczką po dość skalistej ścieżce. Pierwszymi były urządzenia z formowaniem obrazów na matrycy CCD, a następnie analogowym zapisem na taśmie magnetycznej - jak kamery wideo. Powstałe zdjęcia zostały następnie skopiowane na specjalną dyskietkę wideo. Urządzenia, które tworzą i przechowują obraz w „czysto komputerowym” formacie cyfrowym, powstały na początku lat 1990. XX wieku. Wykorzystali te same elementy komputerów, takie jak „laptop” i laptop. Wykonane w formie prostokątnych płytek wielkości karty kredytowej, zakończone złączami, wkładane są do specjalnych portów określonych komputerów. Oprócz dodatkowych bloków pamięci mogą to być np. urządzenia takie jak faks-modem, dysk twardy, karta dźwiękowa. Stały spadek kosztów elementów i urządzeń pamięci cyfrowej wraz ze wzrostem ich pojemności właściwej, zmniejszenie kosztów płyt kompaktowych, szybki postęp w metodach przetwarzania i kompresji plików wideo itp. – to wszystko ostatecznie sprawiło, że urządzenie cyfrowe „podstawowe” w tym obszarze - komputer, a nie magnetowid, a nie telewizor. Prawdziwy punkt zwrotny w fotografii cyfrowej nastąpił w sierpniu 1997 roku, kiedy to Fuijtsu Microelectronics - Fujitsu i Sierra Imaging - Sierra podpisały porozumienie o wspólnym rozwoju w zakresie produkcji obwodów obrazowania cyfrowego. W ramach tej umowy Fujitsu dostarczyło swoją rodzinę procesorów PISC, a Sierra zaproponowała opracowanie całego „rurociągu” – chipsetu – „płyty głównej”, czyli połączenie wszystkich niezbędnych kontrolerów, a także narzędzi programistycznych i dostarczenie swojego oprogramowania. (Ekspert obrazu). Ponadto Sierra przejęła odpowiedzialność za marketing, dystrybucję i wsparcie tego rozwiązania technicznego. Wspólna umowa doprowadziła do stworzenia kompletnego pakietu sprzętu i oprogramowania do projektowania i wdrażania aparatów cyfrowych. W rezultacie rynek aparatów cyfrowych podwajał się co roku i pod koniec stulecia przekraczał dziesięć milionów urządzeń rocznie. W tamtym czasie tylko Sierra oferowała klientom jedno rozwiązanie ze wszystkimi niezbędnymi komponentami elektronicznymi do tworzenia aparatów cyfrowych i do dziś jest liderem w tej dziedzinie. Od teraz nie ma wątpliwości, że popularność aparatów cyfrowych będzie rosła jak lawina. Podobnie jak w swoim czasie, w latach 1880. XIX wieku, po przejściu z drogich, niewygodnych szklanych klisz fotograficznych na lekkie i tanie klisze fotograficzne, tradycyjna fotografia zaczęła szybko podbijać masy. Dziś aparat cyfrowy to nie tylko cyfrowy odpowiednik aparatu filmowego. Może pełnić inne funkcje, których nawet nie spodziewałbyś się po kamerze filmowej. Aparat cyfrowy jest w rzeczywistości bardziej jak kolektor multimediów lub nośnik multimediów. Możesz go zabrać ze sobą, aby robić zdjęcia, nagrywać dźwięk, poruszające się obiekty, a nawet myśli. „Przyjrzyj się bliżej aparatowi cyfrowemu, a jeszcze lepiej, otwórz go i zobacz, co jest w środku”, radzi Oleg Tatarnikov w swoim artykule w Computer Press, „a zobaczysz, że to nie jest bardziej aparat niż komputer. maszynę do pisania. Nawet fotograficzny potencjał, jaki kryje w sobie banalna cyfrowa „mydelniczka" może znacznie przewyższyć możliwości poważnych aparatów na kliszę. Oceńcie sami - wielkość nawet małoformatowej klatki na kliszy 24x36 mm znacznie przewyższa wielkość matryc CCD , a im większy rozmiar obrazu, tym trudniej jest opracować obiektyw bez zniekształceń o wystarczającej aperturze. Na przykład większość amatorskich przetworników CCD do cyfrowych aparatów fotograficznych ma przekątną 1/3 cala, czyli 8,5 milimetra. normalny” (czyli odpowiednik obiektywu 50 mm w aparatach 35 mm) dla takiej matrycy będzie obiektyw o ogniskowej tylko 9 milimetrów. Aby taki obiektyw miał aperturę względną,np. F/2 średnica obiektywu powinna wynosić odpowiednio 4,5 milimetra, a dla aparatu 35 mm 25 milimetrów. Dlatego np. aby zaimplementować znaczną różnicę ogniskowej dla konwencjonalnego aparatu 35 mm, trzeba wykonać skomplikowany układ optyczny z dużymi i drogimi obiektywami, podczas gdy do aparatów cyfrowych można zastosować „standardowy” obiektyw o średnicy 2-4 centymetry i uzyskaj aż 20x Zoom. Poczuj różnicę? A robiąc makro na małej matrycy z tym samym obiektywem można uzyskać głębię ostrości nieosiągalną dla fotografii filmowej. Jednak oprócz tego wszystkie aparaty cyfrowe mają szereg innych cech, które są bardziej typowe dla komputerów niż aparatów fotograficznych. Oprócz układu optycznego aparat cyfrowy posiada wystarczająco wydajny procesor sterujący, aby w ułamku sekundy dokonywać m.in. złożonej analizy ekspozycji i decydować o trybie fotografowania, po czym powstały obraz jest przetwarzany. Szybka magistrala danych pozwala szybko skrócić czas gotowości do odbioru kolejnej ramki. I w tym sensie aparaty cyfrowe już dogoniły na przykład kamery wideo i nadal się z nimi „łączą”. Aparaty cyfrowe mają pamięć RAM: „lutowaną”, jak w starych komputerach, lub bardziej progresywną, zewnętrzną, na wymiennych kartach flash. Ich integralnym akcesorium jest dysk twardy lub standardowe urządzenie ATA, a czasem nawet stacja dyskietek lub dysk SCSI. Aparat cyfrowy umożliwia tworzenie własnych programów do fotografowania i obróbki obrazu. „Karta dźwiękowa”, mikrofon lub głośnik umożliwiają nagrywanie komentarzy głosowych podczas fotografowania, które później można usłyszeć podczas odtwarzania. Kamera nie jest również pozbawiona urządzeń komunikacyjnych: interfejsu zewnętrznego poprzez szybkie magistrale USB, FireWire czy SCSI, a także popularnych i przestarzałych już portów szeregowych (RS-232) i równoległych (do bezpośredniego drukowania na drukarkach). Niektóre nowoczesne kamery mają również port podczerwieni, a nawet interfejs sieciowy. Nie wspominając już o różnych przyciskach joysticka, w tym tych o łatwo rozpoznawalnych nazwach. Istnieje wiele sposobów przeglądania materiału filmowego zarejestrowanego aparatem cyfrowym. Przede wszystkim od razu widać je na wbudowanym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym. Możesz wysyłać informacje na ekran telewizora, łącząc się z nim za pomocą standardowego kabla. Ten sam kabel połączy kamerę z magnetowidem, który bez problemu skopiuje klatki z jego filmu, jak zwykły telewizor. Zdjęcia w formacie pocztówkowym można drukować na dedykowanej drukarce. Wreszcie, komputer też nie stoi z boku: obrazy można przesyłać do jego portu przez osobny blok. Ogólnie rzecz biorąc, prawdziwie cyfrowy aparat fotograficzny to prawdziwy komputer multimedialny, w którym może spróbować swoich sił zarówno poważny programista, jak i amator. Jeszcze do niedawna aparat cyfrowy pozostawał w tyle za konwencjonalnym aparatem jedynie pod względem rozdzielczości obrazu. Były ku temu obiektywne powody. Faktem jest, że wolumeny plików zdjęć w ich oryginalnej, „surowej” formie są bardzo duże. W zależności od jakości warstwy światłoczułej muszą one zawierać do 35 milionów pikseli (najmniejsze elementy obrazu rozróżnialne w jakikolwiek sposób), aby zrównać się z klatką filmu 18 mm. Co więcej, każdy piksel zawiera więcej niż jeden bit informacji. Dotyczy to tylko obrazu czarno-białego, bez półtonów. A do pełnej transmisji w skali szarości wymagane jest co najmniej 8 bitów, a nawet taka sama ilość dla każdego z trzech kolorów podstawowych. Stąd pochodzą 24, 32, a nawet 36 bitów na piksel. Dlatego zdigitalizowane ramki z dobrą rozdzielczością i odwzorowaniem kolorów były od samego początku „za ciężkie” nawet dla dość wydajnych komputerów, a nie tylko dla procesorów aparatów cyfrowych. Jednak szereg ostatnich osiągnięć pozwala rozwiązać ten problem. Po pierwsze, szybkość wspomnianych procesorów gwałtownie wzrosła. Po drugie, ceny CCD o dużej gęstości spadły, podobnie jak urządzenia pamięci, zarówno do komputerów, jak i aparatów cyfrowych. W rezultacie sprzęt o wysokiej rozdzielczości staje się dostępny dla mas amatorów. Wreszcie po trzecie, w szybkim tempie powstają szybsze i wydajniejsze algorytmy kompresji obrazu. Można więc kilkukrotnie zmniejszyć ogromne wolumeny plików graficznych i odpowiednio zwiększyć ilość klatek w pamięci aparatu i przyspieszyć ich przepisywanie do komputera. Cóż, tam możesz już ponownie rozwinąć pliki graficzne do pełnej, oryginalnej rozdzielczości. A jednak, jak się okazało, można zmienić samą konstrukcję matrycy CCD. W Japonii opracowano ostatnio tak zwaną matrycę super-CCO. W przeciwieństwie do znanego już prostokątnego układu fotodiod, które tworzą pojedynczy element obrazu – piksel, fotodiody w matrycy super-CCD mają kształt ośmiokątny i są ułożone względem siebie pod kątem czterdziestu pięciu stopni. Dzięki tej strukturze „plastra miodu” fotodiody są bliżej siebie, to znaczy względna powierzchnia zajmowana przez nie wzrosła. W rezultacie znacznie wzrosła efektywna powierzchnia, z której pobierane jest światło. Ostatecznie czułość takiej matrycy wzrasta, to znaczy wzrasta poziom sygnału na jednostkę powierzchni matrycy CCD, a w rezultacie zmniejsza się pasożytniczy szum. Według producenta efektywna powierzchnia zwiększa się w ten sposób 1,6-krotnie, poprawia się odwzorowanie kolorów i stosunek sygnału do szumu, rozszerza się zakres dynamiczny, zmniejsza się zużycie energii, a czułość i rozdzielczość obrazu są zwiększone. Zdjęcie wykonane z takiej 1,3-megapikselowej matrycy super-CCD jest niemal identycznej jakości jak ta uzyskana z tradycyjnej „kwadratowej” matrycy o rozdzielczości 2,1 megapiksela. Aparat cyfrowy jest nadal droższy od konwencjonalnych. Jednak w rzeczywistości nie jest tak drogi, biorąc pod uwagę jego zalety. Oszczędza czas, a koszt jej utrzymania, w przeciwieństwie do folii, można zredukować niemal do zera. W końcu pamięć aparatu cyfrowego może być używana wielokrotnie, baterie mogą być ładowane, a zdjęć nie można wyświetlać na papierze, a przechowywać wyłącznie w formie elektronicznej. Autor: Musskiy S.A.
▪ Linotyp
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Energia elektryczna zamienia się w gaz ▪ Okulary na implanty dla niewidomych ▪ Robot pies Spot wziął udział w ćwiczeniach wojskowych ▪ Toshiba EBTZ1041-SK-A1 Poręczny zestaw IoT
▪ Sekcja telewizyjna serwisu. Wybór artykułów ▪ artykuł Bądźmy uważani za chwałę. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Podwójny grzebień drobnoowocowy. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Sonda radiowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Duńskie przysłowia i powiedzenia. Duży wybór
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony