Przed nami Wigilia, Święta, Sylwester, Nowy Rok. Dni, które obiecują całe mnóstwo cudownych zdarzeń! No i oczywiście pięknych obrazów, które będą z nimi związane... Takich chwil i takich wrażeń, które nie tylko warto będzie przeżyć, ale które także będziemy chcieli utrwalić. Smaku wigilijnego karpia czy sylwestrowego szampana przy obecnym stanie techniki niestety zarejestrować się nie da. Natomiast obrazy można zapisać przy użyciu cyfrowego aparatu fotograficznego, który zwykle poza tym, że pozwala robić zdjęcia, umożliwia także zapisy wideo oraz rejestrację dźwięków. Aparat taki wbudowany jest w prawie każdą nowoczesną komórkę czy tablet, ale wygodniej robi się zdjęcia, gdy mamy go w formie specjalnego, oddzielnego urządzenia, jak na obrazku poniżej. Jego obsługa jest łatwa, ale zasada działania - wcale nie jest oczywista! Ten wpis ma ją Państwu przybliżyć.
REKLAMA
Dla większości użytkowników nowoczesnych aparatów cyfrowych to, jak on jest zbudowany oraz jak działa - jest głęboko obojętne. Jeśli idzie o budowę, to naprawdę potrzebna jest tylko wiedza "gdzie nacisnąć" (żeby zrobić zdjęcie).
A zasada działania? Też jest nam z reguły obojętna, no bo używamy dziś powszechnie tak wielu zaawansowanych urządzeń technicznych, których działania nie rozumiemy, że jedno więcej nie robi już różnicy :-).
A zasada działania? Też jest nam z reguły obojętna, no bo używamy dziś powszechnie tak wielu zaawansowanych urządzeń technicznych, których działania nie rozumiemy, że jedno więcej nie robi już różnicy :-).
Gdyby jednak komuś z Państwa, w czasie świątecznego wypoczynku, zachciało się dowiedzieć czegoś pożytecznego, to zachęcam do tego, żebyśmy teraz razem zajrzeli do środka cyfrowego aparatu fotograficznego i przez chwilę zastanowili się nad tym, jak on jest zbudowany i jak działa. Ta wiedza przyda się na przykład wtedy, gdy będziecie Państwo zmuszeni kupić nowy aparat żeby zastąpić ten, który w świątecznym zamieszaniu wpadł do wazy z zupą grzybową i przestał się nadawać do użytku :-)
Dla tych wszystkich, którzy chcą dowiedzieć, co się kryje w środku aparatu, a nie chce im się czytać tego długiego tekstu polecam to samo w wersji dźwiękowej. Mam na myśli to, że fajną rozmowę na ten sam temat nagrał ze mną redaktor Jan Stępień z Radia Kraków. Rozmowy tej można było posłuchać w niedzielę (22.12.2013) w ramach cotygodniowej audycji "W Kręgu Nauki" (zawsze po 12:05). Pod podanym wyżej linkiem można jej także wysłuchać w każdej chwili (na przykład teraz), a ponadto rozmowa ta jest też udostępniona w formie podcastu na mojej stronie- zakładka "Prof. Tadeusiewicz - Aparat Cyfrowy".
No a teraz przejdźmy już do konkretów. Wnętrze typowego współczesnego aparatu fotograficznego pokazane jest na rysunku u góry. W górnej części tego rysunku opisane są rzeczy, których działanie jest raczej oczywiste. Idąc od lewej znajdujemy tam najpierw przycisk powodujący wykonanie zdjęcia. Tego najczęściej używamy i w zasadzie nie ma w tym żadnej finezji. W droższych aparatach lekkie naciśnięcie tego przycisku (takie - nie do końca) pozwala sprawdzić, jak będzie wyglądała fotografia jeszcze przed jej wykonaniem - ale o tym można przeczytać w instrukcji obsługi konkretnego aparatu.
Czasem aparat ma więcej przycisków służących do sterowania jego pracą, ale to także jest opisane w instrukcji obsługi a ponadto te dodatkowe przyciski bywają różne w różnych aparatach, więc nie da się ich tu omówić w sposób ogólny.
Następnym zaznaczonym na rysunku obiektem jest celownik. Jest to mała lunetka z tak dobranym polem widzenia, że patrząc przez nią możemy sprawdzić, co znajdzie się na wykonywanym zdjęciu, a co nie. Dawniej wszystkie aparaty miały wyłącznie celowniki i zdjęcie wykonywało się przykładając aparat do oka. Ten charakterystyczny gest dawnych fotografów dzisiaj już zanika wraz z zastąpieniem tradycyjnego celownika ekranikiem na tylnej ściance aparatu, na którym można obserwować, co będzie fotografowane, trzymając aparat w wyciągniętej ręce. To czasem jest bardziej wygodne, ale czasem mniej (na przykład podczas robienia zdjęć w jaskrawym słońcu), dlatego ja osobiście wolę celownik. Ale to kwestia gustu, a już starożytni Rzymianie mówili, że o gustach nie należy dyskutować (de gustibus non est disputandum).
Górną część opisu aparatu kończy strzałka pokazująca lampę błyskową. Rozjaśnia ona fotografowaną scenę jeśli jest zbyt ciemna, żeby dobrze wyszła na zdjęciu. W tanich aparatach o włączeniu lub wyłączeniu błysku decyduje automat. Mierzy ilość światła, jaka jest w fotografowanym kadrze i buch! - wali nam po oczach nie zawsze potrzebnym błyskiem. Dlatego ja cenię aparaty, w których błysk można włączyć lub wyłączyć ręcznie. Wtedy można na przykład zrobić nostalgiczne zdjęcie w ostatnich promieniach zachodzącego słońca, zachowując poezję tej wieczornej godziny, bez irytującej dosłowności pierwszego planu, wywołanej automatycznym błyskiem.
Ale przejdźmy do dolnej części rysunku, na której opisane są "wnętrzności" naszego aparatu. O tym, że w środku powinny być baterie każdy wie, więc tego nie komentuję. Natomiast elementem, któremu warto poświęcić trochę uwagi, jest obiektyw. Jego rolę ilustruje rysunek poniżej.
'/%3e%3cpath%20class='cls-2'%20d='M212.89,56.37v51.7h-19V56.37H173.83v-16h59.11v16H212.89Z'%20transform='translate(0%200)'/%3e%3c/svg%3e)
Światło odbite od fotografowanego obiektu jest zbierane przez soczewkę obiektywu i wytwarza we wnętrzu aparatu jego maleńki (w porównaniu z rozmiarami samego obiektu) obraz.
Obiektyw jest bardzo ważny. Musi narysować obraz który będzie ostry (nie rozmazany) i poprawnie naświetlony. Co więcej, obiektyw w droższych aparatach może robić wiele dodatkowych rzeczy: powiększać lub zmniejszać obraz (tak zwany zoom), sięgać do obiektów położonych daleko (gdy jest teleobiektywem) albo fotografować w bardzo szerokim kącie widzenia (tak zwane "rybie oko"), eliminować drżenie ręki fotografa itd. W aparatach profesjonalnych (lustrzankach) fotograf może nastawiać parametry obiektywu ręcznie, kręcąc różnymi pierścieniami, co powoduje, że fotografowanie staje się prawdziwym misterium. Ale większość fotoamatorów godzi się na to, żeby te nastawy dobierał wbudowany w obiektyw automat, co jest szybkie, wygodne, ale niestety nie zawsze skuteczne. Stąd zdarzają się nam czasem zdjęcia nieostre, poruszone, niedoświetlone, prześwietlone i na wiele innych sposobów nieudane, Ale taka jest cena wygody!
Na obu rysunkach powyżej występuje kolejny element "wnętrza" aparatu: migawka.
W dawnych aparatach był to precyzyjny mechanizm, który przesłaniał wnętrze aparatu (gdzie była światłoczuła klisza fotograficzna) przed światłem pochodzącym z obiektywu, dzięki czemu rejestracja (fotochemiczna) obrazu na kliszy trwała tylko przez ułamek sekundy, a przez resztę czasu wnętrze aparatu było idealnie ciemne. Obecnie takich mechanicznych przesłon się już prawie nie stosuje, a funkcję krótkotrwałej rejestracji obrazu (dzięki czemu możemy zatrzymać w kadrze obrazy ruchomych obiektów) realizuje się na drodze elektronicznej, odpowiednio sterując kolejnym elementem, matrycą CCD..
Matryca CCD składa się z elementów światłoczułych (szare kwadraty na rysunku), które zamieniają padające na nie światło na ładunek elektryczny. Im więcej światła padnie na taki światłoczuły element - tym większy ładunek zostanie zgromadzony. Taki ładunek elektryczny można następnie szybko i precyzyjnie zmierzyć i zapisać jako wartość cyfrową. Zajmuje się tym elektronika aparatu. Przedstawiając potem te punkty, w których był zgromadzony duży ładunek, jako jasne kropki na ekranie (albo na papierze), a te, w których ładunek był niewielki (bo dotarło do nich mało światła) - jako kropki ciemniejsze, otrzymuje się obraz w formie czytelnej dla naszego oka. Żeby obraz był kolorowy - elementy światłoczułe matrycy CCD są dodatkowo pokryte warstwą filtrów, które dopuszczają do nich tylko światło określonej barwy. Stosuje się trzy rodzaje takich filtrów odpowiadające trzem podstawowym barwom: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Od angielskich nazw tych podstawowych kolorów pochodzi nazwa takiego sposobu odwzorowania barw: RGB. Jeśli wiemy, ile w danym punkcie było światła o barwie odpowiednio czerwonej, zielonej i niebieskiej - to możemy odtworzyć dowolny kolor.
Specjalnym sterowaniem elektronicznym można spowodować, że ładunki tworzące się pod wpływem światła będą gromadzone i rejestrowane w matrycy CCD tylko przez określony (z reguły bardzo krótki) czas. To zastępuje wspomnianą wyżej migawkę - obraz niesiony przez wpadające przez obiektyw światło jest stale obecny na matrycy CCD, ale jego skutek w postaci odpowiednich ładunków elektrycznych w elementach matrycy powstanie tylko w chwili wykonywania zdjęcia, a więc w drobnym ułamku sekundy.
Cyfrowy obraz powstaje w aparacie w ten sposób, że w jego pamięci zapisuje się we wszystkich punktach obrazu wartości składowych RGB, po to, żeby potem można było dokładnie odtworzyć kolor (i jasność) takiego punktu. Każdy taki punkt składający się z czterech elementów światłoczułych wraz z przypisanymi do nich filtrami barwnymi nazwa się pikselem (od angielskiego picture element).
W typowym aparacie fotograficznym jest od kilku do kilkunastu megapikseli czyli milionów takich elementów.
Żeby można było zmieścić wiele cyfrowych obrazów, z których każdy zawiera wiele milionów pikseli - potrzebny jest bardzo pojemny nośnik cyfrowej pamięci. Na szczęście taki nośnik wynaleziono i można go stosunkowo tanio włączyć do aparatu fotograficznego w postaci tak zwanej karty pamięci. Dostępne są obecnie karty pozwalające zarejestrować (i ewentualnie przenieść do komputera) nawet kilkaset cyfrowych obrazów.
No więc nie ograniczajmy się i rejestrujmy każdą ważną chwilę nadchodzących Świąt i Noworocznych Zabaw, bo cud techniki, jakim jest cyfrowy aparat fotograficzny, nam to umożliwi.
Pstryk!
Nie przegap żadnej ważnej wiadomości i obserwuj nas w Google News!