108. Матрицы цифрового фотоаппарата и формирование в нем цветного изображения;
В цифровой камере этим занимается специальное устройство - датчик изображения. На его поверхности находятся сетка (матрица) из миллионов светочувствительных элементов.
Все эти элементы, или ячейки матрицы, одинаковы с точки зрения спектральной чувствительности. Иначе говоря, они различают только уровень яркости падающего на них света, но не цвет. Чем большее количество света попадает на светочувствительные элемент матрицы, тем больший электрический заряд на нем формируется.
Количество различаемых матрицей уровней, или градаций, яркости, у простых цифровых аппаратов составляет 256, и тогда матрица называется 8-разрядной, или 8-битовой.
На этом рисунке градаций всего 16, и если бы нас устраивало такое грубое разбиение яркости на уровни, то было бы достаточно иметь всего лишь 4-разрядную матрицу.
В камерах продвинутого уровня матрицы 10- или 12-разрядные, то есть они различают 1024 и 4096 уровней яркости соответственно, а самые крутые и дорогие аппараты могут иметь 14- и 16-разрядную матрицу.
После того, как сделан кадр, сформированное на матрице изображение считывается, то есть разные уровни электрических зарядов преобразуются в соответствующие числовые значения.
ЦВЕТ
Все многообразие цветовых оттенков, которые способен различать человек, можно получить путем суммирования нескольких базовых цветов, комбинируя их в различных пропорциях. Систем разложения цвета на базовые составляющие существует несколько (в принципе, их может быть сколь угодно много), но в большинстве случаев применяется разделение на RGB-составляющие, то есть за базовые цвета принимаются три цвета: красный, зеленый и синий, в соответствии с типами цветочувствительных элементов наших глаз.
Разделение падающего сквозь объектив светового потока на три базовые цветовые составляющие осуществляется обычно цветными светофильтрами (редко - призмами). В обоих вариантах каждая из ячеек матрицы начинает воспринимать только тот свет, который проходит через соответствующий фильтр. Таким образом, одни ячейки различают только уровни яркости красного света, другие - только синего, третьи - зеленого.
Светочувствительные элементы, воспринимающие разные базовые цвета, по поверхности матрицы чаще всего располагаются следующим образом:
Зеленых ячеек в два раза больше, чем красных или синих, потому что чувствительность глаза в области зеленого диапазона спектра самая высокая, так что и ячеек надо больше, чтобы точнее передать нюансы освещенности в этой цветовой области.
В последнее время появились и другие технологии. Есть матрицы с восьмиугольными элементами. Есть четырехцветные матрицы (четвертый цвет - изумрудный). Наконец, трехслойные матрицы, где каждый слой отвечает за соответствующий базовый цвет. Соответственно, светочувствительных элементов у трехслойных матриц в три раза больше, и качество изображения должно быть существенно выше.
109. Экспозиция в фотографии;
Экспози́ция (в фотографии) — произведение освещённости светочувствительного слоя матрицы (фотоплёнки) на время, в течение которого свет воздействует на этот слой. Выражается в лк×с (люксах на секунды). Также употребляется применительно к процессу экспонирования светочувствительного элемента.
Фотография с выдержкой в 25 секунд
Экспозиция должна быть такой величины, чтобы позволить фотоматериалу с заданной чувствительностью получить нужное количество света для регистрации изображения с пропорциональным воспроизведением яркостей, таким же как у объекта съёмки. Светочувствительность — это сенситометрическая характеристика любой светочувствительной матрицы или фотоплёнки. Чем больше светочувствительность (ISO 50/100/200/400/800/1600/3200/6400/12800) матрицы (фотоплёнки), тем меньшая требуется экспозиция. Численное значение временной выдержки светового воздействия и численное значение открытой диафрагмы объектива фотоаппарата определяют экспозицию или величину фотоэффекта, происходящего под действием света в фотослое. Экспопара (значения выдержки и диафрагмы) — технический синоним термина экспозиция, часто употребляемый практикующими фотографами. В некоторых современных видах оборудования (например, SIMD-матрицы, камеры светового поля (англ. Light Field) и Foveon X3) представление об экспозиции (а также о выдержке и диафрагме) можно относить не только к фотоматериалу или устройству в целом, но и к отдельным его элементам и сочетаниям элементов.