Moderní technika digitálních fotoaparátů

Moderní technika digitálních fotoaparátů
Digitální fotoaparáty se pomalu ale jistě stávají každodenní samozřejmostí. Můžete je potkat ve výzkumném ústavu i na oslavě narozenin. Pochopit jejich ovládání je čím dál snazší, ale položili jste si někdy otázku, co se skrývá uvnitř? Pokusíme se vás po tajemných koutech digitálních obvodů provést alespoň virtuálně.

Pokud i u vás nastal čas seznámit se s moderní technikou digitální fotografie, pak jsou následující řádky určeny právě vám. Problematika je to rozsáhlá, a tak se nám nepodaří proniknout do všech detailů, ale pro základní orientaci a představu to stačí.

Skleněné oko
Snímaný obraz skutečnosti je stejně jako u analogu vytvářen soustavou čoček - objektivem. Světelné paprsky jím ovšem nejsou soustředěny na filmový pás, nýbrž na elektronický obrazový snímač. Zdálo by se, že osvědčená optická soustava může být bez obtíží převzata z analogového přístroje.

Klepněte pro větší obrázek

Subkompakt

Drobný rozdíl se ovšem najde: aktivní plocha optického snímače pokrývá zpravidla menší než formát políčka kinofilmu. Navíc se rozměry snímače a potažmo optické soustavy mohou typ od typu lišit, což má za následek nepříjemný fakt, že ohnisková vzdálenost nevypovídá jednoznačně o snímacím úhlu objektivu. Máte-li tedy zafixovánu hodnotu 50 mm jako základní ohnisko, poskytující obrazový úhel blízký vjemu lidského oka, u digitálu takovou konstantu nehledejte. Ve snaze znázornit uživateli úhel záběru se zažila nepsaná konvence udávat u digitálu ohniskovou délku přepočtenou na 35mm kinofilm. Tento přepočet říká lapidárně, jaká ohnisková délka u kinofilmového aparátu poskytuje stejný obrazový úhel. Jinak se samozřejmě u objektivu shledáte s údajem o jeho světelnosti, se clonou či zaostřováním. Přepočet ovšem trochu klame v jedné věci. Čím kratší je fyzické ohnisko, tím větší je hloubka ostrosti při základní cloně. Dva různé objektivy označené stejným přepočteným ohniskem tak mohou mít zcela různou hloubku ostrosti.

Past na světlo
Místo světlocitlivé emulze zaujal u digitálního přístroje elektronický obrazový snímač. Ten je pevně integrován do těla aparátu a s výjimkou zrcadlovek jej běžně ani nespatříte. Jedná se o polovodičový čip, tvořený maticí světlocitlivých buněk, reagujících na intenzitu dopadajícího světla vybuzením úměrného elektrického signálu. Kromě intenzity světla je však nutné detekovat i jeho vlnovou délku, tedy barvu, což samotné buňky nezvládnou. 

Řešení je prosté - změří se intenzita světla prostřednictvím tří barevných filtrů nad okolními body a následně se z těchto tří informací složí skutečná barva obrazového bodu uprostřed. Základními barvami jsou červená, zelená a modrá (RGB barevný prostor). V každém případě právě počet obrazových bodů snímače patří mezi jeden z nejdůležitějších parametrů fotoaparátu. Větší počet bodů poskytuje větší, ale nikoli nutně kvalitnější snímky. Poměr stran obrazového snímače se pohybuje od 1:1,33 až po 1:1,5, často se však používá zaokrouhlený poměr 4:3.

Následuje digitalizace
Analogová data ze snímače se následně digitalizují v takzvaném analogově - digitálním převodníku (A/D převodník). V zásadě jde o přeměnu prvotních tří analogových signálů z každého obrazového bodu do binárního, tedy číselného vyjádření. Přitom úroveň intenzity světla v každém ze tří barevných kanálů RGB je popsána obvykle osmibitovým číslem, nabývá tedy hodnot od 0 do 255. K jednomu pixelu - nejmenšímu obrazovému prvku, se tak vztahují tři hodnoty jasu a možných kombinací je 256 × 256 × 256, celkem 16,7 milionu výsledných barev. Toto schéma je často označováno jako 24bitová barevná hloubka.

Deprese a komprese
Pouhou digitalizací všech analogově sejmutých signálů vznikají obrovské datové soubory ve formátu RAW nebo TIFF, s nepříznivým dopadem na rychlost a prostor pro ukládání.

Klepněte pro větší obrázek
Lámací kompakt bez hledáčku

Většinou tedy následuje komprimace, neboli jakési zhuštění digitální informace. Pro tento účel byl speciálně vyvinut formát JPEG, který za cenu jisté nepatrné ztráty detailů v obraze zásadně zmenší velikost souboru. Takovéto zpracování obrazu se označuje jako ztrátová komprese a míra ztráty detailů bývá dokonce u řady fotoaparátů volitelná. Podle účelu dalšího použití snímků lze tedy volit mezi velikostí a kvalitou obrazového souboru.

Paměťový mezisklad
Cesta obrazových souborů vede v naprosté většině digitálních fotoaparátů na paměťovou kartu. Přestože se jedná o tzv. flash paměti, zápis dat na kartu je přece jen relativně zdlouhavý a hrozí značné zpomalení další činnosti aparátu. Z tohoto důvodu je před paměťovou kartu zařazena vyrovnávací paměť - tzv. buffer. Tato mezipaměť umožňuje pojmout určitý objem dat opravdu bleskurychle. Následně uvolňuje data odpovídajícím tempem na paměťovou kartu. Kapacita bufferu zásadně určuje rychlost a zejména počet snímků při sériovém snímání.

Paměťová karta
Digitální snímky se uchovávají na tzv. paměťových kartách. Tato média mají velikost okolo rozměru poštovní známky a vkládají se do paměťového slotu aparátu.

Klepněte pro větší obrázekEVF digitál

Paměťových karet je mnoho typů. Fotoaparát většinou podporuje pouze jeden z nich. Snímky na kartě, případně zvukové stopy či videosekvence, lze organizovat do adresářů obdobně jako v počítači. Snímky na kartě můžete označovat informacemi pro tisk a následně odnést ke zhotovení do minilabu. Existuje však i jiný způsob přenosu a tisku dat. Karta zůstává ve fotoaprátu a ten se propojí s počítačem nebo tiskárnou pomocí kabelu. Poslední dobou jsou oblíbené i tzv. dokovací stanice. Mají tvar jednoduchého stojánku, který je zapojen do zásuvky napětí a do počítače. Pro zahájení spojení nebo nabíjení do něj stačí přístroj postavit.

Slovníček pojmů

Témata článku: Technika, Technologie


Kvůli této unikátní funkci jsme si málem ukroutili ruku. Čím nás uchvátilo vzácné Vivo X70 Pro+?

Kvůli této unikátní funkci jsme si málem ukroutili ruku. Čím nás uchvátilo vzácné Vivo X70 Pro+?

** Vivo X70 Pro+ je špičkový telefon s prvotřídní výbavou i fotoaparátem ** Ten se kromě značky Zeiss může chlubit i gimbalovou stabilizací ** Telefon se u nás bohužel neprodává

Martin Miksa
Čtyřnásobný fotoaparátZeissPreviewVideo
Recenze mobilu Motorola Moto G200. Perfektní dostupný telefon pro hráče

Recenze mobilu Motorola Moto G200. Perfektní dostupný telefon pro hráče

** Skvělý cenově dostupný telefon pro hráče ** Má fantastický výkon a rychlý displej ** Mobil nemá žádnou zásadní slabinu

Jan Pánek
Vyšší třídaRecenze
V uchu jehly. Oppo Find X3 Pro fotí unikátní fotky uměleckých děl, které byste jinak zaměnili za smítko prachu

V uchu jehly. Oppo Find X3 Pro fotí unikátní fotky uměleckých děl, které byste jinak zaměnili za smítko prachu

** Oppo Find X3 Pro se může opřít o unikátní mikroskopický objektiv ** Nabízí až 60× hybridní přiblížení těch nejmenších detailů ** Je to jediný telefon, který umí nafotit sochy v uchu jehly...

Martin Chroust
MikroskopMakro objektiv
Navrhli jsme si základní desku Bobík 32S2. Stálo to pár dolarů a za čtyři dny dorazila z Asie

Navrhli jsme si základní desku Bobík 32S2. Stálo to pár dolarů a za čtyři dny dorazila z Asie

** Dnes si ukážeme, že design tištěného obvodu zvládne i zelenáč ** Díky editoru EasyEDA si vystačíte s webovým prohlížečem ** Hotovou desku vyrobí hongkongský JLCPCB

Jakub Čížek
BastleníDIYPojďme programovat elektroniku
Huawei P50 Pro navazuje tam, kde předchůdce přestal. Delší pauza mezi top modely nevadí

Huawei P50 Pro navazuje tam, kde předchůdce přestal. Delší pauza mezi top modely nevadí

** Po necelých dvou letech se model P40 Pro dočkal svého nástupce ** P50 Pro má vyšší výkon i lepší fotoaparát ** Musí se ale obejít bez služeb Googlu, nově chybí i 5G

Jan Láska
FotomobilyVlajková loďPreview
Recenze myši Razer DeathAdder V2 X HyperSpeed. Střední třída na baterky

Recenze myši Razer DeathAdder V2 X HyperSpeed. Střední třída na baterky

Razer aktualizoval řadu DeathAdder o bezdrátovou verzi a vrací do hry skvělou ergonomii a stylový design.

Michal Maliarov
RazerHerní myšRecenze
Normálně za peníze, dnes zadarmo nebo se slevou: Světlo pro pokojové květiny, editor PDF a rytmická hudební hra

Normálně za peníze, dnes zadarmo nebo se slevou: Světlo pro pokojové květiny, editor PDF a rytmická hudební hra

** V marketech se pravidelně objevují slevy na aplikace a hry ** Vybírejte pro platformy Android i iOS ** Na titulu můžete ušetřit desítky korun

Adam Kos
SlevyAkceMobilní aplikace
Další Need for Speed of Criterionu by mohlo dorazit ještě letos

Další Need for Speed of Criterionu by mohlo dorazit ještě letos

EA plánuje také Star Wars Jedi: Fallen Order 2.

Michal Maliarov
Criterion GamesNeed for Speed