Jak fungují digitální videokamery?

Na rozdíl od staromódních filmových fotoaparátů digitální fotoaparáty zachycují svět kolem nás pomocí digitální technologie. Dnes se na ně podíváme blíže a zjistíme, zda je nenahradí fotoaparáty smartphonů.

8K otevírá 8K zobrazení

Hovoříme o rozdílu mezi filmovým a digitálním fotoaparátem a představujeme zařízení druhého z nich. Budeme také diskutovat o tom, zda jsou nyní potřeba digitální fotoaparáty, když existují smartphony.

Na rozdíl od staromódních filmových fotoaparátů digitální fotoaparáty zachycují svět kolem nás pomocí digitální technologie. Jinými slovy, neukládají fotografie jako tmavé a světlé vzory, ale jako dlouhé řetězce čísel. Tento trek má mnoho výhod: umožňuje nám fotografovat okamžitě, dává nám možnost upravovat fotografie a umožňuje nám je sdílet pomocí mobilních telefonů, e-mailu a webových stránek.

Jak fungují filmové kamery

Pokud takový fotoaparát vlastníte, pak asi víte, že bez jedné životně důležité součásti – filmu je k ničemu. Fólie je dlouhá cívka z pružného plastu potažená speciálními chemikáliemi na bázi sloučenin stříbra, které jsou citlivé na světlo. Aby se zabránilo poškození filmu světlem, je umístěn uvnitř tvrdého plastového válce odolného proti světlu, který umístíte do fotoaparátu.

Stisknutím tlačítka na filmové kameře se spustí mechanismus zvaný závěrka. Otevírá malý otvor (aperturu) v přední části fotoaparátu, který umožňuje průchod světla objektivem, silným kusem skla nebo plastu namontovaným na přední straně. Světlo způsobuje reakce v chemikáliích na filmu, čímž otiskuje obraz.

Tím však celá záležitost nekončí. Jakmile je film hotový, musíte jej odnést do laboratoře, kde bude vyvolán. Obvykle se film umístí do velkého automatizovaného stroje, který má být vyvolán. Stroj otevře fólii, vytáhne ji a ponoří do různých chemikálií. V důsledku tohoto procesu se film stává „negativním“ a barvy fotografií jsou inverzní: bílá se stává černou, černá bílou a ostatní barvy se také mění ve své inverze. Po vytvoření negativu je stroj použije k vytvoření hotových verzí vašich fotografií.

Pokud chcete udělat jen jednu nebo dvě fotky, může to být celé trochu nešikovné. Nutnost pořizovat zbytečné fotografie jen proto, abyste „dokončili film“. Poté musíte několik dní počkat, než bude váš film vyvolán a než obdržíte své fotografie. Není žádným překvapením, že se digitální fotografie stala velmi populární, protože se všem těmto problémům vyhýbá.

Jak fungují digitální fotoaparáty

Digitální fotoaparáty jsou velmi podobné běžným filmovým fotoaparátům, ale fungují úplně jinak. Když stisknete tlačítko pro pořízení fotografie digitálním fotoaparátem, otevře se clona na přední straně a světlo vstoupí do objektivu. Tady veškerá podobnost s filmovou kamerou končí. Místo filmu obsahuje digitální fotoaparát elektronické zařízení, které zachycuje přicházející světelné paprsky a převádí je na elektrické signály. Toto zařízení je typicky buď CCD nebo CMOS snímač.

Pokud jste se někdy dívali na televizní obrazovku zblízka, možná jste si všimli, že obraz se skládá z milionů drobných barevných teček nebo čtverečků zvaných pixely. Na obrazovkách LCD notebooků jsou obrázky také tvořeny pixely, i když jsou často příliš malé na to, aby je bylo možné vidět. Na obrazovce televizoru nebo počítače elektronické zařízení velmi rychle zapíná a vypíná všechny ty barevné pixely. Světlo z obrazovky dopadá na vaše oči a přiměje váš mozek, aby viděl velký pohyblivý obraz.

V digitálním fotoaparátu se vše děje přesně naopak. Světlo z čehokoli, co fotografujete, vstupuje do objektivu fotoaparátu. Tento příchozí „obraz“ narazí na obrazový snímač, který jej rozloží na miliony pixelů. Senzor měří barvu a jas každého pixelu a ukládá je jako číslo. Vaše digitální fotografie je ve skutečnosti velmi dlouhý řetězec čísel, který popisuje přesné vlastnosti každého pixelu, který ji tvoří.

Jak digitální fotoaparáty využívají digitální technologie

Po digitálním uložení obrázku si můžete pořízené fotografie stáhnout do počítače a upravit je v programech, jako je Photoshop, nebo je nahrát na webové stránky, poslat přátelům atd. To vše je možné, protože vaše fotografie jsou uloženy v digitálním formátu a všechny druhy digitálních zařízení: MP3 přehrávače, mobilní telefony, počítače a fototiskárny také využívají digitální technologii. Toto je druh jazyka, kterým dnes gadgety „mluví“.

Digitální fotografii můžete upravit pomocí programů, jako je Malování. Takové programy konfigurují čísla zodpovědná za každý pixel. Pokud se tedy rozhodnete zesvětlit obrázek o 20 procent, program postupně projde všechna čísla pro každý pixel a zvýší je o 20 procent. Pokud chcete obraz zrcadlit, program změní pořadí čísel tak, aby šly opačným směrem. Na obrazovce můžete vidět, jak se obrázek mění, když jej upravujete. Ale neuvidíte, jak program změní všechna čísla na pozadí.

Některé z těchto technik úpravy obrazu jsou zabudovány do sofistikovanějších digitálních fotoaparátů. Můžete mít fotoaparát s optickým zoomem a digitálním zoomem. S optickým zoomem se čočka pohybuje ven a dovnitř, aby se příchozí obraz zvětšil nebo zmenšil, když narazí na CCD snímač. S digitálním zoomem mění mikročip uvnitř fotoaparátu příchozí obraz bez pohybu objektivu. Kvalita obrazu se tedy stejně jako při přiblížení k televizoru zhoršuje. Jinými slovy, optický zoom zvětší obraz při zachování kvality, ale digitální zoom má za následek rozmazané obrázky.

Nyní se podíváme blíže na strukturu běžného digitálního fotoaparátu.

1. Přihrádka na baterie.
2. Zábleskový kondenzátor, který se nabije během několika sekund, aby uložil dostatek energie pro záblesk.
3. Blesková lampa.
4. LED, která umožňuje sledovat samospoušť, aby bylo pro vás pořizování selfie pohodlnější.
5. Čočka.
6. Zaostřovací mechanismus.
7. Obrazový snímač. Obecně to zde neuvidíte, protože se nachází pod objektivem.
8. USB konektor.
9. slot pro SD kartu.
10. Procesor, který řídí všechny funkce fotoaparátu.
11. Konektor pro uchycení popruhu.
12. Víko, které odhalí vše, co zde vidíte.

Proč digitální fotoaparáty komprimují obrázky?

Představte si sebe na místě CCD nebo CMOS matice. Podívejte se z okna a zkuste přijít na to, jak budete ukládat detaily toho, co vidíte. Nejprve musíte obrázek rozdělit na mřížku čtverců. Takže budete muset nakreslit pomyslnou mřížku přes okno. Poté budete muset změřit barvu a jas každého pixelu v mřížce. Nakonec si budete muset všechna tato měření zapsat jako čísla. Pokud byste změřili barvu a jas šesti milionů pixelů a vše zaznamenali digitálně, dostali byste řetězec milionů číslic – to vše jen pro uložení jedné fotografie! To je důvod, proč vysoce kvalitní digitální obrázky často zabírají mnoho místa ve vašem počítači. Každý z nich může vážit několik megabajtů.

K vyřešení tohoto problému používají digitální fotoaparáty, počítače a další gadgety metodu komprese. Komprese je matematický trik, který umožňuje zmenšit objem fotografie. Jednou z populárních forem komprese je JPG. JPG je známý svou ztrátovou kompresí, protože při použití této metody se některé informace o fotografii ztratí a nelze je obnovit. JPG s vysokým rozlišením využívá hodně paměti a vypadá docela ostře, zatímco JPG s nízkým rozlišením zabírá mnohem méně místa, ale také vypadá rozmazaně. Stejnou logikou se nastavuje rozlišení obrázků na samotném fotoaparátu. Čím vyšší rozlišení a tedy i lepší kvalita, tím méně snímků může fotoaparát uložit a naopak. A obrázky s nízkým rozlišením jsou více komprimovány.

Digitální fotoaparáty vs. fotoaparáty smartphonů

Se vším, co bylo řečeno, si uvědomujete, že digitální fotoaparáty jsou ve srovnání s filmovými fotoaparáty docela dobré. Díky moderním obrazovým snímačům už nemáte důvod (snad kromě nostalgie) používat film. Možná si myslíte, že vzhledem k tomu, že digitální fotoaparáty jsou tak pohodlné, jejich prodej by byl pravděpodobně nadprůměrný. Není to však tak úplně pravda. Prodeje se za posledních několik let propadly o dvouciferné číslo v důsledku nárůstu popularity smartphonů a tabletů (kterých se nyní prodá více než miliarda kusů ročně). Podívejte se na stránky jako Flickr a uvidíte, že nejoblíbenějšími „fotoaparáty“ jsou ve skutečnosti telefony: v červnu 2017 patřilo mezi pět nejlepších fotoaparátů Flickru čtyři modely iPhone a jeden Samsung Galaxy a všech pět z nich jsou smartphony. Je v tomto případě dobrý důvod koupit si digitální fotoaparát, nebo si vystačíte s telefonem, který toho umí víc?

Senzory a obrazovky

Ještě před deseti lety nebyly telefony se svými hrubými a neohrabanými fotoaparáty ničím ve srovnání s těmi nejprůměrnějšími kompaktními digitálními fotoaparáty. Zatímco digitální fotoaparáty se chlubily stále se zvyšujícím počtem megapixelů, telefony se spokojily s tím, že pořizovaly o něco lepší fotografie než běžná webová kamera (obvykle 1 megapixel nebo méně). Nyní se věci změnily a smartphony překonávají fotoaparáty z hlediska megapixelů, což, jak se zdá, znamená lepší kvalitu fotografií.

Ale počkej! „Megapixely“ jsou zavádějící marketingový tah: na čem skutečně záleží, je velikost a kvalita samotných obrazových snímačů. Obvykle platí, že čím větší snímač, tím lepší snímky. Vezměme si například fotoaparát Canon Ixus se 7 megapixely a nějaký smartphone LG s 13 megapixely. Při porovnání charakteristik se ukazuje, že Canon má velikost matice CCD 1/2.5″, zatímco LG má CMOS o velikosti 1/3.06″. Co všechna tato čísla skutečně znamenají? Mohl bych pokračovat v celé matoucí matematice, ale jde o to, že kvůli větší velikosti snímače Canon pravděpodobně překoná LG, zejména za špatných světelných podmínek.

Canon má také mnohem lepší teleskopický objektiv, který si poradí se vším od krajin po makrofotografii zblízka. Chcete-li však fotografie vyhodnotit, musíte si je stáhnout do počítače, protože Canon má pouze malou 2.5palcovou obrazovku. LG má přitom velikost obrazovky 5.5 palce. Obrazovka Canonu má 2300000 2560 1440 pixelů, zatímco QHD obrazovka LG má 16 XNUMX x XNUMX XNUMX pixelů, což je asi o XNUMX více. Z LG možná nedostanete ty nejlepší fotky, ale alespoň je budete moci hned ocenit na velké obrazovce.

Mějte na paměti, že toto srovnání není nejspravedlivější. Fotoaparát zmiňovaného LG patří mezi smartphony k tomu nejlepšímu, přičemž tento Canon mezi nejlepší digitální fotoaparáty ani zdaleka nepatří. Profesionální DSLR fotoaparát bude mít mnohem větší snímač než smartphone – až 3.6 x 2.4 cm – takže bude schopen zachytit opravdu jemné detaily i při nejnižších světelných úrovních. Bude mít také větší a lepší displej a lepší (vyměnitelné) čočky.

Proč tedy kupovat digitální fotoaparáty?

Vzhledem k tomu, že mnoho lidí má nyní chytrý telefon, vyvstává otázka: je pak nutný digitální fotoaparát? Těžko najít nějaký argument pro nákup point-and-shoot kamer, protože mnoho lidí používá telefony pro sociální sítě.

Pokud chcete pořizovat profesionální fotografie, pak se chytré telefony DSLR ani zdaleka nevyrovnají. Špičková DSLR má lepší obrazový snímač (50x větší než smartphone) a mnohem lepší objektiv, díky čemuž je surový obraz z takového fotoaparátu mnohem lepší. Přidejte k tomu mnoho nepohodlných nastavení fotoaparátu a můžete udělat ještě více. Pokud vám opravdu záleží na kvalitě fotografií, pak pro vás nebude okamžité nahrávání na stránky tak důležité: budete chtít své fotografie prohlížet na velkém monitoru, upravovat je a sdílet je, až když bude vše dokonalé. A samozřejmě vám nic nebrání nosit s sebou chytrý telefon i DSLR, abyste získali to nejlepší z obou zařízení!