Цифровой фотоаппарат

Digital camera (Цифровой фотоаппарат) – это фотоаппарат, в котором для записи оптического изображения вместо светочувствительного материала используется полупроводниковая фотоматрица и цифровое запоминающее устройство. Аналоговый сигнал с матрицы с помощью АЦП (Аналого – Цифрового Преобразователя) преобразуются в цифровые файлы и записывается на накопитель в фотоаппарате или другом внешнем устройстве.

Основные элементы цифрового фотоаппарата
Матрица.

Матрица – основной элемент любой цифровой фото- или видеокамеры.
От матрицы и объектива зависит качество получаемого изображения.
Матрица (сенсор) – полупроводниковая пластина, содержащую большое количество светочувствительных элементов, сгруппированных в строки и столбцы.

Объектив.

Объектив цифровой камеры не претерпел кардинальных изменений по сравнению с объективами обычных фотокамер. Из-за меньших размеров сенсора, объективы цифровых камер имеют меньшие геометрические размеры.
Исключение составляют зеркальные камеры, использующих те же объективы.
Благодаря уменьшению относительно 35-мм плёнки размера матрицы, в камерах любительского уровня используются оптические схемы, ранее присущих только дорогим аппаратам.

Затвор.

Как работает затвор:
– поднимается зеркало и срабатывает “прыгающая” диафрагма;
– включается ранее выключенная матрица;
– открывается на время экспонирования механический затвор;
– закрывается механический затвор;
– опускается зеркало и открывается диафрагма;
– происходит считывание и обработка кадра из матрицы.

Видоискатель

Видоискатель — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка и в некоторых случаях резкость и параметры съёмки. На бытовых цифровых фотоаппаратах в качестве видоискателя используются ЖК (ЖидкоКристаллические) экраны (на зеркальных в режиме LiveView и на компактных камерах) и различные виды электронных и оптических видоискателей.

Процессор

Процессоры в цифровых фотоаппаратах выполняют следующие функции:
– управление работой затвора;
– управление объективом в автоматическом и ручном режимах съёмки;
– выбор баланса белого;
– измерение освещённости объекта;
–  определение экспопары;
– выбор цветовой температуры и т. п.;
– управление работой вспышки;
– управление брекетингом — возможностью серийной съёмки (обычно сериями по 3 или 10 кадров) с разными настройками фотоаппарата;
– управление специальными эффектами из имеющегося набора (серия, чёрно-белая съёмка, устранение эффекта красных глаз и др.);
– формирование и выдачи на дисплей информации о выбранных режимах съёмки, настройках, самого изображения и т. п.

Карта памяти (Флэш карты).

Карта памяти — носитель информации, для длительного хранения данных большого объёма, в том числе изображений, получаемых цифровым фотоаппаратом.
В ранних моделях цифровых фотоаппаратов использовались и иные носители информации: миниатюрные жесткие диски, дискеты, записываемые оптические и магнитооптические диски и т. п., вплоть до аудиокассет. Например, в самом первом образце электронной фотокамеры фирмы «Кодак», использовались аналоговые способы обработки и сохранения изображений. Самые распространенные форматы:
– SD (Secure Digital), microSD.
– MS (Memory Stick) фирмы Sony
Устаревшие, но еще широко используемые носители информации: SM (SmartMedia), MD (Microdrive), CF (Compact Flash), MMC (Multimedia Card), xD (xD-Picture Card).
Объём флеш-карт варьирует от 512 МБ до 512 ГБ.

Разъёмы и интерфейсы.

Внешний интерфейс подключения к компьютеру общего назначения, имеется практически во всех цифровых камерах. На 2011 год, самым распространённым из них является USB. Также применяются специальные виды разъёмов для подключения к телевизору или принтеру. Появились первые модели фотокамер с беспроводными интерфейсами.

Органы управления цифрового фотоаппарата.
Диск режимов фотоаппарата.

Диск режимов фотоаппарата — селектор режимов фотокамеры. Обычно находится на верхней панели камеры слева или справа. Реже, в основном на компактных камерах, на панели, обращённой к фотографу. В некоторых цифровых камерах диск режимов отсутствует, а выбор режима съёмки осуществляется при помощи кнопок и меню.

Кнопка спуска (клавиша спуска затвора).

Кнопка спуска  – элемент управления фотосъемкой, инициирующий последовательность получения кадра.
Это кнопка на верхнем торце аппарата (компактные камеры), либо спереди и сбоку рукоятки в зеркальных фотоаппаратах.
При нажатии, фотокамера производит съемку и обработку кадра. Во многих моделях предусмотрено 2-ступенчатое нажатие (при нажатой наполовину срабатывают технологии автофокуса и экспокоррекции, при полном нажатии — производится съемка.)

Управление меню

Для настройки параметров в большинстве цифровых фотоаппаратов применяется интерфейс меню.
Во многих компактных фотоаппаратах имеются два меню: основное и «быстрое». Основное меню занимает весь объём экрана и предназначено для установки как непосредственно параметров съёмки, так и системных параметров аппарата (даты, времени и т. п.).
«Быстрое» меню выводится поверх изображения в режиме съёмки и позволяет изменять непосредственно параметры съёмки. Например: ISO, баланс белого, экспокоррекцию.
В цифровых зеркальных фотоаппаратах, при отключённом режиме “Live View” на экране (если он включён) отображаются только параметры съёмки. Такой же интерфейс присутствует и в некоторых компактных камерах, например, в Canon PowerShot G11 в режиме «Быстрый снимок» (в этом режиме визирование возможно только с использованием оптического видоискателя).

Работа цифрового фотоаппарата

До нажатия клавиши затвора в зеркальных фотоаппаратах между объективом и матрицей расположено зеркало, отражаясь от которого, свет попадает в видоискатель. В незеркальных фотоаппаратах и зеркальных фотоаппаратах в режиме LiveView свет из объектива падает на матрицу, при этом на ЖК экран выводится изображение, сформированное на матрице. В некоторых фотоаппаратах при этом может происходить автоматическая фокусировка.
При неполном нажатии клавиши затвора (если такой режим предусмотрен) происходит выбор всех автоматически выбираемых параметров съёмки (фокусировка, определение экспопары, чувствительности фотоматериала (ISO) и т. д.).
При полном нажатии происходит съёмка кадра, и считывание информации с матрицы во встроенную память фотоаппарата (буфер). Далее производится обработка полученных данных процессором, с учётом установленных параметров коррекции экспозиции, ISO, баланса белого и др., после чего данные сжимаются в формат JPEG и сохраняются на флэш-карту.
При съёмке в формат Raw данные сохраняются на флэш-карту без обработки процессором (возможна коррекция битых пикселей и сжатие алгоритмом без потерь). Так как запись на флэш-карту изображения занимает достаточно большое количество времени, многие фотоаппараты позволяют снимать следующий кадр до окончания записи предыдущего на флэш-карту, если в буфере есть свободное место.

Классификация цифровых фотоаппаратов.

Цифровые фотоаппараты подразделяются на:
– профессиональные;
– потребительские;
– начального уровня.
Это отражается в виде простого правила, которого придерживается большинство производителей фототехники, и которое заключается в количества знаков, обозначающих название конкретной модели. Например для камер фирмы Canon:
– профессиональный фотоаппарат – Canon EOS-1D X.
– Любительский фотоаппарат – Canon EOS 10D.
– Любительский фотоаппарат – Canon EOS 100D.
– “Зеркалка” начального уровня – Canon EOS 1000D.
Самые дорогие профессиональные модели, в названии имеют только одну арабскую цифру, например “Canon EOS-1D X” или “Nikon D5“.
При этом, другие цифры (например, «Canon EOS 5D Mark III») отражают номер разработки, и для устранения путаницы, пишутся римскими символами.
Модели, с обозначением в виде двух и более арабских цифр, относятся к потребительским, например “Canon EOS 50D” или “Nikon D500“.
Отличие от профессиональных заключается в использовании более дешёвых материалов и упрощении некоторых узлов, которые отражаются в первую очередь на надёжности камеры и её предельном ресурсе до первой возможной поломки.
При расчете предельного ресурса исходят из среднестатистической ежедневной наработки в условиях профессионального использования, или в качестве бытовой принадлежности. В последнем случае большой ресурс и механическая прочность чаще всего не требуются.
В некоторых случаях, упрощения касаются герметизации корпуса и надёжности работы в условиях агрессивной среды: под дождём, на морозе и при высокой запылённости. При этом, технические параметры потребительской аппаратуры, чаще всего не уступают профессиональным аналогам, а в некоторых случаях и превосходят их, так как все новые технические решения «обкатываются» прежде всего на младших моделях.
Иногда зеркальные фотоаппараты потребительского уровня используются, как бюджетная альтернатива профессиональным в сферах, где ресурс и прочность не играют решающей роли. При этом, по сравнению с профессиональными, потребительские фотоаппараты значительно легче и компактнее.
Термин “полупрофессиональный цифровой фотоаппарат” (“просьюмер” или “просьюмерка”  от англ. prosumer: professional consumer) также употребляется по отношению к псевдозеркальным фотоаппаратам, компактным камерам и другим дешёвым устройствам, не предназначенным для фотожурналистики и профессиональной фотографии.
Термин “Камера начального уровня” употребляется по отношению к самым дешёвым моделям какого-либо семейства фотоаппаратов. В этом случае название модели обычно состоит из 4 арабских цифр, например, “Nikon D5000“.

Смартфон или фотоаппарат?

Почему смартфон никогда не сможет конкурировать с фотокамерой.
1. Смартфоны толщиной 5–10 мм не могут себе позволить большую матрицу, а многие параметры фотокамеры зависят от матрицы – заменителя пленки в аналоговых фотоаппаратах. И чем она больше – тем лучше.
2. Главным отличием оптики для смартфонов является примитивность линз, которые не могут обеспечить высокое качество изображения.
Современные производители предлагают широкий ассортимент дешевых объективов для мобильных устройств, но до уровня фотоаппаратов им очень далеко.
3. Смартфон одновременно выполняет множество функций. И создание фотографий – не самая главная из них.
Процессор – это “мозг” компьютера, а процессор “зеркалки” полностью запрограммирован на фотосъемку.
4. Снимать на смартфон при ярком солнечном свете неудобно, потому что экраны мобильных устройств часто бликуют.
5. При частом использовании камеры, и при наличии большого количества приложений на смартфоне, его аккумулятор быстро садится. При этом телефон перестает выполнять свою непосредственную задачу – быть средством коммуникации.

Возможности современных цифровых фотоаппаратов.

Практически каждая современная цифровая камера имеет следующие возможности:
Макросъемка – режим работы, позволяющий снимать крупным планом очень мелкие объекты, например цветы или насекомых.
Двойное экспонирование – два или больше изображения, снятые на один и тот же кадр пленки, позволят сделать интересный комбинированный снимок.
Длительная выдержка – продолжительная выдержка, длительность которой определяется секундами или минутами, что позволяет снимать ночные пейзажи.
TTL-замер (Through The Lens) – замер освещения через объектив, для автоматического определения экспозиции. Камера оценивает реальное количество света, прошедшее через оптическую систему. Такая система замера самая точная.
Приоритет выдержки или диафрагмы – режим, при котором выдержка устанавливается вручную, а значение диафрагмы подбирается камерой автоматически. При ручном изменении выдержки или условий освещенности, диафрагма изменяется автоматически. Если вручную выставить диафрагму, то выдержка будет подбираться автоматически.
Ручной режим – режим, при котором автоматика отключена, а все параметры выставляются вручную. Иногда это необходимо для нестандартного подхода к фотографии.
Экспозиционная вилка, брекинг (Bracketing) – это съемка объекта с разными экспозициями (нормальной, увеличенной и уменьшенной). Применяется для профессиональной фотографии. Камера автоматически делает три кадра с разными параметрами. Используется для увеличения точности экспонирования и качества фотоснимка, когда производится съемка ответственных сюжетов.
Светофильтры, например, поляризационный фильтр. При установке такого фильтра на объектив фотоаппарата, можно устранить нежелательные отражения от водной глади, стекла и др. Если при съемке солнце находится сбоку, то небо при использовании такого фильтра получается темным, вода прозрачной, в стекле пропадает отражение.