Цифровая фотография
Материал из Клуб Слідопитів
Объяснить следующие:
Объяснить принцип устройства цифровой камеры и как она работает
Камеры работают со светом видимого спектра. Камера обычно содержит в себе полость, с одной стороны которой расположено отверстие для проникновения света, а с другой стороны расположена поверхность для просмотра или записи изображения. Большинство камер имеют линзы, расположенные перед отверстием, чтобы собирать проникающий свет и фокусировать изображение (или его часть) на записывающей поверхности. Диаметр отверстия часто контролируется механизмом диафрагмы, но некоторые камеры имеют отверстия фиксированного размера. Цифровые_камеры использую электронику, обычно ПЗС (CCD) или иногда КМОП (CMOS) сенсор для получения изображения, которое может быть передано или сохранено в компьютерной памяти внутри камеры для дальнейшего воспроизведения или обработки.
Дополнительную информацию по устройству цифрового фотоаппарата вы можете найти здесь
Эффект от воздействия света на матрицу
Смотри так же Эту_статью
Матрица – это устройство, которое преобразует видимое изображение в электрический сигнал. Она используется в цифровых камерах (и других устройствах). Обычно она представляет собой массив приборов с зарядовой связью (ПЗС) или КМОП сенсоров в качестве чувствительных элементов. Существует несколько основных типов цветных матриц, различающихся по способу разделения цветов:
- Сенсор Байера, дешевый и наиболее распространенный, использует фильтр Байера, пропускающий красный, зеленый, синий свет на выбранные пикселы, формируя чересстрочные сетки, чувствительные к красному, зеленому и синему. После этого изображение обрабатывается, используя специальный алгоритм.
- Сенсор Foveon X3 , Использует массив наложенных друг на друга чувствительных элементов, где каждая точка содержит три сложенных элемента, каждый из которых чувствителен к своему цвету.
- 3 ПЗС (3CCD), Использует 3 отдельных матрицы, используя для разделения цветов дихроидную призму. Обеспечивает наилучшее качество и как правило дороже,, чем решения с одним ПЗС.
Фильтр Байера
Фильтр Байера. Шаблон Байера — двумерный массив цветных фильтров, которыми накрыты фотодиоды матриц (фото), и состоящий из 25 % красных элементов, 25 % синих и 50 % зелёных элементов, расположенных как показано на рисунке. Назван в честь его создателя, доктора Брайса Э. Байера (англ. Bryce Bayer), сотрудника компании Kodak. Используется для получения цветного изображения в матрицах цифровых фотоаппаратов, видеокамер и сканеров. Для отличия от других разновидностей его называют GRGB, RGBG, или (если надо подчеркнуть диагональное расположение красного и синего пикселов) RGGB. Исторически самый первый из массивов цветных фильтров.
Матрица является устройством, воспринимающим спроецированное на него изображение. Поскольку полупроводниковые фотоприёмники примерно одинаково чувствительны ко всем цветам видимого спектра, для воспринятия цветного изображения каждый фотоприемник накрывается светофильтром одного из первичных цветов: красного, зелёного, синего (цветовая модель RGB).
Вследствие использования фильтров каждый фотоприемник воспринимает лишь 1/3 цветовой информации участка изображения, а 2/3 отсекается фильтром. Для получения остальных цветовых компонент используются значения из соседних ячеек. Недостающие компоненты цвета рассчитываются процессором камеры на основании данных из соседних ячеек в результате интерполяции (по алгоритму demosaicing) Таким образом, в формировании конечного значения цветного пиксела участвует 9 или более фотодиодов матрицы.
В классическом фильтре Байера применяются светофильтры трёх основных цветов в следующем порядке:
При этом фотодиодов зелёного цвета в каждой ячейке в два раза больше, чем фотодиодов других цветов, в результате разрешающая способность такой структуры максимальна в зелёной области спектра, что соответствует особенностям человеческого зрения.
