Реферат на тему «ЦИФРОВЫЕ ФОТОКАМЕРЫ». РЕФЕРАТ_КАМЕРЫ. Реферат по теме Цифровые Фотокамеры
 Скачать 322.85 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого» (ФГАОУ ВО «СПбПУ») Институт среднего профессионального образования РЕФЕРАТ По теме «Цифровые Фотокамеры» По дисциплине: Технические средства информатизации Номер специальности и группы 09.02.03 Программирование в компьютерных системах з32928/2 группа Студент Макарчук К.В _________ Подпись Преподаватель: Золотарёв И.В. _________ Подпись Дата поступления ДКР Оценка работы Дата проверки Подпись преподавателя Рецензия (замечания) по ДКР Дата поступления ДКР (повторно) Число, месяц и год сдачи ДКР Санкт-Петербург 2021 г. СодержаниеВведение 3 Принцип работы фотокамеры 4 Объектив фотокамеры 7 Виды фотокамер 9 Автоматические компактные фотокамеры 9 Фотокамеры с расширенными настройками 10 Супер-зумы 11 Просьюмерские (полупрофессиональные) фотокамеры 11 Зеркальные фотокамеры 12 Беззеркальные фотокамеры 13 Встроенные фотокамеры 14 Заключение 15 Список использованных источников 16 ВведениеФотоаппарат был изобретен 1861 году для получения и хранения неподвижных изображений. Первоначально в приборе они фиксировались на специальных пластинах, а позднее на пленке. С 70-х годов 20-го века начинается интенсивное развитие цифровой техники. Классические (пленочные) фотографические аппараты постепенно начинают отходить на второй план. На сегодняшний день их практически вытеснили цифровые фотокамеры. Эти современные приборы позволяют получать высококачественные снимки. Наибольшее распространение получили зеркальные, без зеркальные и компактные модели. Для занимающихся созданием фотографий рекомендуется использовать первые два типа изделий. При этом для такого рода деятельности необходимо знание устройства фотоаппарата и принципа его действия. Принцип работы фотокамеры Рисунок 1. Структурная схема зеркальной фотокамеры Основными элементами цифрового фотоаппарата являются: корпус, затвор, пентапризма и зеркала, видоискатель, объектив, матрица, диафрагма, процессор, дисплей. Существуют и дополнительные элементы, которые также необходимы для получения изображения, такие как датчики фокусировки и экспозамера, карта памяти, аккумулятор и другие. Однако, хотя без них и невозможна работа цифрового фотоаппарата, их назначение говорит само за себя и в отдельном представлении не нуждается. Рассмотрим основные элементы в той последовательности, в которой через них проходит свет на пути к построению окончательного изображения. Объектив цифрового фотоаппарата состоит в основном из корпуса и системы линз. Объективы бывают с постоянным и переменным фокусным расстоянием. В последнем случае фокусное расстояние меняется благодаря сдвигам линз относительно друг друга. Объектив крепится к корпусу фотоаппарата через байонет – посадочное место, на котором имеются контакты. При присоединении объектива контакты касаются подобных на корпусе фотокамеры, и она обменивается сведениями необходимыми для фотографирования: выставленным фокусным расстоянием, статусом стабилизации, расстоянием до объекта и другими. Линзы объектива могут быть выполнены как из стекла, так и из пластика, кроме того, они могут быть покрыты специальными низкодисперсионными и прочими напылениями, призванными уменьшить показатели оптических искажений. Корпус объектива изготавливается из пластика или металла, что напрямую влияет на его цену. Свет, проходя через линзы объектива, достигает диафрагмы. Это устройство призвано регулировать световой поток. Благодаря лепестковому строению диафрагма может плавно закрываться и открываться в зависимости от выставленных настроек. Таким образом, поток света, проходящего дальше в корпус фотокамеры, уменьшается при закрытии и увеличивается при открытии. Значение диафрагмы не бывает безграничным – ее максимальное и минимальное открытие зависит от объектива. Устройства с возможностью открытия диафрагмы до значений f/2,8 и шире принято называть светосильными. На объективе могут располагаться органы управления и вспомогательные индикаторы: переключатели фокусировки (автомат или ручной режим), включение и отключением стабилизации и другие. Байонет объектива зависит от фирмы производителя. Не все объективы взаимозаменяемы между собой, но в продаже существуют переходные устройства. Сторонние фирмы, специализирующиеся только на производстве оптики, выпускают один и тот же объектив с расчетом на разные байонеты. Двигаясь дальше, внутрь корпуса, свет попадает на зеркало. В зеркальных фотоаппаратах такая система позволяет перенаправлять световой поток на все необходимые органы – в видоискатель, датчик фокусировки, матрицу. Первое зеркало очень легко увидеть, если отсоединить объектив от фотокамеры. Зеркало стоит под углом около 45 градусов и отражает свет в пентапризму, откуда он поступает в видоискатель. Первое зеркало является переменным, и ему свойственно подниматься в момент нажатия кнопки спуска затвора. Его функционал заканчивается на данном моменте. Можно сказать, что данное зеркало используется для замера света поступающего в устройство и компоновки кадра. Так как оно стоит на пути света к матрице, то при начале экспонирования («рисование» светом изображения на матрице) оно сдвигается. Но до начала экспонирования, изображение отражается от зеркала в перевернутом виде. Для переворачивания изображения обратно служит пентапризма фотоаппарата. Она состоит из двух зеркал, отражаясь от которых в видоискатель попадает итоговое изображение. Таково устройство оптического видоискателя. Как правило, видоискатель тоже состоит из нескольких линз и имеет возможность подстройки под зрение фотографа. Легко предположить, что изображение в видоискателе фотокамеры показывается до момента спуска затвора. Далее происходит процесс, описанный выше – зеркало сдвигается, для попадания светового потока на матрицу. Матрица фотокамеры – замена пленки. В 70-х годах прошлого века начали появляться первые цифровые устройства. До этого момента и много позже прекрасно существовала пленка. Именно на нее попадал свет, проявляя на ней изображение. В современных цифровых фотокамерах разнообразие матриц поражает. Их размеры варьируются от очень маленьких, соизмеримых с ногтем мизинца, до достаточно больших. Стандартом считается прототип размера пленочного кадра – 36 на 24 миллиметра. Матрица цифрового фотоаппарата покрыта множеством светочувствительных элементов, равного количеству пикселей в характеристиках устройства. Чем большие по размеру эти элементы тем, качественнее получается изображение. Именно поэтому компактные фотокамеры никогда не догонят по качеству зеркальные фотоаппараты с большими матрицами. Важным свойством матрицы является ISO. Благодаря цифровым технологиям чувствительность элементов можно регулировать, меняя значение ISO. Матрица, становясь более восприимчива к свету, улавливает большее его количество за ту же единицу времени. Однако, при повышении ISO, растет шум получаемого изображения. Улавливаемая светочувствительными элементами информация передается в процессор устройства. Процессор – мозг цифрового фотоаппарата. Чем мощнее процессор, тем выше быстродействие и качественнее итоговое изображение. Процессор аккумулирует всю получаемую информацию, обрабатывает ее и выдает привычные для нас файлы форматов JPEG, RAW, которые сохраняются на карту памяти устройства для дальнейшего использования. Почему от процессора зависит качество? Современные методы обработки информации позволяют в значительной степени понижать шум картинки, исправлять дефекты и делается это по заранее выставленным настройкам, алгоритмам. Именно поэтому важна мощность процессора, ведь все процессы протекают именно в нем. Перед матрицей установлен затвор – устройство для вторичного дозирования поступающего света. Только приемы затвора отличаются от диафрагменных. Если диафрагма дозировала поток размерами отверстия, то затвор – временем, в течение которого этот свет поступает на матрицу. Существует механический и электронный затворы. Устройство механического выполнено в виде двух шторок, которые открываются на выставленное фотографом время – время выдержки. Электронный же связан с матрицей и дает команду на начало сбора информации от света и конец. Три параметра – диафрагма, выдержка и ISO – это и есть три основных способа фотографу влиять на результат. Зная принципы действия этих параметров, начинающему фотографу легче их использовать. На дисплее фотограф видит конечный результат своего труда. Такое чудо стало возможным именно на цифровых фотоаппаратах. Дисплей позволяет оценить свои ошибки и переснять кадр в случае необходимости. Современные дисплеи цифровых фотокамер очень качественные, а последнее время все больше фотоаппаратов выпускается с сенсорными дисплеями, позволяющими управлять через них параметрами съемки. Корпус фотоаппарата – тоже не маловажная его часть. С появлением фотографии, корпус должен был обеспечивать полную темноту внутри него. Такая задача выполняется им и сегодня. Кроме того корпус современного цифрового фотоаппарата отвечает за эргономику – он должен быть удобен. А также за защиту – профессиональные фотоаппараты изготовлены из металлических сплавов и надежно защищают их от умеренных механических воздействий, падений, ударов. Объектив фотокамерыОбъектив представляет собой оптическую систему, которая состоит из расположенных внутри оправы линз. Они бывают стеклянными или пластиковыми (в дешевых моделях техники). Световой поток, проходящий сквозь линзы, преломляется и формирует изображение на матрице. Хорошие объективы позволяют получать резкие, четкие фотоснимки без искажений. Новые модели объективов могут быть оснащены электронными схемами, управляющими, например, оптическим стабилизатором, диафрагмой. Но на старых фотокамерах электроника может не функционировать. Главными характеристиками объективов являются: Светосила – параметр, показывающий соотношение между яркостью объекта, который отображается, и освещенностью изображения, получаемого в фокальной плоскости (на матрице) с помощью оптической системы. Фокусное расстояние – это расстояние в миллиметрах от оптического центра объектива до метки фокальной плоскости (фокуса), в которой расположена матрица. От него зависит угол обзора (поле зрения) оптики и размеры получаемого изображения. Зум – способность оптической системы приближать удаленные объекты (увеличивать их изображение). Он определяется отношением фокусных расстояний (максимального к минимальному). Разновидность байонета. На маркировке объективов обычно первое число (или пара чисел) указывает фокусное расстояние, а второе (либо пара) – светосилу. Световая эффективность объективов зависит от светосилы. Чем она больше, тем фототехника лучше и, соответственно, стоит дороже. Оптическая система, обладающая большей светосилой, позволяет делать снимки на более коротких выдержках, чем с меньшим данным показателем. Объективы крепятся к корпусу фотоаппарата с помощью байонета. Он представляет собой специальное высокоточное соединение (часто стандартного типа). Конструктивно этот крепежный узел может быть выполнен в виде накидной гайки, оснащенной прорезями, либо выступов на оправе с соответствующими им на корпусе пазами. Существуют модели изделий, где байонетное соединение представлено крупной резьбой, имеющей короткий ход. К основным характеристикам байонета относятся: диаметр, который влияет на светосилу объектива; рабочий отрезок (схематически представлен на фото ниже), определяющий диапазон рабочих фокусных расстояний. Рабочие отрезки фотокамеры и объектива должны совпадать. От этого напрямую зависит возможность установки оптики разных систем через переходник на фотографический аппарат. Виды фотокамерАвтоматические компактные фотокамерыТакой тип цифрового фотоаппарата самостоятельно подбирает все настройки. Именно поэтому он очень прост в обращении: все что требуется от фотографа, просто навести на нужный кадр и нажать клавишу спуска затвора. При необходимости автоматически сработает вспышка, увеличится экспозиция или изменится баланс белого. Такой тип имеет быстрые настройки, связанные с типом проходящей съемки. Вы можете выбрать необходимый режим, к примеру, «портрет», «пейзаж», «макро». Зайдя в меню, можно собственноручно выставить значения ISO, баланса белого, включать или выключать вспышку, а на некоторых моделях и управлять ее силой. Цифровые фотоаппараты такого типа обычно обладают не слишком хорошим качеством снимков. Получить резкую и детализированную фотографию можно только при хорошем освещении. Также обычно такие камеры обладают небольшим цифровым зумом, а оптика не очень качественная. Эти критерии имеют большое значение даже для начинающих фотографов, но использование компактных цифровых фотоаппаратов отлично пригодится для запечатления памятных моментов только для себя, семьи и социальных сетей. Стоимость таких фотокамер стартует примерно от 2 тысяч рублей. Плюсы таких моделей: Небольшие размеры, «компакт» с легкостью уместится в карман; Автоматическая настройка, не нужно иметь никакого опыта в съемке для использования такой техники; Немалая часть моделей работает от обычных пальчиковых батареек, которые можно приобрести практически в любой части земного шара, либо заряжается при помощи USB-кабеля; Небольшая стоимость. Минусы: Качество снимков хуже, чем у профессиональных камер; Качество оптической составляющей хуже, чем у профессиональных камер; Отсутствие ручного регулирования параметров также является и минусом, поскольку каждый, хоть немного ознакомленный с процессом съемки, стремиться улучшить результат; Небольшой объем батареи; Отсутствие видоискателя. В последние годы этот класс аппаратуры, как и псевдо-зеркальные камеры, стремительно теряет позиции на рынке, вытесняясь сопоставимыми по возможностям и более компактными камерофонами. Фотокамеры с расширенными настройкамиТакой вид подойдет людям, которые немного лучше разбираются в настройках. В камерах такого типа уже присутствуют режимы фотосъемки, что расширяет спектр возможностей. Здесь зачастую можно найти несколько режимов, таких как: Режим приоритета выдержки, который обозначается символами Tv или S; Режим приоритета диафрагмы, с символами Av или V; Ручной режим, показывающийся символом M. Благодаря этому можно управлять значениями выдержки или диафрагмы, или полностью регулировать значения параметров вручную. Используя разнообразные параметры, можно создавать хорошие снимки в не самых лучших условиях, добиваться интересных эффектов. Для этого необходимо уметь обращаться с цифровым фотоаппаратом и иметь навыки использования режимов. В цифровых фотокамерах с расширенными настройками используются более качественные объективы с более сложным строением из оптического стекла. При этом зум на таких фотоаппаратах может быть в разы выше. Фототехника этого типа имеют значительные преимущества перед полностью автоматическими: Преимущества: Упрощенный доступ к большинству необходимых настроек; Неплохое качество техники и оптики; Некоторые модели оснащены видоискателем. Также они имеют и недостатки: Немалая часть таких моделей, несмотря на свое название, совсем не является компактной; Ценовой диапазон очень большой. Стоимость такого типа камер может сильно разниться, но, в общем, стартует от 5 тысяч рублей. Они отлично подойдут новичкам в фотографии, которые только начинают осваивать профессиональные настройки. Супер-зумыСупер-зумы – это те же «компакты», но обладающие усовершенствованным зумом. Они также имеют некоторое количество изменяемых вручную параметров. Главное их отличие – это многократное приближения кадра. Такие фотокамеры обладают несъемным зум-объективом, превосходящим оптику других «компактов» в несколько раз. В то время как они имеют максимальное увеличение в 20 раз, суперзум может приближать в 30-60 раз. Важной особенностью этого типа цифровых фотоаппаратов является наличие стабилизации. Это позволяет создавать четкие кадры без штатива. Плюсы моделей такого типа: Многократное приближение; Небольшие габариты и вес; Некоторое количество параметров, настраиваемых вручную; Относительно небольшая стоимость. Минусы: Не самое лучшее качество фотографий; Малое количество ручных настроек; Невозможность получения профессиональных кадров. Просьюмерские (полупрофессиональные) фотокамерыЭтот вид цифровых фотоаппаратов подойдет для просвещенных любителей, с ее помощью могут получиться неплохие профессиональные фотографии. Они также имеют три режима съемки: с приоритетом выдержки, приоритетом диафрагмы и ручной. Такая цифровая камера способна на беспрерывную съемку, создавая кадры по несколько штук в секунду при зажатии клавиши спуска затвора. Вспышка у фотоаппаратов такого типа гораздо более мощная. Также некоторые модели дают возможность эксплуатации внешней вспышки, а иногда даже можно управлять освещением на расстоянии. Для просьюмерских цифровых камер производят разного рода световые фильтры и дополнительные насадки. Помимо разнообразия настроек, цифровые фотоаппараты этого типа обладают большей матрицей, что дает возможность делать снимки в хорошем разрешении, имеют качественную оптику. Возможности с таким типом фотокамер возрастают в разы, главное – помнить, что система настроек здесь очень непростая для начинающих. Создать качественные снимки в непростых условиях с просьюмерской фототехникой достаточно просто, при понимании работы всех параметров. Этот вид нередко используют профессионалы, когда нет возможности брать с собой много оборудования. Положительные стороны: Возможность работать с настройками в большом объеме; Очень хорошее качество снимков, возможность снимать в RAW формате; Хорошее качество техники и оптики; Возможность создания снимков на профессиональном уровне; Мощная вспышка, возможность использования внешнего дополнительного освещения. Наличие светофильтров и различных насадок. Отрицательные стороны: Необходимость наличия определенных навыков для использования; Дороговизна. По стоимости просьюмерские камеры сопоставимы с зеркальными, а в некоторых случаях даже превышают их. Зеркальные фотокамерыЭтот тип цифровых фотокамер относится к профессиональным. Его эксплуатация обеспечивает тщательный контроль над любыми настройками. Именно поэтому такой тип подходит фотографам с высоким уровнем мастерства. Зеркальные цифровые фотоаппараты обладают большой матрицей, что позволяет достигать высочайшего качества снимков среди техники доступного ценового сегмента. Важной отличительной чертой этого типа является мгновенное срабатывание клавиши затвора. Между моментом спуска и созданием фотографии нет никакого промежутка времени, что обеспечивает четкость фотографии даже при съемке в движении. Зеркальный цифровой фотоаппарат можно приобрести в виде «тушки», что значит только корпус, без оптики. Но каждая камера продается в комплекте со стандартным объективом, который является универсальным, что не даст проявить все возможности камеры в полном объеме. Для съемок на высоком уровне лучше приобрести более качественный объектив для необходимых целей. Это удовольствие не из дешевых, но поможет получить лучший результат и использовать все возможности фототехники этого типа. Также к «зеркалкам» всегда есть в наличии огромное разнообразие дополнительных аксессуаров. Зеркальные фотокамеры обладают множеством плюсов: Полное управление всеми настройками; Получение профессиональных кадров с отличным качеством; Хорошее качество как техники, так и оптики; Наличие всевозможных фильтров и аксессуаров; Быстрота работы; Сменная оптика в большом количестве для самых разнообразных целей; Мощная вспышка, использование внешнего освещения и т.д. Из минусов можно выделить: Немалые габариты самих камер, оптики и дополнительного оборудования; Высокая стоимость, как корпуса, так и объективов; Создание некоторого шума; Внутрь камеры могут попадать различные частицы, что может повлечь за собой появление пятен на фото и поломку оборудования. Минимальная стоимость этого типа примерно 10-15 тысяч рублей. Беззеркальные фотокамерыКласс цифровой фотоаппаратуры, в котором отсутствует оптический визир; его роль выполняет беспараллаксный электронный видоискатель. Название подчёркивает полное функциональное сходство с зеркальными фотоаппаратами при отсутствующем зеркале. За счёт исключения из конструкции громоздкого и шумного оптического визира, большинство «беззеркалок» сопоставимы по размерам с компактными камерами, обеспечивая при этом качество изображения и универсальность, свойственные зеркальной аппаратуре. Беззеркальные цифровые камеры стали выпускать в продажу не так давно. В процессе съемки они мало отличаются от зеркальных моделей. Главным отличием и преимуществом является отсутствие зеркала, что позволяет уменьшить габариты корпуса. Также такой тип фотоаппаратов имеет ЖК дисплей, с помощью которого можно наводить фокус. Сочетание этих критериев с тем фактом, что в остальном эти камеры не уступают зеркальным, вызывает спрос на такую технику. Но и у беззеркальных цифровых фотокамер имеются свои недостатки. В частности, появляются сложности с быстрым управлением настройками и работе с массивными объективами, что так необходимо при репортажной съемке. Принципиальным недостатком беззеркальных фотоаппаратов, мешающим полностью вытеснить зеркальную аппаратуру, считается невозможность полноценной реализации фазового автофокуса, требующего отдельного оптического тракта. Контрастный автофокус, доступный в беззеркальной аппаратуре, значительно медленнее фазового. В 2011 году появились первые беззеркальные фотоаппараты, оснащённые матрицей, у которой часть пикселей выделена для автофокусировки методом измерения разности фаз, что существенно увеличило скорость автофокусировки. Встроенные фотокамерыВозможности первых камерафонов были ограничены, позволяя снимать только при хорошем освещении и с крайне низким разрешением, чаще всего стандарта VGA. Однако с начала 2010 годов камерафоны получили мощный импульс развития, достигнув разрешения, сопоставимого с компактными фотоаппаратами, и даже превосходящего этот сегмент рынка. Например, основная камера смартфона может обладать разрешением более 13 мегапикселей и хорошей светочувствительностью. При этом большинство камерафонов из-за миниатюрных размеров матрицы оснащается объективом типа фикс-фокус, не требующим фокусировки. Однако, известны модели с высокоскоростным лазерным автофокусом. ЗаключениеВыбор цифровой фотокамеры является весьма непростой задачей — хотя бы потому, что стиль работы каждого фотографа по-своему уникален, равно как и предъявляемые к фотоаппарату требования. Кроме того, для подавляющего большинства покупателей важны не только технические характеристики и эргономика камеры, но и ее цена. Таким образом, вполне очевидно, что выработать универсальные критерии выбора гипотетической идеальной модели совершенно невозможно. Список использованных источниковА.В. Назаров, В.П. Зверева Технические средства информатизации. - Москва: ИНФРА-М, 2017. О.В. Шишов Современные технологии и технические средства информатизации. - Москва: ИНФРА-М, 2017. Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов Технические средства информатизации. - 2 изд. - Москва: ИНФРА-М, 2008. Цифровой фотоаппарат // wikipedia.org URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Цифровой_фотоаппарат (дата обращения: 13.01.2021). |