Цифровая фотография

1. ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАФИЯ

2. Отличие технологии цифровой фотографии

В традиционной фотографии запись световой информации
производится в результате фотохимических превращений в
светочувствительном материале.
В основе цифровой фотографии – физические процессы,
основанные на явлении внутреннего фотоэлектрического эффекта.
Оно лежит в основе световоспринимающих устройств
современных теле- и видеокамер (ПЗС-матриц, КМОП-сенсоров) и
позволяет превращать оптическое изображение сначала в
электрический, а затем в цифровой сигнал посредством
компьютера.

3. Стадии традиционного фотографического процесса

Съемка
Негативный процесс
Позитивный процесс
Стадии цифрового фотографического процесса
Цифровая обработка
Съемка
Фотопечать

4. Понятие и назначение цифровой фотографии

Технология получения «цифрового» изображения
рассматривается как одно из направлений в фото-графии, как
один из методов фотографической фиксации информации с
применением компьютерных средств.
Цифровая фотография - (электронная, компьютерная) –
одна из технологий фотографии, основанная на использовании
оптоэлектронных светоприемников и цифровой обработки изображений.

5. Преимущества цифровой фотографии

1. Оперативность – быстрота получения изображения,
возможность передачи изображений по телекоммуникациям (связи,
телефонной линии и т. п.) на большие расстояния.
2. Наглядность подготовительного этапа съемки, то есть
возможность формировать изображения в реальном времени и
осуществлять на стадии съемки визуальный контроль получаемого
изображения на экране, сокращая время для получения
изображения требуемого качества.
3. Простота метода, поскольку для его применения в судебной
фотографии достаточно пользовательского уровня владения
компьютером.

6. Преимущества цифровой фотографии

4. Высокое качество получаемого изображения.
Цифровая фотография объединяет положительные стороны
прямых и косвенных методов, известных в традиционной
фотографии. Она позволяет получать контрастные изображения с
хорошими оптическими параметрами, непосредственно
наблюдать результаты исследований в невидимой зоне спектра.
5. Возможности коррекции (цифровой обработки) изображений с
целью выявления и фиксации индиви-дуальных признаков
(изменением тонового и цветового контраста, повышением
резкости, удалением помех в изображении, усилением
слабовидимого и т. п.).

7. Аппаратно-программные средства цифровой фотографии

Для реализации цифровых технологий в фотографии необходим
комплекс цифровых средств – обязательный набор
инструментальных средств, включающий:
1.
2.
3.
устройство ввода,
графическую станцию (для преобразования в
цифровой вид, обработки и хранения
изображений)
устройство вывода информации.

8. Аппаратные средства цифровой фотографии

В качестве устройства ввода изображения могут выступать:
видеокамеры, телекамеры, сканирующие устройства
(проекционный или планшетный сканер), цифровые фотокамеры.
Существует два класса цифровых фотокамер –
профессиональные и любительские.

9. Устройство цифрового фотоаппарата

10. Устройство цифрового фотоаппарата

объектив,
фотоприемник,
видоискатель,
видеопроцессор с блоком аналоговой обработки и аналоговоцифровым преобразователем (АЦП),
процессоры обработки и интерфейса,
органы управления,
карту памяти.

11. Схема работы цифрового фотоаппарата

12.

Носители информации в цифровой фотографии
(флэш- карты, карты –памяти)

13. Подключение цифрового аппарата к компьютеру и печатающему устройству

а.
б.
Схемы подключения цифровой фотокамеры к персональному компьютеру (а) и
принтеру (б). А – USB кабель; В – адаптер переменного тока; С – контакт
подключаемый к USB разъему цифровой фотокамеры.

14. Устройства вывода изображений

К устройствам вывода (печати) изображений относятся
печатающие устройства – принтеры, позволяющие получить
изображение объекта на бумаге.
Наиболее подходящими являются струйные, лазерные и
термосублимационные
принтеры,
так
как
позволяют
воспроизводить на бумаге мелкие детали изображения и
полутона.

15. Теоретические основы цифровой фотографии

В качестве световоспринимающих устройств в цифровых
фотокамерах используются два типа фотоприемников:
1. приборы с зарядовой связью (ПЗС),
2. светочувствительные комплементарные металл-оксидполупроводники (КМОП-сенсоры).
Их принципиальное отличие состоит в том, что ПЗС является
специализированным устройством, используемым для получения
изображения, а КМОП-сенсор создан в соответствии с
технологией, используемой не только для получения сенсоров, но и
для изготовления процессоров, запоминающих устройств, систем
фокусировки и многого другого.

16. Световоспринимающее устройство

17. Световоспринимающее устройство

Светочувствительное
устройство для получения
электронного изображения
представляет собой – микросхему
размером до 1 дюйма (25,4 мм),
как правило, не более размера
кадра малоформатной камеры.
Микросхема состоит из
мельчайших фотоэлементов –
пикселов (от английского
выражения picture element –
элемент изображения).

18. Световоспринимающее устройство

19. Считывание информации со световоспринимающих устройств

ПЗС-матрицы.
КМОП-сенсора.
Схема считывания информации со световоспринимающих устройств
разного типа

20. Считывание информации со световоспринимающих устройств

В матрицах типа ПЗС процесс считывания информации с ячеек
происходит последовательно, что занимает довольно много
времени.
В матрицах типа КМОП информация считывается
индивидуально с каждой ячейки, что позволяет обеспечить
цифровой фотокамере скорость съемки до 50 кадров в секунду.
Каждый пиксел обозначен координатами, что позволяет
использовать матрицу еще и в качестве измерителя экспозиции, а
также автоматической фокусировки.

21. Схема получения цветного изображения с помощью матриц

а.
б.
Схема получения цветного изображения с помощью матриц:
а – покрытых цветными фильтрами, б – многослойных матриц.

22. Принцип аналого-цифрового преобразования

23. Принцип аналого-цифрового преобразования

Аналого-цифровое преобразование представляет
преобразование видеосигнала (электрического сигнала),
возникающего на выходе ПЗС, в кодовые импульсы, которые после
дальнейшей обработки приобретают цифровую форму и
записываются на носителе информации.
Операция «оцифровки» выполняется аналого-цифровым
преобразователем, представляющим собой отдельный модуль –
интегральную микросхему, располагающуюся на плате видеоввода
изображений.

24. Основы представления изображения в компьютере

Оцифрованное полутоновое изображение, например, состоит из
640х480=307200 точек.
Информация о яркости точек изображения располагается в
памяти компьютера последовательно в виде таблицы (матрицы)
чисел, где каждой точке изображения соответствует
определенное значение яркости.
При этом значение яркости элемента, расположенного в левом
верхнем углу экрана, соответствует началу отсчета. Затем следует
639 элементов первой строки, за ними – 640 элементов второй
строки и т.д.