مشخصات اصلی یک دوربین دیجیتال

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: رنجبر بگذارید این.طور شروع کنیم: شما می.خواهید یک عکس خانوادگی بگیرید و آن را برای یکی از دوستانتان که در کشور دیگری زندگی می.کند ایمیل کنید. برای این.کار شما مجبورید عکس.تان را به گونه.ای تهیه کنید که از نظر کامپیوتر قابل تشخیص باشد. مطمئنا انتظار ندارید عکس.تان را جلوی مانیتور کامپیوتر بگیرید تا آن را ببیند و برای دوستتان تعریف کند! (این مطلب را در صفحه نوستالژی شماره. قبل خوانده.اید!)
بگذارید این.طور شروع کنیم: شما می.خواهید یک عکس خانوادگی بگیرید و آن را برای یکی از دوستانتان که در کشور دیگری زندگی می.کند ایمیل کنید. برای این.کار شما مجبورید عکس.تان را به گونه.ای تهیه کنید که از نظر کامپیوتر قابل تشخیص باشد. مطمئنا انتظار ندارید عکس.تان را جلوی مانیتور کامپیوتر بگیرید تا آن را ببیند و برای دوستتان تعریف کند! (این مطلب را در صفحه نوستالژی شماره. قبل خوانده.اید!)
بیت.ها و بایت.ها همان زبان مخصوص کامپیوتر هستند. هر عکس دیجیتالی عملا زنجیره.ای از صفر و یک محسوب می.شود که نقاط رنگی تشکیل دهنده عکس.ها (پیکسل.های رنگی) توسط آن.ها برای کامپیوتر تعریف می.شوند. همه فرمت.های خاص عکس، در حقیقت اشکال گوناگون تعریف این نقاط رنگی توسط کامپیوتر به حساب می.آیند. برای این.که یک عکس به این فرمت.ها تبدیل شود دو.راه وجود دارد. شما می.توانید به.وسیله. یکی از همان دوربین.های قدیمی نگاتیوی یک عکس بگیرید. نگاتیو را به طریقه. شیمیایی ظاهر کنید. آن را روی یک کاغذ عکاسی چاپ کنید و سپس توسط یک اسکنر آن را به یک عکس دیجیتالی تبدیل کنید. هرچند که استفاده از یک اسکنر نگاتیوی جدید می.تواند مرحله. چاپ عکس بر روی کاغذ را حذف کرده و عمل تبدیل را مستقیماً از روی نگاتیو انجام دهد، اما مبنای کار باز هم بر دریافت الگوی نوری بازتابش شده و ضبط مقدار ارزش پیکسلی آن.ها استوار است. اما راه دوم این است که مستقیماً نور بازتابش شده از موضوع را دریافت کرده و مقدار ارزش پیکسلی آن.ها را بلافاصله و بدون هیچ واسطه.ای ذخیره کنید و یا به زبان ساده.تر از یک دوربین دیجیتال استفاده کنید.
اما اصلی.ترین تفاوت کار بین دوربین.های دیجیتالی و آنالوگ در همین نکته نهفته است. مثل تمام دوربین.های آنالوگ قدیمی، دوربین.های دیجیتالی نیز دارای تعدادی لنز. هستند که می.توانند نور دریافتی از سوژه را به منظور ایجاد یک تصویر متمرکز کنند. اما به جای این.که نور متمرکز شده روی یک قطعه نگاتیو حساس به نور متمرکز گردد، روی قطعه.ای نیمه هادی تابیده می.شود که قابلیت ضبط الکترونیکی نور را داراست. در مرحله. بعدی کامپیوتر با تفکیک اطلاعات الکترونیکی دریافتی از این پروسه به داده.های دیجیتالی، تصاویر را با فرمت.های گوناگون ذخیره می.کند. همه. قابلیت.های هیجان.انگیز دوربین.های دیجیتالی از همین قابلیت عملکرد مستقیم ناشی می.شود.
حالا. می.خواهیم ببینیم دوربین.ها دقیقا چه کاری انجام می.دهند.
دوربینی بدون فیلم
تفاوت کلیدی بین یک دوربین دیجیتال و یک دوربین نگاتیوی آنالوگ این است که دوربین.های دیجیتالی فیلم ندارند و در عوض سنسوری دارند که می.تواند تابش نور را به بار الکتریکی تبدیل کند. سنسورهای دیجیتالی اغلب دارای ابعاد بسیار کوچکتری نسبت به نگاتیو.های 35میلی.مترهستند. البته اندازه.های بزرگ.تری هم ساخته شده.اند. مثلا.ً در دوربین CANON EOS -1Ds نوعی حسگر به کار رفته است که42 x 63 mm می.باشد و وضوحی برابر1/11مگاپیکسل دارد.
سنسور تصویری به کار رفته در اغلب دوربین.های دیجیتالی موجود از نوع .Charge Coupled Device)CCD) می.باشد. البته برخی دوربین.های ساده.تر از نوع دوم سنسور.ها یعنی تکنولوژی Complementary Metal Oxide Semiconductor)CMOS) نیز استفاده می.کنند. علیرغم بهبود.هایی که در سنسور.های CMOS حاصل شده و احتمالاً می.تواند در آینده بیشتر مورد استقبال عموم قرار گیرد اما بعید به نظر می.رسد بتواند به طور کلی در دوربین.های حرفه.ای.تر جانشین سنسور.های CCD شود. در طول این مقاله ما بیشتر روی فناوری CCD تمرکز می.کنیم. البته برای سادگی کار می.توانید هر دوی آن.ها را یکسان فرض کنید. زیرا این دو، از نظر ماهیت عملا یکسان هستند تنها از لحاظ استفاده از نور دریافتی متفاوت از یکدیگر عمل می.کنند. بنابراین بیشتر چیزهایی که درباره .CCD.ها یاد می.گیریم قابل تعمیم به CMOS.ها نیز هستند.

سنسور.های نوری مجموعه.ای متشکل از هزاران ردیف بسیار کوچک از دیود.های حساس به نور هستند که می.توانند فوتون.های نور را به بار الکتریکی تبدیل کنند. این دیود.های یک.سویه را Photosite می.نامند. هر فوتوسایت به تابش نور حساس است و مسلماً هرچه نور تابیده. شده بر آن شدت بیشتری داشته باشد، بار الکتریکی بیشتری در آن انباشته خواهد شد.
در حسگر.های CCD این بار الکتریکی انباشته شده در هر فوتوسایت به صورت تک به تک و ردیف به ردیف خوانده می.شود و اصولاً تشخیص مقدار یک بار الکتریکی وابسته به مکان آن در میان دیگر فوتوسایت.ها می.باشد. ضمن این.که قبل از آن.که سنسور نوری بتواند آماده. عکسبرداری شود لازم است که تمام اطلاعات مربوط به عکس قبلی از روی آن به طور کامل خوانده و حذف شود. اما در سنسور.های CMOS، هر یک از عناصر حساس به نور دارای یک آدرس طولی و عرضی مشخص است و می.تواند به طور منفرد توسط محور.های X و Y آدرس.دهی و خوانده شود. مطلب کمی پیچیده شد؟ بهتر است کمی بیشتر درباره. آن بحث کنیم.
CMOS در مقابل CCD
دقیقا از مرحله.ای که فوتون.های نور توسط فوتوسایت.ها به الکترون تبدیل می.شوند، تفاوت بین دو نوع حسگر اصلی آشکار می.شود. مسلماً مرحله. بعدی عبارت است از خواندن مقادیر بار انباشته شده در هر سلول و تشخیص یکسل رنگی مربوط به آن. در سنسور.های CCD بار الکتریکی شارژ شده از یک گوشه. سنسور خوانده شده و ردیف به ردیف جلو می.رود و به طور همزمان یک مبدل آنالوگ به دیجیتال متناوب با تمام مقادیر دریافتی از پیکسل.ها را به مقادیر دیجیتالی تبدیل می.کند. اما CMOSها دارای چندین ترانزیستور مختلف در سر راه داده.ها هستند که با تقویت و جابه.جا کردن بار.های الکتریکی توسط سیم.های متصل به آن.ها، مقادیر را جداگانه و تک به تک به پردازشگر ارسال می.کنند. هرچند که انعطاف.پذیری این شیوه به مراتب بالاتر از روش سطر به سطر است و می.تواند برای کاربرد.هایی مثل فوکوس خودکار و اندازه.گیری نور مفید واقع شود. اما عملا سیگنال دریافتی ازCCDها شفاف.تر می.باشد. CCDها برای ایجاد قابلیت ارسال بار بدون اعوجاج و تحریف، از یک پروسه. صنعتی خاص استفاده می.کنند و این پروسه روشی را ارایه می.دهد که موجب خلق تصاویری بسیار شفاف می.شود. اصلی.ترین تفاوت.های بین سنسورهای CMOS و CCD را می.توان به این شکل فهرست کرد:.

? سنسور.های CCD همانطور که در بالا گفته شد تصاویری با کیفیت بالاتر و اختلال کمتری به.وجود می.آورند. اما به طور تجربی ثابت شده که سنسور.های CMOS برای ایجاد نویز و اختلال بسیار مستعد.ترند.

? از آنجا که هر پیکسل در سنسور.های CMOS دارای چندین ترانزیستور مرتبط است که در کنار آن.ها قرار می.گیرد، حساسیت این سنسور.ها به نور پایین.تر می.آید. چرا که بسیاری از فوتون.های نور به جای این.که با سطح دیودهای نوری برخورد کنند با این ترانزیستورها برخورد کرده و به هدر می.روند.

? سنسور.های CCD به مصرف توان بالا معروفند. این سنسور.ها در مقایسه با سنسورهای CMOS تقریبا 100 مرتبه بیشتر از باتری استفاده می.کنند.
CCD ها به علت تولید بالاتر، بسیار بیشتر ازCMOS ها مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته.اند و مسلما روش.های تولید اقتصادی.تر و با کیفیت.تری برای آن.ها ابداع شده است. به همین دلیل می.توان مشاهده کرد که اغلب دوربین.های با کیفیت و مارک.های معتبر جهان از این سنسور بهره می.برند.

? از آن.جا که تقویت کننده سیگنال.های نوری در CMOS بلافاصله بعد از هر فوتوسایت قرار دارد بنابراین این نوع حسگر.ها می.توانند تصاویر را دو برابر سریع.تر نسبت بهCCD ها انتقال دهند.
براساس گفته.های بالا متوجه می.شوید کهCCD .ها بیشترین استفاده را در دوربین.هایی دارند که بیشتر بر کیفیت بالاتر تصویر، مقدار بیشتر پیکسل.های تصویر و حساسیت به نور بالا.تر تأکید دارند. اما در عوض سنسور.هایCMOS دارای قیمت کمتر هستند و بیشتر در دوربین.هایی به کار می.روند که از نظر اقتصادی به صرفه بوده و دارای منبع انرژی محدودتری می.باشند.
وضوح (Resolation)
مقدار جرییاتی که هر دوربین می.تواند روی یک تصویر ضبط کند، رزولوشن (وضوح) نامیده می.شود و توسط واحد پیکسل اندازه.گیری می.شود. هرچه وضوح دوربین شما بالاتر باشد مقدار جزییاتی بیشتری را می.توانید در تصویر خود بگنجانید و هرچه مقدار این جزییات در تصویر بیشتر باشد می.توانید در هنگام چاپ اندازه آن را بزرگتر کنید بدون آن.که تصویر شما محو یا دندانه..دندانه شود. انواع وضوح.های دوربین.ها این.گونه است:

256x256 پیکسل: این اندازه وضوح روی دوربین.های بسیار ارزان قیمت دیده می.شود و بسیار ناچیز تر از آن است که برای چاپ مورد استفاده قرار گیرد. وضوح نمایشگر برخی از گوشی.های موبایل در همین حد است و می.توان از تصاویری با این خصوصیت برای نمایش در آن.ها استفاده کرد. این وضوح کلاً دربردارنده. 65هزار پیکسل است.

640x640 پیکسل: این ابعاد حداقل اندازه وضوح در دوربین.های واقعی است و بهترین اندازه برای تصاویری است که می.خواهید آن.ها را روی وب قرار داده و یا از طریق اینترنت برای کسی ایمیل کنید. این مقدار وضوح دربردارنده. 307000 پیکسل می.باشد.

1216x912 پیکسل: اگر تصمیم دارید تصاویرتان را در ابعاد معمولی عکس.های نگاتیوی چاپ کنید این وضوح بهترین انتخاب است. چرا که اولین نوع وضوح از رده مگاپیکسل محسوب می.شود و حدودا دارای 000/109/1 پیکسل می.باشد.

1600x1200 پیکسل: تصاویری با این مشخصات به عنوان تصاویر وضوح بالا محسوب می.شوند و می.توانند بدون هیچ مشکلی تا ابعاد 30x40 سانتی.متر که بالاترین اندازه پیشنهادی عکاسان برای چاپ نگاتیوهای دوربین.های 35 میلی.متری می.باشد چاپ شوند. این مقدار وضوح دربردارنده. حدودا دومیلیون پیکسل رنگی می.باشد و برای استفاده. خانگی بسیار مناسب است. هرچند که تا به امروز دوربین.هایی تا وضوح 14میلیون پیکسل نیز ساخته شده است اما پیشنهاد مناسب برای کسانی که درباره. دوربینی مناسب برای کاربردهای خانگی سؤال می کنند یک دوربین دومگاپیکسلی می.باشد. شما که نتیجه.ای بهتر از نتیجه. دوربین.های نگاتیوی معمولی احتیاج ندارید؟
وضوح مناسب برای وب و ایمیل.
اگر تنها تصمیم دارید تصاویری برای صفحه وب خانگی یا وبلاگ خودتان تهیه کنید و یا عکس.های یادگاری برای دوستانتان بفرستید استفاده از وضوح 640x480 مناسب است. ضمن آن.که مزیت.های دیگری نیز دارد که عبارتند از:.

? صفحه.ی وب یا وبلاگ شما به دلیل حجم کم این تصاویر زودتر نمایش داده می.شود.
? حافظه. محدود دوربین.ها (در انواع معمولی بدون فلاش کارت 8 تا 16 مگابایت) امکان ذخیره. تعداد عکس بیشتری را به شما می.دهد. شاید تا وقتی با دوربینتان به یک مسافرت چند روزه نروید ارزش این مزیت را متوجه نشوید!
? زمان انتقال این تصاویر به کامپیوتر بسیار کمتر خواهد شد. مخصوصا اگر از کابل.های ارتباطی COM یا ارتباط مادون قرمز به جای پورت.های USB استفاده می کنید.
? تصاویر گرفته شده حجم کمتری را روی کامپیوترتان اشغال می.کنند (هرچند که امروزه برای بیشتر کاربران این مسأله موضوع مهمی نیست).
از طرفی اگر تصمیم دارید تصاویرتان را چاپ کنید قطعاً به دوربینی با وضوح بالا احتیاج خواهید داشت. پس بهتر است که درباره. چاپ بیشتر صحبت کنیم.
وضوح مناسب برای چاپ
فناوری.های متنوعی در صنعت چاپ و چاپگرها وجود دارد. ما در این.جا درباره. تکنولوژی چاپگر.های Inkjet یا جوهرافشان صحبت می.کنیم. شرکت.های سازنده. چاپگر.ها در بیشتر موارد کیفیت چاپگر خود را براساس وضوح چاپ نقاط در واحد اینچ مربع (dpi) تبلیغ می کنند. اما وضوح.های همسان لزوماً با هم برابر نیستند! زیرا یک پرینتر ممکن است مقدار قطرات جوهر بیشتری را برای نقطه. مورد نظر استفاده کند.
به عنوان مثال چاپگرهای ساخت شرکت (HP (Hewlett Packard که از فناوری PhotoREt lll استفاده می.کنند می.توانند برای ساختن یک رنگ از ترکیب 29 قطره. جوهر به ازای هر نقطه استفاده کنند یعنی نهایتاً امکان ساخت 3500 رنگ را دارند. اگرچه این عدد ممکن است به نظر بسیار زیاد باشد اما فراموش نکنید که بسیاری از دوربین.ها می.توانند 8/16 میلیون رنگ را به ازای هر نقطه ذخیره کنند! مسلماً این تعداد رنگ برای ساخت دقیق هر پیکسل رنگی کافی نیست و چاپگر.ها مجبورند ترکیبی از رنگ.ها را به گونه.ای ایجاد کنند که وقتی از یک فاصله به آن.ها نگاه می کنیم پیکسل.ها یکسان به نظر بیایند.اندازه چاپ عکس
مگاپیکسل
وضوح تصویر برحسب پیکسل
اندازه کیفی.
0/3
640 * 480
4 * 5 اینچ
0/4
768 * 512
5 * 7 اینچ
0/8
1125 * 768
8 * 10 اینچ
1/6
1536 * 1024
جدول 1در بسیاری از موارد سؤال می.شود که چه چاپگری برای چاپ عکس.های خانوادگی. مناسب است؟ می.توانیم با یک حساب سر انگشتی مقدار دقیق بالاترین کیفیت چاپگر. مورد نظرمان را به.دست آوریم. به عنوان مثال پرینتر خانگی من دارای وضوح 1200dpi می.باشد و بالاترین وضوح چاپ مناسب آن 300 پیکسل در اینچ مربع است. بدین معنی که با یک تصویر 1200x900 من می.توانم یک تصویر 3x4 اینچی( تقریبا اندازه معمول در ایران که 9x12 سانتیمتر است) را چاپ کنم. البته در عمل وضوح کمتر از این هم قابل قبول به نظر می.رسد. شما خودتان هم می.توانید این مقایسه را انجام دهید. اما فراموش نکنید که برای به دست آوردن کیفیتی قابل مقایسه با کیفیت فیلم.های نگاتیوی قدیمی تقریبا به وضوحی بین 150 تا 200 پیکسل به ازای هر اینچ مربع احتیاج دارید.
شرکت کداک در سایت اینترنتی خود حداقل وضوح پیشنهادی برای چاپ تصاویر در اندازه.های مختلف رامطابق جدول 1 ارایه کرده است.
البته جدول 1 به هیچ وجه نفی کننده استفاده از دوربین.های قوی.تر برای عکسبرداری عمومی نیست. مسلم است که در صورتی که تمام شرایط یکسان باشد، کیفیت چاپ یک عکس 5x7 اینچی با وضوح 6/1 بهتر از چاپ همین عکس با وضوح 8/0 است.
تشخیص رنگ.ها
متاسفانه باید بگویم که تمام فوتوسایت.ها کوررنگی دارند! دانستیم که فوتوسایت.ها مراکزی هستند که با جذب نور، بارالکتریکی تولید می.کنند. اما این مراکز قدرت تشخیص رنگ.ها را ندارند و تنها می.توانند میزان شدت نور تابیده شده را گزارش کنند. بسیاری از حسگرها این مشکل را توسط فیلترهای رنگی حل کرده.اند. هنگامی که رنگ.ها ضبط و ذخیره می.شوند، می.توان از آن.ها برای ترکیب و به دست آوردن رنگ.های دیگر طیف نورکه شما معمولا روی صفحه.ی مانیتور می.بینید استفاده کرد. اما این کار چگونه انجام می.شود؟
چندین راه برای ضبط سه رنگ اصلی تشکیل.دهنده. طیف نوری در دوربین.های دیجیتالی وجود دارد. دوربین.هایی که بالاترین کیفیت را دارند، از سه حسگر جداگانه استفاده می.کنند که هر یک دارای یک فیلتر رنگی جداگانه بر روی خودش است. نور توسط یک تقسیم.کننده نور(Beam Splitter) که درون دوربین تعبیه شده به حسگر.های مختلف فرستاده می.شود. فرض کنید که یک لوله. آب داریم که در انتهای آن یک سه راهی وجود دارد و می.تواند آب ورودی را به مقادیر مساوی تقسیم کرده و از هر یک از سه انشعاب خود بیرون بفرستد. بنابراین هر حسگر تصویری مشابه حسگر دیگر را دریافت می.کند. اما از آن.جا که رنگ فیلتر.های روی هر حسگر متفاوت است، هر حسگر تنها به یکی از رنگ.های اصلی واکنش نشان می.دهد.
مزیت استفاده از این سیستم این است که هر فوتوسایت حسگر می.تواند هرکدام از سه رنگ تابیده شده را دریافت و ضبط کند. متأسفانه دوربین.هایی که از این روش استفاده می کنند نه تنها حجم بیشتری دارند بلکه بسیار گران نیز هستند.

راه دیگر استفاده از تعدادی فیلتر چرخان با سه رنگ قرمز و آبی و سبز در مقابل تنها یک حسگر است. این فیلتر هربار که می.چرخد روی یکی از رنگ.ها قرار می.گیرد و دوربین می.تواند نور تابیده شده از میان آن فیلتر را ضبط کند. هنگامی که هرسه نور تابیده شد، تصاویر حاصل از این سه فیلتر رنگی با هم ترکیب شده و تصور کامل حاصل می.گردد. هرچند که در این روش هر پیکسل از ترکیب هر سه رنگ حاصل می.شود اما عملاً نتیجه عکسبرداری از تصاویر چندان واقعی به نظر نمی.رسد. چرا که ممکن است تصویر دقیقا همان چیزی نباشد که در عکس قبلی با یک فیلتر دیگر ذخیره شده بود. بنابراین چنین دوربین.های برای عکسبرداری از تصاویر با سرعت حرکت زیاد مثلا.ً مسابقات اتومبیل.رانی اصلا.ً مناسب نیستند.

روش دیگری که در دوربین.ها استفاده می.شود روش Interpolation (درون یابی) است.(درون یابی در لغت به معنای محاسبه مقادیر واسط بین دو نقطه است.) این روش یکی از عملی ترین و اقتصادی.ترین روش.های جدا کردن سه رنگ اصلی از یک عکس منفرد است. برای این کار روی هر یک از فوتوسایت.ها به طور جداگانه یک فیلتر رنگی قرار می.گیرد و در حقیقت حسگر نوری را به یک دسته پیکسل.های رنگی قرمز و آبی و سبز مبدل می کند. با این کار می.توان به سادگی با اطلاعات به دست آمده از میانگین مقدار رنگ پیکسل.های همجوار به تخمین دقیقی از رنگ.های هر موقعیت مکانی دست یافت. پروسه. یافتن مقدار تخمینی رنگ.های بین دو نقطه. رنگی را درون.یابی می.نامند. (درباره. این روش بیشتر توضیح خواهیم داد . فعلا برای سادگی کار هر یک از فوتوسایت.ها را به صورت یک پیکسل رنگی قرمز ، آبی یا سبز در نظر بگیرید که با ترتیب خاصی در کنار هم قرار گرفته.اند).
فیلتر بایر (Bayer Filter)
الگوی معمول فیلتری که در قسمت تشخیص رنگ درباره آن صحبت کردیم الگویی به نام فیلتر بایر است. این الگو روش چیدمان فیلتر.های رنگی را در حسگر.های نوری. که به روش درونیابی عمل می.کنند توجیه می کند. در این الگو روش چیدمان رنگ.ها به صورت یک در میان قرمز و سبز و در جهت عمود بر آن به صورت یک در میان آبی و سبز می.باشد. احتمالا می.پرسید چرا رنگ سبز در هر دو ردیف قرار می.گیرد؟ در این فیلتر رنگ سبز به دقیقاً دوبرابر هر رنگ ( و برابر با مقدار هر دورنگ) می.باشد. زیرا چشم انسان نسبت به این سه رنگ اصلی حساسیت یکسانی ندارد و ضروری است که اطلاعات رنگی ذخیره شده نسبت به رنگ سبز بیشتر از دو رنگ دیگر باشد. با این کار درک چشم ما از تصویر ضبط شده، تصویری طبیعی.تر خواهد بود.
مزیت این روش این است که تنها به یک حسگر نوری احتیاج دارد و ذخیره. اطلاعات رنگی (قرمز، سبز و آبی) در یک لحظه .و به صورت همزمان اتفاق می.افتد. این مطلب بدین.معنی است که می.توان دوربین.هایی بسیار ارزان و کم حجم و کارآمد تهیه کرد که در بسیاری از موقعیت.های مکانی کاربرد داشته باشند. خروجی فایل RAW از یک حسگر با فیلتر بایر یک تصویر شطرنجی از رنگ.های قرمز و آبی و سبز با شدت.های مختلف می.باشد که برای ایجاد تصویر به مرحله. Interpolation می.رود.
اگر با دقت نگاهی به این الگوی جداسازی رنگ.ها بیندازید احتمالا شگفت.زده خواهید شد که چگونه از این رنگ.های اصلی شطرنجی که به صورت چهار رنگ (دو رنگ سبز و یک قرمز و یک آبی) دریافت می.شوند، رنگ های حقیقی تصاویر با هاله.هایی از تغییرات رنگ طبیعی به.دست می.آید؟ جواب مسأله در این.جاست که دوربین.های دیجیتالی از یک الگوریتم تبدیل به نام Demosaicing Algorithms استفاده می.کنند که می.تواند این رنگ.های شطرنجی (یا موزاییکی) جدا از هم را به یک پیکسل رنگی برابر با رنگ حقیقی مبدل کند. در واقع هر یک از این رنگ.های جداگانه در حقیقت بیش از یک.بار در بازسازی رنگ.ها مورد استفاده قرار می گیرند و هر پیکسل رنگی با میانگین گرفتن از میزان شدت و نوع رنگ احاطه.کننده.اش، ساخته می.شود.
دوربین.های مختلف از راه.های گوناگون دیگری نیز برای به.دست آوردن میزان شدت و نوع رنگ.های دریافتی استفاده می.کنند. به عنوان مثال یکی از شرکت.های معتبر سازنده دوربین و لنز به نامFoevon ، حسگری ابداع کرده است که از هر سه فیلتر آبی، سبز و قرمز بر روی تمام سطح حسگر خود استفاده کرده است. ممکن است تعجب کنید که چطور یک حسگر می.تواند هر سه نور رنگی اصلی را که به سطح آن تابیده می.شود محاسبه کند. در صورتی.که همان.طور که گفتیم فوتوسایت.کور رنگی دارند. تکنولوژی پیشرفته. این دوربین که X3 technology نامیده می.شود از روش خلاقانه. قرار دادن سه تشخیص.دهنده نور در داخل سیلیکون حسگر استفاده می.کند و هنگامی که نورهای آبی، سبز و قرمز به سطح آن تابیده می.شوند، از آن .جایی که هر یک از آن.ها دارای قدرت نفوذ مشخصی به داخل سیلیکون حسگر هستند، می.توانند میزان شدت نور را برای هر یک از این سه رنگ تابیده شده بر سطح فوتوسایت تعیین کنند.
تکنولوژی دیگری که توسط شرکت سونی ابداع شده از یک رنگ Cyan (سبز آبی) به جای یک ردیف از رنگ.های سبز استفاده می.کند و یا در برخی دوربین.ها به جای رنگ.های (قرمز، سبز، آبی) از چهار رنگ سبزآبی، زرد، سبز و قرمزآبی استفاده می.شود. اما در هر حال امروزه در اکثر دوربین.های موجود در بازار از دوربین.های تک حسگره با فیلتر.های بایر استفاده می.شود. تاریخ درج : 24/5/1385 ساعت : 13:31 کد : 1385411002611 ماخذ : ماهنامه شبکه

دیجیتالی کردن اطلاعات
تا این.جا آموختیم که حسگر چیست و نور تابیده شده به سطح آن چگونه به بار.های الکتریکی با شدت.های مختلف تبدیل می.شود. اما این بار.های الکتریکی که توسط حسگر.ها تولید می.شوند نمی.توانند به عنوان علائم دیجیتال مورد استفاده کامپیوتر قرار بگیرند. به منظور دیجیتالی کردن اطلاعات، این سیگنال.ها باید از میان یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (ADC: Analog to Digital Convertor) عبور کنند. در حقیقت عملیات دورن.یابی نیز پس از همین تبدیل شروع می.شود.
برای ساده شدن بحث، تصور کنید که هر کدام از فوتوسایت.هایی که درباره. آن صحبت کردیم یک سطل آب هستند و فوتون.های نور را به صورت قطرات بارانی فرض کنید که به داخل آن.ها ریخته می.شوند. همینطور که دانه.های باران به داخل سطل ریخته می.شوند، سطل از آب پر می.شود (در حقیقت از بار الکتریکی انباشته می.شود). از آنجا که مقدار بارش باران به داخل هر یک از این سطل.ها یکسان نیست، بعضی از آن.ها پر می.شوند و بعضی دیگر هم نیمه پر و یا خالی می.مانند. حالا سطل.هایی داریم که دارای مقادیر مختلفی از آب (یا بار الکتریکی) هستند (که بستگی به روشن.تر بودن یا تاریک.تر بودن نور تابیده شده دارد). سپس ACD یا مبدل آنالوگ به دیجیتال، مقدار آب انباشته شده در هر سطل را اندازه.گیری کرده و اطلاعات به دست آمده را در مبنای باینری یا دو دوئی که مبنای مورد استفاده کامپیوتر است، گزارش می.کند. در قسمت بعدی این مقاله، به مسائل مربوط به دیدن تصاویر، ویرایش، لنزها و راهنمای خرید دوربین خواهیم پرداخت.
فوتوسایت.ها و پیکسل.ها
در قسمت قبلی که در مورد وضوح و تعداد پیکسل.ها صحبت می.کردیم، احتمالا متوجه شده.اید که تعداد پیکسل.ها و بیشترین مقدار وضوح، آن.چنان که باید باهم هماهنگ نیستند. به عنوان مثال یک دوربین که به ادعای سازنده.اش دارای 1/2 مگاپیکسل است، چطور فقط می.تواند تصویری با وضوح 1200 1600x ایجاد کند؟ بگذارید مقدار دقیق را محاسبه کنیم :
یک تصویر با وضوح 1200 1600x (که با دوربین گرفته.ایم) باید دارای 1600 در 1200 پیکسل یعنی دارای 000/920/1 پیکسل باشد. اما "1/2 مگاپیکسل" به این معنی است که تصویر ما باید 000/100/2 پیکسل داشته باشد. این مسئله نه یک حقه. دیجیتالی است و نه یک اشتباه محاسباتی از سوی سازنده. دوربین. این یک اختلاف کاملا حقیقی بین دو عدد است. وقتی سازنده.ا.ی ادعا می.کند که دوربینش 1/2 مگاپیکسل است یعنی روی CCD خود 000/100/2 عدد فوتوسایت تعبیه کرده است. پس چطور ممکن است بعضی از این فوتوسایت.ها برای ایجاد تصویر مورد استفاده قرار نگرفته باشند؟ فراموش نکنید که CCD یک وسیله. آنالوگ است و مجبور است برای ایجاد بار الکتریکی، از فوتون.های انباشته شده در فوتوسایت.ها برای ارسال بار الکتریکی به مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده کند. حتما می.دانیدکه دلیل اینکه ما بعضی اجسام را سیاه می.بینیم این است که هیچ نوری از سطح آنها به چشم ما باز تابیده نمی.شود. در حقیقت هیچ فوتون نوری از آنها به چشم ما تابیده نمی.شود. درست حدس زدید. بعضی از فوتوسایت.ها اصلا از بار الکتریکی پر نمی.شوند و مقدار نور محاسبه شده برای این پیکسل.ها از میانگین پیکسل.های همجوار (حتی اگر ضعیف هم باشند از پیکسل.های دورتر) محاسبه می.شوند. پیکسل.های مرده یا همان پیکسل.هایی که مورد استفاده قرار نگرفته.اند در حقیقت همان فوتوسایت.هایی هستند که هیچ نوری دریافت نمی.کنند و عکس را خراب می.کنند. باید بپذیریم که محیط اطراف ما دارای رنگ سیاه نیز هست!
حافظه.ها
بسیاری از دوربین.هایی که امروزه در فروشگا.ه.ها می.بینید، دارای یک نمایشگر LCD هستند که به شما امکان می.دهندبلافاصله پس از عکسبرداری، تصویر گرفته شده را مشاهده کنید. این قابلیت یکی از پیشرفت.های بسیار مهم در صنعت عکاسی است. این قابلیت به قدری جالب است که بسیاری از عکاسان آنالوگ را واداشت علیرغم وابستگی زیادی که به دوربین.ها و روش.های قدیمی عکاسی داشتند، به عکاسی دیجیتال رو بیاورند.
البته مشاهده. تصاویر گرفته شده که با همکاری ACD و ریزپردازنده. موجود در داخل دوربین بر روی نمایشگر دوربین امکان پذیر می.شود، پایان داستان نیست. بسیاری از ما دوست داریم تصاویرمان را تا مدت.ها روی دستگاه کامپیوترمان حفظ کنیم و یا آنها را چاپ کرده و در داخل آلبوم.های عکس. نگهداری کنیم. راه.های مختلفی برای نگهداری از تصاویر در داخل دوربین و یا انتقال آنها به کامپیوتر وجود دارد.
امروزه تمام دوربین.های دیجیتالی موجود در بازار دارای حافظه.هایی هستند که برای ذخیره. موقت تصویر در داخل دوربین تعبیه شده.اند. شما می.توانید تا زمانی که این حافظه که حجم محدودی هم دارد کاملا پر نشده، باخیال راحت عکسبرداری کنید. دوربین شما تمام عکس.ها را روی آن ذخیره می.کند. اما هنگامی که این حافظه پر می.شود باید برای آن فکری کرد.
یک راه این است که به.وسیله. یکی از ابزار.های اتصال.دهنده ارائه شده همراه دوربین.تان، عکس.های گرفته شده را به کامپیوتر یا یک حافظه بزرگتر ( مثل حافظه.های PDA ساخت شرکت Nikon) انتقال دهید. پورت.های USB ،Parallel ،SCSI ، Serial و یا حتی درگاه.های مادون قرمز (Infrared) نیز که در اکثر گوشی.های موبایل جدید تعبیه شده، می.توانند به سادگی عکس.های شما را منتقل کنند. اما همه این.ها در صورتی میسر است که شما به کامپیوترتان دسترسی داشته باشید. فرض کنید در طول یک سفر حافظه دوربین.تان پر شود. برای چنین موقعیت.هایی باید از وسایل ذخیره .سازی جانبی کمک بگیرید.
خیلی از دوربین.های ارزان قیمت تنها می.توانند از حافظه داخلی خود استفاده کنند. این حافظه همان.طور که گفتیم بسیار زود پر می.شود و معمولا بیشتر از 8 یا 16 مگابایت نیست. اما حافظه.های جانبی در انواع مختلفی یافت می.شوند که عبارتند از:
کارت.های SmartMedia: کارت.هایی شبیه به همان حافظه.های Flash Memory هستند که ابعاد کوچکی دارند.
کارت.های CompactFlash: شبیه به کارت.های SmartMedia اما کمی بزرگ.تر هستند.
Memory Stick: یک نوع حافظه. شبیه به کارت.های Flash Memory که مخصوص محصولات شرکت سونی می.باشد.
فلاپی دیسک: بعضی از دوربین.ها می.توانند که مستقیما از فلاپی دیسک به عنوان حافظه استفاده کنند.
کارت PCMCIA: تعدادی از دوربین.های حرفه.ای جدید، به علت حجم بالای تصاویری که ذخیره می.کنند از کارت.هایPCMCIA استفاده می.نمایند که بسیار گران.قیمت هستند استفاده نمایند.
CD یا DVD قابل رایت: تعدادی از دوربین.های جدید نیز از CD یا DVD برای ذخیره تصاویر استفاده می کنند.
هیچ.کدام از این کارت.ها را نمی.توان به جای دیگری به کار برد و معمولا دوربین.های دیجیتال از یک یا دو نمونه از این حافظه.ها استفاده می.کنند.
اگر از چندین کارت حافظه مربوط به دوربین.های مختلف استفاده می کنید و نمی.توانید همه آنها را توسط کابل.های مخصوص خود به کامپیوترتان متصل کنید، بهتر است از دستگاه.های کارت.خوان استفاده کنید. این دستگاه.ها که در بازار ایران با نام Ram Reader شناخته می.شوند، دارای یک رابط USB هستند که می.توانید با قرار دادن کارت.های حافظه در داخل آن محتویات آنها را انتقال دهید.(من به تازگی یکی از آنها را که اسلات.های جداگانه.ای برای تمام کارت.های حافظه دارد به قیمت 14 هزار تومان خریداری کرده.ام).

کنترل نور
کنترل مقدار نور تابیده شده به سطح حسگر بسیار مهم است. اگر دوباره به مثال سطل.ها و قطرات آب برگردیم، می.توانیم حدس بزنیم که چرا نور بسیار شدید و یا نور بسیار کم برای کار عکاسی مناسب نیست. سطل کاملا خالی و یا کاملا پر نمی.تواند هیچ.گونه اطلاعاتی را برای کار ذخیره کند و تمام اطلاعات مربوط به میزان شدت نور حذف می.شود. حتی اگر فرض کنیم یکی از فوتوسایت.ها احتمالا با نور بیشتری نسبت به دیگری مواجه شده است، اما چون هر دو سطل کاملا پر و مساوی هستند نمی.توانیم مقدار میان آن دو را به دست آوریم. در دوربین دو قطعه به نام.های شاتر و دیافراگم می.توانند میزان تابش نور را کنترل کنند.
مقدار مربوط به دیافراگم عبارت است از مقدار باز شدن دهانه. دوربین به منظور تابش نور از درون لنز.ها. دیافراگم دقیقا بعد از لنز.ها قرار گرفته است. نور بازتابیده از یک جسم ممکن است بسیار شدید باشد و ممکن است برای بازسازی تصویر به چنین نور شدیدی احتیاج نباشد. در چنین موقعیتی شما به اندازه دیافراگم کوچک.تر احتیاج دارید. برعکسِ این اتفاق در روز.های بارانی و ابری می.افتد که به علت نور کم محیط، نور کافی برای ایجاد تصویر وجود ندارد و دهانه دیافراگم دوربین بازتر خواهد شد.
سرعت شاتر نیز مقدار زمان باز ماندن دیافراگم را کنترل می کند. هر چه زمان بیشتری دیافراگم را باز نگه داریم، نور بیشتر به سطح فوتوسایت.ها تابیده می.شود. این قطعه در دوربین.های آنالوگ به طور مکانیکی عمل می.کند. چرا که با هر بار شارژ شدن، فنر شاتر تنها یک.بار می تواند عمل کند (صدا و لرزش خفیفی که در هنگام گرفتن عکس با این دوربین.ها حس می.شود مربوط به عملکرد همین قطعه است). اما در دوربین.های دیجیتالی به علت اینکه عمل دریافت نور با برقرار شدن اتصال بین صفحه. حسگر و مبدل آنالوگ به دیجیتال انجام می.شود، عملا احتیاجی به شاتر مکانیکی نیست. در ضمن توانایی بسیار زیاد دوربین های دیجیتالی نسبت به دوربین.های آنالوگ در گرفتن تصاویر سریع پی.در.پی به همین قابلیت وابسته است. (البته بعضی دوربین.های دیجیتالی SLR از هر دو نوع شاتر استفاده می.کنند.)
بسیاری از دوربین.های دیجیتال ارزان قیمت مقدار این دو گزینه را به طور خودکار تنظیم می.کنند و در اکثر مواقع بهترین حالت (از دید حسگر نوری دوربین) را انتخاب می.کنند. اما دوربین.های پیشرفته.تر قابلیت.های بیشتری را برای تغییر سرعت و شدت نوردهی در اختیار قرار می.دهند که مورد استفاده عکاسان حرفه.ای است. بعضی از سازندگان دوربین.های دیجیتالی حتی پا را از این هم فراتر گذاشته.اند و برای جلب توجه حرفه.ای.ها، با استفاده از یک لرزاننده و بلندگوی بسیار کوچک در داخل دوربین صدا و لرزش خفیف حاصل از شاتر را در این دوربین.ها بازسازی کرده.اند! ممکن است تصور کنید چرا هنگامی که دوربین، به طور اتوماتیک بسیاری از تنظیمات را انجام می.دهد باید دوربین گرانتری با قابلیت تنظیم دستی تهیه کنید. فراموش نکنید که بهترین حالت از دید حسگر دوربین حالت بهینه در بین حالت.های مورد انتخاب (و نه لزوما بهترین حالت ممکن) می.باشد.استفاده معمولی
نوع دید
معادل. 35 میلی.متری

در دوربین.های دیجیتالی 4 نوع مختلف لنز به.کار برده می.شود:
? .لنز.های زوم ثابت و فوکوس ثابت: این نوع لنز.ها دارای فوکوس و زوم ثابت هستند و معمولا در دوربین.های ارزان قیمت کاربرد دارند. بسیاری از گوشی.های موبایل و دوربین.های ساده وب.کم از این لنزهای ثابت استفاده می کنند.
? .لنز.های زوم اپتیکال با فوکوس اتوماتیک: این لنز.ها شبیه همان لنز.هایی هستند که در دوربین.های ویدئویی معمولی استفاده می.شوند. می.توانید به مقدار محدودی از قابلیت تله و واید.کردن استفاده کنید. اما در بیشتر مواقع امکان زوم کردن دستی را به شما نمی.دهند.
? .لنز.های زوم دیجیتالی: در این روش دوربین شما (و نه لنز) پیکسل.های مرکز عکس را گرفته و به طریق درون.یابی از همان پیکسل.های گرفته شده، یک تصویر بزرگ.تر به اندازه. تصویر اصلی می.سازد. بسته به وضوح تصویر و نوع حسگر، این عمل ممکن است به از بین رفتن کیفیت و یا شطرنجی شدن تصویر منجر شود. این نوع زوم دقیقا مثل این است که شما یک عکس را بگیرید و قسمتی از آن را ببرید و سپس تکه. بریده شده. تصویر را چند برابر بزرگ کنید.
? .لنز.های قابل تعویض: اگر با دوربین های 35میلی.متری حرفه.ای.تر کار کرده باشید، با مفهوم لنز.های قابل تعویض آشنا هستید. این لنز.ها می.توانند بر روی دوربین قرار بگیرند و به.وسیله شکست نور (همانند لنز های نوری دیگر) تصویر بزرگ.تر و یا کوچک.تری را به دوربین منتقل کنند.
از آنجایی.که بسیاری از کاربران با دوربین.های آنالوگ 35 میلی.متری کار کرده.اند و با مقیاس.های لنز.های مربوط به آنها آشنا هستند، اکثر سازندگان دوربین.های دیجیتالی فاصله.های کانونی لنز.های دوربین.های خود را در مقیاس.های قابل مقایسه با دوربین.های آنالوگ بیان می.کنند. این اطلاعات در هنگام تهیه دوربین. بسیار مهم هستند و شما می.توانید به راحتی از عادی و یا تله.واید بودن لنز دوربین.تان اطمینان حاصل کنید. در جدول یک ش

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 698]