• Город
  • Люди
  • Еда
  • Культура
  • Путешествия
  • Наука и технологии
  • Колонки
  • Показаны результаты для: Array


  • Warning: include(../inc/globals.php): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/vhosts/v-94035.webspace/www/chronicle.kz/certainBlog/index.php on line 408

    Warning: include(../inc/globals.php): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/vhosts/v-94035.webspace/www/chronicle.kz/certainBlog/index.php on line 408

    Warning: include(): Failed opening '../inc/globals.php' for inclusion (include_path='.:/opt/alt/php55/usr/share/pear:/opt/alt/php55/usr/share/php') in /var/www/vhosts/v-94035.webspace/www/chronicle.kz/certainBlog/index.php on line 408

    Солнце находится на расстоянии 150 тысяч километров и излучает фотоны. Фотоны летят и достигают нашу планету за 8 минут. Некоторые из них ударяются о предметы вокруг вас, отражаются, летят в сетчатку глаз, мозг получает сигнал и создает изображение ваше визуальное окружение.

    Фотография предназначена для того, чтобы запечатлеть это самое визуальное окружение. Искусство это было изобретено около 200 лет назад. А до этого человечество тысячелетиями пыталось воссоздать свое окружение в картинах и прочих рисовашках.

    Клик. Фотоны превратились в биты, и на экране вашего смартфона появилась фотография.

    Данная статья будет о том, как работает камера вашего смартфона.

    Выдержка затвора, ISO, апертура

    Прежде чем рассказывать о волшебном превращении фотографии в jpeg, надо для начала познакомиться с основными концептами их создания. Основы эти никогда не менялись и сохранились еще со времен пленочных фотокамер. Школоте на заметку: раньше были только пленочные фотики. Просто сегодня вместо биохимических процессов, у нас есть электронный сенсор для захвата света.

    Количество света

    Процесс съемки одной фотографии иногда называют экспозицией. Еще экспозиция – это количество света на площадь. И эта самое количество света должно быть определено и задано. Если света будет недостаточно, то соответственно и картинка будет «темной» или как это правильно сказать – недооэкспонированной. Если же света будет слишком много, то картинка будет перенасыщенной, и цвета будут неразборчивыми. И никакие фильтры вам уж точно не помогут исправить данную ситуацию. Если быть точным – ничего уже не поможет.

    Image title


    Стопы/ ступени

    Существуют три вещи, которые влияют на количество света в экспозиции: выдержка затвора, значение ISO и апертура.

    В фотографировании изменение любого из трех этих параметров, которое либо удваивает, либо ополовинивает количество света, называют стопом. И если мы применяем стоп и меняем цифровое значение одного из параметров, то мы должны соответственно добавить или отнять, смотря как мы изменили один параметров, стоп к другому параметру, то есть компенсировать количество света. Об этом мы еще поговорим.

    Сложность в том, что эти три параметра (выдержка, ISO, апертура) еще влияют и на другие аспекты экспозиции, а комбинаций, как менять эти параметры для одного и того же количества света, существует бесчисленное множество.

    Скорость затвора

    Когда мы снимаем, сенсор захватывает свет на протяжение определенного количества времени – это и есть скорость затвора, то есть то, как быстро затвор открывает и закрывается.

    Например, скорость 1/50 значит, что светочувствительная матрица захватывает свет на протяжении 1/50 секунды. Если поменять скорость на 1/25, то свет будет захватываться вдвое больше времени, значит количество захваченных фотонов будет вдвое больше. В данном примере, мы сделали корректировку скорости затвора на 1 стоп.

    Айфон 6 способен менять скорость затвора с 1/8000 секунды до ½ секунды. Мы можем менять скорость, но это повлияет на размытость изображении из-за движений. Конечно, если вы вокруг ничего не движется, то можно выставлять сколько угодно времени, но, как правило, такое случается очень редко. Тем более на телефоне, который сам практически всегда в движении.

    ISO

    Этот параметр измеряет насколько матрица чувствительно к света, то есть является прямым индикатором шума в экспозиции.

    Айфон 6 может изменять ISO с 32 до 1600. Всякий раз, когда мы удваиваем ISO, например, от 100 до 200, нам нужно уменьшат свет в два раза. В противном случае, мы платим за это увеличением шума на фотографиях.

    При ISO равном 32, айфон делаем наименее «шумные» фотографии, но соответственно нуждается в наибольшем количестве света. При ISO равно 1600, айфон нуждается в каких-то 1\50 секундах света, но и изображения будут иметь максимальное количество шума.

    Image title


    Апертура

    Апертура камеры, а точнее ее линзы, - это величина того, насколько линза раскрывается для отправки света в светочувствительную матрицу. Апертура указывается как f. Например, f/5.6, где 5.6 это пропорция фокусного расстояния к эффективному диаметру апертуры.

    Число f немножко сложное. Стоп, связанный с этим числом, напрямую связан с махинациями с квадратным корнем числа 2. Так, при f/2.8 мы получаем вдвое больше света, чем при f/4.

    В айфон 6 апертура фиксированная и равна f/2.2, что делает жизнь проще.

    Комбинирование

    Итак, на айфоне, мы можем менять только ISO и скорость затвора. Соответственно, мы можем поддерживать один и тот же уровень экспозиции, балансируя эти два параметра.

    Этим объясняется, почему на айфоне такие ужасные ночные фотографии: света мало, скорость затвора нужна низкая, значит нужен высокий уровень ISO. Как итог: на фотографиях много шумов и размытость.

    Некоторые iOS приложения позволяют контролировать количество света мануально, давая возможность выставлять экспозиционное число (EV). Так, можно EV равное -1, что сделает снимки недоэкспонированными на 1 стоп.

    Другой вариант настройки экспозиции – это приоритет выдержки (S), благодаря которому можно выставить желаемую скорость затвора.

    И наконец, мы можем взять все под свой контроль и взяться за ручное выставление значений, как для затвора, так и для ISO. Для этого лучше сначала позволить телефону выбрать авто-экспозицию, а потом уже плясать от этих цифр.

    Фокус

    Фокус на айфоне автоматический. Пожалуй, всё.

    Оптические компоненты

    Линза состоит из нескольких оптических компонентов, позволяющих направлять и фокусировать свет. Во время настройки фокуса, происходит физическое движение этих компонентов.

    На айфоне линза встроенная. Но всегда можно прикупить дополнительную линзу и улучшить оптику камеру.

    Корзины для зарядов

    Теперь мы знаем основы основ. Ну и как же камера делает снимки?

    Внутри вашего айфона есть светочувствительная матрица. В камере эта часть, как зрачок у человека. Основная ее функция – это конвертация света и фотонов в электрический сигнал.

    Матрица состоит из огромного количества отдельных пиксельных сенсоров, выровненных в большой прямоугольник. Каждый пиксельный сенсор как корзина для заряда. Фотоны бьются о фотодиод пиксельного сенсора, потихоньку заряжая эту самую корзину. Как результат – каждый пиксель имеет свою маленькую корзину с электронами.

    В айфон 6 имеется 8 миллионов пиксельных сенсоров.

    Для правильной работы нам нужны две вещи: во-первых, возможность разряжать сенсоры. Во-вторых, возможность «прочитать» заряды, как только свет попадет в пиксельный сенсор.

    Почти все цифровые камеры обычно сдвигают пиксельные ряды. Светочувствительная матрица «прочитает» заряд первой корзины, затем заряды всех корзин сдвинутся на одну позицию, то есть, скажем, заряд, который до этого был во второй корзине, перейдет в первую. Именно таким образом, один за одним, все заряженные корзины будут прочитаны.

    После «прочтения», информация из пиксельного сенсора конвертируется в цифровое значение через аналоговый преобразователь. Так, свет, попавший в пиксельные сенсоры, превращается в набор цифр.

    Размер имеет значение

    Размер индивидуального пикселя – вот, что действительно важно, а не то, сколько у вас там мегапикселей. Пиксельные сенсоры реально маленькие. На айфон 6 они имею размер 1.5 нанометра. Для сравнения: в хорошей профессиональной камере пиксельный сенсор может быть размеров в 9 нанометров.

    Почему это имеет значение? Во-первых, чем больше пиксель, тем больше света в него ударяется, что повлияет на размер заряда. Чем больше заряд, тем меньше шума на снимке. Представьте, что вы слушаете музыку рядом с очень шумной улицей. Чем больше у вас будут колонки в квартире, тем меньше шума будет доноситься до вас.

    Во-вторых, чем больше пиксель, тем меньше вероятность, что свет будет «просачиваться» на соседний пиксель. Светочувствительная матрица – это полупроводник, сделанный из кремния. Свет, ударяюсь о сенсор, в той или иной мере будет попадать и на соседний сенсор. С уменьшением размера пикселя, количество света, «просачивающегося» сквозь него будет только расти. Что навряд ли скажется положительно на конечной картинке.

    Затвор

    Затвор на смартфонах автоматический. На этом можно и закрыть тему затвора.

    Цвет

    Мы уже знаем, как айфон мерит количество света, ударившегося в каждый пиксельный сенсор. Но это механизм черно-белой фотографии. Цветные – нуждаются в специальной технологии.Здесь я бы хотел пропустить теорию света, которую вы должны были выучить в школе.

    Каждый пиксельный сенсор оснащен цветовым фильтром, который помогает ему разобраться с длинами световых волн.

    Image title


    Формат

    Последняя стадия – это запись информации в файл. Почти всегда цифровые фотографии записываются в формате jpeg, который сжимает данные. Так, фотография айфон 6, которая по факту «весит» 23 мегабайта, после компрессии в формат jpeg, будет иметь размер в 1.5-2.5 мегабайта.


    обсуждение
    Читать по этой теме