10 технологий улучшения качества цифровой фотографии - Цифровая техника и HiTech - Полезные Статьи - Портал WideScreen. Фотографии. Статьи. Программы. Блог.

Современные цифровые фотокамеры уже достигли такого уровня развития, что качество съемки хорошей цифровой камерой с приличной оптикой и матрицей нисколько не уступает качеству снимков, сделанных на хорошем пленочном аппарате. Кроме того, цифровое фото дало массу дополнительных возможностей: от простой обработки снимков на компьютере до принципиально новых приемов съемки. До сих пор мы не имели возможности расходовать десятки и даже сотни кадров, чтобы потом в спокойной обстановке выбрать наилучший, или даже смонтировать его из нескольких снимков.

Развитие цифровой фотографии набирает обороты, и ряд производителей уже приняли решение об отказе от традиционных пленочных фотоаппаратов. Мы выбрали некоторые из наиболее перспективных технологий, которые на данный момент отражают тенденции развития цифровой фототехники. Хотя эти технологии из разных областей, все они ориентированы на улучшение параметров съемки.

Основной элемент цифровой фотокамеры — светочувствительная матрица или сенсор, фиксирующий картинку. Благодаря постоянному совершенствованию матриц мы имеем одновременное улучшение качества снимков, уменьшение стоимости и размеров аппаратов.

Однако, говоря о перспективах этой технологии, стоит упомянуть одну из важнейших проблем сенсоров. Во время съемки каждый элемент матрицы фиксирует свет в пределах определенной интенсивности, а значит очень светлые участки будут выглядеть на готовом снимке просто белыми, а очень темные превратятся в черные. Границы допустимой световой интенсивности называются сложным выражением «динамический диапазон». Чем шире у вашей камеры динамический диапазон, тем более детализованным окажется готовый снимок.

Необходимость расширения динамического диапазона подтолкнула разработчиков фотокамер к идее создания двухслойного изображения. Компания Fujifilm разработала специальный сенсор SuperCCD SR. Динамический диапазон такой матрицы увеличен в четыре раза, по сравнению с остальными сенсорами. Разработчики достигли столь впечатляющих результатов благодаря принципиально новому подходу к созданию сенсоров.

Матрица SuperCCD SR состоит из светочувствительных элементов двух типов. Одни из них стандартные, то есть такие же, как и во всех остальных камерах. А другие обладают пониженной светочувствительностью и способны зафиксировать детали даже на световых бликах объекта съемки. Каждая часть светочувствительных элементов фиксирует одну и ту же картинку, то есть, на выходе мы имеем два изображения: одно из них стандартное (таким бы оно стало без использования этой технологии), а другое — более темное. Процессор камеры, получая обе картинки, склеивает их при помощи особого алгоритма, что и позволяет значительно расширить динамический диапазон.

Еще одной проблемой светочувствительных сенсоров фотокамер является некорректная цветопередача. В отличие от пленки, где каждый чувствительный слой фиксирует только волны определенной длины, каждый активный элемент сенсора камеры воспринимает энергию светового луча, также зависящую от длины волны. Подавляющее большинство цифровых камер оснащено матрицами, «понимающими» лишь три цвета: красный, зеленый и синий (по базовой палитре RGB), или даже два цвета. Все остальное «додумывает» процессор камеры. Эта базовая палитра цветов способна отобразить практически любой оттенок, существующий в реальном мире. Однако, при обработке информации, поступающей с матрицы камеры, цвета могут исказиться.

Для тех, кто очень чувствителен к недостаткам цветопередачи на снимках, компания Sony предложила принципиально новый подход к цифровому восприятию цвета. Матрица Super HAD CCD™ содержит 4-цветный фильтр, где к трем основным прибавился еще изумрудный. Считается, что глаз человека особо чувствителен к зеленым оттенкам, а значит, такие снимки будут выглядеть более реалистичными. Впрочем, для сохранения снимка использоваться будет также трехцветная схема RGB, тем не менее информация с дополнительного сенсора позволяет достичь более точного разложения цветового диапазона на базовые цвета.

3. Стабилизация положения камеры при съемке

Если невозможно зафиксировать положение фотокамеры во время съемки, есть риск, что кадры получатся «непригодными». Причиной этому станет так называемая «шевеленка» — дрожание рук фотографа смажет кадр, и контуры на снимке окажутся размытыми. Для устранения этого явления существуют стабилизаторы — непременный атрибут хорошей профессиональной техники.

Впервые в истории любительских цифровых фотокамер решились встроить в аппарат оптический стабилизатор в компании Panasonic. Серия камер LUMIX оснащена системой оптической стабилизации изображения MEGA.O.I.S. Специальный инерционный датчик фиксирует дрожание камеры и передает сигнал на процессор камеры, который учитывает степень и характер движения, после чего маленький двигатель по его команде смещает специальную линзу так, чтобы свет всегда попадал только на матрицу. Однако это только на словах долгий процесс — в жизни вся процедура корректировки положения линзы происходит в реальном времени.

Еще одна проблема фотографии, причем не только цифровой — правильный выбор требуемой экспозиции, точнее, корректировка автоматически определенной выдержки и диафрагмы по данным от встроенного экспонометра. В большинстве современных цифровых фотокамер есть возможность подстройки экспозиции вручную, это уже не инновация, а скорее норма для каждой более или менее серьезной камеры. Прогресс наблюдается и здесь — например, возможность автоматической съемки нескольких последовательных кадров с разной экспозицией (автобрекетинг), применяющийся пока лишь в профессиональных камерах.

При использовании функции автобрекетинга, фотограф задает лишь шаг экспозиции (то есть величину ее изменения при каждом следующем кадре), а остальное делает сама камера. Процессор автоматически изменяет экспозицию следующего кадра и записывает его на карту памяти. Пользователю остается только выбрать нужный кадр из серии отснятых изображений. Удобно и практично, но, к сожалению, эта технология встречается пока что далеко не во всех камерах. Добавим, что технология брекетинга может применяться не только в отношении экспозиции, но и для задания светочувствительности матрицы, баланса белого, фокусировки, контрастности и прочих параметров съемки.

Одна из наиболее ощутимых для пользователя тенденций развития цифрового фото — уменьшение размеров камер, причем значительное. Развитие цифровых технологий привело к тому, что фотокамера теперь легко может уместиться в кармане и при этом давать снимки, которые можно распечатать в плакатном формате.

Большинство камер оснащены традиционными объективами, выдвигающимися при использовании оптического зума. Хотя компания Minolta уже создала новый класс фотокамер с зум-объективами: вся серия Dimage X основана на принципиально новом подходе к построению аппаратов. Здесь используются специальные объективы, построенные по принципу перископа: объектив направлен не вперед, а в боковую стенку аппарата. Чтобы картинка перед камерой попадала в объектив, а через него — на светочувствительную матрицу, за специальным окошком в верхнем углу камеры находится преломляющая призма, которая перенаправляет лучи света в объектив. Благодаря этой технологии, камеры всей линейки Dimage X, даже при использовании оптического зума, остаются абсолютно плоскими: для приближения картинки, линзы объектива передвигаются внутри камеры, не увеличивая ее габаритов.

Чтобы иметь возможность сохранить нужное количество изображений, одной лишь камеры недостаточно — понадобится еще и память, носителем которой чаще всего выступают флеш-карты. В принципе для записи снимков используется великое множество карт памяти, и наиболее распространенные из них: CompactFlash, MemoryStick, MultiMediaCard, SecureDigital, SmartMedia и xD-Picture Card. Многие камеры поддерживают сразу несколько видов карточек, и соответственно, размер памяти аппарата можно нарастить очень существенно.

Именно в этой нише производства, не столько относящихся к цифровому фото, сколько к развитию различных цифровых носителей информации, наблюдается максимальное сосредоточение новейших технологий. Уже сейчас доступны карты объемом в несколько гигабайт. Такие карты могут вместить тысячи фотографий, что избавляет от необходимости брать с собой «в нагрузку» дополнительные карты, ноутбук или другое считывающее устройство.

Еще одна приятная тенденция развития модулей памяти: увеличение их быстродействия. В СМИ постоянно появляются новости об очередном выпуске сверхбыстрых карточек. Они, в частности, могут быть полезны тем, кто любит фотографировать животных или птиц: в подобных условиях съемки сэкономленная секунда зачастую на вес золота.

Многие уже привыкли к беспроводным средствам связи между различными устройствами. Однако в этой области цифровые камеры пока немного отстают. Для соединения с компьютером обычно используется простой кабель, иногда камеру нужно ставить в «колыбельку» (cradle), подключенную к USB-порту компьютера. Хотя уже есть отдельные устройства, выделившиеся по этому параметру. Неплохим примером для подражания может считаться камера Sony Cyber-Shot DSC-FX77 — один из первых аппаратов со встроенным Bluetooth-адаптером.

Если Bluetooth появился в камерах сравнительно недавно и камеры, поддерживающие этот тип связи, можно сосчитать по пальцам, то внедрение скоростного радиоканала Wi-Fi в цифровых фотоаппаратах происходит быстрее. К примеру, можно вспомнить зеркальную камеру Nikon D2H. Правда, модуль Wi-Fi в нее не встроен — для его подключения имеется специальный разъем. Еще одним средством связи может послужить ИК-порт — самое дешевое средство беспроводной связи, хотя его применение не столь удобно, как радиосвязь (Bluetooth и Wi-Fi). Активно ИК-порты применяются для передачи сигнала от пультов дистанционного управления к камере.

На сегодняшний день достаточно широкое распространение получила тенденция к встраиванию фотокамер в самые разнообразные устройства. Несомненно, самый часто встречаемый вариант — сотовые телефоны с камерами. Одной из первых «приличных» камер обзавелся телефон Nokia 7610. В него был встроен вполне серьезный мегапиксельный аппарат, что наталкивает на мысль о дальнейшем развитии фототехники в телефонах.

Другим распространенным устройством, куда была встроена камера, стал карманный компьютер. КПК Sony CLIE PEG-NX80V, например, обладает 1,3 МП камерой, способной снимать даже в усложненных условиях: сумерках или при ярком свете.

Следующим этапом стало объединение камер в одном корпусе с mp3-плеером. Идея такого «гибрида» понравилась многим производителям камер — например, камера Casio EXILIM EX-M20 оснащена плеером, к ней даже наушники прилагаются. Не отстают и производители самих плееров: сравнительно свежая модель iRiver iFP1095 имеет встроенную фотокамеру — при своих очень небольших габаритах.

На этом перечень устройств с фотокамерами «на борту» отнюдь не заканчивается. Уже создан USB-флеш брелок, способный как хранить данные, так и делать снимки. Подобную игрушку под названием Bulldog выпустила компания RWC. Емкость самой «флешки» — 128 Мбайт, а разрешение снимков — 1280х1024 точек.

В отдельную группу устройств можно выделить карманные фотоальбомы. Эти небольшие аппаратики внешне напоминают КПК, но обладают гораздо большим объемом встроенной памяти, умеют считывать карточки памяти и имеют качественные экраны для отображения снимков. Например, Nikon CoolWalker MSV-01, оснащен 30-Гигабайтным диском и большим дисплеем. В этот альбом можно записать тысячи и тысячи фотографий, не задумываясь о том, где бы найти компьютер для скачивания отснятых кадров.

Сейчас доступны три способа печати снимков стандартного (10х15 см) размера: струйная, термосублимационная и термопечать. Самой привычной, конечно, является струйная печать, да и сублимационные принтеры тоже перестали быть новинкой. А перспективная и пока мало распространенная технология термопечати позволяет добиться в домашних условиях идеального качества карточек.

На сегодняшний день существует единственная компания, использующая в своих принтерах принцип термопечати — Fujifilm. Для того чтобы получить отпечаток максимально высокого качества, достаточно всего лишь загрузить специальную бумагу в принтер. Термоголовка нагревает бумагу, состоящую из трех чувствительных слоев, и в зависимости от температуры нагрева, проявляется определенный цвет. Таким образом, на бумаге просто «проявляются» изображения, без применения чернил и других красителей. А качество отпечатков практически совпадает с качеством лаборатории. Есть еще один плюс: затраты на распечатку одного снимка сводятся к покупке листа бумаги. Чернила не могут засохнуть в картридже, поскольку их просто нет. Таким образом, мы имеем идеальное качество печати при сравнительно небольших затратах.

В последнее время путь новых технологий из лабораторий к пользователю быстро сокращается. С одной стороны, все активнее набирает обороты рынок цифровой фототехники, с другой стороны, ничуть не медленнее растут требования потребителей к возможностям фотокамер. В столь же быстром темпе меняются тенденции, из потенциально перспективных почти мгновенно превращаясь в норму.