Moderní multimediální elektronika (U3V) Prezentace č. 7
Digitální fotografie a digitální fotoaparáty
Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D. Ústav radioelektroniky, FEKT VUT v Brně
Program prezentace Digitální fotografie – jak vzniká ? Digitální fotoaparát – z čeho se skládá ? Jak digitální fotoaparát vidí barvy ? Jak na komprimaci a interpolaci obrázků ? Přenos digitální fotografie do PC a její zpracování Praktické ukázky ovládání digitálních fotoaparátů v laboratoři Televizní techniky a videotechniky UREL FEKT
Černobílá digitální fotografie
Výřez obrázku
Černobílá fotografie
Hodnoty jasu
Digitální obraz – mozaika bodů tvořící pravoúhlý rastr s poměrem stran 2:3 (stejně jako klasická fotografie) nebo 4:3 (TV poměr). Každému obrazovému bodu rastru (pixelu) je přiřazena číselná hodnota reprezentující jeho jas (8 bitů = 256 úrovní). Počet obrazových bodů na palec (2,54 mm) udává dpi (dot per inch).
Barevná digitální fotografie Základní barvy - R (červená), G (zelená), B (modrá) mohou tvořit aditivním mísením libovolnou barvu. Doplňkové barvy - pomocí základních barev RGB lze získat C (azurová), M (purpurová), Y (žlutá). Princip aditivního mísení barev
Barevná hloubka - hodnotou jasu každého obrazového bodu lze běžně rozlišit 256 úrovní pro každou základní barvu RGB. Celkový počet barevných odstínů takového snímku je pak roven 256 (R) x 256 (G) x 256 (B) = 16,7 mil. barev.
Digitální fotoaparát Paměťová karta
Obslužný program
CCD senzor na tištěném spoji Deska digitálního fotoaparátu s fix-focus objektivem
CCD snímací prvek (Charge-Coupled Device)
Standardní CCD čidlo Elementární buňka CCD
Super CCD čidlo
Typy senzorů CCD
CCC snímací prvek - matice fotocitlivých diod, uspořádaná do řádků a sloupců, jednotlivé prvky (senzory) snímají jas přicházejícího světla. Senzory jsou překryty barevnými filtry RGB nebo CMY. CCD čidla se podle typu snímání rozlišují na video CCD s prokládáním a progresivní CCD bez prokládání.
Srovnání rozměrů CCD čidla a kinofilmu
Rozdíl ve velikosti světlocitlivé plochy vyžaduje změny v konstrukci ve srovnání s klasickými přístroji – změna ohniskové vzdálenosti. Menší plocha senzoru způsobuje větší šum v obraze, menší poměr S/N (signál – šum).
Jak CCD čidlo vidí barvy
Snímání 3 CCD senzory
Snímání CCD senzory s barevnými filtry
Snímání pomocí 3 světlocitlivých vrstev. Světlo o různé vlnové délce proniká do různé hloubky světlocitlivé vrstvy křemíku. Čidlo pak nemá žádné filtry, ale 3 světlocitlivé vrstvy. Získáme plnou informaci o barvě a jasu.
Interpolace a komprese obrazu Čidlo se 4 megapixely světlocitlivých elementárních buněk pokryté mozaikovým filtrem typu GRGB snímá v obrázku 2 mil. zelených (G) pixelů, 1 mil. červených (R) a 1 mil. modrých (B). Chybějící obrazové body jsou dopočítány metodou matematické interpolace (lineární, kvadratická, bikubická). Množství paměti potřebné k uložení digitální fotografie lze spočítat tak, že vynásobíme počet vodorovných pixelů počtem svislých pixelů x 3 (pro každou RGB barvu). Tento výpočet vede k obrovským objemům dat. Co s tím? V průběhu komprimace jsou určité barvy a obrazová data označeny za nadbytečné a jsou odstraněna nebo potlačena. Komprimaci pak rozlišujeme na ztrátovou a bezeztrátovou.
Komprese obrazu – praktický příklad
Originální obraz
Malá komprese 2,3x
Velká komprese 6,7x
Formáty obrazů používaných digitálními fotoaparáty JPEG (komprimovaný), TIFF (nekomprimovaný), RAW (profesionální).
Paměťové karty pro digitální fotoaparáty Kartu typu Flash lze použít nejen pro záznam fotografií, ale i videa, digitální hudby, programů a obecných dat. Připojením k PC přes USB rozhranní nebo vložením do univerzální čtečky paměťových karet pracuje jako disk počítače.
Přenos digitální fotografie do počítače (ukázka) Rozhraní fotoaparátu a počítače musejí být stejná – tzv. kompatibilní (USB – Universal Serial Bus). Přenos pomocí uživatelského programu, ten bývá součástí balení digitálního fotoaparátu a dodává ho výrobce nebo přes průzkumník (USB disk).
USB rozhranní v 1.1 (1,5 Mbit/s) a High speed 2.0 (12 Mbit/s)
Zpracování digitální fotografie v počítači (ukázka) Zoner Photo Studio – program pro archivaci a zpracování digitálních fotografií
Organizace souborů
Úprava obrázků
Prezentace a prohlížení
WWW fotoalbum
Praktické ukázky ovládání digitálních fotoaparátů
Digitální fotoaparát Olympus Camedia C-4000 Zoom
Digitální fotoaparát Canon Ixus-55
SLR digitální zrcadlovka Canon EOS-350D
Fototiskárna Canon CP-400
Jak digitální fotografii vytisknout? 1. Tisk svěřit profesionálům v digitálním minilabu. Je třeba přinést digitální fotografie na CD (700MB), DVD (4,7GB) nebo přímo na paměťové kartě (xD, SD, CF nebo SM). 2. Poslat digitální fotografie elektronickou poštou (fotografie jsou umístěny v příloze e-mailu) z počítače, odběr hotových fotografií dobírkou nebo ve vybrané sběrně fotografií. 3. Vytisknout je přímo na barevné inkoustové nebo sublimační tiskárně pomocí počítače nebo i bez něj!
Canon EOS 350 D + Canon CP 400
Užitečné odkazy a knihy Fotoškola - www.fotoaparat.cz Digitální fotografie v praxi - www.fotografovani.cz O digitální fotografii - www.digineff.cz Institut digitalni fotografie - www.idif.cz Knihy: Ondřej Neff, Tajná kniha o digitální fotografii. iDnes, 2002.
Neffův průvodce digitální fotografií. IDIF, 2004. Rozumíme digitálnímu fotoaparátu, Zpracování digitální fotografie, Fotografujeme s digitálním fotoaparátem, Cestování s digitálním fotoaparátem. Edice praktická fotografie, IDIF, 2003-2004.
