2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

1. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu Zdeněk Töpfer ztopfer@volny.cz

2. 2. Princip a konstrukce digitálního aparátu • Součásti digitálního fotoaparátu • Princip činnosti digitálního fotoaparátu • Typy digitálních fotoaparátů • Příslušenství k digitálním fotoaparátům • Baterie a akumulátory 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

3. 2.1 Základní součásti digitálního fotoaparátu 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

4. 2.1 Základní součásti digitálního fotoaparátu • tělo • snímač a nejbližší okolí (snímač, A/D) • procesor • optika (objektiv, předsádky, clona) • elektronika (řadič, expoziční logika, rozhraní) • zobrazování (hledáček, LCD displej) • paměť (vyrovnávací, velkokapacitní) • napájení (baterie, akumulátory, zdroje) • vnější plášť (kompakty, zrcadlovky) • software (ovladače, příslušenství) 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

5. 2.1 Tělo Tvar a velikost se liší podle typu přístroje: • Jednoduchý tvar - kvádr • Ergonomický tvar • Neobvyklé tvary Použitý materiál: • Celoplastové fotoaparáty • S vyztuženou kostrou • Celokovové 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

6. 2.1 Jednoduchý tvar Nikon Coolpix S3 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

7. 2.1 Jednoduchý tvar Casio Exilim Z200 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

8. 2.1 Ergonomický tvar Konica Minolta Dimage Z3 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

9. 2.1 Ergonomický tvar Konica Minolta Dimage Z3 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

10. 2.1 Ergonomický tvar Canon EOS 5D Mark III 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

11. 2.1 Ergonomický tvar Nikon D90 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

12. 2.1 Zvláštní tvar Nikon Coolpix SQ 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

13. 2.1 Zvláštní tvar Nikon Coolpix SQ 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

14. 2.1 Snímač • snímač je složen z buněk měřících světlo • A/D převodník provádí samotnou digitalizaci dat • elektronika vždy provádí softwarovou úpravu obrazu Důležité parametry: • fyzické a efektivní rozlišení (MPx) • citlivost na světlo (ISO) • barevná hloubka (bit) • typ čipu (CCD, CMOS, Foveon) 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

15. 2.1 CCD čip • nejčastěji používaný • osvědčené řešení • výstup z čipu je analogový, proto za ním musí následovat AD převodník • vysoce kvalitní obraz s nízkým šumem Progresivní CCD čip: Jednotlivé řádky (sloupce) světlocitlivých buněk jsou napojeny na sběrnici. Při snímání obrazu se ukládá jeden řádek (sloupec) po druhém a to vše po jedné sběrnici. Prokládaný CCD čip: Řádky (sloupce) světlocitlivých buněk se načítají po blocích. Každý řádek (sloupec) má svůj registr. Odečítají se pak hodnoty těchto registrů, což je rychlejší. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

16. 2.1 Super CCD čip • konstrukčně stejný jako CCD • světlocitlivé buňky mají šestiúhelníkový nebo osmiúhelníkový tvar • buňky jsou blíže u sebe, což dělá opticky dojem vyššího rozlišení • poskytuje vyšší rozlišení • každý obrazový bod je opatřen mikročočkou, která zajišťuje lepší využití dopadajícího světla a tím i zvýšení citlivosti čipu Používá Fuji 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

17. 2.1 CMOS čip • konstrukčně velmi složitý • výstup dat z CMOS čipu probíhá najednou, protože každá světlocitlivá buňka má vlastní výstup • kratší doba pro přečtení obrazu z čipu • každá buňka má RGB filtr a miniaturní čočku, která soustředí dopadající paprsky světla pouze do místa citlivého na světlo • menší spotřeba energie • náchylnější na šum Používá Canon Použití ve fotomobilech 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

18. 2.1 Foveon čip • nová technologie • třívrstvé silikonové snímače • využívá vlastnosti silikonu, který pohlcuje různé složky světla různě • každá světlocitlivá buňka tak získává údaj o všech třech složkách barvy najednou Používá Fuji 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

19. 2.1 Zachycení barvy Světlocitlivé buňky nerozlišují barvu. Zachycují pouze množství světla. Záznam barvy: • Tři oddělené senzory • Rotace červeného, zeleného a modrého filtru • Pole barevných filtrů 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

20. 2.1 Zachycení barvy Použití permanentního barevného filtru – Bayerův filtr. Lidské oko není stejně citlivé na všechny barvy. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

21. 2.1 Zachycení barvy 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

22. 2.1 Velikost snímače Čím menší senzor, tím horší kvalita obrazu. Dramaticky se projevují všechny vady objektivů. Malé senzory jsou levnější. 1/2.7“ 5.3 x 4.0 mm Konika Minolta DIMAGE 2/3“ 8.8 x 6.6 mm Nikon Coolpix 8700 APS-C 22.2 x 14.8 mm Canon EOS 650 D Nikon D70s fullframe 24 x 36 mm Canon EOS-1Ds kinofilm 24 x 36 mm 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

23. 2.1 Rozlišení snímače Rozlišení snímku – počet bodů, které je fotoaparát schopen rozeznat. Zpravidla lze nastavit několik úrovní. Počet Mpx Rozlišení Maximální foto obrazu obrazu při 300 dpi 2 1600 x 1200 13 x 10 cm 3 2000 x 1500 17 x 13 cm 4 2500 x 1600 21 x 14 cm 5 2800 x 1800 24 x 15 cm 6 3000 x 2000 25 x 17 cm 8 2500 x 2300 30 x 20 cm 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

24. 2.1 Šum Šum na snímači je způsoben elektromagnetickým šumem v prostoru kolem nás (např. mobilní telefony, elektrické motory, transformátory, reprosoustavy, počítače). Vliv na jeho velikost má i teplota okolí. Šum je charakteristický pro každý digitální fotoaparát. Projevuje se jako barevné body v obraze. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

25. 2.1 Šum Šum je tím menší, čím je každý pixel větší a čím je snímač větší. Šum je tím menší, čím je nižší citlivost snímače. Šum se zvětšuje při dlouhých expozicích. Šum při následním zpracování vzrůstá při doostřování fotografie. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

26. 2.1 Šum Algoritmy na potlačení šumu ve fotoaparátu (např. konvoluce s vhodnou maskou) – důsledkem je mírné rozmazání. Možnost vyfotografování dvou snímků rychle po sobě – prakticky shodné až na náhodný šum. Programy na odstranění šumu – Neat Image, Noise Ninja. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

27. 2.1 Obrazový procesor Dostává digitální informace ze snímače Zpracovává data ze snímače Komunikuje s uživatelem Komunikuje s paměťovou kartou Zobrazuje obraz na LCD displeji Cache - vyrovnávací paměť 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

28. 2.1 Obrazový procesor Obrazový procesor provádí: • Nastavení expozice • Bayerova interpolace • Optimalizace dynamického rozsahu • Oprava vad senzoru a objektivu • Redukce šumu • Vyvážení bílé • Korekce snímku - kontrast, jas, barva, sytost • Doostření • Přepočet rozlišení • Komprese snímku (JPEG) 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

29. 2.1 Paměť • rychlá vyrovnávací paměť pro uživatelský komfort • fixní vnitřní flash paměť • vyjímatelná paměť pro uchování fotografií • souboj standardů a výrobců • kapacita 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

30. 2.1 Objektiv Z hlediska ohniskové vzdálenosti lze rozdělit objektivy na: • Rybí oka (8 mm) – extrémně širokoúhlé s úmyslnou deformací perspektivy • Širokoúhlé (10-30 mm) – interiéry, architektura, krajina, reportáž • Střední ohniska (30-100 mm) – přirozené zobrazení, portrét • Teleobjektivy (100-300 mm) – portrét, reportáž, krajina • Silné teleobjektivy (>300 mm) – příroda, sport 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

31. 2.1 Objektiv CANON EF-S 17-85mm f/4,5-5,6 IS USM se stabilizací 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

32. 2.1 Objektiv „rybí oko“ Olympus Zuiko 8mm F3,5 „rybí oko“ 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

33. 2.1 Objektiv – „rybí oko“ Nikon's Fisheye-Nikkor 6mm f/2.8 – 220° 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

34. 2.1 Objektiv Speciální: • Telekonvertory – násobí ohnisko 1.4x, 2x, 3x • Předsádky – násobí ohnisko 1.4x, 2x, 3x • Makroobjektivy – měřítko 1:1, liší se minimální zaostřovací vzdáleností • Tilt-Shift – architektura (korekce) • Mirror – silné teleobjektivy konstruované na principu hvězdářského dalekohledu 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

35. 2.1 Objektiv tilt-shift 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

36. 2.1 Objektiv tilt-shift 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

37. 2.1 Konstrukce objektivů Asférický objektiv Objektiv Tamron AF 18-250mm F/3.5-6.3 Di II LD Aspherical (IF) Macro je vybaven LD a AD členy (členy s nízkou disperzí pro korekci barevné vady) a dvěma asférickými členy pro korekci sférické vady a astigmatismu. 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

38. 2.1 Vady objektivů Chromatická aberace 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

39. 2.1 Vady objektivů Deformace obrazu 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

40. 2.1 Vady objektivů - vinětace 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

41. 2.1 Vady objektivů - bokeh 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

42. 2.1 Vady objektivů - bokeh 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

43. 2.1 Vady objektivů • Neostrost v rozích • Reflexy a odrazy • Zkreslení obrazu • Neostrá kresba • Slévání detailů 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

44. 2.1 Stabilizátor Umožňuje používání delších expozičních časů a zajištění ostrosti. Principy stabilizace: • Speciální optický element • Snímací čip na gelovém podkladu v těle aparátu • Elektronická stabilizace • Dvojice gyroskopů 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

45. 2.1 Stabilizátor Systém Tamron VC (Vibration Correction) umožňuje fotografovat z ruky s rychlostí závěrky delší o čtyři kroky, než bychom museli použít bez stabilizátoru. 1 = trojice magnetů a jejich speciální úchyty 2 = trojice nepatrných ocelových kuliček 3 = čočka VC - plovoucí optický člen fyzicky sloužící pro korekci chvění objektivu 4 = trojice vinutí pro nastavování detekčního senzoru 5 = gyrosenzor pro detekci svislých kmitů 6 = gyrosenzor pro detekci příčných kmitů 7 = mikroprocesor VC — řídící jednotka celého systému stabilizace obrazu 8 = destička elektronického obvodu zdroj: www.oehlingradce.cz 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

46. 2.1 Stabilizátor Minolta Dynax 7D 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

47. 2.1 Závěrka Závěrka reguluje dobu osvitu snímače. Mechanická štěrbinová lamelová centrální Elektronická 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

48. 2.1 Závěrka Činnost štěrbinové závěrky 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

49. 2.1 Hledáček a displej Fujifilm FinePix S5600 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu

50. 2.1 Hledáček Používané typy: • optický průhledový • elektronický Vlastnosti: • geometrická přesnost • expoziční přesnost • kresba a zobrazení detailů • zobrazení informací pro uživatele • dioptrická korekce • zohlednění předsádek a nastavení • rychlost a plynulost zobrazení • subjektivní pocity uživatele 2. Princip a konstrukce digitálního fotoaparátu