Download
1 / 31
E N D
Pojem světla Světlo je záření, které představuje zvláštní druh hmoty. Jeho mírou je jeho energie. Světlo se skládá z částic, zvaných fotony, které se pohybují rychlostí světla c. S pohybem částic je však neodlučitelně spjato vlnění, které se šíří stejným směrem a stejnou rychlostí jako částice samy. Světelné vlnění je vlněním elektromagnetickým.
Šíření světla V různých optických jevech se uplatňuje buď vlnový charakter světla nebo skutečnost, že světlo jsou též částice (světlo má kvantový charakter). Ve stejnorodém prostředí se světlo šíří přímočaře. Směr, kterým se šíří, nazýváme světelný paprsek, jehož nositelkou je přímka, omezená na jedné straně světelným zdrojem a na druhé straně neprůhlednou hmotou, na kterou světlo dopadne.
Světlo jako elektromagnetické vlnění Elektromagnetické vlnění může mít různě dlouhou vlnu a podle toho má i různé účinky. Viditelné světlo má vlnovou délku v rozmezí 380 nm (světlo fialové) až 760 nm (světlo červené). Tato světla jsou okrajovými světly světelného spektra, mezi nimi je dále světlo modré, zelené, žluté a oranžové.
Barva světla • červené • oranžové • žluté • zelené • modré • fialové • okrajová světla infračervené a ultrafialové
Ultrafialové světlo Záření ultrafialové má kratší vlnovou délku než světlo viditelné a pokusně bylo sledováno pro vlnové délky v rozmezí 380 až 13,6 nm. Působí silně na fotografickou desku, vzbuzuje světélkování (fluorescenci) některých látek a činí vzduch vodivým. Má zhoubné účinky na četné mikroorganismy (např. bacil tuberkulózy), způsobuje pigmentaci kůže (při opalování) a škodí mladým rostlinám.
Infračervené světlo Záření tepelné stejné podstaty s infračerveným, má větší vlnovou délku než světlo červené (760 nm až 0,4 mm). Tepelné záření (sálání) Slunce způsobuje, že na Zemi přichází ze Slunce energie tepelná. Šíří se jak vzduchoprázdným prostorem, tak i nečistým vzduchem i mlhou. Pro tuto vlastnost se ho užívá k fotografování v mlze, k vidění ve tmě, k optické signalizaci neviditelným zářením. Proniká dobře i některými pevnými látkami (např. ebonitem). Jeho umělým zdrojem jsou topná tělesa.
Obraz v prehistorickém období VĚSTONICKÁ VENUŠE
Obraz ve středověkém období http://workaholic.bloguje.cz/566175-tapiserie-z-bayeux-znate-lepsi-zpusob-jak-predstavit-zakum-stredoveke-umeni-a-dejiny-najednou.php
Obraz v novověkém období Leonardo da Vinci
Počátky fotografie Prvním pokusem o možnézachycení reálného obrazu byla tzv. camera obscura. Zprvu místnost, později bedýnka v její čelní stěně byl otvor a protilehlá stěna tvořila projekční plochu. Paprsky procházející otvorem dopadaly na projekční stěnu a na ní se vytvářel skutečný, převrácený a zmenšený obraz objektu stojícího před camerou.
Historie fotografie Ve dvacátých letech 19. století se objevují první náznaky řešení záznamu obrazu fotografickou cestou. Prvním, kdo dosáhl viditelného úspěchu byl Joseph Nicéphore Niepce (1765 – 1851), který použil camery obscury k tzv. heliografii (kreslení světlem). Více je však znám pojem daguerrotypie – zachycení obrazu na vyleštěnou stříbrnou destičku pokrytou vrstvičkou jodidu stříbrného. Luis Jacques Mandé Daguerre byl původně malíř, později se výrazně věnoval právě fotografickému experimentování. Po něm následovala celá řada pokračovatelů, jako G. Gray ( 1820 – 1882), F.S. Archer (1813 – 1857), kteří svými objevy dovedli fotografický proces do dnešní podoby. Od této doby se fotografie stává svědectvím lidských osudů a její dějiny nabývají podobu dějin novodobého lidského vidění.
Fotoaparát Jak věci pracují
Kinematografický film Prvopočátky dynamického záznamu nacházíme v 19. století. V roce 1889 zhotovil filmovou kameru a současně i promítačku William Friese-Greene. Propagátory tohoto objevu pak byli bratři Lumiérové, v Čechách Ponrepo. Princip filmové kamery vychází z fotografického přístroje, avšak vlastní film je veden z cívky do rámečku, který je zakrýván závěrkou, film je dále posouván drapákem k ozubenému bubínku a odtud k navíjecí cívce. Vyvolaný film je promítán promítacím přístrojem, který má podobnou konstrukci jako kamera. Jak věci pracují
Počátky televize Původní myšlenkou je myšlenka rozkladu obrazu na prvky, na obrazové body. Body jsou uspořádány do vodorovných řádků a snímány zleva doprava a shora dolů. Jako nástroj ke snímání obrazu byla použita snímací elektronka na jejíž aktivní ploše se pomocí objektivu vytvořil obraz snímané scény. U původních černobílých televizních kamer se podle okamžitého jasu jednotlivých bodů obrazu měnily okamžité elektrické vlastnosti bodů aktivní plochy, které byly snímány bod po bodu v řádcích elektronovým paprskem. K tomuto zesílenému signálu ze snímací elektronky se přidávaly synchronizační impulsy, zajišťující složení obrazu přesně tak, jak byl při snímání rozložen.
Počátky televize První veřejné předvádění televize se uskutečnilo na berlínské výstavě Funkaustellung v roce 1928. Obraz na zařízení profesora Karoluse byl rozčleněn na 96 řádků a měl rozměry 8 x 10 cm. Později se začalo používat rozlišení 625 x 833, což odpovídalo 520 625 bodům. Každý z těchto 625 řádků byl přenášen 25 krát za vteřinu. Protože dvěma obrazovým prvkům černému a bílému odpovídal jeden kmit elektrického signálu, pracovaly televizní kamery s frekvencí 520 625 x 25 x ½ tj. přibližně 6,5 MHz. Aby byl odstraněno blikání způsobené opakovací frekvencí, rozdělilo se 625 řádků na 312,5 lichých a 312,5 sudých. Liché a sudé řádky jsou přenášeny střídavě. Tento proces nazýváme prokládané řádkování.
Potřeba uchovat televizní kamerou získané záběry vedla k objevu magnetického záznamu obrazu ( Alexander Ponatiev, 1956). Záznamová zařízení využívají stejného fyzikálního principu jako magnetofony pro záznam a reprodukci zvuku. Základním problémem proti záznamu zvuku bylo zaznamenání poměrně většího množství informací než u zvuku. Tento problém se nedal vyřešit jen větší rychlostí posuvu pásky. Řešení spočívá zejména v aplikaci principu, který zmenšuje délku zápisu tím, že místo podélného záznamu se použije příčný nebo šikmý záznam v kombinaci se snímáním záznamu rotačními hlavami. Dnes má dominantní postavení šikmý záznam, se kterým přišli Japonci v roce 1959. Jestliže v té době byl záznamový buben osazen jednou a později dvěma snímacími hlavami, dnes jsou běžná videa se čtyřmi, šesti i více hlavami. Princip rotujících magnetických hlav společně s posuvem pásku umožňuje dosáhnout velké relativní rychlosti mezi hlavou a páskem. Tato velká rychlost však umožňuje jen indukci velmi malého napětí, proto jen nutné použít kmitočtové modulace, která snižuje rozsah kmitočtového pásma zhruba čtyřnásobně. Zaznamenaný signál však nese všechny informace v plném rozsahu. Dnes se převážně používá k záznamu záznamový standard VHS, S-VHS, Betacam. Amatérské kamery mohou být osazeny například mechanikami pro kazety VHS – C, Hi – 8.
Po sto letech od analogového záznamu zvuku a dá se říci i dynamického obrazu, přichází nová technologie záznamu zvuku a obrazu a tou je digitální záznam. Předností analogového záznamu je jednoduchost principu záznamu a poměrně jednoduchá konstrukce zařízení pro záznam i reprodukci těchto jevů. Vývojem těchto zařízení se dosáhlo takové dokonalosti, že byl dokonale potlačen šum a vedlejší vlivy na kvalitní reprodukci. Mechanickými a elektronickými úpravami se zlepšila uživatelská přívětivost těchto zařízení. Problémy však přetrvávaly při vytváření případných kopií záznamů na nosičích (pokud je bylo možné získat). S každou další kopií záznamu klesala kvalita nové kopie. Také při reprodukci záznamu při dotykovém snímání zvuku či obrazu dochází k opotřebování nosiče, k zanášení stop (drážek), k mechanickému poškození neopatrnou manipulací a podobně. Ani opravou, retušováním, rekonstrukcí nosiče se nedosáhne původní kvality. Z těchto důvodů v době analogového záznamu obrazu a zvuku skoro neexistoval problém pirátských kopií a jejich šíření. Výrobci vyráběli a trh fungoval.
Analogová technologie však nevedla k rozvoji záznamových a reprodukčních médií. Muselo přijít něco nového a převratného. A tím je digitalizace. Laik toho příliš nepostřehl, protože navenek se vlastní přístroje od původních příliš nelišily, vstupem byla opět hudba, hlas, obraz a výstupem též. Avšak ve způsobu záznamu byl rozdíl zásadní. Světlo a zvuk jsou nejdříve převáděny na analogové elektrické veličiny, ty se následně měří v určitých intervalech (vzorkování – sampling) a tyto údaje jsou zaznamenány číselnou hodnotou ve dvojkové soustavě. Například u obrazu se zaznamenávají informace o optických vlastnostech jednotlivých bodů – pixelů (souřadnice, jas, barva).
Digitalizace obrazu Základem realizace digitálního obrazu je existence snímacího prvku CCD, což je polovodičový element (čip) přeměňující světelné záření na elektrický signál. Zkratka CCD v sobě skrývá slovní spojení Charge Coupled Device. Tyto fotocitlivé obvody převádějí dopadající světlo na elektrický náboj. Ten je pak měřen a převáděn do digitální podoby. Struktura čipu superCCD od firmy FUJI http://www.tippman.cz/casopis-font-clanky/f52_digitalni_fotografie.pdf
Digitalizace obrazu SuperCCD - Čip se skládá z osmihranných pixelů s barevnými filtry a mikročočkami. Filtry stejně jako u CCD snižují intenzitu dopadajícího světla, mikročočky naopak na pixely soustřeďují více světla. Je tedy možné tak docílit citlivosti odpovídající až ISO 800. SuperCCD využívá principu lidského oka, které má větší rozlišovací schopnost v horizontálním a vertikálním směru, než ve směru diagonálním. Proto jsou pixely vůči sobě pootočeny o 45 . Toto vzájemné umístění umožnilo zvětšit efektivní rozlišení 1,6 až 2,3 krát. Ale i u těchto čipů dochází k interpolaci barev (špatné zobrazení pleťových a pastelových barev). Struktura čipu superCCD od firmy FUJI
CCD - (Charge Coupled Device, angl.) Tyto čipy jsou dnes v digitální fotografii nejpoužívanější. Na čipu jsou mozaikově uspořádány pixely s barevnými filtry. Tyto filtry ale mají za následek snížení intenzity dopadajícího světla na čip. K dalším nevýhodám patří drahá výroba, velká spotřeba energie a nutnost interpolace barev, což má za následek nižší výslednou kvalitu a efektivní rozlišení čipu. Princip čipu typu CCD
Každý snímač CCD je složen z velkého množství samostatných miniaturních buněk zaznamenávajících světlo samostatně. Buňka je tvořena z několika desítek různých velice tenkých vrstviček materiálu. Celá buňka má velikost několika desetin milimetru. V této buňce se odečítá rozdíl napětí mezi dvěma vrstvami následkem osvícení. Vrstvy jsou doplněny celou řadou filtrů a dalších komponent. Funkci čipu CCD lze rozdělit do tří fází: · přeměna dopadajícího světla ve shluky vázaných elektrických nábojů, · akumulace takto vzniklých nábojů, · přenos těchto nábojů k okrajům struktury tak, aby bylo možné je dále zpracovávat jako obrazový signál.
Podle způsobu snímání rozdělujeme CCD snímače na: ·prokládané snímače, jejichž konstrukce je přizpůsobena tomu, jak se zpracovává televizní obraz, tedy řádkově, · progresivní snímače, které zpracovávají obraz jako celek najednou. Jedná se komplikovanou technologii, která však přináší vyšší ostrost a přesnost podání obrazu. Snímač CCD je hlavní součástí digitálních kamer a digitálních fotoaparátů. Současné špičkové digitální fotoaparáty se svým rozlišením již blíží rozlišení až 6,5 a více megapixelů, což odpovídá kvalitě klasického kinofilmu. Reprodukci digitálně zaznamenaného obrazu lze uskutečňovat pomocí televizního přístroje, LCD panelu, dataprojektoru či videoprojektoru. Jsou to vesměs zařízení, která též využívají bodového zobrazení reprodukovaného obrazu.
Digitalizace obrazu CMOS - (Complementary Metal Oxid Semiconductor, angl.) vybraným zástupcem těchto čipů je trojvrstvý čip Foveon X3 od Sigmy. Výroba těchto čipů je levnější než klasické CCD, protože využívají stejnou technologii výroby jako procesory. Díky "trojvrstvosti" čipu není potřeba interpolace barev, protože každý pixel získá úplnou informaci o barvě. Z toho plyne že tyto čipy mají vyšší efektivní rozlišení, lepší kresbu a věrnější barvy. Efektivní rozlišení je přibližně 3 krát větší než u CCD čipu se stejným rozlišením. Trojvrstvý CMOS čip Foveon X3
