Цифровая фотография

Камера Mars Orbiter, выбранная НАСА в 1986 году (стоимостью 44 миллиона долларов США), содержит 32-битный радиационно-стойкий процессор с частотой 10 МГц и 12 МБ оперативной памяти , которая тогда считалась самой современной.

Nikon D700 — полнокадровая зеркалка с разрешением 12,1 мегапикселя.

Canon PowerShot А 95

В цифровой фотографии используются камеры, содержащие массивы электронных фотодетекторов, соединенных с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), для создания изображений, сфокусированных объективом , в отличие от экспозиции на фотопленке . Оцифрованное готового изображение сохраняется в виде компьютерного файла, для дальнейшей цифровой обработки, просмотра, электронной публикации или цифровой печати . Это форма цифрового изображения, основанная на сборе видимого света (или, для научных инструментов, света в различных диапазонах электромагнитного спектра ).

До появления такой технологии фотографии делались с помощью экспонирования светочувствительной фотопленки и бумаги, которые обрабатывались жидкими химическими растворами для проявления и стабилизации изображения. Цифровые фотографии обычно создаются исключительно с помощью компьютерных фотоэлектрических и механических методов без химической обработки в мокрой ванне.

На потребительских рынках, за исключением цифровых однообъективных зеркальных камер (DSLR) для энтузиастов, большинство цифровых камер теперь оснащены электронным видоискателем , который приближает окончательную фотографию в реальном времени . Это позволяет пользователю просматривать, корректировать или удалять отснятую фотографию за считанные секунды, что делает это своего рода мгновенной фотографией , в отличие от большинства фотохимических камер предыдущей эпохи.

Более того, встроенные вычислительные ресурсы обычно могут выполнять регулировку диафрагмы и фокусировки (с помощью встроенных серводвигателей ), а также автоматически устанавливать уровень экспозиции , поэтому эти технические трудности снимаются с фотографа, если только фотограф не чувствует себя компетентным вмешаться (а камера предлагает традиционные элементы управления). Электронные по своей природе, большинство цифровых камер являются мгновенными, механизированными и автоматическими по некоторым или всем функциям. Цифровые камеры могут имитировать традиционное ручное управление ( кольца , циферблаты , подпружиненные рычаги и кнопки ) или вместо этого могут предоставлять интерфейс сенсорного экрана для всех функций; большинство камерофонов относятся к последней категории.

Цифровая фотография охватывает широкий спектр применений и имеет долгую историю. Большая часть технологий зародилась в космической отрасли , где они представляют собой узкоспециализированные встроенные системы в сочетании со сложной удаленной телеметрией . Любой электронный датчик изображения можно оцифровать; это было достигнуто в 1951 году. В современную эпоху цифровой фотографии доминирует полупроводниковая промышленность , которая развилась позже. Ранней вехой в области полупроводников стало появление с зарядовой связью (ПЗС) датчика изображения , впервые продемонстрированного в апреле 1970 года; с тех пор эта область быстро развивалась, одновременно с этим развивались фотолитографические производства .

Первые потребительские цифровые камеры появились на рынке в конце 1990-х годов. Профессионалы медленно тяготели к цифровым технологиям, конвертируя их, поскольку их профессиональная работа требовала использования цифровых файлов для удовлетворения требований более быстрого выполнения работ, чем могли позволить традиционные методы. Примерно с 2000 года в сотовые телефоны стали встраиваться цифровые камеры; В последующие годы камеры мобильных телефонов получили широкое распространение, особенно благодаря их подключению к социальным сетям и электронной почте . С 2010 года цифровые «мыльницы» и зеркальные камеры также столкнулись с конкуренцией со стороны беззеркальных цифровых камер , которые обычно обеспечивают лучшее качество изображения, чем «мыльницы» или камеры мобильных телефонов, но меньше по размеру и форме, чем типичные зеркальные камеры. Многие беззеркальные камеры допускают сменные объективы и имеют расширенные функции благодаря электронному видоискателю, который заменяет сквозной видоискатель однообъективных зеркальных камер .

История

Дополнительная информация: История камеры § Цифровые камеры и Цифровое изображение § История.

Хотя цифровая фотография лишь относительно недавно стала мейнстримом, в конце 20-го века произошло множество небольших событий, приведших к ее созданию. История цифровой фотографии началась в 1950-х годах. В 1951 году первые цифровые сигналы были записаны на магнитную ленту с помощью первого видеомагнитофона. Шесть лет спустя, в 1957 году, первое цифровое изображение было получено с помощью компьютера Расселом Киршем . Это было изображение его сына.

Первое когда-либо созданное цифровое изображение, сделанное Расселом Киршем . Это изображение его сына Уолдена.

Первым полупроводниковым датчиком изображения было устройство с зарядовой связью (ПЗС), изобретенное физиками Уиллардом С. Бойлом и Джорджем Э. Смитом в Bell Labs в 1969 году. Исследуя процесс изготовления металл-оксид-полупроводника (МОП), они поняли, что электрический заряд аналогичен магнитному пузырю и что заряд может храниться на крошечном МОП- конденсаторе . было довольно просто , к конденсаторам подавали подходящее напряжение, чтобы можно было поэтапно перемещать заряд от одного к другому. Поскольку изготовить серию МОП-конденсаторов подряд Эта полупроводниковая схема позднее была использована в первых цифровых видеокамерах для телевещания . и его изобретение было отмечено Нобелевской премией по физике в 2009 году.

Первое изображение Марса крупным планом было получено, когда «Маринер-4» пролетал мимо него 15 июля 1965 года с помощью системы цифровой камеры, разработанной НАСА и Лабораторией реактивного движения . В 1976 году близнецы Mars Viking Landers сделали первые изображения поверхности Марса. Процесс изображения отличался от процесса современной цифровой камеры, хотя результат был схожим; Викинг использовал факсимильную камеру с механическим сканированием, а не мозаику из твердотельных сенсорных элементов. В результате было получено цифровое изображение, которое было сохранено на ленте для последующей относительно медленной передачи обратно на Землю.

Первая опубликованная цветная цифровая фотография была сделана в 1972 году Майклом Фрэнсисом Томпсеттом с использованием сенсорной технологии CCD и была размещена на обложке журнала Electronics Magazine . Это была фотография его жены Маргарет Томпсет. Cromemco Cyclops , цифровая камера, разработанная как коммерческий продукт и подключенная к микрокомпьютеру, была представлена ​​в февральском номере журнала Popular Electronics за 1975 год . использовалась технология MOS В датчике изображения .

Важным достижением в сжатия цифровых изображений технологии стало дискретное косинусное преобразование (DCT), метод сжатия с потерями, впервые предложенный Насиром Ахмедом, когда он работал в Университете штата Канзас в 1972 году. Сжатие DCT используется в стандарте изображений JPEG , который был представлен Объединенной группой экспертов по фотографии в 1992 году. JPEG сжимает изображения до файлов гораздо меньшего размера и стал наиболее широко используемым форматом файлов изображений . Стандарт JPEG во многом способствовал популяризации цифровой фотографии.

Первая автономная (портативная) цифровая камера была создана в 1975 году Стивеном Сассоном из Eastman Kodak . В камере Сассона использовались чипы датчика изображения CCD, разработанные Fairchild Semiconductor в 1973 году. Камера весила 8 фунтов (3,6 кг), записывала черно-белые изображения на кассету, имела разрешение 0,01 мегапикселя (10 000 пикселей), и для съемки первого изображения в декабре 1975 года потребовалось 23 секунды. Прототип камеры был техническое упражнение, не предназначенное для производства. только в 1981 году Хотя первая потребительская камера была выпущена компанией Sony , основа для цифровой обработки изображений и фотографии была заложена.

Первой цифровой однообъективной зеркальной камерой (DSLR) стал прототип Nikon SVC, продемонстрированный в 1986 году, за которым последовал коммерческий Nikon QV-1000C, выпущенный в 1988 году. Первой широко доступной на рынке цифровой камерой была Dycam Model 1 1990 года; он также продавался как Logitech Fotoman. Он использовал датчик изображения CCD, сохранял изображения в цифровом виде и подключался напрямую к компьютеру для загрузки изображений. Первоначально предлагавшиеся профессиональным фотографам за огромную цену, к середине-концу 1990-х годов, благодаря развитию технологий, цифровые камеры стали широко доступны широкой публике.

Появление цифровой фотографии также уступило место культурным изменениям в области фотографии. В отличие от пленочной фотографии, для постобработки изображения больше не требовались темные помещения и опасные химические вещества — изображения теперь можно было обрабатывать и улучшать с персонального компьютера. Это позволило фотографам более творчески подходить к методам обработки и редактирования. По мере того как эта область становилась все более популярной, цифровая фотография и фотографы стали более разнообразными. Цифровая фотография расширила область фотографии от небольшого, несколько элитного круга до круга, охватывающего множество людей.

Телефон с камерой еще больше способствовал популяризации цифровой фотографии, наряду с Интернетом , социальными сетями , и формат изображения JPEG. Первые сотовые телефоны со встроенными цифровыми камерами были выпущены в 2000 году компаниями Sharp и Samsung . Небольшие, удобные и простые в использовании телефоны с камерой сделали цифровую фотографию повсеместной в повседневной жизни широкой публики.

Цифровая камера

Основная статья: Цифровая камера

Датчики

Датчики изображения — это массивы электронных устройств, которые преобразуют оптическое изображение, создаваемое объективом камеры, в цифровой файл, который хранится в каком-либо цифровом запоминающем устройстве внутри или снаружи камеры. Каждый элемент матрицы датчиков изображения измеряет интенсивность света, попадающего на небольшую область проецируемого изображения (пиксель ) , и преобразует ее в цифровое значение.

Двумя основными типами датчиков являются устройства с зарядовой связью (CCD), в которых фотозаряд перемещается в центральный преобразователь заряда в напряжение, и CMOS или датчики с активными пикселями .

Большинство камер для общего потребительского рынка создают цветные изображения, в которых каждый пиксель имеет значение цвета из трехмерного цветового пространства, такого как RGB . Хотя существует светочувствительная технология, позволяющая различать длину волны света, падающего на каждый пиксель, большинство камер используют монохромные датчики, которые могут регистрировать только интенсивность этого света в широком диапазоне длин волн, включающем весь видимый спектр . Для получения цветных изображений эти камеры используют цветные фильтры, применяемые к каждому пикселю, обычно по схеме Байера , или (редко) подвижные фильтры или светоделители, такие как дихроичные зеркала . Полученные изображения в оттенках серого затем объединяются для получения цветного изображения. Этот шаг обычно выполняется самой камерой, хотя некоторые камеры могут дополнительно предоставлять необработанные изображения в оттенках серого в так называемом формате необработанного изображения .

Монохромное изображение с прибора ночного видения

Однако некоторые камеры специального назначения, например, камеры для теплового картографирования , просмотра при слабом освещении или высокоскоростной съемки, могут записывать только монохромные ( в оттенках серого ) изображения. диапазон . Например, камеры Leica Monochrom выбрали датчик только с оттенками серого, чтобы получить лучшее разрешение и динамический Преобразование трехмерного цвета в оттенки серого или имитацию тонирования сепии также может быть выполнено посредством цифровой постобработки , часто как опция в самой камере. С другой стороны, некоторые мультиспектральные камеры могут записывать более трех цветовых координат для каждого пикселя.

Многофункциональность и возможности подключения

высокого класса В большинстве цифровых камер (за исключением некоторых камер с линейной матрицей низкого класса и простых веб-камер ) цифровое запоминающее для хранения изображений используется устройство, которое позже можно перенести на компьютер. Этим запоминающим устройством обычно является карта памяти ; дискеты и CD-RW встречаются реже.

Помимо фотосъемки, цифровые камеры также могут записывать звук и видео. Некоторые из них функционируют как веб-камеры , некоторые используют стандарт PictBridge для подключения к принтерам без использования компьютера, а некоторые могут отображать изображения прямо на телевизоре. Аналогичным образом, многие видеокамеры могут делать фотографии и сохранять их на видеокассете или картах флэш-памяти с теми же функциями, что и цифровые камеры .

Цифровая фотография является примером перехода от аналоговой информации к цифровой. В прошлом традиционная фотография представляла собой полностью химический и механический процесс, не требующий электричества. Современная фотография — это цифровой процесс, в котором аналоговые сигналы преобразуются в цифровые данные и сохраняются в виде цифровых данных с помощью встроенных компьютеров.

Показатели производительности

Качество цифрового изображения складывается из различных факторов, многие из которых аналогичны факторам пленочных камер. Количество пикселей (обычно указывается в мегапикселях , миллионах пикселей) — это лишь один из основных факторов, хотя это наиболее широко продаваемый показатель качества . Производители цифровых камер рекламируют эту цифру, поскольку потребители могут использовать ее для легкого сравнения возможностей камеры. Однако это не является основным фактором при оценке цифровой камеры для большинства приложений. Система обработки внутри камеры, которая превращает необработанные данные в сбалансированную по цвету и приятную фотографию, обычно более важна, поэтому некоторые камеры с разрешением 4+ мегапикселя работают лучше, чем камеры более высокого класса.

Изображение слева имеет большее количество пикселей , чем изображение справа, но более низкое пространственное разрешение .

Разрешение в пикселях — не единственный показатель качества изображения. Датчик большего размера с тем же количеством пикселей обычно дает лучшее изображение, чем датчик меньшего размера. Одним из наиболее важных преимуществ этого является снижение шума изображения . Это одно из преимуществ зеркальных камер, которые имеют сенсоры большего размера, чем более простые компактные камеры того же разрешения.

Дополнительные факторы, влияющие на качество цифрового изображения, включают:

• Качество объектива: разрешение, дисторсия , дисперсия (см. Объектив (оптика) )
• Носитель захвата: CMOS, CCD, негативная пленка , перевернутая пленка.
• Формат захвата: количество пикселей, тип цифрового файла ( RAW , TIFF , JPEG ), формат пленки ( пленка 135 , пленка 120 ), соотношение сторон
• Обработка: цифровая или химическая обработка «негатива» и «отпечатка».

Количество пикселей

Количество пикселей n для данного максимального разрешения ( w пикселей по горизонтали на h пикселей по вертикали) представляет собой произведение n = w × h . Например, изображение размером 1600×1200 имеет 1 920 000 пикселей, или 1,92 мегапикселя.

Количество пикселей , указанное производителями, может ввести в заблуждение, поскольку оно может не соответствовать количеству полноцветных пикселей. Для камер, использующих одночиповые датчики изображения , заявленное количество представляет собой общее количество одноцветных чувствительных фотодатчиков, независимо от того, расположены ли они в разных местах в плоскости, как в случае с датчиком Байера , или в стопках из трех совмещенных фотодатчиков, как в датчик Foveon X3 . Однако изображения имеют разное количество пикселей RGB: камеры с датчиком Байера производят столько же пикселей RGB, сколько фотодатчики, посредством демозаики (интерполяции), в то время как датчики Foveon создают файлы неинтерполированных изображений с на треть меньшим количеством пикселей RGB, чем фотодатчики. Сравнение мегапиксельных характеристик этих двух типов сенсоров иногда является предметом споров.

Относительное увеличение детализации в результате увеличения разрешения лучше сравнивать, рассматривая количество пикселей поперек (или вниз) изображения, а не общее количество пикселей в области изображения. Например, сенсор размером 2560 × 1600 сенсорных элементов описывается как «4 мегапикселя» (2560 × 1600 = 4 096 000). Увеличение до 3200×2048 увеличивает количество пикселей на снимке до 6 553 600 (6,5 мегапикселей), в 1,6 раза, но количество пикселей на см снимка (при том же размере изображения) увеличивается всего лишь в 1,25 раза. Мерой сравнительного увеличения линейного разрешения является квадратный корень из увеличения разрешения по площади (т. е. количества мегапикселей во всем изображении).

Динамический диапазон

Как цифровые, так и пленочные практические системы визуализации имеют ограниченный « динамический диапазон »: диапазон яркости , который можно точно воспроизвести. Слишком яркие участки объекта отображаются белыми без деталей ( передержка ); тени слишком темные отображаются черными ( недодержка ). Потеря деталей в светлых участках не является резкой при использовании пленки или в темных тенях при использовании цифровых датчиков. «Выгорание светлых участков» цифровых датчиков обычно не происходит внезапно в выходных изображениях из-за тонального отображения, необходимого для соответствия их большого динамического диапазона более ограниченному динамическому диапазону выходного сигнала (будь то отображение SDR или печать). Поскольку сенсорные элементы для разных цветов насыщаются по очереди, в выгоревших светлых участках может наблюдаться сдвиг оттенка или насыщенности.

Некоторые цифровые камеры могут отображать эти яркие моменты при просмотре изображения, что позволяет фотографу повторно снять изображение с измененной экспозицией. Другие компенсируют общую контрастность сцены, выборочно выставляя более темные пиксели на более длительный срок. Третий прием использует компания Fujifilm в своей зеркальной камере FinePix S3 Pro : матрица содержит дополнительные фотодиоды меньшей чувствительности, чем основные; они сохраняют детали в частях изображения, слишком ярких для основного датчика.

Технология визуализации с расширенным динамическим диапазоном (HDR) решает эту проблему, увеличивая динамический диапазон изображений либо

• увеличение динамического диапазона датчика изображения или
• использование брекетинга экспозиции и постобработки отдельных изображений для создания единого изображения с более высоким динамическим диапазоном.

Хранилище

Многие телефоны с камерой и большинство цифровых камер используют карты памяти с флэш-памятью для хранения данных изображений. Большинство карт для отдельных камер имеют формат Secure Digital (SD) или более старый формат CompactFlash (CF); другие форматы встречаются редко. Формат карт XQD был последней новой формой карт, предназначенной для видеокамер высокой четкости и цифровых фотокамер высокого разрешения. Большинство современных цифровых камер также используют внутреннюю память ограниченного объема для временного хранения изображений, независимо от того, оснащена ли камера картой памяти или нет. Эти изображения впоследствии можно будет перенести на карту памяти или внешнее устройство.

На картах памяти можно хранить огромное количество фотографий, требующих внимания только тогда, когда карта памяти заполнена. Для большинства пользователей это означает, что на одной карте памяти хранятся сотни качественных фотографий. Изображения могут быть перенесены на другие носители для архивного или личного использования. Карты с высокой скоростью и емкостью подходят для видеосъемки и серийной съемки (быстрая последовательная съемка нескольких фотографий).

Поскольку фотографы полагаются на целостность файлов изображений, важно правильно обращаться с картами памяти. Одним из процессов является форматирование карты , которое, по сути, включает в себя сканирование карт на предмет возможных ошибок. Обычная пропаганда требует форматирования карточек после переноса их изображений на компьютер. Поскольку все камеры производят только быстрое форматирование карт, желательно время от времени проводить более тщательное форматирование с помощью соответствующего программного обеспечения на компьютере.

Сравнение с пленочной фотографией

Основная статья: Сравнение цифровой и пленочной фотографии

Преимущества уже есть в камерах потребительского уровня

Основным преимуществом цифровых камер потребительского уровня является низкая текущая стоимость, поскольку пользователям не нужно покупать фотопленку. Затраты на обработку могут быть уменьшены или даже устранены. Цифровые камеры также, как правило, легче переносить и использовать, чем аналогичные пленочные фотоаппараты, и их легче адаптировать к современному использованию изображений. Некоторые, особенно те, кто использует смартфоны , могут отправлять свои изображения непосредственно по электронной почте, на веб-страницы или в другие электронные средства распространения.

Преимущества профессиональных цифровых фотоаппаратов

При профессиональном использовании цифровые камеры предлагают множество преимуществ в скорости, точности, гибкости, простоте и стоимости.

• Оперативность : просмотр и удаление изображений возможны немедленно; освещение и композицию можно оценить сразу, что в конечном итоге экономит место для хранения.
• Ускоренный рабочий процесс : инструменты управления (цветом и файлами), манипулирования и печати более универсальны, чем традиционные процессы обработки пленки. Однако пакетная обработка файлов RAW может занять много времени даже на быстром компьютере.
• Более быстрая обработка изображений : передача файла RAW высокого разрешения с карты памяти займет не более нескольких секунд по сравнению с многими минутами для сканирования пленки с помощью высококачественного сканера.
• Вспышка : использование вспышки в изображениях может обеспечить другой вид, например, освещение изображения.
• Большее количество изображений : что позволяет проводить более длительные фотосессии без замены рулонов пленки. Большинству пользователей одной карты памяти достаточно на весь срок службы камеры, тогда как рулоны пленки — это постоянные затраты на пленочные камеры.
• Точность и воспроизводимость обработки : поскольку обработка в цифровой области является чисто числовой, обработка изображений с использованием детерминированных (неслучайных) алгоритмов прекрасно воспроизводима и устраняет вариации, характерные для фотохимической обработки, а также позволяет использовать сложные или непрактичные методы обработки.
• Цифровые манипуляции : цифровое изображение можно модифицировать и манипулировать им гораздо проще и быстрее, чем с помощью традиционных методов негатива и печати.

Такие производители, как Nikon и Canon, способствуют внедрению цифровых однообъективных зеркальных камер (DSLR) фотожурналистами . Изображения, снятые с разрешением 2+ мегапикселя, считаются достаточными для небольших изображений в газетах или журналах. Изображения с разрешением от 8 до 24 мегапикселей, имеющиеся в современных цифровых зеркальных фотокамерах, в сочетании с высококачественными объективами могут по детализации приближаться к отпечаткам с пленки 35-мм пленочных зеркальных фотокамер.

Недостатки цифровых фотоаппаратов

• Сглаживание : как и в случае с любым дискретным сигналом, сочетание периодической структуры пикселей обычных электронных датчиков изображения и периодической структуры сфотографированных объектов (обычно объектов, созданных человеком) может вызвать нежелательные артефакты сглаживания , такие как ложные цвета при использовании камер, использующих шаблон Байера. датчик. Алиасинг также присутствует в пленке, но обычно проявляется менее очевидным образом (например, в повышенной детализации ) из-за стохастической зернистой структуры (стохастической выборки) пленки.
• Зависимость от электричества : цифровые камеры не могут работать без электричества, которое обычно поступает от аккумулятора. Напротив, существовало большое количество механических пленочных камер, таких как Leica M2 . Эти безбатарейные устройства имели преимущества перед цифровыми устройствами в суровых или удаленных условиях.
• Ограниченный размер сенсора : постоянная проблема в производстве полупроводников заключается в том, что размер чипов намного превышает 1 см. ² дорого производить без дефектов , поэтому большие форматы датчиков изображения, совместимые с традиционной 35-миллиметровой оптикой, ограничиваются профессиональным и потребительским рынками.

Эквивалентные функции

Шум и зернистость изображения

Шум на изображении цифровой камеры иногда может быть визуально похож на зернистость пленки на пленочной камере.

Скорость использования

Цифровые камеры начала века имели длительную задержку запуска по сравнению с пленочными камерами (то есть задержку от момента их включения до момента, когда они были готовы сделать первый снимок), но это уже не так. для современных цифровых камер, время запуска которых составляет менее 1/4 секунды.

Частота кадров

В то время как некоторые пленочные камеры могут достигать скорости до 14 кадров в секунду (к/с), например Canon F-1 с ее редким высокоскоростным приводом, профессиональные зеркальные камеры могут делать фотографии с самой высокой частотой кадров . В то время как технология Sony SLT обеспечивает скорость до 12 кадров в секунду, Canon EOS-1D X может делать снимки со скоростью 14 кадров в секунду. Nikon F5 ограничен 36 непрерывными кадрами (длиной пленки) без громоздкой объемной задней пленки, в то время как цифровой Nikon D5 способен захватывать более 100 14-битных изображений RAW , прежде чем его буфер должен быть очищен и оставшееся пространство носители данных могут быть использованы.

Долговечность изображения

В зависимости от материалов и условий их хранения аналоговая фотопленка и отпечатки с возрастом могут выцветать. Аналогичным образом, носители, на которых хранятся или печатаются цифровые изображения, могут прийти в негодность или повредиться, что приведет к потере целостности изображения.

Цветопередача

Цветопередача ( гамма ) зависит от типа и качества используемой пленки или сенсора, а также качества оптической системы и обработки пленки. Разные пленки и сенсоры имеют разную цветовую чувствительность; фотографу необходимо понимать свое оборудование, условия освещения и носители, используемые для обеспечения точной цветопередачи. Многие цифровые камеры предлагают формат RAW (данные датчика), что дает возможность выбирать цветовую гамму на стадии разработки независимо от настроек камеры.

Однако даже в формате RAW сенсор и динамика камеры могут захватывать цвета только в пределах гаммы, поддерживаемой аппаратным обеспечением. Когда это изображение передается для воспроизведения на любое устройство, максимально достижимая гамма — это гамма, которую поддерживает конечное устройство. Для монитора это цветовая гамма устройства отображения. Для фотографической печати это гамма устройства, которое печатает изображение на бумаге определенного типа.

Профессиональные фотографы часто используют специально разработанные и откалиброванные мониторы, которые помогают им точно и стабильно воспроизводить цвета.

Соотношение сторон кадра

Большинство цифровых «мыльниц» имеют соотношение сторон 1,33 (4:3), такое же, как у аналогового телевидения или ранних фильмов. Однако 35-мм соотношение сторон изображения составляет 1,5 (3:2). Несколько цифровые камеры делают фотографии в любом соотношении. Почти все цифровые зеркальные фотокамеры снимают в формате 3:2, поскольку большинство из них могут использовать объективы, предназначенные для пленки 35 мм. Некоторые фотолаборатории печатают фотографии на бумаге с соотношением сторон 4:3, а не на существующей бумаге с соотношением сторон 3:2.

В 2005 году Panasonic выпустила первую потребительскую камеру с собственным соотношением сторон 16:9, соответствующим стандарту HDTV . Это похоже на соотношение сторон 7:4, которое было обычным размером для пленки APS.

Различные соотношения сторон являются одной из причин, по которой у потребителей возникают проблемы при обрезке фотографий. Соотношение сторон 4:3 соответствует размеру 4,5×6,0 дюйма. При этом теряется полдюйма при печати «стандартного» размера 4×6 и соотношения сторон 3:2. Аналогичная обрезка происходит при печати на других размерах, например 5×7 дюймов, 8×10 дюймов или 11×14 дюймов.

Влияние на рынок

См. Также: Фотопленка

В конце 2002 года самые дешевые цифровые фотоаппараты в США стоили около 100 долларов США . В то же время многие дисконтные магазины с фотолабораториями внедрили «цифровой интерфейс», позволяющий потребителям получать настоящие химические отпечатки (в отличие от струйных отпечатков) за час. Эти цены были аналогичны ценам на отпечатки, сделанные с негативов пленки.

В июле 2003 года цифровые фотоаппараты вышли на рынок одноразовых фотоаппаратов с выпуском Ritz Dakota Digital , цифровой камеры на базе CMOS с разрешением 1,2 мегапикселя (1280 × 960) и стоимостью всего 11 долларов. Следуя знакомой концепции одноразового использования, давно используемой в пленочных камерах, Ритц предназначал Dakota Digital для одноразового использования. Когда достигается заранее запрограммированный лимит в 25 изображений, камера возвращается в магазин, а потребитель получает отпечатки и компакт-диск со своими фотографиями. Затем камеру ремонтируют и перепродают.

С момента появления Dakota Digital появилось несколько подобных одноразовых цифровых камер. Большинство одноразовых цифровых камер практически идентичны оригинальной Dakota Digital по характеристикам и функциям, хотя некоторые из них имеют превосходные характеристики и более продвинутые функции (например, более высокое разрешение изображения и ЖК-экраны). Большинство, если не все, эти одноразовые цифровые камеры стоят менее 20 долларов, не считая обработки. Однако огромный спрос на сложные цифровые камеры по конкурентоспособным ценам часто приводит к сокращению производства, о чем свидетельствует значительный рост жалоб клиентов на неисправности камеры, высокие цены на детали и короткий срок службы. На некоторые цифровые камеры предоставляется только 90-дневная гарантия.

С 2003 года цифровые фотоаппараты превосходят по продажам пленочные фотоаппараты. Цены на компактные 35-мм фотоаппараты упали, поскольку производители начали использовать аутсорсинг в таких странах, как Китай. В январе 2004 года компания Kodak объявила, что больше не будет продавать пленочные фотоаппараты марки Kodak в развитых странах . В январе 2006 года компания Nikon последовала этому примеру и объявила о прекращении производства всех моделей своих пленочных фотоаппаратов, кроме двух. бюджетного класса Они продолжат выпускать Nikon FM10 высокого класса и Nikon F6 . В том же месяце Konica Minolta объявила о полном выходе из бизнеса по производству фотоаппаратов. Цена на компактные фотоаппараты с фокусным расстоянием 35 мм и усовершенствованной фотосистемой (APS) снизилась, вероятно, из-за прямой конкуренции со стороны цифровых фотоаппаратов и, как следствие, доступности подержанных пленочных фотоаппаратов. Pentax сократила, но не прекратила производство пленочных фотоаппаратов. Технология развивалась так быстро, что одна из пленочных камер Kodak была снята с производства, прежде чем в том же году она была удостоена награды «Камера года».

Снижение продаж пленочных фотоаппаратов привело и к снижению закупок пленки для таких фотоаппаратов. немецкое подразделение Agfa-Gevaert В ноябре 2004 года отделилось — AgfaPhoto. Через шесть месяцев компания подала заявление о банкротстве. Konica Minolta Photo Imaging, Inc. прекратила производство цветной пленки и бумаги по всему миру к 31 марта 2007 года. Кроме того, к 2005 году в Kodak работало менее трети сотрудников, которые у нее были двадцать лет назад. Неизвестно, были ли эти потери рабочих мест в киноиндустрии компенсированы индустрией цифровых изображений. Цифровые камеры уничтожили индустрию пленочной фотографии из-за сокращения использования дорогих рулонов пленки и химикатов для проявки, которые ранее требовались для проявления фотографий. Это оказало огромное влияние на такие компании, как Fuji , Kodak и Agfa . Многие магазины, которые раньше предлагали услуги фотообработки или продавали пленку, больше не предлагают эту услугу, или их продажи резко упали. В 2012 году компания Kodak объявила о банкротстве, пытаясь адаптироваться к меняющейся отрасли.

Мужчина фотографирует смартфоном, держа его несколько неуклюже, так как форм-фактор телефона не оптимизирован для использования в качестве камеры.

Продажи цифровых камер достигли пика в марте 2012 года, составив в среднем около 11 миллионов единиц в месяц, но с тех пор продажи значительно снизились. К марту 2014 года каждый месяц приобреталось около 3 миллионов штук, что составляет около 30 процентов от общего пикового объема продаж. Спад, возможно, достиг дна: средний объем продаж колеблется около 3 миллионов в месяц. Главный конкурент — смартфоны , большинство из которых имеют встроенные цифровые камеры и регулярно совершенствуются. Как и большинство цифровых камер, они также позволяют записывать видео. Хотя смартфоны продолжают совершенствоваться на техническом уровне, их форм-фактор не оптимизирован для использования в качестве камеры, а время автономной работы обычно более ограничено по сравнению с цифровой камерой.

Цифровая фотография также оказала некоторое положительное влияние на рынок. Растущая популярность таких продуктов, как цифровые фоторамки и печать на холсте, является прямым результатом растущей популярности цифровой фотографии.

Социальное воздействие

Цифровая фотография сделала фотографию доступной для более широкой группы людей. Новые технологии и программы редактирования, доступные фотографам, изменили способ представления фотографий публике. Фотографии можно подвергать серьезной обработке или фотошопу, чтобы они выглядели совершенно иначе, чем оригиналы. До появления цифровой камеры фотографы-любители использовали для своих камер либо печатную, либо слайдовую пленку . Слайды нужно было разработать и показать аудитории с помощью слайд-проектора . Цифровая фотография устранила задержки и стоимость пленки. Потребители получили возможность просматривать, передавать, редактировать и распространять цифровые изображения с помощью обычных домашних компьютеров, а не с помощью специализированного оборудования.

Телефоны с камерой в последнее время оказали большое влияние на фотографию. Пользователи могут настроить свои смартфоны на загрузку продуктов в Интернет, сохраняя изображения даже в случае повреждения камеры или удаления фотографий. В некоторых крупных фотомагазинах есть киоски самообслуживания, которые позволяют распечатывать изображения прямо со смартфонов через технологию Bluetooth .

Архивариусы и историки заметили преходящий характер цифровых медиа. В отличие от пленок и печатных изображений, которые являются материальными, хранение цифровых изображений постоянно меняется: старые носители и программное обеспечение для декодирования устаревают или становятся недоступными из-за новых технологий. Историки обеспокоены тем, что это создает историческую пустоту, в которой информация незаметно теряется в неработающих или недоступных цифровых носителях. Они рекомендуют профессиональным пользователям и пользователям-любителям разработать стратегии сохранения цифровых изображений путем переноса сохраненных цифровых изображений со старых технологий на новые. Скрапбукерам, которые, возможно, использовали пленку для создания художественных и личных мемуаров, возможно, придется изменить свой подход к использованию и персонализации цифровых фотокниг, тем самым сохранив особые качества традиционных фотоальбомов.

Интернет стал популярным средством хранения и обмена фотографиями с тех пор , опубликовал в Интернете первую фотографию как в 1992 году Тим Бернерс-Ли (изображение CERN домашней группы Les Horribles Cernettes ). Сегодня сайты обмена фотографиями, такие как Flickr , Picasa и PhotoBucket , а также социальные сайты используются миллионами людей для обмена своими фотографиями. Цифровая фотография и социальные сети позволяют организациям и корпорациям делать фотографии более доступными для более широкого и разнообразного населения. Например, у журнала National Geographic Magazine есть учетные записи в Twitter, Snapchat, Facebook и Instagram, каждая из которых включает контент, ориентированный на определенную аудиторию, найденную на его платформе.

Цифровая фотография также повлияла на другие области, например, на медицину. Это позволило врачам помочь диагностировать диабетическую ретинопатию и используется в больницах для диагностики и лечения других заболеваний.

Цифровое изменение изображений

Основная статья: Фотоманипуляции

В цифровом искусстве и медиа-искусстве цифровые фотографии часто редактируются, манипулируются или комбинируются с другими цифровыми изображениями . Сканография — это родственный процесс, при котором цифровые фотографии создаются с помощью сканера.

Новые технологии в цифровых камерах и компьютерном редактировании влияют на то, как теперь воспринимаются фотографические изображения. Возможность создавать и изготавливать реалистичные изображения в цифровом формате — в отличие от нетронутых фотографий — меняет восприятие аудиторией «правды» в цифровой фотографии. Цифровые манипуляции позволяют фотографиям корректировать восприятие реальности, как прошлой, так и настоящей, и тем самым формировать идентичность, убеждения и мнения людей.

Цифровая фотография и социальные сети

Современные студенты имеют больший доступ к урокам фотографии из-за простоты цифровой фотографии по сравнению с пленочной.

На ранних этапах фотография в основном использовалась для физического сохранения семейного наследия. В настоящее время оно превратилось в ключевую часть индивидуальной идентичности в 21 веке. Интернет-пользователи часто лично фотографируют и репостят фотографии, которые посвящены тому, как они хотят лично выразить себя и выбранную ими эстетику. С изобретением цифровой фотографии фотографии стали менее разрушаемыми и их стало легче сохранять на протяжении многих лет, сохраняя их на всех типах цифровых устройств. Цифровая фотография способствовала использованию фотографий для общения и идентификации, а не как средства запоминания.

Широкий доступ к цифровой фотографии сильно повлиял на социальное поведение. Фраза «фото или этого не было» отражает представление о том, что жизненный опыт человека может быть подтвержден другими только с помощью фотографий.

Фильтры обычно используются в социальной цифровой фотографии, некоторые из них отражают ностальгический разрыв, оставшийся после исчезновения пленочной фотографии. Фильтры, имитирующие традиционные аналоговые эффекты (такие как зернистость пленки, царапины, выцветание и поляроидные границы), приобрели огромную популярность вместе с идеей социальной фотографии, причинного обмена повседневными изображениями. Социальные фотографии отличаются от «настоящих» фотографий, поскольку они не несут той же ценности или художественных качеств.

Последние исследования и инновации

На сегодняшний день достижения в цифровой фотографии резко возросли благодаря появлению беззеркальных камер. Из-за передовых технологий, портативности и универсальности, а также более компактных и инновационных, предпочтение отдается беззеркальным камерам. С ручным управлением, регулируемыми настройками, сменными объективами и электронным видоискателем или ЖК-экраном. для отображения изображений прямо с сенсора, Беззеркальные камеры имеют преимущество перед зеркальными камерами. Хотя беззеркальные камеры также обеспечивают быструю автофокусировку, бесшумную работу и высокую скорость съемки, у них также есть некоторые недостатки, такие как ограниченный набор объективов и более короткое время автономной работы. Однако прогресс все еще продолжается. По состоянию на 2024 год продолжающееся развитие беззеркальных технологий продолжит устранять эти ограничения, укрепляя их позиции в качестве ведущего выбора для фотографов.

Появление беззеркальных камер изменило цифровую фотографию. Эти камеры популярны благодаря своим современным технологиям, портативности и универсальности. В отличие от зеркальных фотокамер, беззеркальные камеры имеют электронные видоискатели или ЖК-экраны для предварительного просмотра фотографий и ручного управления. Они меньше и легче, но могут иметь меньшее количество линз и более короткое время автономной работы. Постоянные улучшения делают их еще лучше. Беззеркальные камеры дают фотографам новые способы съемки, например просмотр превью на ЖК-экране. Беззеркальные камеры принесли большие изменения в фотографию. В них нет громоздких частей, как у зеркальных фотоаппаратов, поэтому они меньше и их легче переносить. Они также тихие и подходят для незаметной съемки, например свадеб или фотосъемки дикой природы. Электронные видоискатели показывают такие детали, как экспозиция и фокус, помогая фотографам делать более качественные снимки. Новые системы автофокусировки делают съемку движущихся объектов проще и точнее. Подводя итог, можно сказать, что беззеркальные камеры меняют фотографию благодаря своим компактным размерам, расширенным функциям и бесшумной работе. По мере совершенствования они становятся незаменимыми инструментами для фотографов.

Исследования и разработки продолжают совершенствовать освещение, оптику, датчики, обработку, хранение, отображение и программное обеспечение, используемые в цифровой фотографии. Вот несколько примеров:

• 3D-модели можно создавать из коллекций обычных изображений . Полученную сцену можно рассматривать с новых точек зрения, но создание модели требует очень больших вычислительных ресурсов. В качестве примера можно привести Photosynth от Microsoft , который в качестве примера предоставил некоторые модели известных мест.
• Панорамные фотографии можно создавать прямо в камере без необходимости какой-либо внешней обработки. Некоторые камеры имеют функцию 3D-панорамы , объединяющую снимки, сделанные одним объективом под разными углами, для создания ощущения глубины.
• Фотография виртуальной реальности — интерактивная визуализация фотографий.
• Камеры и дисплеи с расширенным динамическим диапазоном имеются в продаже. Датчики с динамическим диапазоном, превышающим 1 000 000:1, находятся в разработке, а также доступно программное обеспечение для объединения нескольких изображений без HDR (снятых с разной экспозицией ) в изображение HDR.
• Размытие в движении можно значительно устранить с помощью флаттера (мерцающего затвора, который добавляет к размытию подпись, которую распознает постобработка). Он еще не коммерчески доступен.
• В продвинутых методах боке используется аппаратная система из двух датчиков: один делает фотографию как обычно, а другой записывает информацию о глубине. Эффект боке и перефокусировку можно применить к изображению после того, как фотография будет сделана.
• В современных фотоаппаратах или видеокамерах чувствительностью сенсора можно управлять с помощью двух или более фильтров нейтральной плотности .
• объекта Зеркальное отражение можно зафиксировать с помощью управляемых компьютером источников света и датчиков. Это необходимо для создания привлекательных изображений масляных картин , например, . Его пока нет в продаже, но некоторые музеи начинают его использовать.
• Системы пылеудаления помогают защитить датчики изображения от пыли. Первоначально представленные лишь немногими камерами, такими как зеркальные фотоаппараты Olympus, теперь они стали стандартом для большинства моделей и марок камер со съемным объективом, за исключением недорогих или дешевых моделей.

Другие области прогресса включают улучшенные датчики, более мощное программное обеспечение, усовершенствованные процессоры камер (иногда с использованием более одного процессора; например, камера Canon 7D имеет два процессора Digic 4), дисплеи с расширенной гаммой , встроенные GPS и Wi-Fi. и освещение с компьютерным управлением.

См. также

• Аналоговая фотография
• Автоматическое аннотирование изображений
• Видеокамера
• Шимпанзе
• Правило проектирования файловой системы камеры (DCF)
• Цифровая камера
• цифровых изображений Редактирование
• Цифровая визуализация
• Цифровой микроскоп
  • USB-микроскоп
• Цифровая фоторамка
• Формат заказа цифровой печати (DPOF)
• Цифровая революция
• Цифровой однообъективный зеркальный фотоаппарат
• Цифровые водяные знаки
• Exif (сменный формат файлов изображений)
• Фотография с геотегом
• Визуализация в высоком динамическом диапазоне
• Объективы для зеркальных и зеркальных камер.
• Список брендов цифровых фотоаппаратов
• Онлайн-проверка
• Необработанный формат изображения
• 3D-видеокамера

Внешние ссылки

• Цифровая фотография – Часто задаваемые вопросы