Как работает камера: Как работает камера смартфона? | AppleInsider.ru

Содержание

Как работает камера что важно знать и зачем

Сейчас доступно такое огромное количество различных камер с различными функциями, что понять, какие именно пригодятся особенно сложно, если Вы только начинаете снимать. Именно поэтому мы решили сфокусироваться на начинающих фотографах и любителях, и рассказать немного о том, как работает камера и что важно знать в самом начале пути.

Детали

Камера, как организм, состоит из различных деталей, но мы не будем развинчивать ее и рассказывать о каждой микросхеме, мы просто рассмотрим те части, которые оказывают непосредственное влияние на результат, то есть на фотографию.

Тело камеры, или ее корпус — это по сути, сама камера. Основная его роль — это удобство в эксплуатации, настройках и управлении. Такие вещи как дисплей, расположение настроек и кнопок сказываются на процессе съемки.

Объектив — это глаза камеры и он, как раз, отвечает за нашу итоговую картинку. Каждый объектив обеспечивает разные функции, поэтому важно знать различия и внимательно выбрать объектив для повседневной съемки.

Матрица — это цифровой аналог пленки, на которую все повально снимали в позапрошлом десятилетии. Как и пленка, матрица фиксирует свет, который проникает в камеру через объектив, записывает его и сохраняет на флеш-память (как правило — карту памяти). Размер матрицы принципиально важен для качества фотографии.

Флеш-карта — это наша память, это пространство, куда сохраняются фотографии. Начинающий фотограф, как правило, не уделяет ей особого внимания, вплоть до первой работы “в поле”. Тем не менее, карточки памяти различаются не только объемом, но и скоростью записи/чтения. Для матерого репортажника, к примеру, такие моменты могут играть очень важную роль. И для разных целей съемки, разумеется, стоит обратить внимание на разные типы карточек.

Батарея — как и в любом устройстве, батарея обеспечивает непосредственную жизнь и работу камеры. Это кажется простым и очевидным, однако, далее в этом уроке мы расскажем, почему иногда меньшая емкость батареи может сыграть на руку.

Корпус камеры

Как уже было сказано выше, корпус влияет на удобство съемки. В первую очередь, это — размер. Не всегда удобно таскать с собой огромную камеру, чтобы успеть поймать удачный момент. Не всегда удобно и разбираться с небольшим корпусом. Выбор подходящего размера зависит, к примеру, от рук, длины пальцев и т.д. Самый простой способ понять, подходит ли вам камера — подержать ее в руках, поснимать на нее. Словом, провести тест-драйв.

Размер камеры, конечно, влияет и на расположение кнопок, и на удобство управления. Маленькие мыльницы, к примеру, используют весьма простое расположение, поскольку на них меньше контроллеров и кнопок. Уже на небольших зеркальных камерах различие становится заметно. А на флагманах и профессиональных камерах все кнопки расположены так, чтобы пользователь имел возможность до них дотянуться, не делая лишних движений. Но опять же, все нужно пробовать. Например, выбрать ручные настройки и проверить, что делает каждая из них. Если Вы уже сталкивались со съемкой, сразу обращайтесь к тем настройкам, которые используете чаще всего. Если же вы в этом деле новичок, пробуйте и старайтесь найти оптимальный вариант.

Конечно же, не самая последняя роль у самой главной кнопки — и ее расположение различается на разных камерах. К примеру, на верхней части корпуса, или на передней.

Объектив

Для каждой ситуации хорош определенный объектив, поэтому особенно важно понимать в чем различие между разными моделями. Первое и основное различие — это зум объектив (объектив переменного фокусного расстояния) и прайм-объектив (объектив с постоянным фокусным расстоянием). Зум объектив позволят увеличивать изображение или уменьшать его. Они, как правило, дороже, больше и тяжелее прайм-объективов. Зато они дают больше возможностей. Прайм-объективы увеличивать картинку не позволят, но они дешевле, легче и меньше. В дешевом сегменте нередко получается так, что прайм объективы дают более высокую четкость. Но среди дорогих объективов такой разницы нет.

Вторая классификация объективов — это широкоугольный, стандартный, средний, теле и ультрателеобъектив. Все эти подвиды базированы на фокусном расстоянии объектива. Оно измеряется в миллиметрах и, по сути, означает возможность увеличения. Чем ниже эта цифра — тем дальше можно уменьшить картинку, чем больше — тем дальше можно ее увеличить. О каждом типе можно рассказать чуть детальнее:

Широкоугольный объектив

Как правило, таким считается любой объектив с фокусным расстоянием до 35мм. Чем шире объектив (и ниже фокусное расстояние), тем больше может увидеть объектив. Самые широкие — это фишай объективы, они обычно имеют фокусное расстояние 8-10мм. Обычный ширик имеет показатели 14-28мм. Широкоугольные объективы не только вмещают больше предметов и пространства, но и искажают изображение, создавая глубину и давая некоторую сферичность пространству. В зависимости от обстоятельств, этот эффект может сыграть в плюс и в минус. Некоторые объективы корректируют искажение.

Стандартый объектив

Фокусное расстояние стандартного объектива — 35-50мм. Такой объектив, по сути, ловит изображение максимально близко к тому, что видит человечески глаз. В то время, как остальные объективы искажают или уплощают картинку. Стандартные же объективы неспроста называются стандартными — фото, снятые ими, кажутся нормальными по азмеру и привычными глазу. Чаще всего, объектив с фокусным расстоянием 50мм стоит дешевле всего, при этом позволяет получить хорошее качество, которое могут предоставить дорогие зум-объективы. Стандартные объективы — это еще и компромисс между различными типами стекол, хотя, конечно, есть ситуации, когда необходимо обратиться к другим типам объективов.

Средний объектив

Средний объектив имеет фокусное расстояние 60-100мм и, как правило, не подходит для повседневного использования. Конечно, некоторые фотографы предпочитают 60 или 85мм для портретов, но чаще всего, это расстояние входит в размер зум-объективов, где его можно просто применять тогда, когда это необходимо. Существуют стандартные объективы с фокусным расстоянием, варьирующимся между 28 и 70мм.

Телеобъективы

Телеобъективы или телевики, как их кратко называют профессионалы, приходят на помощь тогда, когда необходимо сильное увеличение. Все объективы с фокусным расстоянием более 100мм уже входят в этот класс, а вот фокусное расстояние более 400мм — это уже ультра телеобъективы. Эти объективы тяжелые в силу своего размера и стоят недешево. Они используются тогда, когда нет возможности подобраться близко к объекту. У них есть и свои недостатки — они более подвержены размытию картинки и не так уж сильны при низком освещении. Соответственно, те объективы, которые легче и имеют более высокие характеристики, например, стабилизацию картинки, будут значительно дороже более простых версий.

Телеобъективы — это необходимый предмет в арсенале репортажного фотографа, при съемке концертов, спортивных событий (футбольных матчей и т.д) кроме того, именно ими пользуются папарацци для того, чтобы иметь возможность незаметно снимать персонажа издалека.

Матрица и CPU

Если пытаться сформулировать функцию матрицы просто, она отвечает за “отфильтрованный” свет, который проходит через объектив, чтобы не путать самих себя, давайте называть этот свет изображением. От типа матрицы и ее размера (больше или меньше), зависит тот результат, что мы получаем — фотография.

В первую очередь о матрице нужно сказать, что размер имеет значение. В миниатюрных мыльницах, к примеру, матрица небольшая, поэтому при выборе мыльницы этот фактор не так существенен. Когда речь заходит о камерах со сменными объективами, например зеркальными, или беззеркальными, матрица имеет решающее значение. Больший размер обеспечивает лучшую производительность при низком освещении, больший контроль глубины резкости и большее разрешение финальной картинки с меньшим количеством шумов.

Большинство зеркальных камер используют матрицу размера APS-C. APS-C обычно увеличивает возможность объектива в 1.6 раза. То есть, 35мм объектив на зеркальной камере с матрицей APS-C это практически 56мм объектив на обычной 35мм камере. Это хорошо функционирует с телевиками, но не очень полезно при работе с широкоугольными объективами — не каждый из них будет давать обещанную ширину на APS-C матрице. 10мм фишай будет давать такой же результат как 16мм объектив. Для большинства фотографов это не играет решающей роли, но это — тот момент, который обязательно нужно иметь в виду.

Некоторые дорогие камеры (например Canon 5D Mark II) применяют полнокадровую матрицу. Она по размеру кадра равна 35мм пленке, в то время как в APS-C кадр равен ее половине. Полнокадровая матрица дает все преимущества большего размера матрицы, но лишает увеличения в 1.6 раз. По сути, она дает максимальную близость к аналоговой съемке.

Важно и то, сколько мегапикселей в матрице. Здесь, как раз срабатывает обратная пропорциональность — чем больше пикселей, тем больше шума получается на картинке. Поэтому соотношение маленькая матрица — много мегапикселей — это не то, чего Вы хотите от камеры. 6.3 или 8-10 мегапикселей — более чем достаточно для средней камеры. Но опять же, не забывайте тестировать, советоваться и искать подходящее Вам соотношение.

Флэш карта

Вот мы и добрались до различных типов карт памяти: они различаются не только объемом, но и скоростью. Сейчас большинство камер используют или SD/microSD или реже CompactFlash карты. Скорость карточки важна потому, что важна скорость самой камеры. Карточка должна успевать за камерой, к примеру, при съемке большого количества фото подряд и особенно, при съемке видео. В случае с SD картой лучше всего использовать все, что быстрее 15Мб/с, CompactFlash — 133x.

Объем важен всегда, особенно для тех, кто снимает в формате RAW. Такие фото весят больше чем JPEG и позволяют значительно большую свободу при пост обработке.

Батарея

Итак, большинство зеркальных камер включают батарею, которая без труда продержится целый день. А вот компактные камеры напротив, далеко не всегда могут позволить такую роскошь пользователю. Если Вы ищете компактную камеру, лучше всего учесть как емкость основной батареи, так и стоимость запасной. Иногда камера включает все, что необходимо, но батарея ее не достаточно мощна, а запасная обойдется значительно дешевле других вариантов аналогичных камер.

С зеркальной камерой, как правило, все сложнее — батарея будет более емкой, это факт, но есть и опции, которые можно использовать для продления ее жизни. Например, на более ранних версиях зеркальных камер можно использовать либо видоискатель, либо дисплей и при первом варианте батарея будет функционировать дольше.

Сейчас появляются все новые моменты, которые нужно учитывать — дисплей, тачскрин, скорость кадра в секунду и многое многое другое. Тем не менее, основные части остаются неизменными и теперь Вы можете немного лучше понять, как работает Ваша камера.

Как работает видеонаблюдение?

 

Добрый день, уважаемые гости нашего сайта!

Компания «Камфор» рекомендует ознакомиться с приведенной ниже статьей тем, кто планирует установить видеонаблюдение.

Видеонаблюдение играет важную роль в нашей повседневной жизни. Камеры видеонаблюдения помогают правоохранительным органам в поимке преступников, распознавании лиц, охране особо важных объектов и т.д. Уже практически не осталось социально значимых объектов, на которых не была бы установлена система видеонаблюдения.

По некоторым подсчетам сообщается, что Москва находится на втором месте по количеству камер видеонаблюдения на тысячу человек. Лидирующую же позицию занимает Лондон, в котором одна видеокамера приходится на 11-14 граждан по разным данным.

С каждым годом количество камер видеонаблюдения растет. Если раньше система видеоконтроля считалась роскошью и использовалась для охраны важных государственных объектов, то сейчас к нам обращаются с целью покупки камер видеонаблюдения и установки системы видеонаблюдения все больше обычных граждан. Установливают видеонаблюдение в офисе, в квартирах, на участках загородных домов, на дачах, на объектах небольшого бизнеса, на складах и так далее. Пройти по улице города и остаться «незамеченным» камерой видеонаблюдения уже практически невозможно.

И что в этом удивительного? Современные видеокамеры и видеорегистраторы стали более доступными и востребованными. Согласитесь, удобно же, оставляя ребенка с няней, в течение дня через мобильный телефон посмотреть, все ли хорошо, и доволен ли ваш малыш; просмотреть запись с камер видеонаблюдения и установить воришку на складе вашего магазина, а не тратить на это много времени, проводя целое расследование; или посмотреть, сидя в мегаполисе в квартире, как там «поживает дача» в ожидании следующего теплого сезона. Моделировать подобные ситуации можно сколько угодно, поэтому позвольте рассказать, что такое видеонаблюдение, как это работает, какие имеет возможности. А нужно ли видеонаблюдение Вам, решайте сами.

О ценах не сообщаю, так как всю информацию Вы найдете на страницах нашего сайта Camfor.ru. Тем более, оборудование встречается разное, и каждая новая установленная система видеонаблюдения является уникальной. Но у нас самые низкие цены на установку системы видеонаблюдения на этой улице! ))

Основными вопросами являются следующие:

  1. Как это работает?
  2. Какую систему выбрать?
  3. Какие камеры лучше?
  4. Что нужно именно мне?
  5. А что еще нужно, помимо камер?

В тексте ниже я постараюсь ответить на все вопросы, которые задают себе и нам наши Клиенты.

Как работает система видеонаблюдения?

Для примера возьмем за основу рисунок, расположенный вверху страницы. На нем изображены четыре камеры видеонаблюдения, видеорегистратор, Wi-Fi роутер, монитор и мобильный телефон в качестве устройства для удаленного доступа к камерам видеонаблюдения. Также я обозначил связь между всеми этими устройствами. 

Итак, камеры видеонаблюдения передают сигнал на видеорегистратор. Видеорегистратор является неким сервером для обработки и хранения полученной информации. Но помните, что современные видеорегистраторы не оснащаются жесткими дисками, поэтому, если Вы хотите чтобы запись все же осуществлялась, жесткий диск можно купить у нас или в любом другом магазине. Но не забывайте, что к этому устройству есть определенные требования. Вернемся к изображению. Следующим этапом является монитор для просмотра видео с камер. Мониторы часто устанавливаются на пунктах охраны, на проходных или просто в жилом помещении. Стоит сказать, что монитор не является обязательной составляющей системы видеонаблюдения. Установить его можно, если он действительно необходим. Видеорегистратор можно подключить к Wi-Fi роутеру для передачи данных в интернет, а затем удаленно, то есть из любой точки мира, вывести изображение на телефон, планшет, ноутбук или ПК, предварительно установив специальную программу или приложение. Но не стоит волноваться, что теперь каждый желающий сможет подключиться к вашей системе безопасности и наблюдать за тем, что происходит, скажем, у Вас дома. Все видеорегистраторы кодируются. Также как электронная почта. Достаточно создать собственный логин и прописать пароль доступа.

Какую систему видеонаблюдения выбрать?

Системы видеонаблюдения делятся на три основных типа: IP видеонаблюдение, аналоговое видеонаблюдение, HD видеонаблюдение (это аналоговое, но с возможным разрешением 720p и 1080p)

 

 

Купольная IP-камера HiWatch DS-I113 (2.8 mm)

 

Купольная аналоговая видеокамера Hikvision DS-2CC502P-IR1

 

Купольная HDCVI-камера Dahua DH-HAC-HDW1000MP-0360B-S2

 

В свою очередь разные производители устройств для систем видеонаблюдения используют разные технологии для того, чтобы добиться разрешения изображения 720p и 1080p от аналоговых систем и получить, так называемое HD качество. Например, Dahua был разработан формат HDCVI, Hikvision и более демократичный их бренд HiWatch используют технологию HDTVI. Также встречаются камеры видеонаблюдения AHD  и HDSDI. Все технологии HD видеонаблюдения (будем их так называть) очень схожи, и передача сигнала от камер видеонаблюдения передается  одинаково – по коаксиальному кабелю. Только в IP видеонаблюдении используется кабель UTP. Но не думайте, что все устройства видеонаблюдения HD совместимы между собой. Это не так. Для того чтобы можно было как-то совмещать устройства, если это действительно диктует сложившаяся ситуация, например, нужно добавить камеры к уже имеющейся системе видеонаблюдения, некоторые производители начали выпускать мультиформатные камеры видеонаблюдения. Их Вы также сможете найти у нас на сайте. Если говорить о видеорегистраторах, то регистраторы с технологиями «HD» часто бывают гибридными.

Что это значит? Все просто! К ним можно подключать одновременно камеры с разными технологиями, например, IP и AHD или IP, AHD, HDTVI. Только внимательно перед покупкой смотрите характеристики таких регистраторов. Производители обязательно указывают, какие именно технологии поддерживает тот или иной видеорегистратор.

Так какую же систему выбрать?

Безусловно, есть, как преимущества, так и недостатки у всех вышеперечисленных систем. Думаю, не стоит особо напоминать, что обычное аналоговое оборудование – «прошлый век». Сейчас аналоговое видеонаблюдение мы уже не устанавливаем. Качество изображения не сравнить с более продвинутыми технологиями, а цены на технологии HD не особо выше.

Чтобы сэкономить Ваше время на прочтение статьи полностью, приведу несколько примеров из нашей практики, отвечая на основной вопрос этого раздела. Да, мы часто устанавливаем AHD, HDCVI, HDTVI видеонаблюдение в загородных домах и дачах, в магазинах и других объектах. Такая система видеонаблюдения подходит для более простых задач и в большинстве случаев экономит денежные средства наших Клиентов.

IP видеонаблюдение способно выполнять более сложные задачи. Например, распознавание лиц, автоматизация каких-либо процессов, аналитика, возможность расположения центрального сервера на отдаленном расстоянии от нескольких объектов, если информацию с этих объектов нужно архивировать централизованно, и много-много другого не менее интересного. Да и сложное программное обеспечение сейчас пишется в основном только для IP видеонаблюдения.

Но вот пример, когда IP видеонаблюдение стало лучшим решением именно из-за сложности прокладки кабельных трасс. Задача была установить видеонаблюдение в ресторане в Москве. Всего 10 камер и один видеорегистратор. Да, HD было дешевле. Но отверстие в стене к регистратору было слишком маленьким, чтобы протянуть кабели от всех камер. А расширить его или сделать новое не представлялось возможным. Было принято решение установить IP видеонаблюдение, объединив при помощи коммутатора все «хвосты» от IP камер в один тоненький UTP кабель.

Или вот пример: клиент просил «самое крутое видеонаблюдение» но объяснить, для чего даже сам себе не смог. Оказалось, что ему было необходимо видеонаблюдение на даче, пока он отсутствовал. Участок небольшой, камер 6 (больше просто не нужно было). Из задач только просмотр on-line с телефона и запись на жесткий диск. Видеонаблюдение, которое ему подошло и превзошло ожидания, было формата HDCVI, а экономия по сравнению с изначально выбранным Клиентом на нашем сайте оборудованием была трехкратная!

На самом деле подобных примеров монтажа систем видеонаблюдения можно привести массу. Именно по этой причине я не советую определять тип видеонаблюдения до осмотра объекта специалистом и формирования списка требований к системе на этапе проектирования таковой, а лучше приведу таблицу отличий IP и HD технологий в сфере видеонаблюдения.

Сравнение технологий в сфере видеонаблюдения

Технология Аналог 960H AHD HDCVI HDTVI HDSDI IP
Стандарт открытый открытый закрырый открытый открытый открытый
Тип видеосигнала аналоговый аналоговый аналоговый аналоговый цифровой цифровой
Качество картинки удовл. хорошее хорошее хорошее отличное отличное
Разрешение 700TVL 720p/1080p 720p/1080p 720p/1080p 1080p 720p/1080p и выше
Совместимость с существующей коаксиальной инфраструктурой высокая высокая высокая высокая средняя низкая
Возможность одновременной работы в системе 3 типов камер нет. да да нет нет нет
Сложность установки средняя средняя средняя средняя средняя высокая
Максимальное расстояние линии от камеры без доп. устройств 200 500 500 500 150 100
Тип кабеля коаксиал коаксиал коаксиал коаксиал коаксиал витая пара
Требования к качеству кабеля средние низкие средние низкие высокие низкие
Сигнал CVBS CVBS CVBS CVBS SDI IP
Сжатие/потери нет нет нет нет нет есть
Задержки нет нет нет нет нет есть
Видеорегистратор 960H DVR AHD DVR HVCVI DVR HDTVI DVR SDI DVR NVR
Сложность обслуживания низкая низкая низкая низкая низкая высокая
Стоимость решения низкая низкая средняя низкая высокая высокая

 

Наконец, когда Вы определились с типом видеокамер и видеорегистратора, можно говорить о том, что же еще необходимо для монтажа системы видеонаблюдения. Схема, которая расположена на рисунке вверху страницы, несколько упрощена для улучшения восприятия информации. Я думаю, что нет необходимости углубляться и изучать все возможные варианты систем видеонаблюдения. Поверьте, всякого полезного оборудования для решения тех или иных задач хватает.

Остановимся на основных моментах, которые необходимо знать при построении относительно небольшой системы видеонаблюдения в доме, в магазине, на складе и подобных объектах. Как раз они составляют огромную долю реализованных нами проектов.

Что еще необходимо для монтажа видеонаблюдения?

  • Питание видеокамер
  • Источник бесперебойного питания
  • Жесткий диск
  • Микрофоны
  • Кабель
  • Штекеры

Как и любому другому устройству, видеокамерам необходимо питание. При формировании аналоговой или HD системы видеонаблюдения используются блоки питания. Они могут быть индивидуальными для каждой камеры и централизованными. Практически всегда мы устанавливаем общий блок питания на 12V для всех камер. В него можно установить аккумулятор, который позволит обеспечить электроэнергией камеры видеонаблюдения, если отключается электричество на объекте. Но это не уместно, если нет источника бесперебойного питания, который поддержит работу видеорегистратора. Также источник бесперебойного питания обезопасит вашу систему видеонаблюдения от перепадов напряжения.

У IP видеокамер питание может быть и PoE, и 12V от блока питания. Это зависит от конкретной модели камеры. Если питание PoE (как правило), используется коммутатор на необходимое количество портов, так как не многие IP видеорегистраторы имеют PoE. IP видеорегистратор, например на 8 камер, может не иметь 8-ми разъемов для подключения этих самых камер. Таким образом, добавляется еще одно устройство – PoE коммутатор. Источник бесперебойного питания также не забываем и для IP видеонаблюдения.

Жесткий диск является централизованным хранилищем информации с камер видеонаблюдения. И сколько будет такая информация храниться, зависит от многих факторов: 

  • объем жесткого диска,
  • разрешение изображения,
  • частота кадров,
  • способ записи (например, циклическая запись, запись по движению или по расписанию),
  • количество камер.

Это основная причина, почему жесткий диск не установлен изначально в видеорегистратор, а докупается отдельно.

Если Вам необходима запись звука совместно с видео с камер, об этом нужно подумать заранее. Многие считают, что микрофон встроен чуть ли не во все камеры. Это глубочайшее заблуждение. Чтобы не возникли сложности после монтажа системы видеонаблюдения с записью звука, необходимо заранее об этом подумать и предупредить специалистов о такой необходимости. В противном случае есть вероятность, что придется даже камеры заменить. Редко, но возможно. Да, часто микрофон можно установить отдельно, но кабель к нему лучше проложить заранее с кабелем для камеры. И видеорегистратор подобрать такой, чтобы он поддерживал подключение микрофонов в необходимом количестве.

Кстати, о кабеле. Как ни странно, но он тоже необходим. Для аналоговых и HD систем используется коаксиальный, для IP – витая пара. Кабель бывает разного качества и разного назначения. Например, для внутренней или внешней прокладки. Иногда стоимость прокладки кабельных трасс превышает всю остальную стоимость работ по монтажу и пуско-наладке системы видеонаблюдения. Стоит сказать про Wi-Fi видеонаблюдение. Многие считают Wi-Fi камеры бепроводными, забывая о том, что к ним нужно подвести питание. Wi-Fi видеокамеры хороши там, где есть доступ к электрической сети. В остальных случаях проще и надежней устанавливать обычные камеры. Да, именно надежней. Дело в том, что передача сигнала беспроводным путем всегда менее стабильна, чем по кабелю.

И в завершение скажу пару слов про штекеры. Для IP видеонаблюдения это RJ-45. Для остальных камер и регистраторов – BNC и штекеры питания. Они тоже бывают разными по типу и качеству. Мы используем преимущественно штекеры под обжим. Они зарекомендовали себя гораздо более надежными, чем штекеры с клеммными колодками и не «отваливаюся», если зацепить кабель или передвинуть видеорегистратор.

Конечно, понадобятся еще и другие материалы: гофрированная труба, крепеж, прочие всякие мелочи. Но это уже другая история.

Как работает камера видеонаблюдения

Это вам не просто телеглаз!

Изначальное значение слова «телевидение» – «видение издалека». Видеокамеры Perenio для дома и офиса – это как раз и есть ваше собственное телевидение в изначальном его значении.

Видеокамера, которая всегда с собой

Сегодня персональное «телевидение» — вовсе не мечта и не блажь. Чаще всего это необходимость, неотъемлемая помощь в присмотре за ребенком, одиноким членом семейства или домашним питомцем. Камеры для помещений Perenio позволяют это делать удобно, надежно, недорого и буквально из любой точки Земного шара, где есть Интернет. И все это, благодаря тому, что каждому по силам установить и подключить камеру к нашему неизменному и вечному спутнику смартфону. Но это еще не все. Видеокамера – важнейший компонент системы интеллектуального управления помещением и зданием Perenio. В составе этой системы беспроводная камера выполняет функцию обеспечения безопасности, а также может быть задействована во множестве сценариев для комфортного быта.

Настройка уровня бытовой техники

“Ну, хорошо”, — скажете вы, после такого убедительного вступления трудно ожидать, что гаджет с такими возможностями просто устанавливается и настраивается. Конечно, если, купив новый телевизор с подробной инструкцией на родном языке, вы все же просите соседа его «включить» — то да, установить, подключить и настроить видеокамеру будет вам трудновато. Если же вы все-таки сами запускаете и ТВ, и мультиварку, и микроволновку – вперед, вам по силам и камеры Perenio!
 

Как выбрать лучшее место для установки камеры

Камера предназначена для наблюдения и порой для слежения. Следовательно, должна располагаться в таком месте и таким образом, чтобы видимость ничем не закрывалась. Кроме того, она подключается к бытовой электросети – это тоже нужно принять к сведению. Ну и некоторые специфические требования, с учетом того, что камера-то беспроводная, то есть передает видеоизображение не по кабелю, а по радиоканалу (Wi-Fi). Впрочем, по кабелю тоже можно, по Ethernet. Оба варианта позволяют получать изображение в формате full hd – «телевидения высокого разрешения».

Что учесть при установке

Не рекомендуется устанавливать камеру в помещениях с высоким уровнем шума и высокочастотными помехами. Также важно учесть, что железобетонные перекрытия гасят радиосигналы. Так что расстояние до Интернет-роутера для обеспечения хорошей передачи лучше бы сделать поменьше, чем указано в паспорте устройства для открытых пространств (40-50 м). Впрочем, в обычных условиях традиционных домов, квартир и офисов об этом не приходится беспокоиться. Кроме того, камера не любит влагу, да и ронять на нее что-нибудь не стоит. Не так уж много ограничений, а вот простора для фантазии наоборот, много. Можно устанавливать камеру как на горизонтальные поверхности (стол, тумба, шкаф и т.д.) – в случае временного использования обычно, так и на вертикальные – стена или боковые поверхности мебели, – тогда она занимает меньше свободного пространства. Это уже интереснее, верно? «Но это та-а-ак сложно!» — скажете, и окажетесь неправы… По крайней мере частично.

Как все-таки крепить камеры? Вариант 1: Просто на 3М

Стационарная камера Perenio исполнена настолько элегантно и весит так мало, что может быть закреплена буквально в одно касание, благодаря клеящей ленте 3M. Скотч для крепления камеры, который идет в комплекте, действует по принципу «приклеил и забыл». Но, конечно, надо точно определиться, где именно приклеить, чтобы потом не переклеивать. И кое-что сделать с поверхностью, ничего сложного, но все же: она должна быть гладкой  и чистой.

Крепим основательно

Немного другая ситуация с поворотной камерой Perenio. Она обоснованно тяжелее (в 2,5 раза, почти 280 г), и на скотч ее не посадишь. Тут уже без дюбелей не обойтись. Ну что ж, любишь кататься (поворачивать камеру на 350 градусов) – люби и правильно ее крепить!

Подключить к телефону: «Зовите на помощь» или “Просто как 1, 2, 3”?

Человек привычно избегает и сторонится малопонятного и неизученного. Но полезно помнить важную мысль: гаджеты придуманы не для того, чтоб нас мучить, но чтобы сделать нашу жизнь легче и комфортнее! Так, камеры Perenio подключаются по гуманной технологии “Plug and Play” (включай и играй). Конечно, они требуют некоторой настройки – ведь это как-никак ваша персональная телестудия! Но настройка не сложней, чем Интернет-банк, которым сегодня вполне уверенно пользуются даже пожилые люди. И второе – в кратком руководстве процесс расписан и проиллюстрирован максимально доступно.

Как подружить камеру с интернет и смартфоном

Вкратце это так: когда камера установлена, подключены все проводочки (сетевой адаптер и кабель Ethernet к Интернет-роутеру – если выбран такой способ), нужно соединить их воедино – камеру, интернет и смартфон. Все это делается с помощью бесплатного мобильного приложения Perenio Smart Building Management System, или просто Perenio Smart, что доступно для смартфонов на Android и  iOS.  После установки на смартфон вы входите в кабинет пользователя – и чувствуете себя как дома. Для удобства настройки предусмотрено сканирование QR-кода с помощью все того же смартфона – это позволяет автоматически активировать камеру.

Куда и как повернуть

Есть функция ручной настройки – также подробно описанная в кратком руководстве. В личном кабинете настраиваются названия камер, их локация (размещение) и дефолтное («припаркованное») положение поворотной камеры. То есть то положение, которое она займет после того, как вы ее подвигали. Кстати, стоит запомнить, что поворачивать поворотную камеру Perenio можно только с помощью смартфона, не вручную. Да вручную вам и не захочется!

Выводы: “И это – все?”

Да, как ни странно. Более того, по сути, это слов в описании много, а действий на практике оказывается и того меньше. Выбрать правильное место, подключить камеру к электросети и Интернету, провести настройки в личном кабинете с помощью смартфона — и собственная телестудия по методу “Сделай сам” у вас в кармане (буквально и в переносном смысле). Но, получив такой позитивный опыт, не спешите считать себя мастером в настройке видеонаблюдения, ведь не все решения так же элегантны и дружелюбны, как Perenio.

Не просто «Щелк!» — Как работает камера смартфона

Когда говорят о камерах в смартфонах, чаще всего речь идет только о мегапикселях. О диафрагме, размере пикселей, фокусном расстоянии вспоминают очень редко. При этом, больше мегапикселей — не значит лучше, иногда даже наоборот. В Android Authority разобрались, как работают смартфонные камеры, а мы перевели материал для вас.

Сейчас в сегменте любительской съемки конкурируют в основном производители телефонов. Flickr ведет статистику, с фотоаппаратов каких моделей чаще всего добавляются фотографии. ТОП-5 выглядит следующим образом:

  1. Apple
  2. Canon
  3. Samsung
  4. Nikon
  5. Sony

Huawei P10

Но как понять, в каких смартфонах действительно хорошие камеры? Как эти крошечные модули работают и как выдают такие впечатляющие результаты?

Как работает камера

Процесс одинаков как для полноценных DSLR-камер, так и для камер в смартфонах. Исключение только в том, что в смартфонах диафрагма всегда фиксированная.

  1. Фокусировка
  2. Свет попадает в линзу
  3. Определяется оптимальный размер диафрагмы — сколько света достигнет сенсора.
  4. Определяется оптимальное значение выдержки (как долго открыт сенсор)
  5. Сенсор «ловит» картинку
  6. Обработка и сохранение изображения

У смартфонов большая часть проблем связана с пунктами 2-4. Линза, диафрагма и сенсор очень маленькие, поэтому света на них попадает меньше. Чтобы фотографии выглядели прилично, приходится идти на компромиссы.

Как фокусируется камера

У смартфонов обычно очень высокая глубина резкости, но все равно перед съемкой нужно навестись на нужный объект. Скорее всего, у вашего смартфона есть автофокус (если нет, то пора менять девайс!). Существуют три технологии, которые делают фокусировку легче.

На iPhone 7 Plus и другие современные смартфоны можно снимать в динамике — даже в таких ситуациях они успевают сфокусироваться

Dual Pixel

Технология делит каждый пиксель на два фотодиода и определяет, сколько света попадает на противоположные стороны сенсора. По этим данным рассчитывается, куда именно нужно навестись, чтобы объект был в резкости. Dual Pixel — самая эффективная на сегодняшний день технология.

Наглядно преимущество Dual Pixel в скорости над фазовым автофокусом показаны на видео:

 

Фазовая фокусировка

Здесь тоже используется расчет по фотодиодам, но по гораздо меньшему их количеству. Из-за этого страдают точность и скорость. Разница не огромная, но в фотографии ведь важна каждая доля секунды.

Контрастная фокусировка

Технология сравнивает контрастность изображения на разных участках пиксель к пикселю. Линза движется, пока не будет достигнут определенный уровень контраста. Контрастный фокус работает корректно, но медленно. Это самая старая технология из трех.

Оценить разницу в скорости между фазовой и контрастной фокусировкой нам снова поможет Samsung. На видео — Galaxy S4 против Galaxy S5:

Самые важные характеристики

У камер много характеристик, но самые важные из них — фокусное расстояние, размер диафрагмы и скорость затвора. Мы рассмотрим первые два параметра, потому что в смартфонах затвор электронный, а не механический. В мобильных устройствах физически нет лепестков, которые в нужный момент закрывают матрицу от падающего на него света.

Чем больше фокусное расстояние, тем более крупный план получается на фотографии. И, наоборот, чем оно меньше, тем больше попадает в кадр. Объективы с фокусным расстоянием до 35 миллиметров называются широкоугольными. Фокусное расстояние человеческого глаза составляет около 50 миллиметров — на фотографию в таком случае попадает столько же, сколько вы видите вживую.

iPhone 7 Plus: фокусное расстояние 28 мм

iPhone 7 Plus: фокусное расстояние 56 мм

Диафрагма определяет, сколько света попадет на линзу — другими словами, светосилу. От нее зависит, какая часть снимка будет в фокусе (глубина резкости), а какие объекты съёмки останутся размытыми. С минимально открытой диафрагмой в фокусе будет максимальное количество объектов: и лицо, и деревья за спиной и горы вдалеке. С максимально открытой «дыркой» получается эффект боке, когда в фокусе находится ключевой объект, а передний и задний планы замылены.

OnePlus 3T

Значение диафрагмы обозначается следующим образом f/x, где x — это отношение фокусного расстояния к размеру отверстия диафрагмы. Например, если фокусное расстояние составляет 50 миллиметров, а диафрагма открыта на 10 миллиметров, то светосила равна f/5. Это значение показывает, сколько света попадает на линзу.

В смартфонах значение диафрагмы не меняется, в отличие от фотоаппаратов. Если в характеристиках стоит f/1.8, значит так и будет в любых условиях.

Но количество света зависит не только от светосилы объектива. Не менее важен размер сенсора. При одинаковой светосиле больший по площади сенсор примет больше света. Например, на iPhone 6s с f/2.2 глубина резкости будет примерно такой же, как на полнокадровых фотоаппаратах с f/13 или f/14.

iPhone SE

Электронные затворы

Если затвор сработает медленно, то фотография получится смазанной. Если слишком быстро — она будет темной. В большинстве смартфонов затвор работает полностью автоматически. Время, в течение которого затвор будет открыт, именуется выдержкой.

При съемке в темноте выдержка повышается, чтобы на сенсор попало больше света. Но тогда появляется другая проблема — дрожащие руки. Если затвор быстро открылся и закрылся, то небольшая тряска практически не влияет на снимок. Но если он открыт долго, то снимки без штатива получаются смазанными. Отчасти решает ситуацию оптическая стабилизация. Также вместо значительного повышения выдержки увеличивают чувствительность сенсора (ISO).

Что такое чувствительность?

ISO — чувствительность матрицы к свету. Чем это значение выше, тем больше света захватывает сенсор за единицу времени. Высокое ISO «вытягивает» снимки при недостатке света ценой шумов на фотографии.

Яркость фотографии зависит от количества фотонов, а если света недостаточно, то эти фотоны создаются искусственно. Именно из этих «ненатуральных» фотонов состоит цифровой шум.

Чтобы смартфоны лучше снимали в темноте без повышения ISO, нужен сенсор большего размера. Но все упирается в форм-фактор, и производителям приходится создавать алгоритмы подавления шумов. Они не идеальны, но ценой некоторого снижения детализации делают снимки более «гладкими». Впрочем, совсем безнадежные случаи шумодавы исправить не могут.

Больше мегапикселей — больше проблем

Ключевой момент в рекламе смартфонов — это количество мегапикселей его камеры. Многие считают, что чем больше мегапикселей, тем лучше качество снимков. Но на самом деле количество мегапикселей не так важно, как их размер.

Между количеством пикселей и их размером обратная зависимость: хотите вместить больше мегапикселей — придется уменьшать их размер и, как следствие, количество света, которое принимает каждый из них. Площадь сенсора полнокадрового фотоаппарата составляет 860 квадратных миллиметров — естественно, он собирает гораздо больше света, чем 17-миллиметровый сенсор iPhone 7 при одинаковом разрешении. Просто потому, что у фотоаппарата 72-микрометровые пиксели, а у смартфона — 1,25-микрометровые.

OnePlus 2

Получается, чем меньше разрешение камеры, тем больше сами пиксели при одинаковом размере сенсора. В таком случае, скольких мегапикселей будет достаточно? Не так много, как вы думаете. Например, разрешение 4K — это всего лишь около 8 Мпикселей, а Full HD — около 2 Мпикселей.

Для печати фотографии стандартного размера (5 x 7 дюймов) в качестве 300 DPI нужно разрешение 12 Мпикселей. Многие производители остановились на этом значении: Samsung, Apple, Google. Его хватает для всех необходимых форматов, но при этом оно достаточно низкое, а пиксели, как следствие, большие.

Пост-обработка

После съемки смартфон должен обработать все то, что запечатлел. Процессору нужно буквально собрать мозаику из полученной информации и получить в итоге то, что мы называем фотографией. Все не сводится к тому, чтобы просто записать интенсивность света на каждом пикселе — процесс несколько сложнее.

Samsung Galaxy S6 Edge

Сначала вся информация действительно просто собирается воедино. Вы знали, что картинка изначально перевернута, отзеркалена и поделена на красные, зеленые и синие области? Цвета обрабатываются с помощью фильтра Байера: по длине волны света определяется финальный цвет. Если на каком-то участке информации недостает, то ее берут на основе соседних пикселей.

Сенсор камеры — это не человеческий глаз, поэтому ему сложно воспроизвести картинку в точности так, как мы ее видим. Сразу после съемки фотографии совсем некрасивые: приглушенные цвета, недостаточная резкость и огромный размер файла — точно не то, что вы хотели бы запостить в Инстаграм. Поэтому автоматически повышается насыщенность и контрастность, а файл конвертируется в легковесный формат — например, в JPEG.

А двойные камеры, они лучше?

Иногда!

Двойные камеры бывают разными. Например, в iPhone 7 Plus две камеры с разными фокусными расстояниями: одна делает широкоугольные снимки, а другая — телефото.

В Huawei P10 система более сложная. Он не переключается между двумя модулями, а использует оба, цветной и черно-белый, одновременно. Это решение проблемы маленького сенсора в смартфоне: не можешь увеличить — поставь второй!

Но часто двойная камера в смартфоне абсолютно бесполезна. Кажется, что в бюджетных моделях второй модуль ставят исключительно в маркетинговых целях. Они будто делают обычные снимки с пост-обработкой, часто кривой. С таким же успехом размытие заднего фона можно сделать на обычном смартфоне через какой-нибудь фоторедактор.

Как работает двойная камера в Xiaomi Redmi Pro. Части бревна и мухи почему-то на заднем плане.

Краткий конспект

  1. Залог хорошей фотографии — правильная экспозиция
  2. Фокусировка Dual-Pixel — самая быстрая и точная в смартфонах
  3. Самые важные характеристики смартфонной камеры — фокусное расстояние и светосила
  4. Фокусное расстояние определяет угол обзора объектива
  5. Светосила определяет количество света, которое попадает на сенсор
  6. С повышением чувствительности снимок становится ярче ценой появления электронного шума
  7. Много мегапикселей — это скорее плохо, чем хорошо. Чем больше разрешение, тем меньше отдельные пиксели и тем меньше света на них попадает. Достаточно 12 Мпикселей.
  8. Двойные камеры — это хорошо, но пока только в топовых смартфонах: LG G6, Huawei P10, iPhone 7 Plus.

Наш уютный Telegram


Интересно почитать:

Как работает камера под экраном телефона и какие у нее недостатки

В течение последних нескольких лет индустрия смартфонов верным курсом шла к полному покрытию передней панели экраном. То есть, чтобы вообще не было рамок, челок, вырезов, отверстий и прочих геометрических изысков. Главной проблемой на пути к полной победе является фронтальная камера. До недавнего времени ее невозможно было никуда спрятать так, чтобы она была не видна, но выполняла свои функции. И вот теперь, похоже, это свершилось. Производители научились прятать ее под экраном так, чтобы она была полностью скрыта. Осталось только понять, за счет какой магии они этого добились и на какие компромиссы им пришлось пойти на пути достижения цели.

Камера под экраном в ранних моделях выглядела так. Теперь все должно стать намного лучше.

Телефон без передней камеры

Сами компромиссы начались еще до появления подэкранной камеры самой по себе. Такие телефоны, как ASUS Zenfone 6, устраняют необходимость в отдельной фронталке, делая камеру откидной. Но тут возникают проблемы с габаритами устройства и сложностью его защиты от воды. Подвижный механизм довольно сложно загерметизировать так, чтобы в него не попадала ни вода, ни пыль.

Какую камеру наблюдения купить для дома.

Были и выезжающие камеры, но любой подобный механизм имеет больше минусов, чем плюсов. Поэтому все и стремились к камере под экраном (сокращенно UDC). Мы видели это на нескольких прототипах телефонов от различных производителей, а также в различных продуктах, таких, как ZTE Axon 30 5G. А с недавним выпуском Samsung Galaxy Z Fold 3 камеры под дисплеем становятся все более популярными и массовыми.

Камера Galaxy Z Fold 3 пока является лучшим представителем подэкранных камер.

Как работает камера под экраном

Суть такой камеры в том, что она смотрит как бы через экран. То есть перед ней будет находиться решетка пикселей, но между ними будут пробелы для попадания света на матрицу камеры. Проблема создания такого экрана заключается в том, чтобы пиксели экрана были довольно плотными и не портили изображение, но при этом, чтобы между ними было расстояние, необходимое для работы камеры.

Если расширить расстояние между пикселями максимально, то мы получим то самое отверстие, от которого хотим уйти. Если наоборот, сжать их, то камера просто ничего не увидит. Остается только добавить, что такие фокусы возможны лишь с OLED-экранами. Если это IPS-матрица, то ее конструкция не позволит разместить нужным образом подсветку. С этим разобрались.

Камера и экран нового Samsung Galaxy S22. Что мы о нем знаем.

У разных производителей разные подходы к скрытым камерам. Во-первых, давайте посмотрим на Samsung в ее последнем складном телефоне. Большая часть дисплеев Galaxy Z Fold 3 использует круглые субпиксели в традиционном ромбовидном матричном шаблоне — с кластером красных, зеленых, синих, зеленых субпикселей (или R-G-B-G). Это особенность технологии, которая требует размещения двух зеленых субпикселей для достаточного количества света этого спектра. Над отверстием для камеры Fold 3 пиксели сдваиваются, объединяя свою структуру в необычный узор B-R-G-G-G-G-R-B.

Вот так выглядит место, в котором установлена камера.

Видна ли камера под экраном

При этом плотность пикселей над камерой примерно вдвое меньше, чем в обычном месте экрана. Это видно на некоторых снимках даже без специального увеличения данной области. Но даже когда экран выключен, на камеру все равно не попадает свет. Поэтому и нужно сделать щель между пикселями, чтобы она видела мир как бы через сетку.

Чтобы было понятнее, если запустить на экране картинку с полосой шириной в один пиксель, то она будет видна, а если сместить ее на один пиксель в сторону, то в районе камеры она пропадет. Этот эксперимент даже поставили наши коллеги из издания Androidcentral.com.

Вот так полоска пикселей прерывается в районе камеры.

Если не ставить себе целью увидеть под микроскопом эту решетку, то вы ее не заметите. Мало того, что разрывы минимальны, так еще и мозг сам привык достраивать изображение. То есть, если в том месте будут буквы, мозг сам дорисует их и проблем с восприятием не будет, даже несмотря на примерно вдвое меньшую плотность пикселей. Если вы смотрите видео, то из-за мелькающего изображения проблем будет еще меньше.

Телефоны Samsung получат самую прочную камеру в истории.

От чего зависит качество фотографий подэкранной камеры

Пока все технологии сводятся именно к такому компромиссу, а итоговое качество фотографий зависит от того, кто найдет более правильный баланс. Пока качество фотографий всех производителей примерно одинаковое. Дальше начнут появляться другие факторы, которые будут влиять на снимки. Например, важен будет фактический размер сенсора камеры, уровень программной обработки и даже стекло экрана.

Последнее важнее, чем кажется. Чем более прозрачным будет стекло, тем лучше будут снимки. В качестве примера можно вспомнить нашу атмосферу. Вспомните, рядом с большими городами даже ночью небо само немного светится. А если вы оказывались на расстоянии пары сотен километров от крупных населенных пунктов, то вспомните, сколько там звезд и какое темное небо. Так и с экраном. На глаз эта мутность не видна, но при свечении остальных пикселей она может сама немного светиться. Это тоже окажет негативное влияние на качество снимков. Этот эффект есть и сейчас, поэтому интерфейс приложения камеры зачастую выдержан в темных тонах.

Согласитесь, что так телефон выглядит намного приятнее, чем с вырезом

Будут ли камеры под экраном во всех телефонах

На ближайшее время можно сказать, что какой бы подход не выбрали для камеры под дисплеем, пока качество снимков будет уступать привычным камерам. В отверстии или тем более в челке. Даже увеличение размера пикселя не сыграет решающей роли.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Сейчас большой вклад в улучшение фотографий с нового типа фронтальных камер делает искусственный интеллект. Системы получают изображение с сенсора и обрабатывают его. Это и называется вычислительной фотографией, на которую делается упор в современных гаджетах.

Нет сомнений в том, что камера под экраном будет становится все лучше и лучше. Особенно по мере развития OLED-технологий и алгоритмов улучшения изображений. Через некоторое время мы еще вернемся к этому разговору, а пока остается порадоваться тому, что подэкранные камеры постепенно становятся массовыми.

Как это устроено. Камера в телефоне — android.mobile-review.com

1 февраля 2018

Макс Любин

Facebook

Twitter

Вконтакте

Привет! Камера, а вернее, качество съемки в мобильном телефоне, стало одним из признаков флагмана. Многие производители соревнуются между собой в том, чей аппарат снимает лучше. Модули совершенствуются, обрастают новыми функциями, которые ранее были доступны только в фотоаппаратах, тем самым постепенно вытесняют последние.

На сегодня во флагманских смартфонах применяются камеры, обладающие оптической стабилизацией изображения, высокой светочувствительностью, состоящие из большого количества линз и представляющие собой весьма сложное устройство.

Еще совсем недавно камеры были гораздо скромнее по характеристикам и по размерам. Вот для примера сравнение основной камеры разных поколений смартфонов Samsung. Перед вами камера от Galaxy S3 в сравнении с камерой от Galaxy S7 EDGE.

Первое, что бросается в глаза, – размер. Камера от S7 Edge ощутимо больше. При этом, если сравнить их в толщину, то окажется, что, несмотря на рост длины и ширины, толщина не изменилась, оставшись весьма небольшой.

Толщина модуля – один из самых главных параметров с точки зрения габаритов. Благодаря этому, большинству производителей удается сохранять толщину корпуса небольшой и добиваться того, чтобы глазок камеры не выпирал из корпуса.

Если потрясти телефон, оснащенный камерой с автофокусом, можно услышать характерное дребезжание. Многие принимали это за неисправность и писали об этом на форумах либо шли в магазин, чтобы вернуть телефон, имеющий такую неисправность. На самом деле, это дребезжит блок линз, свободно закрепленный внутри корпуса камеры. Так работают стабилизация и автофокус.

Мне всегда было интересно разобраться, как же устроен такой модуль камеры внутри, как работают эти самые стабилизация и автофокус с точки зрения механики. Чтобы удовлетворить свое любопытство, я купил неисправный модуль камеры от Galaxy S7 Edge и занялся его препарированием.

Для начала еще раз осмотрим его снаружи. Корпус собран из большого количества деталей и подключается к плате широким многоконтактным разъемом.

На шлейфе имеется маркировка, с помощью которой можно отличить подделку от оригинального модуля. В одинаковые модели своих смартфонов, предназначенных для продажи в разных странах, Samsung может ставить как модуль собственного производства, так и модули производства Sony. В данном случае модуль производства Sony. Кроме надписи на шлейфе, на внешнем металлическом кожухе имеется серийный номер камеры, выгравированный мелким шрифтом. Серьезный подход.

Ну что, начинаем вскрывать.

Для начала снимем пластиковый фартук, защищающий модуль. Затем откроем маленький блок на шлейфе, внутри которого располагаются электронные компоненты, являющиеся частью управления питания камеры. Всегда удивляет миниатюрность таких устройств.

Обратите внимание, под кожух со всех сторон уходят контакты.

Снимаем металлический кожух.

Перед нами предстает внутренний пластиковый корпус, который со всех четырех сторон опоясан шлейфом с контактами, которые мы видели, когда рассматривали кожух снаружи.

Внутри находится металлический блок. Интересно, насколько сложно он извлекается. Попробуем его достать.

Удивительно, но внутренний блок линз никак не закреплен и извлекается вообще без сопротивления. Неожиданно.

Отложим извлеченный блок в сторону и заглянем внутрь. А внутри находятся малюсенькие катушки, на которые подается питание. Больше всего это напоминает электромагниты.

Что там еще? А еще в углах корпуса расположены шарики, которые, судя по всему, являются направляющими, по которым катается блок линз.

Впечатляет размер этих шариков. Вот один в сравнении с кончиком обычной зубочистки. А еще, видимо, этот шарик керамический.

Смотрим дальше. На дне корпуса виден фильтр матрицы камеры. Если присмотреться поближе, можно увидеть, что матрица покрыта трещинами. Интересно, что нужно было делать с телефоном, чтобы так повредить матрицу? Его либо очень сильно уронили, либо я даже не знаю.

К матрице мы еще вернемся. Давайте теперь поближе рассмотрим блок линз.

На боковых гранях видны металлические пластинки, которые на деле оказались миниатюрными магнитами. Теперь стало окончательно понятно, каким образом управляется камера. Будучи под напряжением, блок линз висит внутри электромагнитного поля и перемещается внутри корпуса, опираясь на керамические шарики, которые, судя по всему, играют роль не столько салазок, сколько ограничителей.

Конструкция выглядит монолитно. Но нет ничего собранного одним человеком, чего не смог бы разобрать другой человек.

На верхней части есть пластиковые пломбы.

Срезаем их, после чего поддеваем боковые защелки и снимаем еще один кожух. Извлекаем блок линз, который стал еще меньше. Не модуль, а матрешка какая-то.Внутри еще одного слоя корпуса снова обнаруживаем уже знакомые нам шарики. Причем шарики держат не только блок линз, но и еще одну оболочку, на которую этот самый блок опирается. Даа… Тут не только матрешку, но и Кащеев сундук вспомнишь.

Неужели будет еще один корпус в корпусе? Но нет, дальше только блок линз, запрессованный внутри пластиковой тубы.

В рекламе нам обещали шесть линз внутри. На взрыв-схемах также можно было увидеть эти шесть линз. У нас есть возможность проверить правдивость рекламных картинок. Так как туба с линзами неразборная, варварски распотрошим ее.

Внутри и правда оказалось много линз. А если быть точным, те самые шесть, обещанные в рекламе. Одна из линз собрана из двух и не разделяется. Между всеми линзами есть тончайшие прокладки черного цвета. Миниатюрность и сложность конструкции впечатляют.

Расстроило только то, что линзы оказались пластиковыми. Пластик очень нежный, моментально царапается. Я думал, что хотя бы внешняя линза, находящаяся на самом верху, окажется стеклянной. Нет, тоже пластик. Жаль.

А теперь вернемся к матрице. Собственно, размер матрицы и определяет размер всего модуля. Снимаем фильтр и смотрим на матрицу.

Снова миниатюрные, мельчайшие элементы. Обратите внимание на золотые контакты, которые идут от матрицы на плату.

Фото в сравнении с человеческим волосом.

Несмотря на то, что умом понимаешь, что на данный момент технологии находятся на таком уровне, что подобное не должно удивлять, меня это впечатляет. Одно дело – понимать, а совсем другое – видеть собственными глазами. Ведь это все нужно было не только придумать, но и собрать.

Заключение

Вот так изнутри выглядит модуль камеры Samsung Galaxy S7 Edge. Еще одной тайной стало меньше, и еще одним знанием больше. Вряд ли это знание пригодится мне в жизни, например, при  ремонте телефонов, так как в домашних условиях починить модуль вряд ли возможно, да и не нужно. Но зато теперь стал лучше понятен принцип работы механизм оптической стабилизации и автофокуса. А еще, это просто интересно. Мне всегда было интересно узнавать, как устроен мир вокруг. И не только как он устроен, но и из чего он состоит. С возрастом это желание не становится меньше, а впечатления от увиденного не становятся тусклее. Узнавая о том, как устроен мир вокруг нас, мы учимся лучше его понимать, но он все равно способен удивлять. Впереди еще масса открытий.

П.С. Ко мне приехал модуль камеры для недавно купленного Galaxy S7 Active, а значит, на днях предстоит приключение по замене этого модуля. Велик риск, но и результат стоит риска.

Как работает линейная камера | CameraIQ

Линейные камеры (line-scan) — это вид камер машинного зрения, которые отличаются от обычных видеокамер с матричным сенсором (area-scan) тем, что изображения в них формируются путем сканирования объекта съемки.

Линейная камера имеет сенсор, содержащий всего одну (иногда несколько) линию (строку) пикселей. Такие камеры также называют “строчными камерами”.


Преимущества

Использование линейных камер имеет множество преимуществ:

  • Низкая цена в пересчете на пиксель: линейное сканирование позволяет реализовать съемку с высоким разрешением с минимальными затратами
  • Чувствительность и динамический диапазон линейных камер, как правило, существенно выше чем у матричных
  • Изображение без “смаза”: линейные видеокамеры позволяют снимать быстро-движущиеся объекты
  • Эффективность: в отличие от систем с матричными камерами, при использовании линейного сканирования нет необходимости обеспечивать перекрытие последовательных кадров и их дальнейшую программную “склейку” — изображение непрерывно формируется в буфере встроенной памяти линейной камеры
  • Масштабируемость: если разрешения одной линейной камеры недостаточно, очень просто использовать несколько камер установленных в ряд
  • Снижение затрат на организацию освещения объекта: достаточно подсветить узкую полосу нужной ширины, вместо организации равномерного освещения всей поверхности объекта

Принцип работы

Принцип действия систем машинного зрения, использующих линейные видеокамеры, аналогичен принципу работы сканера документов: за счет движения объекта относительно камеры (либо камеры вдоль объекта) — из строк, последовательно, одна строка за другой, формируется обычное двумерное изображение.

Линейные камеры наиболее эффективны при съемке непрерывно движущихся материалов, в таких отраслях как бумажное производство, полиграфия, металлургия и т.п. На рисунке показано сравнение матричных и линейных камер применительно к таким задачам.

За счет большего числа пикселей в строке одна видеокамера линейного сканирования способна заменить несколько обычных матричных камер.


Применения

Применение линейных камер оправданно для съемки движущихся, бесконечных объектов. Она позволяет получить высококачественную серию снимков с большим разрешением ( 8096 x 16000 пикселей для камеры бюджетной GigE серии), стык в стык, без необходимости совмещения кадров между собой. Работа с энкодером позволяет контролировать скорость объекта и снимать его с динамической частотой линий. Тем самым геометрия снимка не искажается из-за изменяющейся скорости объекта. 

Некоторые применения линейных камер: 

  • Контроль металлопроката, бумажного, стекольного производства. Позволяет отснять лист материала большого размера одной камерой с высоким разрешением. Далее, по прямоугольному снимку с камеры вы можете контролировать размеры, проверять поверхность изделия, например с помощью нейросетей, считывать маркировку и т.д.

  • Контроль печати. Позволяет сканировать печатную продукцию (банеры, газеты, печать на сайдинг-панелях, нанесение рисунка на напольные покрытия, ДСП). Благодаря продвинутым линейным камерам с многоспектральным 10 битным сенсорам — реализуется оценка оттенков печати с применением специального полиграфического ПО.

  • Контроль рельс, асфальтового покрытия. Данные камеры позволяют снимать на скоростях до 100 км/ч дорожное покрытие перед автомобилем или рельсы под вагоном. Благодаря снимкам с этих камер контролируется состояние инфраструктуры и производятся своевременные ремонтные работы. 

  • Считывание маркировки сортировочного центра. На многих почтовых сортировочных центрах письма и отправления «летают» по системе распределения. И для качественного и быстрого распознавания индекса, трек-номера, почтовых марок, а также проверки наличия адресата используют линейные камеры. 

  • Контроль трубопроката. Для задач инспектирования внутреннего и внешнего сварного шва на трубе также используют линейные камеры, установленные на специальных мобильных роботах, способных проехать внутри трубы и отснять шов изнутри. 

  • Фотофиниш. Системы спортивного фотофиниша для олимпиад и соревнований — основной инструмент жури для определения победителя. В данном случае камера снимает линию фотофиниша с частотой до 20 кГц. Будь это бегуны, скачки, ралли, формула-1 — на любой скорости камера позволит безошибочно увидеть победителя.

 

Как работает цифровая камера?

У вас могут возникнуть вопросы о лучшей цифровой камере, если пришло время ее купить.

Ответить на вопрос «как работает цифровая камера» не так сложно, как может показаться. Будь то лучшая камера для путешествий или просто наведи и снимай, у нас есть информация ниже.

На самом деле, принципы, лежащие в основе цифровой камеры, не так уж и отличаются от принципов пленочной камеры.

Тем не менее, если вы относитесь к тем людям, которые не чувствуют себя комфортно при использовании технологий, если вы не понимаете, что заставляет их работать, продолжайте читать, чтобы узнать, как цифровая камера снимает фотографии, каковы ее основные компоненты и многое другое в этом руководстве по фотографии. .

Содержание:

Основы работы цифровой камеры

Базовый процесс работы камеры, независимо от того, является ли она лучшей цифровой камерой или камерой любого другого типа, например компактной камерой, не так уж и отличается: свет от сцены проходит через объектив и попадает в какой-то светочувствительной поверхности внутри корпуса камеры. Но тип поверхности, которая измеряет свет, и метод, с помощью которого камера использует эту поверхность для создания фотографии, отделяют цифровые камеры от других типов камер.

Компоненты цифровой камеры Базовая компоновка цифровой камеры и ее компонентов.

В каждом типе фотоаппарата используются похожие компоненты, такие как объектив и затвор. Когда затвор закрыт, свет не проходит через объектив. Но когда вы нажимаете кнопку спуска затвора, чтобы открыть затвор, свет может проходить через линзу и попадать на светочувствительный материал внутри камеры. На этом сходство заканчивается, поскольку цифровая камера использует множество компонентов, уникальных для цифровой фотографии.А они следующие:

  • Датчик изображения: Датчик изображения в цифровой камере, который представляет собой полупроводниковый чип, содержит миллионы светочувствительных пикселей, также называемых массивами, которые индивидуально измеряют свет, падающий на каждый из них. Цветовой фильтр расположен над датчиком изображения, который позволяет только определенным пикселям измерять определенные цвета световых волн. Для пленочной камеры светочувствительная пластиковая полоса с покрытием будет записывать сцену.
  • Цифровой преобразователь: Данные, собранные в каждом пикселе, должны быть преобразованы в цифровой сигнал, который обрабатывает этот чип преобразователя.
  • Монтажная плата: Цифровая камера имеет монтажную плату, на которой находятся все компьютерные микросхемы, которые камера использует для записи данных. Схема на плате передает данные с датчика изображения и других микросхем на карту памяти. Для пленочной камеры не нужны ни печатная плата, ни цифровой преобразователь.
  • Экран дисплея: Экран дисплея цифровой камеры используется для изменения настроек камеры, а также для компоновки фотографий и просмотра фотографий после их съемки.Пленочные камеры не имеют экрана, поэтому для кадрирования сцен используются видоискатель, а для изменения настроек — кнопки и диски. Некоторые цифровые камеры по-прежнему используют видоискатель для композиции сцены, предлагая экран дисплея в качестве второго варианта композиции.

Как работает цифровая камера: пошаговые инструкции Цифровая камера Fujifilm X100T имеет ретро-вид пленочной камеры с многочисленными кнопками и дисками.

Независимо от того, используете ли вы простую водонепроницаемую цифровую камеру или усовершенствованную цифровую зеркальную камеру, процесс записи цифрового изображения и сохранения данных на карте памяти одинаков.Пошаговый процесс записи фотографии цифровой камерой:

  1. Измерительный свет: Нажмите кнопку спуска затвора, чтобы открыть затвор, который позволяет свету проходить через объектив и попадать на датчик изображения. Затем отдельные пиксели на датчике изображения измеряют интенсивность света в миллионах различных точек на датчике изображения, обеспечивая точные измерения.
  2. Фокусирующий свет: По мере того, как свет от сцены проходит через объектив, он должен точно фокусироваться на датчике изображения.Различные стеклянные элементы в объективе будут вращаться, обеспечивая резкий фокус. Неточно сфокусированный свет приведет к размытой сцене. Цифровые камеры могут использовать автоматическую фокусировку, когда камера автоматически регулирует стеклянные элементы, или ручную фокусировку, когда фотограф вращает кольцо, чтобы вручную настроить стеклянные элементы.
  3. Преобразование света: Каждый пиксель преобразует измеренный свет в электроны. Пиксель, который измеряет более яркий свет, будет содержать больше электронов, что приведет к большему накопленному заряду.Затем микросхема АЦП (аналого-цифровой преобразователь) преобразует световой сигнал в каждом пикселе в цифровое значение.
  4. Сохранение данных: Теперь, когда свет от сцены преобразован в цифровое значение, камера может перемещать данные так же, как их перемещает любой компьютерный чип, перемещая цифровые двоичные биты через схемы на печатной плате. Когда биты достигают карты памяти, камера использует микропрограммное обеспечение для записи данных на карту.

Поскольку цифровая камера хранит изображения в виде цифровых битов данных, такие изображения легко передавать другим устройствам и другим людям.После того, как фотография будет сохранена в цифровом формате, вы можете обращаться с ней как с любым компьютерным файлом. Также легко вносить изменения в цифровые биты с помощью программного обеспечения для редактирования изображений, что позволяет исправить незначительные проблемы или добавить к изображениям потрясающие спецэффекты. Это верно и для лучших видеокамер.

Независимо от того, есть ли у вас одна из лучших цифровых фотоаппаратов на рынке или просто хороший фотоаппарат наведи и снимай, понимание того, как работает цифровая камера, позволяет легче понять, что вы хотите делать со своими изображениями, когда они созданный.И наличие такого количества возможностей для обработки ваших цифровых фотографий объясняет, почему цифровая фотография стала такой популярной в последнее десятилетие.

Статьи по теме:

ShortCourses — Как работает цифровая камера

Цифровые камеры очень похожи на все предыдущие камеры. Начиная с самой первой камеры, все они были в основном черными ящиками с линзой для сбора света, колесом, которое вы поворачивали, чтобы сфокусировать изображение, диафрагмой, определяющей яркость света, и затвором, определяющим, как долго свет проникает.

И самые ранние камеры, и самые современные модели, доступные сегодня, на самом деле представляют собой просто черные ящики.

Большая разница между традиционными пленочными фотоаппаратами и цифровыми фотоаппаратами заключается в том, как они захватывают изображение. Вместо пленки в цифровых камерах используется твердотельное устройство, называемое датчиком изображения. В некоторых цифровых камерах датчик изображения представляет собой устройство с зарядовой связью (ПЗС), а в других — датчик изображения CMOS. Оба типа могут дать очень хорошие результаты.На поверхности этих кремниевых чипов размером с ноготь расположены миллионы светочувствительных диодов, каждый из которых захватывает один пиксель на фотографии.

Датчик изображения сидит на фоне увеличения его квадратных пикселей, каждый из которых способен захватить один пиксель в конечном изображении. Любезно предоставлено IBM.

Когда вы делаете снимок, затвор ненадолго открывается, и каждый пиксель на датчике изображения записывает яркость падающего на него света за счет накопления электрического заряда.Чем больше света попадает на пиксель, тем выше регистрируемый заряд. Пиксели, улавливающие свет от бликов на сцене, будут иметь высокий заряд. У тех, кто улавливает свет из тени, будет низкий заряд.

После того, как затвор закрывается, чтобы завершить экспозицию, заряд каждого пикселя измеряется и преобразуется в цифровое число. Эта серия чисел затем используется для восстановления изображения путем установки цвета и яркости совпадающих пикселей на экране или напечатанной странице.

В конце концов, все черное и белое

Это может быть удивительно, но пиксели на датчике изображения фиксируют только яркость, а не цвет.Они записывают шкалу серого — серию оттенков от чистого белого до чистого черного. Как камера создает цветное изображение из яркости, записанной каждым пикселем, — это интересная история, уходящая корнями в далекое прошлое.

Шкала серого, лучше всего видимая на черно-белых фотографиях, содержит диапазон оттенков от чисто черного до чисто белого.

Когда фотография была впервые изобретена в 1840-х годах, она могла записывать только черно-белые изображения.Поиск цвета был долгим и трудным процессом, и за это время продолжалось много ручной раскраски (в результате один фотограф сказал: «Так что, в конце концов, вы должны уметь рисовать!»). Одним из крупных достижений стало открытие Джеймса Клерка Максвелла в 1860 году того, что цветные фотографии можно создавать с использованием черно-белой пленки и красных, синих и зеленых фильтров. Он попросил фотографа Томаса Саттона трижды сфотографировать тартановую ленту, каждый раз с другим цветным фильтром поверх объектива. Затем три черно-белых изображения проецировались на экран с помощью трех разных проекторов, каждый оснащен тем же цветным фильтром, который используется для проецируемого изображения.После совмещения три изображения сформировали полноцветную фотографию. Спустя столетие датчики изображения работают примерно так же.

Цвета на фотографическом изображении обычно основаны на трех основных цветах: красном, зеленом и синем (RGB). Это называется аддитивной цветовой системой, потому что, когда три цвета объединяются в равных количествах, они образуют белый цвет. Эта система RGB используется всякий раз, когда свет проецируется для формирования цветов, как на мониторе дисплея (или в вашем глазу). Другая цветовая система использует голубой, пурпурный, желтый и черный (CMYK) для создания цветов.Эта система используется в некоторых датчиках и почти во всех принтерах, поскольку это система цветности, использующая отраженный свет.

Поскольку дневной свет состоит из красного, зеленого и синего света; размещение красного, зеленого и синего фильтров над отдельными пикселями на датчике изображения может создавать цветные изображения так же, как это было с Максвеллом в 1860 году. Используя процесс, называемый интерполяцией, камера вычисляет фактический цвет каждого пикселя, комбинируя цвет, который она захватила напрямую через собственный фильтр с двумя другими цветами, захваченными окружающими его пикселями.Насколько хорошо это работает, частично зависит от выбранного вами формата, размера и сжатия изображения.

Поскольку каждый пиксель на датчике имеет цветовой фильтр, который пропускает только один цвет, захваченное изображение записывает яркость красного, зеленого и синего пикселей отдельно. (Фотосайтов с зелеными фильтрами обычно в два раза больше, потому что человеческий глаз более чувствителен к этому цвету). Иллюстрация любезно предоставлена ​​Foveon на www.foveon.com.

Для создания полноцветного изображения процессор изображения камеры вычисляет или интерполирует фактический цвет каждого пикселя, глядя на яркость цветов, записанных им и другими цветами вокруг него.Здесь полноцветность некоторых зеленых пикселей будет интерполирована из цветов восьми окружающих их пикселей.

В твоей камере есть компьютер

Каждый раз, когда вы делаете снимок, нужно произвести миллионы вычислений всего за несколько секунд. Именно эти вычисления позволяют камере интерполировать, просматривать, захватывать, сжимать, фильтровать, сохранять, передавать и отображать изображение. Все эти вычисления выполняются в камере с помощью процессора изображений, аналогичного процессору на вашем настольном компьютере, но предназначенного для этой единственной задачи.То, насколько хорошо ваш процессор выполняет свои функции, имеет решающее значение для качества ваших изображений, но трудно оценить рекламные заявления об этих устройствах. Для большинства из нас эти процессоры — загадочные черные ящики, о которых рекламодатели могут говорить все, что угодно. Доказательства на фотографиях.

Камеры с новейшими программируемыми цифровыми медиапроцессорами могут выполнять функции, для которых их программируют производители камер. В настоящее время эти функции включают редактирование фотографий в камере и специальные эффекты, такие как удаление эффекта красных глаз, улучшение изображения, границы изображения, объединение панорам, удаление размытия, вызванного дрожанием камеры, и многое другое.

Куда нас, кажется, ведут

По мере улучшения разрешения камеры большинство людей довольны качеством и резкостью своих отпечатков. По этой причине маркетинговая битва, особенно в категориях карманных или карманных фотоаппаратов, теперь сводится к особенностям. Поскольку цифровые камеры — это в основном компьютеры, компании могут запрограммировать их на выполнение всего, чего не могли бы делать старые механические камеры. Они могут идентифицировать лица в кадре, чтобы сфокусироваться на них, обнаруживать и устранять «красные глаза», а также позволяют настраивать цвета и тона на изображениях.Где-то в этом бесконечном контрольном списке возможных функций есть переломный момент, когда сложность начинает увеличиваться, а не уменьшаться, а полезность функций начинает снижаться. Вероятно, мы уже находимся в этой переломной точке, а возможно, и за ее пределами. Когда вы читаете о функциях, спросите себя, как часто вы бы действительно их использовали и сколько контроля вы хотите передать своей камере.

При рассмотрении функций имейте в виду, что большинство великолепных изображений в истории фотографии были сделаны с помощью камер, которые позволяют управлять только фокусировкой, диафрагмой и выдержкой.

Что такое датчики цифровых фотоаппаратов

Цифровая камера использует массив из миллионов крошечных световых полостей или «фотосайтов» для записи изображения. Когда вы нажимаете кнопку спуска затвора камеры и начинается экспозиция, каждая из них открывается для сбора фотонов и сохранения их в виде электрического сигнала. По окончании экспозиции камера закрывает каждый из этих фотосайтов, а затем пытается оценить, сколько фотонов попало в каждую полость, измеряя силу электрического сигнала.Затем сигналы количественно оцениваются как цифровые значения с точностью, определяемой битовой глубиной. Результирующая точность затем может быть снова снижена в зависимости от того, какой формат файла записывается (0–255 для 8-битного файла JPEG).

Массив полостей Световые полости

Однако на приведенной выше иллюстрации создаются только изображения в градациях серого, поскольку эти полости не могут различить, сколько в них содержится каждого цвета. Для захвата цветных изображений над каждой полостью должен быть установлен фильтр, который пропускает свет только определенных цветов.Практически все современные цифровые камеры могут захватывать только один из трех основных цветов в каждой полости, поэтому они отбрасывают примерно 2/3 падающего света. В результате камера должна аппроксимировать два других основных цвета, чтобы каждый пиксель имел полный цвет. Наиболее распространенный тип массива цветных фильтров называется «массивом Байера», как показано ниже.

Цветной фильтр Фотосайты с цветными фильтрами

Массив Байера состоит из чередующихся рядов красно-зеленых и зелено-синих фильтров. Обратите внимание на то, что массив Байера содержит в два раза больше зеленых датчиков, чем красных или синих датчиков.Каждый основной цвет не занимает равную долю от общей площади, потому что человеческий глаз более чувствителен к зеленому свету, чем к красному и синему свету. Избыточность с зелеными пикселями дает изображение, которое кажется менее зашумленным и имеет более мелкие детали, чем можно было бы получить, если бы каждый цвет обрабатывался одинаково. Это также объясняет, почему шум в зеленом канале намного меньше, чем в двух других основных цветах (см. Пример в разделе «Что такое шум изображения»).

Исходная сцена
(показана с 200%) Что видит ваша камера
(через массив Байера)

Примечание. Не все цифровые камеры используют массив Байера, однако это наиболее распространенная установка.Например, датчик Foveon улавливает все три цвета в каждом месте пикселя, тогда как другие датчики могут захватывать четыре цвета в аналогичном массиве: красный, зеленый, синий и изумрудно-зеленый.

BAYER DEMOSAICING

«Демозаика» Байера — это процесс преобразования этого массива основных цветов Байера в окончательное изображение, которое содержит полную информацию о цвете в каждом пикселе. Как это возможно, если камера не может напрямую измерять полный цвет? Один из способов понять это — вместо этого думать о каждом массиве 2×2 красного, зеленого и синего цветов как о единой полноцветной полости.

Это будет работать нормально, однако большинство камер предпринимают дополнительные шаги для извлечения еще большей информации об изображении из этого цветового массива. Если бы камера считала, что все цвета в каждом массиве 2×2 попали в одно и то же место, то она могла бы достичь только половинного разрешения как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. С другой стороны, если камера вычисляла цвет, используя несколько перекрывающихся массивов 2×2, то она могла бы достичь более высокого разрешения, чем было бы возможно с одним набором массивов 2×2.Следующая комбинация перекрывающихся массивов 2×2 может использоваться для извлечения дополнительной информации об изображении.

Обратите внимание, как мы не вычисляли информацию об изображении на самых краях массива, поскольку предполагали, что изображение продолжается в каждом направлении. Если бы на самом деле это были края массива резонаторов, то расчеты здесь были бы менее точными, так как пикселей больше нет со всех сторон. Однако это обычно незначительно, поскольку информация на самых краях изображения может быть легко обрезана для камер с миллионами пикселей.

Существуют и другие алгоритмы демозаики, которые могут извлекать немного большее разрешение, создавать изображения с меньшим шумом или адаптироваться для наилучшего приближения изображения в каждом месте.

ДЕМОСАЙСИРОВАНИЕ ИСКУССТВ

Изображения с мелкомасштабными деталями, близкими к пределу разрешения цифрового датчика, иногда могут обмануть алгоритм демозаики, давая нереалистичный результат. Наиболее распространенным артефактом является муар (произносится «море-ай»), который может проявляться в виде повторяющихся узоров, цветовых артефактов или пикселей, расположенных в нереалистичном лабиринтном узоре:


Вторая фотография на ↓ 65% от размера выше

Выше показаны две отдельные фотографии — каждая с разным увеличением.Обратите внимание на появление муара во всех четырех нижних квадратах, в дополнение к третьему квадрату первой фотографии (тонкому). И лабиринтные, и цветные артефакты можно увидеть в третьем квадрате уменьшенной версии. Эти артефакты зависят как от типа текстуры, так и от программного обеспечения, используемого для создания файла RAW цифровой камеры.

Однако даже с теоретически совершенным сенсором, который мог бы улавливать и различать все цвета на каждом фотосъекте, все равно мог появиться муар и другие артефакты. Это неизбежное следствие любой системы, которая производит выборку непрерывного сигнала в дискретных интервалах или точках.По этой причине практически каждый фотографический цифровой датчик включает в себя так называемый оптический фильтр нижних частот (OLPF) или фильтр сглаживания (AA). Обычно это тонкий слой непосредственно перед датчиком, который эффективно размывает любые потенциально проблемные детали, разрешение которых меньше разрешения датчика.

КОМПЛЕКТЫ MICROLENS

Вы можете задаться вопросом, почему на первой диаграмме в этом руководстве не размещены все полости непосредственно рядом друг с другом. Сенсоры реальных камер на самом деле не имеют фотоэлементов, которые покрывают всю поверхность сенсора.Фактически, они могут покрывать половину общей площади для размещения другой электроники. Каждая полость показана с небольшими пиками между ними, чтобы направлять фотоны в ту или иную полость. Цифровые камеры содержат «микролинзы» над каждым фотоснимком для улучшения их способности собирать свет. Эти линзы аналогичны воронкам, которые направляют фотоны в фотосайт, где в противном случае фотоны не использовались бы.

Хорошо спроектированные микролинзы могут улучшить сигнал фотонов на каждом фотосъекте и впоследствии создать изображения с меньшим шумом при том же времени экспозиции.Производители камер смогли использовать улучшения в конструкции микролинз для уменьшения или поддержания шума в новейших камерах с высоким разрешением, несмотря на то, что у них меньше места для фотосъемки, из-за сжатия большего количества мегапикселей в той же области сенсора.

Дополнительную информацию о сенсорах цифровых фотокамер можно найти на сайте:
Размеры сенсоров цифровых фотокамер: как они влияют на фотографию?

Как работает камера — Grassroots Media

Если вы снимаете там, где достаточно света, следуйте основным правилам композиции, следите за своим фокусом и держите камеру в устойчивом положении, тогда вы можете спокойно оставить камеру включенной автоматически и вам не понадобится манипулировать светом.Но если вы хотите, чтобы ваша аудитория увидела ваш объект определенным образом, чтобы создать определенный эффект, или если вы застряли в плохих условиях освещения, вам необходимо понять, как свет, ваш объект и камера взаимодействуют с каждым из них. Другие. Чтобы понять это взаимодействие, нужно понять, как работает камера.

Можно сказать, что камеры подобны механическим глазам. Настоящие глаза работают следующим образом: свет попадает в ваш глаз через зрачок — черное круглое отверстие, размер которого может варьироваться в центре радужной оболочки.Позади зрачка находится линза, фокусирующая свет. Фокусируя свет, линза преобразует его в узор из света и тьмы, который распознается как изображение объектов в поле зрения глаза. Затем этот узор проецируется на сетчатку. Сетчатка, содержащая миллионы фоторецепторных клеток, чувствительных к свету, преобразует изображение в электрические импульсы, которые отправляются в мозг через зрительный нерв. И вуаля, мы видим.

Механические глаза или камеры предназначены для имитации этого процесса.Вместо зрачка и диафрагмы объектив камеры имеет затвор с диафрагмой, которая открывается, образуя апертуру или отверстие. Диафрагму камеры часто называют диафрагмой, потому что она выполняет ту же функцию. Объектив камеры находится перед радужной оболочкой, а не за ней, как для наших глаз, но он по-прежнему выполняет ту же работу по фокусировке света в узор или изображение, которое затем проецируется на светочувствительный материал на задняя часть аппарата. Вместо сетчатки светочувствительный материал, используемый в камере, представляет собой пленку или датчик изображения (устройство с зарядовой связью или ПЗС-чип), который собирает электрические заряды при воздействии света, который затем преобразуется в цифровой формат.Результатом является не изображение в нашем мозгу, а фотография, полоса кинопленки, оцифрованная видеокассета и т. Д.

Ваш глаз и ваша видеокамера работают примерно одинаково, но получаемое изображение сильно отличается. Почему? Человеческий глаз имеет гораздо большее разрешение и диапазон контрастности, он приспосабливается к теням и регистрирует детали в тусклом свете, которые камера может никогда не уловить. Благодаря большему диапазону контрастности люди могут различать 2000 оттенков серого.Пленка может различать только 21 оттенок, а видео даже меньше, всего семь оттенков для видео стандартной четкости. Имея два глаза, одновременно фокусирующиеся на одном и том же, мы можем видеть вещи трехмерно; изображения, создаваемые камерой, бывают плоскими или двухмерными. Наши глаза также корректируют цвет света, который имеет тенденцию окрашивать все в желтый или синий цвет в зависимости от источника света. В видеокамерах используются фильтры для компенсации различий в цвете света.Наконец, наш мозг определяет, что одни объекты темные, а другие яркие, в зависимости от того, сколько света они отражают. Камера или, скорее, экспонометр камеры предполагает, что все должно быть среднего тона, независимо от процента отраженного света.

Из-за этих различий мы не можем снимать видео, которое соответствовало бы изображениям, которые мы видим своими глазами, но понимание этих различий может помочь нам их компенсировать. Часто, когда мы предполагаем, что камера видит то же, что и наши глаза, мы получаем так себе изображения.На следующих страницах можно найти советы, которые помогут вам избежать ряда распространенных ошибок. Хорошее начало — знать, как сбалансировать белый цвет в камере.

Как работает камера? — Урок для детей

Пленочная камера

Все дело в свете

Самое первое, что должно произойти при работе с камерой, — это прохождение света через объектив.Объектив представляет собой стеклянную пластину, закрывающую отверстие в корпусе камеры. Объектив направляется от объекта к пленке при открытии затвора.

Когда вы нажимаете кнопку на фотоаппарате, открывается затвор , который представляет собой крышку, защищающую пленку. Затвор подобен вашим векам, и когда вы открываете их, тогда проникает свет. На фотоаппарате затвор открывается и закрывается очень быстро. Он хочет только пропустить достаточно света, чтобы запечатлеть изображение, а затем приблизиться, прежде чем на него попадет слишком много света.Пленка хранится в корпусе камеры и содержит специальные химические вещества, которые вызывают изменение цвета пленки при попадании на нее света.

Что интересно, изображение на пленке противоположно тому, что вы видите. Например, если вы хотите сфотографировать далматинскую собаку, то пятна будут белыми, а фоновый мех — черным. Это называется негативной пленкой . Негативная пленка представляет собой пластиковую полоску, которая передает изображение в результате химического процесса в противоположных цветах.Когда пленка обрабатывается другими химическими веществами, цвета меняются местами, и изображение становится таким, каким оно было при нажатии кнопки на камере.

Деревья светлые, а небо темное на негативе.

Цифровые фотоаппараты одинаковы?

Съемка сегодня может быть проще, потому что вы можете увидеть изображение сразу после того, как сделаете снимок. У цифровых фотоаппаратов есть объектив и корпус, как и у пленочных фотоаппаратов, но главное отличие состоит в том, что изображение захватывается сенсором, а не пленкой.Датчик в цифровой камере имеет целый набор квадратов, похожих на шахматную доску, называемых пикселями. Каждый квадрат отвечает за цвет и яркость света. Цвета изображения хранятся в компьютерной части цифровой камеры и могут использоваться для печати изображений.

Прямоугольник посередине — это сенсор цифровой камеры.

Краткое содержание урока

Камеры фиксируют изображения определенного времени, которые можно распечатать на бумаге для картинок.Есть два основных типа фотоаппаратов, пленочные и цифровые, с одинаковыми компонентами и процессами. У них обоих есть объектив, затвор и корпус камеры. В обоих типах камер свет проходит через объектив, в то время как затвор (крышка) открывается и захватывается пленкой или датчиком . Негатив создается с пленкой, тогда как файл с цветными пикселями сохраняется в цифровой камере.

Практика:

Как работает камера? — Урок для детей викторины

Инструкции: Выберите ответ и нажмите «Далее».В конце вы получите свой счет и ответы.

Создайте учетную запись, чтобы пройти этот тест

Как участник, вы также получите неограниченный доступ к более чем 84 000 уроков по математике, Английский язык, наука, история и многое другое. Кроме того, получайте практические тесты, викторины и индивидуальные тренировки, которые помогут вам добиться успеха.

Попробуй это сейчас

Настройка займет всего несколько минут, и вы можете отменить ее в любой момент.

Уже зарегистрированы? Авторизуйтесь здесь для доступа

Как камера делает снимок?

i Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Фотоаппараты стали неотъемлемой частью повседневной жизни и стали настолько популярными, что почти каждый носит их на шее, в кармане или сумочке. Но для того, что так прочно вошло в нашу жизнь, не многие люди понимают, как камера делает снимок.Технология, лежащая в основе камеры, основана на свойствах света и процессе управления этим процессом.

Объектив

Объектив располагается перед отверстием, называемым апертурой, и фокусирует входящие световые фотоны для создания четкого изображения на определенном расстоянии за отверстием. Слегка отрегулировав положение объектива, вы можете изменить, какие области изображения будут в фокусе, а какие останутся не в фокусе. Вы можете использовать разные объективы для более конкретных задач, таких как съемка широкоугольных снимков или масштабирование в отдаленные места, но основная цель за объективом — просто сфокусировать изображение, и именно объектив позволяет камере быть компактной. .

Действие

Когда вы нажимаете кнопку для захвата изображения камерой, затвор смещается в сторону, позволяя свету попадать на вашу пленку или сенсор, в зависимости от типа вашей камеры. Наряду с линзой размер отверстия, через которое проходит свет, называемого диафрагмой, и количество времени, в течение которого затвор остается открытым, называемое выдержкой, обычно определяют, как выглядит изображение. Более продвинутые камеры имеют множество дополнительных настроек, но эти три аспекта камеры составляют ее базовую функциональность.

Захват изображения

Способ записи изображения будет зависеть от того, цифровая камера у вас или пленочная. В пленочной камере фотоны света проходят через пленку, вызывая реакцию там, где они попадают. В процессе разработки эта реакция преобразуется в яркость при создании финального изображения. В цветной пленке используется несколько слоев пленки для записи уровней яркости синего, зеленого и красного цветов, которые затем преобразуются в полноцветное изображение.

Датчик цифровой камеры работает аналогично.Отдельные пиксели, называемые фотосайтами, захватывают фотоны по мере их попадания, накапливая электрический заряд в зависимости от того, сколько фотонов они захватывают. Эта информация, которая снова разбита на три основных цвета, затем преобразуется в изображение, которое вы видите на экране.

Как работает 16-миллиметровая кинокамера, по данным Slow Motion

В 7-минутном видео, загруженном The Slo Mo Guys, ведущий Гав показывает, как работает ручная 16-миллиметровая российская пленочная камера старой школы, благодаря подробным кадрам, снятым со скоростью 1000 кадров в секунду с помощью Phantom Flex 4K.

После демонстрации того, как пленка загружается в камеру (и какую именно пленку снимает эта конкретная модель камеры), Гав демонстрирует, как регулировать частоту кадров, и показывает, как это выглядит во время работы. Следует отметить, что эта конкретная камера может снимать от 8 кадров в секунду до 48 кадров в секунду.

Подобно тому, как работает цифровая зеркальная фотокамера, которой Slo Mo Guys поделились в предыдущем видео, эта пленочная камера обеспечивает фотографу точный обзор объекта, так что создатель фильма действительно может видеть, что это за камера. собираюсь захватить.Он делает это через серию зеркал, которые отражаются на зеркальный диск, который помещается под углом 45 градусов перед областью, где пленка подвергается воздействию света.

Однако это зеркало работает не так, как в зеркалке. Он не перемещается в сторону, чтобы затем освободить место для затвора, который открывается и закрывается, чтобы позволить определенному количеству света попасть на пленку, а просто поворачивается в сторону, чтобы открыть плоскость пленки.

«Это зеркало и есть ставень», — объясняет Гав.«Это поворотный дисковый затвор».

Этот затвор, который выглядит как две зеркальные пластины на каждой стороне диска, вращается со скоростью, при которой пленка освещается 24 раза в секунду (или больше, или меньше, в зависимости от настроек камеры). Зазор между вращающимися лопастями определяет скорость затвора: каждые пол-оборота диска, то есть один кадр, пленка экспонируется на 1/60 секунды, которая определяется этим зазором в затворе (и фиксируется).

Также интересно, что при просмотре в видоискатель появляется затемнение, когда пленка выставлена, а зеркало не на месте.Это означает, что любой, кто смотрит в видоискатель, на самом деле видит кадры, которые не захватывает камера. Хотя они происходят так быстро, что вы вряд ли заметите, об этом все же интересно подумать.

«По сути, вы видите противоположные циклы, — говорит Гэв.

Подумав снова о том, как работает зеркальная фотокамера, вы вспомните, что если во время захвата изображения происходит какое-либо движение камеры, размытие может произойти, если выдержка достаточно медленная. В том же духе вам может быть любопытно, почему все, что снимает эта камера, не является расплывчатым беспорядком.Как было продемонстрировано, Гав показывает, что когда пленка проходит через камеру и подвергается воздействию света, она остается неподвижной камерой. Это прекрасное инженерное сооружение. Когда пленка переходит от одного кадра к другому за вращающимся зеркалом, она перемещается на место и кажется неподвижной к тому времени, когда на нее попадает свет. Глядя на лист пленки, который он пронумеровал от 1 до 24, чтобы показать этот эффект, Гэв отмечает, что по мере увеличения числа они перемещаются на место и остаются устойчивыми, даже если мы (или камера замедленной съемки) даже не увидим этого.

Чтобы увидеть, как это работает, он вынимает зеркальный диск. Он показывает, что машина настолько синхронизирована, что пленка идеально перемещается на место с помощью механизма, который предотвращает появление какого-либо размытия.

Видео полностью заполнено невероятными подробными снимками внутреннего пространства пленочной камеры в движении, что для любого, кто любит наблюдать за механикой камеры, просто приятно смотреть.

Чтобы получить больше от The Slo Mo Guys, не забудьте подписаться на их канал YouTube.

(через ISO1200)

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *