L'appareil photo numérique fonctionne. Guide de cryptographie : Qu'est-ce qu'une signature numérique électronique et comment elle fonctionne. Comment fonctionne une imprimante à jet d'encre

La télévision numérique est une technologie de diffusion télévisuelle moderne, qui consiste à transmettre le son et les images de la télévision à l'aide d'un codage vidéo. La télévision que nous connaissons tous s'appelle analogique et elle disparaît progressivement dans l'histoire. Son principal inconvénient : l'instabilité du signal dans divers bruits et la possibilité de ne visionner que quelques chaînes de télévision. Le signal numérique est insensible aux interférences, il fournit donc un son et une image de haute qualité. De plus, sur une fréquence, au lieu d'un canal analogique, il peut transmettre plusieurs canaux numériques à la fois. Ainsi, les téléspectateurs ont la possibilité de regarder une variété de chaînes : format général, divertissement, information, éducation, jeunesse, musique, sports, séries télévisées et films.

Avantages de la télévision numérique

Selon le mode de transmission, la télévision numérique est divisée en :

1. télédiffusion terrestre terrestre en modes DVB-T2 et DVB-T ;
2. télévision par satellite et par câble.

Avantages de la connexion à la télévision numérique :

• diminution de la puissance d'émission ;
• augmenter l'immunité au bruit des signaux de télévision;
• améliorer la qualité de l'image et du son dans les récepteurs de télévision ;
• une augmentation significative des programmes télévisés ;
• la présence de systèmes de télévision interactifs ;
• disponibilité de fonctions supplémentaires : « vidéo à la demande », « enregistrement du programme », « au début du programme », choix des sous-titres et de la langue ;
• la possibilité de créer une archive de programmes, etc.

Les antennes utilisées pour recevoir le signal diffèrent également. Lors de leur achat, vous devez prendre en compte la portée de la station émettrice, les conditions de visibilité directe vers la station, ainsi que le niveau du signal transmis. Ainsi, les antennes avec une hauteur de suspension de dix mètres et un gain élevé, ainsi que les antennes intérieures, sont considérées comme efficaces. Mais généralement, le signal est reçu avec succès sur l'antenne que l'abonné utilise depuis longtemps.

Ainsi, si le problème de l'achat d'un décodeur et de l'installation d'une antenne de la plage décimétrique a été résolu, vous pouvez alors commencer à connecter les "numéros" à votre téléviseur. Pour ce faire, nous connectons le tuner au téléviseur selon les instructions qui l'accompagnent. Ensuite, nous y connectons l'antenne et utilisons la télécommande pour lancer la procédure de recherche de chaînes. La recherche peut être effectuée manuellement ou automatiquement (choisissez celle qui vous convient). Après quelques minutes, le résultat apparaîtra à l'écran. Attention, il est assez simple de savoir si votre téléviseur prend en charge la télévision numérique. Ainsi, s'il porte la désignation DVB-T2, alors il reçoit la télévision numérique terrestre ; si DVB-S - alors il reçoit la télévision par satellite et DVB-C - câble.

Avant d'installer la télévision numérique, assurez-vous de savoir où se trouve la tour de transmission. Vous devrez orienter l'antenne dans sa direction. Si une antenne externe est utilisée, elle doit être solidement fixée aux supports.

Dans ce numéro, je vais commencer un sujet de "long-playing" sur la façon dont un appareil photo numérique est agencé et comment il fonctionne, ce que signifient toutes sortes de mots intelligents comme "bracketing" et "compensation d'exposition" et, surtout, comment utiliser tout cela à bon escient.

En général, un appareil photo numérique est un appareil qui permet d'obtenir des images d'objets sous forme numérique. En gros, la différence entre un appareil photo conventionnel et un appareil photo numérique réside uniquement dans le récepteur d'images. Dans le premier cas, il s'agit d'une émulsion photographique, qui nécessite ensuite un traitement chimique. Dans le second, il y a un capteur électronique spécial qui convertit la lumière incidente en un signal électrique. Ce capteur est appelé capteur ou matrice et est en réalité un réseau rectangulaire de cellules photosensibles placées sur un seul cristal semi-conducteur.

Lorsque la lumière frappe un élément matriciel, elle génère un signal électrique proportionnel à la quantité de lumière qui est entrée. Ensuite, les signaux (jusqu'à présent, il s'agit de signaux analogiques) provenant des éléments matriciels sont lus et convertis sous forme numérique par un convertisseur analogique-numérique (ADC). De plus, les données numériques sont traitées par le processeur de l'appareil photo (oui, il a également un processeur) et sont enregistrées sous la forme, en fait, d'une image.

Ainsi, le cœur de tout appareil photo numérique est le capteur. Il existe désormais deux principales technologies de capteurs - CCD (charge couplée device) et CMOS. Dans la matrice CCD lors de l'exposition (c'est-à-dire au moment même de la photographie), une charge s'accumule dans les éléments photosensibles, qui est proportionnelle à l'intensité de la lumière incidente. Lors de la lecture des données, ces charges sont décalées de cellule en cellule jusqu'à ce que toute la matrice soit lue (en fait, la lecture se fait ligne par ligne). La littérature populaire aime comparer ce processus avec le passage de seaux d'eau le long d'une chaîne. Les CCD sont fabriqués à l'aide de la technologie MOS et, pour obtenir une image de haute qualité, ils nécessitent une grande uniformité des paramètres sur toute la surface de la puce. En conséquence, ils sont assez chers.

Une alternative aux CCD sont les matrices CMOS (c'est-à-dire en russe, CMOS). Essentiellement, un capteur CMOS est assez similaire à une puce mémoire - DRAM. Également une matrice rectangulaire, également des condensateurs, également une lecture à accès aléatoire. Les photodiodes sont utilisées comme éléments photosensibles dans les matrices CMOS. En général, les capteurs CMOS sont bien mieux adaptés à la fabrication en utilisant les processus de fabrication bien développés d'aujourd'hui. De plus, entre autres (densité d'emballage des éléments plus élevée, consommation d'énergie inférieure, prix inférieur), cela vous permet d'intégrer l'électronique d'accompagnement dans un cristal avec une matrice. Certes, jusqu'à récemment, le CMOS n'était pas en concurrence avec les CCD en termes de qualité, de sorte que principalement des appareils bon marché comme les webcams étaient fabriqués sur la base de capteurs CMOS. Récemment, cependant, plusieurs grandes entreprises (en particulier, un monstre industriel tel que Kodak) ont développé des technologies pour la production de capteurs CMOS haute résolution et de haute qualité. Le premier appareil photo CMOS "sérieux" (SLR numérique 3 mégapixels) - le Canon EOS-D30 - est apparu il y a près de deux ans. Et les appareils photo plein format Canon EOS 1Ds et Kodak Pro DCS-14n annoncés lors de la dernière Photokina ont enfin démontré le potentiel des capteurs CMOS. Cependant, la plupart des caméras sont encore fabriquées sur la base de CCD.

Ceux qui souhaitent se familiariser avec les deux technologies plus en détail peuvent partir de cette adresse www.eecg.toronto.edu/~kphang/ece1352f/papers/ng_CCD.pdf, et nous irons plus loin.

Le point suivant est que les éléments matriciels (de n'importe lequel des types décrits ci-dessus) ne perçoivent que l'intensité de la lumière incidente (c'est-à-dire qu'ils donnent une image en noir et blanc). D'où vient la couleur ? Pour obtenir une image couleur, un filtre de lumière spécial est placé entre l'objectif et la matrice, constitué de cellules des couleurs primaires (GRGB, ou CMYG) situées au-dessus des pixels correspondants. De plus, pour le vert, deux pixels sont utilisés (en RVB, ou un en CMJ), car l'œil est le plus sensible à cette couleur même. La couleur finale d'un pixel dans une image dans un tel système est calculée en tenant compte des intensités d'éléments voisins de couleurs différentes, de sorte qu'en conséquence, chaque pixel monocolore de la matrice correspond à un pixel de couleur dans l'image. Ainsi, l'image finale est toujours interpolée à un degré ou à un autre (c'est-à-dire calculée et non obtenue par photographie directe de l'objet, ce qui affecte inévitablement la qualité des petits détails de l'image). En ce qui concerne les filtres spécifiques, dans la plupart des cas une matrice rectangulaire GRGB (filtre de Bayer) est utilisée.

Il existe aussi le SuperCCD, inventé par Fuji Photo Film et utilisé dans les appareils photo Fuji depuis 2000. L'essence de cette technologie est que les pixels (et les éléments de filtre sont également GRGB) sont disposés dans une sorte de matrice diagonale.

De plus, la caméra interpole non seulement les couleurs des pixels eux-mêmes, mais aussi les couleurs des points situés entre eux. Ainsi, les appareils photo Fuji indiquent toujours une résolution deux fois plus élevée que même le nombre de pixels physiques (monochromes), ce qui n'est pas vrai. Cependant, la technologie de Fuji s'est néanmoins avérée assez réussie - la plupart des personnes qui ont comparé la qualité des images avec le SuperCCD et les appareils photo conventionnels s'accordent à dire que la qualité d'image du SuperCCD correspond à une matrice conventionnelle avec une résolution environ 1,5 fois supérieure à la résolution physique du SuperCCD . Mais pas 2 fois comme indiqué par Fuji.

Terminant la conversation sur les filtres, il est temps de mentionner la troisième technologie de capteur alternative, à savoir Foveon X3. Il a été développé par Foveon et a été annoncé ce printemps. L'essence de la technologie est la lecture physique des trois couleurs pour chaque pixel (en théorie, la résolution d'un tel capteur sera équivalente à la résolution d'un capteur conventionnel avec trois fois plus de pixels). Dans ce cas, pour diviser la lumière incidente en composants de couleur, la propriété du silicium (à partir de laquelle le capteur est fabriqué) est utilisée pour transmettre la lumière avec différentes longueurs d'onde (c'est-à-dire couleur) à différentes profondeurs. En fait, chaque pixel Foveon est une structure à trois couches, la profondeur des éléments actifs correspondant à la transmission lumineuse maximale du silicium pour les couleurs primaires (RVB). À mon avis, une idée très prometteuse. Du moins en théorie. Car en pratique, le premier appareil photo annoncé basé sur le Foveon X3 est encore le seul. Et ses livraisons n'ont pas encore vraiment commencé. Nous avons écrit plus en détail sur cette technologie dans le sixième numéro du journal cette année.

Cependant, revenons aux capteurs. La principale caractéristique de toute matrice, du point de vue de l'utilisateur final, est sa résolution, c'est-à-dire le nombre d'éléments sensibles à la lumière. La plupart des caméras sont désormais basées sur des capteurs de 2 à 4 mégapixels (millions de pixels). Naturellement, plus la résolution de la matrice est élevée, plus l'image peut être obtenue sur celle-ci. Bien sûr, plus la matrice est grande, plus elle est chère. Mais la qualité a toujours un prix. La résolution de la matrice et la taille de l'image résultante en pixels sont directement liées, par exemple, sur un appareil photo mégapixel, nous obtenons une image de 1024x960 = 983040. Je dois dire que l'augmentation de la résolution de la matrice est l'une des tâches principales des fabricants d'appareils photo numériques. sont actuellement aux prises avec. Disons qu'il y a environ trois ans, la plupart des appareils photo de la gamme de prix moyen étaient équipés de capteurs mégapixels. Il y a deux ans, ce nombre est passé à deux mégapixels. Il y a un an, il est déjà devenu égal à trois à quatre mégapixels. Désormais, la plupart des derniers modèles d'appareils photo sont équipés de capteurs d'une résolution de 4 à 5 mégapixels. Et il existe déjà plusieurs modèles semi-professionnels équipés de matrices de plus de 10 mégapixels. Apparemment, la course s'arrêtera quelque part à ce niveau, puisqu'une image d'une matrice de 10 mégapixels correspond à peu près en détail à une image sur un film standard de 35 mm.

Au fait, ne confondez pas la résolution de la matrice telle que nous l'avons définie ci-dessus et la résolution. Cette dernière est définie comme la capacité d'une caméra à séparer une image de deux objets et est généralement mesurée à partir d'une image cible linéaire avec une distance connue entre les lignes. La résolution décrit les propriétés de l'ensemble du système optique de la caméra, c'est-à-dire la matrice et l'objectif. En principe, résolution et résolution sont liées, mais cette relation est déterminée non seulement par les paramètres de la matrice, mais également par la qualité de l'optique utilisée dans la caméra.

La prochaine caractéristique d'un appareil photo numérique, directement liée à la matrice, est la sensibilité. Ou, plus précisément, la sensibilité à la lumière. Ce paramètre, comme son nom l'indique, décrit la sensibilité de la matrice à la lumière incidente et, en principe, est complètement analogue à la photosensibilité des matériaux photographiques conventionnels. Par exemple, vous pouvez acheter un film avec une sensibilité de 100, 200 ou 400 unités dans un magasin. De la même manière, vous pouvez régler la sensibilité de la matrice, mais le pôle d'un appareil photo numérique est que la sensibilité est réglée individuellement pour chaque image. Par exemple, en plein soleil, vous pouvez filmer avec une sensibilité de 100 ou 50, et pour la prise de vue de nuit, vous pouvez passer à 400 (et dans certains appareils photo même à 1400). La plupart des appareils photo numériques vous permettent de définir les valeurs de sensibilité standard - 50, 100, 200 et 400. De plus, le système d'exposition automatique peut modifier la sensibilité en douceur. Étant donné que la sensibilité est ajustée physiquement en modifiant le gain du signal de la matrice, il est assez simple de l'implémenter dans la caméra.

La sensibilité est mesurée en unités ISO (au moins pour les appareils photo numériques, ils sont déjà devenus la norme). Vous pouvez voir comment ils sont convertis en unités DIN et GOST dans le tableau.

GOST	8	11	32	65	90	180	250
ISO	9	12	35	70	100	200	300
VACARME	10	11-20	16	19-20	21	24	25-26

Cependant, la sensibilité réglable a ses inconvénients. Étant donné que physiquement cela ne modifie pas les propriétés de la matrice, mais amplifie simplement le signal existant, l'image commence à montrer de plus en plus de bruits inhérents à tout appareil électronique. Cela réduit considérablement la plage dynamique effective de l'appareil photo, de sorte que vous n'obtiendrez pas une bonne image à haute sensibilité. Soit dit en passant, un problème similaire peut être rencontré à des expositions élevées - toute matrice fait du bruit et, avec le temps, le bruit s'accumule. De nombreux appareils photo utilisent désormais des algorithmes spéciaux de réduction du bruit pour les expositions élevées, mais ils ont tendance à lisser l'image et à brouiller les détails. En général, vous ne pouvez pas contester les lois de la physique, mais la possibilité de régler la sensibilité est un gros plus des appareils photo numériques.

Constantin AFANASIEV

Après la transition de la diffusion en direct de l'analogique au numérique, il est devenu nécessaire d'acheter des appareils spéciaux pour les anciens téléviseurs. Tous les modèles de récepteurs TV modernes sont équipés d'un tuner correspondant. Cependant, tout le monde n'est pas prêt à changer de téléviseur à cause de cela. Connaissant le fonctionnement d'un décodeur numérique vers un téléviseur et les caractéristiques du choix d'un appareil, vous pouvez acheter un appareil peu coûteux et efficace.

Objectif de l'appareil

Grâce au décodeur numérique du téléviseur, vous pouvez non seulement regarder la diffusion dans la nouvelle norme, mais également étendre considérablement les capacités du récepteur TV. Il existe un grand nombre de modèles en vente qui diffèrent par leur coût et leur fonctionnalité. Parmi les principales fonctions assurées par le décodeur, vous pouvez noter :

• Lit les fichiers multimédias à partir d'une clé USB.
• Enregistrement d'émissions télévisées au format ts sur un lecteur externe.
• Possibilité d'arrêter la vue en direct.
• Grâce à la fonction TimeShift, la diffusion du programme TV peut être différée.

Certains modèles de téléviseurs modernes et économiques ont beaucoup moins de fonctionnalités, bien qu'ils soient équipés d'un tuner DVB-T2. Dans une telle situation, la console pourra étendre considérablement ses capacités.

Il convient également de mentionner un autre type de tuners - les décodeurs Smart TV. Ils offrent aux utilisateurs encore plus d'options.

Ces appareils peuvent fonctionner de l'une des deux manières suivantes :

• Tous les fichiers sont stockés sur un support intégré ; pour exécuter le logiciel nécessaire, vous devez d'abord l'installer.
• Les services cloud sont utilisés pour stocker des informations de travail et l'appareil ne peut fonctionner que lorsqu'il est connecté à Internet.

Le principal avantage des décodeurs intelligents est la possibilité d'accéder à diverses ressources sur Internet et d'afficher des informations sur l'écran du téléviseur.

De tels tuners peuvent être équipés de plusieurs emplacements pour connecter des cartes mémoire à la fois, ils prennent en charge un grand nombre de formats multimédias.

Critères de choix

Il faut admettre qu'un décodeur de télévision numérique n'est pas l'appareil électronique grand public le plus complexe.

Mais même en tenant compte du coût relativement bas de ces appareils, il faut faire le bon choix. Plusieurs critères doivent être pris en compte lorsque vous vous rendez en magasin.

Normes de diffusion

Cette question est la plus importante lors du choix d'un appareil. Étant donné que la Russie utilise la norme de télévision numérique DVB-T2, Le décodeur TV doit le prendre en charge... Il s'agit d'une solution universelle qui convient aux utilisateurs de toutes les régions du pays. De plus, la qualité d'image du DVB-T2 est meilleure que celle du DVB-T1.

En outre, deux autres normes doivent être notées - DVB-S et DVB-S2. Ils sont utilisés pour diffuser la télévision par satellite. Si le décodeur les prend en charge, l'utilisateur peut le connecter à une antenne parabolique et diffuser le signal reçu directement sur le téléviseur sans utiliser de récepteur.

De nombreux fournisseurs de télévision par câble aujourd'hui utiliser la norme DVB-C... Cela leur donne la possibilité d'encoder le signal. Pour y accéder, vous avez besoin de modules spéciaux. Si l'appareil est utilisé pour recevoir la télévision par câble, il doit également prendre en charge cette norme.

Méthodes de connexion

Si le tuner est acheté pour fonctionner avec un vieux téléviseur, il doit contenir trois connecteurs Cinch ou RCA... L'un d'eux est utilisé pour émettre un signal vidéo et les deux autres transmettent l'audio au format stéréo. La plupart des modèles de décodeurs sont aujourd'hui équipés d'un connecteur HDMI. C'est une norme moderne utilisée pour la transmission simultanée de signaux vidéo et audio.

La présence de ports USB permet d'utiliser l'appareil comme lecteur multimédia. De plus, un périphérique de stockage externe leur est connecté pour l'enregistrement de programmes télévisés, si cette fonction est prise en charge par le décodeur.

Il convient également de prêter attention à la sortie d'antenne traversante, grâce à laquelle deux récepteurs TV peuvent être connectés au décodeur à la fois sans utiliser de répartiteurs.

Fonctionnalité

Étant donné que les tuners numériques ne sont pas seulement capables de recevoir un signal de la norme requise, il vaut la peine de connaître leurs fonctions utiles. L'un d'eux est TimeShift (vue différée). Grâce à elle, la diffusion d'un programme TV peut être interrompue et ne pas manquer un moment intéressant.

Faites également attention à l'option Enregistreur vidéo personnel (PVR). Avec son aide, vous pouvez enregistrer des programmes s'il n'est pas possible de les regarder en direct. Il est bien évident que pour cela stockage externe requis... De nombreux modèles STB modernes peuvent être utilisés comme lecteur multimédia grâce à la prise en charge de formats populaires. La fonction TV Guide vous permet de consulter le programme de la semaine pour toutes les chaînes disponibles.

Consoles populaires

Vous pouvez trouver un grand nombre de décodeurs dans les chaînes de distribution, mais il est parfois assez difficile de privilégier un modèle ou un autre, même si vous connaissez les critères de sélection. Après avoir pris connaissance de l'aperçu des consoles populaires, il sera plus facile de prendre une décision.

Supra SDT-94

L'appareil a l'air élégant et a un faible coût.

Le décodeur offre la possibilité d'enregistrer des programmes sur un lecteur flash, ainsi que de visualiser du contenu multimédia.

L'appareil est connecté au téléviseur à l'aide de tulipes ou d'un câble HDMI. Il convient de noter qu'il vaut la peine d'utiliser la deuxième option, car la qualité de l'image sera bien meilleure.

Parmi les avantages du modèle figurent :

• À bas prix.
• Réception sûre du signal.
• Facilité de personnalisation.
• La présence du connecteur HDMI.
• Fonction de contrôle parental.

Si nous parlons des lacunes, le plus souvent, les utilisateurs notent que le récepteur IR ne fonctionne pas très bien.

Pour contrôler la console, il faut littéralement la viser avec la télécommande. Il convient également de noter les sauts dans l'image lorsqu'il est connecté à un téléviseur à l'aide de connecteurs RCA.

Appareil Oriel 963

Une caractéristique distinctive du modèle est sa facilité de réglage. Le préfixe sera rapidement trié par des personnes qui ne connaissent rien aux appareils électroménagers. Il convient également de noter que le boîtier décodeur a un corps en aluminium. Grâce à cela, il est non seulement élégant, mais ne surchauffe pas non plus pendant le fonctionnement.

Vous pouvez connecter non seulement une clé USB au connecteur USB, mais également un disque dur externe. L'appareil dispose d'un lecteur multimédia intégré qui s'adapte bien à tous les formats courants. N'oubliez pas la fonction de visualisation différée, qui est parfois extrêmement nécessaire.

Le modèle présente les avantages suivants :

• Haute sensibilité du récepteur IR.
• Les boutons de commande sont situés sur le panneau avant.
• Permet d'enregistrer les programmes TV souhaités.
• Possède de nombreux connecteurs.

L'appareil n'a qu'un seul inconvénient - pas le menu le plus pratique. Sinon, il n'y a rien à redire sur l'Oriel 963.

Appareil B-Color DC1302

L'appareil est facile à utiliser et fait un excellent travail de réception d'un signal DVB-T2. La prise en charge du format audio AC3 fait de ce modèle un véritable lecteur multimédia. Le fait est que dans les gros fichiers vidéo, le son est enregistré à l'aide de ce codec. Les boutons de commande situés sur le panneau avant rendront le travail avec l'accessoire encore plus pratique.

Il est à noter que le B-Color DC 1302 prend en charge les chaînes HD. Le boîtier métallique est un excellent dissipateur thermique et empêche la console de surchauffer pendant le fonctionnement. Parmi les défauts, on ne peut noter qu'une longueur de cordon d'alimentation relativement faible, ainsi qu'une commutation de canal un peu plus lente.

Le choix d'un appareil pour regarder la télévision numérique dépend en grande partie des besoins individuels de l'utilisateur. Tout le monde ne paiera pas trop cher pour des fonctions supplémentaires, car il est prêt à se limiter à la principale. Avant d'aller au magasin, vous devez immédiatement décider à quelles fins vous prévoyez d'utiliser le tuner, sans compter l'objectif principal.

Les appareils photo modernes font tout eux-mêmes - pour obtenir une image, l'utilisateur n'a qu'à appuyer sur un bouton. Mais c'est tout de même intéressant : par quelle magie l'image arrive-t-elle dans l'appareil photo ? Nous allons essayer d'expliquer les principes de base des appareils photo numériques.

Parties principales

Fondamentalement, l'appareil d'un appareil photo numérique reprend la conception d'un appareil analogique. Leur principale différence réside dans l'élément photosensible sur lequel l'image est formée : dans les appareils photo analogiques, c'est un film, dans les appareils photo numériques, c'est une matrice. La lumière à travers l'objectif pénètre dans la matrice, où une image est formée, qui est ensuite écrite dans la mémoire. Examinons maintenant de plus près ces processus.

L'appareil photo se compose de deux parties principales - le corps et l'objectif. Le corps contient une matrice, un obturateur (mécanique ou électronique, et parfois les deux à la fois), un processeur et des commandes. Une lentille, amovible ou intégrée, est un groupe de lentilles logées dans un boîtier en plastique ou en métal.

D'où vient l'image

La matrice se compose de nombreuses cellules photosensibles - pixels. Chaque cellule, lorsque la lumière la frappe, génère un signal électrique proportionnel à l'intensité du flux lumineux. Étant donné que les informations ne sont utilisées que sur la luminosité de la lumière, l'image est en noir et blanc et pour qu'elle soit colorée, vous devez recourir à diverses astuces. Les cellules sont recouvertes de filtres de couleur - dans la plupart des matrices, chaque pixel est recouvert d'un filtre rouge, bleu ou vert (un seul !) Conformément au schéma de couleurs RVB bien connu (rouge-vert-bleu). Pourquoi ces couleurs ? Car ils sont basiques, et tout le reste s'obtient en les mélangeant et en diminuant ou en augmentant leur saturation.

Sur la matrice, les filtres sont disposés par groupes de quatre, donc pour deux verts il y a un bleu et un rouge. Ceci est fait parce que l'œil humain est le plus sensible au vert. Les rayons lumineux de spectre différent ont des longueurs d'onde différentes, de sorte que le filtre ne laisse entrer que les rayons de sa propre couleur dans la cellule. L'image résultante se compose uniquement de pixels rouges, bleus et verts - c'est ainsi que les fichiers RAW (format brut) sont enregistrés. Pour enregistrer des fichiers JPEG et TIFF, le processeur de l'appareil photo analyse les valeurs de couleur des cellules adjacentes et calcule la couleur des pixels. Ce processus de traitement est appelé interpolation des couleurs et est extrêmement important pour produire des photographies de haute qualité.

Cet agencement de filtres sur les cellules de la matrice s'appelle le motif de Bayer.

Il existe deux principaux types de matrices, et elles diffèrent par la manière de lire les informations du capteur. Dans les CCD (CCD), les informations sont lues à partir des cellules de manière séquentielle, de sorte que le traitement des fichiers peut prendre un certain temps. Bien que ces capteurs soient "réfléchis", ils sont relativement bon marché, et de plus, le niveau de bruit dans les images prises avec leur aide est moindre.

Capteur de type CCD

Dans les matrices de type CMOS (CMOS), les informations sont lues individuellement à partir de chaque cellule. Chaque pixel est étiqueté avec des coordonnées, ce qui permet au capteur d'être utilisé pour la mesure et la mise au point automatique.

Capteur CMOS

Les types de matrices décrits sont à couche unique, mais il existe également des matrices à trois couches, où chaque cellule perçoit trois couleurs en même temps, distinguant des flux de couleurs de couleurs différentes le long de la longueur d'onde.

Matrice à trois couches

Le processeur de l'appareil photo a déjà été mentionné ci-dessus - il est responsable de tous les processus qui aboutissent à une image. Le processeur détermine les paramètres d'exposition, décide lesquels d'entre eux doivent être appliqués dans une situation donnée. Le processeur et le logiciel affectent la qualité de vos photos et la vitesse de votre appareil photo.

Au clic de l'obturateur

L'obturateur mesure la durée pendant laquelle la lumière frappe le capteur (vitesse d'obturation). Dans l'écrasante majorité des cas, ce temps est mesuré en fractions de seconde - comme on dit, et vous n'aurez pas le temps de cligner des yeux. Dans les appareils photo reflex numériques, comme dans les appareils photo argentiques, l'obturateur est constitué de deux rideaux opaques qui recouvrent le capteur. En raison de ces obturateurs dans les reflex numériques, la visée sur l'écran est impossible - après tout, la matrice est fermée et ne peut pas transmettre d'image à l'écran.

Dans les appareils photo compacts, la matrice n'est pas couverte par l'obturateur et vous pouvez donc composer le cadre sur l'écran

Lorsque le déclencheur est enfoncé, les rideaux sont mis en mouvement par des ressorts ou des électro-aimants, la lumière est disponible et une image se forme sur le capteur - c'est ainsi que fonctionne un obturateur mécanique. Mais il existe également des obturateurs électroniques dans les appareils photo numériques - ils sont utilisés dans les appareils photo compacts. Un obturateur électronique, contrairement à un obturateur mécanique, ne se touche pas avec les mains, il est en général virtuel. La matrice des appareils photo compacts est toujours ouverte (c'est pourquoi vous pouvez composer le cadre en regardant l'écran, et non à travers le viseur), lorsque le déclencheur est enfoncé, le cadre est exposé pendant le temps d'exposition spécifié, puis écrit en mémoire. Du fait que les obturateurs électroniques n'ont pas de rideaux, leurs vitesses d'obturation peuvent être ultra-courtes.

Concentrons-nous

Comme mentionné ci-dessus, le capteur lui-même est souvent utilisé pour l'autofocus. En général, l'autofocus est de deux types - actif et passif.

Pour l'autofocus actif, l'appareil photo nécessite un émetteur et un récepteur qui fonctionnent dans la région infrarouge ou avec des ultrasons. Le système à ultrasons mesure la distance à un objet en utilisant la méthode d'écho-localisation. La mise au point passive est réalisée à l'aide de la méthode d'évaluation du contraste. Certains appareils photo professionnels combinent les deux types de mise au point.

En principe, toute la zone de la matrice peut être utilisée pour la mise au point, ce qui permet aux fabricants d'y placer des dizaines de zones de mise au point, ainsi que d'utiliser un point de mise au point "flottant", que l'utilisateur lui-même peut placer où il le souhaite. .

Anti-distorsion

C'est la lentille qui forme l'image sur la matrice. Une lentille se compose de plusieurs lentilles - trois ou plus. Un seul objectif ne peut pas créer une image parfaite - il se déformera sur les bords (c'est ce qu'on appelle l'aberration). En gros, le faisceau lumineux doit aller directement au capteur sans se disperser en cours de route. Dans une certaine mesure, cela est facilité par le diaphragme - une plaque ronde avec un trou au milieu, composée de plusieurs lames. Mais vous ne pouvez pas trop fermer l'ouverture - à cause de cela, la quantité de lumière tombant sur le capteur diminue (qui est utilisée pour déterminer l'exposition souhaitée). Si vous collectionnez plusieurs lentilles aux caractéristiques différentes en série, les distorsions qu'elles donnent ensemble seront bien inférieures aux aberrations de chacune d'elles séparément. Plus il y a de lentilles, moins d'aberrations et moins de lumière frappe le capteur. Après tout, le verre, aussi transparent qu'il puisse nous sembler, ne transmet pas toute la lumière - une partie est dispersée, quelque chose est réfléchie. Afin que les lentilles transmettent le plus de lumière possible, un revêtement antireflet spécial leur est appliqué. Si vous regardez l'objectif de la caméra, vous verrez que la surface de l'objectif scintille avec un arc-en-ciel - c'est le revêtement antireflet.

Les lentilles sont positionnées à l'intérieur de la lentille dans quelque chose comme ça

L'une des caractéristiques d'un objectif est l'ouverture, la valeur de l'ouverture maximale ouverte. Elle est indiquée sur l'objectif, par exemple, comme ceci : 28/2, où 28 est la focale, et 2 est l'ouverture. Pour un objectif zoom, le marquage ressemble à ceci : 14-45 / 3,5-5,8. Deux ouvertures sont indiquées pour les zooms, car elles ont des ouvertures minimales différentes en grand et en téléobjectif. C'est-à-dire que le rapport d'ouverture sera différent à différentes distances focales.

La distance focale, qui est indiquée sur tous les objectifs, est la distance entre l'objectif avant et le récepteur de lumière (dans ce cas, la matrice). L'angle de champ de l'objectif et sa portée, pour ainsi dire, c'est-à-dire jusqu'où il "voit" dépend de la distance focale. Les objectifs grand angle éloignent l'image de notre vision normale, tandis que les téléobjectifs zooment et ont un petit champ de vision.

L'angle de vue de l'objectif dépend non seulement de sa distance focale, mais aussi de la diagonale du récepteur de lumière. Pour les appareils photo argentiques 35 mm, un objectif avec une distance focale de 50 mm est considéré comme normal (c'est-à-dire correspondant approximativement à l'angle de vue de l'œil humain). Les objectifs avec une distance focale plus courte sont "grand angle", avec un plus grand - "téléobjectif".

Le côté gauche du lettrage inférieur sur l'objectif est la distance focale du zoom, le côté droit est l'ouverture

C'est là que réside le problème, car à côté de la focale d'un objectif d'appareil photo numérique, son équivalent pour le 35 mm est souvent indiqué. La diagonale de la matrice est inférieure à la diagonale de 35 mm du cadre, et il est donc nécessaire de "traduire" les nombres en un équivalent plus familier. En raison de la même augmentation de la distance focale dans les appareils photo reflex avec objectifs "film", la prise de vue grand angle devient presque impossible. Un objectif avec une distance focale de 18 mm pour un appareil photo argentique est un super grand angle, mais pour un appareil photo numérique, sa distance focale équivalente sera d'environ 30 mm ou même plus. Quant aux téléobjectifs, l'augmentation de leur "portée" ne convient qu'aux mains des photographes, car un objectif ordinaire avec une distance focale de, disons, 400 mm est assez cher.

Viseur

Dans les appareils photo argentiques, vous ne pouvez composer une prise de vue qu'à l'aide du viseur. Les numériques vous permettent de l'oublier complètement, car dans la plupart des modèles, il est plus pratique d'utiliser l'écran pour cela. Certains appareils photo très compacts n'ont pas du tout de viseur - simplement parce qu'il n'y a pas de place pour cela. La chose la plus importante à propos d'un viseur est ce que vous pouvez voir à travers lui. Par exemple, les appareils photo reflex sont appelés ainsi précisément en raison des caractéristiques de conception du viseur. L'image est transmise à travers l'objectif à travers un système de miroirs jusqu'au viseur, et ainsi le photographe voit la zone réelle du cadre. Pendant la prise de vue, lorsque l'obturateur s'ouvre, le miroir de couverture se soulève et laisse passer la lumière jusqu'au capteur sensible. De telles conceptions, bien sûr, font un excellent travail de leurs tâches, mais elles prennent beaucoup de place et sont donc totalement inapplicables dans les appareils photo compacts.

C'est ainsi que l'image pénètre dans le viseur d'un appareil photo reflex numérique à travers un système de miroirs.

Les viseurs optiques à vision réelle sont utilisés dans les appareils photo compacts. Il s'agit, grosso modo, d'un trou traversant dans le corps de l'appareil photo. Un tel viseur ne prend pas beaucoup de place, mais sa vue ne correspond pas à ce que « voit » l'objectif. Il existe également des caméras pseudo-miroir avec des viseurs électroniques. Dans de tels viseurs, un petit écran est installé, dont l'image est transmise directement depuis la matrice - de la même manière qu'à un écran externe.

Éclat

Un flash, une source de lumière pulsée, est connu pour être utilisé pour éclairer là où l'éclairage principal est insuffisant. Les flashs intégrés ne sont généralement pas très puissants, mais ils ont suffisamment de flash pour éclairer le premier plan. Sur les appareils photo semi-professionnels et professionnels, il existe également un contact permettant de connecter un flash externe beaucoup plus puissant, il s'agit d'une « griffe porte-accessoires ».

Ce sont, en général, les éléments et principes de base d'un appareil photo numérique. D'accord, quand on sait comment fonctionne l'appareil, il est plus facile d'obtenir un résultat de haute qualité.

Les appareils photo modernes font tout eux-mêmes - pour obtenir une image, l'utilisateur n'a qu'à appuyer sur un bouton. Mais c'est tout de même intéressant : par quelle magie l'image arrive-t-elle dans l'appareil photo ? Nous allons essayer d'expliquer les principes de base des appareils photo numériques.

Programme éducatif : comment fonctionne un appareil photo numérique

Pièces principales Anti-distorsion

Parties principales

Fondamentalement, l'appareil d'un appareil photo numérique reprend la conception d'un appareil analogique. Leur principale différence réside dans l'élément photosensible sur lequel l'image est formée : dans les appareils photo analogiques, c'est un film, dans les appareils photo numériques, c'est une matrice. La lumière à travers l'objectif pénètre dans la matrice, où une image est formée, qui est ensuite écrite dans la mémoire. Examinons maintenant de plus près ces processus.

L'appareil photo se compose de deux parties principales - le corps et l'objectif. Le corps contient une matrice, un obturateur (mécanique ou électronique, et parfois les deux à la fois), un processeur et des commandes. Une lentille, amovible ou intégrée, est un groupe de lentilles logées dans un boîtier en plastique ou en métal.

D'où vient l'image

La matrice se compose de nombreuses cellules photosensibles - pixels. Chaque cellule, lorsque la lumière la frappe, génère un signal électrique proportionnel à l'intensité du flux lumineux. Étant donné que les informations ne sont utilisées que sur la luminosité de la lumière, l'image est en noir et blanc et pour qu'elle soit colorée, vous devez recourir à diverses astuces. Les cellules sont recouvertes de filtres de couleur - dans la plupart des matrices, chaque pixel est recouvert d'un filtre rouge, bleu ou vert (un seul !) Conformément au schéma de couleurs RVB bien connu (rouge-vert-bleu). Pourquoi ces couleurs ? Car ils sont basiques, et tout le reste s'obtient en les mélangeant et en diminuant ou en augmentant leur saturation.

Sur la matrice, les filtres sont disposés par groupes de quatre, donc pour deux verts il y a un bleu et un rouge. Ceci est fait parce que l'œil humain est le plus sensible au vert. Les rayons lumineux de spectre différent ont des longueurs d'onde différentes, de sorte que le filtre ne laisse entrer que les rayons de sa propre couleur dans la cellule. L'image résultante se compose uniquement de pixels rouges, bleus et verts - c'est ainsi que les fichiers RAW (format brut) sont enregistrés. Pour enregistrer des fichiers JPEG et TIFF, le processeur de l'appareil photo analyse les valeurs de couleur des cellules adjacentes et calcule la couleur des pixels. Ce processus de traitement est appelé interpolation des couleurs et est extrêmement important pour produire des photographies de haute qualité.

Cet agencement de filtres sur les cellules de la matrice s'appelle le motif de Bayer.

Il existe deux principaux types de matrices, et elles diffèrent par la manière de lire les informations du capteur. Dans les CCD (CCD), les informations sont lues à partir des cellules de manière séquentielle, de sorte que le traitement des fichiers peut prendre un certain temps. Bien que ces capteurs soient "réfléchis", ils sont relativement bon marché, et de plus, le niveau de bruit dans les images prises avec leur aide est moindre.

Capteur de type CCD

Dans les matrices de type CMOS (CMOS), les informations sont lues individuellement à partir de chaque cellule. Chaque pixel est étiqueté avec des coordonnées, ce qui permet au capteur d'être utilisé pour la mesure et la mise au point automatique.

Capteur CMOS

Les types de matrices décrits sont à couche unique, mais il existe également des matrices à trois couches, où chaque cellule perçoit trois couleurs en même temps, distinguant des flux de couleurs de couleurs différentes le long de la longueur d'onde.

Matrice à trois couches

Le processeur de l'appareil photo a déjà été mentionné ci-dessus - il est responsable de tous les processus qui aboutissent à une image. Le processeur détermine les paramètres d'exposition, décide lesquels d'entre eux doivent être appliqués dans une situation donnée. Le processeur et le logiciel affectent la qualité de vos photos et la vitesse de votre appareil photo.

Au clic de l'obturateur

L'obturateur mesure la durée pendant laquelle la lumière frappe le capteur (vitesse d'obturation). Dans l'écrasante majorité des cas, ce temps est mesuré en fractions de seconde - comme on dit, et vous n'aurez pas le temps de cligner des yeux. Dans les appareils photo reflex numériques, comme dans les appareils photo argentiques, l'obturateur est constitué de deux rideaux opaques qui recouvrent le capteur. En raison de ces obturateurs dans les reflex numériques, la visée sur l'écran est impossible - après tout, la matrice est fermée et ne peut pas transmettre d'image à l'écran.

Dans les appareils photo compacts, la matrice n'est pas couverte par l'obturateur et vous pouvez donc composer le cadre sur l'écran

Lorsque le déclencheur est enfoncé, les rideaux sont mis en mouvement par des ressorts ou des électro-aimants, la lumière est disponible et une image se forme sur le capteur - c'est ainsi que fonctionne un obturateur mécanique. Mais il existe également des obturateurs électroniques dans les appareils photo numériques - ils sont utilisés dans les appareils photo compacts. Un obturateur électronique, contrairement à un obturateur mécanique, ne se touche pas avec les mains, il est en général virtuel. La matrice des appareils photo compacts est toujours ouverte (c'est pourquoi vous pouvez composer le cadre en regardant l'écran, et non à travers le viseur), lorsque le déclencheur est enfoncé, le cadre est exposé pendant le temps d'exposition spécifié, puis écrit en mémoire. Du fait que les obturateurs électroniques n'ont pas de rideaux, leurs vitesses d'obturation peuvent être ultra-courtes.

Concentrons-nous

Comme mentionné ci-dessus, le capteur lui-même est souvent utilisé pour l'autofocus. En général, l'autofocus est de deux types - actif et passif.

Pour l'autofocus actif, l'appareil photo nécessite un émetteur et un récepteur qui fonctionnent dans la région infrarouge ou avec des ultrasons. Le système à ultrasons mesure la distance à un objet en utilisant la méthode d'écho-localisation. La mise au point passive est réalisée à l'aide de la méthode d'évaluation du contraste. Certains appareils photo professionnels combinent les deux types de mise au point.

En principe, toute la zone de la matrice peut être utilisée pour la mise au point, ce qui permet aux fabricants d'y placer des dizaines de zones de mise au point, ainsi que d'utiliser un point de mise au point "flottant", que l'utilisateur lui-même peut placer où il le souhaite. .

Anti-distorsion

C'est la lentille qui forme l'image sur la matrice. Une lentille se compose de plusieurs lentilles - trois ou plus. Un seul objectif ne peut pas créer une image parfaite - il se déformera sur les bords (c'est ce qu'on appelle l'aberration). En gros, le faisceau lumineux doit aller directement au capteur sans se disperser en cours de route. Dans une certaine mesure, cela est facilité par le diaphragme - une plaque ronde avec un trou au milieu, composée de plusieurs lames. Mais vous ne pouvez pas trop fermer l'ouverture - à cause de cela, la quantité de lumière tombant sur le capteur diminue (qui est utilisée pour déterminer l'exposition souhaitée). Si vous collectionnez plusieurs lentilles aux caractéristiques différentes en série, les distorsions qu'elles donnent ensemble seront bien inférieures aux aberrations de chacune d'elles séparément. Plus il y a de lentilles, moins d'aberrations et moins de lumière frappe le capteur. Après tout, le verre, aussi transparent qu'il puisse nous sembler, ne transmet pas toute la lumière - une partie est dispersée, quelque chose est réfléchie. Afin que les lentilles transmettent le plus de lumière possible, un revêtement antireflet spécial leur est appliqué. Si vous regardez l'objectif de la caméra, vous verrez que la surface de l'objectif scintille avec un arc-en-ciel - c'est le revêtement antireflet.

Les lentilles sont positionnées à l'intérieur de la lentille dans quelque chose comme ça

L'une des caractéristiques d'un objectif est l'ouverture, la valeur de l'ouverture maximale ouverte. Elle est indiquée sur l'objectif, par exemple, comme ceci : 28/2, où 28 est la focale, et 2 est l'ouverture. Pour un objectif zoom, le marquage ressemble à ceci : 14-45 / 3,5-5,8. Deux ouvertures sont indiquées pour les zooms, car elles ont des ouvertures minimales différentes en grand et en téléobjectif. C'est-à-dire que le rapport d'ouverture sera différent à différentes distances focales.

La distance focale, qui est indiquée sur tous les objectifs, est la distance entre l'objectif avant et le récepteur de lumière (dans ce cas, la matrice). L'angle de champ de l'objectif et sa portée, pour ainsi dire, c'est-à-dire jusqu'où il "voit" dépend de la distance focale. Les objectifs grand angle éloignent l'image de notre vision normale, tandis que les téléobjectifs zooment et ont un petit champ de vision.

L'angle de vue de l'objectif dépend non seulement de sa distance focale, mais aussi de la diagonale du récepteur de lumière. Pour les appareils photo argentiques 35 mm, un objectif avec une distance focale de 50 mm est considéré comme normal (c'est-à-dire correspondant approximativement à l'angle de vue de l'œil humain). Les objectifs avec une distance focale plus courte sont "grand angle", avec un plus grand - "téléobjectif".

Le côté gauche du lettrage inférieur sur l'objectif est la distance focale du zoom, le côté droit est l'ouverture

C'est là que réside le problème, car à côté de la focale d'un objectif d'appareil photo numérique, son équivalent pour le 35 mm est souvent indiqué. La diagonale de la matrice est inférieure à la diagonale de 35 mm du cadre, et il est donc nécessaire de "traduire" les nombres en un équivalent plus familier. En raison de la même augmentation de la distance focale dans les appareils photo reflex avec objectifs "film", la prise de vue grand angle devient presque impossible. Un objectif avec une distance focale de 18 mm pour un appareil photo argentique est un super grand angle, mais pour un appareil photo numérique, sa distance focale équivalente sera d'environ 30 mm ou même plus. Quant aux téléobjectifs, l'augmentation de leur "portée" ne convient qu'aux mains des photographes, car un objectif ordinaire avec une distance focale de, disons, 400 mm est assez cher.

Viseur

Dans les appareils photo argentiques, vous ne pouvez composer une prise de vue qu'à l'aide du viseur. Les numériques vous permettent de l'oublier complètement, car dans la plupart des modèles, il est plus pratique d'utiliser l'écran pour cela. Certains appareils photo très compacts n'ont pas du tout de viseur - simplement parce qu'il n'y a pas de place pour cela.

La chose la plus importante à propos d'un viseur est ce que vous pouvez voir à travers lui. Par exemple, les appareils photo reflex sont appelés ainsi précisément en raison des caractéristiques de conception du viseur. L'image est transmise à travers l'objectif à travers un système de miroirs jusqu'au viseur, et ainsi le photographe voit la zone réelle du cadre. Pendant la prise de vue, lorsque l'obturateur s'ouvre, le miroir de couverture se soulève et laisse passer la lumière jusqu'au capteur sensible. De telles conceptions, bien sûr, font un excellent travail de leurs tâches, mais elles prennent beaucoup de place et sont donc totalement inapplicables dans les appareils photo compacts.

C'est ainsi que l'image pénètre dans le viseur d'un appareil photo reflex numérique à travers un système de miroirs.

Les viseurs optiques à vision réelle sont utilisés dans les appareils photo compacts. Il s'agit, grosso modo, d'un trou traversant dans le corps de l'appareil photo. Un tel viseur ne prend pas beaucoup de place, mais sa vue ne correspond pas à ce que « voit » l'objectif.

Il existe également des caméras pseudo-miroir avec des viseurs électroniques. Dans de tels viseurs, un petit écran est installé, dont l'image est transmise directement depuis la matrice - de la même manière qu'à un écran externe.

Éclat

Un flash, une source de lumière pulsée, est connu pour être utilisé pour éclairer là où l'éclairage principal est insuffisant. Les flashs intégrés ne sont généralement pas très puissants, mais ils ont suffisamment de flash pour éclairer le premier plan. Sur les appareils photo semi-professionnels et professionnels, il existe également un contact permettant de connecter un flash externe beaucoup plus puissant, il s'agit d'une « griffe porte-accessoires ».

Ce sont, en général, les éléments et principes de base d'un appareil photo numérique. D'accord, quand on sait comment fonctionne l'appareil, il est plus facile d'obtenir un résultat de haute qualité.