دوربین دیجیتال در حال کار است. ستاپ باکس تلویزیون برای تماشای کانال های دیجیتال چگونه کار می کند. چاپ دیجیتال - چگونه کار می کند

اگر می خواهید تلویزیون با بالاترین کیفیت را در روسیه تماشا کنید، نمی توانید بدون مفاهیم اولیه "رقم" انجام دهید. و مهمترین چیزی که باید در مورد آن بدانید گیرنده های تلویزیون دیجیتال یا ست تاپ باکس است. ما همه چیز را در مورد آنها به شما خواهیم گفت!

گیرنده دیجیتال وسیله ای برای دریافت سیگنال است تلویزیون دیجیتال، تبدیل و انتقال آن به تلویزیون آنالوگ از هر مدلی که باشد. اغلب به گیرنده های دیجیتال ستاپ باکس دیجیتال، تیونر تلویزیون، ست تاپ باکس dvb-t2 یا به سادگی گیرنده dvb-t2 نیز گفته می شود. نام "dvb-t2" نشان می دهد که این یا آن گیرنده از کدام استاندارد تلویزیون دیجیتال پشتیبانی می کند. تا به امروز، چندین استاندارد تلویزیون دیجیتال کاملاً متفاوت وجود دارد:
- DVB-T/T2 - تلویزیون دیجیتال زمینی
- DVB-S - تلویزیون ماهواره ای
- DVB-C - تلویزیون کابلی
- DVB-T - تلویزیون دیجیتال زمینی
- DVB-H - تلویزیون موبایل

امروزه ساده ترین و مقرون به صرفه ترین تلویزیون دیجیتال زمینی با استاندارد DVB-T2 است. این است که باید در آینده نزدیک در چارچوب یک برنامه دولتی ویژه جایگزین تمام تلویزیون های آنالوگ در روسیه شود. بنابراین، این مقاله به طور خاص در مورد گیرنده های تلویزیون دیجیتال طراحی شده برای دریافت سیگنال استاندارد DVB-T2 بیشتر خواهد شد. ست تاپ باکس برای تلویزیون های خانگی و تلویزیون های ماشین وجود دارد، و همه آنها بر اساس یک اصل کار می کنند، همه آنها در عملکرد ساده و عملکرد گسترده متفاوت هستند.

تماشای کانال های تلویزیون دیجیتال وظیفه اصلی گیرنده است، گزینه های اضافی عبارتند از:

1. پشتیبانی از فرمت های مختلف ویدئویی و صوتی
2. عملکرد ضبط پخش زندهتلویزیون
3. فایل های رسانه ای را از رسانه USB پخش کنید
4. عملکرد توقف پخش زنده و ادامه پخش از لحظه توقف آن
5. TimeShift - امکان مشاهده تاخیری برنامه های تلویزیون دیجیتال

گیرنده تلویزیون دیجیتال چگونه کار می کند؟

طرح کار ستاپ باکس دیجیتالبه اندازه کافی ساده در اولین فرکانس میانی، سیگنال در محدوده 950-2150 مگاهرتز از خروجی تقویت کننده کم نویز مبدل از طریق کابل به گیرنده مایکروویو گیرنده عبور می کند، خطاهای احتمالی در دمدولاتور تصحیح می شود و جریان انتخاب شده در خروجی به دی مالتی پلکسر داده می شود، که جریان اطلاعات را به ویدیو، صدا و غیره جدا می کند، جایی که رمزگشایی انجام می شود. در رمزگشای جریان ویدئویی MPEG-2، سیگنال های ویدئویی به حالت فشرده تبدیل می شوند سیگنال های دیجیتال، که بیشتر به اجزای تقسیم می شوند: درخشندگی (U)، سبز (G)، قرمز (R)، آبی (B).

رمزگذار تلویزیون دیجیتال استانداردها را تبدیل می کند، بنابراین، گیرنده ای که در یکی از سه استاندارد تلویزیون آنالوگ کار می کند را می توان به خروجی آن متصل کرد: PAL، SECAM یا NTSC. و از رمزگشای صدا، سیگنال های دیجیتال و آنالوگ هر دو خروجی می شود. این مولتی پردازنده برای کنترل رمزگشای دی مالتی پلکسر و استخراج سیگنال در هنگام فعال شدن یک سیستم ارتباطی تعاملی و همچنین استخراج بسته های داده یکپارچه طراحی شده است. و با تشکر از ماژول کنترل دیجیتالو سنسور IR، امکان کنترل گیرنده ها با استفاده از ریموت کنترل وجود دارد.

در این شماره، می‌خواهم یک مبحث طولانی‌مدت در مورد نحوه چیدمان دوربین دیجیتال و نحوه کارکرد آن، معنی انواع کلمات کلیدی مانند «براکت کردن» و «جبران نوردهی» را شروع کنم، و مهمتر از همه، چگونه به طور هدفمند از همه اینها استفاده کنیم.

به طور کلی دوربین دیجیتال وسیله ای است که به شما امکان می دهد تصاویر اشیاء را به صورت دیجیتال دریافت کنید. به طور کلی، تفاوت بین دوربین معمولی و دیجیتال فقط در گیرنده تصویر است. در مورد اول، این یک امولسیون عکاسی است که پس از آن نیاز به درمان شیمیایی دارد. در دوم - یک سنسور الکترونیکی ویژه که نور فرودی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این سنسور سنسور یا ماتریس نامیده می شود و در واقع یک ماتریس مستطیل شکل از سلول های حساس به نور است که روی یک کریستال نیمه هادی قرار گرفته است.

هنگامی که نور به عنصر ماتریس برخورد می کند، یک سیگنال الکتریکی متناسب با مقدار نوری که تابیده شده است تولید می کند. سپس سیگنال‌ها (تا کنون سیگنال‌های آنالوگ هستند) از عناصر ماتریس خوانده می‌شوند و توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) به شکل دیجیتال تبدیل می‌شوند. علاوه بر این، داده های دیجیتال توسط پردازنده دوربین پردازش می شود (بله، یک پردازنده نیز دارد) و در واقع به شکل یک تصویر ذخیره می شود.

بنابراین، قلب هر دوربین دیجیتال سنسور است. در حال حاضر دو فناوری اصلی برای تولید سنسورها وجود دارد - CCD (CCD، دستگاه کوپله شارژ - دستگاه کوپل شده شارژ) و CMOS. در ماتریس CCD در طول نوردهی (یعنی در حال حاضر، در واقع عکاسی)، باری متناسب با شدت نور فرودی در عناصر حساس به نور جمع می شود. هنگامی که داده ها خوانده می شوند، این بارها از سلولی به سلول دیگر منتقل می شوند تا زمانی که کل ماتریس خوانده شود (در واقع خواندن خط به خط انجام می شود). این فرآیند در ادبیات عامه دوست دارد با انتقال سطل های آب در طول زنجیره مقایسه شود. ماتریس‌های CCD با استفاده از فناوری MOS تولید می‌شوند و برای به دست آوردن تصویری با کیفیت، نیاز به یکنواختی بالایی از پارامترها در کل منطقه تراشه دارند. بر این اساس، آنها بسیار گران هستند.

جایگزینی برای CCD ها، ماتریس های CMOS (به زبان روسی CMOS) هستند. در هسته خود، یک سنسور CMOS کاملا شبیه یک تراشه حافظه با دسترسی تصادفی - DRAM است. همچنین یک ماتریس مستطیلی، همچنین خازن، همچنین یک بازخوانی دسترسی تصادفی. فتودیودها به عنوان عناصر حساس به نور در ماتریس های CMOS استفاده می شوند. به طور کلی، سنسورهای CMOS برای تولید فرآیندهای تولید به خوبی توسعه یافته امروزی بسیار مناسب تر هستند. علاوه بر این، در میان چیزهای دیگر (تراکم بسته بندی بیشتر عناصر، مصرف انرژی کمتر، قیمت پایین تر)، این به شما امکان می دهد تا الکترونیک مرتبط را روی یک تراشه با یک ماتریس ادغام کنید. درست است، تا همین اواخر، CMOS از نظر کیفیت نمی توانست با CCD رقابت کند، بنابراین، بر اساس سنسورهای CMOS، عمدتاً دستگاه های ارزان قیمت مانند وب کم ساخته شدند. با این حال، اخیراً چندین شرکت بزرگ به طور همزمان (به ویژه، هیولای صنعتی مانند کداک) در حال توسعه فناوری هایی برای تولید ماتریس های CMOS با وضوح بالا و با کیفیت بالا هستند. اولین دوربین CMOS "جدی" (سه مگاپیکسلی دیجیتال SLR) - Canon EOS-D30 - تقریباً دو سال پیش ظاهر شد. و دوربین های فول فریم Canon EOS 1Ds و Kodak Pro DCS-14n که در جدیدترین Photokina معرفی شدند، سرانجام پتانسیل سنسورهای CMOS را نشان دادند. با این حال، اکثر دوربین ها هنوز بر اساس ماتریس های CCD تولید می شوند.

کسانی که می خواهند درباره هر دو فناوری اطلاعات بیشتری کسب کنند، می توانند از اینجا شروع کنند www.eecg.toronto.edu/~kphang/ece1352f/papers/ng_CCD.pdf، و ما ادامه خواهیم داد.

لحظه بعد - عناصر ماتریس (هر یک از انواعی که در بالا توضیح داده شد) فقط شدت نور فرودی را درک می کنند (یعنی تصویر سیاه و سفید می دهند). رنگ از کجا می آید؟ برای به دست آوردن یک تصویر رنگی، یک فیلتر نوری ویژه بین لنز و ماتریس قرار دارد که از سلول‌های رنگی اصلی (GRGB یا CMYG) در بالای پیکسل‌های مربوطه قرار دارد. علاوه بر این، از دو پیکسل برای رنگ سبز (در RGB یا یکی در CMY) استفاده می شود، زیرا چشم به این رنگ حساس تر است. رنگ نهایی یک پیکسل در تصویر در چنین سیستمی با در نظر گرفتن شدت عناصر مجاور با رنگ های مختلف محاسبه می شود، به طوری که در نتیجه، هر پیکسل تک رنگ ماتریس مطابق با یک پیکسل رنگی در تصویر است. بنابراین، تصویر نهایی همیشه تا حدی درون‌یابی می‌شود (یعنی محاسبه می‌شود و با عکاسی مستقیم از جسم به دست نمی‌آید، که به ناچار کیفیت جزئیات کوچک تصویر را تحت تأثیر قرار می‌دهد). در مورد فیلترهای خاص، در بیشتر موارد از ماتریس مستطیلی GRGB (فیلتر Bayer) استفاده می شود.

همچنین چیزی به نام SuperCCD وجود دارد که توسط Fuji Photo Film اختراع شده و از سال 2000 در دوربین های فوجی استفاده می شود. ماهیت این فناوری این است که پیکسل ها (و عناصر فیلتر - همچنین GRGB) در نوعی ماتریس مورب مرتب شده اند.

علاوه بر این، دوربین نه تنها رنگ‌های خود پیکسل‌ها، بلکه رنگ‌های نقاط بین آنها را نیز درون‌یابی می‌کند. بنابراین، دوربین های فوجی همیشه وضوحی را نشان می دهند که دو برابر تعداد پیکسل های فیزیکی (تک رنگ) است، که درست نیست. با این حال، فناوری فوجی هنوز کاملاً موفق بود - اکثر افرادی که کیفیت تصاویر SuperCCD و دوربین‌های معمولی را مقایسه کردند، موافق هستند که کیفیت تصویر از SuperCCD با ماتریس معمولی با وضوح 1.5 برابر بیشتر از وضوح فیزیکی SuperCCD مطابقت دارد. . اما نه 2 بار که فوجی گفته است.

با پایان دادن به گفتگو در مورد فیلترها، وقت آن است که به سومین فناوری جایگزین حسگر، یعنی Foveon X3 اشاره کنیم. این توسط Foveon توسعه یافته و در بهار امسال معرفی شد. ماهیت این فناوری، خواندن فیزیکی هر سه رنگ برای هر پیکسل است (در تئوری، وضوح چنین سنسوری معادل وضوح یک سنسور معمولی با سه برابر پیکسل خواهد بود). در این حالت برای تقسیم نور فرودی به اجزای رنگی، از خاصیت سیلیکون (که سنسور از آن ساخته شده است) برای انتقال نور با طول موج های مختلف (یعنی رنگ) به اعماق مختلف استفاده می شود. در واقع، هر پیکسل Foveon یک ساختار سه لایه است و عمق عناصر فعال با حداکثر انتقال نور سیلیکون برای رنگ های اصلی (RGB) مطابقت دارد. من فکر می کنم این یک ایده بسیار امیدوار کننده است. حداقل در تئوری. زیرا در عمل، اولین دوربین اعلام شده مبتنی بر Foveon X3 تاکنون تنها دوربین معرفی شده باقی مانده است. و تحویل آن واقعاً هنوز آغاز نشده است. در شماره ششم روزنامه امسال بیشتر درباره این فناوری نوشتیم.

اما برگردیم به سنسورها. ویژگی اصلی هر ماتریس، از دیدگاه کاربر نهایی، وضوح آن است - یعنی تعداد عناصر حساس به نور. اکثر دوربین ها در حال حاضر بر اساس ماتریس های 2-4 مگاپیکسلی (میلیون پیکسل) ساخته می شوند. به طور طبیعی، هرچه وضوح ماتریس بالاتر باشد، می توانید تصویر دقیق تری از آن دریافت کنید. البته هر چه ماتریس بزرگتر باشد گرانتر است. اما همیشه باید برای کیفیت هزینه کرد. رزولوشن ماتریس و اندازه تصویر بدست آمده بر حسب پیکسل با هم ارتباط مستقیم دارند مثلا در دوربین مگاپیکسلی عکسی با سایز 1024x960 = 983040 بدست می آوریم باید گفت افزایش وضوح ماتریس ها یکی است. از وظایف اصلی که سازندگان دوربین های دیجیتال در حال حاضر با آن دست و پنجه نرم می کنند. مثلاً حدود سه سال پیش، اکثر دوربین‌های میان‌رده به ماتریس‌های مگاپیکسلی مجهز بودند. دو سال پیش این عدد به دو مگاپیکسل افزایش یافت. یک سال پیش، قبلاً برابر با سه یا چهار مگاپیکسل شده بود. در حال حاضر، اکثر آخرین مدل های دوربین مجهز به سنسورهایی با وضوح 4-5 مگاپیکسل هستند. و در حال حاضر چندین مدل نیمه حرفه ای مجهز به ماتریس های بیش از 10 مگاپیکسل وجود دارد. ظاهراً در جایی در این سطح، مسابقه متوقف خواهد شد، زیرا یک تصویر از یک ماتریس 10 مگاپیکسلی تقریباً با یک تصویر گرفته شده در یک فیلم استاندارد 35 میلی‌متری مطابقت دارد.

به هر حال، وضوح ماتریس را به شکلی که در بالا تعریف کردیم و وضوح را اشتباه نگیرید. دومی به عنوان توانایی یک دوربین برای جدا کردن تصویر از دو جسم تعریف می شود و معمولاً از یک عکس فوری از یک هدف خطی با فاصله مشخص بین رگه ها اندازه گیری می شود. وضوح ویژگی های کل سیستم نوری دوربین - یعنی سنسور و لنز را توصیف می کند. در اصل، وضوح و وضوح به هم مرتبط هستند، اما این ارتباط نه تنها با پارامترهای ماتریس، بلکه با کیفیت اپتیک استفاده شده در دوربین نیز تعیین می شود.

ویژگی بعدی دوربین دیجیتال که مستقیماً به ماتریس مربوط می شود، حساسیت است. یا به طور دقیق تر، حساسیت به نور. این پارامتر، همانطور که از نام آن پیداست، حساسیت ماتریس به نور فرودی را توصیف می کند و در اصل، کاملاً مشابه حساسیت مواد عکاسی معمولی است. به عنوان مثال، می توانید فیلم 100، 200 یا 400 سرعتی را از فروشگاه خریداری کنید. به همین ترتیب، می توانید حساسیت ماتریس را تنظیم کنید، اما مزیت دوربین دیجیتال این است که حساسیت برای هر فریم به صورت جداگانه تنظیم می شود. مثلاً در نور شدید خورشید می توانید با حساسیت 100 یا 50 عکس بگیرید و برای عکاسی در شب می توانید به 400 (و در برخی دوربین ها حتی به 1400) تغییر دهید. اکثر دوربین های دیجیتال به شما اجازه می دهند مقادیر حساسیت استاندارد را تنظیم کنید - 50، 100، 200 و 400. علاوه بر این، سیستم نوردهی خودکار می تواند حساسیت را به آرامی تغییر دهد. از آنجایی که حساسیت به صورت فیزیکی با تغییر افزایش سیگنال از ماتریس تنظیم می شود، پیاده سازی آن در دوربین بسیار ساده است.

حساسیت در واحدهای ISO اندازه گیری می شود (حداقل برای دوربین های دیجیتال، آنها قبلاً استاندارد شده اند). نحوه تبدیل آنها به واحدهای DIN و GOST را می توانید در جدول مشاهده کنید.

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

با این حال، حساسیت قابل تنظیم دارای معایبی است. از آنجایی که خواص ماتریس از نظر فیزیکی تغییر نمی کند، بلکه به سادگی سیگنال موجود را تقویت می کند، تصویر شروع به نشان دادن نویز بیشتر و بیشتر در هر دستگاه الکترونیکی می کند. این کار محدوده دینامیکی کار دوربین را تا حد زیادی کاهش می دهد، بنابراین در حساسیت بالا تصویر خوبی دریافت نمی کنید. مشکل مشابه، به هر حال، در نوردهی های زیاد نیز می تواند مواجه شود - هر ماتریسی صدا ایجاد می کند، و با گذشت زمان، نویز جمع می شود. اکنون بسیاری از دوربین‌ها الگوریتم‌های کاهش نویز ویژه‌ای را برای نوردهی‌های طولانی اجرا می‌کنند، اما تمایل دارند تصویر را صاف و جزئیات ظریف را محو کنند. به طور کلی، شما نمی توانید بر خلاف قوانین فیزیک استدلال کنید، اما هنوز هم توانایی تنظیم حساسیت یک مزیت بزرگ برای دوربین های دیجیتال است.

کنستانتین آفناسیف

© 2014 سایت

برای کنترل کامل بر فرآیند به دست آوردن یک تصویر دیجیتال، لازم است حداقل یک ایده کلی از دستگاه و اصل عملکرد یک دوربین دیجیتال داشته باشید.

تنها تفاوت اساسی بین یک دوربین دیجیتال و یک دوربین فیلمبرداری، ماهیت مواد حساس به نور استفاده شده در آنها است. اگر در یک دوربین فیلم، یک فیلم است، در یک دوربین دیجیتال یک ماتریس حساس به نور است. و همانطور که فرآیند عکاسی سنتی از ویژگی‌های فیلم جدایی‌ناپذیر است، فرآیند عکاسی دیجیتال نیز تا حد زیادی به این بستگی دارد که چگونه ماتریس نور متمرکز شده روی آن توسط لنز را به یک کد دیجیتال تبدیل می‌کند.

اصل عملکرد فتوماتریکس

ماتریس حساس به نور یا حسگر نوری است مدار مجتمع(به عبارت دیگر، ویفر سیلیکونی)، متشکل از کوچکترین عناصر حساس به نور - دیودهای نوری.

دو نوع اصلی سنسور وجود دارد: CCD (دستگاه همراه با شارژ، با نام مستعار CCD - دستگاه همراه با شارژ) و CMOS (نیم‌رسانای اکسید فلزی مکمل، با نام مستعار CMOS - مکمل اکسید فلزی-نیمه‌رسانا). ماتریس‌های هر دو نوع، انرژی فوتون‌ها را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند، که سپس در معرض دیجیتالی شدن قرار می‌گیرد، اما اگر در مورد ماتریس CCD، سیگنال تولید شده توسط فوتودیودها به صورت آنالوگ وارد پردازنده دوربین شود و تنها پس از آن به صورت دیجیتالی مرکزی می‌شود. سپس برای یک ماتریس CMOS، هر فتودیود به یک مبدل دیجیتال آنالوگ مجزا (ADC) مجهز است و داده ها از قبل به شکل مجزا وارد پردازنده می شوند. به طور کلی، تفاوت بین ماتریس های CMOS و CCD، اگرچه برای یک مهندس اساسی است، اما برای یک عکاس کاملاً ناچیز است. برای سازندگان تجهیزات عکاسی، این واقعیت نیز مهم است که ماتریس‌های CMOS، پیچیده‌تر و گران‌تر از ماتریس‌های CCD در حال توسعه، سود بیشتری نسبت به دومی در تولید انبوه دارند. بنابراین، به احتمال زیاد آینده به دلایل صرفاً اقتصادی متعلق به فناوری CMOS است.

فتودیودها که هر ماتریکسی را تشکیل می دهند، توانایی تبدیل انرژی شار نور را دارند شارژ الکتریکی. هر چه فتودیود فوتون های بیشتری بگیرد، الکترون های بیشتری در خروجی تولید می شود. بدیهی است که هرچه مساحت کل تمام فوتودیودها بزرگتر باشد، نور بیشتری را می توانند درک کنند و حساسیت ماتریس بالاتر می رود.

متأسفانه، فتودیودها را نمی توان نزدیک به یکدیگر قرار داد، زیرا در آن زمان هیچ فضایی در ماتریس برای لوازم الکترونیکی همراه فوتودیودها وجود نخواهد داشت (که مخصوصاً برای ماتریس های CMOS مهم است). سطح سنسور حساس به نور به طور متوسط ​​25-50٪ از مساحت کل آن است. برای کاهش تلفات نور، هر فتودیود با یک میکرولنز که از نظر مساحت بزرگتر از آن است پوشانده می شود و در واقع با میکرولنزهای فتودیودهای مجاور در تماس است. میکرولنزها نور تابیده شده بر روی خود را جمع آوری می کنند و آن را به داخل فتودیود هدایت می کنند و در نتیجه حساسیت حسگر به نور را افزایش می دهند.

پس از اتمام نوردهی، بار الکتریکی تولید شده توسط هر فتودیود خوانده می‌شود، تقویت می‌شود و با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال، به یک کد باینری با عمق بیت معین تبدیل می‌شود که سپس برای پردازش بیشتر وارد پردازنده دوربین می‌شود. هر فتودیود ماتریس (البته نه همیشه) با یک پیکسل از تصویر آینده مطابقت دارد.

با تشکر از توجه شما!

واسیلی آ.

پست اسکریپت

اگر مقاله برای شما مفید و آموزنده بود، می توانید با مهربانی از پروژه با کمک به توسعه آن حمایت کنید. اگر مقاله را دوست نداشتید، اما در مورد چگونگی بهتر کردن آن فکر می کنید، انتقاد شما با سپاسگزاری کمتری پذیرفته می شود.

فراموش نکنید که این مقاله مشمول حق چاپ است. چاپ مجدد و نقل قول به شرط وجود لینک معتبر به منبع اصلی مجاز است و متن استفاده شده نباید به هیچ وجه تحریف یا اصلاح شود.

دوربین های مدرن همه کارها را خودشان انجام می دهند - برای گرفتن عکس، کاربر فقط باید یک دکمه را فشار دهد. اما هنوز هم جالب است: با چه جادویی تصویر وارد دوربین می شود؟ سعی می کنیم اصول اولیه دوربین های دیجیتال را توضیح دهیم.

قسمت های اصلی

اساساً دستگاه یک دوربین دیجیتال طراحی آنالوگ را تکرار می کند. تفاوت اصلی آنها در عنصر حساس به نور است که تصویر روی آن تشکیل می شود: در دوربین های آنالوگ این یک فیلم است، در دوربین های دیجیتال یک ماتریس است. نور از طریق لنز وارد ماتریس می شود، جایی که یک تصویر تشکیل می شود و سپس در حافظه ذخیره می شود. اکنون این فرآیندها را با جزئیات بیشتری تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.

دوربین از دو بخش اصلی تشکیل شده است - بدنه و لنز. کیس شامل یک ماتریس، یک شاتر (مکانیکی یا الکترونیکی، و گاهی اوقات هر دو به یکباره)، یک پردازنده و کنترل‌ها است. لنز، چه قابل جابجایی و چه توکار، به گروهی از لنزها گفته می شود که در محفظه پلاستیکی یا فلزی قرار گرفته اند.

عکس کجاست

ماتریس متشکل از سلول های حساس به نور - پیکسل است. هر سلول، هنگامی که نور به آن برخورد می کند، یک سیگنال الکتریکی متناسب با شدت شار نور تولید می کند. از آنجایی که فقط از اطلاعات روشنایی نور استفاده می شود، تصویر سیاه و سفید است و برای رنگی بودن آن باید به ترفندهای مختلفی متوسل شوید. سلول ها با فیلترهای رنگی پوشانده شده اند - در اکثر ماتریس ها، هر پیکسل با یک فیلتر قرمز، آبی یا سبز (فقط یک!) مطابق با طرح رنگ معروف RGB (قرمز-سبز-آبی) پوشیده شده است. چرا این رنگ های خاص؟ زیرا آنها اصلی هستند و بقیه با مخلوط کردن آنها و کاهش یا افزایش اشباع آنها به دست می آید.

بر روی ماتریس، فیلترها در گروه های چهارتایی قرار گرفته اند، به طوری که دو سبز دارای یکی آبی و دیگری قرمز هستند. این کار به این دلیل انجام می شود که چشم انسان بیشتر به رنگ سبز حساس است. پرتوهای نور با طیف های مختلف دارای طول موج های متفاوتی هستند، بنابراین فیلتر فقط به پرتوهای رنگ خود اجازه می دهد تا به داخل سلول عبور کنند. تصویر حاصل فقط از پیکسل های قرمز، آبی و سبز تشکیل شده است - به این ترتیب فایل های RAW (فرمت خام) ضبط می شوند. برای ثبت فایل های JPEGو TIFF، پردازنده دوربین مقادیر رنگ سلول های مجاور را تجزیه و تحلیل می کند و رنگ پیکسل ها را محاسبه می کند. این فرآیند پردازش درون یابی رنگ نامیده می شود و برای به دست آوردن عکس های با کیفیت بسیار مهم است.

این آرایش فیلترها بر روی سلول های ماتریس، الگوی بایر نامیده می شود

دو نوع اصلی ماتریس وجود دارد و در نحوه خواندن اطلاعات از حسگر تفاوت دارند. در ماتریس های نوع CCD (CCD)، اطلاعات از سلول ها به صورت متوالی خوانده می شوند، بنابراین پردازش فایل می تواند زمان زیادی را ببرد. اگرچه چنین سنسورهایی "متفکرانه" هستند، اما نسبتا ارزان هستند و علاوه بر این، سطح نویز در تصاویر به دست آمده با آنها کمتر است.

نوع CCD

در ماتریس هایی از نوع CMOS (CMOS)، اطلاعات به صورت جداگانه از هر سلول خوانده می شود. هر پیکسل با مختصاتی مشخص شده است که به شما امکان می دهد از ماتریس برای اندازه گیری و فوکوس خودکار استفاده کنید.

سنسور CMOS

انواع ماتریس های توصیف شده تک لایه هستند، اما انواع سه لایه نیز وجود دارد که در آن هر سلول به طور همزمان سه رنگ را درک می کند و جریان های رنگی متفاوت را بر اساس طول موج متمایز می کند.

ماتریس سه لایه

پردازنده دوربین قبلاً در بالا ذکر شد - مسئول تمام فرآیندهایی است که منجر به یک تصویر می شود. پردازنده پارامترهای نوردهی را تعیین می کند، تصمیم می گیرد که کدام یک را در یک موقعیت خاص اعمال کند. از پردازنده و نرم افزاربه کیفیت عکس ها و سرعت دوربین بستگی دارد.

با کلیک شاتر

شاتر مدت زمان برخورد نور به سنسور را اندازه گیری می کند (سرعت شاتر). در اکثریت قریب به اتفاق موارد، این زمان در کسری از ثانیه اندازه گیری می شود - همانطور که می گویند، و شما زمانی برای پلک زدن نخواهید داشت. در دوربین های دیجیتال SLR، مانند دوربین های فیلم، شاتر از دو شاتر مات تشکیل شده است که سنسور را می پوشاند. به دلیل وجود این شاترها در دوربین های SLR دیجیتال، دیدن روی صفحه نمایش غیرممکن است - از این گذشته، ماتریس بسته است و نمی تواند تصویری را به صفحه نمایش منتقل کند.

در دوربین های کامپکت، ماتریس توسط شاتر بسته نمی شود و بنابراین می توان قاب را مطابق با نمایشگر ترکیب کرد.

هنگامی که دکمه شاتر فشار داده می شود، پرده ها توسط فنرها یا آهنرباهای الکترومغناطیسی رانده می شوند و اجازه می دهند نور وارد شود و تصویری روی سنسور ایجاد می شود - این نحوه عملکرد شاتر مکانیکی است. اما کرکره های الکترونیکی نیز در دوربین های دیجیتال وجود دارد - آنها در دوربین های کامپکت استفاده می شوند. کرکره الکترونیکی، برخلاف مکانیکی، با دست قابل لمس نیست، به طور کلی مجازی است. ماتریس دوربین‌های کامپکت همیشه باز است (به همین دلیل است که می‌توانید در حالی که به صفحه نمایش نگاه می‌کنید، نه در منظره یاب، یک عکس بنویسید)، اما وقتی دکمه شاتر فشار داده می‌شود، کادر برای مدت زمان نوردهی مشخص شده در معرض دید قرار می‌گیرد و سپس به حافظه نوشته شده است با توجه به اینکه کرکره های الکترونیکی کرکره ندارند، سرعت شاتر آنها می تواند فوق العاده کوتاه باشد.

تمرکز

همانطور که در بالا ذکر شد، خود ماتریس اغلب برای فوکوس خودکار استفاده می شود. به طور کلی، دو نوع فوکوس خودکار وجود دارد - فعال و غیرفعال.

برای فوکوس خودکار فعال، دوربین به یک فرستنده و گیرنده نیاز دارد که در ناحیه مادون قرمز یا با اولتراسوند کار کنند. سیستم اولتراسونیک فاصله تا یک جسم را با استفاده از اکولوکاسیون سیگنال منعکس شده اندازه گیری می کند. فوکوس غیرفعال طبق روش ارزیابی کنتراست انجام می شود. برخی از دوربین های حرفه ای هر دو نوع فوکوس را با هم ترکیب می کنند.

در اصل، کل منطقه ماتریس را می توان برای فوکوس استفاده کرد و این به سازندگان اجازه می دهد ده ها منطقه فوکوس را روی آن قرار دهند و همچنین از یک نقطه فوکوس شناور استفاده کنند که خود کاربر می تواند آن را در هر مکانی قرار دهد. او می خواهد.

مبارزه با تحریف

این عدسی است که تصویر روی ماتریس را تشکیل می دهد. لنز از چندین لنز تشکیل شده است - سه یا بیشتر. یک لنز نمی تواند تصویر کاملی ایجاد کند - در لبه ها تحریف می شود (به این انحرافات می گویند). به طور کلی، پرتو نور باید مستقیماً به سنسور برود، بدون اینکه در طول مسیر پراکنده شود. تا حدی، این توسط دیافراگم تسهیل می شود - یک صفحه گرد با سوراخ در وسط، متشکل از چندین گلبرگ. اما نمی توانید دیافراگم را خیلی ببندید - به همین دلیل، میزان نوری که روی سنسور می افتد کاهش می یابد (که هنگام تعیین نوردهی مورد نظر استفاده می شود). با این حال، اگر چندین لنز با ویژگی های مختلف به صورت سری مونتاژ شوند، اعوجاج ارائه شده توسط آنها با هم بسیار کمتر از انحرافات هر یک از آنها به طور جداگانه خواهد بود. هر چه تعداد لنزها بیشتر باشد، انحراف کمتر و نور کمتری به سنسور می رسد. از این گذشته ، شیشه ، مهم نیست که چقدر شفاف به نظر می رسد ، تمام نور را منتقل نمی کند - بخشی از آن پراکنده می شود ، چیزی منعکس می شود. برای اینکه لنزها تا حد امکان نور را وارد کنند، آنها را با یک پوشش ضد انعکاس خاص پوشانده اند. اگر به لنز دوربین نگاه کنید، خواهید دید که سطح لنز مانند یک رنگین کمان می درخشد - این پوشش ضد انعکاس است.

لنزها به این صورت در داخل لنز قرار می گیرند

یکی از ویژگی های لنز دیافراگم است، مقدار حداکثر دیافراگم باز. روی لنز نشان داده شده است، به عنوان مثال، به این صورت: 28/2، که در آن 28 فاصله کانونی است، و 2 دیافراگم است. برای یک لنز زوم، علامت گذاری به این صورت است: 14-45 / 3.5-5.8. دو مقدار دیافراگم برای بزرگنمایی ذکر شده است زیرا حداقل دیافراگم های متفاوتی در حالت واید و تله فوتو دارند. یعنی در فواصل کانونی مختلف، نسبت دیافراگم متفاوت خواهد بود.

فاصله کانونی که روی همه لنزها نشان داده می شود، فاصله لنز جلو تا گیرنده نور (در این مورد، ماتریس) است. فاصله کانونی زاویه دید لنز و به اصطلاح محدوده آن را تعیین می کند، یعنی چقدر "دید" را می بیند. لنزهای عریض تصویر را از دید معمولی ما دورتر می کنند، در حالی که لنزهای تله فوتو بزرگنمایی می کنند و زاویه دید کمی دارند.

زاویه دید لنز نه تنها به فاصله کانونی آن، بلکه به قطر گیرنده نور نیز بستگی دارد. برای دوربین های فیلم 35 میلی متری، لنز با فاصله کانونی 50 میلی متر نرمال در نظر گرفته می شود (یعنی تقریباً مطابق با زاویه دید چشم انسان). لنزهایی با فاصله کانونی کوتاه تر "زوایای عریض" و با فاصله کانونی طولانی تر - "تله فوتو" هستند.

سمت چپ کتیبه پایینی روی لنز فاصله کانونی زوم و سمت راست دیافراگم است.

مشکل اینجاست که به همین دلیل، در کنار فاصله کانونی لنز دوربین دیجیتال، معادل آن برای 35 میلی متر اغلب نشان داده می شود. مورب ماتریس کمتر از مورب قاب 35 میلی متری است و بنابراین لازم است اعداد را به معادل آشناتری "ترجمه" کنید. به دلیل افزایش یکسان در فاصله کانونی در دوربین های SLR با لنزهای "فیلم"، عکاسی با زاویه باز تقریبا غیرممکن می شود. یک لنز 18 میلی‌متری برای دوربین فیلم‌برداری، یک لنز با زاویه فوق‌العاده است، اما برای یک دوربین دیجیتال، فاصله کانونی معادل آن حدود 30 میلی‌متر یا بیشتر خواهد بود. در مورد لنزهای تله فوتو، افزایش "برد" آنها فقط در دست عکاسان است، زیرا یک لنز معمولی با فاصله کانونی مثلاً 400 میلی متر بسیار گران است.

منظره یاب

در دوربین های فیلمبرداری، فقط می توانید با استفاده از منظره یاب عکس بسازید. دیجیتال ها به شما امکان می دهند کاملاً آن را فراموش کنید ، زیرا در اکثر مدل ها استفاده از صفحه نمایش برای این کار راحت تر است. برخی از دوربین های بسیار جمع و جور اصلا منظره یاب ندارند، فقط به این دلیل که جایی برای آن وجود ندارد. مهمترین چیز در مورد منظره یاب این است که چه چیزی را می توانید از طریق آن ببینید. به عنوان مثال، دوربین های SLR فقط به دلیل ویژگی های طراحی منظره یاب به این نام خوانده می شوند. تصویر از طریق لنز از طریق سیستمی از آینه ها به منظره یاب منتقل می شود و به این ترتیب عکاس منطقه واقعی کادر را می بیند. در حین تصویربرداری، هنگامی که شاتر باز می شود، آینه مسدود کننده آن بالا می رود و نور را به سنسور حساس منتقل می کند. چنین طرح هایی، البته، وظایف خود را عالی انجام می دهند، اما فضای بسیار زیادی را اشغال می کنند و بنابراین در دوربین های کامپکت کاملاً غیر قابل استفاده هستند.

بدین ترتیب تصویر از طریق سیستم آینه ها وارد منظره یاب دوربین SLR می شود

منظره یاب اپتیکال دید واقعی در دوربین های کامپکت استفاده می شود. به طور کلی، این یک سوراخ در بدنه دوربین است. چنین منظره یاب فضای زیادی را اشغال نمی کند، اما نمای آن با آنچه لنز "می بیند" مطابقت ندارد. همچنین دوربین های شبه رفلکس با منظره یاب الکترونیکی وجود دارد. در چنین منظره یاب ها، یک صفحه نمایش کوچک نصب شده است که تصویر روی آن مستقیماً از ماتریس منتقل می شود - درست مانند یک صفحه نمایش خارجی.

فلاش

فلاش، یک منبع نور پالسی، شناخته شده است که برای روشن کردن جاهایی که نور اصلی کافی نیست استفاده می شود. فلاش های داخلی معمولاً خیلی قدرتمند نیستند، اما تکانه آنها برای روشن کردن پیش زمینه کافی است. در دوربین های نیمه حرفه ای و حرفه ای نیز یک کنتاکت برای اتصال فلاش خارجی بسیار قوی تر وجود دارد که به آن "کفش داغ" می گویند.

اینها به طور کلی عناصر و اصول اولیه عملکرد یک دوربین دیجیتال هستند. موافقم، هنگامی که می دانید دستگاه چگونه کار می کند، دستیابی به یک نتیجه با کیفیت آسان تر است.

امضای دیجیتال الکترونیکی اکنون به خوبی شناخته شده است - بسیاری از شرکت های مدرن به آرامی به سمت مدیریت اسناد الکترونیکی می روند. بله و در زندگی روزمرهحتما به این موضوع برخورد کرده اید به طور خلاصه، ماهیت EDS بسیار ساده است: یک مرجع صدور گواهینامه وجود دارد، یک ژنراتور کلید، کمی جادوی بیشتر، و voila وجود دارد - همه اسناد امضا شده است. باقی مانده است که بفهمیم چه نوع جادویی اجازه می دهد امضای دیجیتالیکار

نقشه راه

این پنجمین درس از سری Diving into Crypto است. تمام دروس چرخه به ترتیب زمانی:

1. تولید کلید

دلیل قدرت RSA در دشواری فاکتورگیری اعداد بزرگ نهفته است. به عبارت دیگر، جستجوی چنین اعداد اولی که در حاصل ضرب، مدول n را می دهند، بسیار دشوار است. کلیدها برای امضا و رمزگذاری به همین روش تولید می شوند.

هنگامی که کلیدها تولید می شوند، می توانید شروع به محاسبه امضای الکترونیکی کنید.

2. محاسبه امضای الکترونیکی

3. بررسی امضای الکترونیکی

همانطور که می دانید، RSA در شرف بازنشستگی است، زیرا قدرت محاسباتی با جهش در حال افزایش است. روزی دور نیست که بتوان یک کلید RSA 1024 بیتی را در عرض چند دقیقه حدس زد. با این حال، دفعه بعد در مورد کامپیوترهای کوانتومی صحبت خواهیم کرد.

به طور کلی، به قدرت این طرح امضای RSA تکیه نکنید، به خصوص با کلیدهایی که مانند مثال ما «قوی رمزنگاری» هستند.

ادامه فقط برای اعضا در دسترس است

گزینه 1. برای خواندن تمام مطالب سایت به انجمن "سایت" بپیوندید

عضویت در انجمن در طول دوره مشخص شده به شما امکان می دهد به همه مطالب هکر دسترسی داشته باشید، تخفیف تجمعی شخصی شما را افزایش می دهد و به شما امکان می دهد امتیاز حرفه ای Xakep را جمع آوری کنید!