Digikamera toimii. Miten TV-sovitin toimii digitaalisten kanavien katseluun. Digitaalinen painatus – miten se toimii

Jos haluat katsella korkealaatuisinta televisiota Venäjällä, et voi tehdä ilman "digitaalisia" peruskäsitteitä. Ja tärkein asia, joka sinun on tiedettävä, ovat digitaaliset televisiovastaanottimet tai digisovittimet. Kerromme sinulle niistä kaiken!

Digitaalinen vastaanotin on laite signaalin vastaanottamiseen digitaalinen televisio, muuntaa ja siirtää sen täysin minkä tahansa mallin analogiseen televisioon. Usein digitaalisia vastaanottimia kutsutaan myös digisovittimiksi, TV-virittimiksi, dvb-t2-digisovittimiksi tai yksinkertaisesti dvb-t2-vastaanottimiksi. Nimitys "dvb-t2" osoittaa, mitä digitaalista televisiostandardia tämä tai tuo vastaanotin tukee. Tähän mennessä on olemassa useita radikaalisti erilaisia ​​​​digitaalitelevisiostandardeja:
- DVB-T/T2 - maanpäällinen digitaalinen televisio
- DVB-S - satelliittitelevisio
- DVB-C - kaapelitelevisio
- DVB-T - maanpäällinen digitaalinen televisio
- DVB-H - mobiilitelevisio

Nykyään yksinkertaisin ja edullisin on DVB-T2-standardin mukainen maanpäällinen digitaalitelevisio. Juuri sen pitäisi korvata kaikki analoginen televisio Venäjällä lähitulevaisuudessa erityisen valtionohjelman puitteissa. Siksi tässä artikkelissa käsitellään tarkemmin digitaalisia televisiovastaanottimia, jotka on suunniteltu vastaanottamaan DVB-T2-standardin mukaista signaalia. Kotitelevisioihin ja autotelevisioihin on saatavilla digisovitteita, ja ne kaikki toimivat samalla periaatteella, ne eroavat yksinkertaisen toiminnan ja laajan toiminnallisuuden suhteen.

Digitaalisten televisiokanavien katselu on vastaanottimen päätehtävä, lisävaihtoehtoja ovat:

1. Tukee erilaisia ​​video- ja äänimuotoja
2. Tallennustoiminto suora lähetys televisio
3. Toista mediatiedostoja USB-medialta
4. Toiminto keskeyttää suora lähetys ja jatkaa toistoa sen pysäyttämisestä
5. TimeShift - mahdollisuus viivästettyjen digitaalisten televisio-ohjelmien katseluun

Miten digi-TV-vastaanotin toimii?

Työsuunnitelma digitaalinen digiboksi tarpeeksi yksinkertainen. Ensimmäisellä välitaajuudella signaali alueella 950-2150 MHz muuntimen matalakohinaisen vahvistimen lähdöstä kulkee kaapelin kautta vastaanottimen mikroaaltovastaanottimeen, mahdolliset virheet korjataan demodulaattorissa ja lähdössä valittu virta syötetään demultiplekseriin, joka erottaa tietovirran videoksi, ääneksi jne., jossa salauksen purku tapahtuu. MPEG-2-videovirran dekooderissa videosignaalit dekoodataan puretuiksi digitaalisia signaaleja, jotka on jaettu edelleen komponentteihin: luminanssi (U), vihreä (G), punainen (R), sininen (B).

Digitaalinen TV-kooderi muuntaa standardeja, joten sen lähtöön voidaan liittää vastaanotin, joka toimii jollakin kolmesta analogisen TV:n standardista: PAL, SECAM tai NTSC. Ja audiodekooderista lähetetään sekä digitaalisia että analogisia signaaleja. Moniprosessori on suunniteltu ohjaamaan demultiplekseri-dekooderia ja signaalin erotusta, kun interaktiivinen viestintäjärjestelmä aktivoidaan, sekä poimimaan integroituja datapaketteja. Ja kiitos moduulille digitaalinen ohjaus ja IR-anturi, on mahdollista ohjata vastaanottimia kaukosäätimellä.

Tässä numerossa aion aloittaa "pitkän ajan" aiheen siitä, miten digikamera on järjestetty ja miten se toimii, mitä kaikenlaiset muotisanat, kuten "haarukointi" ja "valotuksen korjaus" tarkoittavat, ja mikä tärkeintä, kuinka käyttää tätä kaikkea tarkoituksenmukaisesti.

Yleisesti ottaen digitaalikamera on laite, jonka avulla voit vastaanottaa kuvia kohteista digitaalisessa muodossa. Yleensä ero perinteisen ja digitaalisen kameran välillä on vain kuvavastaanottimessa. Ensimmäisessä tapauksessa tämä on valokuvaemulsio, joka vaatii sitten kemiallisen käsittelyn. Toisessa - erityinen elektroninen anturi, joka muuntaa tulevan valon sähköiseksi signaaliksi. Tätä anturia kutsutaan anturiksi tai matriisiksi ja se on suorakaiteen muotoinen matriisi valoherkistä soluista, jotka on sijoitettu yhdelle puolijohdekiteelle.

Kun valo osuu matriisielementtiin, se tuottaa sähköisen signaalin, joka on verrannollinen pudonneen valon määrään. Sitten matriisielementtien signaalit (toistaiseksi analogisia signaaleja) luetaan ja muunnetaan digitaaliseen muotoon analogia-digitaalimuuntimella (ADC). Lisäksi digitaaliset tiedot käsitellään kameran prosessorilla (kyllä, siinä on myös prosessori) ja tallennetaan itse asiassa kuvan muodossa.

Joten minkä tahansa digitaalikameran sydän on anturi. Nyt on olemassa kaksi pääteknologiaa antureiden tuotantoon - CCD (CCD, lataus kytketty laite - lataus kytketty laite) ja CMOS. CCD-matriisissa valotuksen (eli tällä hetkellä itse asiassa valokuvauksen) aikana valoherkkiin elementteihin kertyy tulevan valon voimakkuuteen verrannollinen varaus. Kun dataa luetaan, nämä varaukset siirtyvät solusta soluun, kunnes koko matriisi luetaan (itse asiassa lukeminen tapahtuu rivi riviltä). Suositussa kirjallisuudessa tätä prosessia verrataan mielellään vesiämpärien siirtoon ketjua pitkin. CCD-matriisit valmistetaan MOS-tekniikalla, ja korkealaatuisen kuvan saamiseksi ne edellyttävät parametrien suurta yhtenäisyyttä sirun koko alueella. Näin ollen ne ovat melko kalliita.

Vaihtoehto CCD:ille ovat CMOS (eli venäjäksi CMOS) matriisit. CMOS-anturi on ytimessä melko samanlainen kuin hajasaantimuistisiru - DRAM. Myös suorakulmainen matriisi, myös kondensaattorit, myös hajasaantilukema. Valodiodeja käytetään valoherkkinä elementteinä CMOS-matriiseissa. Yleisesti ottaen CMOS-anturit sopivat paljon paremmin nykypäivän hyvin kehittyneiden valmistusprosessien tuotantoon. Lisäksi muun muassa (suurempi elementtien pakkaustiheys, pienempi virrankulutus, alhaisempi hinta) tämä mahdollistaa siihen liittyvän elektroniikan integroinnin yhdelle sirulle matriisin kanssa. Totta, viime aikoihin asti CMOS ei kyennyt kilpailemaan CCD:n kanssa laadussa, joten CMOS-antureiden perusteella tehtiin pääasiassa halpoja laitteita, kuten web-kameroita. Viime aikoina useat suuret yritykset (erityisesti Kodakin kaltainen teollisuushirviö) ovat kuitenkin kehittäneet teknologioita korkearesoluutioisten ja laadukkaiden CMOS-matriisien tuotantoon. Ensimmäinen "vakava" (kolmen megapikselin digitaalinen järjestelmäkamera) CMOS-kamera - Canon EOS-D30 - ilmestyi melkein kaksi vuotta sitten. Ja viimeisimmässä Photokinassa julkistetut Canon EOS 1Ds- ja Kodak Pro DCS-14n -täyden kennon kamerat osoittivat vihdoin CMOS-antureiden potentiaalin. Useimmat kamerat valmistetaan kuitenkin edelleen CCD-matriisien perusteella.

Ne, jotka haluavat oppia lisää molemmista tekniikoista, voivat aloittaa täältä www.eecg.toronto.edu/~kphang/ece1352f/papers/ng_CCD.pdf , ja jatkamme eteenpäin.

Seuraava hetki - matriisin elementit (mikä tahansa edellä kuvatuista tyypeistä) havaitsevat vain tulevan valon intensiteetin (eli ne antavat mustavalkoisen kuvan). Mistä väri tulee? Värikuvan saamiseksi linssin ja matriisin välissä on erityinen valosuodatin, joka koostuu päävärisoluista (GRGB tai CMYG), jotka sijaitsevat vastaavien pikselien yläpuolella. Lisäksi vihreää varten käytetään kahta pikseliä (RGB:ssä tai yhtä CMY:ssä), koska silmä on herkin tälle värille. Kuvan pikselin lopullinen väri tällaisessa järjestelmässä lasketaan ottamalla huomioon eriväristen vierekkäisten elementtien intensiteetit, niin että tuloksena jokainen matriisin yksivärinen pikseli vastaa kuvan värillistä pikseliä. Siten lopullinen kuva on aina jossain määrin interpoloitu (eli se on laskettu, eikä saatu suoraan valokuvaamalla kohdetta, mikä väistämättä vaikuttaa kuvan pienten yksityiskohtien laatuun). Mitä tulee erityisiin suodattimiin, useimmissa tapauksissa käytetään suorakaiteen muotoista matriisi GRGB:tä (Bayer-suodatin).

On olemassa myös SuperCCD, jonka Fuji Photo Film keksi ja jota on käytetty Fuji-kameroissa vuodesta 2000. Tämän tekniikan ydin on, että pikselit (ja suodatinelementit - myös GRGB) on järjestetty eräänlaiseksi diagonaalimatriisiksi.

Lisäksi kamera ei interpoloi vain itse pikselien värejä, vaan myös niiden välissä olevien pisteiden värejä. Siten Fuji-kamerat näyttävät aina resoluution, joka on kaksi kertaa fyysisten (yksiväristen) pikselien lukumäärä, mikä ei pidä paikkaansa. Fujin tekniikka osoittautui kuitenkin edelleen varsin menestyksekkääksi - useimmat SuperCCD:n ja perinteisten kameroiden kuvien laatua vertailleet ihmiset ovat yhtä mieltä siitä, että SuperCCD:n kuvanlaatu vastaa perinteistä matriisia, jonka resoluutio on noin 1,5 kertaa suurempi kuin SuperCCD:n fyysinen resoluutio. . Mutta ei 2 kertaa, kuten Fuji sanoi.

Suodattimista koskevan keskustelun päätteeksi on aika mainita kolmas vaihtoehtoinen anturitekniikka, nimittäin Foveon X3. Sen on kehittänyt Foveon, ja se julkistettiin tänä keväänä. Tekniikan ydin on kaikkien kolmen värin fyysinen lukeminen jokaiselle pikselille (teoriassa tällaisen anturin resoluutio vastaa tavanomaisen anturin resoluutiota, jossa on kolme kertaa enemmän pikseleitä). Tässä tapauksessa tulevan valon jakamiseksi värikomponentteihin käytetään piin (josta anturi on valmistettu) ominaisuutta siirtämään valoa eri aallonpituuksilla (eli värillä) eri syvyyksiin. Itse asiassa jokainen Foveon-pikseli on kolmikerroksinen rakenne, ja aktiivisten elementtien syvyys vastaa piin maksimivalonläpäisyä pääväreille (RGB). Minusta se on erittäin lupaava idea. Ainakin teoriassa. Koska käytännössä ensimmäinen julkistettu Foveon X3:een perustuva kamera on toistaiseksi ainoa. Ja sen toimitukset eivät ole vielä varsinaisesti alkaneet. Kirjoitimme tästä tekniikasta lisää tämän vuoden kuudennessa numerossa.

Mutta takaisin sensoreihin. Minkä tahansa matriisin pääominaisuus loppukäyttäjän näkökulmasta on sen resoluutio - eli valoherkkien elementtien lukumäärä. Suurin osa kameroista tehdään nykyään 2-4 megapikselin (miljoonaa pikseliä) matriisien perusteella. Luonnollisesti mitä korkeampi matriisin resoluutio on, sitä yksityiskohtaisemman kuvan saat siitä. Tietysti mitä suurempi matriisi, sitä kalliimpi se on. Mutta laadusta joutuu aina maksamaan. Matriisin resoluutio ja tuloksena olevan kuvan koko pikseleinä liittyvät suoraan toisiinsa, esimerkiksi megapikselin kameralla saamme kuvan, jonka koko on 1024x960 = 983040. On sanottava, että matriisien resoluution kasvattaminen on yksi tärkeimmistä tehtävistä, joiden kanssa digitaalikameroiden valmistajat tällä hetkellä kamppailevat. Oletetaan, että noin kolme vuotta sitten useimmat keskitason kamerat oli varustettu megapikselimatriiseilla. Kaksi vuotta sitten tämä määrä kasvoi kahteen megapikseliin. Vuosi sitten siitä tuli jo kolme tai neljä megapikseliä. Nyt useimmat uusimmat kameramallit on varustettu 4-5 megapikselin tarkkuudella antureilla. Ja on jo olemassa useita puoliammattimaisia ​​malleja, jotka on varustettu yli 10 megapikselin matriiseilla. Ilmeisesti jossain tällä tasolla kilpailu pysähtyy, koska kuva 10 megapikselin matriisista vastaa suunnilleen yksityiskohtaisesti tavallisella 35 mm: n filmillä otettua kuvaa.

Muuten, älä sekoita matriisin resoluutiota siinä muodossa, jossa määritimme sen edellä, ja resoluutiota. Jälkimmäinen määritellään kameran kyvyksi erottaa kuvan kahdesta kohteesta, ja se mitataan yleensä tilannekuvasta juovakohteesta, jonka etäisyys juovien välillä on tunnettu. Resoluutio kuvaa kameran koko optisen järjestelmän - eli anturin ja linssin - ominaisuuksia. Periaatteessa resoluutio ja resoluutio liittyvät toisiinsa, mutta tämän yhteyden määrää matriisin parametrien lisäksi myös kamerassa käytetyn optiikan laatu.

Seuraava digitaalisen kameran ominaisuus, joka liittyy suoraan matriisiin, on herkkyys. Tai tarkemmin sanottuna valoherkkyys. Tämä parametri kuvaa nimensä mukaisesti matriisin herkkyyttä tulevalle valolle ja on periaatteessa täysin analoginen tavanomaisten valokuvausmateriaalien herkkyyden kanssa. Voit ostaa esimerkiksi 100-, 200- tai 400-nopeuksisen elokuvan kaupasta. Samalla tavalla voit asettaa matriisin herkkyyden, mutta digitaalikameran etuna on, että herkkyys asetetaan jokaiselle kuvalle erikseen. Sanotaan, että kirkkaassa auringonvalossa voit kuvata herkkyydellä 100 tai 50, ja yökuvauksessa voit vaihtaa arvoon 400 (ja joissakin kameroissa jopa 1400). Useimmissa digikameroissa voit asettaa vakioherkkyysarvot - 50, 100, 200 ja 400. Lisäksi automaattinen valotusjärjestelmä voi muuttaa herkkyyttä sujuvasti. Koska herkkyyttä säädetään fyysisesti muuttamalla signaalin vahvistusta matriisista, tämä on melko yksinkertainen toteuttaa kamerassa.

Herkkyys mitataan ISO-yksiköissä (ainakin digikameroissa niistä on jo tullut standardi). Voit nähdä kuinka ne muunnetaan DIN- ja GOST-yksiköiksi taulukosta.

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

Säädettävällä herkkyydellä on kuitenkin haittapuolensa. Koska matriisin ominaisuudet eivät muutu fyysisesti, vaan yksinkertaisesti vahvistavat olemassa olevaa signaalia, kuvassa alkaa näkyä yhä enemmän kohinaa, joka on luontaista mille tahansa elektroniselle laitteelle. Tämä vähentää huomattavasti kameran työdynamiikkaa, joten korkealla herkkyydellä et saa hyvää kuvaa. Samanlainen ongelma voi muuten kohdata myös suurilla valotuksilla - mikä tahansa matriisi aiheuttaa kohinaa, ja ajan myötä kohinaa kertyy. Monet kamerat käyttävät nyt erityisiä kohinanvaimennusalgoritmeja pitkiä valotuksia varten, mutta niillä on taipumus tasoittaa kuvaa ja sumentaa pieniä yksityiskohtia. Yleensä fysiikan lakeja vastaan ​​ei voi väittää, mutta silti herkkyyden säätäminen on suuri plussa digikameroissa.

Konstantin AFANASIEV

© 2014 sivusto

Digitaalisen kuvan saantiprosessin täydelliseen hallintaan tarvitaan ainakin yleinen käsitys digikameran laitteesta ja toimintaperiaatteesta.

Ainoa perustavanlaatuinen ero digitaalikameran ja filmikameran välillä on niissä käytetyn valoherkän materiaalin luonne. Jos filmikamerassa se on filmi, niin digikamerassa se on valoherkkä matriisi. Ja aivan kuten perinteinen valokuvausprosessi on erottamaton filmin ominaisuuksista, niin myös digitaalinen valokuvaprosessi riippuu pitkälti siitä, kuinka matriisi muuntaa linssin siihen kohdistuvan valon digitaaliseksi koodiksi.

Fotomatriisin toimintaperiaate

Valoherkkä matriisi tai valoanturi on integroitu virtapiiri(toisin sanoen piikiekko), joka koostuu pienimmistä valoherkistä elementeistä - valodiodeista.

On olemassa kahta päätyyppiä antureita: CCD (Charge-Coupled Device, eli CCD - Charge-Coupled Device) ja CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, alias CMOS - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Molempien tyyppien matriisit muuttavat fotonien energian sähköiseksi signaaliksi, joka sitten digitoidaan, mutta jos CCD-matriisin tapauksessa valodiodien tuottama signaali tulee kameran prosessoriin analogisessa muodossa ja vasta sitten digitoidaan keskitetysti. , silloin CMOS-matriisissa jokainen valodiodi on varustettu erillisellä analogisella digitaalimuuntimella (ADC), ja tiedot tulevat prosessoriin jo erillisessä muodossa. Yleisesti ottaen erot CMOS- ja CCD-matriisien välillä ovat insinöörille perustavanlaatuisia, mutta ne ovat täysin merkityksettömiä valokuvaajalle. Valokuvauslaitteiden valmistajille on myös tärkeää, että CMOS-matriisit, jotka ovat kehitteillä olevia CCD-matriiseja monimutkaisempia ja kalliimpia, ovat massatuotannossa kannattavampia kuin jälkimmäiset. Joten tulevaisuus kuuluu todennäköisesti CMOS-teknologialle puhtaasti taloudellisista syistä.

Fotodiodilla, jotka muodostavat minkä tahansa matriisin, on kyky muuntaa valovirran energiaa sähkövaraus. Mitä enemmän fotoneja fotodiodi vangitsee, sitä enemmän elektroneja syntyy ulostulossa. Ilmeisesti mitä suurempi kaikkien valodiodien kokonaispinta-ala, sitä enemmän valoa ne voivat havaita ja sitä suurempi on matriisin herkkyys.

Valitettavasti valodiodit eivät voi sijaita lähellä toisiaan, koska silloin matriisissa ei olisi tilaa valodiodien mukana tulevalle elektroniikalle (mikä on erityisen tärkeää CMOS-matriiseille). Anturin valoherkkä pinta-ala on keskimäärin 25-50 % sen kokonaispinta-alasta. Valonhäviön vähentämiseksi jokainen valodiodi peitetään sitä suuremmalla mikrolinssillä, joka on itse asiassa kosketuksissa viereisten valodiodien mikrolinsseihin. Mikrolinssit keräävät niihin tulevan valon ja ohjaavat sen valodiodien sisään, mikä lisää anturin valoherkkyyttä.

Valotuksen päätyttyä kunkin fotodiodin synnyttämä sähkövaraus luetaan, vahvistetaan ja muunnetaan analogia-digitaali-muuntimen avulla tietyn bittisyvyyden binäärikoodiksi, joka sitten siirtyy kameran prosessoriin jatkokäsittelyä varten. Jokainen matriisin valodiodi vastaa (tosin ei aina) yhtä pikseliä tulevasta kuvasta.

Kiitos huomiostasi!

Vasily A.

Jälkikirjoitus

Jos artikkeli osoittautui sinulle hyödylliseksi ja informatiiviseksi, voit ystävällisesti tukea hanketta osallistumalla sen kehittämiseen. Jos et pitänyt artikkelista, mutta sinulla on ajatuksia sen parantamiseksi, kritiikkisi otetaan vastaan ​​yhtä kiitollisuudella.

Älä unohda, että tämä artikkeli on tekijänoikeuden alainen. Uudelleenpainottaminen ja lainaus ovat sallittuja edellyttäen, että alkuperäiseen lähteeseen on kelvollinen linkki, eikä käytettyä tekstiä saa vääristää tai muokata millään tavalla.

Nykyaikaiset kamerat tekevät kaiken itse - saadakseen kuvan käyttäjän tarvitsee vain painaa nappia. Mutta se on silti mielenkiintoista: millä taikuudella kuva pääsee kameraan? Yritämme selittää digitaalikameroiden perusperiaatteet.

Pääosat

Periaatteessa digitaalikameran laite toistaa analogisen mallin. Niiden tärkein ero on valoherkässä elementissä, jolle kuva muodostuu: analogisissa kameroissa se on filmi, digitaalikameroissa se on matriisi. Linssin läpi kulkeva valo tulee matriisiin, jossa muodostuu kuva, joka sitten tallennetaan muistiin. Nyt analysoimme näitä prosesseja yksityiskohtaisemmin.

Kamera koostuu kahdesta pääosasta - rungosta ja linssistä. Kotelo sisältää matriisin, sulkimen (mekaanisen tai elektronisen ja joskus molemmat kerralla), prosessorin ja säätimet. Linssi, joko irrotettava tai sisäänrakennettu, on ryhmä linssejä, jotka on sijoitettu muovi- tai metallikoteloon.

Missä kuva on

Matriisi koostuu monista valoherkistä soluista - pikseleistä. Jokainen kenno, kun valo osuu siihen, tuottaa sähköisen signaalin, joka on verrannollinen valovirran voimakkuuteen. Koska käytetään vain tietoa valon kirkkaudesta, kuva on mustavalkoinen, ja jotta se olisi värillinen, on turvauduttava erilaisiin temppuihin. Solut on peitetty värisuodattimilla - useimmissa matriiseissa jokainen pikseli on peitetty punaisella, sinisellä tai vihreällä suodattimella (vain yhdellä!) Tunnetun RGB-värimallin (puna-vihreä-sininen) mukaisesti. Miksi juuri nämä värit? Koska ne ovat tärkeimmät, ja kaikki loput saadaan sekoittamalla niitä ja vähentämällä tai lisäämällä niiden kylläisyyttä.

Matriisissa suodattimet on järjestetty neljän hengen ryhmiin siten, että kahdessa vihreässä on yksi sininen ja yksi punainen. Tämä tehdään, koska ihmissilmä on herkin vihreälle. Eri spektrin valonsäteet ovat eri aallonpituuksia, joten suodatin päästää vain oman värinsä säteet soluun. Tuloksena oleva kuva koostuu vain punaisista, sinisistä ja vihreistä pikseleistä - näin RAW-tiedostot (raakamuoto) tallennetaan. Tiedoksi JPEG-tiedostoja ja TIFF, kameran prosessori analysoi viereisten solujen väriarvot ja laskee pikselien värit. Tätä käsittelyprosessia kutsutaan väriinterpolaatioksi, ja se on erittäin tärkeä laadukkaiden valokuvien saamiseksi.

Tätä matriisisolujen suodattimien järjestelyä kutsutaan Bayer-kuvioksi

Matriiseja on kahta päätyyppiä, ja ne eroavat tavasta, jolla tiedot luetaan anturilta. CCD-tyyppisissä matriiseissa (CCD) tiedot luetaan soluista peräkkäin, joten tiedostojen käsittely voi kestää melko kauan. Vaikka tällaiset anturit ovat "huomiollisia", ne ovat suhteellisen halpoja, ja lisäksi niillä saatujen kuvien kohinataso on pienempi.

CCD tyyppi

CMOS-tyyppisissä matriiseissa (CMOS) tiedot luetaan erikseen jokaisesta solusta. Jokainen pikseli on merkitty koordinaatilla, mikä mahdollistaa matriisin käytön mittaukseen ja automaattitarkennukseen.

CMOS anturi

Kuvatut matriisityypit ovat yksikerroksisia, mutta on myös kolmikerroksisia, joissa jokainen solu havaitsee samanaikaisesti kolme väriä erottaen eriväriset värivirrat aallonpituuden mukaan.

Kolmikerroksinen matriisi

Kameran prosessori on jo mainittu yllä - se vastaa kaikista prosesseista, jotka johtavat kuvaan. Prosessori määrittää valotusparametrit, päättää, mitä niitä käytetään tietyssä tilanteessa. prosessorista ja ohjelmisto riippuu kuvien laadusta ja kameran nopeudesta.

Sulkimen napsautuksella

Suljin mittaa ajan, jonka valo osuu tunnistimeen (suljinnopeus). Suurimmassa osassa tapauksista tämä aika mitataan sekunnin murto-osissa - kuten sanotaan, etkä ehdi räpäyttää silmiä. Digitaalisissa järjestelmäkameroissa, kuten filmikameroissa, suljin koostuu kahdesta läpinäkymättömästä sulkimesta, jotka peittävät anturin. Näiden digitaalisten järjestelmäkameroiden sulkimien takia on mahdotonta nähdä näytöllä - loppujen lopuksi matriisi on suljettu eikä voi lähettää kuvaa näytölle.

Kompaktikameroissa suljin ei sulje matriisia, joten kehys on mahdollista sommitella näytön mukaan

Kun laukaisinta painetaan, verhot toimivat jousilla tai sähkömagneeteilla, jolloin valo pääsee sisään, ja kuva muodostuu anturiin - näin toimii mekaaninen suljin. Mutta digitaalikameroissa on myös elektronisia sulkimia - niitä käytetään kompaktikameroissa. Elektronista suljinta, toisin kuin mekaanista, ei voi tuntea käsin, se on yleensä virtuaalinen. Kompaktikameroiden matriisi on aina auki (siksi kuvan voi sommitella samalla kun katsot näyttöä, ei etsimestä), mutta kun laukaisinta painetaan, kehys valotetaan määritetylle valotusajalle ja sitten kirjoitettu muistiin. Koska elektronisissa sulkimissa ei ole sulkimia, niiden suljinajat voivat olla erittäin lyhyitä.

Keskity

Kuten edellä mainittiin, itse matriisia käytetään usein automaattitarkennukseen. Yleensä automaattitarkennusta on kahta tyyppiä - aktiivinen ja passiivinen.

Aktiivista automaattitarkennusta varten kamera tarvitsee lähettimen ja vastaanottimen, jotka toimivat infrapuna-alueella tai ultraäänellä. Ultraäänijärjestelmä mittaa etäisyyden kohteeseen käyttämällä heijastuneen signaalin kaikulokaatiota. Passiivinen tarkennus suoritetaan kontrastin arviointimenetelmän mukaisesti. Joissakin ammattikameroissa yhdistyvät molemmat tarkennustyypit.

Periaatteessa koko matriisin alue voidaan käyttää tarkentamiseen, jolloin valmistajat voivat sijoittaa siihen kymmeniä tarkennusvyöhykkeitä sekä käyttää "kelluvaa" tarkennuspistettä, jonka käyttäjä voi itse sijoittaa minne tahansa hän haluaa.

Taistelu vääristymiä vastaan

Se on linssi, joka muodostaa kuvan matriisilla. Linssi koostuu useista linsseistä - kolmesta tai useammasta. Yksi linssi ei voi luoda täydellistä kuvaa - se vääristyy reunoilla (tätä kutsutaan poikkeavuuksiksi). Karkeasti sanottuna valonsäteen tulisi mennä suoraan anturiin ilman, että se hajoaa matkan varrella. Jossain määrin tätä helpottaa kalvo - pyöreä levy, jossa on reikä keskellä ja joka koostuu useista terälehdistä. Mutta et voi sulkea aukkoa liikaa - tämän vuoksi anturin päälle tulevan valon määrä vähenee (jota käytetään määritettäessä haluttua valotusta). Jos kuitenkin kootaan useita eri ominaisuuksilla varustettuja linssejä sarjaan, niiden yhdessä antamat vääristymät ovat paljon pienemmät kuin kunkin niiden poikkeamat erikseen. Mitä enemmän linssejä, sitä vähemmän aberraatiota ja sitä vähemmän valoa osuu tunnistimeen. Loppujen lopuksi lasi, vaikka se näyttää meille kuinka läpinäkyvältä, ei läpäise kaikkea valoa - jokin osa on hajallaan, jokin heijastuu. Jotta linssit pääsisivät sisään mahdollisimman paljon valoa, ne on päällystetty erityisellä heijastusta estävällä pinnoitteella. Jos katsot kameran linssiä, huomaat, että linssin pinta hohtaa kuin sateenkaari - tämä on heijastuksenestopinnoite.

Linssit on sijoitettu linssin sisään näin

Yksi linssin ominaisuuksista on aukko, suurimman avoimen aukon arvo. Se on merkitty objektiiviin esimerkiksi näin: 28/2, jossa 28 on polttoväli ja 2 on aukko. Zoom-objektiivin merkintä näyttää tältä: 14-45 / 3,5-5,8. Kaksi aukkoarvoa on lueteltu zoomeille, koska niillä on erilaiset minimiaukot laajalla ja telekuvauksella. Eli eri polttoväleillä aukkosuhde on erilainen.

Polttoväli, joka näkyy kaikissa linsseissä, on etäisyys etulinssistä valovastaanottimeen (tässä tapauksessa matriisiin). Polttoväli määrää objektiivin katselukulman ja sen niin sanotusti kantaman eli kuinka kauas se "näkee". Laajakulmaobjektiivit siirtävät kuvan kauemmas normaalista näköstämme, kun taas teleobjektiivit zoomaavat ja niillä on pieni kuvakulma.

Linssin katselukulma ei riipu vain sen polttovälistä, vaan myös valovastaanottimen diagonaalista. 35 mm:n filmikameroissa normaalina pidetään objektiivia, jonka polttoväli on 50 mm (eli vastaa suunnilleen ihmissilmän katselukulmaa). Linssit, joilla on lyhyempi polttoväli, ovat "laajakulmaisia", pidemmällä polttovälillä - "televalokuvat".

Objektiivin alemman tekstin vasen puoli on zoomin polttoväli, oikea puoli on aukko

Tässä piilee ongelma, jonka vuoksi digikameran linssin polttovälin rinnalle ilmoitetaan usein sen vastineeksi 35 mm. Matriisin diagonaali on pienempi kuin 35 mm:n kehyksen diagonaali, ja siksi numerot on "käännettävä" tutummalle vastineelle. Koska polttoväli on sama kuin "filmi"-objektiivilla varustetuissa järjestelmäkameroissa, laajakulmakuvauksesta tulee lähes mahdotonta. Filmikameran 18 mm:n objektiivi on superlaajakulmaobjektiivi, mutta digikameran vastaava polttoväli on noin 30 mm tai enemmän. Teleobjektiivien "kantaman" kasvattaminen on vain valokuvaajien käsissä, koska tavallinen objektiivi, jonka polttoväli on esimerkiksi 400 mm, on melko kallis.

Etsin

Filmikameroissa voit sommitella kuvan vain etsimen avulla. Digitaalisten avulla voit unohtaa sen kokonaan, koska useimmissa malleissa on kätevämpää käyttää näyttöä tähän. Joissakin erittäin pienikokoisissa kameroissa ei ole etsintä ollenkaan, koska sille ei ole tilaa. Kaikkein tärkeintä etsimessä on se, mitä näet sen läpi. Esimerkiksi SLR-kameroita kutsutaan ns. vain etsimen suunnitteluominaisuuksien vuoksi. Kuva objektiivin läpi peilijärjestelmän kautta välittyy etsimeen, jolloin valokuvaaja näkee kehyksen todellisen alueen. Kuvauksen aikana sulkimen avautuessa sen estävä peili nousee ylös ja välittää valoa herkälle tunnistimelle. Tällaiset mallit tietysti tekevät erinomaista työtä tehtäviensä kanssa, mutta ne vievät melko paljon tilaa ja ovat siksi täysin soveltumattomia kompaktikameroissa.

Näin peilijärjestelmän kautta kuva tulee järjestelmäkameran etsimeen

Reaalinäköisiä optisia etsimejä käytetään kompaktikameroissa. Tämä on karkeasti sanottuna läpimenevä reikä kameran rungossa. Tällainen etsin ei vie paljon tilaa, mutta sen näkymä ei vastaa sitä, mitä objektiivi "näkee". On myös pseudoreflex-kameroita elektronisilla etsimeillä. Tällaisiin etsimeihin asennetaan pieni näyttö, jonka kuva välitetään suoraan matriisista - aivan kuten ulkoisella näytöllä.

Flash

Salamaa, pulssivalonlähdettä, tiedetään käytettävän valaisemaan paikkoja, joissa päävalo ei riitä. Sisäänrakennetut salamat eivät yleensä ole kovin tehokkaita, mutta niiden vauhti riittää valaisemaan etualan. Puoliammattimaisissa ja ammattimaisissa kameroissa on myös kosketin paljon tehokkaamman ulkoisen salaman liittämiseen, sitä kutsutaan "hot shoe"ksi.

Nämä ovat yleisesti ottaen digitaalikameran peruselementtejä ja toimintaperiaatteita. Hyväksy, kun tiedät kuinka laite toimii, on helpompi saavuttaa laadukas tulos.

Sähköinen digitaalinen allekirjoitus tunnetaan nyt hyvin – monet nykyaikaiset yritykset ovat vähitellen siirtymässä sähköiseen asiakirjahallintaan. Kyllä ja sisään Jokapäiväinen elämä Olet varmaan törmännyt tähän asiaan. Lyhyesti sanottuna EDS:n olemus on hyvin yksinkertainen: on varmenneviranomainen, on avainten generaattori, vähän enemmän taikuutta ja voila - kaikki asiakirjat allekirjoitetaan. On vielä selvitettävä, minkälainen taika sallii digitaalinen allekirjoitus tehdä työtä.

tiekartta

Tämä on Diving into Crypto -sarjan viides oppitunti. Kaikki syklin oppitunnit kronologisessa järjestyksessä:

1. Avaimen luominen

Syy RSA:n vahvuuteen piilee vaikeudessa laskea suuria lukuja. Toisin sanoen on erittäin vaikeaa etsiä sellaisia ​​alkulukuja, jotka tulossa antavat moduulin n. Avaimet luodaan samalla tavalla allekirjoitusta ja salausta varten.

Kun avaimet on luotu, voit alkaa laskea sähköistä allekirjoitusta.

2. Sähköisen allekirjoituksen laskenta

3. Sähköisen allekirjoituksen tarkistaminen

Kuten tiedätte, RSA on jäämässä eläkkeelle, koska laskentateho kasvaa harppauksin. Ei ole kaukana päivä, jolloin 1024-bittinen RSA-avain voidaan arvata muutamassa minuutissa. Puhumme kuitenkin kvanttitietokoneista ensi kerralla.

Yleensä älä luota tämän RSA-allekirjoitusjärjestelmän vahvuuteen, etenkään, jos avaimet ovat niin "salausvahvoja" kuin esimerkissämme.

Jatkuu vain jäsenille

Vaihtoehto 1. Liity "sivusto"-yhteisöön lukeaksesi kaikki sivuston materiaalit

Yhteisön jäsenyys tietyn ajanjakson aikana antaa sinulle pääsyn KAIKKIIN Hacker-materiaaliin, lisää henkilökohtaista kumulatiivista alennustasi ja voit kerätä ammattimaisen Xakep Score -luokituksen!