La fotocamera digitale funziona. Come funziona un set-top box TV per guardare i canali digitali. Stampa digitale: come funziona

Se vuoi guardare la televisione della massima qualità in Russia, non puoi fare a meno dei concetti di base di "cifra". E la cosa più importante da sapere sono i ricevitori della televisione digitale o i set-top box. Vi racconteremo tutto su di loro!

Un ricevitore digitale è un dispositivo per ricevere un segnale televisione digitale, convertendolo e trasferendolo su una TV analogica di qualsiasi modello. Spesso i ricevitori digitali sono anche chiamati set-top box digitali, sintonizzatori TV, set-top box dvb-t2 o semplicemente ricevitori dvb-t2. La designazione "dvb-t2" indica quale standard televisivo digitale supporta questo o quel ricevitore. Ad oggi, esistono diversi standard di televisione digitale radicalmente diversi:
- DVB-T/T2 - televisione digitale terrestre
- DVB-S - TV satellitare
- DVB-C - TV via cavo
- DVB-T - televisione digitale terrestre
- DVB-H - TV mobile

Il più semplice e conveniente oggi è la televisione digitale terrestre dello standard DVB-T2. È lei che dovrebbe sostituire tutta la televisione analogica in Russia in un futuro molto prossimo nell'ambito di uno speciale programma statale. Pertanto, questo articolo andrà oltre in particolare sui ricevitori televisivi digitali progettati per ricevere un segnale dello standard DVB-T2. Esistono set-top box per televisori domestici e per televisori per auto, e funzionano tutti secondo lo stesso principio, si differenziano tutti per il funzionamento semplice e l'ampia funzionalità.

Guardare i canali televisivi digitali è il compito principale del ricevitore, le opzioni aggiuntive includono:

1. Supporta vari formati video e audio
2. Funzione di registrazione trasmissione in diretta televisione
3. Riproduci file multimediali da supporti USB
4. La funzione di mettere in pausa la trasmissione in diretta e continuare a giocare dal momento in cui è stata interrotta
5. TimeShift - la possibilità di visione ritardata dei programmi televisivi digitali

Come funziona un ricevitore TV digitale?

Schema di lavoro decoder digitale abbastanza semplice. Alla prima frequenza intermedia, il segnale nell'intervallo 950-2150 MHz dall'uscita dell'amplificatore a basso rumore del convertitore passa attraverso il cavo al ricevitore a microonde del ricevitore, i potenziali errori vengono corretti nel demodulatore e il il flusso selezionato all'uscita viene inviato al demultiplexer, che separa il flusso di informazioni in video, audio, ecc., dove avviene la decrittazione. Nel decodificatore del flusso video MPEG-2, i segnali video vengono decodificati in decompresso segnali digitali, che sono ulteriormente suddivise in componenti: luminanza (U), verde (G), rosso (R), blu (B).

Il codificatore TV digitale converte gli standard, pertanto è possibile collegare alla sua uscita un ricevitore che opera in uno dei tre standard per la TV analogica: PAL, SECAM o NTSC. E dal decoder audio vengono emessi sia segnali digitali che analogici. Il multiprocessore è progettato per controllare il demultiplatore-decodificatore e l'estrazione del segnale quando viene attivato un sistema di comunicazione interattivo, nonché per estrarre pacchetti di dati integrati. E grazie al modulo controllo digitale e sensore IR, è possibile controllare i ricevitori utilizzando il telecomando.

In questo numero, inizierò un argomento "di lunga data" su come è organizzata una fotocamera digitale e come funziona, cosa significano tutti i tipi di parole d'ordine come "bracketing" e "compensazione dell'esposizione" e, cosa più importante, come usare intenzionalmente tutto questo.

In generale, una fotocamera digitale è un dispositivo che consente di ricevere immagini di oggetti in forma digitale. In generale, la differenza tra una fotocamera convenzionale e una digitale è solo nel ricevitore di immagini. Nel primo caso si tratta di un'emulsione fotografica, che richiede poi un trattamento chimico. Nel secondo - uno speciale sensore elettronico che converte la luce incidente in un segnale elettrico. Questo sensore è chiamato sensore o matrice ed è in realtà una matrice rettangolare di celle fotosensibili posizionate su un singolo cristallo semiconduttore.

Quando la luce colpisce un elemento della matrice, genera un segnale elettrico proporzionale alla quantità di luce caduta. Quindi i segnali (finora si tratta di segnali analogici) dagli elementi della matrice vengono letti e convertiti in forma digitale da un convertitore analogico-digitale (ADC). Inoltre, i dati digitali vengono elaborati dal processore della fotocamera (sì, ha anche un processore) e memorizzati sotto forma, appunto, di un'immagine.

Quindi, il cuore di qualsiasi fotocamera digitale è il sensore. Ora ci sono due tecnologie principali per la produzione di sensori: CCD (CCD, dispositivo ad accoppiamento di carica - dispositivo ad accoppiamento di carica) e CMOS. Nella matrice CCD durante l'esposizione (cioè, al momento, appunto, fotografando), una carica proporzionale all'intensità della luce incidente si accumula negli elementi fotosensibili. Quando i dati vengono letti, queste cariche vengono spostate da cella a cella fino a quando non viene letta l'intera matrice (infatti la lettura avviene riga per riga). Questo processo nella letteratura popolare piace essere paragonato al trasferimento di secchi d'acqua lungo la catena. Le matrici CCD sono prodotte utilizzando la tecnologia MOS e, per ottenere un'immagine di alta qualità, richiedono un'elevata uniformità dei parametri su tutta l'area del chip. Di conseguenza, sono piuttosto costosi.

Un'alternativa ai CCD sono le matrici CMOS (ovvero, in russo, CMOS). Al suo interno, un sensore CMOS è abbastanza simile a un chip di memoria ad accesso casuale - DRAM. Anche una matrice rettangolare, anche condensatori, anche una lettura ad accesso casuale. I fotodiodi sono usati come elementi fotosensibili nelle matrici CMOS. In generale, i sensori CMOS sono molto più adatti per la produzione degli odierni processi di produzione ben sviluppati. Inoltre, tra le altre cose (maggiore densità di impacchettamento degli elementi, minore consumo energetico, prezzo inferiore), ciò consente di integrare l'elettronica correlata su un singolo chip con una matrice. È vero, fino a poco tempo fa il CMOS non poteva competere con il CCD in termini di qualità, quindi, sulla base dei sensori CMOS, venivano realizzati principalmente dispositivi economici come le webcam. Tuttavia, recentemente diverse grandi aziende contemporaneamente (in particolare un mostro del settore come Kodak) hanno sviluppato tecnologie per la produzione di matrici CMOS ad alta risoluzione e di alta qualità. La prima fotocamera CMOS "seria" (reflex digitale da tre megapixel) - Canon EOS-D30 - è apparsa quasi due anni fa. E le fotocamere full frame Canon EOS 1Ds e Kodak Pro DCS-14n, annunciate all'ultimo Photokina, hanno finalmente dimostrato il potenziale dei sensori CMOS. Tuttavia, la maggior parte delle fotocamere viene ancora prodotta sulla base di matrici CCD.

Coloro che vogliono saperne di più su entrambe le tecnologie possono iniziare qui www.eecg.toronto.edu/~kphang/ece1352f/papers/ng_CCD.pdf , e andremo avanti.

Il momento successivo: gli elementi della matrice (uno qualsiasi dei tipi sopra descritti) percepiscono solo l'intensità della luce incidente (ovvero danno un'immagine in bianco e nero). Da dove viene il colore? Per ottenere un'immagine a colori, tra l'obiettivo e la matrice è posizionato uno speciale filtro luminoso, costituito da celle di colore primario (GRGB o CMYG) situate sopra i pixel corrispondenti. Inoltre, per il verde vengono utilizzati due pixel (in RGB o uno in CMY), poiché l'occhio è più sensibile a questo colore. Il colore finale di un pixel nell'immagine in un tale sistema viene calcolato tenendo conto delle intensità degli elementi vicini di diversi colori, in modo che, di conseguenza, ogni pixel monocromatico della matrice corrisponda a un pixel colorato nell'immagine. Pertanto, l'immagine finale viene sempre interpolata in una certa misura (ovvero calcolata e non ottenuta fotografando direttamente l'oggetto, il che influisce inevitabilmente sulla qualità dei piccoli dettagli dell'immagine). Per quanto riguarda i filtri specifici, nella maggior parte dei casi viene utilizzata una matrice rettangolare GRGB (filtro Bayer).

Esiste anche qualcosa come SuperCCD, inventato da Fuji Photo Film e utilizzato nelle fotocamere Fuji dal 2000. L'essenza di questa tecnologia è che i pixel (e gli elementi del filtro - anche GRGB) sono disposti in una sorta di matrice diagonale.

Inoltre, la fotocamera interpola non solo i colori dei pixel stessi, ma anche i colori dei punti situati tra di loro. Pertanto, le fotocamere Fuji indicano sempre una risoluzione che è il doppio del numero di pixel fisici (monocolore), il che non è vero. Tuttavia, la tecnologia di Fuji si è comunque rivelata un discreto successo: la maggior parte delle persone che hanno confrontato la qualità delle immagini del SuperCCD e delle fotocamere convenzionali concordano sul fatto che la qualità dell'immagine del SuperCCD corrisponde a una matrice convenzionale con una risoluzione circa 1,5 volte maggiore della risoluzione fisica del SuperCCD . Ma non 2 volte come affermato da Fuji.

Terminando la conversazione sui filtri, è il momento di menzionare la terza tecnologia di sensori alternativa, ovvero Foveon X3. È stato sviluppato da Foveon ed è stato annunciato questa primavera. L'essenza della tecnologia è la lettura fisica di tutti e tre i colori per ogni pixel (in teoria, la risoluzione di un tale sensore sarà equivalente alla risoluzione di un sensore convenzionale con tre volte più pixel). In questo caso, per dividere la luce incidente in componenti di colore, viene utilizzata la proprietà del silicio (di cui è costituito il sensore) di trasmettere luce con diverse lunghezze d'onda (cioè colore) a diverse profondità. Infatti, ogni pixel Foveon è una struttura a tre strati, e la profondità degli elementi attivi corrisponde alla massima trasmissione luminosa del silicio per i colori primari (RGB). Penso che sia un'idea molto promettente. Almeno in teoria. Perché in pratica, la prima fotocamera annunciata basata su Foveon X3 rimane l'unica finora. E le sue consegne non sono ancora realmente iniziate. Abbiamo scritto di più su questa tecnologia nel sesto numero del giornale di quest'anno.

Ma torniamo ai sensori. La caratteristica principale di qualsiasi matrice, dal punto di vista dell'utente finale, è la sua risoluzione, cioè il numero di elementi fotosensibili. La maggior parte delle fotocamere è ora realizzata sulla base di matrici di 2-4 megapixel (milioni di pixel). Naturalmente, maggiore è la risoluzione della matrice, più dettagliata è l'immagine che puoi ottenere su di essa. Naturalmente, più grande è la matrice, più è costosa. Ma devi sempre pagare per la qualità. La risoluzione della matrice e la dimensione dell'immagine risultante in pixel sono direttamente correlate, ad esempio, su una fotocamera megapixel otterremo un'immagine con una dimensione di 1024x960 = 983040. Va detto che aumentare la risoluzione delle matrici è uno delle attività principali con cui i produttori di fotocamere digitali stanno attualmente lottando. Diciamo, circa tre anni fa, la maggior parte delle fotocamere di fascia media erano dotate di matrici megapixel. Due anni fa, questo numero è aumentato a due megapixel. Un anno fa, è già diventato pari a tre o quattro megapixel. Ora, la maggior parte degli ultimi modelli di fotocamere è dotata di sensori con una risoluzione di 4-5 megapixel. E ci sono già diversi modelli semiprofessionali dotati di matrici di oltre 10 megapixel. Apparentemente, da qualche parte a questo livello, la corsa si fermerà, poiché un'immagine da una matrice da 10 megapixel corrisponde approssimativamente in dettaglio a un'immagine scattata su una pellicola standard da 35 mm.

A proposito, non confondere la risoluzione della matrice nella forma in cui l'abbiamo definita sopra e la risoluzione. Quest'ultimo è definito come la capacità di una fotocamera di separare un'immagine di due oggetti e viene solitamente misurato da un'istantanea di un bersaglio di strisce con una distanza nota tra le strisce. La risoluzione descrive le proprietà dell'intero sistema ottico della fotocamera, ovvero il sensore e l'obiettivo. In linea di principio, risoluzione e risoluzione sono correlate, ma questa connessione è determinata non solo dai parametri della matrice, ma anche dalla qualità dell'ottica utilizzata nella fotocamera.

La prossima caratteristica di una fotocamera digitale, direttamente correlata alla matrice, è la sensibilità. O, più precisamente, sensibilità alla luce. Questo parametro, come suggerisce il nome, descrive la sensibilità della matrice alla luce incidente e, in linea di principio, è del tutto analogo alla sensibilità dei materiali fotografici convenzionali. Ad esempio, puoi acquistare pellicole da 100, 200 o 400 velocità nel negozio. Allo stesso modo, puoi impostare la sensibilità della matrice, ma il vantaggio di una fotocamera digitale è che la sensibilità è impostata individualmente per ogni fotogramma. Diciamo, in pieno sole, puoi scattare con una sensibilità di 100 o 50, e per le riprese notturne puoi passare a 400 (e in alcune fotocamere anche a 1400). La maggior parte delle fotocamere digitali consente di impostare valori di sensibilità standard - 50, 100, 200 e 400. Inoltre, il sistema di esposizione automatica può modificare la sensibilità senza problemi. Poiché la sensibilità viene regolata fisicamente modificando il guadagno del segnale dalla matrice, questo è abbastanza semplice da implementare nella fotocamera.

La sensibilità è misurata in unità ISO (almeno per le fotocamere digitali, sono già diventate lo standard). Puoi vedere come vengono convertiti in unità DIN e GOST nella tabella.

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

Tuttavia, la sensibilità regolabile ha i suoi svantaggi. Poiché le proprietà della matrice non cambiano fisicamente, ma semplicemente amplificano il segnale esistente, l'immagine inizia a mostrare sempre più rumore inerente a qualsiasi dispositivo elettronico. Ciò riduce notevolmente la gamma dinamica di lavoro della fotocamera, quindi ad alta sensibilità non otterrai una buona immagine. Un problema simile, tra l'altro, può essere riscontrato anche a grandi esposizioni: qualsiasi matrice produce rumore e, nel tempo, il rumore si accumula. Molte fotocamere ora implementano speciali algoritmi di riduzione del rumore per le lunghe esposizioni, ma tendono a uniformare l'immagine e sfocare i dettagli fini. In generale, non si può discutere contro le leggi della fisica, ma la capacità di regolare la sensibilità è comunque un grande vantaggio per le fotocamere digitali.

Konstantin AFANASIEV

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Per un controllo completo sul processo di ottenimento di un'immagine digitale, è necessario avere almeno un'idea generale del dispositivo e del principio di funzionamento di una fotocamera digitale.

L'unica differenza fondamentale tra una fotocamera digitale e una fotocamera a pellicola è la natura del materiale fotosensibile utilizzato in esse. Se in una fotocamera a pellicola è un film, in una fotocamera digitale è una matrice fotosensibile. E proprio come il processo fotografico tradizionale è inseparabile dalle proprietà della pellicola, così il processo fotografico digitale dipende in gran parte da come la matrice converte la luce focalizzata su di essa dall'obiettivo in un codice digitale.

Il principio di funzionamento della fotomatrice

La matrice fotosensibile o fotosensore è circuito integrato(in altre parole, un wafer di silicio), costituito dai più piccoli elementi sensibili alla luce: i fotodiodi.

Esistono due tipi principali di sensori: CCD (Charge-Coupled Device, noto anche come CCD - Charge-Coupled Device) e CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, noto anche come CMOS - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Le matrici di entrambi i tipi convertono l'energia dei fotoni in un segnale elettrico, che è poi soggetto a digitalizzazione, tuttavia, se nel caso di una matrice CCD, il segnale generato dai fotodiodi entra nel processore della fotocamera in forma analogica e solo allora viene digitalizzato centralmente , quindi per una matrice CMOS, ciascun fotodiodo è dotato di un singolo convertitore digitale analogico (ADC) ei dati entrano nel processore già in forma discreta. In generale, le differenze tra matrici CMOS e CCD, sebbene fondamentali per un ingegnere, sono assolutamente insignificanti per un fotografo. Per i produttori di attrezzature fotografiche è importante anche il fatto che le matrici CMOS, essendo più complicate e più costose delle matrici CCD in fase di sviluppo, sono più redditizie di queste ultime nella produzione di massa. Quindi il futuro, molto probabilmente, appartiene alla tecnologia CMOS per motivi puramente economici.

I fotodiodi, che compongono qualsiasi matrice, hanno la capacità di convertire l'energia del flusso luminoso in carica elettrica. Più fotoni cattura il fotodiodo, più elettroni vengono prodotti in uscita. Ovviamente, maggiore è l'area totale di tutti i fotodiodi, maggiore è la luce che possono percepire e maggiore è la sensibilità della matrice.

Sfortunatamente, i fotodiodi non possono essere posizionati uno vicino all'altro, poiché in tal caso non ci sarebbe spazio sulla matrice per l'elettronica che accompagna i fotodiodi (che è particolarmente importante per le matrici CMOS). La superficie del sensore sensibile alla luce è in media il 25-50% della sua area totale. Per ridurre le perdite di luce, ogni fotodiodo è ricoperto da una microlente di area maggiore che entra effettivamente in contatto con le microlenti dei fotodiodi vicini. Le microlenti raccolgono la luce incidente su di esse e la indirizzano all'interno dei fotodiodi, aumentando così la sensibilità alla luce del sensore.

Al termine dell'esposizione, la carica elettrica generata da ciascun fotodiodo viene letta, amplificata e, utilizzando un convertitore analogico-digitale, convertita in un codice binario di una determinata profondità di bit, che quindi entra nel processore della fotocamera per un'ulteriore elaborazione. Ogni fotodiodo della matrice corrisponde (anche se non sempre) a un pixel dell'immagine futura.

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Vasili A.

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Le fotocamere moderne fanno tutto da sole: per ottenere un'immagine, l'utente deve solo premere un pulsante. Ma è comunque interessante: con quale magia l'immagine entra nella fotocamera? Cercheremo di spiegare i principi di base delle fotocamere digitali.

Parti principali

Fondamentalmente, il dispositivo di una fotocamera digitale ripete il design di una fotocamera analogica. La loro principale differenza sta nell'elemento fotosensibile su cui si forma l'immagine: nelle fotocamere analogiche è una pellicola, nelle fotocamere digitali è una matrice. La luce attraverso l'obiettivo entra nella matrice, dove si forma un'immagine, che viene poi memorizzata. Ora analizzeremo questi processi in modo più dettagliato.

La fotocamera è composta da due parti principali: il corpo e l'obiettivo. La custodia contiene una matrice, un otturatore (meccanico o elettronico, e talvolta entrambi contemporaneamente), un processore e controlli. Un obiettivo, rimovibile o incorporato, è un gruppo di obiettivi alloggiati in un alloggiamento di plastica o metallo.

Dov'è l'immagine

La matrice è composta da molte celle sensibili alla luce - pixel. Ogni cella, quando la luce la colpisce, genera un segnale elettrico proporzionale all'intensità del flusso luminoso. Poiché vengono utilizzate solo informazioni sulla luminosità della luce, l'immagine è in bianco e nero e, affinché sia ​​\u200b\u200bcolore, devi ricorrere a vari trucchi. Le celle sono coperte da filtri colorati: nella maggior parte delle matrici, ogni pixel è coperto da un filtro rosso, blu o verde (solo uno!) Secondo il noto schema di colori RGB (rosso-verde-blu). Perché questi colori particolari? Perché sono i principali, e tutto il resto si ottiene mescolandoli e riducendone o aumentandone la saturazione.

Sulla matrice i filtri sono disposti in gruppi di quattro, in modo che due verdi ne abbiano uno blu e uno rosso. Questo viene fatto perché l'occhio umano è più sensibile al verde. I raggi luminosi di diversi spettri hanno lunghezze d'onda diverse, quindi il filtro consente solo ai raggi del proprio colore di passare nella cella. L'immagine risultante è composta solo da pixel rossi, blu e verdi: è così che vengono registrati i file RAW (formato RAW). Per il record File JPEG e TIFF, il processore della fotocamera analizza i valori cromatici delle celle vicine e calcola il colore dei pixel. Questo processo di elaborazione è chiamato interpolazione del colore ed è estremamente importante per ottenere fotografie di alta qualità.

Questa disposizione dei filtri sulle celle della matrice è chiamata pattern di Bayer

Esistono due tipi principali di matrici e differiscono nel modo in cui le informazioni vengono lette dal sensore. Nelle matrici di tipo CCD (CCD), le informazioni vengono lette dalle celle in sequenza, quindi l'elaborazione dei file può richiedere molto tempo. Sebbene tali sensori siano "premurosi", sono relativamente economici e inoltre il livello di rumore nelle immagini ottenute con essi è inferiore.

tipo CCD

Nelle matrici di tipo CMOS (CMOS), le informazioni vengono lette individualmente da ciascuna cella. Ogni pixel è contrassegnato da coordinate, che consentono di utilizzare la matrice per la misurazione e l'autofocus.

Sensore CMOS

I tipi di matrici descritti sono a strato singolo, ma ce ne sono anche a tre strati, in cui ogni cella percepisce contemporaneamente tre colori, distinguendo flussi di colore diversamente colorati per lunghezza d'onda.

Matrice a tre strati

Il processore della fotocamera è già stato menzionato sopra: è responsabile di tutti i processi che si traducono in un'immagine. Il processore determina i parametri di esposizione, decide quali applicare in una data situazione. dal processore e Software dipende dalla qualità delle foto e dalla velocità della fotocamera.

Al clic dell'otturatore

L'otturatore misura la quantità di tempo in cui la luce colpisce il sensore (velocità dell'otturatore). Nella stragrande maggioranza dei casi, questo tempo è misurato in frazioni di secondo, come si suol dire, e non avrai tempo di battere ciglio. Nelle fotocamere reflex digitali, come nelle fotocamere a pellicola, l'otturatore è costituito da due otturatori opachi che coprono il sensore. A causa di questi otturatori nelle reflex digitali, è impossibile vedere sul display: dopotutto, la matrice è chiusa e non può trasmettere un'immagine al display.

Nelle fotocamere compatte la matrice non è chiusa dall'otturatore, e quindi è possibile comporre l'inquadratura in base al display

Quando si preme il pulsante dell'otturatore, le tende vengono azionate da molle o elettromagneti, consentendo alla luce di entrare e sul sensore si forma un'immagine: ecco come funziona un otturatore meccanico. Ma ci sono anche otturatori elettronici nelle fotocamere digitali: vengono utilizzati nelle fotocamere compatte. Un otturatore elettronico, a differenza di uno meccanico, non può essere percepito a mano, è, in generale, virtuale. La matrice delle fotocamere compatte è sempre aperta (motivo per cui è possibile comporre un'immagine guardando il display e non il mirino), ma quando si preme il pulsante di scatto, la cornice viene esposta per il tempo di esposizione specificato, quindi scritto a memoria. A causa del fatto che gli otturatori elettronici non hanno otturatori, i loro tempi di posa possono essere estremamente brevi.

Messa a fuoco

Come accennato in precedenza, la matrice stessa viene spesso utilizzata per la messa a fuoco automatica. In generale, esistono due tipi di autofocus: attivo e passivo.

Per l'autofocus attivo, la fotocamera necessita di un trasmettitore e di un ricevitore che funzionino nella regione degli infrarossi o con gli ultrasuoni. Il sistema a ultrasuoni misura la distanza da un oggetto utilizzando l'ecolocalizzazione del segnale riflesso. La messa a fuoco passiva viene eseguita secondo il metodo di valutazione del contrasto. Alcune fotocamere professionali combinano entrambi i tipi di messa a fuoco.

In linea di principio, l'intera area della matrice può essere utilizzata per la messa a fuoco e ciò consente ai produttori di posizionare dozzine di zone di messa a fuoco su di essa, nonché di utilizzare un punto di messa a fuoco "fluttuante", che l'utente stesso può posizionare ovunque lui vuole.

La lotta alla distorsione

È la lente che forma l'immagine sulla matrice. L'obiettivo è composto da diversi obiettivi: tre o più. Un obiettivo non può creare un'immagine perfetta: sarà distorto ai bordi (questo si chiama aberrazioni). In parole povere, il raggio di luce dovrebbe andare direttamente al sensore, senza essere disperso lungo il percorso. In una certa misura, ciò è facilitato dal diaframma: un piatto rotondo con un foro nel mezzo, costituito da diversi petali. Ma non puoi chiudere troppo l'apertura: per questo motivo, la quantità di luce che cade sul sensore diminuisce (che viene utilizzata per determinare l'esposizione desiderata). Se invece si assemblano in serie più lenti con caratteristiche diverse, le distorsioni date da esse insieme saranno molto inferiori alle aberrazioni di ciascuna di esse separatamente. Maggiore è il numero di obiettivi, minore è l'aberrazione e minore è la luce che colpisce il sensore. Dopotutto, il vetro, per quanto trasparente possa sembrarci, non trasmette tutta la luce: una parte è dispersa, qualcosa viene riflessa. Affinché le lenti facciano entrare quanta più luce possibile, sono rivestite con uno speciale rivestimento antiriflesso. Se guardi l'obiettivo della fotocamera, vedrai che la superficie dell'obiettivo brilla come un arcobaleno: questo è il rivestimento antiriflesso.

Le lenti sono posizionate all'interno dell'obiettivo in questo modo

Una delle caratteristiche dell'obiettivo è l'apertura, il valore dell'apertura massima aperta. È indicato sull'obiettivo, ad esempio, in questo modo: 28/2, dove 28 è la lunghezza focale e 2 è l'apertura. Per un obiettivo zoom, la marcatura è simile a questa: 14-45 / 3,5-5,8. Per gli zoom sono elencati due valori di apertura perché hanno aperture minime diverse su grandangolo e teleobiettivo. Cioè, a diverse lunghezze focali, il rapporto di apertura sarà diverso.

La lunghezza focale indicata su tutte le lenti è la distanza dalla lente frontale al ricevitore di luce (in questo caso, la matrice). La lunghezza focale determina l'angolo di visione dell'obiettivo e il suo, per così dire, raggio, cioè quanto lontano "vede". Gli obiettivi grandangolari spostano l'immagine più lontano dalla nostra visione normale, mentre i teleobiettivi ingrandiscono e hanno un piccolo angolo di visione.

L'angolo di visione dell'obiettivo dipende non solo dalla sua lunghezza focale, ma anche dalla diagonale del ricevitore di luce. Per le fotocamere con pellicola da 35 mm, un obiettivo con una lunghezza focale di 50 mm è considerato normale (ovvero approssimativamente corrispondente all'angolo di visione dell'occhio umano). Gli obiettivi con una lunghezza focale più corta sono "grandangolari", con una lunghezza focale maggiore - "teleobiettivi".

Il lato sinistro dell'iscrizione inferiore sull'obiettivo è la lunghezza focale dello zoom, il lato destro è l'apertura

È qui che sta il problema, per cui, accanto alla lunghezza focale di un obiettivo per fotocamera digitale, viene spesso indicato il suo equivalente per 35 mm. La diagonale della matrice è inferiore alla diagonale del telaio da 35 mm, e quindi è necessario "tradurre" i numeri in un equivalente più familiare. A causa dello stesso aumento della lunghezza focale nelle fotocamere SLR con obiettivi "film", le riprese grandangolari diventano quasi impossibili. Un obiettivo da 18 mm per una fotocamera a pellicola è un obiettivo super grandangolare, ma per una fotocamera digitale la sua lunghezza focale equivalente sarà di circa 30 mm o più. Per quanto riguarda i teleobiettivi, aumentare la loro "portata" è solo nelle mani dei fotografi, perché un normale obiettivo con una lunghezza focale, diciamo, di 400 mm è piuttosto costoso.

Mirino

Nelle fotocamere a pellicola, puoi comporre uno scatto solo utilizzando il mirino. Quelli digitali ti permettono di dimenticartene completamente, poiché nella maggior parte dei modelli è più comodo utilizzare il display per questo. Alcune fotocamere molto compatte non hanno affatto un mirino, semplicemente perché non c'è spazio per esso. La cosa più importante di un mirino è ciò che puoi vedere attraverso di esso. Ad esempio, le fotocamere SLR sono così chiamate proprio per le caratteristiche del design del mirino. L'immagine attraverso l'obiettivo attraverso un sistema di specchi viene trasmessa al mirino, e quindi il fotografo vede l'area reale dell'inquadratura. Durante lo scatto, quando l'otturatore si apre, lo specchio che lo blocca si solleva e trasmette la luce al sensibile sensore. Tali progetti, ovviamente, svolgono un ottimo lavoro con i loro compiti, ma occupano molto spazio e quindi sono completamente inapplicabili nelle fotocamere compatte.

È così che l'immagine attraverso il sistema di specchi entra nel mirino della fotocamera SLR

I mirini ottici a visione reale sono utilizzati nelle fotocamere compatte. Questo è, grosso modo, un foro passante nel corpo della fotocamera. Un tale mirino non occupa molto spazio, ma la sua vista non corrisponde a ciò che "vede" l'obiettivo. Esistono anche fotocamere pseudo-reflex con mirino elettronico. In tali mirini è installato un piccolo display, l'immagine su cui viene trasmessa direttamente dalla matrice, proprio come su un display esterno.

Veloce

Il flash, una sorgente di luce pulsata, è noto per essere utilizzato per illuminare dove la luce principale non è sufficiente. I flash incorporati di solito non sono molto potenti, ma il loro slancio è sufficiente per illuminare il primo piano. Sulle fotocamere semiprofessionali e professionali è presente anche un contatto per il collegamento di un flash esterno molto più potente, si chiama “hot shoe”.

Questi sono, in generale, gli elementi base ei principi di funzionamento di una fotocamera digitale. D'accordo, quando sai come funziona il dispositivo, è più facile ottenere un risultato di qualità.

La firma digitale elettronica è ormai ben nota: molte aziende moderne si stanno lentamente spostando verso la gestione elettronica dei documenti. Sì e dentro Vita di ogni giorno Devi esserti imbattuto in questa cosa. In poche parole, l'essenza dell'EDS è molto semplice: c'è un'autorità di certificazione, c'è un generatore di chiavi, un po' più di magia e voilà: tutti i documenti sono firmati. Resta da capire che tipo di magia consente firma digitale lavoro.

carta stradale

Questa è la quinta lezione della serie Diving into Crypto. Tutte le lezioni del ciclo in ordine cronologico:

1. Generazione di chiavi

La ragione della forza di RSA risiede nella difficoltà di fattorizzare grandi numeri. In altre parole, è molto difficile cercare tali numeri primi che, nel prodotto, diano il modulo n. Le chiavi vengono generate allo stesso modo per la firma e per la crittografia.

Quando le chiavi vengono generate, puoi iniziare a calcolare la firma elettronica.

2. Calcolo della firma elettronica

3. Controllo della firma elettronica

RSA, come sai, sta per andare in pensione, perché la potenza di calcolo sta crescendo a passi da gigante. Non è lontano il giorno in cui una chiave RSA a 1024 bit può essere indovinata in pochi minuti. Tuttavia, la prossima volta parleremo di computer quantistici.

In generale, non fare affidamento sulla forza di questo schema di firma RSA, specialmente con chiavi "crypto-strong" come nel nostro esempio.

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