Dijital kamera çalışıyor. Dijital kanalları izlemek için TV set üstü kutusu nasıl çalışır? Dijital baskı - nasıl çalışır?

Rusya'da en yüksek kalitede televizyon izlemek istiyorsanız dijitalle ilgili temel kavramlar olmadan yapamazsınız. Ve bilmeniz gereken en önemli şey dijital televizyon alıcıları veya set üstü kutulardır. Size onlar hakkında her şeyi anlatacağız!

Dijital alıcı, sinyal almak için kullanılan bir cihazdır dijital televizyon, kesinlikle herhangi bir modelin analog TV'sine dönüştürülür ve aktarılır. Çoğu zaman dijital alıcılara dijital set üstü kutular, TV alıcıları, dvb-t2 set üstü kutular veya yalnızca dvb-t2 alıcıları da denir. “Dvb-t2” tanımı, bu veya bu alıcının hangi dijital televizyon standardını desteklediğini gösterir. Bugün, temelde farklı birkaç dijital televizyon standardı vardır:
- DVB-T/T2 – karasal dijital televizyon
- DVB-S – uydu televizyonu
- DVB-C – kablolu televizyon
- DVB-T – karasal dijital televizyon
- DVB-H – mobil televizyon

Bugün en basit ve en erişilebilir olanı DVB-T2 standardının karasal dijital televizyonudur. Özel bir devlet programının parçası olarak, çok yakın gelecekte Rusya'daki tüm analog televizyonun yerini alması gereken şey budur. Bu nedenle, bu makalede DVB-T2 standardının sinyalini almak üzere tasarlanmış dijital televizyon alıcılarını daha ayrıntılı olarak ele alacağız. Ev TV'leri ve arabalar için set üstü kutular vardır ve hepsi aynı prensipte çalışır, hepsi basit kullanım ve geniş işlevsellik ile karakterize edilir.

Dijital televizyon kanallarını izlemek alıcının ana görevidir; ek seçenekler şunları içerir:

1. Çeşitli video ve ses formatlarını destekleyin
2. Kayıt fonksiyonu canlı yayın televizyon
3. Multimedya dosyalarını USB sürücülerden oynatmak
4. Canlı yayını duraklatma ve durdurulduğu andan itibaren oynatmaya devam etme fonksiyonu
5. TimeShift - dijital televizyon programlarının izlenmesini geciktirme yeteneği

Dijital televizyon alıcısı nasıl çalışır?

Çalışma planı dijital set üstü kutu oldukça basit. Birinci ara frekansta, dönüştürücünün düşük gürültülü amplifikatörünün çıkışından gelen 950-2150 MHz aralığındaki bir sinyal, kablo üzerinden alıcının mikrodalga alıcısına geçer, demodülatördeki olası hatalar düzeltilir ve çıkışta seçilen akış, bilgi akışını video, ses vb. olarak ayıran ve şifre çözme işleminin gerçekleştirildiği bir çoğullama çözücüye gider. MPEG-2 video akışı kod çözücüsünde, video sinyallerinin kodu sıkıştırılmamış olarak çözülür. dijital sinyaller, ayrıca bileşenlere ayrılır: parlaklık (U), yeşil (G), kırmızı (R), mavi (B).

Dijital TV kodlayıcı standartları dönüştürür, bu nedenle analog TV için üç standarttan birinde çalışan bir alıcıyı çıkışına bağlayabilirsiniz: PAL, SECAM veya NTSC. Ve ses kod çözücüden hem dijital hem de analog sinyaller gönderilir. Çoklu işlemci, çoğullama çözücü-kod çözücüyü kontrol etmek ve etkileşimli bir iletişim sistemi kullanırken sinyali izole etmek ve ayrıca entegre veri paketlerini izole etmek için tasarlanmıştır. Ve modül sayesinde dijital kontrol ve bir IR sensörü sayesinde, alıcıları uzaktan kumandayı kullanarak kontrol etmek mümkündür.

Bu sayımızda, bir dijital kameranın nasıl tasarlandığı ve çalıştığı, "basamaklama" ve "pozlama telafisi" gibi her türlü akıllı kelimenin ne anlama geldiği ve en önemlisi nasıl kullanılacağı hakkında "uzun süredir devam eden" bir konuya başlayacağım. tüm bunlar bilerek.

Genel olarak dijital kamera, nesnelerin görüntülerini dijital biçimde elde etmenizi sağlayan bir cihazdır. Genel olarak geleneksel kamera ile dijital kamera arasındaki fark yalnızca görüntü alıcısındadır. İlk durumda, daha sonra kimyasal işlem gerektiren bir fotografik emülsiyondur. İkincisinde ise gelen ışığı elektrik sinyaline dönüştüren özel bir elektronik sensör bulunmaktadır. Bu sensöre sensör veya matris denir ve aslında bir yarı iletken kristal üzerine yerleştirilmiş ışığa duyarlı hücrelerin dikdörtgen bir matrisidir.

Işık bir matris elemanına çarptığında, alınan ışık miktarıyla orantılı bir elektrik sinyali üretir. Daha sonra matris elemanlarından gelen sinyaller (şimdilik bunlar analog sinyallerdir) okunur ve bir analogdan dijitale (ADC) dönüştürücü tarafından dijital forma dönüştürülür. Daha sonra dijital veriler kamera işlemcisi tarafından işlenir (evet, onun da bir işlemcisi vardır) ve aslında bir resim biçiminde kaydedilir.

Yani herhangi bir dijital kameranın kalbi sensördür. Artık sensör üretimi için iki ana teknoloji var - CCD (şarj bağlı cihaz) ve CMOS. CCD matrisinde, pozlama sırasında (yani, gerçekten fotoğraf çekme anında), ışığa duyarlı elemanlarda gelen ışığın yoğunluğuyla orantılı bir yük birikir. Verileri okurken, bu yükler matrisin tamamı okununcaya kadar hücreden hücreye kaydırılır (aslında okuma satır satır gerçekleşir). Popüler literatürde bu süreci, kovalar dolusu suyun bir zincir boyunca geçmesine benzetmeyi severler. CCD matrisleri MOS teknolojisi kullanılarak üretilir ve yüksek kaliteli bir görüntü elde etmek için çipin tüm alanı boyunca yüksek parametre bütünlüğü gerektirir. Buna göre oldukça pahalıdırlar.

CCD'lere bir alternatif CMOS (yani Rusça'da CMOS) matrisleridir. Temel olarak, bir CMOS sensörü rastgele erişimli bellek yongasına (DRAM) oldukça benzer. Ayrıca dikdörtgen bir matris, ayrıca kapasitörler, ayrıca rastgele erişim okuması. Fotodiyotlar CMOS matrislerinde ışığa duyarlı elemanlar olarak kullanılır. Genel olarak CMOS matrisleri günümüzün gelişmiş üretim süreçlerini kullanan üretime çok daha uygundur. Ek olarak, diğer şeylerin yanı sıra (elemanların daha yüksek paketleme yoğunluğu, daha düşük güç tüketimi, daha düşük fiyat), bu, ilgili elektronikleri matrisli tek bir çip üzerine entegre etmenize olanak tanır. Doğru, yakın zamana kadar CMOS kalite açısından CCD ile rekabet edemiyordu, bu nedenle çoğunlukla web kameraları gibi ucuz cihazlar CMOS sensörlerine dayalı olarak yapılıyordu. Ancak son zamanlarda birkaç büyük şirket (özellikle Kodak gibi bir endüstri canavarı), yüksek çözünürlüklü ve yüksek kaliteli CMOS matrislerinin üretimi için teknolojiler geliştiriyor. İlk "ciddi" (üç megapiksel dijital SLR) CMOS kamera - Canon EOS-D30 - neredeyse iki yıl önce ortaya çıktı. En son Photokina'da duyurulan Canon EOS 1Ds ve Kodak Pro DCS-14n tam formatlı kameralar, sonunda CMOS sensörlerinin potansiyelini gösterdi. Ancak çoğu kamera hala CCD matrisleri temelinde üretiliyor.

Her iki teknolojiyi de daha detaylı tanımak isteyenler www.eecg.toronto.edu/~kphang/ece1352f/papers/ng_CCD.pdf adresinden başlayabilirler, devam edeceğiz.

Bir sonraki nokta, matris elemanlarının (yukarıda açıklanan türlerden herhangi biri) yalnızca gelen ışığın yoğunluğunu algılamasıdır (yani siyah beyaz bir görüntü verirler). Renk nereden geliyor? Renkli bir görüntü elde etmek için, mercek ile matris arasına, karşılık gelen piksellerin üzerinde bulunan ana renk hücrelerinden (GRGB veya CMYG) oluşan özel bir ışık filtresi bulunur. Ayrıca yeşil renk için iki piksel (RGB'de veya CMY'de bir) kullanılır, çünkü göz bu renge en duyarlıdır. Böyle bir sistemdeki bir resimdeki bir pikselin son rengi, farklı renklerdeki komşu elemanların yoğunlukları dikkate alınarak hesaplanır, böylece matristeki her tek renkli piksel, resimdeki renkli bir piksele karşılık gelir. Böylece, nihai görüntü her zaman bir dereceye kadar enterpolasyona tabi tutulur (yani, nesnenin doğrudan fotoğrafının çekilmesiyle hesaplanır ve elde edilmez, bu da kaçınılmaz olarak görüntünün küçük ayrıntılarının kalitesini etkiler). Spesifik filtrelere gelince, çoğu durumda dikdörtgen matrisli GRGB (Bayer filtresi) kullanılır.

Fuji Photo Film tarafından icat edilen ve 2000'den beri Fuji kameralarında kullanılan SuperCCD adı verilen bir şey de var. Bu teknolojinin özü, piksellerin (ve ışık filtresi elemanlarının - ayrıca GRGB'nin) bir tür diyagonal matris şeklinde düzenlenmesidir.

Üstelik kamera yalnızca piksellerin renklerini değil aynı zamanda aralarında bulunan noktaların renklerini de enterpolasyona tabi tutar. Bu nedenle, Fuji kameraları her zaman fiziksel (tek renkli) piksel sayısının iki katı kadar bir çözünürlük gösterir; bu doğru değildir. Ancak Fuji'nin teknolojisinin hala oldukça başarılı olduğu ortaya çıktı; SuperCCD ile geleneksel kameralardan gelen görüntülerin kalitesini karşılaştıran çoğu kişi, SuperCCD'den gelen görüntü kalitesinin, SuperCCD'nin fiziksel çözünürlüğünden yaklaşık 1,5 kat daha yüksek bir çözünürlüğe sahip geleneksel bir matrise karşılık geldiği konusunda hemfikirdir. . Ancak Fuji'nin belirttiği gibi 2 kez değil.

Filtreler hakkındaki konuşmayı bitirirken üçüncü alternatif sensör teknolojisi olan Foveon X3'ten bahsetmenin zamanı geldi. Foveon tarafından geliştirildi ve bu yılın baharında duyuruldu. Teknolojinin özü, her piksel için üç rengin tamamının fiziksel olarak okunmasıdır (teoride, böyle bir sensörün çözünürlüğü, üç kat daha fazla piksele sahip geleneksel bir sensörün çözünürlüğüne eşdeğer olacaktır). Bu durumda, gelen ışığı renk bileşenlerine bölmek için, silikonun (sensörün yapıldığı) özelliği, farklı dalga boylarındaki (yani renkli) ışığı farklı derinliklere iletmek için kullanılır. Aslında her Foveon pikseli üç katmanlı bir yapıdır ve aktif elemanların derinliği, ana renkler (RGB) için silikonun maksimum ışık geçirgenliğine karşılık gelir. Bana göre çok umut verici bir fikir. En azından teoride. Çünkü pratikte ilk duyurulan Foveon X3 tabanlı kamera şimdilik tek kamera olmaya devam ediyor. Ve teslimatları henüz gerçekten başlamadı. Bu teknolojiyi bu yıl gazetenin altıncı sayısında daha detaylı olarak kaleme almıştık.

Ancak sensörlere dönelim. Son kullanıcının bakış açısından herhangi bir matrisin temel özelliği çözünürlüğüdür - yani ışığa duyarlı elemanların sayısı. Artık çoğu kamera 2-4 megapiksel (bir milyon piksel) matrisler temelinde yapılıyor. Doğal olarak matrisin çözünürlüğü ne kadar yüksek olursa, üzerinde o kadar ayrıntılı görüntü elde edebilirsiniz. Elbette matris ne kadar büyük olursa o kadar pahalı olur. Ancak her zaman kalite için para ödemek zorundasınız. Matrisin çözünürlüğü ve ortaya çıkan görüntünün piksel cinsinden boyutu doğrudan ilişkilidir, örneğin megapiksel bir kamerada 1024x960 = 983040 boyutunda bir resim elde edeceğiz. Matrisin çözünürlüğünün arttırılmasının olduğu söylenmelidir. dijital kamera üreticilerinin şu anda uğraştığı ana görevlerden biri. Diyelim ki üç yıl önce orta fiyat aralığındaki kameraların çoğu megapiksel matrislerle donatılmıştı. İki yıl önce bu sayı iki megapiksele çıktı. Bir yıl önce zaten üç veya dört megapiksele eşitti. Artık en yeni kamera modellerinin çoğu 4-5 megapiksel çözünürlüğe sahip sensörlerle donatılmıştır. Ve zaten 10 megapikselden büyük matrislerle donatılmış birkaç yarı profesyonel model var. Görünüşe göre, bu seviyede bir yerde yarış duracak, çünkü 10 megapiksellik bir matristen alınan bir resim, standart 35 mm filmden çekilen bir resme yaklaşık olarak ayrıntılı olarak eşit.

Bu arada matrisin yukarıda tanımladığımız şekliyle çözünürlüğünü çözünürlükle karıştırmayın. İkincisi, kameranın iki nesnenin görüntüsünü ayırma yeteneği olarak tanımlanır ve genellikle çizgiler arasında bilinen mesafeye sahip bir çizgi görüntüsü alınarak ölçülür. Çözünürlük, kameranın tüm optik sisteminin, yani matris ve merceğin özelliklerini açıklar. Prensipte çözünürlük ve çözme gücü birbiriyle ilişkilidir ancak bu ilişki yalnızca matrisin parametreleriyle değil aynı zamanda kamerada kullanılan optiklerin kalitesiyle de belirlenir.

Dijital kameranın matrisle doğrudan ilgili olan bir sonraki özelliği hassasiyettir. Veya daha doğrusu ışığa duyarlılık. Bu parametre, adından da anlaşılacağı gibi, matrisin gelen ışığa duyarlılığını tanımlar ve prensip olarak geleneksel fotoğraf malzemelerinin ışığa duyarlılığına tamamen benzer. Örneğin bir mağazadan 100, 200 ya da 400 birim hassasiyette film satın alabilirsiniz. Aynı şekilde matrisin hassasiyetini de ayarlayabilirsiniz ancak dijital kameranın avantajı, hassasiyetin her kare için ayrı ayrı ayarlanmasıdır. Örneğin parlak güneş ışığında 100 veya 50 hassasiyetle çekim yapabilir, gece fotoğrafçılığı için 400'e (ve bazı kameralarda 1400'e bile) geçebilirsiniz. Çoğu dijital kamera, standart hassasiyet değerlerini (50, 100, 200 ve 400) ayarlamanıza izin verir. Ayrıca, otomatik pozlama sistemi hassasiyeti sorunsuz bir şekilde değiştirebilir. Hassasiyet, matristen gelen sinyalin kazancı değiştirilerek fiziksel olarak ayarlandığından, bunun kamerada uygulanması oldukça kolaydır.

Hassasiyet ISO birimleriyle ölçülür (en azından dijital kameralar için bunlar zaten standart haline gelmiştir). Tabloda DIN ve GOST birimlerine nasıl dönüştürüldüklerini görebilirsiniz.

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

Ancak ayarlanabilir hassasiyetin dezavantajları vardır. Bu durumda matrisin özellikleri fiziksel olarak değişmediğinden, ancak mevcut sinyal basitçe güçlendirildiğinden, herhangi bir elektronik cihazın gürültü özelliği görüntüde giderek daha fazla görünmeye başlar. Bu, kameranın çalışma dinamik aralığını büyük ölçüde azaltır, dolayısıyla yüksek hassasiyette iyi bir görüntü elde edemezsiniz. Bu arada, uzun pozlamalarda da benzer bir sorunla karşılaşılabilir - herhangi bir matris gürültülüdür ve zamanla gürültü birikir. Günümüzde birçok kamera, uzun pozlamalar için özel gürültü azaltma algoritmaları uygulamaktadır, ancak bunlar görüntüyü yumuşatma ve ince ayrıntıları bulanıklaştırma eğilimindedir. Genel olarak fizik yasalarıyla tartışamazsınız, ancak yine de hassasiyeti ayarlama yeteneği dijital kameraların büyük bir artısıdır.

Konstantin Afanasyev

© 2014 sitesi

Dijital görüntü elde etme süreci üzerinde tam kontrole sahip olmak için en azından dijital kameranın yapısı ve çalışma prensibi hakkında genel bir anlayışa sahip olmanız gerekir.

Dijital kamera ile film kamerası arasındaki tek temel fark, içlerinde kullanılan ışığa duyarlı malzemenin doğasıdır. Bir film kamerasında film ise, dijital kamerada ışığa duyarlı bir matristir. Ve tıpkı geleneksel fotoğraf sürecinin filmin özelliklerinden ayrılamaz olması gibi, dijital fotoğraf süreci de büyük ölçüde matrisin, mercek tarafından kendisine odaklanan ışığı dijital koda nasıl dönüştürdüğüne bağlıdır.

Fotomatrisin çalışma prensibi

Işığa duyarlı matris veya fotosensör entegre devre(başka bir deyişle, ışığa duyarlı en küçük elemanlardan - fotodiyotlardan oluşan bir silikon levha).

İki ana sensör türü vardır: CCD (Yük Bağlantılı Cihaz, aynı zamanda CCD - Şarj Bağlantılı Cihaz olarak da bilinir) ve CMOS (Tamamlayıcı Metal-Oksit-Yarıiletken, aynı zamanda CMOS - Tamamlayıcı Metal-Oksit-Yarıiletken olarak da bilinir). Her iki matris türü de fotonların enerjisini bir elektrik sinyaline dönüştürür, bu daha sonra sayısallaştırmaya tabi tutulur, ancak CCD matrisi durumunda, fotodiyotlar tarafından üretilen sinyal kamera işlemcisine analog biçimde girerse ve ancak o zaman merkezi olarak sayısallaştırılırsa, daha sonra CMOS matrisinde her fotodiyot ayrı bir analog sinyal, dijital dönüştürücü (ADC) ile donatılır ve veriler işlemciye ayrı bir biçimde girer. Genel olarak CMOS ve CCD matrisleri arasındaki farklar bir mühendis için temel olsa da bir fotoğrafçı için kesinlikle önemsizdir. Fotoğraf ekipmanı üreticileri için, geliştirilmesi CCD matrislerine göre daha karmaşık ve pahalı olan CMOS matrislerinin seri üretimde CCD matrislerinden daha karlı olduğunun ortaya çıkması da önemlidir. Yani gelecek büyük olasılıkla tamamen ekonomik nedenlerden dolayı CMOS teknolojisinde yatıyor.

Herhangi bir matrisi oluşturan fotodiyotlar, ışık akısının enerjisini enerjiye dönüştürme yeteneğine sahiptir. elektrik şarjı. Fotodiyot ne kadar çok foton yakalarsa, çıkışta o kadar çok elektron üretilir. Açıkçası, tüm fotodiyotların toplam alanı ne kadar büyük olursa, algılayabilecekleri ışık da o kadar fazla olur ve matrisin ışığa duyarlılığı da o kadar yüksek olur.

Ne yazık ki, fotodiyotlar birbirine yakın yerleştirilemez, çünkü o zaman matris üzerinde fotodiyotlara eşlik eden elektronikler için yer kalmaz (bu özellikle CMOS matrisleri için önemlidir). Sensörün ışığa duyarlı yüzeyi toplam alanının ortalama %25-50'sini oluşturur. Işık kaybını azaltmak için her bir fotodiyot, alanı daha büyük olan ve aslında komşu fotodiyotların mikromercekleriyle temas eden bir mikromercekle kaplanır. Mikrolensler üzerlerine düşen ışığı toplayıp fotodiyotlara yönlendirerek sensörün ışık hassasiyetini arttırır.

Pozlamanın tamamlanmasının ardından, her bir fotodiyot tarafından üretilen elektrik yükü okunur, yükseltilir ve bir analog-dijital dönüştürücü kullanılarak belirli bir bit derinliğindeki ikili koda dönüştürülür ve bu daha sonra daha ileri işlemler için kamera işlemcisine gönderilir. Matrisin her fotodiyodu (her zaman olmasa da) gelecekteki görüntünün bir pikseline karşılık gelir.

İlginiz için teşekkür ederiz!

Vasily A.

Senaryoyu yayınla

Makaleyi yararlı ve bilgilendirici bulduysanız, projenin gelişimine katkıda bulunarak projeye destek olabilirsiniz. Yazıyı beğenmediyseniz ama nasıl daha iyi hale getirebileceğinize dair düşünceleriniz varsa eleştiriniz minnetle kabul edilecektir.

Lütfen bu makalenin telif haklarına tabi olduğunu unutmayın. Kaynağa geçerli bir bağlantı olması ve kullanılan metnin hiçbir şekilde tahrif edilmemesi veya değiştirilmemesi koşuluyla yeniden basılmasına ve alıntı yapılmasına izin verilir.

Modern kameralar her şeyi kendileri yapar; fotoğraf çekmek için kullanıcının yalnızca bir düğmeye basması yeterlidir. Ama yine de ilginç: Resim nasıl bir sihirle kameraya giriyor? Dijital kameraların temel prensiplerini açıklamaya çalışacağız.

Ana parçalar

Temel olarak, bir dijital kameranın tasarımı analog olanın tasarımını takip eder. Temel farkları, görüntünün oluşturulduğu ışığa duyarlı elemanda yatmaktadır: analog kameralarda film, dijital kameralarda ise matristir. Işık mercekten matrise geçer, burada bir görüntü oluşur ve daha sonra belleğe kaydedilir. Şimdi bu süreçlere daha detaylı bakalım.

Kamera iki ana parçadan oluşur: gövde ve lens. Gövde bir matris, bir deklanşör (mekanik veya elektronik ve bazen her ikisi), bir işlemci ve kontroller içerir. Çıkarılabilir veya entegre bir mercek, plastik veya metal bir mahfazaya yerleştirilmiş bir mercek grubudur.

Resim nereden geliyor?

Matris birçok ışığa duyarlı hücreden (piksel) oluşur. Her hücre, kendisine ışık çarptığında, ışık akısının yoğunluğuyla orantılı bir elektrik sinyali üretir. Sadece ışığın parlaklığı ile ilgili bilgiler kullanıldığı için resim siyah beyaz çıkıyor ve renkli hale getirmek için çeşitli hilelere başvurmanız gerekiyor. Hücreler renk filtreleriyle kaplıdır; çoğu matriste her piksel, iyi bilinen RGB (kırmızı-yeşil-mavi) renk şemasına uygun olarak kırmızı, mavi veya yeşil bir filtreyle (yalnızca bir tane!) kaplanır. Neden bu özel renkler? Çünkü bunlar asıl olanlardır ve geri kalan her şey karıştırılarak ve doygunluklarının azaltılması veya arttırılmasıyla elde edilir.

Matris üzerinde filtreler dörtlü gruplar halinde düzenlenmiştir, böylece her iki yeşil için bir mavi ve bir kırmızı bulunur. Bunun nedeni insan gözünün en çok yeşil renge duyarlı olmasıdır. Farklı spektrumlardaki ışık ışınları farklı dalga boylarına sahiptir, dolayısıyla filtre hücreye yalnızca kendi rengindeki ışınları iletir. Ortaya çıkan görüntü yalnızca kırmızı, mavi ve yeşil piksellerden oluşur - bu, RAW (ham format) dosyalarının kaydedildiği formdur. Kayıt için JPEG dosyaları ve kameranın işlemcisi olan TIFF, komşu hücrelerin renk değerlerini analiz ederek piksellerin rengini hesaplar. Bu işleme sürecine renk enterpolasyonu denir ve yüksek kaliteli fotoğraflar üretmek için son derece önemlidir.

Matris hücrelerindeki filtrelerin bu düzenlemesine Bayer modeli denir.

İki ana matris türü vardır ve bunlar, sensörden gelen bilgileri okuma biçimleri bakımından farklılık gösterir. CCD tipi matrislerde bilgiler hücrelerden sırayla okunur, dolayısıyla dosya işleme oldukça uzun sürebilir. Bu tür sensörler "düşünceli" olsa da nispeten ucuzdurlar ve ayrıca onların yardımıyla çekilen görüntülerdeki gürültü seviyesi daha azdır.

CCD tipi matris

CMOS tipi matrislerde (CMOS), bilgiler her hücreden ayrı ayrı okunur. Her piksel, matrisi poz ölçümü ve otomatik odaklama için kullanmanıza olanak tanıyan koordinatlarla belirlenir.

CMOS matrisi

Açıklanan matris türleri tek katmanlıdır, ancak aynı zamanda her hücrenin aynı anda üç rengi algıladığı ve farklı renkli renk akışlarını dalga boyuna göre ayırt ettiği üç katmanlı olanlar da vardır.

Üç katmanlı matris

Kamera işlemcisinden yukarıda bahsedilmişti - bir resimle sonuçlanan tüm işlemlerden sorumludur. İşlemci, pozlama parametrelerini belirler ve belirli bir durumda bunlardan hangisinin uygulanması gerektiğine karar verir. İşlemciden ve yazılım Fotoğrafların kalitesi ve kameranın hızı bağlıdır.

Deklanşörün tıklamasıyla

Deklanşör, ışığın sensöre maruz kaldığı süreyi ölçer (enstantane hızı). Çoğu durumda, bu süre, dedikleri gibi, saniyenin kesirleriyle ölçülür ve göz kırpmak için zamanınız olmaz. Dijital SLR fotoğraf makinelerinde, film fotoğraf makinelerinde olduğu gibi deklanşör, sensörü kaplayan iki opak perdeden oluşur. Dijital SLR'lerdeki bu perdeler nedeniyle ekranı görüntülemek imkansızdır - sonuçta matris kapalıdır ve görüntüyü ekrana aktaramaz.

Kompakt fotoğraf makinelerinde matris bir deklanşörle örtülmez ve bu nedenle çerçeveyi ekrana göre oluşturabilirsiniz.

Deklanşöre basıldığında perdeler yaylar veya elektromıknatıslar tarafından tahrik edilir, ışığın girmesine izin verilir ve sensör üzerinde bir görüntü oluşturulur - mekanik deklanşör bu şekilde çalışır. Ancak dijital kameralarda da elektronik deklanşörler bulunur; bunlar kompakt kameralarda kullanılır. Elektronik deklanşöre, mekanik olanın aksine ellerinizle dokunulamaz, genel olarak sanaldır. Kompakt kameraların matrisi her zaman açıktır (bu nedenle vizörden değil ekrana bakarken bir çekim oluşturabilirsiniz), ancak deklanşöre basıldığında çerçeve belirtilen pozlama süresi boyunca pozlanır ve ardından hafızaya kaydedildi. Elektronik panjurların perdeleri olmadığı için enstantane hızları çok kısa olabiliyor.

Hadi odaklanalım

Yukarıda belirtildiği gibi matrisin kendisi genellikle otomatik odaklama için kullanılır. Genel olarak iki tür otomatik odaklama vardır: aktif ve pasif.

Aktif otomatik odaklama için kameranın kızılötesi veya ultrasonik bir verici ve alıcıya ihtiyacı vardır. Ultrasonik sistem, yansıyan sinyalin ekolokasyon yöntemini kullanarak bir nesneye olan mesafeyi ölçer. Pasif odaklama kontrast tahmin yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir. Bazı profesyonel kameralar her iki odaklama türünü birleştirir.

Prensip olarak, sensörün tüm alanı odaklanma için kullanılabilir ve bu, üreticilerin üzerine düzinelerce odaklama bölgesi yerleştirmesine ve ayrıca kullanıcının istediği yere yerleştirebileceği "değişken" bir odak noktası kullanmasına olanak tanır.

Bozulmayı önleme

Matris üzerindeki görüntüyü oluşturan mercektir. Bir mercek birkaç mercekten oluşur - üç veya daha fazla. Tek bir mercek mükemmel bir görüntü oluşturamaz; kenarlarda bozulma olur (buna sapma denir). Kabaca söylemek gerekirse, ışık ışınının yol boyunca dağılmadan doğrudan sensöre gitmesi gerekir. Bir dereceye kadar, bu, birkaç bıçaktan oluşan, ortasında bir delik bulunan yuvarlak bir plaka olan diyafram tarafından kolaylaştırılır. Ancak diyaframı çok fazla kapatamazsınız - bu nedenle sensöre giren ışık miktarı azalır (bu, istenen pozlamayı belirlerken kullanılır). Farklı özelliklere sahip birkaç merceği seri halinde birleştirirseniz, bunların birlikte ürettiği bozulmalar, her birinin ayrı ayrı meydana getirdiği sapmalardan çok daha az olacaktır. Ne kadar çok mercek olursa, sapma o kadar az olur ve sensöre o kadar az ışık çarpar. Sonuçta, cam bize ne kadar şeffaf görünse de ışığın tamamını iletmiyor - bir kısmı dağılıyor, bir kısmı yansıyor. Lenslerin mümkün olduğu kadar fazla ışık iletmesini sağlamak için özel bir yansıma önleyici kaplama ile kaplanmıştır. Kamera merceğine bakarsanız, merceğin yüzeyinin gökkuşağıyla parıldadığını göreceksiniz - bu yansıma önleyici kaplamadır.

Mercekler merceğin içinde yaklaşık olarak bu şekilde yerleştirilmiştir

Bir merceğin özelliklerinden biri, maksimum açık açıklığın değeri olan açıklıktır. Lens üzerinde örneğin şu şekilde gösterilir: 28/2, burada 28 odak uzaklığı ve 2 açıklık oranıdır. Yakınlaştırma lensi için işaretler şu şekilde görünür: 14-45/3,5-5,8. Geniş açı ve telefotoda farklı minimum açıklık değerlerine sahip olduklarından yakınlaştırmalar için iki açıklık değeri belirtilmiştir. Yani, farklı odak uzaklıklarında açıklık oranı farklı olacaktır.

Tüm merceklerde belirtilen odak uzaklığı, ön mercekten ışık alıcısına (bu durumda matris) kadar olan mesafedir. Odak uzaklığı merceğin görüş açısını ve tabiri caizse menzilini, yani ne kadar uzağı "gördüğünü" belirler. Geniş açılı lensler görüntüyü normal görüşümüzden uzaklaştırırken, telefoto lensler görüntüyü yakınlaştırır ve görüş açısı küçüktür.

Bir merceğin görüş açısı yalnızca odak uzaklığına değil aynı zamanda ışık alıcısının köşegenine de bağlıdır. 35 mm film kameraları için, odak uzaklığı 50 mm olan bir lens normal kabul edilir (yani, yaklaşık olarak insan gözünün görüş açısına karşılık gelir). Odak uzaklığı kısa olan mercekler “geniş açılı”, odak uzaklığı daha uzun olan mercekler ise “telefoto”dur.

Objektif üzerindeki alt yazının sol kısmı zoomun odak uzaklığı, sağ kısmı ise diyafram açıklığı oranıdır

Sorunun ortaya çıktığı yer burasıdır, çünkü dijital lenslerin odak uzaklığının yanında genellikle 35 mm'ye eşdeğer bir değer gösterilir. Matrisin köşegeni 35 mm'lik çerçevenin köşegeninden daha küçüktür ve bu nedenle sayıları daha tanıdık bir eşdeğere "dönüştürmek" gerekir. Odak uzunluğundaki aynı artış nedeniyle, "film" lensli SLR fotoğraf makinelerinde geniş açılı çekim neredeyse imkansız hale geliyor. Film kamerasında odak uzaklığı 18 mm olan bir mercek süper geniş açılı bir mercektir, ancak dijital kamerada eşdeğer odak uzaklığı 30 mm civarında, hatta daha uzun olacaktır. Telefoto lenslere gelince, bunların "menzilini" artırmak yalnızca fotoğrafçılara fayda sağlar, çünkü odak uzaklığı örneğin 400 mm olan normal bir lens oldukça pahalıdır.

Vizör

Filmli kameralarda yalnızca vizörü kullanarak bir çerçeve oluşturabilirsiniz. Dijital olanlar bunu tamamen unutmanıza izin verir, çünkü çoğu modelde bunun için ekranı kullanmak daha uygundur. Bazı çok kompakt fotoğraf makinelerinde vizör yoktur, çünkü vizöre yer yoktur. Bir vizörle ilgili en önemli şey, onun içinden ne görebildiğinizdir. Örneğin, SLR kameralar tam olarak vizörün tasarım özellikleri nedeniyle bu şekilde adlandırılmaktadır. Objektiften geçen görüntü bir ayna sistemi aracılığıyla vizöre iletilir ve böylece fotoğrafçı çerçevenin gerçek alanını görür. Çekim sırasında deklanşör açıldığında, onu engelleyen ayna yükselir ve ışığın hassas sensöre girmesini sağlar. Bu tür tasarımlar elbette görevleriyle mükemmel bir şekilde başa çıkıyor, ancak oldukça fazla yer kaplıyorlar ve bu nedenle kompakt kameralarda tamamen uygulanamıyorlar.

Ayna sisteminden geçen görüntü bir SLR fotoğraf makinesinin vizörüne bu şekilde giriyor

Kompakt kameralar gerçek görüşlü optik vizörler kullanır. Bu, kabaca söylemek gerekirse, kamera gövdesindeki bir açık deliktir. Böyle bir vizör fazla yer kaplamaz, ancak genel bakışı merceğin "gördüğü" ile uyuşmuyor. Elektronik vizörlü sözde ayna kameralar da vardır. Bu tür vizörler, tıpkı harici bir ekrana olduğu gibi, görüntünün doğrudan matristen aktarıldığı küçük bir ekrana sahiptir.

Flaş

Darbeli bir ışık kaynağı olan flaşın, ana aydınlatmanın yeterli olmadığı durumlarda aydınlatma amacıyla kullanıldığı bilinmektedir. Dahili flaşlar genellikle çok güçlü değildir ancak tepkileri ön planı aydınlatmak için yeterlidir. Yarı profesyonel ve profesyonel kameralarda çok daha güçlü bir harici flaşı bağlamak için bir kontak da vardır, buna "flaş yuvası" denir.

Bunlar genel olarak bir dijital kameranın temel unsurları ve çalışma prensipleridir. Katılıyorum, cihazın nasıl çalıştığını bildiğiniz zaman yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek daha kolaydır.

Elektronik dijital imza artık yaygın olarak biliniyor - birçok modern şirket yavaş yavaş elektronik belge yönetimine geçiyor. Evet ve içinde Gündelik Yaşam Muhtemelen bu şeyle karşılaşmışsınızdır. Özetle, dijital imzanın özü çok basittir: bir sertifika merkezi var, bir anahtar oluşturucu var, biraz daha sihir ve işte - tüm belgeler imzalandı. Ne tür bir büyünün izin verdiğini anlamaya devam ediyor elektronik imza iş.

Yol Haritası

Bu, “Kriptoya Dalış” serisinin beşinci dersidir. Serideki tüm dersler kronolojik sırayla:

1. Anahtar üretimi

RSA'nın gücünün nedeni büyük sayıları çarpanlarına ayırmanın zorluğunda yatmaktadır. Başka bir deyişle, çarpımda n modülünü veren asal sayıları kaba kuvvetle bulmak çok zordur. Anahtarlar, imzalama ve şifreleme için aynı şekilde oluşturulur.

Anahtarlar oluşturulduktan sonra elektronik imzayı hesaplamaya başlayabilirsiniz.

2. Elektronik imzanın hesaplanması

3. Elektronik imza doğrulaması

Bildiğimiz gibi RSA kullanımdan kalkmak üzere çünkü bilgi işlem gücü hızla artıyor. 1024 bitlik bir RSA anahtarının dakikalar içinde tahmin edilebileceği gün çok uzakta değil. Ancak bir dahaki sefere kuantum bilgisayarlardan bahsedeceğiz.

Genel olarak, bu RSA imza şemasının gücüne, özellikle de örneğimizdeki gibi "kripto-güçlü" anahtarlara güvenmemelisiniz.

Devam sadece üyelere açıktır

Seçenek 1. Sitedeki tüm materyalleri okumak için "site" topluluğuna katılın

Belirtilen süre içinde topluluğa üye olmak, TÜM Hacker materyallerine erişmenizi sağlayacak, kişisel kümülatif indiriminizi artıracak ve profesyonel bir Xakep Skoru puanı biriktirmenize olanak tanıyacak!