Для многих студийных камер необходимо специальное студийное освещение, и их нельзя синхронизировать со вспышкой или стробоскопом. В некоторых моделях отсутствует необходимый объем встроенной памяти для хранения цифровых изображений; такие камеры привязаны к компьютеру. Часто имеется возможность вместо объектива камеры использовать для предварительного просмотра изображения экран компьютера и видеомонитор.

Полевые цифровые фотокамеры, напротив, имеют довольно короткую выдержку, что позволяет использовать их при ручной съемке движущихся объектов, в том числе людей; они обладают встроенной памятью, достаточной для хранения значительного количества цифровых фотографий, что делает подобные аппараты практически идеальными инструментами для фотожурналистов. Но приемлемое для ручной съемки время выдержки в полевых камерах обычно достигается за счет более низкого качества получаемых изо­бражений, которые не годятся для высококачественных журналов и каталогов. Тем не менее деление на студийные и полевые камеры достаточно условно, и ряд моделей можно с равным основанием отнести к обеим категориям.

Настоящий цвет VS. интерполированный

Для получения полностранич­ного изображения идеальная про­фессиональная цифровая фотока­мера должна записывать изображе­ния с истинным (неинтерполиро­ванным) цветом, размером не ме­нее 3000 х 3000 пикселов со скоро­стью, сравнимой со скоростью пле­ночных аппаратов. Но современ­ный уровень развития технологии цветовых сенсоров не позволяет добиться такого результата. И вот почему: максимальное (неинтерпо­лированное) разрешение цифро­вых камер описывается как коли­чество пикселов (по горизонтали и вертикали), которые камера может считать. Например, значение раз­решения 1280 х 1000 говорит о том, что камера может конвертиро­вать изображение в массив 1280 х 1000 оцифрованных пикселов (все­го 1,28 млн. пикселов). Некоторые модели, описанные ниже, особенно сканирующие приставки, позволя­ют захватывать 3,6 млн. пикселов или более. Самые мощные цифро­вые камеры могут захватывать до 12 млн. Однако даже они не могут дать разрешение, эквивалентное разрешению 35-мм пленочных ка­мер, которое равно примерно 100 млн. пикселов.

Для измерения уровней света, попадающего внутрь камеры через объектив, в цифровых аппаратах используются матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС). ПЗС представляют собой линейки тон­ких полупроводниковых световых датчиков, измеряющих значения яркости, а не цвета. Для записи значений цвета в цифровых каме­рах используются красный, зеле­ный и голубой фильтры, располо­женные над ПЗС-элементами (а иногда — колесо с цветовыми фильтрами), что позволяет полу­чить отдельные отсчеты красного, зеленого и синего цветов, которые затем комбинируются в полноцвет­ный файл изображения. Но в раз­личных конструкциях цифровых камер кристаллы ПЗС и цветовые фильтры используются совершен­но по-разному, что оказывает зна­чительное влияние на скорость за­хвата и разрешение. Ниже приво­дится сводное описание достоинств и недостатков различных техник экспонирования, которые исполь­зуются в студийных камерах.

“Один кристалл — один сни­мок”. Эта технология, обычно ис­пользуемая в так называемых поле­вых камерах, обладает самой высо­кой скоростью оцифровки изобра­жения, но более низким разреше­нием и худшей цветопередачей, чем многокристальные, “многоснимоч­ные” технологии. Для захвата за один раз всего изображения ис­пользуется прямоугольная матрица ПЗС. Например, в “односнимоч­ной” фотокамере Nikon E2 приме­няется прямоугольная матрица из 1000 х 1280 элементов ПЗС.

Поскольку такой тип камер должен обеспечивать захват цвето­вой информации на одном ПЗС за одно экспонирование, каждый эле­мент “раскрашен” красным, зеле­ным или голубым фильтром. Такие элементы ПЗС с фильтрами груп­пируются либо в один ряд на цвет (так называемые “полосчатые” ма­трицы), либо в менее регулярные шаблоны (мозаичные матрицы).

В таких матрицах для получе­ния одного истинного значения RGB-пиксела используются три или четыре элемента ПЗС (часто снимают два отсчета зеленого цве­та, поскольку человеческий глаз более чувствителен к зеленому свету, чем к синему или красно­му). Следовательно, такая техно­логия позволяет захватывать изо­бражение с разрешением в три или четыре раза ниже, чем разрешение “многоснимочных” камер. Для сглаживания изображения в каме­ре используется специальная алго­ритмическая схема интерполяции для расчета отсутствующих цветов всех пикселов считываемого изображения на основе значений сгруппированных пикселов. Такой подход при значительном увеличе­нии изображения может привести к заметным нарушениям цветопе­редачи, особенно если фотографи­руемый объект имеет мелкий цвет­ной рисунок, например, различные виды тканей.

“Один кристалл — три или че­тыре снимка”. При таком подходе делается три экспонирования (а иногда, для улучшения переда­чи зеленого цвета, четыре) на обычную матрицу ПЗС без полос. Между экспонированиями колесо с цветным фильтром поворачива­ется таким образом, чтобы в каж­дый момент перед всей матрицей находился только красный, зеле­ный или синий фильтр. При каж­дом экспонировании захватывают­ся красные, зеленые или синие цветовые значения каждого пиксе­ла, а затем создается полный RGB-файл изображения. Такая техноло­гия позволяет отказаться от интер­поляции, используемой при под­ходе “один кристалл — один сни­мок”, но для захвата изображения необходимо больше времени, поэ­тому она может применяться толь­ко для фотографирования непод­вижных объектов.

“Один кристалл — один, три или четыре снимка”. Сочетание двух вышеописанных технологий. При таком подходе используется “полосчатая” или мозаичная мат­рица, а экспонирование может вы­полняться как за один раз, так и за три или четыре. Вместо враще­ния цветового колеса в моделях PowerPhase компании Phase One U.S. Kontron Electronik ProgRes 3012 Ultra (компании Equinox Imaging Network) и Carnival 2000S (ком­пании ScanView) используется пьезоэлектрический привод, кото­рый физически перемещает един­ственную матрицу ПЗС камеры. При съемке в режимах трех или четырех экспонирований, матрица после каждого снимка перемеща­ется в новую позицию, выравни­вая элементы ПЗС с различными цветными фильтрами относитель­но определенного пиксела объекта изображения. Таким образом для каждой точки получается истин­ное значение RGB без примене­ния интерполяции.

Поскольку в камере Carnival 2000S используется “полосчатая” матрица, аппарат позволяет также получать фотографии движущих­ся объектов в более быстром ре­жиме одного снимка с использова­нием интерполяции цветов. В не­котором смысле это две разных камеры в одной. По сведениям компании Equinox, камере Kontron Electronik ProgRes в ре­жиме одного снимка необходимо относительно большое, около се­кунды, время экспонирования, что не годится для ручной съемки (хо­тя в настоящее время разрабаты­вается новая модель Kontron, ко­ торая будет обладать возможно­стью съемки подвижных объектов в режиме одного снимка).

“Три кристалла — один сни­мок”. Если внутри камеры имеет­ся три матрицы ПЗС, каждая из которых предназначена для захва­та значений одного цвета (красно­го, зеленого или синего), то такая технология позволяет получать ис­тинные значения RGB для каждо­го пиксела за одно экспонирова­ние. В таких камерах сфокусиро­ванное изображение передается на три матрицы ПЗС. Эта технология (разработанная компанией Sony), используется в моделях DKC-5000 компании Sony и Fijix НС-2000 компании Fujifilm (в полевой ка­мере Minolta RD-175 также приме­няются три отдельных матрицы). Недостатком этой технологии яв­ляется относительно невысокое разрешение, которое значительно ниже 2000 х 2000, поскольку три матрицы ПЗС высокого разреше­ния были бы слишком дороги для текущего состояния рынка.

Сканирующая приставка к ка­мере. Вместо больших матриц эле­ментов ПЗС в сканирующих при­ставках используется длинная уз­кая линейка ПЗС, которая механи­чески перемещается с небольшими приращениями вдоль задней фо­кальной плоскости камеры, запи­сывая за каждый шаг строку зна­чений пикселов, т. е. примерно так же, как работают планшетные ска­неры. Сканирующие приставки обладают самым высоким разре­шением среди цифровых фотока­мер, причем без интерполяции, но при этом они самые медленные: для захвата полноразмерного изо­бражения с высоким разрешением может потребоваться до 20 минут. Во время сканирования затвор ка­меры остается открытым; следова­тельно, необходимо использовать соответствующее постоянное осве­щение: вспышка или стробоскоп здесь не годятся. 4096 или 65 536 соответственно) для каждого красного, зеленого или си­него отсчета. Однако значение глу­бины цвета не говорит о реальном наполнении этих разрядов визуаль­но важными данными. Свою роль здесь играют также качество датчик и управляющей электронной цепи.

Минимальное время выдержки цифровой камеры (так же, как и со ответствующая характеристика традиционного фотоаппарата) означа­ет величину интервала времени, в течение которого можно получить снимок. Впрочем, для приставок время выдержки зависит также от того, с какой камерой приставка используется.

Подробности

Многие производители пытают­ся описывать в спецификациях из­делий динамический диапазон и светочувствительность своих циф­ровых камер или приставок, ис­пользуя при этом то термины, хара­ктерные для пленочных камер, то определения, связанные с техноло­гией сканирования. Некоторые для описания динамического диапазона используют значения диапазона плотностей, применяемые для из­мерения прозрачности пленки (по логарифмической шкале от 0 до 4). Другие приводят в спецификациях динамический диапазон фотокамер (диапазон самых светлых и самых темных оттенков цветов, восприни­маемых фотоаппаратом) в цифрах системы “f-stop”, принятой для тра­диционных фотокамер. Однако об­наружилось, что далеко не все про­изводители приводят эквивалент­ные характеристики, а те, кто их указывают, пользуются нестандарт­ными методами определения подоб­ных значений. По этой причине со­ответствующие данные в сопровож­дающей статью таблице опущены. То же касается и эквивалентных спецификаций светочувствительно­сти — значений ISO/ASA, которые характеризуют пленку.

Гораздо лучшее представление о динамическом диапазоне камеры дает глубина цвета аналогоцифрового преобразования аппарата. Све­точувствительные датчики создают электрический ток, который изме­няется под воздействием интенсив­ности света от каждого пиксела изо­бражения, а управляющая электро­ника затем преобразует аналоговые сигналы в цифровые значения.

Глубина цвета описывает коли­чество битов, которые используются для записи каждого пиксела (от это­го напрямую зависит также объем изображения). Многие камеры поз­воляют захватывать 30, 36 и даже 48 битов цветовой информации, что по­вышает диапазон значений (1024; снабжены встроенной памятью, а также съемными носителями, обыч­но миниатюрными жесткими диска­ми или платами PCMCIA с флэш-памятью. Наличие памяти позволя­ет делать несколько снимков и толь­ко после этого передавать получен­ные изображения в компьютер.

Цифровые камеры поставляют­ся с программным обеспечением, обычно для платформ Macintosh и PC. В состав программных пакетов могут входить утилиты для раз­грузки и просмотра полученных с помощью камер изображений. Про­граммы также могут позволять уп­равлять экспонированием с помо­щью функции предварительного просмотра. Возможности про­граммного обеспечения могут ока­зать значительное воздействие на производительность труда, поэтому желательно перед приобретением изделия тщательно проверить его,       сделав несколько снимков.

Кроме того, уточните у произво­дителя гарантийные сроки и усло­вия гарантии, а также условия за­мены в случае выхода из строя га­рантийного изделия.

До тех пор пока не будут разра­ботаны и запущены в серию новые, потенциально более дешевые технологии изготовления сенсоров (в этом плане многообещающе выглядит технология Active Pixel Sensor, разрабатываемая в NASA), заоб­лачные цены на камеры высокого класса, которые нужны для профес­сиональной студийной фотографии, вряд ли значительно снизятся. Од­нако для создания каталогов, рекла­мы и другой продукции, требующей большого количества фотоизобра­жений, причем высокого качества, приобретение студийной цифровой фотокамеры оправданно.

До последнего времени большинст­во бытовых фотоаппаратов обычно обладали максимальным разреше­нием 640 X 480 пикселов. Для по­лучения изображений ваших люби­мых игрушек и размещения их на странице Web это разрешение мо­жет оказаться вполне достаточным. Однако для большинства полигра­фических работ (за исключением газет, которых может удовлетво­рить и такое качество) подобные параметры просто не­пригодны. Чтобы напеча­тать фотографию форма­том 10 Х 12 см с линиатурой 133 линии на дюйм, вам понадобится изображение разме­ром не менее чем 1024 Х 768 пик­селов. Хотя это несколько ниже “ мегапиксельной ” отметки (то есть, 1 миллиона пикселов), такой снимок может оказаться хорошей точкой отсчета. А, увеличив разре­шение до отметки 1280 Х 1024, вы получите просто отличный исход­ный материал.

Несмотря на то, что все камеры, представленные в приводимой таб­лице, позволяют захватывать от 0,8 до 1,8 миллиона пикселов, все они способны сохранять изображения и с более низкими разрешениями, обычно 640 X 480 пикселов. Некото­рые из моделей имеют несколько вариантов разрешений например, камера Agfa EPhoto 1280 оснащена тремя градациями: максимальная (1280 Х 960), средней (1024 X 768) низшей (640 X 480). Наличие вари­антов с пониженным разрешением не просто удобно; оно весьма необ­ходимо. Многие цифровые камеры сохраняют лишь 5—10 изображений с максимальным разрешением, тог­да как с пониженным разрешением количество сохраняемых снимков увеличивается до 40 и более.

Число захватываемых камерой пикселов непосредственно связано с размером светочувствительной матрицы, представляющей собой совокупность сенсоров CCD или CMOS, выполняющих оцифровку изображения. Обычно сенсоры – самые дорогие в производстве компоненты, и, соотвественно, стоимость светочувствительной матрицы составляет львиную долю цены всего фотоаппарата.

1. Что такое сменная память и зачем она нужна?

Сменная память используется в цифровых камерах для увеличения количества сохраняемых кадров. Она представляет собой небольшие карточки, которые вставляются в камеру. Она энергонезависима, то есть для хранения записанной на нее информации она  не нуждается в питании. Лежит, пить-есть не просит. :) То есть фактически она больше похожа не на память, используемую в компьютере, а на его жесткий диск. Только имеет очень маленькие размеры и заметно меньший объем.

Наличие в камере возможности использовать сменную память можно считать существенным плюсом, так как вы можете сами регулировать (путем дополнительных денежных вложений, правда ;) емкость камеры. Некоторые камеры позволяют использовать сменную память объемом до 170 Мб (винчестер стандарта PC Card Type III).

2. Какие виды сменной памяти используются в камерах?

Есть несколько основных видов памяти,  используемых в цифровых камерах.

Память стандарта PCMCIA (для удобопроизносимости его решили переименовать в PC Card, но большинство продолжает придерживаться старого названия). В спецификациях часто указывается как "АТА-совместимая". Существует несколько типов PCMCIA-карт, они так и называются: PCMCIA Type I, PCMCIA Type II, PCMCIA Type III. Только-только начали выходить карты стандарта Type IV, но в цифровых камерах они пока не используются. Стандарт PC Card очень распространен на рынке портативных компьютеров.

Память стандарта CompactFlash. Разработана компанией SanDisk, существует некоммерческая организация CompactFlash Association, которая занимается пропагандой этого стандарта и распространением информации о нем.

Память стандарта SmartMedia, он же SSFDC. Разработана компанией Toshiba, поддерживается организацией Solid State Floppy Disk Card Forum.

3. Когда говорят "флэш-память", что именно имеют в виду? Это какой-то промышленный стандарт?

Нет, это разновидность энергонезависимых полупроводниковых запоминающих устройств. В советское время существовало название ЭППЗУ, то есть "электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство". Флэш-память - подкласс этих самых ЭППЗУ. Отличие от других устройств этого класса технологически состоит в особенностях физических процессов, в которые мы вдаваться не будем, а практически - в более высокой скорости работы.

4. Что такое PCMCIA?

Эта аббревиатура расшифровывается как Personal Computer Memory Card International Association (Международная ассоциация по картам памяти для персональных компьютеров). Соответственно, PCMCIA - название ассоциации и разработанного ей стандарта карт сменной памяти.

Cуществуют четыре разновидности памяти этого типа: DRAM (dynamic random access memory), SRAM (static random access memory), Linear (или non-ATA) Flash, и PC Card ATA Flash. Первые два не являются энергонезависимыми, и в цифровых камерах не используются, поэтому о них можно смело забыть. Третья, Linear Flash, требует специального программного обеспечения, и, хотя теоретически может использоваться в камерах, но фактически - никогда не используется. Таким образом, когда говорят о PCMCIA-картах сменной памяти для камер, имеют в виду PC Card ATA Flash. Чтение спецификаций от производителей камер показало, что они используют произвольные части этого названия: говорят о PCMCIA Flash, о PC Card, о Flash ATA или АТА Type x, к примеру. Не дайте себя запутать - речь идет об одном и том же!

Для работы с PC Card на настольном компьютере нужно приобрести адаптер (во всех современных   ноутбуках он и так есть) стоимостью от $75 в США.

PC Card могут работать от 3,3 и от 5 V.

5. Что это за "типы" PC Card?

О Type IV еще толком ничего неизвестно, поэтому рассмотрим Type I, II и III.

Единственное, по сути, их отличие - размеры. Соответственно варьируется и их емкость, скорость, а в связи с этим - типичное использование. Привожу табличку, взятую с сайта http://www.pc-card.com:

Длина  Ширина Толщина Традиционное использование

Type I 85,6 мм 54 мм 3,3 мм Память (SRAM, Flash и т.д.)

Type II 85,6 мм 54 мм 5 мм Устройства ввода-вывода (модемы, сетевые карты и т.д.)

Type III 85,6 мм 54 мм 10,5 мм Устройства хранения данных, жесткие диски. 

Эти типы совместимы сверху вниз, то есть в слот Type III можно вставить карту Type I или II (и она заработает), но не наоборот.

В цифровых фотоаппаратах чаще используются карты типов I и II, хотя есть и камеры, использующие тип III, например Canon PowerShot 600.

6. Карты CompactFlash: что это такое?

Это самые маленькие устройства из представленных в данном FAQ'e. Их размеры 43 мм х 36 мм х 3,3 мм. Их физический объем - приблизительно с четверть от PC Card Type II. Они, также как PC Card, могут работать и от 3,3, и от 5 V. Их физические размеры и порт не совместимы со стандартом PCMCIA, но архитектура совместима с PC Card ATA полностью, поэтому возможно их использование в устройствах считывания PC Card - для этого понадобится недорогой пассивный адаптер.

Принципиально CompactFlash совместим с PCMCIA, поэтому некоторые производители пишут об использовании "PCMCIA CompactFlash", что может ввести покупателя в заблуждение. Имейте в виду: просто так вставить эту карточку в слот PCMCIA не удастся, нужно покупать адаптер! Итого для работы с настольным компьютером нужен адаптер   стоимостью около $60, подключаемый к параллельному порту, или, если у вас уже есть ноутбук или упомянутое выше устройство считывания PC Card  - адаптер c CompactFlash на PC Card ($8).

Из-за своего маленького размера карты CompactFlash получили большое (пожалуй, даже наибольшее) распространение в цифровой фотографии.

7. Что такое SmartMedia?

Очередной стандарт флэш-памяти, как можно догадаться :). Ее создатели считают ее "наиболее удобной и доступной из существующих для цифровых камер". Это, с одной стороны, совершенно неудивительно - иначе зачем бы они ее разрабатывали, а с другой стороны, не лишено некоторых резонов.

Размеры карт SmartMedia 45мм x 37мм x 0.76мм, емкость - от 2 до 16 Мб. Существует 2 стандарта карт SmartMedia - с питанием от 5V и 3,3V. Первый тип несколько дешевле, но в камерах, насколько я знаю, он не   используется.

Существенное отличие карт SmartMedia от CompactFlash и PC Card заключается в следующем. Оба последних стандарта АТА-совместимы, то есть, грубо говоря, с точки зрения системы являются жесткими дисками. Для поддержки у системы подобной иллюзии :) в каждую карточку приходится встраивать собственный контроллер. SmartMedia же является собственно памятью, и такого контроллера не имеет, что существенно ее удешевляет. Для того, чтобы с картами SmartMedia мог работать ваш PC, вы можете приобрести флоппи-диск-адаптер ($75-80 в США, у нас - не знаю, производители - Fuji, Olympus и Toshiba), после чего считывать с них данные посредством банального дисковода. Если вы счастливый обладатель ноутбука, вам может быть удобнее купить переходник со SmartMedia на PC Card, стоимостью около $65 (опять же, "у них").

Увы, сегодня разница в стоимости SmartMedia и CompactFlash, например, уже не столь велика, как тогда, когда стандарт был предложен (1995 г), поскольку последний получил большее распространение, активнее развивался, и соответственно, больше подешевел за прошедшее время.

8. А что же лучше?

Как всегда, все зависит от того, чего вы хотите и что у вас уже есть. Если у вас ноутбук или уже есть адаптер PCMCIA, ваш выбор - между PC  Card и CompactFlash (так как для использования SmartMedia придется вложить лишние $65), причем, видимо, стоит предпочесть CompactFlash. Почему? Вот несколько фактов, выводы делайте сами: большинство производителей цифровых камер отдает предпочтение CompactFlash, а у Кодака, например, модель DC50 использует PC Card, а более старшие DC120 и DC210 - уже CompactFlash; в среднем, при одинаковой емкости карты PCMCIA в 1,4 раза дороже карт CompactFlash; стоимость адаптера составляет всего $8, причем эта трата является разовой и с лихвой окупается уже экономией на карте в 4 Мб, не говоря уже о больших объемах.

Если у вас есть только обычный PC без всяких там адаптеров, вам стоит выбирать между CompactFlash и SmartMedia, причем существенных предпочтений здесь, пожалуй, нет: SmartMedia несущественно дешевле (разница от 1,1 до 1,5 раза, варьирует в зависимости от производителя; SmartMedia от Олимпуса даже дороже CompactFlash от Sandisk). Поэтому здесь уже стоит обращать внимание на другие свойства сравниваемых камер - разрешение, качество сжатия, оптика...

Ну и под занавес - общая сопоставительная табличка.

  Smart

Media

 Compact

Flash

 Small PC Card

Type II)

Размеры в мм 37.0 x 45.0 x 0.78 43.0 x 36.0 x 3.3 42.8 x 36.4 x 3.3

Тип соединения Surface Electrode Pin & Socket Pin & Socket

Число контактов 22 50 68

Интерфейс Память ATA ATA

Шина 8 бит 8/16 бит 8/16 бит

Max. емкость

на июль 1998г. 16 48 64

Составляющие Память Память и контроллер Память и контроллер

Питание Либо 3.3V, либо 5V, в зависимости от модели Подходит и 3.3V и 5V Подходит и 3.3V и 5V

Скорость записи Зависит от памяти:

>0.5MB/s (16M)

>1.0MB/s (32M) Зависит от  контроллера

~250КБит/sec Зависит от  контроллера

~250КБит/sec

Материалы собраны, переведены, и (там, где не оговаривается иное) написаны Евгенией Завалишиной

Помощь, критика и научная редакция Дмитрия Завалишина

Поправки, дополнения, комментарии и предложения присылайте на jane@dz.ru