Ta strona najlepiej prezentuje się na ekranie o szerokości 1200 pikseli lub większym.

Czym jest i jak działa aparat cyfrowy

Fotografia cyfrowa w odróżnieniu od fotografii tradycyjnej, polega na utrwaleniu obrazu w postaci cyfrowej, a nie na chemicznym nośniku światłoczułym. Do wykonywania zdjęć służy sprzęt o odmiennej konstrukcji – cyfrowy aparat fotograficzny.

Aparaty cyfrowe stały się w ostatnich latach bardziej popularne od analogowych. Posiadają funkcje dodatkowe takie jak nagrywanie krótkich filmów. Mogą być również wbudowane w inne urządzenia, na przykład telefony komórkowe.

Zrobienie zdjęcia w aparatach cyfrowych polega na pomiarze jasności poszczególnych pikseli (punktów) matrycy, na którą pada światło przez obiektyw. Cała optyka właściwie nie uległa znacznym modyfikacjom w stosunku do fotografii tradycyjnej, tak więc jedyną różnicą jest forma utrwalenia obrazu.

Aparat cyfrowy (potocznie - cyfrak lub cyfrówka) to aparat fotograficzny, który rejestruje obraz w postaci cyfrowej (tzw. mapy bitowej). Układ optyczny tworzy obraz na przetworniku optoelektronicznym (CCD, CMOS - o tym dalej), a układ elektroniczny odczytuje informacje o obrazie i przetwarza na postać cyfrową. Dane w postaci cyfrowej są zapisywane w jednym z formatów zapisu obrazu - zazwyczaj JPEG, TIFF lub RAW (pisałem o nich w jednym z poprzednich artykułów) - w cyfrowej pamięci aparatu (w pamięci półprzewodnikowej lub na miniaturowym dysku magnetycznym lub optycznym). Najczęściej wykorzystywanymi pamięciami w aparatach cyfrowych są pamięci typu flash.

Typy aparatów cyfrowych

  • Aparaty kompaktowe

    Posiadają sensor światłoczuły o przekątnej mniejszej niż 10 mm i charakteryzują się niewielkimi rozmiarami, mniej więcej wielkości dłoni, a nawet zdarzają się modele jeszcze mniejsze - wielkości karty kredytowej, trochę od niej grubsze, ale niewiele. Postęp miniaturyzacji tych urządzeń jest naprawdę imponujący, a producenci cały czas pracują nad ich dalszym zmniejszaniem. O miniaturyzacji sprzętu fotograficznego pisaliśmy tutaj i tutaj.

    Nikon Coolpix S5
    Ultramały Nikon S5
  • Hybrydy

    Aparaty klasy prosumer, zwane potocznie „hybrydowymi” charakteryzuje w porównaniu do kompaktów lepsza jakość wykonania, matrycy oraz obiektywu, dodatkowo w pełni ręczne ustawienia parametrów. Niestety pozbawione są wielu istotnych cech lustrzanek. Mają stosunkowo dużą matrycę, przekątna której jest większa niż 10 mm, które znajdziemy w zwykłym kompakcie, oraz niewymienny obiektyw dobrej jakości. Przeważnie posiadają uchylny ekran podglądu LCD i są rozmiarami zbliżone do mniejszych DSLR.

    Sony R1
    Typowa hybryda - Sony R1
  • Lustrzanki cyfrowe

    (ang. DSLR, Digital Single Lens Reflex) - ich konstrukcja oparta jest na klasycznej lustrzance jednoobiektywowej gdzie błonę światłoczułą zastąpiła duża matryca, o rozmiarach porównywalnych z pojedynczą klatką filmu małoobrazkowego 24x36 mm. W wizjerze optycznym widoczny jest obraz padający na matówkę bezpośrednio z obiektywu aparatu poprzez uchylne lustro zasłaniające migawkę i matrycę. Kiedy robimy zdjęcie lustro się unosi a światło kierowane jest na matrycę. Istotnymi zaletami lustrzanek są: możliwość wymiany obiektywów, praca w wyższych czułościach z mniejszym zaszumieniem, prędkość autofocusa i pomiaru parametrów.

    Nikon - D40
    dSLR Nikon D40

Budowa lustranki

Schemat konstrukcji lustrzanki
Schemat budowy lustrzanki

W związku z tym, że lustrzanki dość istotnie różnią się w budowie od kompaktów, chciałbym Wam przybliżyć tę różnicę. Aparaty kompaktowe kierują światło padające w obiektyw bezpośrednio na matryce. W efekcie mamy podgląd na fotografowaną scenę na wyświetlaczu LCD. Wizjer jest układem dwóch szkiełek, który nadaje się jedynie do sprawdzenia kadrowanej sceny. W lustrzankach podgląd fotografowanej sceny jest niemożliwy, gdyż matrycę zasłania lustro i kieruje obraz do wizjera optycznego. W wizjerze mamy też wyświetlane parametry widocznej sceny, drabinkę jasności oraz ustawienia ekspozycji i nastawienia przesłony.

By być bardziej dokładnym: lustrzanka posiada wbudowane w korpus lustro, które kieruje światło padające przez obiektyw na matówkę, gdzie tworzy się obraz fotografowanego obiektu. Dalej światło kierowane jest przez pryzmat pentagonalny do wizjera. Podczas naciśnięcia spustu migawki lustro unosi się odsłaniając dostęp do matrycy. Poniżej ilustracja obrazująca schemat działania SLR.

Matryce w aparatach cyfrowych (CCD i CMOS)

Matryca CCD
Matryca CCD Matryca CMOS
Matryca CMOS

W aparatach cyfrowych występują 2 główne rodzaje przetworników optycznych: matryca CCD i matryca CMOS

Matryca CCD (Charge Coupled Device) jest układem elementów światłoczułych. Każdy z nich po zastosowaniu filtrów barwnych, odczytuje natężenie określonej szerokości spektrum światła w danym punkcie matrycy.

Dla każdego elementu światłoczułego dostajemy informację o wartości natężenia padającego na nie światła, w praktyce jest to informacja o jasności obserwowanej w danym punkcie barwy. Zazwyczaj poszczególne elementy matrycy mierzą ilość światła dla jednej ze składowych RGB, dlatego też na każdy piksel wynikowego obrazu w postaci bitmapy przypada pomiar z kompletu elementów światłoczułych. Następnie algorytmy mozaikowe zbierają wszystkie składowe i kompletują z nich obraz w postaci bitmapy. W 2002 r. firma Foveon opracowała matrycę X3, która potrafi zarejestrować każdą z trzech składowych koloru w każdym punkcie. Obecnie nie jest jeszcze szeroko wykorzystywana.

Matryca CMOS - ze względu na użycie bardziej rozpowszechnionej technologii jest tańsza w produkcji od CCD. Ma ona również mniejszy pobór mocy. Minusem CMOS jest to iż mają zazwyczaj mniejszą rozdzielczość i są mniej czułe (to znaczy działają tylko przy dobrym oświetleniu). Stosowane są zarówno w najtańszych (kamerki internetowe) jak i najdroższych aparatach cyfrowych (DSLR).

Zalety fotografii cyfrowej

  • Natychmiastowy podgląd zdjęcia bez czekania na wywołanie filmu. Jeśli zdjęcie jest nieudane, fotograf dowiaduje się o tym od razu i może spróbować ponownie.
  • Możliwość poprawienia bądź przekształcenia zdjęcia przed zrobieniem odbitek.
  • Płaci się jedynie za odbitki udanych zdjęć.
  • Małe koszty przechowywania dużej ilości zdjęć (jeśli pozostają w formacie cyfrowym, a nie jako odbitki).
  • Zdjęcia mogą być kopiowane z jednego nośnika na drugi bez utraty jakości.
  • Nie ma potrzeby skanowania zdjęć przed użyciem ich w komputerze.
  • Możliwość wydruku własnych zdjęć na drukarce, nawet bezpośrednio z aparatu.
  • Aparaty cyfrowe mogą być o wiele mniejsze od aparatów tradycyjnych o jednakowej jakości.
  • Możliwość dołączania do zdjęć dodatkowych danych (EXIF), takich jak data i czas wykonania zdjęcia, model aparatu, czas naświetlania, użycie lampy błyskowej itp. Ułatwia to przeglądanie i sortowanie zdjęć.
  • Profesjonalne aparaty oferują rozdzielczość porównywalną lub lepszą od aparatów tradycyjnych.

Aparaty cyfrowe stały się tak popularne, że podstawowe modele kosztują już około 500zł. Oferują one bazowe opcje, średniej jakości optykę, w zupełności wystarczające zwykłemu użytkownikowi. Dla osób, które cenią wygodę wyższe modele mają odchylane LCD, które pomaga przy kadrowaniu zdjęcia pod dziwnymi kątami (np. celując znad głowy ponad tłumem, czy bardzo nisko przy ziemi). Ci, którzy chcą aparat mieć zawsze przy sobie w kieszeni, sięgną po konstrukcje ultralekkie i wielkością przypominające puderniczkę. Natomiast osoby interesujące się fotografią na poważnie wybiorą półprofesjonalne lustrzanki.

Jak widać technika stojąca za kulisami, mogłoby się wydawać zwykłego urządzenia, jest niezwykle zaawansowana i złożona. Mnogość wyboru może przyprawić o zawrót głowy, a ceny co lepszych aparatów czy obiektywów potrafią zwalić z nóg nawet bardzo dobrze zarabiającą osobę. Pamiętajmy jednak, że zdjęcie zawsze robi człowiek za aparatem a nie sam aparat, który jedynie utrwala naszą wizję, zamysł lub chwilowy impuls. Nie dajmy się więc omamić megapikselowemu pędowi producentów sprzętu i przed wyborem aparatu dobrze pomyślmy do czego ma on nam posłużyć... ale o to już temat na inny artykuł.