ในอดีตที่ผ่านมายี่สิบปีที่ผ่านมากที่สุดของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่สำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการสร้างขึ้นรอบกระบวนการพื้นฐานที่เหมือนกัน: การแปลงข้อมูลอนาล็อกธรรมดา (แสดงโดยคลื่นความผันผวน) เป็นข้อมูลดิจิตอล (ข้อมูลไบนารีตัวแทนจากคนและศูนย์หรือบิต) . นี้การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในด้านเทคโนโลยีมีการเปลี่ยนแปลงวิธีการที่เราจัดการกับข้อมูลภาพและเสียง – มันนิยามใหม่สมบูรณ์สิ่งที่เป็นไป
กล้องดิจิตอลเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของการเปลี่ยนแปลงนี้เพราะมันเป็นไปอย่างแท้จริงแตกต่างจากรุ่นก่อน กล้องฟิล์มธรรมดาขึ้นอยู่กับกระบวนการทางเคมีและทางกล – คุณไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าใด ๆ ในการทำงานพวกเขานอกเหนือจากแฟลช บนมืออื่น ๆ , กล้องดิจิตอลทุกคนมีในตัวเครื่องคอมพิวเตอร์และทั้งหมดของพวกเขาบันทึกภาพด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์
วิธีการใหม่ได้รับความสำเร็จเป็นอย่างมาก ตั้งแต่ภาพยนตร์มักจะให้คุณภาพของภาพที่ดีขึ้น, กล้องดิจิตอลไม่ได้แทนที่กล้องธรรมดาอย่างสมบูรณ์ แต่เป็นเทคโนโลยีการถ่ายภาพดิจิตอลได้ดีขึ้นและราคาลดลงอย่างมาก, กล้องดิจิตอลได้กลายเป็นที่นิยมมากขึ้นอย่างรวดเร็ว
ในบทความนี้เราจะพบว่าสิ่งที่เกิดขึ้นภายในอุปกรณ์ดิจิตอลยุคเหล่านี้ที่น่าตื่นตาตื่นใจ
ความเข้าใจเบื้องต้น
สมมติว่าคุณต้องการที่จะใช้ภาพและ e-mail ไปให้เพื่อน การทำเช่นนี้คุณจะต้องภาพที่จะแสดงในภาษาที่คอมพิวเตอร์รับรู้ – บิตและไบต์หรือข้อมูลไบนารี โดยพื้นฐานแล้วภาพดิจิตอลเป็นเพียงสายยาวของ 1 และ 0 ที่เป็นตัวแทนของทุกจุดสีเล็ก ๆ – หรือพิกเซล – ที่เรียกให้ขึ้นภาพ หากคุณต้องการที่จะได้รับภาพในรูปแบบนี้คุณมีสองตัวเลือก:
1) คุณสามารถถ่ายภาพโดยใช้กล้องฟิล์มธรรมดาใช้ฟิล์มไปยังห้องปฏิบัติการการพัฒนาที่ประมวลผลภาพยนตร์เคมี, พิมพ์ลงบนกระดาษถ่ายภาพและจากนั้นวางภาพบนเครื่องสแกนดิจิตอลที่จะลิ้มลองพิมพ์ (บันทึกรูปแบบของ แสงเป็นชุดของค่าพิกเซล)
2) คุณโดยตรงสามารถลิ้มลองไฟเดิมที่ตีกลับปิดเรื่องของคุณทันทีหมดว่ารูปแบบแสงลงไปในชุดของค่าพิกเซล – ในคำอื่น ๆ ที่คุณสามารถใช้กล้องดิจิตอล
ในระดับพื้นฐานที่สุดที่นี้คือทั้งหมดที่มีให้กล้องดิจิตอล เช่นเดียวกับกล้องฟิล์มธรรมดาก็มีชุดของเลนส์ที่เน้นแสงเพื่อสร้างภาพของฉากอีกด้วย แต่แทนที่จะเน้นแสงนี้ลงบนแผ่นฟิล์มจะเน้นลงไปบนอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่บันทึกแสงด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์แล้วแบ่งนี้ลงข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์เป็นข้อมูลดิจิตอล ทั้งหมดที่สนุกและน่าสนใจคุณสมบัติของกล้องดิจิตอลมาเป็นผลโดยตรงของกระบวนการนี้
แทนที่จะฟิล์มกล้องดิจิตอลมีเซ็นเซอร์ที่แปลงไฟเข้าไปในค่าใช้จ่ายไฟฟ้า
เซ็นเซอร์รับภาพที่ใช้โดยกล้องดิจิตอลส่วนใหญ่เป็นค่าคู่อุปกรณ์ (CCD) กล้องบางคนใช้โลหะออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์เทคโนโลยีเสริม (CMOS) แทน ทั้งแบบ CCD และ CMOS เซ็นเซอร์ภาพแปลงไฟเป็นอิเล็กตรอน โดยไม่ได้รับมากเกินไปทางเทคนิคเป็นวิธีที่ง่ายที่จะคิดเกี่ยวกับการเซ็นเซอร์เหล่านี้คือการคิดของอาร์เรย์ 2 มิติของพันหรือล้านของเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็ก
เมื่อเซ็นเซอร์แปลงไฟเป็นอิเล็กตรอนก็อ่านค่า (ค่าใช้จ่ายสะสม) ของแต่ละเซลล์ในภาพ ซึ่งเป็นที่ที่แตกต่างระหว่างสองชนิดเซ็นเซอร์หลักกลายเป็นปัจจัย:
สำเนาลำเลียงค่าใช้จ่ายทั่วชิปและอ่านมันในมุมใดมุมหนึ่งของอาร์เรย์ อะนาล็อกเป็นดิจิตอล Converter (ADC) จากนั้นก็หันค่าแต่ละพิกเซลเป็นค่าดิจิตอลโดยการวัดปริมาณของค่าใช้จ่ายในแต่ละ photosite และแปลงวัดที่รูปแบบไบนารี เซ็นเซอร์ CCD สร้างที่มีคุณภาพสูงภาพเสียงรบกวนต่ำ เซ็นเซอร์ CCD ได้รับการผลิตมวลสำหรับระยะเวลานานของเวลาเพื่อให้พวกเขามีความเป็นผู้ใหญ่มากขึ้น พวกเขามีแนวโน้มที่จะมีพิกเซลคุณภาพสูงขึ้นของพวกเขา
อุปกรณ์ CMOS ใช้หลายทรานซิสเตอร์ที่แต่ละพิกเซลเพื่อขยายและย้ายค่าใช้จ่ายโดยใช้สายสามัญ สัญญาณ CMOS ดิจิตอลดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้อง ADC เพราะพิกเซลบนเซ็นเซอร์ CMOS แต่ละคนมีหลายทรานซิสเตอร์อยู่ติดกับมันไวแสงของชิป CMOS ต่ำ (หลายโฟตอนตีทรานซิสเตอร์แทนของโฟโตไดโอดได้.) เซ็นเซอร์ CMOS แบบดั้งเดิมที่ใช้พลังงานน้อย CCDs บนมืออื่น ๆ ที่ใช้กระบวนการที่กินจำนวนมากของการใช้พลังงาน
มติ
จำนวนเงินของรายละเอียดที่กล้องจับภาพสามารถที่เรียกว่าความละเอียดและมันเป็นวัดในพิกเซล พิกเซลมากขึ้นกล้องมีรายละเอียดมากขึ้นก็สามารถจับภาพและภาพที่มีขนาดใหญ่สามารถจะไม่กลายเป็นเบลอหรือ “เม็ดเล็ก ๆ .” ระดับไฮเอนด์ของผู้บริโภคกล้องสามารถจับภาพกว่า 12 ล้านพิกเซล บางกล้องมืออาชีพสนับสนุนกว่า 16 ล้านพิกเซลหรือ 20 ล้านพิกเซลสำหรับกล้องขนาดใหญ่รูปแบบ สำหรับการเปรียบเทียบ Hewlett Packard ประมาณการว่าคุณภาพของฟิล์ม 35 มมคือประมาณ 20 ล้านพิกเซล
แสงและโฟกัส
เช่นเดียวกับฟิล์มกล้องดิจิตอลที่มีการควบคุมปริมาณของแสงที่มาถึงเซ็นเซอร์ สององค์ประกอบที่ใช้ในการทำเช่นนี้รูรับแสงและความเร็วชัตเตอร์นอกจากนี้ยังมีอยู่บนกล้องธรรมดา
รูรับแสง: ขนาดของการเปิดตัวในกล้อง รูรับแสงเป็นไปโดยอัตโนมัติในกล้องดิจิตอลมากที่สุด แต่บางอนุญาตให้ปรับใช้เพื่อให้มืออาชีพและมือสมัครเล่นควบคุมที่มากกว่าภาพสุดท้าย
ความเร็วชัตเตอร์: ระยะเวลาที่ว่าแสงสามารถผ่านรูรับแสง ซึ่งแตกต่างจากฟิล์มเซ็นเซอร์วัดแสงในกล้องดิจิตอลสามารถตั้งค่าระบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้กล้องดิจิตอลมีชัตเตอร์ดิจิตอลมากกว่าชัตเตอร์กล
ทั้งสองด้านทำงานร่วมกันเพื่อจับปริมาณของแสงที่จำเป็นที่จะทำให้ภาพลักษณ์ที่ดี ในแง่การถ่ายภาพพวกเขาตั้งการสัมผัสของเซ็นเซอร์