عکس ، عکاس ، دوربین دیجیتال

(( عکس ، عکاس ، دوربین دیجیتال ))

اصول کار دوربین های دیجیتال

امروزه تولید کنندگان دوربین های دیجیتال سر و صدای زیادی به راه انداخته اند. گسترش روزافزون نیاز به وسایل تهیه و انتشار اطلاعات تجاری سریع، گسترش وحشتناک وب و اشتهای سیری ناپذیر آن به اطلاعات تصویری و تولید و در دسترس قرار گرفتن پرینترهای دارای کیفیت بالا دوربین های دیجیتال را به یک وسیله اغوا کننده بدل کرده است.
این عوامل به اضافه افزایش روزافزون کیفیت تصاویر و در عین حال کاهش قیمت، می رود که دوربین دیجیتال را به یک وسیله خانگی و تجاری ضروری در کنار کامپیوترهای شخصی تبدیل نماید.
از لحاظ اصولی، دوربین های دیجیتال بسیار شبیه به دوربین های عکاسی دارای فیلم می باشند. این دوربین ها همانند دوربین های معمولی دارای یک منظره یاب، لنز برای کانونی کردن تصویر بر روی یک وسیله حساس به نور، وسیله ای برای نگهداری و انتقال چند تصویر گرفته شده در دوربین و یک جعبه در بر گیرنده تمام این تجهیزات می باشد. در یک دوربین معمولی فیلم حساس به نور تصویر را ذخیره می سازد و بعد از عملیات شیمیایی برای نگهداری تصویر از آن استفاده می‌شود. در حالی که در دوربین دیجیتال این کار با استفاده از ترکیبی از تکنولوزی پیشرفته سنسور (حساسه) تصویر و ذخیره در حافظه انجام میگیرد و اجازه میدهد که تصاویر در شکل دیجیتال گرفته شوند و به سرعت بدون نیاز به عملیات خاصی (نظیر عملیات شیمیایی بر روی فیلم ) در دسترس باشند.
گرچه اصول کلی این دوربین ها نظیر دوربین های فیلمی هستند، نحوه کار داخل این دوربین ها کاملا متفاوت می باشد. در این دوربین ها تصویر توسط یک سنسور CCD (Charged Coupled Device) یا یک CMOS (Complementary Metal-oxide Semiconductor) گرفته می شود. (CCD بصورت ردیفها و ستونهایی از سنسورهای نقطه ای نور هستند که هر چه تعداد این نقاط بیشتر و فشرده تر باشد، تصویر دارای دقت بالاتری است) هر سنسور نور را به ولتاژی متناسب با درخشندگی نور تبدیل کرده و آن را به بخش تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال ADC (Analog to Digital Converter) می فرستد که در آنجا نوسانات دریافتی از CCD به کدهای مجزای باینری (عددهای مبنای دو بصورت صفر و یک) تبدیل می‌شود. خروجی دیجیتال ADC به یک پردازنده سیگنال های دیجیتال DSP (Digital Signal Processor) فرستاده می شود که کنتراست و جزئیات تصویر در آن تنظیم می شود و قبل از فرستادن تصویر به حافظه برای ذخیره تصویر، آن را فشرده می کند. هر چه نور درخشنده تر باشد، ولتاژ بالاتری تولید شده و در نتیجه پیکسل های کامپیوتری روشنتری را ایجاد می کند. هر چه تعداد این سنسورها که بصورت نقطه هستند بیشتر باشد، وضوح تصویر به دست آمده بیشتر است و جزئیات بیشتری از تصویر گرفته می شود.
تمام این پروسه، پروسه ای هماهنگ با محیط زیست می باشد. سنسورهای CCD یا CMOS در تمام مدت عمر دوربین در جای خود ثابت بوده و بدون نیاز به تعویض کار می‌کنند. ضمنا به علت عدم وجود قطعات متحرک عمر دوربین بسیار بیشتر می‌شود.

کیفیت تصویر دوربین های دیجیتال

کیفیت تصویر یک دوربین دیجیتال به عوامل مختلفی از جمله کیفیت اپتیکی لنز و تراشه گرفتن تصویر، الگوریتم های فشرده سازی و سایر قطعات موجود در دوربین بستگی دارد. هرچند مهمترین عامل تعیین کننده کیفیت تصویر وضوح (Resolution) CCDآن است. هر چه تعداد پیکسل های آن بیشتر باشد، وضوح بیشتری دارد و بنابر جزئیات بیشتری را می تواند در تصویر ثبت نماید.
در سال 1997 وضوح دوربین های دیجیتال معمولی در حدود 460*480 پیکسل بود. یک سال بعد روش های ساخت بهبود یافت و تکنولوژی در عین ناباوری، دوربین های مگاپیکسلی با وضوح 1024*768 یا حتی 1536*1024 را با همان قیمت عرضه نمود. دراوایل 1999 وضوح دوربین ها به 1536*1024 و تا اواسط سال به 1800*1200 رسید. یک سال بعد پیشرفت بی امان مگاپیکسل ها قلعه 3 مگاپیکسل را تسخیر کرد و به وضوح 3.34 مگاپیکسل که قادر به گرفتن عکسی با وضوح 2048*1536 پیکسل بود، رسید. اولین مدل مصرفی دوربین های 4 مگاپیکسلی در میانه سال 2001 با وضوح تصویر 2240*1680 پیکسل پدیدار گشت.
در این سطح از وضوح دیگر تعداد پیکسل ها به عنوان مهمترین مساله در تعیین کیفیت مطرح نیست و مساله ای که اهیمیت بالاتری می یابد کیفیت تصاویر است، یعنی اطلاعات جمع آوری شده توسط CCD با چه دقت و کیفیتی به ADC انتقال می یابد.
کیفیت پروسه مدیریت رنگ CCDها دیگر عامل مهم در کیفیت بوده و یکی از دلایل اولیه تفاوت در تصویر خروجی دوربین های مختلف با CCDهای یکسان از لحاظ تعداد پیکسل است. این پروسه نباید تحت تاثیر روش میان یابی که تولید کنندگان برای تولید فایل Bitmap با وضوح بیشتر از وضوح اپتیکال بکار میبرند، قرار بگیرد. این روش که به آن Resampling می گویند با استفاده از اطلاعاتی که از قبل موجود است پیکسل ها را زیاد می کنند و گرچه وضوح موثر را افزایش می دهند، این کار منجر به کم شدن دقت (Sharpness) و کنتراست تصویر می شود. این روش با کمی کردن پیکسل ها و کیفی کردن آنها بر اساس ویژگی هایی که دارا می باشند انجام می شود. بعضی دوربین ها بجای روش استاندارد میان یابی، که پیکسلها برای تولید تصویر بزرگتر کپی و paste می شوند، از نرم افزاری با تکنیک های بزرگ کردن تصویر که نتیجه بهتری از میان یابی مرسوم به دست می دهد، استفاده می کنند. در این روش، پیکسلهای کپی و paste شده، بر اساس جایی که نرم افزار بزرگ کردن تصویر تشخیص دهد که باید خط، شکل، طرح pattern و یا کانتور خاصی را برای ایجاد تصویر بزرگتر ایجاد نمایند، تغییر می کنند.
دیگر عامل محدود کننده کیفیت[ روش های فشرده سازی تصویر است که در بسیاری از دوربین های دیجیتال برای ایجاد امکان نگهداری تعداد بیشتری عکس در حافظه بکار گرفته می شود. بعضی از دوربین های دیجیتال تصاویر را در فرمتی مختص به خودشان نگه می دارند که برای دستیابی به آنها به نرم افزار ویژه ای که توسط تولید کنندگان عرضه می شود نیاز می باشد، اما بیشتر دوربین های دیجیتال تصاویر را در فرمتهای استاندارد JPEG یا FLASHPix که استاندارد سنعت می باشد و در بیشتر نرم افزارهای گرافیکی قابل استفاده می باشد، نگه می دارند. استفاده از یک روش فشرده سازی بد یا فشرده سازی بیش از حد باعث افت کیفیت تصویر می شود. بهر حال، بسیاری از دوربین ها امکان تنظیم نوع فشرده سازی را برای کاربر فراهم کرده و به کاربر اجازه می دهد که بین کیفیت تصویر و ظرفیت تصویر، حالت مورد نظر خود را انتخاب نماید، حتی کاربر می تواند از تصویر بدون هیچ گونه فشرده سازی RAW برای داشتن بهترین کیفیت ممکن استفاده نماید.

آشنائی با CCD

CCD قلب دوربین های دیجیتال بوده و جای شاتر و هم فیلم را در دوربین های معمولی می گیرد. ظهور این تکنولوژی به سال 1960، زمانی که تلاش برای تولید حافظه های ارزان و در مقیاس بالا در حال انجام بود بر می‌گردد. در ابتدا استفاده از این تکنولوژی برای گرفتن تصویر به مخیله دانشمندانی که بر روی آن کار می کردند نیز خطور نمی کرد.
در سال 1969، Willard Boyle و George Smith از CCD برای نگهداری اطلاعات استفاده کردند. اولین CCD مربوط به تصویر برداری به فرمت 100 * 100 پیکسل، در سال 1974 توسط شرکت Faichild Electronics تولید گردید. در سال‌ بعد این وسیله در دوربین های تلویزیونی برای رسانه های تجاری و بعدا در تلسکوپ ها و وسایل تصویر برداری پزشکی مورد استفاده قرار گرفت. مدتها پس از این زمان بود که CCD در دوربین های دیجیتالی مورد استفاده عموم به فروشگاههای خیابانی راه پیدا نماید.
این وسیله نظیر چشم انسان ولی بصورت الکترونیکی کار می‌نماید. هر CCD از میلیونها سلول بنام فتوسایت یا فتودیود تشکیل شده است. این نقاط در واقع سنسورهای حساس به نوری هستند که اطلاعات نوری را به یک شارژ الکتریکی تبدیل می‌نمایند. وقتی اجزای نور که فتون نامیده می شود وارد بدنه سیلیکون فتوسایت می شود، انرژی کافی برای آزادسازی الکترونهایی که با بار منفی شارژ شده اند ایجاد می‌ گردد. هر چه نور بیشتری وارد فتوسایت شود، الکترونهای بیشتری آزاد می شود. هر فتوسایت دارای یک اتصال الکتریکی می باشد که وقتی ولتاژی به آن اعمال می شود، سیلیکون زیر آن پذیرای الکترونهای آزاد شده می شود و همانند یک خازن برای آن عمل می کند. بنابر این هر فتوسایت دارای یک شارژ ویژه خود می باشد که هر چه بیشتر باشد، پیکسل روشنتری را ایجاد می کند.
مرحله بعدی در این فرآیند بازخوانی و ثبت اطلاعات موجود در این نقاط است. وقتی که شارژ به این نقاط وارد و خارج می شود، اطلاعات درون آنها حذف می شود و از آنجایی که شارژ هر ردیف با ردیف دیگر کوپل می شود، مثل اینست که اطلاعات هر ردیف پشت ردیف قبلی چیده شود. سپس سیگنال ها در حد امکان بدون نویز وارد تقویت کننده شده و سپس وارد ADC می شوند.
فتوسایت های روی یک CCD فقط به نور حساسیت نشان می دهند، نه به رنگ. رنگ با استفاده از فیلترهای قرمز – سبز و آبی که روی هر پیکسل گذارده شده است شناسایی می شود. برای اینکه CCD از چشم انسان تقلید کند، نسبت فیلترهای سبز دو برابر فیلترهای قرمز و آبی است. این بخاطر اینست که چشم انسان به رنگهای زرد و سبز حساس تر است. چون هر پیکسل تنها یک رنگ را شناسایی می کند، رنگ واقعی (True Color) با استفاده از متوسط گیری شدت نور اطراف پیکسل که به میان یابی رنگ مشهور است، ایجاد می شود.
جدیدا فوجی فیلم در طراحی CCD دست به ابداع جالبی زده است. این شرکت بجای استفاده از آرایش مربعی برای فتوسایت ها، از فتوسایت های کاملا متفاوت هشت ضلعی بزرگتری که در ردیفهایی با زاویه 45 درجه مرتب شده اند استفاده کرده است. با این کار مشکل نویزهای سیگنال که برای فشردگی فتوسایتها بر روی CCD محدودیت ایجاد می کرد حل شده است. با این کار رنگهایی واقعی تر و محدوده دینامیکی وسیعتر و حساسیت به نور بالاتر به دست می آید که نتیجه آن عکس های دیجیتالی شارپ تر و با رنگهای جذاب تر می باشد.

آشنائی با CMOS

در سال 1998 سنسورهای CMOS بعنوان تکنولوژی ثبت تصویر جایگزین برای CCD ابداع گردید. تکنولوژی مورد استفاده در ساخت CMOS همان تکنولوژی است که در سراسر جهان برای ساخت میلیونها ریزپردازنده و حافظه مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجا که روی این تکنولوژی کار زیادی صورت گرفته و تولید آن در حجم انبوه می باشد، ساخت چیپ های CMOS نسبت به CCD ارزانتر در می آید.
دیگر مزیت این سنسورها نسبت به CCD اینست که توان مصرفی آنها پایینتر می باشد. بعلاوه، در حالی که CCD تنها برای ثبت شدت نوری که بر روی هر یک از صدها هزار نقاط نمونه برداری می افتد کاربرد دارد، می توان از CMOS برای منظورهای دیگر، نظیر تبدیل آنالوگ به دیجیتال، پردازش سیگنال های لود شده، تنظیم رنگ سفید (white Balance) ، و کنترل های دوربین و ... استفاده نمود. همچنین می توان تراکم نقاط و عمق بیتی تصویر را به راحتی بدون افزایش بیش از اندازه قیمت، بالا برد.
بخاطر این مزیتها و سایر مزایا، بسیاری از تحلیل گران صنایع اعتقاد دارند که نهایتا تمام دوربین های معمولی دیجیتال از CMOS استفاده خواهند نمود و CCD فقط در دوربین های حرفه ای و گرانقیمت بکار خواهد رفت. در این تکنولوژی مشکلاتی از قبیل تصاویر دارای نویز و عدم توانایی در گرفتن عکس از موضوعات متحرک وجود دارد که امروزه با رفع این مشکلات، CMOS در حال رسیدن به برابری با CCD می باشد. (این تکنولوژی تا جایی پیش رفته که هم اکنون در قویترین دوربین حرفه ای Canon بنام EOS-1Ds با بیش از 11 مگاپیکسل وضوح از این سنسور استفاده شده است- مولف)
تا بحال سنسورهای تصویر CMOS با استفاده از تکنولوژی 0.35 تا 0.5 میکرونی ساخته شده اند و چشم انداز آینده آن استفاده از تکنولوژی 0.25 میکرون می باشد. سنسور Faveon با 16.8 مگاپیکسل (یعنی قدرت ایجاد تصاویری با وضوح 4096*4096 پیکسل) اولین سنسوری است که با استفاده از تکنولوژی 0.18 میکرون ساخته شده است و یک پرش بزرگ را در صنعت ساخت سنسور تصویر CMOS ینام خود ثبت نموده است. استفاده از تکنولوژی 0.18 میکرون امکان استفاده از تعداد بیشتری از پیکسل ها را در فضای فیزیکی معین فراهم کرده و بنابر این سنسوری با وضوح بالاتر به دست می‌آید. ( لازم به ذکر است چون از لحاظ فیزیکی تصویر ایجاد شده توسط لنز تصویری پیوسته بوده و بدون هیچگونه نقطه و ناپیوستگی می باشد، هر چه بتوان پیکسلهای سنسور را کوچک تر نمود و تعداد بیشتری از آنها را در ناحیه تشکیل تصویر قرار داد، می توان عکسی با وضوح بالاتر و نزدیکتر به تصویرحقیقی گرفت – مولف) ترانزیستورهای ساخته شده با استفاده از تکنولوژی 0.18 میکرون کوچکتر بوده و فضای زیادی از ناحیه سنسور را اشغال نمی کنند که می توان از این فضا برای تشخیص نور استفاده نمود. این فضا بطور کارآمدی، امکان طراحی سنسوری را که دارای پیکسل های هوشمندتری بوده، و در حین عکس برداری تواناییهای جدیدی را بدون قربانی کردن حساسیت نوری به دوربین می دهد، فراهم می کند.
با استفاده از این تکنولوژی 70 میلیون ترانزیستور و 4096*4096 سنسور، فقط در فضایی برابر با 22mm*22mm قرار داده می شود و سرعت ISO آن برابر با 100 بوده و محدوده دینامیکی آن 10 استپ است!! انتظار میرود، بعد از 18 ماه از تولید این سنسور استفاده از آن در وسایل حرفه ای نظیر اسکنرها، وسایل تصویری پزشکی ، اسکن پرونده ه و آرشیو موزه ها شروع شود. در آینده ای طولانی تر، انتظار می رود که این تکنولوژی بطور وسیعی در وسایل معمولی موجود در بازار استفاده گردد.

تکنولوژی PIM

در سال 1998 "انجمن صنایع عکاسی" که بیشتر سازندگان دوربین های دیجیتال عضو آن هستند، یک سری استانداردها به نام رویه طراحی برای سیستم فایل دوربین DCF(Design rule for Camera File system) ارائه نمود. در این استانداردها پارامترهای رنگی تصاویر دوربین های دیجیتال که در محدوده رنگی مورد قبول در اینترنت و مانیتورهای کامپیوتر قرار داشت تعریف گردید. محدوده رنگی که برای تصاویر دوربین های دیجیتال مشخص گردید همان سیستم رنگی sRGB بود که در اواسط دهه 1990 اساس آن توسط شرکت میکروسافت و هولت پاکارد توسعه داده شده بود. استفاده از این فرمت رنگی مستلزم این بود که پس از گرفتن عکس ، رنگهای موجود در تصاویر بگونه ای توسط دوربین خلاصه و تنظیم شده تا در محدوده مشخص شده توسط این سیستم رنگی گنجانده شود.
کارآمدی استاندارد رنگی DCF تا اوایل هزاره جدید به اندازه کافی خوب بود. ولی تا آن زمان نیز محدوده رنگی sRGB حتی در پرینترهای نه چندان گرانقیمت، از وسعت و غنای رنگی قابل دستیابی توسط پرینتر پایین تر بود. بنابر این کاربر از دقت رنگی موجود در پرینتر خود بهره کافی را نمی برد.
در اوائل سال 2001 اپسون راه حلی را برای این مشکل یافت و آن تکنولوژی تطبیق با پرینت تصویر PIM(Print Image Matching) بود. PIM در محدوده ساختار DCF کار می کند، ولی به پرینتری که دارای بازه رنگی وسیعتری است، اجازه می دهد که محدوده بزرگتری از رنگها را که توسط دوربین دیجیتال گرفته شده است، چاپ نماید. برای این کار، دوربین دیجیتال باید اطلاعات کامل رنگهای تصویر را قبل از تبدیل به استاندارد DCF ضبط نماید. وقتی خروجی تصویر برای چاپ به پرینتر می رود، نرم افزار PIM پرینتر داده های PIM متصل شده به تصویر را می خواند و پرینتر برای بازسازی تصویر از این اطلاعات استفاده می نماید. PIM با عملکرد عادی دوربین تداخلی ایجاد نمی نماید. بخصوص تاثیری بر روی پردازش تصویر و زمان عکسبرداری ندارد. در واقع کاربر در صورتی که به PIM (در واقع پرینت گرفتن عکس و یا استفاده از آن در نرم افزاری خاص) نیازی ندارد می تواند آن را Off نماید. در این صورت اگر این تصویر به نرم افزار یا پرینتری که به اطلاعات PIM نیاز دارد فرستاده شود، اتفاق خاصی روی نمی دهد و به سادگی از آن صرف نظر می شود. PIM یک استاندارد باز و و در عین حال تطبیق پذیر است. باز از این نظر که هر سازنده پرینتری با گرفتن جواز استفاده از این استاندارد می تواند از آن استفاده نماید و تطبیق پذیر از این لحاظ که این استاندارد با پیشرفت CCDها و پرینترها قابلیت بهبود و پیشرفت و بالا بردن کیفیت تصاویر چاپی در آینده را دارا می باشد. استفاده از این تکنولوژی، نشاندهنده چشم انداز روشنی برای بکارگیری "گزینه های بهبود تصویر توسط کاربر" در دروبین های آینده برای بهبود کنترل بر مواردی چون کنتراست، توازن رنگ، نقاط روشن و تیره، درخشندگی، سچوریشن، و دقت تصویر می باشد.
امروز برایتان عکسی دارم از :jaaphart که با دوربین دیجیتال گرفته نشده است. این نشان می دهد که دوربین های دیجیتال هنوز رقبای قدیمی سرسختی دارند.

تکنولوژی X3

در سال 2002 وقتی شرکت Foveon بعد از پنج سال تحقیق و توسعه، یک سنسور تصویری جدید را که ادعا می شد قادر به رسیدن به کیفیت فیلم های 35mm است عرضه نمود، چشم انداز دوربین های دیجیتال قابل رقابت با کیفیت دوربین های فیلمی تا حد زیادی روشن گردید.

در دوربین های دیجیتال معمولی فیلترهای رنگی با الگوی موزائیکی بر روی یک لایه تکی از حسگرهای نوری قرار گرفته اند. فیلترها فقط به یک طول موج از نور – قرمز، سبز یا آبی – اجازه عبور و رسیدن به پیکسل سنسور را داده و فقط یک رنگ در هر نقطه ثبت می گردد. در نتیجه سنسور تصویر فقط 50% رنگ سبز و 25% از هر کدام از رنگهای قرمز و آبی را ثبت می نماید.

این روش ایرادی ذاتی داشت که بستگی به تعداد پیکسل های روی سنسور تصویر نداشت. بعنی بهر حال چون این سنسور یک سوم رنگ ها را تشخیص می دهد، مابقی رنگها می بایست با استفاده از یک الگوریتم پیچیده و زمانبر میان یابی می شد. این کار نه تنها عملکرد دوربین را کند می سازد، بلکه باعث ایجاد رنگ مصنوعی در تصویر و از دست رفتن جزئیات تصویر می گردد. بعضی از دوربین ها برای حل مشکل مصنوعی شدن رنگها، تصویر را به طور عمدی اندکی مات می کنند.

سنسور تصویر جدید Foveon که از نوع CMOS می باشد و از تکنولوژی انقلابی این شرکت یعنی X3 استفاده می نماید، در هر پیکسل از سنسور سه برابر اطلاعات بیشتر از دوربین های مدرن با تعداد پیکسلهای مساوی ثبت می نماید. سنسورهای تصویر X3 این کار را با استفاده از سه لایه از تشخیص دهنده های نور که در سیلیکون جاسازی شده اند انجام می دهند. لایه ها به گونه ای قرار گرفته اند تا از این خاصیت سیلیکون که در عمقهای مختلف رنگهای متفاوتی از نور را تشخیص می دهد استفاده نمایند. بنابر این در یک لایه رنگ قرمز ، در دیگری سبز و لایه بعدی آبی ثبت می شود. این بدان معنی است که برای هر پیکسل در سنسورهای X3، انباره ای (Stack) برای سه تشخیص دهنده نور وجود دارد. نتیجه سنسوری می شود که قادر است در هر پیکسل هر سه رنگ قرمز، سبز و آبی را تشخیص دهد و در نتیجه به عنوان اولین سنسور تصویر دیجیتال تمام رنگی دنیا معرفی گردد.
تکنولوژی X3 شرکت Foveon نه تنها به تصاویر بهتری منجر می شود، بلکه دوربین های بهتری را نیز به وجود خواهد آورد. درواقع، با این تکنولوژی نوع جدیدی از دوربین ها به وجود خواهد آمد که به آرامی مرز میان دوربین های عکاسی و فیلمبرداری را بر خواهد داشت بدون اینکه کیفیت هیچکدام از وظایف دوربین افت نماید. چون سنسورهای تصویری X3 تمام رنگها را در هر نقطه ثبت می نماید، این پیکسلها را می توان برای ایجاد سوپر پیکسلهای بزرگ و تمام رنگی با هم در یک گروه قرار داد. این قابلیت که به نام (VPS:Variable Pixcel Sizing) شناخته می شود از جمله دیگر "اولین"های عکاسی دیجیتال به حساب می آید.

با VPS می توان سیگنالهای رسیده از یک گروه پیکسل را به گونه ای با هم ادغام نمود که دوربین آنها را به عنوان یک داده تکی بخواند. مثلا یک سنسور تصویر 1500*2300 بیش از 3.4 میلیون پیکسل دارد. اما اگر از تکنولوژی VPS برای گروه بندی پیکسلها در بلوک های 4*4 استفاده شود، مثل اینست که سنسور تصویر دارای 375*575 پیکسل است که هر پیکسل 16 برابر بزرگتر از پیکسل معمولی است. اندازه و ترکیب بندی گروه پیکسل ها متغیر است، مثلا 2*2 ، 4*4، یا 5*3 و غیره و این گروه ها با استفاده از مدارهای پیچیده ای که با سنسورهای تصویری X3 Foveon درآمیخته اند کنترل می شود.
گروه بندی پیکسلهای کوچکتر در پیکسلهای بزرگتر نسبت سیگنال به نویز را زیاد می کند. این قابلیت امکان گرفتن عکس های تمام رنگی در شرایط نور کم با نویز پایین را فراهم می آورد. استفاده از VPS برای کاهش تعداد پیکسلهایی که باید دوربین بخواند، باعث افزایش شرعت فریم های سنسور و در نتیجه افزایش سرعت عکس برداری در ثانیه دوربین FPS خواهد شد. این افزایش سرعت و حساسیت منافع دیگری در بر دارد که از آن جمله به بهبود سیستم فوکوس دوربین می توان اشاره کرد.
ضمنا VPS امکان انتخاب مد عکاسی با کیفیت بالا یا فیلم برداری با کیفیت عالی را فراهم کرده و اولین دوربین های دو کاره فیلم برداری – عکاسی بوجود خواهد آمد. تا کنون دوربین ها یی که هر دو کار عکاسی و فیلم برداری را انجام می دهند مجبورند کارایی یک بخش را فدای کیفیت بخش دیگر نمایند. مثلا عکس دوربین های فیلم برداری کیفیت مناسبی ندارد و بالعکس فیلم گرفته شده با دوربین های عکاسی دیجیتال تعریفی ندارد. طراحی منحصر بفرد سنسورهای تصویری X3 Foveon امکان انجام هر دو وظیفه به نحو احسن را فراهم نموده است. دوربین Sigam SD9 با سنسور 3.4 مگاپیکسلی اولین دوربین SLR بود که از این تکنولوژی استفاده کرد.
مطالب بیشتر در مورد این تکنولوژی را در سایت شرکت Foveon بخوانید.

حساسیت (ISO) و نویز در عکاسی دیجیتال

شاخص ISO در دوربین دیجیتال نشانگر حساسیت حسگر دوربین نسبت به نور است.مقدار ISO کم نشانه حساسیت کم و مقدار ISO بالا معرف حساسیت زیاد است.تقریبا در تمام دوربین های دیجیتال ، چه انواع ارزان و چه انواع گرانقیمت ، با افزایش ISO کیفیت تصویر کاهش پیدا می کند. هر چه قدر حساسیت بالا تر باشد ، نویز تصویر نیز افزایش پیدا می کند.مثل رادیو که با زیاد کردن ولوم صدا نویز صدا نیز بیشتر می شود.
با کاهش مقدار ISO نویز تصویر کاهش می یابد ، تصویر واضحتر و احتیاج به نور بیشتر خواهد شد (و در نتیجه بایستی از دیافراگم بازتر یا سرعتهای پایین شاتر استفاده کرد).
با افزایش مقدار ISO ،نویز تصویر بیشتر ، جزئیات تصویر کمتر می شود ولی نیاز به نور کمتر خواهد شد.( استفاده از دیافراگم کوچکتر و یا سرعتهای بالای شاتر امکان پذیر میگردد)
معمولا باید بر اساس دو عامل زیر مقدار ISO را انتخاب کرد:
- نور محیط
- سرعت مورد نیاز شاتر برای گرفتن عکس
گاه نیاز به یک اندازه خاص دیافراگم نیز در امر انتخاب ، دخیل است اما اهمیت این عامل سوم نسبت به دو عامل اول ، در تصمیم برای استفاده از ISO بالا ، کمتر است.
باید همواره به خاطر سپرد که برای گرفتن عکس در حداکثر کیفیت ممکن ، باید از کمترین مقدار ممکن ISO استفاده کرد:مثلا برای گرفتن عکس از یک موضوع متحرک در یک روز ابری، مجبوریم که از سرعتهای بالاتر از 125/1 استفاده کنیم.اما حتی با بیشترین اندازه دیافراگم نیز مقدار نور کافی نخواهد بود.در این مورد تنها راه ممکن ، افزایش حساسیت دوربین است تا بتوان از سرعتهای بالاتر شاتر استفاده کرد و از موضوع متحرک عکس گرفت.
هرگونه افزایش مقدار ISO باید تدریجی باشد.افزایش دادن ناگهانیISO به حداکثر میزان ممکن در مواردی نظیر مثال فوق ، از لحاظ عکاسی قابل قبول نیست.بایستی مرحله به مرحله مقدار حساسیت را افزایش داد تا هنگامیکه سرعت مورد نیاز شاتر بدست آید.این روش ، نویز عکس را به حداقل ممکن خواهد رساند.

نویز و حساسیت وابستگی زیادی به یکدیگر دارند.با افزایش حساسیت، نویزابتدا در مناطق تیره عکس و سپس در مناطقی که رنگهای نسبتا یکنواختی دارند، ظاهر می شود.

قسمتی از تصویر فوق را انتخاب کرده ایم که اولا نسبتا در مناطق سایه دار عکس است و ثانیا در ناحیه مرکری فوکوس بوده و طبعا توجه بیشتری را به خود جلب می کند.
حالا اثرات تغییر ISO را در آن ناحیه بررسی می کنیم:

50 ISO

shutter speed: 1/5 aperture: f3.2

100 ISO
shutter speed: 1/10 aperture: f3.2

200 ISO
shutter speed: 1/20 aperture: f3.2

400 ISO
shutter speed: 1/40 aperture: f3.2

مشاهده می شود که با یک مقدار ثابت دیافراگم ( 2/3) ، افزایش حساسیت منجر به افزایش سرعت شاتر از 5/1 به 40/1 ثانیه شده است.از لحاظ عملی این موضوع بسیار مفید است چرا که با سرعت 5/1 بایستی از سه پایه استفاده کنیم اما وقتی ISO را به 400 می رسانیم ، می توان با سرعت 40/1 ثانیه و بدون سه پایه عکس گرفت.اگر موضوع مورد نظر روشنتر باشد همین افزایش در سرعتهای بالاتر شاتر رخ می دهد(مثلا از 50/1 به 500/1).
در مثال فوق با افزایش حساسیت، میزان نویز در مناطق سایه دار عکس ، جلب توجه می کند.اما در مناطقی که نور بیشتری دارند ، افزایش نویز کمتر است.مثل مناطقی که در حد فاصل نواحی روشن و تاریک قرار دارند.(مربع زرد در شکل زیر).به عبارت دیگر هرچه نور بیشتر باشد، اثر نویز کمتر خواهد بود.

50 ISO

100 ISO

200 ISO

ISO300

ISO400

همانگونه که مشاهده می شود ، میزان افزایش نویز در این منطقه عکس کمتر است.در این مثال مقدار ISO معادل 200 کاملا قابل استفاده است چرا که از یک سو باعث افزایش 4 برابر در سرعت شاتر شده است و از سوی دیگر کیفیت عکس نیز نسبتا خوب است. این موضوع مهم ( یعنی نویز کمتر در نواحی پر نور )در مورد عکسهایی که در نور طبیعی خورشید گرفته شوند ، بیشتر نمود پیدا میکند. در عکس زیر ،گل در نور طبیعی خورشید قرار دارد. در مورد چنین موضوعی که زیر نور طبیعی قرار دارد،میتوان بدون افزایش نویز،میزان ISO را افزایش داد و با سرعتهای بالای شاتر عکس گرفت.

100 ISO shutter speed: 1/1000 aperture: f5.6

ISO shutter speed: 1/1600 aperture: f5.6200

400 ISO shutter speed: 1/2000 aperture: f5.6

البته در این مثال خاص با ISO 400 میزان نوردهی حتی در سرعت حداکثر شاتر و کمترین مقدار دیافراگم نیز بیش از حد لازم است.
به طور خلاصه میتوان گفت که هرچند مقادیر بالای ISO باعث افزایش نویز می گردد،اما این امکان را به عکاس میدهد که با سرعتهای بالاتر شاتر عکس بگیرد و این موضوع گاه بسیار مفید ولازم است.
باید به خاطر داشت که نویز، بیشتر در مناطق تیره و نیز نواحی که رنگ یکنواخت دارند، ظاهر می شود.بنابراین ابتدا باید موضوع مورد نظر را ارزیابی و مناطق فوق الذکر را در آن شناسایی کنیم.سپس با تغییر کادر بندی ، این مناطق را در عکس به حداقل برسانیم و سپس از ISO بالا استفاده نماییم.
در محیط های کم نور ،نویز واضح تر خواهد بود و در نتیجه با افزایش ISO ، کیفیت عکس به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.در این موارد بهتر است که با استفاده از یک سه پایه ،از سرعتهای پایین شاتر استفاده نماییم.
و اما چند نکته:
1- در محیط های کم نور در صورتی که از حالت اتوماتیک ISO استفاده شود،سرعت شاتر نسبت به مقدار ISO در اولویت است.یعنی دوربین حتی الامکان سعی میکند که از سرعتهای بالای شاتر استفاده نماید،هرچند که بعلت ISO بالا سبب کاهش کیفیت تصویر گردد.
2- ارتباط تراز سفیدی (White Balance) و ISO : فرض کنید که زیر نور چراغ معمولی در اتاق عکس می گیرید.تنظیم خودکار تراز سفیدی باعث افزایش بهره کانال رنگ آبی می شود تا بر طبیعت زرد- قرمز نور چراغ غلبه کند.در چنین محیطهای کم نوری، اگر ازISO بالا استفاده کنید، بهره کانال رنگ آبی مجددا افزایش خواهد یافت و در تصویر حاصله رنگ آبی به طور نامناسبی غلبه خواهد داشت. در این موارد برای غلبه بر این مشکل باید از فیلترهای اصلاح کننده رنگ استفاده شود.
3-در مورد دوربین هایی که امکان تنظیم کنتراست دارند ، یک نکته جالب عملی در رابطه با ISO وجود دارد:
اگر دوربین روی حالت کنتراست پایین تنظیم و جبران نوردهی(EV) 3/2+ انتخاب شود،میتوان مقدار ISO را نصف کرد.یعنی اگر ISO مورد نیاز 200 است میتوان از مقدار100 استفاده کرده و تصویر بهتری تهیه نمود.

نویز و کاهش آن (Noise Reduction )

هر چه سطح سنسور دوربین بیشتر باشد میزان نویز کمتر است. به همین علت دوربین های دیجیتال حرفه ای SLR ،نسبت به دوربین های معمولی،نویز کمتری تولید میکنند.سطح سنسور بعضی از دوربین های دیجیتال SLR تقریبا 4 برابر دوربین های معمولی است.بنابراین در دوربینی مانند Canon EOS 1D که برای عکاسی از صحنه های پر تحرک ورزشی نیز استفاده می شود، انتخاب ISO بالا دیگر یک موضوع کم مصرف نیست.در این دوربین محدوده انتخاب ISO بین 100 تا 1600 میتواند باشد.
نکته دیگر آن است که دوربین های دیجیتال جدید به طور خودکار نویز موجود در تصاویر را کاهش می دهند.مثلا در دوربین های Nikon D1X و Canon EOS 1D امکان کاهش نویز به صورت یک انتخاب در اختیار عکاس گذاشته شده است.و در نتیجه حتی در ISO های بالا نیز تصاویر همچنان بدون نویز قابل توجه خواهند بود.
کاهش نویز توسط نرم افزار نیز قابل انجام است.اما این کار با نرم افزارهای معمولی ویرایش تصویر چندان نتایج قابل قبولی ارائه نمی دهد.چرا که این نوع نویزها در تمام طیف فرکانسی نور پراکنده بوده و بر اساس رنگ و روشنایی و حتی نوع دوربین متغیر است.در روش های معمولی کاهش نویز ،مانند استفاده از فیلترهای Median و روش های آستانه ای( Thresholding) ،میزان اصلاح نویز کم بوده و در عوض بسیاری از جزئیات تصویر از دست می رود.

اما نرم افزارهای اختصاصی کاهنده نویز ، از تکنولوژیهای پیشرفته و جدیدی استفاده می کنند تا ضمن حفظ دقت و جزئیات تصویر ، حداکثر کاهش نویز را اعمال کنند.مثلا نرم افزار Noise Ninja(شکل فوق) از یک الگوریتم پیشرفته ریاضی استفاده میکند تا تصویر را به صورت طیف فرکانسی 3 بعدی تحلیل نماید و امکان شناسایی دقیق و در نتیجه حذف نویز ها در فرکانسها و کانالهای رنگی مختلف فراهم شود.

مشخصات دوربین های دیجیتال

امکانات عکسبرداری
بیشتر دوربین های دیجیتال دارای یک گزینه برای زمان بندی گرفتن عکس ها می باشند. یکی از مرسوم ترین این انتخاب ها یک مد عکسبرداری متوالی است که با یک بار فشار دادن شاتر، گرفتن چند عکس پی در پی را ممکن می سازد. سرعت و تعداد عکسی که دوربین می تواند بگیرد به حافظه دوربین، سایز عکس انتخاب شده توسط کاربر و درجه فشرده سازی عکس ها بستگی دارد. دوربین های دارای سرعت بالای عکس برداری ( FPS بالا) دارای حافظه بافر بالایی بوده که قبل از پروسس کردن روی تصویر و ضبط آن در حافظه اصلی می توانند عکس ها را بطور موقت در آن نگهداری کنند. تا اوایل سال 2000، دوربین های حرفه ای امکان عکس برداری تا حداکثر 15 عکس با سرعت بین 2 تا 6 FPS (عکس در ثانیه) را دارا بودند. ضمنا امکان گرفتن چند عکس در یک بازه زمانی معین و یا حتی گرفتن چند عکس روی یک فریم بصورت ماتریسی در بعضی از دوربین ها وجود دارد.
امکاناتی برای اعمال جلوه های ویژه تصویری روی عکس ها در بسیاری از دوربین ها وجود دارد. مثلا، کاربر می تواند عکس هایی با جلوه سیاه و سفید، منفیNegative، یا مد عکس های قهوه ای Sepia بگیرد. جدا از جلوه های هنری این عکس ها، عکس های سیاه و سفید برای استفاده در برنامه های OCR (خواندن متن گرافیکی ) مناسب می باشند. بعضی از دوربن های دیجیتال علاوه بر اینها مد ورزشی Sport را در اختیار کاربر گذارده اند که بتواند از موضوعات متحرک عکس بگیرد و یا مد عکسبرداری در شب را دارند که امکان نوردهی طولانی مدت را به کاربر می دهد.
یکی دیگر از امکانات جالب دوربین های دیجیتال امکان گرفتن عکس های عریض Panoramic است که پیچیدگی و توانایی آن در دوربین های مختلف با هم فرق می کند. در ساده ترین حالت آن بالا و پایین عکس توسط دوربین قطع می شود تا عکس حالت یک عکس زاویه باز را پیدا نماید. ولی در حالت پیچیده و حرفه ای آن چند عکس پیاپی که از مناطق پشت سر هم یک منظره گرفته شده است، توسط یک نرم افزار مخصوص به هم چسبانده شده و لبه ها به گونه ای به هم پیوند داده می شوند که یک تصویر تکی به نظر آید.
تایمر یک مشخصه عمومی در دوربین ها است که معمولا با یک تاخیر 10 ثانیه ای بین فشردن شاتر و گرفتن عکس امکان عکس برداری از خود کاربر را فراهم می کنند. ضمنا تمام دوربین های دیجیتال دارای یک فلاش سرخود می باشند. بهترین این فلاشها محدوده مفید عملکردی تا 12 فوت داشته (تقریبا 3.5 متر) و مدهای مختلفی نظیر Auto lowlight و Backlight ، fill برای کاهش سایه اجسام، Force off برای داخل ساختمان و مه، و مد کاهش قرمزی چشم را دارا می باشند. در عکس های دارای فلاش قرمزی چشم بخاطر انعکاس نور از شبکیه که بخاطر رگهای خونی قرمز رنگ می باشد ایجاد میشود. سیستم کاهش قرمزی چشم، برای حل این مشکل، یک ثانیه قبل از عکس گرفتن نوری را به صورت فرد می تاباند تا مردمک چشم تنگ شده و نور منعکس شده از شبکیه در عکس به حداقل ممکن برسد.
یکی دیگر از امکانات دوربین های دیجیتال امکان اضافه کردن تاریخ و ساعت و یا نوشته های دیگر بر روی عکس می باشد. بعلاوه، امکان اضافه کردن چند ثانیه صدا در فرمت استاندارد WAV برای هر تصویر نیز در بعضی دوربین ها وجود دارد. بعد از ضبط تصویر و صدا، میتوان آن را توسط خود دوربین که یا دارای بلندگو و یا خروجی برای گوشی است پخش نمود. حتی بعضی از دوربین ها امکان ضبط صدا بصورت یک ضبط صوت را دارا می باشند.
یکی دیگر از امکانات مختلفی که هماهنگی دوربین های دیجیتال با کامپیوترهای شخصی را بیشتر می کند، امکان ایمیل کردن عکسی کوچک توسط نرم افزار تعبیه شده در دوربین می باشد. بعلاوه در بیشتر دوربین های دیجیتال امروزی امکان ضبط فیلم های کوتاه در فرمت MPEG-1 وجود دارد. در بعضی از دوربین ها این فیلم بدون صدا می باشد و فقط به اندازه زمانی خاصی قابل ضبط است و در بعضی دیگر دارای صدا بوده و تا جایی که حافظه دوربین جا دارد قابل ضبط می باشد.
به تقلید از دوربین های فیلم برداری سیستم ثابت کننده تصویر Stabilization system در بعضی از دوربین های دیجیتال نیز وجود دارد. این سیستم بخصوص هنگامی که از لنزهای دارای زوم قوی استفاده می شود و یا در شرایط کم نور که سرعت شاتر پایین است بسیار مفید می باشد، زیرا در زوم های قوی نگهداشتن دوربین به گونه ای که دارای لرزش نباشد بسیار مشکل می باشد. سیستم ثابت کننده تصویر لرزش های کوچک دوربین را با استفاده از یک مکانیزم مکانیکی و یا الکترونیکی حذف می نماید.
در مدل های حرفه ای تر امکان استفاده از دو نوع کارت حافظه متفاوت و یا استفاده از فلاش خارجی با نصب در کفشک فلاش و عوض کردن لنزو نصب لنزهای مختلف وجود دارد. بعد از سال 2000 بسیاری از سارندگان دوربین های دیجیتال به تبعیت از رقبای پیشرویشان – نظیر نیکون، کداک و کانن- شروع به تولید محصولاتی با کاربردها و مشخصات حرفه ای نمودند و دروبین های حرفه ای SLR با قیمتهای قابل قبول عرضه نمودند. بعد از دهه 1990 تفاوت قیمت بین دوربین های دیجیتال و آنالوگ قدیمی به سرعت رو به کاهش نهاد و هنوز هم در حل کاهش می باشد.
زوم اپتیکال و دیجیتال
دوربین های دیجیتال دو نوع زوم مختلف دارند: زوم اپتیکال و زوم دیجیتال. زوم اپتیکال نظیر زومی است که در دوربین های استاندارد عکاسی وجود دارد. این زوم که با استفاده از سیستم لنز انجام می شود، اختلاف بزرگنمایی بین حداقل و حداکثر فاصله کانونی است. لازم به ذکر است که در دوربین های دیجیتال این بزرگنمایی قبل از ثبت تصویر توسط CCD انجام می شود. در مورد زوم دوربین ها آنچه اهمیت دارد میزان زوم اپتیکال آن است. در واقع، زوم دیجیتال چیزی بیش از یک حیله بازاریابی نیست و تقریبا ارزشی ندارد!
ازا اوایل سال 2000 بیشتر دوربین های دیجیتال با لنزهای زوم دارای موتور عرضه می شوند که محدوده مؤثری از زاویه باز تا تله فتو را پوشش می دهند. زوم اپتیکال معمولا در محدوده 3X تا 10X می باشد، ولی بالاتر هم می‌تواند باشد. عبارت بزرگنمایی n برابر می تواند کمی گمراه کننده باشد، چون مثلا عبارت 3X در مورد دوربین های مختلف معانی متفاوتی می دهد. این بخاطر این است که فاصله کانونی واقعی در یک دوربین دیجیتال به اندازه سنسور آن بستگی دارد. بخاطر همین معمولا دروبینهای دیجیتال برای مقایسه، عبارت بزرگنمایی معادل در مقیاس 35mm برای فاصله کانونی را ذکر می‌کنند که در واقع بزرگنمایی حقیقی دوربین از آن فهمیده می شود. لنز زوم 3X معمولا فاصله کانونی معادلی بین 35mm تا 140mm دارد. بعضی از دوربین ها بین محدوده کلی فاصله کانونی اشان قابلیت زوم تدریجی را دارا بوده و بعضی دیگر فقط در 2 یا 3 گام از پیش تنظیم شده بیشتر زوم نمی کنند.
زوم دیجیتال چیزی بیش از بریدن ناحیه میانی تصویر توسط نرم افزار دوربین نیست. تصویری که با زوم دیجیتال 2X گرفته شده است، چه روی مانیتور و چه در هنگام پرینت، با نصف وضوح اولیه اش دیده می شود. ولی در دوربین با استفاده از نرم افزار پیچیده ای سعی می شود با میان یابی نقاط ، وضوح اولیه خود را باز یابد. در این حال، تعدادکمتری از پیکسل های اولیه در بازسازی تصویر بزرگ شده مشارکت می کنند که باعث عدم شارپ بودن تصویر می شود. بعضی از دوربین های دیجیتال فقط زوم دیجیتال دارند و در بعضی دیگر این امکان به عنوان مشخه ای اضافه بر زوم اپتیکال در دوربین قرار داده شده است. بهر حال زوم دیجیتال از اهمیت چندانی برخوردار نمی باشد.
برای کار با دوربین در فاصله نزدیک، معمولا گزینه عکس ماکرو در دوربین ها وجود دارد که امکان عکس برداری در فاصله 3 سانتیمتری را فراهم می کند. ولی معمولا محدوده فاصله کانونی در حدود 10 تا 50 سانتیمتر را پشتیبانی می کند.
LCD – فاصله کانونی
صفحه نمایش LCD یکی از مشخصات تمام دوربین های دیجیتال مدرن امروز است. این صفحه به کاربر اجازه می دهد که تمام تنظیم های ممکن در دوربین را بدون نیاز اتصال به کامپیوتر انجام داده و نتیجه ان را مشاهده نماید. مثلا کاربر می تواند عکس های گرفته شده را درون LCD بصورت کوچک ببیند، یا یک تصویر را بصورت تمام صفحه نمایش دهد و یا حتی بر روی آن زوم نموده و در صورت نیاز آن را حذف نماید.
پبعضی از دوربین های دیجیتال دارای یک منظره یاب انعکاسی تک لنزی (SLR) می باشند که کاربر می تواند همان چیزی را که CCD می بیند از درون منظره یاب مشاهده نماید. بیشتر دوربین های دیجیتال دارای منظره یابی هستند که تصویر را از طریق لنز جداگانه ای نمایش می دهد و دارای عدم هماهنگی در زاویه دید و انطباق کامل تصویر مشاهده شده در منظره یاب با تصویر عکس برداری شده می باشند. بیشتر دوربین های دیجیتال برای تطابق بیشتر عکس گرفته شده با واقعیت، از LCD بجای منظره یاب استفاده نموده و د رنتیجه این مشکل را کاملا حل می نمایند.
در بعضی از مدل ها صفحه LCD پشت صفحه ای مخفی شده است که برای استفاده باید باز شود و چرخانده شده و سپس در جای خود برگردانده شود (شیه Canon G3). هر چند این کار کمی سخت است و لی مزایای بسیاری نسبت به یک صفحه LCD ثابت دارد. اول اینکه هنگامی که از دوربین استفاده نمی شود صفحه LCD محافظت می شود. دوم اینکه با چرخش در جهات مختلف عکاس می تواند از خودش عکس گرفته و یا دوربین را بالای سر خود نگه دارد و در LCD تصویر را نگاه کند و یا به راحتی از جاهایی که در سطح خیلی پایین یا زوایای غیر معمول قرار دارند عکس بگیرد. ضمنا یکی از مشکلات مرسوم LCDهای منظره یاب که استفاده از آنها در زیر نور خورشید می باشد را مرتفع می سازد. ضمنا یکی از مشکلات LCDها اینست که به شدت مصرف باتری را بالا برده و آن را خالی می کنند.
در بعضی از LCDها برای کاهش مصرف انرژی سیستمی را بکار گرفته اند که بدون نور زمینه در LCD که بیشتر مصرف برق بخاطر آن است، از نور محیط استفاده نمایند . این سیستم بنام Power Saving Skylight نامیده می شود. هر چند در عمل به ندرت مفید واقع می شود! چون اگر نور محیط کمی زیادتر از حد مورد نیاز باشد، دیگر بخاطر نوری زیاد تصویر LCD دیده نمی‌شود.
معمولا در مورد دوربین های دیجیتال مشخصه ای ذکر می شود که عبارتست از فاصله کانونی معادل نسبت به لنزدوربین های معمولی 35mm. در حقیقت بیشتر لنزهای ثابت روی دوربین های دیجیتال دارای سیستم فوکوس خودکار بوده و دارای فاصله کانونی در حدود 8 mm می باشند. این فاصله کانونی در مقایسه با دوربین های استاندارد فیلمی بین یک لنز زاویه باز و نرمال قرار دارد. (زیرا CCD ها خیلی کوچکتر از فیلم های 35mm می باشند.) معمولا دیافراگم و سرعت شاتر در این دوربین ها خودکار بوده و فقط بعضی از دوربین ها اجازه تنظیم های دستی روی این مشخصات را به کاربر می دهند. هر چند بر وضوح اپتیکی این دوربین ها در تبلیغ بازاری آنها زیاد تاکید نمی شود، ولی نقش بسیار مهمی در کیفیت تصویر آنها بازی می کند. لنز دوربین های دیجیتال معمولا محدوده مؤثری تا 20 فوت، عدد ISO بین 100 تا 160 و سرعتهای شاتر از ¼ ثانیه تا ۵۰۰/۱ (یک پانصدم) ثانیه دارند.
تنظیم نور
تمام دوربین های دیجیتال یک مد کاملا اتوماتیک تنظیم نور دارند که به کاربر امکان می دهد به راحتی سوژه خود را انتخاب کرده و در کادر قرار دهد و عکس بگیرد. هرچند در بیشتر دوربین های معمولی دارای فیلم نیز راه های مختلفی برای کنترل نور در نظر گرفته شده است. یک تنظیم نور مناسب منجر به عکسی می شود که دارای کنتراست و روشنایی مناسب بوده و هیچ ناحیه ای در آن نه آنقدر روشن است که تصویر رنگ و رو رفته شود و نه آنقدر تاریک است که جزئیات از بین رفته باشد. بسیاری از دوربین های دیجیتال برای تعیین تنظیم نور مناسب از سیستم اندازه گیری نور در مرکز تصویر Center Metering استفاده می کنند. با این سیستم، دوربین میزان نور را بیشتر در محدوده اطراف مرکز لنز در نظر گرفته و نور کناره های لنز را کمتر تاثیر می دهد. در بسیاری از شرایط این تنظیم خوب کار می کند، ولی در بعضی از شرایط نور دهی، ممکن است این سیستم عکس های ضعیفی از لحاظ نوردهی ایجاد نماید. اگر صحنه ای که از آن عکس گرفته می شود دارای مناطق تیره و تاریک باشد، مثل یک روز افتابی درخشان در زیر سایه درخت که اجسام دارای نقاط سایه و روشن زیادی است، معمولا استفاده از سیستم نوردهی در مرکز، یا باعث نور زیاد در در بخشهای روشن و یا نور کم در بخشهای تیره می شود. بعضی از دوربین های دیجیتال دارای سیستم اندازه گیری نور ماتریسی Matrix Metering می باشند که صحنه را به چند ناحیه تقسیم کرده برای هر ناحیه بطور جداگانه نورسنجی می کنند. این کار تصویری به دست می دهد که دارای نور متعادلی می باشد. نورسنجی نقطه ایSpot Metering نیز یکی دیگر از روش های نور سنجی است که در بعضی از دوربین های دیجیتال بصورت اختیاری قرار داده می شود. در این روش ، نور سنجی در یک بخش کوچک و معین در مرکز لنز انجام می شود و به کاربر اجازه می دهد که روی ناحیه مشخصی از صحنه نور سنجی انجام دهد.
مدهای برنامه ریزی شده نورسنجی اتوماتیک معمولا تنظیم های اولیه نورسنجی را اتوماتیک نگه می دارند و تنظیم های دستی برای سایر انتخاب های دوربین فراهم می کنند. بعضی از دوربین ها مد اولویت با دیافراگم یا شاتر را به عنوان مد دستی در اختیار کاربر می گذارند که کاربر می تواند درجه دیافراگم f یا سرعت شاتر را تنظیم نماید، سپس دوربین بر اساس انتخابی که کاربر نموده است مابقی تنظیم ها را به گونه ای که تصویر مناسبی از لحاظ نور به دست آید محاسبه کرده و تنظیم می کند.
بعضی از دوربین ها یک مد تنظیم نور دستی دارند که به عکاس اجازه می دهد که تا حد زیادی ذوق هنری خود را در عکس ها پیاده نماید.
معمولا در این مد 4 پارامتر را می توان تنظیم نمود: تراز سفیدی ( White balance)، تنظیم نوردهی Exposure compensation، قدرت فلاش و همزمانی فلاش . انواع مختلف تنظیم رنگ نور (نظیر نور هوای آزادOutdoor، زیر لامپ فلورسنت، زیر لامپ تنگستن، و...) تاثیر به سزایی بر روی کیفیت رنگ عکس دارد. با استفاده از این تنظیم می توان تاثیری را که نورهای مختلف بر روی عکس میگذارند و باعث می شوند رنگ عکس غیر طبیعی جلوه کند حذف نمود. با استفاده از White balance می توان اثرات نامناسب شرایط نور دهی را اصلاح نمود، مثلا میتوان در شرایط نوری آفتابی، ابری، نور درخشان و نئون و فلورسنت نور را بگونه ای تنظیم کرد که رنگها، همانند آنچه که چشم انسان بصورت طبیعی می بیند، در عکس منعکس شود. با استفاده از تنظیم دستی نوردهی می توان نوردهی عکس را بدلخواه نسبت به نوردهی ایده آل اندازه گیری شده توسط دوربین تغییر داد. این خصوصیت نظیر امکانی است که عکاس در یک دوربین حرفه ای SLR برای گرفتن عکسی با نور بیشتر یا کمتر از میزان لازم ، در اختیار دارد تا بتواند جلوه خاصی را درعکس ایجاد نماید. با تنظیم قدرت فلاش امکان ایجاد تغییر در قدرت فلاش و با تنظیم همزمانی فلاش امکان استفاده اجباری از فلاش بدون توجه به سایر تنظیمات دوربین فراهم می آید.
بعضی از دوربین ها امکانی را فراهم می آورند که بنام "محدوده اتوماتیک نوردهی" یا Automatic Exposure Bracketing شناخته می شود. با استفاده از این امکان، هنگامی که عکس گرفته می شود، چند فریم از عکس با تنظیم های نوری مختلف برداشته می شود تا کاربر بتواند بهترین حالتی را که دوست دارد انتخاب نموده و بقیه را حذف نماید.
بازسازی رنگ های طبیعی در دوربین های دیجیتال
توسعه تکنولوژی برای ساخت یک CCD با فیلتر 4 رنگ و یک پردازشگر جدید تصویر باعث کاهش مشکلات موجود در بازسازی رنگ های شده است. شرکت سونی اعلام کرده است که جدیدا اولین دوربین دیجیتال را که از CCD با فیلترهای 4 رنگ ( قرمز-سبز-آبی – یشمی) به همراه یک پردازنده جدید تصویر برای این فیلتر 4 رنگ استفاده می کند روانه بازار نموده است. با استفاده از این تکنولوژی مشکل موجود در بازسازی طبیعی رنگها نسبت به دوربین های سابق سونی که از CCD با فیلتر 3 رنگ استفاده می کردند نصف شده و تصاویری به دست می آید که با تصاویر مشاهده شده توسط چشم انسان تطابق بیشتری دارد.

دوربین های دیجیتال معمولی از CCD با فیلتر سه رنگ اصلی استفاده می نمایند و رنگها با توجه به شدت هر کدام از رنگهای قرمز-سبز و آبی بازسازی می شوند که همانند بازسازی رنگها در مانیتورها یا تلویزیونهای معمولی است. بهر حال مشخصات این سیستمها با مکانیزمی که چشم انسان رنگها را تشخیص می دهد متفاوت می باشد. بنابر این اختلافهایی در رنگهای بازسازی شده نسبت به آنچه که چشم انسان می بیند ایجاد می گردد.
در CCD با فیلتر 4 رنگ، یک فیلتر با رنگ سبز یشمی به فیلترهای استاندارد سه رنگ RGB اضافه شده است که باعث گردیده که مشکلات موجود در بازسازی رنگها تا حد زیادی کم شده و تصاویری واقعی تر به دست آید.
علاوه بر توسعه فیلتر 4 رنگ، یک پردازنده جدید تصویر برای این سنسور توسعه داده شده است. با این پردازنده، هر کدام از سیگنالهای دریافت شده از 4 رنگ برای تولید سه رنگ اصلی نزدیک به دید انسان بااستفاده از محاسبات ماتریسی پردازش می شود. به علاوه برای کاهش مصرف انرژی تا 30% کمتر مدیریت کارآمدی بر روی پردازنده صورت گرفته که انجام عملیاتی نظیر عکسبرداری سرعت بالا و نمایش سریع تصاویر گرفته شده و همچنین بیشتر عملیات مرسوم دوربین های دیجیتال را بهبود بخشیده است.
با ترکیب CCD جدید با فیلتر 4 رنگ و پردازنده جدید، خطاهای بازسازی رنگها به نصف تقلیل یافته است.

بازسازی تصویر با استفاده از تکنولوژی مرسوم

                                          بازسازی تصویر با تکنولوژی جدید

سونی قصد دارد ازاین CCD و پردازنده در دوربین های اینده خود استفاده نماید. هم اکنون این تکنولوژی در دوربین Sony DSC-F828 استفاده شده است.

اتصالات دوربین های دیجیتال

بغیر از استفاده از حافظه های قابل تعویض، اکنون دوربین های دیجیتال به منظور انتقال تصاویر به کامپیوتر قابلیت اتصال به کامپیوتر را دارا می باشند. تا اواخر دهه 1990 انتقال داده ها به کامپیوتر از طریق کابل سریال RS-232 که دارای حداکثر سرعت 115Kbit/s می باشد، انجام می شد. بهر حال، بعد از اینکه استفاده از پورت USB مرسوم شد، بیشتر سازندگان دوربین های خود را به همراه سیم اتصال و درایورهای لازم ارائه نمودند. در گذشته در بعضی از مدلهای حرفه ای اتصال از طریق کارت SCSI پرسرعت برقرار می شد. ولی بعدها FireWire روش مرسوم در اتصال این دوربین ها گردید.
در اوائل سال 2000 روشی برای انتقال تصویر از طریق پورت USB ارائه شد و سختی اتصال دوربین به کامپیوتر را از بین برد. این "حافظه خوانها" برای تمام انواع حافظه ها –کامپیکت فلش، اسمارت مدیا، مموری استیک، مولتی مدیا کارت و...- وجود دارد و به سادگی به صورت مستقیم و یا با یک کابل به USB متصل می شود. این وسایل بصورت چند کاره نیز وجود دارند که می توانند چند حافظه را بخوانند. این وسایل توان مورد نیاز خود را از پورت USB گرفته و توان باتری دوربین را به هدر نمی دهند. این وسایل با سرعتهای متفاوتی عرضه شده اند، ولی سریعترین آنها دارای سرعت 1MB بر ثانیه می باشد. آداپتورهای دیگری نیز وجود دارند که از پورت USB استفاده نمی کنند. مثلا کامپکت فلش یا اسمارت مدیا را می توان درون وسیله ای به شکل یک دیسکت 3.5 اینچی قرار داد و داخل درایو فلاپی گذاشت و اطلاعات درون آن را به کامپیوتر منتقل نمود.
مجهز نمودن دوربین های دیجیتال به درایور TWAIN به کاربر اجازه می دهد که بطور مستقیم تصاویر درون دوربین را به نرم افزارهای ویرایش تصاویر منتقل نماید. بعضی از دوربین ها دارای خروجی ویدیو و کابل S-Video می باشند که امکان نشان دادن یا ضبط مستقیم تصاویر با پروژکتور، تلویزیون یا ویدیو را فراهم می آورد. بعضی از این دوربین ها امکان بار کردن تصاویر (Upload) از روی کامپیوتر را دارا می باشند، بنابر این می توان از دوربین به عنوان یک وسیله ارائه سمینار استفاده نمود.
امروزه تعداد دوربین هایی که می توانند بدون نیاز به کامپیوتر مستقیما عکس ها را به پرینتر بفرستند رو به افزایش است. ولی فعلا بخاطر نبود استاندارد واحدی در این مورد، هر دوربین فقط با پرینترهای ساخته شده و یا معرفی شده توسط سازنده خود کار می کند.
باتری دوربین های دیجیتال
دوربین های دیجیتال وسایلی هستند که معمولا با نرخ بالایی باتری ها را مصرف می کنند. هنگامی که ممکن باشد خاموش کردن LCD دوربین ، مثلا هنگام انتقال عکس ها به کامپیوتر و یا تماشای آنها در تلویزیون می تواند به صرفه جویی در مصرف باتری کمک نماید. باتری دوربین های دیجیتال در اندازه و انواع مختلف عرضه شده، ولی استفاده از باتری های سایز AA متداول تر است. ولی به هر حال باتری های معمولی الکالاین AA بیشتر در مواقع اضطراری بدرد بخور می باشند. این باتریها انقدر توان ندارند که اشتهای سیری ناپذیردوربین های دیجیتال را بیش از گرفتن چند عکس ارضا نمایند!
باتری های معمولی الکالاین AA غالبا ظرفیتی در حدود 2.4Ah (آمپر ساعت) دارند. یعنی می توانند قبل از تمام شدن توان 1.2 Ah را برای مدت 2 ساعت آزاد نمایند.در حالی که این مقدار از ظرفیت برای وسایلی که مصرف کمی دارند – مثلا واکمن – مناسب می باشد، برای وسایلی نظیر دوربین های دیجیتال که جریان بالایی می کشند اصلا مناسب نیست. زیرا با بار بالایی که بر روی باتری اعمال می کنند، ولتاژ آن بسرعت افت کرده و با تکرار این روند عمر آن به سرعت کاهش می یابد.
باتری های قابل شارژ معمولا برای استفاده در جریانهای خروجی بالا هماهنگی بهتری با دوربین های دیجیتال دارند – هر چند یک سری از آنها مدت زمان حفظ شارژ پایینی دارند- ولی از لحاظ اقتصادی استفاده از این باتری ها در بلند مدت به صرفه تر است. این باتری ها در خانواده های مختلفی عرضه می شوند که از قرار زیر است:
- نیکل کادمیوم (NiCD): شاید دردسترس ترین و مرسوم ترین باتری قابل شارژ این نوع باتری ها باشند. این باتری ها تقریبا تا 700 بار شارژ و استفاده را جواب می دهند. در صورت عدم استفاده در هر روز حدود 1% از توانشان تخلیه می شود و عیب آنها اینست که به شدت از- اثر حافظه Memory effect- رنج می برند (که عبارتست از پوشیده شدن بخشهایی از صفحات باتری با حباب های گاز در حین استفاده و در نتیجه کاهش سطح موثر و توان باتری ).
- نیکل متال هیبرید (NiMH): برای شارژ و استفاده بین 500 -1000 بار خوب بوده و دارای 40% ظرفیت بالاتر از باتری های NiCd می باشند، ولی قیمت بسیار بالاتری دارند. مدت نگهداری شارژ در این باتری ها از NiCD ها کمتر است ولی مزیت بسیار خوب آنها این است که اثر حافظه ای در این باتری ها به ندرت روی می دهد.
- لیتیوم یون (Li-ion): این باتری ها تقریبا دارای دو برابر ظرفیت باتریهای NiMH را دارا می باشندو برای 500 بار شارژ و استفاده مناسب می باشند. این باتریها به شارژر مخصوص به خود نیاز دارند و از سایر باتری ها گرانتر هستند. مزین بزرگ آنها حفظ شارژ به مدت طولانی – در حدود 10 سال- بوده و بهمین دلیل به عنوان وسایل اورژانسی مناسب می باشند.
در حدود یک دهه است که باتری های روی-هوا Zinc-Air بخاطر ظرفیت بالا و وزن نسبتا کمشان در وسایل کمکی شنوایی و پیجرها کاربرد دارند.در سالهای اخیر پیشرفتهای مکانیکی و الکتریکی در آنها امکان استفاده آنها در مصارف الکترونیکی پرتابل را فراهم نموده است.
باتریهای روی-هوا از لحاظ شیمیایی نظیر باتریهای الکالاین که هر روز استفاده می کنیم می باشند. ولی در آنها بجای استفاده از دی اکسید منیزیوم از یک الکترود نازک کربنی استفاده شده است تا اکسیژن هوا را برای ترکیب با روی کاتالیز نماید.این کار به طور قابل توجهی چگالی انرژی را بالا برده و این نوع باتری را به یکی از پرظرفیت ترین باتری ها برای استفاه در سیستم های مرسوم بدل می کند.
تا اوایل سال 2000 باتری های یک بار مصرف روی-هوا به عنوان باتری پشتیبان دوربین های دیجیتال عمومیت زیادی یافته و با بیش از 50 نوع دوربین سازگاری داشتند. این باتری ها دوره طولانی نگهداری شارژ و توان کافی برای چند ساعت متوالی استفاده را دارا می باشند. این باتری ها دارای بسته ای می باشند که می توان برای حفظ باتری از هوا در زمانی که استفاده نمی شود از آن استفاده کرد، ضمنا بند روی دوشی برای حمل ونقل راحت باتری و یک سیم برای اتصال به جک DC دوربین ها از وسایل همراه این باتریها می باشند. برای کسانی که استفاده زیاد و حرفه ای از دوربین خود می نمایند، استفاده از این باتری به عنوان باتری یدک در زمانهای اضطراری توصیه می شود.
حافظه های دیسکی دوربین های دیجیتال
بعضی از دوربین های پیشرفته از درایوهای دیسک سخت کارتی PCMCIA برای نگهداری عکس های گرفته شده استفاده می کنند. هر چند آنها بعد از ضبط اطلاعات توانی مصرف نمی کنند و حافظه بالاتری از حافظه های فلش دارند ( یک درایو 170MB میتواند تا 320 عکس با وضوح استاندارد 480*640 را ذخیره نماید)، ولی معایبی نیز دارند. یک دیسک سخت کارتی، هنگامی که در حالت بیکار (Idle) می چرخد، در حدود 2.5W توان مصرف می کند و وقتی در حال خواندن و نوشتن اطلاعات است بیشتر و حتی در زمان شروع به چرخش بیشتر از این! بنابر این به چرخش در آوردن درایو و گرفتن تعدادی عکس و دوباره خاموش کردن درایو غیر عملی است. پس باید ابتدا عکس ها گرفته شوند و سپس تمام عکس ها به یکباره روی درایو ضبط شوند تا فقط یکبار درایو روشن و خاموش شود، تازه با این کار باز هم حال و روز باتری بعد از ضبط اطلاعات تعریفی نخواهد داشت! ظرافت و قابلیت اطمینان در مورد درایوها نگران کننده است. بخشهای متحرک موجود در این درایوها که با تلرانسهای مکانیکی بسیار ظریفی ساخته شده اند، به طور ذاتی قابلیت اطمینان این وسایل را از حافظه های حالت جامد پایین تر می آورد.
با افزایش چشمگیر وضوح دوربین های عکاسی دیجیتال و ظهور دوربین های دیجیتال فیلمبرداری، نیاز به داشتن وسیله ای برای ذخیره اطلاعات با ظرفیت بالا شدت گرفته بود. در سال 1999 شرکت Iomega وسیله نگهداری اطلاعات قابل تعویض برای استفاده در دوربین های دیجیتال و نوت بوک ها عرضه نمود که اختراعی نبوغ آمیز به حساب می آمد. کلیک درایو که با باتری کار می کند قابل استفاده در شکاف سخت دیسک کارتی بود و با وزن 10 گرمی اش حدود 40 مگابایت ظرفیت و ابعادی در حدود 50*50mm داشت. این وسیله دارای اداپتوری است که انتقال اطلاعات از حافظه های CF و SM را ممکن می سازد. در سال بعد شرکت اگفا اولین شرکتی بود که از این وسیله به عنوان حافظه اصلی در دوربین CL30 Click خود استفاده نمود.
در اواسط سال 1999 شرکت IBM وارد کارزار شد و با عرضه کوچکترین سخت دیسک دنیا بنام میکرودرایو انقلابی در این عرصه ایجاد نمود. میکرودرایو از دیسکی با قطر یک اینچ استفاده می کند که تنها 16 گرم وزن داشته و با سرعت 4500 rpm (دور بر دقیقه) میچرخد و از شکاف نوع II کامپکت فلاش برای اتصال استفاده میکند. این وسیله همانند یک دیسک سخت معمولی کامپیوتر ولی با ابعادی بسیار کوچک می باشد و محور دیسک آن بر روی بالشتکی از هوای فشرده با اصطکاکی بسیار کم می چرخد. این درایو در ابتدا با ظرفیت 170 MB و 340MB عرضه شد. این در حالی بود که تا اواخر سال 1998 بزرگترین حافظه موجود از نوع CF تنها 64MB حافظه داشت و دوربین ها با کارت حافظه 8MB ارائه می شدند. در سال 2000 IBM میکرودرایوهای 512MB و 1GB خود را ارائه نمود. همزمان با افزایش ظرفیت این درایوها، کار زیادی بر روی کاهش توان مصرفی آنها و سرعت ضبط اطلاعات انجام شد و پیشرفتهای قابل ملاحظه ای حاصل گردید. هم اکنون شرکت هیتاچی قصد ارائه میکرودرایوی با ظرفیت 4GB را دارد که پر ظرفیت ترین حافظه موجود برای دوربین های دیجیتال تا کنون می باشد.
یکی از مزایای عمده دوربین های دیجیتال عدم وجود بخشهای مکانیکی در آنها است. چون همه چیز دیجیتال است، قطعات متحرک در آن وجود ندارد و بنابر این احتمال خطا و خرابی در آن کمتر است. با این وجود، شرکت سونی از ارائه مدلهای دوربین دیجیتال سری Mavica که از فلاپی دیسکت های 3.5 اینچی برای ذخیره اطلاعات استفاده می کند، منصرف نشد. اضافه شدن درایو فلاپی به دوربین باعث بزرگی و سنگینی دوربین شده است. ولی در دسترس بودن و ارزانی دیسکت و قابلیت تعویض آن و همراه داشتن تعداد زیادی از آنها برای بعضی از کاربران جالب می باشد. این دوربین ها برای بالا بردن قابلیت اطمینان امکان تهیه چند کپی از یک دیسک را فراهم نموده اند. بهر حال با بالا رفتن حجم عکس دوربین ها تولید این دوربین ها کمتر شده و خریداران کمتری دارد.
در اواخر سال 2000 سونی ابتکار دیگری بخرج داد و دوربین هایی ارائه نمود که از سی دی های یکبار نوشتنی 8mm با ظرفیت 185MB استفاده می کردند. در اوایل سال 2001 این مدلها قابلیت استفاده از سی دی های قابل نوشتن مجدد را پیدا نمودند. هر چند زمان نوشتن اطلاعات بر روی این وسایل یکی از مشکلات آنهاست، ولی ارزان بودن سی دی در مقایسه با انواع دیگر حافظه و قابلیت نوشتن مجدد و پاک کردن هر تصویر و یا تمام تصاویر با استفاده از دستور Format از مزایای این دوربین ها است. این دوربین ها بخاطر سخت افزار پیچیده تری که دارند از انواع دیگر گرانتر می باشند
حافظه دوربین های دیجیتال
اولین دوربین های دیجیتال حافظه ای داخلی در حدود 1 تا 2 مگابایت داشتند که برای نگهداشتن حدود 30 عکس با حداکثر کیفیت استاندارد 480*640 مناسب بود. دراین دوربین ها وقتی حافظه پر می شد دیگر امکان گرفتن عکس بدون انتقال عکس ها به کامپیوتر یا حذف آنها وجود نداشت.
دوربین های مدرن امروزی از حافظه های قابل تعویض استفاده می کنند. استفاده از این نوع حافظه دو مزیت عمده دارد: اول اینکه وقتی حافظه پر شود می توان آن را تعویض نمود و دوم اینکه با استفاده از سخت افزار مربوطه می توان عکس های درون این حافظه ها را بدون نیاز به دوربین به کامپیوتر منتقل نمود. از اوایل سال 1999 دو فرمت مختلف حافظه برای تسلط بر بازار دوربین های دیجیتال با هم رقابت می کردند:
- کامپکت فلشCF: اولین بار در سال 1994توسط شرکت سندیسک SanDisk عرضه شد و بر اساس تکنولوژی حافظه فلش (حافظه ای که برای نگهداری اطلاعات به باتری و نیروی الکتریسیته نیاز ندارد-م) کار می کند. در واقع این نوع حافظه یک فلش کارد مخصوص کامپیوتر است که به یک چهارم اندازه اصلی اش کوچک شده و از یک ارتباط 50 پینی برای اتصال به اداپتور فلش کارت کامپیوتر که 68 پین دارد استفاده می کند. این خصوصیت این حافظه را با وسایلی که برای استفاده از فلش کارت طراحی شده اند سازگار می سازد. اندازه CFها 43 میلیمتر در 36 میلیمتر می باشد. این حافظه ها برای سازگاری با وسایل قدیمیتر در دو نوع 1 و نوع 2 قابل تهیه می باشند. کارت نوع 1 دارای ضخامت 3.3mm بوده و در شکاف مربوط به نوع 1 و 2 قابل استفاده است. کارت نوع 2 دارای ضخامت 5mm بوده و فقط در شکاف کارت نوع 2 قابل استفاده می باشد. تا اواخر سال 2001 حداکثر ظرفیت این نوع حافظه به 512 مگابایت رسیده بود. اکنون حافظه CF با ظرفیت 1 گیگا بایت در بازار موجود می باشد.
- اسمارت مدیا: این حافظه در سال 1996 به نام خلاصه SSFDC که مخفف (Solid state Floppy Disk Card) می باشد عرضه گردید. این حافظه توسط توشیبا با وزن و اندازه کوچکتری از کامپکت فلش ها ارائه شد. وزن این حافظه 0.48g و ابعاد آن 45*37mm و ضخامت آن 0.78mm می باشد. ظرفیت این نوع حافظه از CF کمتر بوده و تا اواخر 2001 تا ظرفیت 128 مگابیت آن عرضه شده است که قابلیت نگهداری 560 عکس با کیفیت 1024*1200 را دارا بوده و قیمت بر مگابیت آن همانند CFها می باشد.
برای هر دو نوع حافظه وسایل جانبی موجود است که اتصال انها را از طریق درایو فلاپی و یا پورت پارالل به کامپیوتر ممکن می سازد. سریعترین این وسایل ارتباطی، وسایل اسکازی هستند که امکان اتصال این حافظه ها را با کامپیوتر برقرار می کنند. یکی از مزایای CF اینست که دارای پوشش سختی است که از آن محافظت می کند، ولی در SM بخش پوشش داده شده با طلا وجود دارد که با استفاده مداوم آسیب می بیند. CF در دماهای بین 25 تا 75 درجه سانتیگراد کار می کند و عمر اسمی آن 100 سال می باشد. دمای کارکرد SM بین 0 تا 50 درجه بوده و عمر اسمی آن 250000 بار نوشتن و پاک کردن است.
در اواخر سال 1999 شرکت سونی نوع جدیدی از حافظه به نام Memory Stick را عرضه نمود. این حافظه ابتدا با ظرفیت 32MB ارائه گردید و برای استفاده در وسایل الکترونیکی صوتی و تصویری نظیر دوربین های دیجیتال و دروبینهای فیلمبرداری دیجیتال طراحی شد. اتصال 10 پینه این حافظه جازدن و دراوردن آن را راحت نموده و با استفاده از کلید قفل آن از پاک شدن ناخواسته اطلاعات جلوگیری می شود. تا اواخر سال 2001 ظرفیت این حافظه به 128MB رسید و هم اکنون حافظه های MS با ظرفیت 1GB در بازار موجود می باشد. تا اخر سال 2001 سهم فروش حافظه های موجود برای دوربین دیجیتال در بازار برای CF حدود 44% ، برای SM حدود 33% و برای MS در حدود 6% بوده است.
تجهیزات جانبی لنز برای دوربین های دیجیتال
دوستان زیادی در مورد فیلترهای مورد استفاده برای دوربین های دیجیتال پرسیده بودند. فعلا مطلب خلاصه‌ای در این مورد می‌نویسم تا بعدا سر فرصت بطور کامل در این مورد توضیح بدهم. متاسفانه به علت نا آشنایی و عدم استفاده از وسایل جانبی دوربین ها بخصوص فیلترها و حلقه‌های مبدل مختلف، تهیه این گونه وسایل در ایران بسیار مشکل می‌باشد و برای اغلب دوربین ها حتی در نمایندگی‌های معتبری نظیر کانن نیز نمی‌توان وسایل جانبی مربوط به لنز دوربین ها را تهیه نمود. امیدوارم که با آشنایی هر چه بیشتر علاقمندان به این صنعت و درخواست از فروشندگان ورود این وسایل نیز همانند خود دوربین ها مرسوم شود.
روش استفاده از فیلترها، سایه‌های لنز، پوشش‌های لنز و دیگر وسایل مربوط به لنز‌ها برای دوربین های دیجبتال همانند دوربین های فیلمی می‌باشد. فقط دو مساله مهم دراین میان حائز اهمیت می‌باشد.
اول اینکه بخاطر اندازه غیر استاندارد لنزهای دوربین های دیجیتال استفاده از این وسایل روی دوربین های مختلف دچار مشکل می‌باشد. این بدان معنی است که برای استفاده از فیلترها و سایر وسایل استاندارد باید از مبدلها و حلقه‌های سازگار کننده استفاده نمود. وظیفه مبدل‌ها این است که لنز غیر استاندارد یک دوربین را برای پذیرفتن یک وسیله با رزوه‌های استاندارد آماده نمایند. معمولا رزوه‌های استاندارد روی لنز دوربین ها عبارتند از 30mm، 37mm، 43mm و 55mm. برای دوربین هایی که دارای قطر لنزی غیر از این ابعاد می‌باشند باید از حلقه‌های تبدیل برای بستن فیلتر مورد نظر استفاده نمود.
دوم این که سنسوری که در دوربین های دیجیتال بجای فیلم قرار داده شده است به طول موجهای خاصی از نور حساسیت نشان می‌دهد که در بعضی از موارد با فیلم متفاوت است. در نتیجه، تاثیر بعضی از فیلترها روی تصویر دیجیتالی شما با تاثیری که روی فیلم می گذارد متفاوت می‌باشد. در ادامه لیستی از فیلترهایی که برای دوربین های دیجیتال مفید است همراه با مورد استفاده آن آورده شده است:
محافظ UV: برای محافظت لنز دوربین
پولاریزه دایروی (Circular Polarizer): کاهش انعکاسها، تاریک کردن آسمان
کلوز آپ (Close-Up): حداقل فاصله فوکوس را کاهش می‌دهد.
Tiffen 812: گرم کردن رنگها، بهبود طیف رنگی پوست
Tiffen Soft/FX: پوشاندن لکه‌های پوست
Black Pro Mist 1or 2: نتیجه را از لحاظ رنگ شبیه عکس فیلمی می‌کند.
Tiffen Enhancing: قوی کردن رنگ قرمز، قرمزتر کردن رنگ‌های قهوه‌ای، نارنجی و قوت بخشیدن به حس پاییز روی برگ درختان
ND 0.3, 0.6, 0.9: کاهش نور در شرایط آفتابی درخشان
Tiffen Hot Mirror: بهبود مشکل بازسازی رنگها در بعضی از دوربین ها بخاطر حساسیت زیاد به اشعه مادون قرمز

مقایسه عکس دیجیتال با عکس نگاتیو

هر چند دوربین های دیجیتالی در سالهای اخیر گامهای بلندی را برداشته اند و انعطاف پذیری بسیاری را در عکاسی بوجود آورده اند، ولی هنوز وقتی بحث کیفیت عکس می شود، راه درازی را برای رسیدن به کیفیت دوربین های فیلمی پیش رو دارند. بهر حال از انجا که این بحث به مقایسه بین دو تکنولوژی بسیار متفاوت مربوط می شود، ارزش دارد که دقیقتر بررسی شود.
اولین قدم در نظر گرفتن وضوح است. بیان وضوح CCD یک دوربین دیجیتال آسان است، ولی بیان وضوح یک دوربین فیلمی بصورت دقیق کاری دشوار می باشد. با فرض وضوح 960*1280 پیکسل، یک دوربین دیجیتال تولید سال 1999 قادر است عکسی با اندازه بیش از 1.2 میلیون پیکسل ایجاد نماید. یک لنز پیشرفته دوربین می تواند حداقل 200 پیکسل بر میلیمتر را از هم تفکیک نماید. از آنجا که یک نگاتیو استاندارد 35mm با ISO100 دارای ابعاد 36*24mm میباشد، دارای وضوح موثر 24*200*36*200=34,560,000 پیکسل می باشد. این وضوح در عمل به ندرت به دست می آید. بهر حال، از لحاظ وضوح کاملا مشخص است که دوربین های دیجیتال هنوز تا رسیدن به سطح دوربین های معمولی فیلمی راهی طولانی در پیش دارند. در این میان رسیدن به کیفیت دوربین های فیلمی 70mm حرفه ای برای دوربین های دیجیتالی یک آرزوی دور و دراز محسوب می شود. لازم به ذکر است که هم اکنون بالاترین وضوح موجود در دوربین های دیجیتالی 14MP در یک نوع از دوربین های شرکت کداک می باشد.
بهر حال این بخشی از پاسخ به این سوال محسوب می شود. عامل بعدی که باید در نظر گرفته شود رنگ می باشد که در این زمینه دوربین های دیجیتال بر دوربین های فیلمی برتری دارند. معمولا CCD دوربین های دیجیتال اطلاعات رنگ را با عمق 24 بیت بر پیکسل ضبط می نمایند. این فرمت حدود 16.7 میلیون رنگ را در بر می گیرد که حداکثر تعداد رنگی است که چشم انسان قادر به تفکیک آنها می باشد. این موضوع به خودی خود مزیتی بر فیلم ندارد. ولی برخلاف کریستالهای هالید نقره روی فیلم، CCD سه جزء رنگ (قرمز، سبز و آبی) را به طور دقیق ضبط می نماید. معمولا فیلم های عکاسی بسته به نوع فیلم و سازنده آنها نسبت به رنگ خاصی حساسیت بیشتری دارند که این نقیصه باعث می شود که تعادل رنگی تصویر بهم بخورد.
بهر حال، کریستالهای هالید نقره که بطور یکدست در سطح فیلم پخش شده اند، برتری اصلی فیلم های عکاسی محسوب می شود. در حالی که سلولهای حساس روی CCD روی ردیف و ستون های مشخصی چیده شده اند، کریستالهای هالید نقره بصورت اتفاقی و بدون هیچ نظمی در تمام جهات چیده شده اند. از آنجا که چشم انسان به الگوها بسیار حساس است، خیلی آسان چیدمان ردیفی و ستونی موجود در پیکسلهای تصویر گرفته شده از CCD را تشخیص می دهد، بخصوص اگر پیکسلهای مجاور طیف رنگی متفاوتی داشته باشند. اگر فیلم عکاسی را زیر میکروسکوپ نگاه کنیم هیچ نظمی در نقاط چیده شده روی آن وجود ندارد. امروزه در پرینترهای اینکجت نیز تکنولوژی خاصی بنام Stochastic Dithering بکار رفته است که به الگوی نقاط، یک المان تصادفی اضافه می کند تا گذر از یک طیف به طیف دیگر یکنواخت به نظر آید. فیلم های عکاسی این کار را به طور طبیعی انجام میدهند، بخاطر همین عکس های دوربین های فیلمی از دوربین های دیجیتال یکنواخت تر و غیر بلوکی تر به نظر می آید.
برای رفع این مشکل در دوربین های دیجیتال دو راه حل وجود دارد. یکی این که تعداد پیکسلها یا وضوح را آنقدر بالا ببرند تا چشم قادر به تشخیص الگوی آن نباشد، یا پس از گرفتن تصویر توسط CCD از الگوریتم نرم افزاری پخش تصادفی نقاط استفاده کنند. هر دوی این راه حل ها دارای معایبی نظیر بزرگ شدن اندازه فایل تصویر یا زمان طولانی تر پردازش تصویر می باشند.

صادرات در عکاسی دیجیتال!

سالها پیش، هنگامی‌ که می‌خواستم گواهینامه رانندگی بگیرم، مربی، سلسله مراحلی را که قبل از شروع رانندگی باید چک می‌کردم، به صورت یک کلمه اختصاری در آورده بود تا بهتر در خاطرم بماند. آن کلمه، "صادرات" بود که بایستی به ترتیب وضعیت صندلی، آینه، دنده و... را بررسی می‌کردم.

اما از هنگامی که عکاسی دیجیتال می‌کنم، بارها پیش آمده است که، بعد از گرفتن کلی عکس متوجه شده‌ام که ایزو نامناسب بوده است و یا از مد مناسب عکاسی استفاده نکرده‌ام و یا حتی فرمت مورد نظرم را انتخاب نکرده‌ام. بیشتر این اشتباهات هنگامی پیش میاید که در پروژه قبلی تنظیمات دوربین را تغییر داده‌ام و این مساله را بعدا فراموش کردم.
هرچند امروزه در برخی دوربینها، امکان ذخیره کردن یک‌سری تنظیمات، وجود دارد اما بازهم بررسی موردی مفیدتر است.
اما چه موارد مهمی را باید قبل از شروع عکاسی بررسی و تنظیم کنیم:
- ایزو
- وایت بالانس ( حتی اگر RAW می‌گیریم)
- فرمت ( JPEG یا RAW)
- مد عکاسی ( Aperture Priority ، Shutter Priority و...)
- اخطار هایلایت (Highlight warning)
- جبران نوردهی
- فوکوس ( انتخاب نوع فوکوس و نیز تنظیم نقطه فوکوس)
- نورسنجی (متوسط، مرکزی، نقطه‌‌ای)
البته در دوربینهای مختلف، قضیه متفاوت است. مثلا در برخی دوربین ها در ویزور، مقدار ISO دیده نمی‌شود و در برخی دیگر نمایش داده می‌شود. در برخی دوربینها وضعیت برخی از این متغیرها در نمایشگر بالای دوربین و یا نمایشگر مجزای پایین LCD دیده می‌شود و کار را راحت‌تر می کند. برای اینکه به طور سیستماتیک همه این متغیر‌ها را بررسی کنید، می‌توانید با حروف اول این‌ها، یک کلمه درست کنید و آن را به خاطر بسپارید. مثلا فوماجافن= فرمت + وایت بالانس + مد + ایزو+ جبران + اخطار هایلایت + فوکوس + نورسنجی !!