R E V U ESERIÁLDigitál<strong>na</strong> fotografia od A po Z II.CESTA DO HLBÍN DIGITÁLUPETER ORVISKÝV prvej èasti seriálu smedigitály rozdelili do <strong>sk</strong>upí<strong>na</strong> dotkli sme sa rozdielovmedzi digitálmi a klasickýmifotoaparátmi. Tentoraz savyberieme do hlbín digitálua pri tejto expedícii si opíšemezákladné konštrukèné prvkydigitálnych fotoaparátov a,samozrejme, vyuijemepríleitos <strong>na</strong> podrobnejšievysvetlenie rozdielov medzidigitálmi a klasikou...OBJEKTÍVMnohým sa základná otázka, èo je to objektív a <strong>na</strong>èo slúi, bude zda mono triviál<strong>na</strong>. Pokúsme sao definíciu: „Objektív je spojná sústava šošoviek(a zrkadiel), ktorá je konštruovaná tak, aby eliminovalaoptické chyby <strong>na</strong> <strong>na</strong>jmenšiu monú mieru.“Nu a práve tu, ako iste tušíte, je dôvod, preèo odkvality objektívu závisí kvalita celého fotoaparátu(to platí pre digitál rov<strong>na</strong>ko ako pre klasiku). Z<strong>na</strong>èkovýobjektív nie je komponent, za ktorý platítedaò z luxusu, ale kvalita, do ktorej sa oplatí investova.Medzi <strong>na</strong>jvýz<strong>na</strong>mnejších producentov objektívovz poh¾adu kvality optiky patria Canon, CarlZeiss, Nikon, Olympus èi Pentax.Optický èlen je sústava viacerých šošoviek.Optické èleny sa vyuívajú vtedy, ak je potrebnédosiahnu efekt, ktorý nemono realizova jednoduchoušošovkou. Najèastejším spôsobom spájaniašošoviek do optických èlenov je lepenie.Objektív zloený z jednotlivýchèastí má ako celok nieko¾ko velièín,ktorými je charakterizovaný. Sú toohni<strong>sk</strong>ová vzdialenos, svetelnos(<strong>na</strong>jmenšie clonové èíslo) a zornýuhol. Prvé tri velièiny nájdete v špecifikáciikadého fotoaparátu.Zloitos objektívu a jeho kvalitamá rov<strong>na</strong>ký vplyv <strong>na</strong> cenu digitálnehofotoaparátu ako <strong>na</strong> cenu klasického.Najlacnejšie prístroje pretopouívajú objektívy s pevným ohni<strong>sk</strong>oma èasto aj s fixným zaostrením,ktoré sú vyrobené z plastu. Navlasrov<strong>na</strong>ké riešenia sa pouívajú v klasickej fotografiipri jednorazových fotoaparátoch.Vyššiu triedu objektívov tvoria prístroje s pevnouohni<strong>sk</strong>ovou vzdialenosou, ktoré sú vyrobenézo <strong>sk</strong>lených šošoviek. Ich ce<strong>na</strong> je, samozrejme,vyššia. V strede cenového spektra sa pohybujúobjektívy s optickým transfokátorom (menite¾nouohni<strong>sk</strong>ovou vzdialenosou) èie zoomom. Ce<strong>na</strong>takýchto objektívov je závislá od poètu optickýchèlenov, z ktorého sú zostavené, a rozsahu zoomu(èím vyšší, tým drahší).Najvyššie v hierarchii objektívov stoja objektívyzrkadloviek. To platí tak pre tie <strong>na</strong>pevno spojenés telom prístroja, ako aj pre výmenné. V prípadevýmenných je rovnica <strong>na</strong> urèenie ceny jednoz<strong>na</strong>èná,èím vyššia ohni<strong>sk</strong>ová vzdialenos, tým vyššiace<strong>na</strong>.Existuje polemika, aký vplyv <strong>na</strong> kvalitu objektívumá pouitie <strong>sk</strong>la alebo plastov v úlohe šošoviek.Na to u dnes minimálne v strednej cenovej kategóriinejestvuje jednoz<strong>na</strong>èná odpoveï. Špeciálneplasty toti neraz disponujú ešte lepšími vlastnosamiako klasické <strong>sk</strong>lo. Samozrejme, lacný plastovýobjektív je predsa len iná kategória.Snímaèe CCD sa dnes vyrábajú v širokejškále rozmerov a rozlíšeníFOTOELEKTRICKÝ SNÍMAÈJeho úlohou je zachyti dopadajúce svetlo a previesho <strong>na</strong> elektrický signál. V predošlej èasti smev opise digitálneho fotoaparátu v s<strong>na</strong>he o zjednodušenieuviedli, e digitálny fotoaparát má snímaèCCD. To je iba èiastoèná pravda, lebo snímaèe CCDsú iba jedným z troch základných typov snímaèovpouívaných v digitálnych fotoaparátoch a videokamerách.Okrem nich sa pouívajú ešte snímaèetypu CMOS a <strong>na</strong>jnovším prírastkom v rodine jeFoveon X3. Ten sa od prvých dvoch výrazne líši<strong>na</strong>jmä v tom, e kadá bunka snímaèa Foveon generujekompletnú obrazovú informáciu vrátanefarby, snímaèe CMOS a CCD toti podávajú iba jasovúinformáciu. Snímaèe sa okrem typu líšia aj svojouve¾kosou, poètom snímacích bodov, citlivosoua vybranými elektrickými parametrami, ktoré majúvplyv <strong>na</strong> vznik šumu èi bloomingu.CCDSnímaè CCD sa <strong>sk</strong>ladá z ve¾kého mnostva prvkovCCD – polovodièových súèiastok, citlivých <strong>na</strong> dopadajúcesvetlo. Oz<strong>na</strong>èenie CCD vzniklo ako <strong>sk</strong>ratkaCharge Coupled Device.Vlajková loï medzi snímaèmi CCD KodakuPrincíp èinnosti prvku CCD je jednoduchý: èímviac svetla (fotónov) dopadne <strong>na</strong> jeho povrch, týmväèšie mnostvo náboja sa v snímacom prvku <strong>na</strong>zhromadí.Na to, aby sme zí<strong>sk</strong>ali kompletný obraz,potrebujeme väèšie mnostvo snímacích prvkova, samozrejme, spôsob, ako zmera ve¾kos nábojav kadej bunke snímaèa a previes ju do digitálnejpodoby. Riešenie prvej poiadavky je jednoduché– pri výrobe sa <strong>na</strong> ploche èipu vytvorí po-adovaný poèet bodov. S druhou je to trocha zlo-itejšie, je toti potrebné vytvori riadiaci obvod,ktorý zabezpeèuje proces zberu údajov a prepí<strong>na</strong>nieèipu CCD medzi jednotlivými reimami (expozícia,zber údajov, resetovanie snímaèov).Prekladané CCD sú povaované za základný typsnímaèov CCD. Dôvod je jednoduchý,boli to prvé snímaèe CCD, ktoré sadostali do hromadnej výroby a aj dnestvoria prevanú väèšinu snímaèov,ktoré nájdeme v digitálnych fotoaparátoch,ale aj videokamerách. Výrazprekladané snímaèe vyjadruje spôsob,ako je realizovaný zber informáciíz jednotlivých buniek snímaèa. Bunkytoti svoj náboj neodovzdávajú v rov<strong>na</strong>kommomente, ale postupne. To sivyaduje aj istý zásah do konštrukciecelého digitálneho fotoaparátu. Pouplynutí expozièného èasu je toti40 PC REVUE 8/2003
R E V U Epotrebné zabráni dopadu svetla <strong>na</strong> snímaè.Preto musia by digitály s prekladanýmiprvkami CCD vybavené mechanickouuzávierkou, ktorá po uplynutí expoziènéhoèasu snímaè zatieni. Prenos nábojaje realizovaný prostredníctvom posuvnýchregistrov, ktoré sa oz<strong>na</strong>èujú akopomocné.Prekladaný senzor CCD je vlastnekompromis, pomerne ve¾kú èas plochyèipu toti zaberajú pomocné registrea ïalšie riadiace obvody. To vedie k zmenšeniuplochy, ktorá sa podie¾a <strong>na</strong> snímanísvetla (svetlocitlivé bunky predstavujúiba 30 % plochy). Aby sa nezhoršovali snímacievlastnosti prvkov, bývajú jednotlivé pixelyminiatúrnymi šošovkami, ktoré koncentrujú svetloz celej plochy patriacej snímaciemu prvku (vrátanelogiky). Takto sa zabezpeèuje dostatoèná citlivos,mikrošošovky však èasto prinášajú problémy v podobe<strong>sk</strong>reslenia. Ïalším nedostatkom snímaèovCCD (všetkých) je ich pomerne ve¾ká spotreba. Ponúkasa otázka, preèo sú prekladané CCD <strong>na</strong>prieksvojim hendikepom <strong>na</strong>jrozšírenejšie. Odpoveï jejednoduchá: ich výroba je zo všetkých typov snímaèovCCD <strong>na</strong>jmasovejšia a aj <strong>na</strong>jlacnejšia. Je tospôsobené <strong>sk</strong>utoènosou, e tento typ prvkov CCDmá ove¾a širšie uplatnenie ako iba v digitálnej fotografii,stretnete sa s ním <strong>na</strong>príklad aj v snímaèochèiarového kódu.Progresívne CCD konštrukène vychádzajú z prekladanýchCCD, mierne sa však líšia. Najvýz<strong>na</strong>mnejšouodlišnosou je zme<strong>na</strong> spôsobu zberu informácií.Na ten nie sú potrebné pomocné registre,Snímaèe SuperCCD vyuívajú odlišné rozmiestnenie snímacích buniek, <strong>na</strong>jlepšie tovidno <strong>na</strong> obrázku: v¾avo je klasický snímaè CCD, vpravo snímaè SuperCCD, zme<strong>na</strong>tvaru a rozmiestnenia prináša snímaèu schopnos zachyti menšie detailypretoe zber sa realizuje po ståpcoch. Vynechaniepomocných registrov zvyšuje plochu prvku citlivého<strong>na</strong> svetlo v bunke (<strong>na</strong> 70 %). Vïaka tomumajú prvky CCD s progresívnym snímaním vyššiucitlivos. To takisto umoòuje vypusti z konštrukciemikrošošovky a, samozrejme, aj <strong>sk</strong>ráti expoziènéèasy (a <strong>na</strong> úroveò 1/10 000 s). K tomu prispievaaj rýchlos zberu informácií, ktorá je vyššiaako pri predchádzajúcom type.V porov<strong>na</strong>ní s predchádzajúcim typom snímaèovje však negatívom vyššia ce<strong>na</strong>, ktorá je spôsobenávyššou nároènosou ich výroby, ale aj nišímobjemom výroby (pouívajú sa výhradne v digitálnychfotoaparátoch a videokamerách).CCD s plošným snímaním – FTD CCD (FrameTransfer Device) alebo FFT CCD (Full Frame Transfer).V niektorých zdrojoch sa dos èasto mylne radiak predchádzajúcej <strong>sk</strong>upine CCD s progresívnymsnímaním. Je to ve¾ký omyl! Princíp zberu informáciíje toti úplne odlišný a hlavne ove¾arýchlejší. Zber signálu z jednotlivých svetlocitlivýchprvkov neprebieha postupneako pri predchádzajúcich CCD, ale <strong>na</strong>razpre celý snímaè! Informácia zo všetkýchsnímaèov je odèítaná súèasne. Aj toto zlepšenieje dosiahnuté vïaka zmene usporiadaniav bunkách èipu CCD. Prináša sosebou ïalšie zvýšenie plochy bunky citlivej<strong>na</strong> dopad svetla (snímaè zaberá viac ako80 % plochy bunky). I keï je plocha, ktorása podie¾a <strong>na</strong> zachytení svetla, vyššia akopri všetkých doteraz opísaných typochCCD, pri niektorých typoch FFT CCD sapredsa len pouívajú mikrošošovky. Aj tentotyp snímaèa umoòuje dosiahnu krátke expoziènéèasy. Ïalším zlepšením, ktoré je v tomto typesnímaèa implementované, je kompenzácia šumupre kadú bunku snímaèa. Podobne ako pri progresívnychCCD aj tieto snímaèe umoòujú konštruovadigitálne fotoaparáty bez mechanickejuzávierky. Keïe sa tieto snímaèe uplatòujú v drahšíchprístrojoch (typicky digitálne zrkadlovky),táto monos sa nevyuíva.Ce<strong>na</strong> tohto typu snímaèa CCD je <strong>na</strong>jvyššia zovšetkých a uplatnenie <strong>na</strong>chádza v profesionálnychzrkadlovkách.SuperCCD. Tento typ snímaèa bol vytvorený spoloènosouFujifilm, ktorá ju aj ako jediná vyuíva.Snímaèe typu SuperCCD vyuívajú <strong>sk</strong>utoènos, e¾ud<strong>sk</strong>é oko vníma ove¾a citlivejšie vertikálne a horizontálnelínie ako diagonálne. Miesto klasickejmaticovej štruktúry teda vývojári Fujifilmu siahlipo netradiènom riešení v podobe pootoèenia sní-8/2003 PC REVUE 41