Fotografia analogowa i cyfrowa

FOTOGRAFIA

Fotografia – zbiór wielu różnych technik, których celem jest zarejestrowanie trwałego, pojedynczego obrazu za pomocą światła

• Fizycznie obraz ten może występować w kilku postaciach – negatyw, slajd (diapozytyw, przezrocze), odbitka fotograficzna, a także obraz utrwalony bezpośrednio w postaci cyfrowej. To, co w potocznym języku nazywa się zdjęciem, czyli obraz oglądany na papierze fotograficznym (odbitka), to tylko jedno z zastosowań tego terminu.
• Istnieją dwie zasadnicze techniki zapisu fotografii. W przypadku techniki srebrowej (czyli fotografii tradycyjnej) zdjęcie fotograficzne po naświetleniu na filmie przyjmuje postać obrazu utajonego, po czym w procesie wywoływania zmienia się w obraz jawny. W technice cyfrowej podziału takiego nie ma, a obraz przyjmuje od razu „jawną” postać cyfrową.

CAMERA OBSCURA

Camera obscura – prosty przyrząd optyczny pozwalający uzyskać rzeczywisty obraz. Była pierwowzorem aparatu fotograficznego. Camera obscura bywa nazywana również kamerą otworkową. Urządzenie to zbudowane jest z poczernionego wewnątrz pudełka (dla zredukowania odbić światła)

• Budowa

Przyrząd ten jest zbudowany z zmatowionego i poczernionego, w celu zniwelowania refleksów, wewnątrz pudła, a także niewielkiego otworu znajdującego się na jednej ze ścian. Zwykle posiada on około 0,5 mm średnicy. Natomiast na przeciwległej ścianie znajduje się zazwyczaj matówka, czyli zmatowiona szyba lub inny materiał ją przypominający. Otwór pełni rolę obiektywu, przez który wpadają promienie światła padające następnie na matówkę, na której wytworzony zostaje odwrócony obraz. Umieszczając na miejscu matówki kliszę fotograficzną lub sensor optyczny można otrzymać zdjęcie.

• Efekt, obraz

Obrazy otrzymane przez przyrząd charakteryzują się miękkością światła, łagodnymi kontrastami, nieskończoną głębią ostrości, całkowitym brakiem dystorsji i pastelowo-mydlaną kolorystyką w przypadku obrazów utrwalanych na materiałach barwnych.

• Przeszłość

W przeszłości camera obscura była często wykorzystywana przez astronomów do badania zjawisk występujących na słońcu, z uwagi na to, iż obraz otrzymany w urządzeniu był znacznie ciemniejszy niż obraz rzeczywisty i pozwalał na bezpieczne obserwacje plam słonecznych, zaćmień i ruch słońca po nieboskłonie.

• Dzisiaj

Dzisiaj camera obscura jest wykorzystywana głównie w fotografii artystycznej, gównie za sprawą specyficznych efektów jakie wywołuje.

          

BUDOWA APARATU ANALOGOWEGO

Ciemnia fotograficzna – miejsce służące do obróbki chemicznej materiałów fotograficznych: negatywów, pozytywów, zwanych inaczej odbitką, i diapozytywów w procesie wywołania tych materiałów w fotografii tradycyjnej. W ciemni wywoływane są także duże klisze fotograficzne używane m.in. w fotografii rentgenowskiej.

WYPOSAŻENIE CIEMNI

Niezbędny do obróbki filmów jest termometr, pracę ułatwiają: butelki, menzurki, wieszaki do suszenia filmu, wąż do płukania oraz filtr do wody. Powiększalnik wymaga obiektywu - to jego najważniejsza część decydująca o jakości odbitek. Potrzebujemy jeszcze kuwety ze szczypcami, oświetlenie ciemni - żarówkę lub lampę ciemniową. Butelki,  pojemniki i menzurki do odmierzania chemii. Pracę bardzo ułatwia zegar ciemniowy odmierzający czasy oraz maskownica. Niestety, drogie urządzenia. Dodatkowe akcesoria bez których można się także obejść to płuczka oraz suszarka do papierów.

Budowa ciemni:

• Miejsce to jest pozbawione całkowicie światła dziennego, wyposażone z reguły w lampy ciemniowe w trzech kolorach: czerwonym, oliwkowym oraz pomarańczowym, używane pojedynczo, w zależności od czułości spektralnej danego materiału fotograficznego.
• Zazwyczaj ciemnia składa się z dwóch pomieszczeń: tzw. ciemni właściwej, wyposażonej w sztuczne oświetlenie i dostęp do wody, oraz śluzy świetlnej, służącej przejściu z pomieszczenia oświetlonego światłem dziennym do ciemni właściwej.

OKO

Budowa oka:

Działanie oka:

Światło przechodzi przez przednią część twardówki – rogówkę – po czym:

• wpada do oka przez źrenicę regulowaną tęczówką – kolorową częścią oka
• przechodzi przez soczewkę, która załamuje promienie świetlne
• przechodzi przez ciało szkliste
• promienie padają na wewnętrzną warstwę oka, czyli siatkówkę składającą się z fotoreceptorów (czopków i pręcików) i na której powstaje odwrócony obraz,
• poprzez nerw wzrokowy i dalsze składniki drogi wzrokowej impulsy nerwowe są przekazywane do ośrodków wzrokowych kory mózgowej.

Elementy ciała rzęskowego, czyli wyrostki rzęskowe, to promieniście ułożone fałdy, które wydzielają ciecz wodnistą (mającą udział w sztywności gałki ocznej), natomiast mięsień rzęskowy umożliwia zmianę krzywizny soczewki, co zmienia jej ogniskową i sprawia, że oko ma zdolność do akomodacji.

MATRYCA CMOS

Matryca CMOS – układ wielu elementów światłoczułych wykonany w technologii CMOS.

Zastosowanie:

Matryce CMOS występują w wielu urządzeniach takich jak kamery internetowe, kompaktowe aparaty cyfrowe, lustrzanki cyfrowe, elementy kontrolne w automatyzacji produkcji, cyfrowe aparaty rentgenowskie i w wielu innych miejscach. Matryce CMOS możemy spotkać w aparatach różnych klas od najprostszych do najbardziej zaawansowanych. 

Budowa:

Matryca składa się z milionów elementów o następującej budowie:

• elementu światłoczułego, działającego na zasadzie fotodiody
• wzmacniacza sygnału cyfrowo analogowego
• przetwornika analogowo-cyfrowego
• mikrosoczewki, której zadaniem jest skupienie światła na elemencie światłoczułym
• filtru barwnego odpowiadającego za fakt, że piksel jest czuły tylko na pewne spektrum światła. Najczęściej stosowana siatka filtrów Bayera.

Działanie, w matrycach CMOS:

• każdy piksel ma swój przetwornik ładunku na napięcie,
• każdy piksel ma swój "adres" i jego zawartość może być odczytana w dowolnej kolejności.
• Obwody elektryczne zintegrowane z każdym pikselem zajmują miejsce na matrycy.
• współczynnik wypełnienia, czyli stosunek sumy powierzchni wszystkich pikseli do powierzchni całej matrycy jest mniejszy dla matryc typu CMOS.

Efektem tego jest nieco mniejsza czułość matryc CMOS. Część światła wpadające przez obiektyw pada na elementy elektroniki wbudowane w matrycę i nie jest zamieniana na ładunki elektryczne.
Istnienie przy każdym pikselu przetwornika ładunek/napięcie powoduje, że współczynnik zamiany ładunku na napięcie jest minimalnie różny dla różnych pikseli. Daje to pewne zróżnicowanie czułości na światło poszczególnych pikseli. Ten mankament może być łatwo skompensowany poprzez wycechowanie matrycy po jej wyprodukowaniu i uwzględnienie różnic między pikselami w programie aparatu cyfrowego.

APARAT CYFROWY

Aparat cyfrowy – aparat fotograficzny rejestrujący obraz w postaci cyfrowej.

Aparat cyfrowy zapisuje obraz podobnie jak informacje zapisywane są w pamięci komputera. Jego zaletą jest to, że otrzymane zdjęcia mogą być w prosty sposób modyfikowane na komputerze, a następnie drukowane w dowolnej liczbie kopii.

Karty pamięci, stosowane w aparatach cyfrowych, jako nośnik danych, mogą pomieścić wielokrotnie więcej zdjęć niż błony fotograficzne, w związku z tym fotografowanie za pomocą aparatów cyfrowych jest znacznie tańsze i rzadko wymaga wymiany karty. Ponadto można wykonywać wiele próbnych zdjęć, a nieudane bez problemu i praktycznie bez kosztów usunąć.

Działanie:

Układ optyczny tworzy obraz na przetworniku fotoelektrycznym (CCD, CMOS), a współpracujący z nim układ elektroniczny odczytuje informacje o tym obrazie i przetwarza na postać cyfrową w układzie zwanym przetwornikiem analogowo-cyfrowym.

Dane w postaci cyfrowej są zapisywane w plikach danych, w jednym z formatów zapisu obrazu – zazwyczaj JPEG (kompresja stratna), TIFF (kompresja bezstratna) lub RAW (pełna informacja z matrycy aparatu) – w cyfrowej pamięci aparatu (półprzewodnikowej, na miniaturowym dysku magnetycznym bądź optycznym) albo przesyłane bezpośrednio do komputera. Najczęściej wykorzystywanymi pamięciami w aparatach cyfrowych są pamięci typu flash w postaci kart.

Typy plików graficznych

Format	Rozszerzenie nazwy pliku	Zalety	Wady	Zastosowanie
GIF	gif	możliwość tworzenia prostych animacji; możliwość ustawiania przeźroczystości obrazu	paleta barw ograniczona do 256 kolorów	elementy graficzne na potrzeby stron WWW
JPEG	jpg. jpe. jpeg	dobra kompresja zdjęć przy niewielkiej utracie jakości	widoczna utrata jakości w przypadku niektórych typów obrazów	zdjęcia i inne obrazy z płynnymi przejściami tonalnymi
PNG	png	lepsza kompresja w porównaniu z formatem GIF	nieobsługiwany przez bardzo stare programy	elementy graficzne na potrzeby stron WWW
TIFF	tif. tiff	wierne odwzorowanie barw i możliwość przechowywania dodatkowych informacji powiązanych z obrazem	duże rozmiary plików	grafika na potrzeby DTP; przechowywanie obrazów bez utraty jakości; przenoszenie obrazów między różnymi platformami systemowymi
PSD	psd	zapis dodatkowych informacji o obrazie (np. warstwy, ścieżki, maski)	bardzo duże rozmiary plików	format programu Adobe Photoshop
XCF	xcf	zapis dodatkowych informacji o obrazie (np. warstwy, ścieżki, maski)	bardzo duże rozmiary plików	format programu GIMP
BMP	bmp	obsługiwany przez większość popularnych programów graficznych	duże rozmiary plików	prosta grafika, ikony