Fotografia cyfrowa
Pieniądze nie są jedyną przyczyną opornego przyjmowania fotografii cyfrowej. Nie mniejszą rolę grają emocje i przyzwyczajenia. Przeciwnicy tej technologicznej nowinki twierdzą, że nowoczesne aparaty wyposażone w fotosensory robią zdjęcia gorszej jakości, a przeładowane elektroniką i zautomatyzowane do przesady uniemożliwiają pełną kontrolę nad wykonywanymi ujęciami, tracąc w zasadzie swój artyzm. Jej zwolennicy zbijają te argumenty, twierdząc, że fotografia cyfrowa się rozwija i nie ulega wątpliwości, że zmierza ku technicznej doskonałości.
Chip zamiast filmu
Różnica między fotografią cyfrową a analogową (tradycyjną) polega na wykorzystaniu innej metody rejestrowania obrazu. Przy wykonywaniu tradycyjnego zdjęcia obraz jest rejestrowany na błonie pokrytej światłoczułymi związkami srebra, które pod wpływem światła odbitego od fotografowanego przedmiotu ulegają reakcji fotochemicznej, ujawnionej podczas procesu wywoływania w laboratorium.
W aparatach cyfrowych miejsce tradycyjnych błon fotograficznych zajmuje silikonowy chip, nie większy od ludzkiego paznokcia, tzw. układ CCD - półprzewodnikowy element optoelektroniczny w postaci matrycy światłoczułych punktów (elektronicznych komórek wrażliwych na światło) zwanych fotosensorami. Układ CCD to rodzaj struktury krzemowej. Kryształ krzemu jest siecią atomów, pomiędzy którymi wiązania mogą być zerwane pod wpływem absorpcji światła o różnej długości fali, w wyniku czego następuje uwalnianie elektronów.
W krótkiej chwili odsłonięcie migawki do każdego fotosensora dociera pewna ilość światła i zostaje zamieniona na impuls elektryczny proporcjonalny do natężenia światła. Jeden punkt obrazu może być opisywany przez jeden sensor, wówczas wrażenie koloru uzyskuje się, stosując filtry rozkładające rejestrowany obraz na barwy podstawowe. Punkt obrazu może być również opisany przez trzy fotosensory - każdy wrażliwy na inna barwę. Uwolnione z układu krzemowego elektrony są utrzymywane w jednym określonym obszarze struktury zwanym studnią potencjalną, do chwili, gdy stan piksela (najmniejszej jednostki obrazu cyfrowego) zostanie odczytany przez tzw. konwerter analogowo - cyfrowy. Odczytuje on ładunek z każdego piksela, przetwarzając wartość na cyfrę i wstawiając ją na wielowymiarową tablicę - mapę bitową. Postać cyfrowa sygnału elektrycznego zostaje zapisana w pamięci półprzewodnikowej lub na miniaturowym dysku magnetycznym. Ze względu na niewielką pojemność kaset i dużą objętość plików z zapisywanymi obrazami, przy rejestracji wykorzystuje się kompresję danych, polegającą na odrzuceniu nieistotnych, niepotrzebnych informacji. Powszechnie przyjętym standardem kompresji jest algorytm LPEG, opracowany pod koniec lat osiemdziesiątych XX wieku.
W opisany sposób powstaje informacja, którą komputer zapamiętuje jako plik. Taka informacja może zostać odtworzona na ekranie komputera lub wydrukowana na drukarce - wystarczy, że za pomocą odpowiedniego oprogramowania nastąpi przetworzenie danych cyfrowych na jasność i kolor zarejestrowanego w postaci pikseli obrazu.
Każdy fotosensor w układzie CCD aparatu cyfrowego odpowiada jednemu pikselowi, a więc jakość otrzymywanego zdjęcia zależy od ilości fotosensorów. To właśnie upakowanie jak największej ilości fotosensorów w elektronicznym układzie światłoczułym wyznacza jakość fotografii cyfrowej.
W wypadku grafiki czarno - białej, pozbawionej półtonów, w punkcie obrazu (pikselu) musi być zawarta najprostsza informacja: czarne czy białe, 0 czy 1. Wystarczy jeden bit. Czarno - białe zdjęcie sprawia więcej kłopotów. Fizjologia wzroku określa, że dobre przybliżenie zakresu tonalnego stanowi 256 odcieni szarości zawartych pomiędzy kompletną bielą a całkowitą czernią. W języku informatycznym jeden punkt obrazu czarno - białego musi zawierać 8 bitów informacji. Jeszcze bardziej skomplikowane jest zarejestrowanie obrazu barwnego. Każdy punkt musi być opisywany przez trzy barwy podstawowe: czerwoną, żółtą i niebieską (ich złożenie da wrażenie koloru) a każda z nich przez 256 odcieni. Razem prawie 16,8 miliona możliwości. Informatyk mówi, że są to 24 bity informacji na jeden punkt.
Ilość punktów potrzebnych na jedno zdjęcie zależy od indywidualnych potrzeb. Zdjęcia wykonywane amatorsko wymagają stosunkowo niewielkiej liczby punktów, aby zostały uznane za zadowalające. Jednak aparaty cyfrowe wykorzystywane są również, a nawet przede wszystkim, przez profesjonalistów - do wykonywania zdjęć legitymacyjnych, reklamowych a także artystycznych, itd. W tym wypadku, żeby uzyskać doskonałą jakość obrazu, liczba punktów wynosi dziesiątki milionów, w innym bowiem razie (przy zbyt małej liczbie pikseli) będą one widoczne, a obraz okaże się ziarnisty. Przyjmuje się, że jedna małoobrazkowa klatka tradycyjnej błony fotograficznej o czułości 100 ASA (skala światłoczułości materiałów fotograficznych) zawiera około 18 milionów bitów informacji, a przy stosowanych w wielu profesjonalnych studiach fotograficznych błonach szerokoformatowych liczba ta wielokrotnie się zwiększa.
Źródła: „Życie Świata”,
„Świat Wiedzy”,
Pracę wykonała Ewelina Szczepaniak, kl. 1d