Kako radi senzor digitalnog fotoaparata | Sve u detalje
Digitalni fotoaparati su posvuda oko nas, a koriste se u nizu različitih područja. Digitalne kamere pronaći ćete ne samo u našim pametnim telefonima, već iu aplikacijama za nadzor, nadzor prometa, moderne proizvodne linije i mnoge druge industrije.
Digitalni fotoaparat snima sliku pretvaranjem slikovnih informacija iz objektiva, a ono što omogućuje proces pretvorbe je senzor slike. Također se smatra srcem digitalnog fotoaparata jer fotoaparat ne može funkcionirati bez njega. Dakle, kako radi senzor digitalnog fotoaparata ?
Što je senzor kamere?
Senzor kamere osnovna je komponenta svake kamere, a senzor omogućuje snimanje slike. Za formiranje slike potrebna je svjetlost. Svjetla dolaze iz objekta i pogodila su senzor kamere.
Senzor hvata svjetlost i pretvara je u digitalni oblik. Ovaj digitalni oblik je ono što smo nazvali digitalna slika.
Senzor je uređaj u čvrstom stanju i sastoji se od nekoliko malih komponenti. Ovo su
Niz filtera u boji
Senzor kamere može uhvatiti samo svjetlost, ali ne i boju. Niz filtara boja daje senzoru mogućnost da vidi boju. Različiti proizvođači senzora kamere koriste različite vrste nizova; najčešći niz je Bayer GRGB.
Postavljen je na svaki piksel za detekciju boje, a svaki piksel može detektirati samo jednu boju. Dakle, ovaj niz filtera boja proizvodi nepotpune uzorke boja. Zatim, koristeći proces demosaicinga, kamera rekonstruira sliku s punim bojama.
Niskopropusni filtar
Ako visokofrekventno svjetlo prolazi kroz senzor, može uzrokovati zamućenje nekih dijelova slike. Niskopropusni filtar koristi se za suzbijanje frekvencije upadne svjetlosti, čineći sliku zaštićenom od aliasinga.
Aliasing može uzrokovati ponavljanje detalja na slici, što rezultira zamućenjem. Ali ograničavanje frekvencije svjetla smanjuje detalje na slikama. Proizvođači izoštravaju fotografije kako bi izgledale detaljnije.
Infracrveni filter
Infracrveno svjetlo može uzrokovati nijanse boje na slici, a senzor slike je vrlo osjetljiv na infracrveno svjetlo. Postoji zrcalo između leće i niskopropusnog filtra kako bi se spriječilo da infracrveno svjetlo dođe do senzora. Ovo ogledalo je infracrveni filter.
Sklopovi
Iako svaki senzor radi isti posao, oni se razlikuju po svojoj konstrukciji. Dva najčešća tipa senzora su CCD i CMOS senzor kamere. Senzori tipa CCD skupljaju naboj iz svake šupljine ili foto mjesta i prenose naboj sa senzora pomoću okomitog niza piksela zaštićenih svjetlom.
Senzori tipa CMOS imaju pojačivač signala u svakom pikselu. Sakuplja naboj iz šupljine, zatim pretvara naboj u napon i pojačava ga na pikselima. Ovaj senzor proizvodi napon umjesto punjenja kao CCD senzor.
Ali budući da pojačava naboj na svakom pikselu pa bi moglo biti šuma na slici, većina COMS senzora sadrži dodatni krug za smanjenje šuma.
Pikseli
Pixel mjeri količinu upadne svjetlosti koja pada na njega pomoću osjetljivog fotodetektora. Ta svjetlost ili fotoni uzrokuju otpuštanje elektrona iz silikona, stvarajući naboj na mjestu fotografije.
Mikroleće
Mikro leće su vrlo važan dio senzora. Povećava osjetljivost senzora usmjeravanjem svjetla u piksele. Krugovi senzora zauzimaju dio svakog piksela, tako da mikro leće usmjeravaju svjetlo unutra, a krugovi ne utječu na svjetlo.
Sve ove komponente rade zajedno kako bi pretvorile svjetlosnu informaciju u digitalnu sliku.
Kako radi senzor digitalne kamere?
Digitalnom fotoaparatu nije potrebna ni cijela milisekunda da snimi sliku, ali u tom kratkom vremenu obavi mnoge zadatke. Sam senzor kamere obavlja primarne operacije.
Ono što radi je hvatanje upadnog svjetla i pretvaranje svjetla u digitalni oblik. To je to, ali postupak za to nije baš jednostavan.
Kada pritisnete okidač fotoaparata, šupljine senzora izlažu se svjetlu. U senzoru postoje milijuni piksela, a broj piksela senzora jednak je broju šupljina, a te se šupljine nazivaju mjestima za fotografije.
Mjesta za fotografije su osjetljiva na svjetlo, a ovaj dio senzora hvata svjetlost. Kada se pritisne okidač fotoaparata, te su stranice s fotografijama izložene svjetlu i zatvaraju se nakon završetka ekspozicije.
Između ovog kratkog vremena ekspozicije, svjetlost pada na mjesta za fotografije, a mjesta za fotografije proizvode mali električni naboj ili signal.
Što je duže vrijeme ekspozicije, to će veća količina svjetlosti dospjeti na mjesta fotografije. Isto vrijedi i za jače svjetlo, što znači da uvjeti jakog osvjetljenja dopuštaju da više fotona pogodi mjesta za fotografije.
Što više fotona pogodi mjesta za fotografije, proizvest će se više električnog signala i slika će biti oštrija.
Dakle, svaki piksel foto site će proizvesti različitu količinu električnog signala. Kamera će izmjeriti te signale, a izmjereni rezultat će se pomoću analogno-digitalnog pretvarača dalje pretvoriti u digitalnu vrijednost. Rezultirajuća vrijednost je ono što nazivamo slikom.
Budući da stranice s fotografijama ne mogu vidjeti boju, električni signal se može pretvoriti, ali u sivoj skali. Dakle, senzor slike koristi niz filtara boja za otkrivanje boje. Najčešći tip niza filtara boja je Bayerov niz filtara.
Na vrhu svake stranice s fotografijama nalazi se Bayerov filter. Jedna četvrtina piksela mjeri crvenu boju, druga jedna četvrtina mjeri plavu boju, a polovica piksela mjeri zelenu boju. Svaki piksel može uhvatiti samo jednu boju.
Plavi filter hvata plavu, crveni crvenu, a zeleni zelenu boju. Svjetlo koje ne odgovara boji filtera se odbija. To znači da gubimo dvije trećine nepristojnog svjetla za snimanje svake boje, tako da je svjetlina slike tri puta veća od rezolucije boja.
Svaka stranica za fotografije hvata jednu boju svjetla, a zatim kamera pogađa druge dvije unaprijed postavljene boje u tom svjetlu. Sve u svemu, kamera sada interpolira signal boje iz svih susjednih piksela i izračunava cjelokupnu vrijednost boje za svaki piksel.
Informacije o boji iz svih piksela spojene su zajedno i to čini digitalnu sliku.
Pročitajte sljedeće:Kako čitati objektiv fotoaparata
Često postavljana pitanja (FAQ)
Kako senzor kamere može vidjeti svjetlo?
Senzor digitalnog fotoaparata ima milijune foto stranica koje su osjetljive na svjetlo. Kada se pritisne okidač fotoaparata, ta su mjesta s fotografijama izložena svjetlu, hvatajući svjetlo (foton) koje ih je pogodilo.
Kako senzor snima sliku?
Kada svjetlost udari u šupljine senzora, stvara se električni signal. Senzor kamere mjeri informacije i pretvara te podatke u digitalni oblik. Zatim je spojio sve te digitalne podatke zajedno i to je rezultiralo slikom.
Završne riječi
Snimanje slike nije velika stvar. Ali proces koji se odvija unutar senzora kamere nije nimalo jednostavan. Nadamo se da će vam ovaj vodič dati dobru ideju kako radi senzor digitalnog fotoaparata .