Современные цифровые камеры во многом напоминают старые пленочные фотоаппараты. И в этом нет ничего удивительного, ведь цифровая фотография, по сути, выросла из пленочной, позаимствовав различные узлы и компоненты. Особенное сходство прослеживается между зеркальным цифровым фотоаппаратом и пленочной камерой: ведь и там и там применяется объектив, с помощью которого аппарат фокусируется на снимаемом объекте. Схожий процесс: фотограф просто нажимает на кнопку затвора и, в конечном счете, получается фотоизображение.

Тем не менее, несмотря на схожесть процесса съемки, устройство цифрового фотоаппарата является гораздо более сложным по сравнению с пленочным. И эта сложность конструкции обеспечивает «цифровикам» существенные преимущества — мгновенный результат съемки, удобство, широкие функциональные возможности по управлению фотосъемкой и обработке изображений. Для того, чтобы разобраться в устройстве цифрового фотоаппарата, нужно, прежде всего, ответить на следующие вопросы: Как создается фотоизображение? Какие узлы цифровой фотоаппарат позаимствовал у пленочного? И что нового появилось в фотокамере с развитием цифровых технологий?

Принцип работы пленочного и цифрового фотоаппарата

Принцип работы обычной пленочной камеры состоит в следующем. Свет, отражаясь от снимаемого объекта или сцены, проходит через диафрагму объектива и фокусируется особым образом на гибкой, полимерной пленке. Фотопленка покрыта светочувствительным эмульсионным слоем на основе галоидного серебра. Мельчайшие гранулы химических веществ на пленке под действием света изменяют свою прозрачность и цвет. В результате, фотопленка благодаря химическим реакциям «запоминает» изображение.

Как известно, для формирования любого существующего в природе оттенка достаточно использовать комбинацию трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Все остальные цвета и оттенки получаются путем их смешивания и изменения насыщенности. Каждая микрогранула на поверхности фотопленки отвечает, соответственно, за свой цвет в изображении и изменяет свои свойства именно в той степени, в которой на нее попали лучи света.

Поскольку свет различается по цветовой температуре и интенсивности, то в результате химической реакции на фотопленке получается практически полное дублирование снимаемой сцены. В зависимости от характеристик оптики, освещенности, времени выдержки/экспозиции сцены на пленке и времени раскрытия диафрагмы, а также других факторов формируется тот или иной стиль фотографии.

Что же касается цифрового фотоаппарата, то тут также используется система оптики. Лучи света проходят через линзу объектива, преломляясь особым образом. Далее они достигают диафрагмы, то есть отверстия с изменяемым размером, посредством которого регулируется количество света. Далее при фотографировании лучи света попадают уже не на эмульсионный слой фотопленки, а на светочувствительные ячейки полупроводникового сенсора или матрицы. Чувствительный сенсор реагирует на фотоны света, захватывает фотоизображение и передает его на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Последний анализирует простые, аналоговые электрические импульсы, и преобразует их с помощью специальных алгоритмов в цифровой вид. Это перекодированное изображение в цифровом виде сохраняется на встроенном или внешнем электронном носителе. Готовое изображение уже можно посмотреть на ЖК-экране цифровой камеры, либо вывести его на монитор компьютера.

В течение всего этого многоступенчатого процесса получения фотоизображения электроника камеры непрерывно опрашивает систему на предмет немедленной реакции на действия фотографа. Сам фотограф через многочисленные кнопки, регуляторы и настройки может влиять на качество и стиль получаемого цифрового снимка. И весь этот сложный процесс внутри цифровой камеры происходит за считанные доли секунды.

Основные элементы цифрового фотоаппарата

Даже визуально корпус цифровой камеры схож с пленочным аппаратом, за исключением того, что в «цифровике» не предусмотрено катушки фотопленки и фильмового канала. На катушку в пленочных фотоаппаратах закреплялась пленка. И по окончании кадров на пленке фотографу приходилось перематывать кадры в обратном направлении вручную. В фильмовом канале фотопленка перематывалась до нужного для съемки кадра.

В цифровых фотоаппаратах все это кануло в лету, причем за счет избавления от фильмового канала и места для катушки с пленкой удалось сделать корпус камеры существенно тоньше. Впрочем, некоторые узды пленочных фотоаппаратов плавно перешли в цифровую фототехнику. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим основные элементы современной цифровой камеры:

— Объектив

И в пленочной, и в цифровой фотокамере световые лучи проходят через объектив для получения изображения. Объектив представляет собой оптическое устройство, состоящее из набора линз и служащее для проецирования изображения на плоскости. В зеркальных цифровых фотоаппаратах практически ничем не отличаются от тех, что использовались в пленочных камерах. Более того, многие современные «зеркалки» обладают совместимостью с объективами, разработанными для пленочных моделей. К примеру, старые объективы с байонетом F могут применяться со всеми цифровыми зеркальными фотоаппаратами Nikon.

— Диафрагма и затвор

– это круглое отверстие, посредством которого можно регулировать величину светового потока, попадающего на светочувствительную матрицу или фотопленку. Это изменяемое отверстие, обычно размещающееся внутри объектива, образуется несколькими серповидными лепестками, которые при съемке сходятся или расходятся. Естественно, что диафрагма имеется как в пленочных, так и в цифровых аппаратах.

Тоже самое можно сказать и о затворе, который устанавливается между матрицей (фотопленкой) и объективом. Правда, в пленочных камерах используется механический затвор, представляющий собой своеобразные шторки, которые ограничивают воздействие света на пленку. Современные же цифровые аппараты оснащены электронным эквивалентом затвора, способным включать/выключать сенсор для приема приходящего светового потока. Электронный обеспечивает точную регуляцию времени приема света матрицей фотоаппарата.

В некоторых цифровых камерах, впрочем, имеется и традиционный механический затвор, который служит для предотвращения попадания на матрицу световых лучей после окончания времени выдержки. Тем самым, предотвращается смазывание картинки или появления эффекта ореола. Стоит отметить, что поскольку цифровому фотоаппарату может потребоваться некоторое время, чтобы обработать изображение и сохранить его, то возникает задержка по времени между тем моментом, когда фотограф нажал на кнопку спуска, и моментом, когда камера зафиксировала изображение. Эта задержка по времени называется задержкой срабатывания затвора.

— Видоискатель

Как в пленочном, так и в цифровом фотоаппарате имеется устройство для визирования, то есть устройство для предварительной оценки кадра. Оптический видоискатель, состоящий из зеркал и пентапризмы, показывает фотографу изображение именно в том виде, в котором оно существует в натуре. Однако многие современные цифровые камеры оборудованы электронным видоискателем. Он снимает изображение со светочувствительной матрицы и показывает фотографу таким, каким камера его видит с учетом предустановленных настроек и используемых эффектов.

В недорогих компактных цифровых фотоаппаратах видоискатель как таковой может просто отсутствовать. Его функции выполняет встроенный ЖК-экран с функцией LiveView. ЖК-экраны сегодня встраиваются и в зеркальные цифровые аппараты, поскольку благодаря такому экрану фотограф имеет возможность сразу же просмотреть результаты съемки. Таким образом, если снимок не удался, его можно тут же удалить и отснять новый кадр уже с другими настройками или в другом ракурсе.

— Матрица и аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

После того, как мы рассмотрели принцип работы пленочного и цифрового фотоаппарата, стало понятно, в чем собственно состоит основная разница между ними. В цифровой камере вместо фотопленки появилась светочувствительная матрица или сенсор. Матрица представляет собой полупроводниковую пластину, на которой размещается огромное множество фотоэлементов.

Не превышают размеров кадра фотопленки. Каждый из чувствительных элементов матрицы при попадании на него светового потока создает минимальный элемент изображения – пиксел, то есть одноцветный квадрат или прямоугольник. Элементы сенсора реагируют на свет и создают электрический заряд. Таким образом, матрица цифрового фотоаппарата фиксирует световые потоки.

Матрица цифровой камеры характеризуется такими параметрами, как физические размеры, разрешение и чувствительность, то есть способность матрицы точно уловить поток попадающего на нее света. Все эти параметры оказывают свое влияние на качество фотоизображения.

Полученная информация от сенсора в виде электрических импульсов далее поступает на обработку в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Функция последнего состоит в том, чтобы превратить эти аналоговые импульсы в цифровой поток данных, то есть перевести изображение в цифровой вид.

— Микропроцессор

Микропроцессор присутствовал и в некоторых последних моделях пленочных камер, однако в цифровом фотоаппарате он стал одним из ключевых элементов. Микропроцессор отвечает в «цифровике» за работу затвора, видоискателя, матрицы, автофокуса, системы стабилизации изображения, оптики, а также за запись отснятого фото- и видеоматериала на носитель, выбор настроек и программных режимов съемки. Это своеобразный мозговой центр камеры, управляющий всей электроникой и отдельными узлами.

От производительности микропроцессора во многом зависит то, насколько быстро цифровая камера сможет осуществлять непрерывную съемку. В этой связи в некоторых продвинутых моделях цифровых камер используется сразу два микропроцессора, которые могут производить отдельные операции параллельно. Тем самым, обеспечивается максимальная скорость серийной съемки.

— Носитель информации

Если аналоговый (пленочный) фотоаппарат сразу же фиксирует изображение на пленке, то в цифровом, электроника записывает изображение в цифровом формате на внешний или внутренний носитель информации. Для этой цели в большинстве случаев используются . Но в некоторых камерах имеется и встроенная память небольшого объема, которой хватает для размещения нескольких отснятых кадров.

Также цифровые камеры обязательно оснащаются соответствующими разъемами для возможности их подключения к персональному или планшетному компьютеру, телевизору и другим устройствам. Благодаря этому фотограф получает возможность всего через несколько минут после съемки поместить готовое изображение в Интернете, передать по электронной почте или распечатать.

— Батарея

Во многих пленочных фотоаппаратах используется аккумуляторная батарея для приведения в действие электроники, которая, в частности, управляет фокусировкой и автоматической экспозицией сцены. Но эта работа не требует значительного энергопотребления, поэтому на одном заряде батареи пленочная камера способна проработать несколько недель.

Другое дело цифровая фототехника. Здесь жизнь аккумуляторной батареи камеры измеряется часами. А потому для поддержания работы камеры в условиях отсутствия источника электричества фотографу порой приходится запасаться дополнительными батареями.

Несмотря на то, что цифровая фототехника заимствовала многие узлы и компоненты из пленочной фотографии, она обладает рядом существенных преимуществ. Прежде всего, это возможность оперативно контролировать результаты съемки и вносить необходимые коррективы. Цифровой фотоаппарат в силу особенностей своего устройства предоставляет любому фотографу больше гибкости в процессе съемки за счет широких возможностей управления качеством изображений. Цифровые технологии обеспечивают мгновенный доступ к любому кадру и высокоскоростную фотосъемку. Сочетание гибкости, широких функциональных возможностей и оперативности ведения съемки гарантируют обладателю цифровой камеры получение фотографий превосходного качества практически в любых условиях.

Возможности цифровой фототехники сегодня далеко не исчерпаны. По мере развития устройство цифровых камер будет все более усложняться, в них будут реализованы новые технологии, увеличивающие функциональность аппаратов и обеспечивающие еще более высокое качество изображений.

Достоинства

Быстрое получение результатов

Полученное изображение можно увидеть значительно быстрее, чем при традиционном фотопроцессе. Как правило, камеры позволяют просмотреть изображение на встроенном или присоединённом мониторе сразу после съёмки (а в незеркальных и некоторых зеркальных камерах - даже до съёмки). Кроме того, изображение можно довольно быстро загрузить на компьютер, а уже там рассмотреть во всех деталях.

Быстрое получение результатов способствует раннему выявлению неустранимых ошибок (и пересъёмке) и лёгкому обучению. Что удобно как начинающим, так и любителям/профессионалам.

Готовность для применения на компьютере

Цифровая фотография является самым быстрым и дешёвым способом получения изображений для последующего использования на компьютере - в веб-дизайне, загрузке изображений (фотографий людей и объектов) в базы данных, создания художественных работ на базе фотографии, измерений и т. п.

Наример, при подготовке загранпаспортов современного образца человек фотографируется цифровой камерой. Его фото и распечатывается на паспорте, и заносится в базу данных .

При традиционном фотопроцессе, перед обработкой на компьютере необходима изображения, требующая дополнительных средств.

Экономичность и простота

Процесс цифровой съёмки не требует расходных материалов (пленки) и средств/материалов для фотопроцесса (проявления изображения на пленке). Поэтому неудачные кадры, если не учитывать трудозатраты, не стоят фотографу ни копейки. Точнее, стоят очень мало, так как цифровые носители, в основном, являются многоразовыми с большим ресурсом перезаписи.

Более того, весь процесс от съёмки до получения отпечатков (или превью) может быть проделан, не выходя из дома или студии, и всего лишь требует наличия компьютера и фотопринтера. Возможности и качество отпечатков (по сравнению с обработкой в лаборатории), в этом случае, будет зависеть только от возможностей техники и умения оператора.

Всё большее распространение получают студии моментальной фотографии, состоящие из цифрового фотоаппарата, компьютера и цифровой фотолаборатории. Фотографии, сделанные в такой студии, лучше и по качеству изображения, и по долговечности, чем традиционное моментальное фото типа Polaroid.

Некоторые камеры и принтеры позволяют получать отпечатки без компьютера (камеры и принтеры с возможностью прямого подключения или принтеры, печатающие с карт памяти), но этот вариант, как правило, исключает возможность коррекции снимка и имеет другие ограничения.

Гибкое управление параметрами съёмки

Цифровая съёмка позволяет гибко управлять некоторыми параметрами, которые, в традиционном фотопроцессе, жёстко привязаны к фотоматериалу пленки - светочувствительностью и цветовым балансом (также, называемым балансом белого ).

Светочувствительность (в единицах ISO по аналогии с фотоматериалами) может быть выставлена вручную, или быть определена камерой автоматически, применительно к снимаемой сцене.

В традиционном фотопроцессе используют два вида плёнки разного цветового баланса (для дневного света и электрического освещения), и корректирующие светофильтры.

Цифровая камера может изменять цветовой баланс очень гибко - его можно выбрать согласно освещению, позволить камере определить автоматически или точно настроить по серому образцу.

Широкие возможности постпроцесса

В отличие от традиционного фотопроцесса, в цифровой фотографии существуют очень широкие возможности коррекции и внесения дополнительных эффектов уже после съёмки.

Вы можете поворачивать, кадрировать, монтировать, изменять параметры изображения (целиком или на отдельном участке), производить ручную или автоматическую коррекцию дефектов несравненно проще и качественней, чем при съёмке на плёнку.

Преимущества цифрового представления

Так как оригинал изображения при цифровой съемке является массивом чисел, то хранение, копирование, передача на произвольное расстояние не изменяет его - любая копия является идентичной оригиналу. Во всяком случае, недостоверность данных можно довольно просто установить, и сделать повторную копию/передачу всего массива или его фрагмента (или его восстановление по избыточной информации). Копия же с пленки, в особенности, при последовательном копировании, будет отличаться от оригинала.

Разумеется, цифровой носитель может выйти из строя, но информация, при ее правильном хранении (с достаточной избыточностью и периодической заменой носителей) может быть сохранена неизменной произвольный период времени.

Компактность

Большинство цифровых камер компактнее плёночных «собратьев», т. к. в их конструкции нет необходимости выделять место для плёнки и механики фильмового канала.

Возможность миниатюризации элементов цифровых камер позволяет производить ультракомпактные варианты камер и камеры встроенные во всевозможные устройства, изначально не предназначенные для фотографирования - , плееры и т. п.

Разумеется, уменьшенные геометрические размеры (в особенности, размеры оптики), вносят в снимки свои особенности:

• высокую (встраиваемые варианты, как правило, вообще, не имеют механизмов фокусировки)
• невысокое оптическое разрешение («мягкость») снимков
• бо́льшее количество шума - сенсор маленького размера обладает меньшей чувствительностью и сигнал с него нуждается в дополнительном усилении, которое, кроме сигнала, повышает и шумовой фон

Количество кадров

Цифровые камеры, как правило, позволяют делать бо́льшее количество кадров, чем плёночные, потому что (если не учитывать ёмкости аккумуляторов) ограничены только ёмкостью цифровых носителей, а последние отличаются более широким ассортиментом, нежели фотоплёнка. Правда, фактическое количество фотографий, которое можно записать на носитель, зависит от характеристик камеры (разрешения изображения) и формата записи.

Кроме этого, при цифровой съёмке при желании/необходимости количество снимков можно увеличить за счёт снижения параметров изображения - разрешения, формата записи и/или качества изображения.

• Разрешение обычно можно снизить в 2-4 раза или привести к стандартным разрешениям (640×480, 1024×768, 1600×1200)
• Форматы записи отличаются количеством сохраняемой информации, видом сжатия и т. п.
• Под качеством принято понимать степень сжатия с потерей информации (как правило, при сохранении в формате ) - при низком качестве изображение теряет в оттенках, но занимает меньше места.

При наличии времени также можно удалять с носителя неудачные кадры, освобождая место для новых, сгружать кадры на компьютер или карманные устройства хранения для больших объемов информации.

Разумеется, также, можно использовать несколько носителей, но эта возможность доступна и для плёночных камер.

Проблемы

Разрешение изображения

При цифровой съёмке изображение представляется дискретным массивом точек (). Детали изображения размером меньше одного пикселя не сохраняются. получаемого изображения (число или размеры матрицы пикселей) определяется базовым разрешением сенсора камеры, а также её текущими настройками.

Вместе с тем фотоплёнка также имеет свою дискретность. Изображение на плёнке образовано чёрными или пигментными доменами («зерном») разного размера, осаждёнными во время фотопроцесса.

Исходя из среднего размера зерна фотоплёнки, аналогичным разрешением для цифрового изображения принято считать разрешение 12-16 мегапикселей на кадр. Такое, или большее разрешение имеют профессиональные камеры.

Однако, реальное разрешение получаемого изображения (то есть степень различимости деталей), кроме пиксельного разрешения сенсора зависит от оптического разрешения объектива и устройства сенсора.

Оптическое разрешение объектива

Разрешение изображения не может быть выше объектива. Оптическое разрешение, достаточное для получения четкого изображения с разрешением 12-16 мегапикселей, может обеспечить только съемная полупрофессиональная оптика. Объективы большинства компактных камер обеспечивают разрешение на уровне 2-4 (иногда 6) мегапикселей.

В сравнение с плёночными камерами, цифровые камеры одного класса имеют одинаковые объективы или объективы меньшего размера (и, следовательно, потенциально, меньшего разрешения).

В зеркальных камерах применяются одни и те же объективы, но модели с неполноформатными сенсорами фиксируют только часть кадра, и следовательно имеют меньшее разрешение относительно размера кадра.

Влияние устройства сенсора

Разрешение изображения, также, может ограничить устройство сенсора. (см. раздел ).

Цифровой шум

Цифровые фотографии, в той или иной степени, содержат . Количество шума зависит от технологических особенностей сенсора (линейного размера пикселя, применяемой технологии ССD/CMOS, и др.).

Шум в большей степени проявляется в изображения. Шум возрастает с увеличением светочувствительности съёмки, а также, с увеличением времени экспозиции.

Цифровой шум в чём-то эквивалентен зернистости изображения на фотоплёнке. Зернистость повышается с увеличением чувствительности плёнки, точно также как и цифровой шум. Однако, зернистость и цифровой шум имеют разную природу и различаются по внешнему виду:

В отличии от цифрового шума, изменяющегося от камеры к камере, степень зернистости плёнки не зависит от применяемой камеры - самый дорогой профессиональный аппарат и дешёвая компактная камера на одной и той же плёнке дадут изображение с одинаковой зернистостью.

Цифровой шум начинает подавляться еще при считывании с сенсора (вычитанием «нулевого» уровня каждого пикселя из считанного потенциала), продолжается при обработке изображения камерой (или конвертером RAW-файла). При необходимости шум также может быть дополнительно подавлен в программах обработки изображений.

Муар

При цифровой съемке происходит изображения, поэтому если в изображении присутствует другой растр (фактурные ткани, линейные узоры, экраны мониторов и телевизоров) близкий по размеру к растру сенсора, может возникнуть - биение растров образующее зоны усиления и ослабления яркости, которые сливаются в линии и текстуры, которых нет на объекте съемки.

Муар усиливается с приближением частот и уменьшением угла между растрами. Последнее свойство означает, что муар можно уменьшить, снимая сцену под некоторым углом, подобранным опытным путем. Нормальную ориентацию сцены можно вернуть в графическом редакторе (ценой потери краёв, и некоторой потери четкости).

Муар очень ослабляется при расфокусировке - в том числе «смягчающими» светофильтрами (которые применяются в портретной съемке) или оптикой относительно невысокого разрешения, неспособной сфокусировать точку, соизмеримую с линией растра сенсора (то есть, оптика невысокого разрешения или сенсор с пикселями маленького размера).

В сенсорах, представляющих собой прямоугольную матрицу светочувствительных датчиков, имеется как минимум два растра - горизонтальный, который образуют строки пикселей и, перпендикулярный ему, вертикальный. К счастью, большинство современных камер имеют достаточно низкое оптическое разрешение (или высокое разрешение сенсора), чтобы хорошо сфокусировать растр близкой частоты, и возникающий муар довольно слаб.

Статические дефекты сенсоров

Отдельные светочувствительные элементы сенсора, в результате производственного брака могут обладать аномальной (пониженной или повышенной) чувствительностью или не работать вообще. В процессе эксплуатации могут появиться новые дефектные элементы.

На нынешнем уровне развития технологии производства сенсоров избежать появления дефектных элементов очень сложно, и сенсоры, содержащие их в малом количестве, не считаются бракованными.

Статически «белые» или элементы с повышенной чувствительностью называют «горячими» пикселями (или хот-пикселями), статически черные - «мертвыми» или «битыми» пикселями.

Дефекты изображения, образовавшиеся в результате аномалий сенсора, обычно устраняются фильтрами шумоподавления.

Также камера может программироваться на особенности своего сенсора так, чтобы аномальные элементы игнорировались при считывании, а их значения определялись интерполяцией. Такое программирование (римэпинг, remaping ) проводят в процессе контроля качества, при появлении новых дефектных элементов римэпинг можно повторить (самостоятельно или в сервисном центре).

Низкая фотографическая широта

Светочувствительный сенсор имеет более низкую по сравнению с традиционной фотоплёнкой (в особенности, негативной). Поэтому при съемке сюжета с большим диапазоном яркостей в на цифровых снимках могут наблюдаться «выгорание» и/или зачернение . При «выгорании» пиксель приобретает максимальное значение яркости, при зачернении значение яркости приближается к минимальному значению (а также приближается или оказывается ниже уровня цифрового шума).

Большинство любительских камер при просмотре изображения позволяют видеть «выгоревшие» пиксели, для пересъёмки при необходимости.

Для борьбы с выгоранием свето́в некоторые сенсоры имеют добавочные фотодиоды с пониженной чувствительностью.

Внутренние отражения

Высокое энергопотребление

Весь процесс получения цифрового изображения, его обработки и записи на носитель является электронным. Всвязи с этим, подавляющее большинство цифровых камер потребляют больше электроэнергии, чем плёночные аналоги. Особенно высоким энергопотреблением отличаются компактные камеры, использующие в качестве видоискателя .

Сенсоры, выполненные по технологии CMOS, отличаются меньшим энергопотреблением, чем CCD-сенсоры.

Из-за энергопотребления, а также стремления к компактности, в бо́льшей части цифровых камер производители отказались от использования , популярных в пленочных камерах, в пользу более ёмких и компактных аккумуляторов. Некоторые модели позволяют использовать батареи AA в дополнительных батарейных блоках.

Сложное устройство и высокая цена цифровых камер

Даже самая простая цифровая камера является сложным электронным устройством, потому что как при съемке, как минимум, должна:

• открыть затвор на заданное время
• считать информацию с сенсора
• записать файл изображения на носитель

В то время как простой плёночной камере достаточно просто открыть затвор, а для этого (а также, манипуляций с плёнкой) достаточно нескольких несложных механических узлов.

Именно сложность объясняет цены цифровых камер в 5-10 раз превышающие цены аналогичных плёночных моделей. При этом среди простых моделей цифровые камеры часто проигрывают пленочным по качеству картинки (в основном, по разрешению и цифровому шуму).

Кроме всего прочего, сложность увеличивает число возможных неисправностей и стоимость ремонта.

Устройство цветного сенсора и его недостатки

Традиционный цветной фотопроцесс использует многослойную фотоэмульсию со слоями чувствительными в разных диапазонах.

Большинство же современных цветных цифровых камер используют для цветоотделения мозаичный или его аналоги. В фильтре Байера каждый датчик на имеет светофильтр одного из трех основных цветов и воспринимает только его. Такой подход имеет ряд недостатков.

Потери разрешения

Полное изображение получается восстановлением (интерполяцией) цвета промежуточных точек в каждой из цветовых плоскостей. Интерполяция снижает разрешение (резкость) изображения.

Снижение разрешения, отчасти, корректируется методом «нерезкой маски» - повышением контрастности на яркостных переходах изображения. В документации эта операция называется «коррекцией резкости» или просто «резкостью». Злоупотребление нерезкой маской приводит к появлению ореолов на границах.

Зачастую «повышение резкости» выполняет сама камера. Но автоматическая коррекция резкости часто имеет слишком низкий порог чувствительности и усиливает цифровой шум. В камерах любительского уровня применение нерезкой маски можно запрещать, чтобы сделать необходимые коррекции на компьютере (в конвертере RAW-файлов или графическом редакторе) с параметрами наиболее подходящими для каждого изображения, а также выполнить их в требуемом порядке.

Цветовые артефакты

Интерполяция может давать неверный цвет на границах и деталях изображения соизмеримых по размеру с пикселем. Также, цветовые артефакты могут образовывать муарные образования (см. раздел ).

Искажения на границах призваны предотвратить улучшенные алгоритмы интерполяции, с отслеживанием цветовых переходов. Для подавления цветовых артефактов на готовых изображениях применяют алгоритм «низкочастотного фильтра», однако его применение, делает мелкие детали изображения менее контрастными и резкими.

Предотвращением и подавлением цветовых артефактов и муара занимаются конвертеры RAW-файлов и программы обработки фотографий. Камеры высокого класса имеют для этого встроенные алгоритмы.

Альтернативные схемы цветоотделения

Недостатки фильтра Байера заставляют разработчиков искать альтернативные решения. Вот наиболее популярные из них.

Трёхсенсорные схемы

Данные схемы используют три сенсора и призму, разделяющую световой поток на составляющие цвета.

Основной проблемой трехсенсорной системы является совмещение трех получающихся изображений в одно. Но это не мешает использовать ее в системах с относительно низким разрешением, например в видеокамерах.

Многослойные сенсоры

Идея многослойного сенсора, аналогичного современной цветной фотоплёнке с многослойной эмульсией, всегда владела умами разработчиков электроники, но до последнего времени не имела методов для практической реализации.

Разработчики компании Foveon решили использовать свойство кремния поглощать свет разной длины волны (цвета) на различной глубине кристалла, расположив датчики основных цветов друг под другом на различных уровнях микросхемы. Реализацией этой технологии стали сенсоры , анонсированные в 2005 году.

Сенсоры X3 считывают полную гамму цветов на каждом пикселе, поэтому им несвойственны проблемы, связанные с интерполяцией цветовых плоскостей. У них есть собственные проблемы - склонность к шуму, межслойная , и т. п. но эта технология еще находится в активном развитии.

Разрешение в применении к сенсорам X3 имеет несколько трактовок, отталкивающихся от различных технических аспектов. Так для топовой модели Foveon «X3 10.2 MP»:

• Итоговое изображение имеет пиксельное разрешение 3,4 мегапикселя. Так понимает мегапиксель пользователь.
• Сенсор имеет 10,2 миллионов датчиков (или 3,4×3). Такое понимание использует компания в маркетинговых целях (именно эти цифры присутствуют в маркировках и спецификациях).
• Сенсор обеспечивает разрешение изображения (в общем смысле) соответствующее 7 -мегапиксельному сенсору с фильтром Байера (по расчётам Foveon), т. к. не требует интерполяции и поэтому обеспечивает более чёткое изображение.

Сравнительные особенности

Быстродействие

Цифровые и пленочные камеры, в общем, имеют схожее быстродействие, определяемое задержками, перед съемкой кадра в различных режимах. Хотя отдельные типы цифровых камер могут уступать плёночным.

Лаг затвора

При этом, в большинстве компактных и бюджетных цифровых камер используется медленный, но точный контрастный автофокус (неприменимый для плёночных камер). Плёночные камеры той же категории используют менее точные (полагающиеся на высокую ), но быстрые системы фокусировки. Зеркальные камеры (как цифровые, так и плёночные) используют одинаковую систему фазовой фокусировки, с минимальными задержками.

Для уменьшения влияния автофокуса на лаг затвора (как в цифровых, так и в некоторых типах плёночных камер) применяется предварительная (в т. ч. упреждающая, для движущихся объектов) фокусировка, включаемая средним положением трехпозиционной кнопки спуска затвора.

Задержка видоскателя

Неоптические видоискатели, применяемые в незеркальных цифровых камерах - ЖК-экран или электронный видоискатель (окуляр с ЭЛТ или ЖК-экраном), могут показывать изображение с задержкой, что также как и лаг затвора может привести к запаздыванию съёмки.

Время готовности

Время готовности камеры к съёмке - понятие, существующее для электронных камер и камер с выдвигающимися элементами. Большинство механических камер готовы к съёмке всегда, и среди них нет цифровых - все цифровые камеры и задники являются электронными.

Время готовности электронных камер определяется временем стартовой инициализации камеры. Для цифровых камер время инициализации может быть бо́льшим, но достаточно мало - 100-200 миллисекунд.

Компактные камеры с выдвигающимися объективами имеют значительно бо́льшее время готовности, но такие объективы имеют как цифровые, так и пленочные камеры.

Задержка при непрерывной съемке

Задержка при непрерывной съёмке обусловлена обработкой текущего кадра и подготовкой к съёмке следующего, которые требуют некоторого времени. Для плёночной камеры такой обработкой будет перемотка пленки на следующий кадр.

Цифровая камера перед следующим снимком должна:

• Считать данные с сенсора;
• Обработать изображение - сделать файл нужного формата и размера с необходимыми коррекциями;
• Записать файл на цифровой носитель.

Самой медленной из перечисленных операций является запись на носитель (Flash-карту). Для ее оптимизации используется - запись файла в буфер (AKA кэш cache ; область оперативной памяти), с записью из буфера на медленный носитель, параллельно с другими операциями.

Обработка включает в себя большое количество операций по восстановлению, коррекции изображения, уменьшения до требуемого размера и упаковке в файл нужного формата. Для увеличения производительности, кроме повышения частоты работы процессорной части камеры, повышают ее эффективность, разрабатывая специализированные процессоры с аппаратной реализацией алгоритмов обработки изображения.

Скорость считывания с сенсора обычно становится «бутылочным горлом» производительности только в топовых моделях профессиональных камер, с сенсорами высокого разрешения. Все другие виды задержек в них производители устраняют. Как правило, максимальная скорость работы конкретного сенсора ограничивается физическими факторами, приводящими на бо́льших скоростях к резким снижениям качества изображения. Для работы с большей производительностью разрабатываются новые типы сенсоров.

Также на время подготовки к съёмке следующего кадра (как при цифровой, так и при обычной съемке) влияет время необходимое для зарядки вспышки, если она используется.

Максимальное количество кадров при непрерывной съемке

Кэширование записи на медленный носитель рано или поздно приводит к заполнению буфера и падению производительности на реальный уровень. В зависимости от ПО камеры, при этом съёмка может:

• остановиться;
• продолжаться с низкой скоростью по мере записи изображений;
• или продолжаться на той же скорости, затирая в буфере ранее заснятые, но не записанные изображения.

Поэтому, для непрерывной съёмки, кроме количества кадров в секунду, камера имеет параметр максимального количества кадров , которые камера может сделать до переполнения кэша записи. Это количество зависит от:

• Размера оперативной памяти и разрешения сенсора (заводские характеристики) камеры;
• Выбранных пользователем:
  • формата файла (если камера это позволяет);
  • размера изображения (если формат это позволяет);
  • качества изображения (если формат это позволяет).

Плёночные камеры, в силу своего устройства, всегда работают с реальной производительностью, и максимальное количество кадров ограничивает только количество кадров на пленке.

Съёмка в инфракрасном диапазоне

Большинство цифровых камер, позволяют проводить съёмку, частично, в невидимом инфракрасном диапазоне (съёмка теплового излучения или съёмка с инфракрасной подсветкой), потому что фотосенсор способен воспринимать верхнюю часть этого диапазона. Видимый свет, при необходимости, можно отфильтовать специальным .

В классической фотографии для инфракрасной съемки требуется специальная фотоплёнка, но она, в отличие от фотосенсоров, способна воспринимать бо́льшую часть инфракрасного диапазона.

О бурном развитии цифровой фотоиндустрии свидетельствует увеличение обма выпуска фотоаппаратов, а также сокращение выпуска фотопленки всеми прзводителями, уход с рынка столпов фотоиндустрии или их полный переход на цифровые технологии. Развитие струйных принтеров с функцией фотопечати также свидетельствует об увеличении рынка цифровых камер (ЦФК).

Цифровая фотография - это фотография, сделанная цифровым фотоаппаратом или фотокамерой; оцифрованная сканером фотография, выполненная с помощью обыкновенного фотоаппарата; слайд.

Цифровой фотоаппарат

Фотоаппарат - одно из удивительнейших изобретений человека. Он оставляет на века многие моменты нашей жизни.

Начало современной фотоиндустрии положило открытие Тальбота, произедшее 160 лет тому назад. Сейчас началась новая фотографическая эра - эра цифровых фотографий.

Цифровой фотоаппарат отличается от обычного тем, что вместо пленки в нем установлена светочувствительная матрица. Она переводит изображение в электричкий сигнал, который затем обрабатывается и сохраняется уже в цифровом виде в памяти фотоаппарата.

Матрица ЦФК состоит из ячеек, работа каждой из которых аналогична дейсию фотоэкспонометра, когда в зависимости от интенсивности света, попавшего на нее, вырабатывается электрический сигнал. При создании матриц для ЦФК исполуют разные технологии. Например, шаблон Байера, технология CCD RGBE, рааботанная компанией Sony.

С цифровой фотокамерой, компьютером и программным фотоизображением для редактирования фотоизображений появляются практически неограниченные возможности для реализации своих творческих способностей и идей. Технология создания цифровых фотоснимков позволяет мгновенно обмениваться визуальной информацией с людьми, вне зависимости от их географического местонахождения. Если изображение получено с помощью цифровых фотоаппаратов, то программа Adobe Photoshop CS5 поддерживает большое количество форматов Camera RAW.

Откройте файл с расширением RAW и сохраните его в другом формате, например, в формате TIFF, т. к. типографии требуют, чтобы рисунки были в этом формате.

Карта памяти Compact Flash

Compact Flash (CF-карта или флэш-карта) - высокотехнологическое электроое устройство, предназначенное для хранения информации в виде цифровых изражений, полученных с помощью цифрового фотоаппарата.

Меры предосторожности при работе с CF-картами: их нельзя сгибать, приклывать к ним усилия, подвергать их ударам и вибрации; запрещается разбирать или вносить изменения в конструкцию CF-карты. Резкие перепады температуры могут привести к конденсации влаги в карте и ее неправильному функционированию. Не следует пользоваться CF-картами в местах с повышенным количеством пыли или песка, в местах с высокой влажностью и высокой температурой.

При форматировании CF-карты с нее стираются все данные, в том числе зищенные изображения и файлы других типов. Форматирование выполняется как для новой CF-карты, так и для удаления с CF-карты всех изображений и прих данных.

Принципы работы цифрового фотоаппарата

Цифровая камера создает изображение на основе световых лучей, однако фиирует их не на пленке, а с использованием светочувствительной матрицы, котую по-другому можно назвать набором светочувствительных компьютерных чов. В настоящее время существуют две разновидности этих чипов: CCD (charge- coupled device - прибор с зарядовой связью - ПЗС), что расшифровывается как прибор с зарядовой связью, и CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) - комплементарный металлооксидный полупроводник.

Когда на эти устройства попадают лучи света, они генерируют электрические заряды, которые затем анализируются процессором цифровой фотокамеры и прбразуются в информацию о цифровом изображении. Чем больше света, тем более мощный заряд генерируется чипом.

После того как электрические импульсы преобразованы в информацию об изражении, эти данные сохраняются в памяти камеры, которая может быть выпоена либо в виде встроенного чипа памяти, либо в виде заменяемой карты памяти или диска.

Обычно в камере используется 1/3-дюймовая CCD, состоящая из элементов, преобразующих световые волны в электрические импульсы. Количество таких элементов зависит от марки фотоаппарата.

Например, 5-мегапиксельный фотоаппарат имеет примерно 5 миллионов таких элементов.

Чтобы получить доступ к изображению, записанному камерой, достаточно пенести данные в память компьютера. Некоторые камеры позволяют отобразить записанные изображения непосредственно на экран телевизора или сразу выводить их на принтер для печати, минуя, таким образом, этап редактирования полученных кадров на компьютере.

Освещенность или затемненность полученного кадра зависит от экспозии - количества света, воздействующего на пленку или на светочувствителую матрицу. Чем больше света, тем ярче будет полученный кадр. Слишком много света, изображение получится засвеченным, мало света - изображение будет слишком темным.

Количество света, попадающего на пленку, можно контролировать двумя спобами:

© определяя количество времени, в течение которого затвор будет оставаться орытым (в таком случае изменяется выдержка);

© путем изменения диафрагмы.

Значение диафрагмы - это размер отверстия, создаваемого набором пластин, расположенных между линзами объектива и затвором. Лучи света с помощью линз направляются через это отверстие к затвору, после чего попадают на пленку или матрицу. Таким образом, если нужно, чтобы на матрицу попало больше света, вы делаете размер диафрагмы больше (увеличиваете диафрагму); если нужно меньше света, вы делаете размер диафрагмы меньше (уменьшаете диафрагму).

Значения диафрагмы обозначаются диафрагменными числами, в англоязычной литературе известными под названием f-стопы (f-stops). Стандартными являются числа f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16 и f/22.

Величина выдержки, или просто выдержка, измеряется в более понятных едицах - в долях секунды. Например, если выдержка составляет 1/8, это значит, что затвор открывается на 1/8 секунды.

Цифровая фотография входила в жизнь постепенно, шаг за шагом. Национальное аэрокосмическое агентство США приступило к использованию цифровых сигналов в 1960-х годах, вместе с полетами на Луну (например, для создания карты лунной поверхности) - как известно, аналоговые сигналы могут при передаче теряться, а цифровые данные подвержены ошибкам гораздо меньше. Первая сверхточная обработка изображений была разработана именно в тот период,поскольку Национальным аэрокосмическим агентством для обработки и улучшения космических изображений использовалась вся мощь компьютерных технологий. Холодная война, в процессе которой применялись самые разнообразные шпионские спутники и секретные системы обработки изображений, также способствовала ускорению развития цифровой фотографии.

Первая электронная камера без пленки была запатентована компанией Texas Instruments в 1972 году. Главный недостаток этой системы заключался в том, что фотографии можно было просматривать только по телевизору. Аналогичный подход был реализован и в устройстве Mavica компании Sony, которое было анонсировано в августе 1981 года в качестве первой коммерческой электронной камеры. Камеру Mavica можно уже было подключить и к цветному принтеру. В то же время она не являлась настоящей цифровой камерой - это была скорее видеокамера, с помощью которой можно снять и показать отдельные снимки. Камера Mavica (Magnetic Video Camera) позволяла записывать до пятидесяти изображений на двухдюймовых гибких дисках с помощью ПЗС-датчика размером 570х490 пикселей, что соответствовало стандарту ISO 200. Она имела одну выдержку, равную 1/60-й секунды, ручную регулировку диафрагмы и три сменных объектива: 25-миллиметровый широкоугольный, 50-миллиметровый обычный и объектив с переменным фокусным расстоянием 16–65 мм. В настоящее время такая система может показаться примитивной, однако не стоит забывать, что Mavica была разработана почти 25 лет назад!

В 1992 году фирма Kodak объявила о выпуске первой профессиональной цифровой фотокамеры DCS 100 на основе фотоаппарата Nikon F3. В фотокамеру DCS 100 был встроен датчик изображения на ПЗС с разрешением 1,3 Мб, а также переносной жесткий диск для хранения 156 зафиксированных изображений. Следует отметить, что этот диск весил около 5 кг, сама фотокамера стоила $25 тыс., а получаемые изображения годились по качеству лишь для печати на страницах газет. Поэтому такой фотоаппаратурой целесообразно было пользоваться лишь в тех случаях, когда сроки получения изображений были важнее, чем их качество.

Перспективы цифровой фотографии стали более ясными с появлением в 1994 году двух новых типов цифровых фотокамер. Компания Apple Computer впервые выпустила фотокамеру Apple QuickTake 100, имевшую странную форму бутерброда и способную фиксировать 8 изображений с разрешением 640 х 480 пикселей. Это была первая цифровая фотокамера для массового потребителя, доступная по отпускной цене $749. Изображения, получавшиеся с ее помощью, также были неважного качества, не позволявшего их как следует напечатать, а поскольку Интернет тогда находился на начальной стадии своего развития, данная фотокамера не нашла широкого применения.

Вторая фотокамера, выпущенная в том же году фирмой Kodak совместно с агентством новостей Associated Press, предназначалась для фоторепортеров. Ее модели NC2000 и NC200E сочетали в себе внешний вид и функциональные возможности пленочных фотокамер с мгновенным доступом к изображениям и удобствами их фиксации, характерными для цифровых фотокамер. Модель NC 2000 получила широкое распространение во многих редакциях новостей, что послужило толчком для перехода с пленочной на цифровую технологию.

Начиная со средины 90-х годов XX века цифровые фотокамеры стали более совершенными, компьютеры - более быстродействующими и менее дорогими, а программное обеспечение - более развитым. В своем развитии цифровые фотокамеры прошли путь от чужеродного вида устройств, которые могли быть дороги лишь их создателям, до универсальной, простой в употреблении фотоаппаратуры, встраиваемой даже в вездесущие сотовые телефоны и обладающей такими же техническими характеристиками, как и самые последние модели полноформатных (35 мм) цифровых фотокамер. А по качеству получаемых изображении такая фотоаппаратура превосходит пленочные фотоаппараты.

Перемены, постоянно происходящие в технологии цифровых фотокамер, весьма примечательны.

Цифрова́я фотогра́фия - раздел , связанный с получением , хранимого в цифровом формате. Цифровая фотография, в отличие от плёночной, использует для записи изображения, то есть электрические сигналы вместо химических процессов. В настоящее время цифровая фотография применяется все шире, продажи цифровых фотоаппаратов в большинстве стран уже превысили продажи плёночных камер. Все шире технологии получения цифровых изображений применяются и в устройствах, ранее для этого не предназначенных, например, в или в .

Сейчас в цифровой фототехнике применяются несколько типов сенсора. По элементрной базе:

• (CCD)
• (CMOS)
• DX-матрица (гибрид КМОП и ПЗС)

По технологии цветоотделения:

• матрицы с
• матрицы

Многофункциональность

Исключая самые дешёвые варианты () и самые дорогие профессиональные устройства, цифровой фотоаппарат записывает снятые изображения на электро-магнитный носитель, в основном, Flash-карты и мини-диски, хотя ранее выпускались аппараты, использующие для этих целей и .

Многие цифровые фотоаппараты вместе с фотографиями позволяют записывать видео- и аудиофрагметны. Отдельные устройства можно использовать в качестве веб-камер, многие позволяют подключать их напрямую к для печати или к для просмотра фотографий.

Сравнение с плёнкой

Достоинства цифровой фотографии

• Оперативный просмотр снятых кадров позволяет быстро понять ошибки и переснять неудавшийся кадр;
• Вы платите только за печать готовых фотографий;
• Долгое хранение фотографий на электронных носителях (при своевременном копировании на свежие носители в соответствии со сроком службы носителя) не приводит к ухудшению их качества;
• Изображения готовы для обработки и тиражирования на , их не надо сканировать;
• Большинство цифровых фотокамер компактнее плёночных аналогов;
• Многие цифровые фотоаппараты позволяют проводить съёмку в инфракрасных лучах, используя лишь , в то время как для классической фотографии требуется специальная ;
• Возможность гибкого управления , в то время как цветные фотоплёнки бывают всего двух видов - для дневной съёмки и для съёмки при электрическом освещении.

Достоинства плёночной фотографии

• В большинстве любительских плёночных фотоаппаратов применяются широко доступные стандартные батареи питания, в отличие от специализированных в большинстве цифровых камер (в основном - ради компактности камеры).
• Время использования комплекта батарей в плёночной камере намного больше;
• Простые механические камеры вообще не требуют электрического питания и могут использоваться в экстремальных условиях;
• Фотоплёнка, особенно негативная, имеет намного большую , чем цифровые матрицы, что позволяет без потери деталей снимать сюжеты с большим диапазоном ;
• На очень длинных при плохой уровень заметно превышает зернистость плёнки;
• Плёночная черно-белая фотография с использованием компенсационных светофильтров более предпочтительна, чем последующая обработка в похожей манере цифровых фотографий благодаря заметно лучшему качеству изображения;
• Цифровые камеры пока стоят намного дороже плёночных аналогов;
• Перспектива длительного хранения цифровых носителей пока неясна. Фотографии приходится периодически копировать на новые носители.

Равные возможности

• Зернистость плёнки имеет свою аналогию в виде . Чем плёнка или чем больше эквивалентное число ISO цифрового кадра, тем сильнее уровень шума или зернистость;
• Быстродействие современных цифровых фотокамер сравнялось с быстродействием аналогичных плёночных моделей, за исключением времени срабатывания затвора () в моделях, использующих систему контрастного (большинство обычных незеркальных моделей);

Сравнение форматов кадра

В большинстве цифровых фотоаппаратов соотношение сторон кадра равно 1,33 (4:3), равное соотношению сторон большинства компьютерных мониторов и телевизоров. В плёночной фотографии используется отношение сторон 1,5 (3:2). Некоторые цифровые фотоаппараты позволяют снимать фотографии с плёночным соотношением сторон, включая большинство цифровых зеркальных аппаратов, в целях обеспечения преемственности и совместимости аксессуаров от плёночных камер.

Заключение

В заключение можно сказать, что сегодня цифровая фотография однозначно более предпочтительна для любителей и большинства профессионалов, исключая фотографов с очень специфическими требованиями, или снимающих на большой и средний формат.

Параметры цифрового фотоаппарата

Качество изображения, даваемого цифровым фотоаппаратом, складывается из многих составляющих, которых намного больше, чем в плёночной фотографии. В их числе:

• Качество оптики, в том числе уровень
• Тип матрицы: или
• Физический размер матрицы
• Качество встроенных обработки, в том числе подавление шума
• Количество пикселей матрицы

Количество пикселей матрицы

Количество пикселей матрицы сейчас составляет несколько миллионов и измеряется мегапикселами. Количество мегапикселей матрицы указывается в паспорте фотоаппарата производителем. Хотя зачастую производители лукавят, скрывая способ подсчёта этих данных. Например, для фотоаппаратов, использующих матрицы с (а это подавляющее большинство современных камер), производитель указывает количество пикселей в готовом файле, хотя в матрице каждая из ячеек воспринимает только одну составляющую цвета, а получение остальных составляющих производится математически на основе данных соседних ячеек. А, например, для фотоаппаратов на основе сенсора , оно указывается втрое больше, чем реальных, хотя с формальной точки зрения ошибки здесь нет, так как каждая ячейка такой матрицы состоит из трёх слоёв, каждый из которых воспринимает свой цвет. Исходя из вышеизложенного, сравнивать эти две технологии только по количеству мегапикселей некорректно.

Форматы файлов

Большинство современных цифровых фотоаппаратов записывают изображения в следующих форматах:

• - формат, осуществляющий сжатие с потерями информации. Компромисс между качеством и размером файла. Позволяет задать степень сжатия (и качество соответственно). Есть на подавляющем большинстве цифровых камер.
• - формат без сжатия или со сжатием без потерь ( компрессия). Как правило, реализуется только в претендующих на профессиональность камерах. В профессиональных зеркальных камерах TIFF почти никогда не используется и даже не реализована его поддержка, поскольку с одной стороны в максимальном качестве дает удовлетворительное качество, а если необходимо большее, то формат RAW и меньше по объёму, чем и содержит больше данных. Размер файла (если он без сжатия) легко определить, перемножив разрешение матрицы по вертикали и горизонтали с количеством байт на пиксел. Обычно применяется только, когда невозможно использовать RAW, а JPEG не устраивает из-за потери данных. Формат TIFF может использовать глубину 8 или 16 бит на цвет.
• RAW - файл этого формата представляет собой «полуфабрикат» изображения - информацию, считанную с матрицы без обработки (или с минимальной обработкой). Назначение такого формата - дать фотографу возможность полного влияния на процесс съемки изображения с возможностью последующей коррекции параметров съемки (цветовой баланс, ) и степени необходимых преобразований (коррекция контраста, резкости, насыщенности, подавление шума и т. п.), в т. ч. для исправления ошибок фотографа. В RAW-формата данные содержатся с той точностью и динамическим диапазоном, на который способна матрица камеры, обычно около 12 бит на цвет в линейной шкале. В то время как в форматах TIFF или JPEG чаще всего испольузется 8 бит на цвет в гамма-компенсированой шкале (в JPEG также присутсвуют потери сжатия). Кроме того, данные в TIFF или JPEG хранятся с уже применёнными "внутри камеры" фильтрами (резкости, контраста и др. используемых при съемке). Кроме того, компьютер может сделать необходимые преобразования более точно и качественно, чем процессор камеры. Формат файла RAW специфичен для каждой камеры, может иметь различные расширения (CRW, CR2, NEF и др.), и поддерживается меньшим числом программ для обработки изображений. Для получения изображения из формата RAW, используются специальная программа (RAW-конвертор) или соответствующий , «понимающие» такой формат. Формат RAW, как правило, реализуется в любительских и профессиональных камерах. По размеру файл RAW обычно меньше или равен файлу формата TIFF, размеры файлов различны поскольку используются технологии сжатия без потерь.

К изображениям дописывается дополнительная информация о параметрах съёмки в формате .

Носители данных

Большинство современных цифровых фотоаппаратов производят запись снятых кадров на Flash-карты следующих форматов:

• (CF-I или CF-II)
• (модификаций PRO, Duo, PRO Duo)
• (MMC)

Также возможно подключение большинства камер напрямую к компьютеру, используя стандартные интерфейсы - и (FireWire). Ранее использовалось и подключение через последовательный , однако сейчас оно уже не применяется.

Цифровые задники

Цифровые задники применяются в профессиональной студийной фотосъёмке. Они представляют собой устройства, содержащие светочувствительную матрицу, процессор, память и интерфейс с компьютером. Цифровой задник устанавливают на профессиональные среднеформатные фотоаппараты вместо кассет с плёнкой. Самые продвинутые современные цифровые задники содержат до 39 мегапикселей в матрице.

Размер матрицы и угол изображения

Разметы матриц большинства цифровых фотоаппаратов по размеру меньше стандартного кадра 35-мм плёнки. В связи с этим возникает понятие эквивалентного фокусного расстояния и кроп-фактора .

Эквивалентное фокусное расстояние - это такого объектива, использование которого при съёмке на 35-мм фотоплёнку даст такой же , что и сравниваемый цифровой фотоаппарат. Соотношение между реальным фокусным расстоянием и эквивалентным называется кроп-фактором.

Учёт кроп-фактора особенно важен при использовании цифровых фотоаппаратов со сменными . Если мы, например, используем объектив с фокусным расстоянием 50 мм с цифровым фотоаппаратом, кроп-фактор которого равен 1,6, то мы получим угол изображения, эквивалентный 80-мм объективу при съёмке на фотоплёнку. Следует отметить, что при установке объективов на цифровые фотоаппараты не происходит увеличения фокусного расстояния, как думают многие. Физически происходит лишь отсечение части кадра, не попадающего на матрицу, то есть меняется именно , а не . При этом влияние на перспективу изображения остается соответствующим 50 мм объективу. Благодаря этому, кадр, снятый таким цифровым фотоаппаратом через 50 мм объектив не будет полностью эквивалентен кадру, снятому 80 мм объективом на плёнку именно с точки зрения влияния на перспективу. У 80 мм объектива перспектива будет больше «сжата».