Jak działają drukarki cyfrowe. Jak działa aparat cyfrowy Jak działa system

Po przejściu nadawania na antenie ze standardu analogowego na cyfrowy konieczne stało się zakupienie specjalnych urządzeń do starszych telewizorów. Wszystko nowoczesne modele Odbiorniki telewizyjne są wyposażone w odpowiedni tuner. Jednak nie wszyscy są z tego powodu gotowi na zmianę telewizora. Wiedząc, jak działa dekoder telewizji cyfrowej i jakie są funkcje wyboru urządzenia, możesz kupić niedrogie i skuteczne urządzenie.

Cel urządzenia

Dzięki cyfrowy dekoder do telewizora można nie tylko oglądać transmisję w nowym standardzie, ale także znacznie rozszerzyć możliwości odbiornika telewizyjnego. W sprzedaży jest duża liczba modele różniące się kosztem i funkcjonalność. Wśród głównych funkcji wykonywanych przez konsolę, możesz zauważyć:

• Odtwarzaj pliki multimedialne z dysku flash USB.
• Nagrywanie transmisji telewizyjnej w formacie ts włączone dysk zewnętrzny.
• Możliwość zatrzymania podglądu na żywo.
• Dzięki funkcji TimeShift można opóźnić emisję programu telewizyjnego.

Niektóre nowoczesne modele telewizorów budżetowych mają znacznie mniejszą funkcjonalność, chociaż są wyposażone w tuner DVB-T2. W takiej sytuacji prefiks będzie mógł znacznie rozszerzyć swoje możliwości.

Należy również powiedzieć o innym typie tunerów - dekoderach Smart TV. Dają użytkownikom jeszcze więcej opcji.

Te urządzenia mogą działać na dwa sposoby:

• Wszystkie pliki są przechowywane na wbudowanym nośniku, aby uruchomić niezbędne oprogramowanie, należy je najpierw zainstalować.
• używane do przechowywania informacji o pracy. usługi w chmurze, a urządzenie może działać tylko wtedy, gdy jest połączone z Internetem.

Główną zaletą dekoderów Smart jest możliwość dostępu do różnych zasobów w Internecie i wyświetlania informacji na ekranie telewizora.

Takie tunery mogą być wyposażone w kilka gniazd do podłączenia kart pamięci jednocześnie, obsługują dużą liczbę formatów multimedialnych.

Kryteria wyboru

Należy uznać, że dekoder telewizyjny do oglądania telewizja cyfrowa nie jest najbardziej skomplikowanym urządzeniem elektroniki użytkowej.

Ale nawet biorąc pod uwagę stosunkowo niski koszt tych urządzeń, konieczne jest wykonanie właściwy wybór. Jest kilka kryteriów, o których należy pamiętać idąc do sklepu.

Standardy transmisji

To pytanie jest najważniejsze przy wyborze urządzenia. Ponieważ Rosja korzysta ze standardu telewizji cyfrowej DVB-T2, Dekoder telewizyjny musi go obsługiwać. To uniwersalne rozwiązanie, które odpowiada użytkownikom wszystkich regionów kraju. Ponadto jakość obrazu w DVB-T2 jest lepsza niż w DVB-T1.

Należy również zwrócić uwagę na dwa kolejne standardy - DVB-S i DVB-S2. Służą do nadawania telewizji satelitarnej. Jeśli dekoder je obsługuje, użytkownik może podłączyć go do anteny satelitarnej i transmitować odebrany sygnał bezpośrednio do telewizora bez użycia odbiornika.

Obecnie wielu dostawców telewizji kablowej użyj standardu DVB-C. Daje im to możliwość kodowania sygnału. Aby uzyskać do niego dostęp, wymagane są specjalne moduły. Jeśli urządzenie będzie używane do odbioru telewizja kablowa, to musi również obsługiwać ten standard.

Metody połączenia

Jeśli tuner został zakupiony do pracy ze starym telewizorem, to musi mieć trzy złącza tulipanowe lub RCA. Jeden z nich służy do wyprowadzania sygnału wideo, a dwa pozostałe przesyłają dźwięk w stereo. Większość dzisiejszych dekoderów jest wyposażona w złącze HDMI. To nowoczesny standard służący do jednoczesnej transmisji sygnałów wideo i audio.

Obecność portów USB sugeruje, że urządzenie może służyć jako odtwarzacz multimedialny. Ponadto podłączony jest do nich dysk zewnętrzny do nagrywania programów telewizyjnych, jeśli taka funkcja jest obsługiwana przez dekoder.

Warto również zwrócić uwagę na wyjście antenowe end-to-end, dzięki któremu do dekodera można podłączyć jednocześnie dwa odbiorniki telewizyjne bez użycia rozgałęźników.

Funkcjonalność

Ponieważ tunery cyfrowe potrafią nie tylko odbierać sygnał o wymaganym standardzie, warto zapoznać się z ich przydatne funkcje. Jednym z nich jest TimeShift (opóźnione oglądanie). Dzięki niej transmisję programu telewizyjnego można wstrzymać i nie przegapić interesującego momentu.

Należy również zwrócić uwagę na opcję Osobista. magnetowid(PVR). Z jego pomocą możesz nagrywać programy, których nie można oglądać w czasie relacja na żywo. Jest całkiem oczywiste, że do tego wymagana pamięć zewnętrzna. Wiele nowoczesnych modeli dekoderów może służyć jako odtwarzacz multimedialny dzięki obsłudze popularnych formatów. Funkcja przewodnika telewizyjnego pozwala znaleźć tygodniowy harmonogram dla wszystkich dostępnych kanałów.

Popularne konsole

V sieci handlowe można znaleźć dużą liczbę dekoderów, ale czasami dość trudno jest dać pierwszeństwo temu lub innemu modelowi, nawet jeśli znasz kryteria wyboru. Po zapoznaniu się z recenzją popularnych dekoderów łatwiej będzie podjąć decyzję.

Model Supra SDT-94

Urządzenie wygląda stylowo i ma niski koszt.

Prefiks zapewnia możliwość nagrywania programów na pendrive, a także przeglądania treści multimedialnych.

Urządzenie jest podłączone do telewizora za pomocą „tulipanów” lub kabel HDMI. Należy zauważyć, że warto skorzystać z drugiej opcji, ponieważ jakość obrazu będzie znacznie lepsza.

Wśród zalet modelu są:

• Niska cena.
• Pewny odbiór sygnału.
• Łatwość konfiguracji.
• Obecność złącza HDMI.
• Funkcja kontroli rodzicielskiej.

Jeśli mówimy o niedociągnięciach, to najczęściej użytkownicy zauważają niezbyt Dobra robota Odbiornik podczerwieni.

Aby sterować dekoderem, musisz dosłownie wycelować w niego za pomocą pilota. Warto również zauważyć, że obraz przeskakuje po podłączeniu do telewizora za pomocą złączy RCA.

Urządzenie Oriel 963

Charakterystyczną cechą modelu jest łatwość konfiguracji. Prefiksem szybko zajmą się osoby, które nic nie rozumieją w elektronice sprzęt AGD. Warto również zauważyć, że przedrostek ma aluminiowy korpus. Dzięki temu nie tylko wygląda stylowo, ale również nie przegrzewa się podczas pracy.

Do złącza USB można podłączyć nie tylko pendrive, ale także zewnętrzny dysk twardy. Urządzenie posiada wbudowany odtwarzacz multimedialny, który doskonale radzi sobie ze wszystkimi popularnymi formatami. Nie zapomnij o funkcji opóźnionego oglądania, która czasami jest niezwykle potrzebna.

Model ma następujące zalety:

• Odbiornik podczerwieni o wysokiej czułości.
• Przyciski sterujące znajdują się na panelu przednim.
• Umożliwia nagrywanie wybranych programów telewizyjnych.
• Posiada wiele złączy.

Urządzenie ma tylko jedną wadę - nie najwygodniejsze menu. W przeciwnym razie nie ma żadnych skarg na Oriel 963.

Urządzenie B-Color DC1302

Urządzenie jest łatwe w obsłudze i doskonale radzi sobie z odbiorem sygnału DVB-T2. Obsługa formatu audio AC3 czyni ten model prawdziwym odtwarzaczem multimedialnym. Faktem jest, że w dużych plikach wideo dźwięk jest nagrywany za pomocą tego kodeka. Przyciski sterujące umieszczone na panelu przednim sprawią, że praca z konsolą będzie jeszcze wygodniejsza.

Należy zauważyć, że B-Color DC 1302 obsługuje kanały HD. Metalowa obudowa jest doskonałym radiatorem i zapobiega przegrzewaniu się dekodera podczas pracy. Wśród niedociągnięć można zauważyć jedynie stosunkowo krótki odcinek przewodu zasilającego, a także nieco wolniejsze przełączanie kanałów.

Wybór urządzenia do oglądania telewizji cyfrowej w dużej mierze zależy od indywidualnych potrzeb użytkownika. Nie każda osoba przepłaci za dodatkowe funkcje, ponieważ jest gotowa ograniczyć się tylko do głównej. Przed pójściem do sklepu powinieneś od razu zdecydować, do jakich celów planujesz używać tunera, nie licząc głównego celu.

> Jak działa aparat cyfrowy?

Aparat cyfrowy przechwytuje światło i skupia je przez obiektyw na czujniku wykonanym z krzemu. Składa się z siatki małych fotokomórek wrażliwych na światło. Każda fotokomórka nazywana jest pikselem, skrótem od elementu obrazu. Miliony tych pojedynczych pikseli znajdują się w matrycy cyfrowej lustrzanki.

Kamera cyfrowa dobiera światło naszego świata, czyli przestrzeni kosmicznej, przestrzennie, tonalnie i w czasie. Próbkowanie przestrzenne oznacza, że ​​obraz w kamerze jest podzielony na prostokątną siatkę pikseli. Próbkowanie tonalne oznacza, że ​​stale zmieniające się w naturze tony jasności są dzielone na dyskretne, dyskretne kroki tonalne. Jeśli jest wystarczająco dużo sampli, zarówno przestrzennie, jak i tonalnie, odbieramy je jako wierną reprezentację oryginalnej sceny. Czas próbkowania oznacza, że ​​wykonujemy ekspozycję o zadanym czasie.

Nasze oczy również postrzegają świat na podstawie kilku dziesiątych sekundy, gdy ilość światła jest taka sama jak w ciągu dnia. W warunkach słabego oświetlenia ekspozycja oka lub czas integracji może wzrosnąć do kilku sekund. Dlatego możemy zobaczyć więcej dokładna informacja za pomocą teleskopu, jeśli przez długi czas patrzymy na słaby obiekt.

Oko jest stosunkowo czułym detektorem. Potrafi wykryć pojedynczy foton, ale ta informacja nie jest przekazywana do mózgu, ponieważ nie przekracza minimalnego progu stosunku sygnału do szumu w obwodzie filtrującym szum w układzie wzrokowym. Ten próg powoduje przybycie kilku fotonów w celu ich utrwalenia przez mózg. Aparat cyfrowy jest prawie tak samo czuły jak oczy, a oba są znacznie czulsze niż klisza fotograficzna, której wykrycie wymaga wielu fotonów.

Są to długie ramy czasowe naświetlania, które naprawdę umożliwiają magię cyfrowej astrofotografii. Prawdziwa moc czujnika cyfrowego wynika z jego zdolności do integrowania lub zbierania fotonów w większej liczbie długie okresy czas niż oczy. Dlatego możemy rejestrować dane przy długich czasach otwarcia migawki, które są niewidoczne dla oka, nawet przez duży teleskop.

Czujniki CCD i CMOD działają podobnie do siebie w absorbowaniu fotonów, generowaniu elektronów i ich przechowywaniu, ale różnią się sposobem przenoszenia ładunku i miejscem jego konwersji na napięcie. I oba mają wyjście cyfrowe.

Cały plik obrazu cyfrowego to zbiór liczb, które reprezentują wartości jasności i położenia każdego kwadratu w tablicy. Numery te są przechowywane w pliku, z którym mogą współpracować nasze komputery.

Nie wszystkie piksele są wrażliwe na światło, tylko fotodiodowe. Procent pikseli, które są wrażliwe na światło, nazywany jest współczynnikiem wypełnienia. W przypadku niektórych czujników, takich jak CMOD, współczynnik wypełnienia może wynosić tylko od 30 do 40 procent całkowitej powierzchni fotokomórek. Pozostała część obszaru czujnika CMOD składa się z elektroniczne obwody takich jak wzmacniacze i obwody redukcji szumów.

Ponieważ obszar światłoczuły jest mały w porównaniu z rozmiarem pikseli, ogólna czułość chipa jest zmniejszona. Aby zwiększyć współczynnik wypełnienia, producenci używają mikrosoczewek do kierowania fotonów, które trafiają na niewrażliwe obszary i pozostają niezauważone, na fotodiodę.

Elektrony są generowane tak długo, jak fotony wpływają na czujnik podczas ekspozycji lub integracji. Przechowywane są w studni potencjału do końca napromieniania. Wielkość odwiertu nazywana jest pojemnością całkowitą, a to określa, ile elektronów można zebrać, zanim studnia się zapełni i zarejestruje w całości. W niektórych czujnikach po napełnieniu jednej studni elektrony mogą rozlać się do sąsiednich studni, powodując rozkwitanie, które jest widoczne jako pionowe piki na jasnych gwiazdach. Niektóre aparaty mają funkcje zapobiegające szumowi, aby zmniejszyć lub zapobiec temu zjawisku. Większość lustrzanek cyfrowych bardzo dobrze kontroluje rozkwitanie i nie stanowi to problemu w astrofotografii.

Określa liczbę elektronów, które mogą gromadzić się w studni zakres dynamiczny czujnik, a także jasność w zakresie od czerni do bieli, dzięki czemu kamera może uchwycić szczegóły zarówno w słabych, jak i jasnych obszarach sceny. Po korekcji szumów czujnik o większej pojemności zwykle ma większy zakres dynamiczny. Czujnik o niskim poziomie szumów pomaga poprawić zakres dynamiczny i uwydatnić szczegóły w słabo oświetlonych obszarach.

Nie każdy foton, który trafi w detektor, zostanie zarejestrowany. Rejestrowana ilość zależy od wydajności kwantowej czujnika. Wydajność kwantowa jest mierzona w procentach. Jeśli czujnik ma wydajność kwantową 40 ​​procent, oznacza to, że cztery na dziesięć fotonów, które trafią w czujnik, zostaną wykryte i zamienione na elektrony. Według Rogera N. Clarke'a wydajność kwantowa nowoczesnych cyfrowych lustrzanek jednoobiektywowych wynosi od 20 do 50 procent, w zależności od długości fali. Najlepsi modele Astronomiczne kamery CCD mogą mieć wydajność kwantową do 80 procent lub więcej, chociaż dotyczy to obrazów w skali szarości.

Liczba elektronów zebranych w studni jest proporcjonalna do liczby zarejestrowanych fotonów. Elektrony w studni są następnie przekształcane w napięcie. Ładunek ten jest sygnałem analogowym (ciągle zmieniającym się) i jest zazwyczaj bardzo mały i musi zostać wzmocniony, zanim będzie mógł zostać zdigitalizowany. Wzmacniacz wyjściowy spełnia tę funkcję, dopasowując zakres napięcia wyjściowego czujnika do zakresu Napięcie wejściowe Konwerter AD. Konwerter AD konwertuje te dane na liczbę binarną.

Kiedy konwerter AD digitalizuje zakres dynamiczny, dzieli go na tryb krok po kroku. Całkowita liczba kroków jest podana przez głębię bitową konwertera. Większość lustrzanek cyfrowych pracuje z 12-bitową (4096 krokami) głębią tonalną.

Wyjście czujnika jest technicznie nazywane jednostką analogowo-cyfrową (ADU) lub liczbą cyfrową (DN). Liczba elektronów w ADU zależy od wzmocnienia systemu. Wzmocnienie 4 oznacza, że ​​konwerter AD digitalizuje sygnał tak, że każdy ADU odpowiada 4 elektronom.

Klasa ekspozycji ISO odpowiada klasie czułości filmu. Jest to ogólna ocena wrażliwości na światło. Czujniki aparatu cyfrowego mają tylko jedną czułość, ale umożliwiają różne ustawienia ISO, zmieniając wzmocnienie aparatu. Gdy wzmocnienie jest podwojone, liczba elektronów w ADU zmniejsza się dwukrotnie.

Zwiększając ISO w aparacie cyfrowym, mniej elektronów jest przekształcanych w jeden ADU. Zwiększenie czułości ISO zmniejsza zakres dynamiczny. Przy ISO 1600 można wykorzystać tylko około 1/16 studzienki potencjału czujnika. Może to być przydatne do astronomicznego obrazowania słabych obiektów, z których nie można w inny sposób zebrać elektronów, aby wypełnić studnię potencjału. Aparat konwertuje tylko niewielką liczbę elektronów z tych rzadkich fotonów i odwzorowuje ten ograniczony zakres dynamiczny na pełną głębię bitową, umożliwiając w ten sposób duże rozróżnienie między krokami. Daje również więcej kroków do pracy z tymi niewyraźnymi danymi, gdy zostaną one później rozciągnięte podczas przetwarzania w celu zwiększenia kontrastu i widoczności.

Dla każdego piksela w czujniku dane dotyczące jasności, reprezentowane przez liczbę od 0 do 4095 dla 12-bitowego konwertera AD, wraz ze współrzędnymi lokalizacji piksela, są przechowywane w pliku. Dane te mogą być tymczasowo przechowywane we wbudowanej pamięci buforowej aparatu, zanim zostaną zapisane na wymiennej karcie pamięci aparatu.

Ten plik liczb jest rekonstruowany na obraz, gdy jest wyświetlany na monitorze komputera lub drukowany.

Są to liczby generowane w procesie digitalizacji, z którymi możemy pracować na naszych komputerach. Cyfry są reprezentowane jako bity, a reprezentacja to „cyfry binarne”. Bity używają podstawy 2 cale system binarny liczenie, gdzie są tylko cyfry jeden i zero, a nie na 10, gdzie są cyfry od 0 do 9, z czym zwykle pracujemy. Komputery używają liczby binarne, ponieważ tranzystory, z których są wykonane, mają tylko dwa stany, włączony i wyłączony, które są reprezentowane odpowiednio przez liczby jeden i zero. Wszystkie liczby mogą być reprezentowane w ten sposób. To właśnie sprawia, że ​​komputery są tak potężne w pracy z liczbami, że tranzystory robią to bardzo szybko.

Próbkowanie przestrzenne

Światłoczuły element w matrycy aparatu odpowiada jeden do jednego z pikselami w obrazie cyfrowym, gdy jest on wyprowadzany. Wiele osób określa również takie elementy w czujniku aparatu ogólnym terminem „piksele”. Te elementy są ułożone w szyku prostokątnym. W Canonie 20D matryca ma wymiary 3504 x 2336 pikseli, co daje łącznie 8,2 miliona pikseli. Ta siatka może być traktowana jako szachownica, w której każdy kwadrat jest bardzo mały. Kwadraty są tak małe, że oglądane z daleka sprawiają, że oko i mózg myślą, że obraz jest ciągły. Jeśli powiększysz wystarczająco duży obraz cyfrowy, będziesz mógł zobaczyć poszczególne piksele. Kiedy tak się dzieje, nazywamy obraz „rozmytym”.

Obraz kolorowy składa się w rzeczywistości z trzech oddzielnych kanałów, po jednym dla koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. Ze względu na sposób, w jaki kolor jest postrzegany przez oko i mózg, wszystkie kolory tęczy można stworzyć z tych trzech podstawowych kolorów.

Chociaż aparat cyfrowy może rejestrować 12 bitów lub 4096 kroków informacji o jasności, prawie wszystkie urządzenia wyjściowe mogą wyświetlać tylko 8 bitów lub 256 kroków na kanał koloru. Oryginalne 12-bitowe (2^12 = 4096) dane wejściowe muszą zostać przekonwertowane na 8-bitowe (2^8 = 256) dane wyjściowe.

W powyższym przykładzie piksel nominalny ma poziom jasności 252 w kanale czerwonym, 231 w kanale zielonym i 217 w kanale sygnału niebieskiego. Jasność każdego koloru może mieścić się w zakresie od 0 do 255, z łączną liczbą 256 kroków w każdym kanale koloru podczas wyświetlania na monitorze komputera lub na drukarce biurkowej. Zero oznacza czystą czerń, a 255 oznacza czystą biel.

Po 256 kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego może nie brzmieć zbyt dużo, ale w rzeczywistości jest to ogromna liczba, ponieważ 256 x 256 x 256 to ponad 16 milionów pojedynczych kolorów.

Próbkowanie tonalne

Światło i tony na świecie nieustannie się zmieniają. Po zachodzie słońca w pogodny dzień, niebo na zachodzie zmienia się od jasnego w pobliżu horyzontu do ciemnoniebieskiego nad głową. Te odcienie niebieskiego nieustannie się zmieniają. Płynnie przechodzą od jasnego do ciemnego.

Kamery cyfrowe podczas pomiaru światła rozbijają jego ciągle zmieniające się sygnały na dyskretne kroki, które mogą być reprezentowane przez liczby (cyfry). Digitalizują obraz.

64 kroki

32 kroki

16 kroków

Dzięki sposobowi, w jaki wykorzystuje nasz system wzrokowy, jeśli oddzielimy ciągłe sygnały w wystarczająco małych, dyskretnych krokach, możemy oszukać oko i pomyśleć, że jest to ciągły sygnał, nawet jeśli tak nie jest.

W powyższych przykładach możemy zobaczyć efekt różnej liczby tonów, gdy przechodzimy od czerni do bieli. Jako nieciągłość możemy wyraźnie odróżnić niewielką liczbę tonów. Ale wraz ze wzrostem liczby, około 128 kroków, wydają się one być ciągłe dla naszej percepcji.

Komputery i liczby

Ponieważ komputer jest bardzo potężne narzędzie manipulując liczbami, możemy szybko i łatwo wykonać różne operacje na tych liczbach.

Na przykład kontrast jest definiowany jako różnica jasności między sąsiednimi pikselami. W przypadku kontrastu musi być różnica, aby jeden piksel był jaśniejszy, a drugi ciemniejszy. Możemy bardzo łatwo zwiększyć kontrast, po prostu dodając liczbę kroków jasności dla jasnego piksela i odejmując liczbę kroków od wartości jasności ciemnego piksela.

Kolor na obrazie jest reprezentowany przez wartość jasności piksela w każdym z trzech kanałów kolorów — czerwonym, zielonym i niebieskim — które składają się na informacje o kolorze. Równie łatwo możemy zmienić kolor piksela lub grupy pikseli, po prostu zmieniając liczbę.

Możemy wykonać inne sztuczki, takie jak zwiększenie pozornej ostrości obrazu poprzez zwiększenie kontrastu krawędzi obiektów na obrazie w procesie zwanym maskowaniem nieostrości.

Reprezentowanie obrazu jako liczby pozwala nam na całkowitą kontrolę nad nim. A ponieważ obraz jest zbiorem liczb, można go powielać dowolną liczbę razy bez utraty jakości.

Dane liniowe lub nieliniowe

Odpowiedź na zapis czujnika cyfrowego jest proporcjonalna do liczby fotonów, które w niego trafiły. Odpowiedź jest liniowa. W przeciwieństwie do kliszy fotograficznej czujniki cyfrowe podwajają rejestrowany sygnał, gdy liczba fotonów trafiających na czujnik jest podwojona. Czujniki cyfrowe są również wymienne, podobnie jak większość filmów fotograficznych.

Dane przechwycone przez matrycę CMOS w lustrzance cyfrowej i zapisane do pliku raw są liniowe. Dane liniowe wydają się być bardzo ciemne w porównaniu ze zwykłymi zdjęciami (patrz ilustracja poniżej).

Krzywa liniowa

Ludzkie wizualne postrzeganie jasności lepiej opisuje krzywa logarytmiczna niż krzywa liniowa. Inne ludzkie zmysły, takie jak słuch, a nawet smak, również są logarytmiczne. Oznacza to, że jesteśmy lepsi w dostrzeganiu różnic na dolnym końcu skali percepcyjnej niż na górnym końcu. Na przykład, gdy podnosimy je do góry, bardzo łatwo możemy odróżnić jeden funt od dwóch funtów na wagę. Ale mamy trudności z odróżnieniem 100 funtów od 101 funtów. Jednak różnica jest taka sama, jeden funt.

krzywa logarytmiczna

Zwykłe zdjęcia na kliszy są również rejestrowane w sposób nieliniowy, podobny do sposobu postrzegania przez ludzi. Dlatego możemy trzymać slajd pod światło i wygląda jak rozsądna reprezentacja oryginalnej sceny bez żadnych dodatkowych modyfikacji.

Ponieważ ludzki system percepcji wzrokowej nie działa w sposób liniowy, podczas „rozciągania” danych liniowych z lustrzanki cyfrowej należy zastosować nieliniowe prawo, aby tonacja zdjęć lepiej odpowiadała naszej percepcji wzrokowej. Te nieliniowe korekty są wykonywane przez oprogramowanie znajdujące się w aparacie, gdy obraz jest zapisywany do pliku w Format JPEG. Jeśli surowy plik jest przechowywany w aparacie, te nieliniowe korekty są dokonywane w oprogramowanie później, gdy dane zostaną otwarte w programie do przetwarzania obrazu.

W przykładach obrazu pokazanych powyżej, zrzut ekranu okna dialogowego Krzywe programu Photoshop został dołączony do obrazu, dzięki czemu możemy zobaczyć porównanie między danymi liniowymi a tymi samymi danymi z nieliniowymi korektami. Krzywa na ciemnym obrazie jest liniowa, to znaczy linia prosta. Krzywa na obrazie świetlnym jest pokazana z rozciągnięciem, które należy zastosować do danych, aby zbliżyć je do naszej percepcji wzrokowej.

Krzywa przedstawia wejściowe i wyjściowe wartości jasności pikseli na obrazie. Czarny w lewym dolnym rogu i biały w prawym górnym rogu. szare odcienie pomiędzy. Gdy linia jest prosta, dane wejściowe biegnące poziomo u dołu odpowiadają danemu wyjściowemu biegnącemu pionowo po lewej stronie.

Wstawka pokazuje, że kiedy linia prosta jest podciągana tak, że zwiększa się jej nachylenie, zwiększa się kontrast tej części krzywej i odpowiadających jej tonów na obrazie. W powyższym przykładzie widać, że ton w określonym punkcie jest znacznie łatwiejszy do stworzenia. Wszystkie tony na obrazie poniżej tego punktu na krzywej i odpowiadające im tony na obrazie są od siebie rozciągnięte, a ich kontrast jest zwiększony.

Dlatego podczas pracy z surowymi obrazami ważne jest, aby pracować z dużą głębią bitową. Ze względu na wymagane wysokie napięcie i zwiększenie kontrastu, tony są rozciągnięte. Jeśli mamy dużo tonów i głębokość wysokiego tonu na to pozwala, to można je płynnie rozłożyć. Jeśli nie mamy wystarczającej liczby tonów do pracy, ryzykujemy posteryzację i prążkowanie, gdy rozciągniemy dane.

Na jasnym obrazie nachylenie górnej części krzywej zmniejsza się w jasnych obszarach obrazu. Powoduje to kompresję tonów i zmniejsza ich kontrast na obrazie.

To właśnie umożliwia dostęp do tych danych w sposób liniowy z dużą głębią bitową, co sprawia, że ​​obrazy z lustrzanek cyfrowych i CCD są tak wydajne, aby tworzyć astrofotografie. Dzięki temu możemy odjąć tło nieba i zanieczyszczenie światłem. Daje nam to możliwość kontrolowania nieliniowych korekt i rozciągania danych. Te ustawienia wydobywają szczegóły obiektów astronomicznych, które są ukryte głęboko w tym, co uważamy za zacienione obszary normalnej fotografii.

W tym numerze zamierzam rozpocząć „długi” temat o tym, jak aparat cyfrowy jest zorganizowany i jak działa, co oznaczają wszelkiego rodzaju modne słowa, takie jak „w nawiasach” i „kompensacja ekspozycji”, a co najważniejsze, jak celowo to wszystko wykorzystać.

Ogólnie rzecz biorąc, aparat cyfrowy to urządzenie, które pozwala na odbieranie obrazów obiektów w postaci cyfrowej. W zasadzie różnica między aparatem konwencjonalnym a cyfrowym tkwi tylko w odbiorniku obrazu. W pierwszym przypadku jest to emulsja fotograficzna, która następnie wymaga obróbki chemicznej. W drugim - specjalny czujnik elektroniczny, który zamienia padające światło na sygnał elektryczny. Ten czujnik nazywa się czujnikiem lub matrycą i tak naprawdę jest prostokątną matrycą światłoczułych komórek umieszczonych na jednym chipie półprzewodnikowym.

Kiedy światło uderza w element matrycy, wytwarza sygnał elektryczny proporcjonalny do ilości światła, które spadło. Następnie sygnały (do tej pory są to sygnały analogowe) z elementów matrycy są odczytywane i konwertowane na postać cyfrową przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC). Co więcej, dane cyfrowe są przetwarzane przez procesor aparatu (tak, ma też procesor) i przechowywane w postaci tak naprawdę obrazu.

Tak więc sercem każdego aparatu cyfrowego jest czujnik. Obecnie istnieją dwie główne technologie produkcji czujników - CCD (CCD, urządzenie ze sprzężeniem ładunkowym - urządzenie ze sprzężeniem ładunkowym) i CMOS. W matrycy CCD podczas naświetlania (czyli w tej chwili w rzeczywistości podczas fotografowania) w elementach światłoczułych gromadzi się ładunek proporcjonalny do natężenia padającego światła. Gdy dane są odczytywane, ładunki te są przesuwane z komórki na komórkę, aż odczytana zostanie cała matryca (w rzeczywistości odczyt następuje linia po linii). Ten proces w literaturze popularnej lubi się porównywać z przenoszeniem wiadra wody wzdłuż łańcucha. Matryce CCD produkowane są w technologii MOS i dla uzyskania wysokiej jakości obrazu wymagają dużej jednorodności parametrów na całej powierzchni chipa. W związku z tym są dość drogie.

Alternatywą dla CCD są macierze CMOS (czyli po rosyjsku CMOS). W swojej istocie czujnik CMOS jest dość podobny do układu pamięci o dostępie swobodnym – DRAM. Także macierz prostokątna, też kondensatory, także odczyt o dostępie swobodnym. Fotodiody są używane jako elementy światłoczułe w matrycach CMOS. Ogólnie rzecz biorąc, czujniki CMOS są znacznie lepiej przystosowane do produkcji w dzisiejszych, dobrze rozwiniętych procesach produkcyjnych. Dodatkowo między innymi (większa gęstość upakowania elementów, mniejsze zużycie energii, niższa cena) pozwala to zintegrować powiązaną elektronikę na jednym chipie z matrycą. Co prawda do niedawna CMOS nie mógł konkurować z CCD pod względem jakości, więc na bazie matryc CMOS powstawały głównie tanie urządzenia, takie jak kamery internetowe. Jednak ostatnio kilka dużych firm naraz (w szczególności taki gigant branżowy jak Kodak) rozwija technologie produkcji matryc CMOS o wysokiej rozdzielczości i jakości. Pierwsza „poważna” (trzymegapikselowa lustrzanka cyfrowa) kamera CMOS – Canon EOS-D30 – pojawiła się prawie dwa lata temu. A pełnoklatkowe aparaty Canon EOS 1Ds i Kodak Pro DCS-14n, zapowiedziane na ostatniej Photokinie, w końcu pokazały potencjał matryc CMOS. Jednak większość kamer nadal produkowana jest w oparciu o matryce CCD.

Ci, którzy chcą dowiedzieć się więcej o obu technologiach, mogą zacząć tutaj www.eecg.toronto.edu/~kphang/ece1352f/papers/ng_CCD.pdf , a my pójdziemy dalej.

Następny moment - elementy matrycy (dowolnego z opisanych powyżej typów) odbierają tylko natężenie padającego światła (czyli dają obraz czarno-biały). Skąd pochodzi kolor? Aby uzyskać kolorowy obraz, pomiędzy soczewką a matrycą znajduje się specjalny filtr światła, składający się z komórek koloru podstawowego (GRGB lub CMYG) umieszczonych nad odpowiednimi pikselami. Co więcej, dwa piksele są używane dla koloru zielonego (w RGB lub jeden w CMY), ponieważ oko jest najbardziej wrażliwe na ten kolor. Ostateczna barwa piksela na obrazie w takim układzie jest obliczana z uwzględnieniem intensywności sąsiednich elementów o różnych kolorach, tak aby w efekcie każdemu jednokolorowemu pikselowi matrycy odpowiadał kolorowy piksel na obrazie. Tak więc ostateczny obraz jest zawsze w pewnym stopniu interpolowany (to znaczy jest obliczany, a nie uzyskiwany przez bezpośrednie sfotografowanie obiektu, co nieuchronnie wpływa na jakość drobnych szczegółów obrazu). Jeśli chodzi o konkretne filtry, w większości przypadków stosuje się prostokątną matrycę GRGB (filtr Bayera).

Jest też coś takiego jak SuperCCD, wynaleziony przez Fuji Photo Film i używany w aparatach Fuji od 2000 roku. Istotą tej technologii jest to, że piksele (i elementy filtrujące - także GRGB) są ułożone w rodzaj przekątnej matrycy.

Co więcej, kamera interpoluje nie tylko kolory samych pikseli, ale także kolory kropek znajdujących się między nimi. Tak więc aparaty Fuji zawsze wskazują rozdzielczość, która jest dwukrotnie większa od liczby fizycznych (jednokolorowych) pikseli, co nie jest prawdą. Jednak technologia Fuji nadal okazała się całkiem udana – większość osób porównujących jakość obrazu z SuperCCD i konwencjonalnych aparatów zgadza się, że jakość obrazu z SuperCCD odpowiada konwencjonalnej matrycy o rozdzielczości około 1,5 raza większej niż fizyczna rozdzielczość SuperCCD . Ale nie 2 razy, jak stwierdził Fuji.

Kończąc rozmowę o filtrach, czas wspomnieć o trzeciej alternatywnej technologii sensorowej, a mianowicie Foveon X3. Został opracowany przez Foveon i został ogłoszony wiosną tego roku. Istotą technologii jest fizyczny odczyt wszystkich trzech kolorów dla każdego piksela (teoretycznie rozdzielczość takiego czujnika będzie odpowiadała rozdzielczości konwencjonalnego czujnika z trzykrotnie większą liczbą pikseli). W tym przypadku do podziału padającego światła na składowe barwne wykorzystuje się właściwość krzemu (z którego wykonany jest czujnik) do przepuszczania światła o różnych długościach fal (czyli koloru) na różne głębokości. Tak naprawdę każdy piksel Foveon jest strukturą trójwarstwową, a głębokość elementów aktywnych odpowiada maksymalnej przepuszczalności światła krzemu dla kolorów podstawowych (RGB). Myślę, że to bardzo obiecujący pomysł. Przynajmniej w teorii. Bo w praktyce pierwszy zapowiadany aparat oparty na Foveon X3 pozostaje jak na razie jedynym. A jego dostawy tak naprawdę jeszcze się nie rozpoczęły. Więcej o tej technologii pisaliśmy w szóstym numerze tegorocznej gazety.

Wróćmy jednak do czujników. Główną cechą każdej matrycy, z punktu widzenia końcowego użytkownika, jest jej rozdzielczość, czyli liczba elementów światłoczułych. Większość aparatów jest obecnie wykonywana w oparciu o matryce 2-4 megapikseli (milion pikseli). Oczywiście im wyższa rozdzielczość matrycy, tym bardziej szczegółowy obraz można na niej uzyskać. Oczywiście im większa matryca, tym jest droższa. Ale zawsze trzeba płacić za jakość. Rozdzielczość matrycy i wielkość wynikowego obrazu w pikselach są bezpośrednio powiązane, np. na aparacie megapikselowym otrzymamy obraz o rozmiarze 1024x960=983040. Trzeba powiedzieć, że zwiększenie rozdzielczości matryc to jeden z głównych zadań, z którymi borykają się obecnie producenci aparatów cyfrowych. Powiedzmy, że jakieś trzy lata temu większość aparatów średniej klasy była wyposażona w matryce megapikselowe. Dwa lata temu liczba ta wzrosła do dwóch megapikseli. Już rok temu stała się równa trzem lub czterem megapikselom. Obecnie większość najnowszych modeli aparatów jest wyposażona w sensory o rozdzielczości 4-5 megapikseli. A jest już kilka półprofesjonalnych modeli wyposażonych w matryce o rozdzielczości ponad 10 megapikseli. Podobno gdzieś na tym poziomie wyścig się skończy, ponieważ obraz z 10-megapikselowej matrycy w przybliżeniu odpowiada szczegółowo obrazowi wykonanemu na standardowej kliszy 35mm.

Nawiasem mówiąc, nie myl rozdzielczości matrycy w postaci, którą zdefiniowaliśmy powyżej, z rozdzielczością. Ta ostatnia jest definiowana jako zdolność kamery do oddzielania obrazu dwóch obiektów i jest zwykle mierzona na podstawie zdjęcia celu liniowego o znanej odległości między liniami. Rozdzielczość opisuje właściwości całego układu optycznego aparatu – czyli matrycy i obiektywu. W zasadzie rozdzielczość i rozdzielczość są ze sobą powiązane, ale o tym połączeniu decydują nie tylko parametry matrycy, ale także jakość zastosowanej w aparacie optyki.

Kolejną cechą aparatu cyfrowego, bezpośrednio związaną z matrycą, jest czułość. A dokładniej światłoczułość. Parametr ten, jak sama nazwa wskazuje, opisuje czułość matrycy na światło padające iw zasadzie jest całkowicie analogiczny do czułości konwencjonalnych materiałów fotograficznych. Na przykład możesz kupić w sklepie 100, 200 lub 400 kliszy. W ten sam sposób można ustawić czułość matrycy, ale zaletą aparatu cyfrowego jest to, że czułość ustawia się indywidualnie dla każdej klatki. Powiedzmy, że w jasnym świetle słonecznym możesz fotografować z czułością 100 lub 50, a do zdjęć nocnych możesz przełączyć się na 400 (a w niektórych aparatach nawet na 1400). Większość aparatów cyfrowych umożliwia ustawienie standardowych wartości czułości – 50, 100, 200 i 400. Ponadto system autoekspozycji może płynnie zmieniać czułość. Ponieważ czułość jest fizycznie regulowana poprzez zmianę wzmocnienia sygnału z matrycy, zaimplementowanie tego w aparacie jest dość proste.

Czułość mierzy się w jednostkach ISO (przynajmniej dla aparatów cyfrowych, stały się one już standardem). W tabeli można zobaczyć, w jaki sposób są one przeliczane na jednostki DIN i GOST.

Jednak regulowana czułość ma swoje wady. Ponieważ właściwości matrycy nie zmieniają się fizycznie, a jedynie wzmacniają istniejący sygnał, na obrazie zaczyna pojawiać się coraz więcej szumów właściwych każdemu urządzeniu elektronicznemu. To znacznie zmniejsza zakres dynamiki pracy aparatu, więc przy dużej czułości nie uzyskasz dobrego obrazu. Swoją drogą, podobny problem można napotkać również przy dużych ekspozycjach – każda matryca robi szum, a z czasem szum się kumuluje. Wiele aparatów wdraża teraz specjalne algorytmy redukcji szumów dla długich czasów ekspozycji, ale mają one tendencję do wygładzania obrazu i rozmycia drobnych szczegółów. Generalnie nie można polemizować z prawami fizyki, ale i tak możliwość regulacji czułości to duży plus dla aparatów cyfrowych.

Konstantin AFANASIEW

Telewizja cyfrowa jest nowoczesna technologia nadawanie programów telewizyjnych, które polegają na transmisji dźwięku i obrazu telewizyjnego z wykorzystaniem kodowania wideo. Telewizja znana nam wszystkim nazywana jest analogową i stopniowo przechodzi do historii. Jego główną wadą jest niestabilność sygnału przy różnych zakłóceniach oraz możliwość oglądania tylko kilku kanałów telewizyjnych. Sygnał cyfrowy jest przeciwzakłóceniowy, dzięki czemu zapewnia wysoką jakość dźwięku i obrazu. Ponadto na tej samej częstotliwości, zamiast kanału analogowego, może przesyłać jednocześnie kilka cyfrowych. W ten sposób widzowie mają możliwość oglądania różnych kanałów: ogólnego formatu, rozrywkowych, informacyjnych, edukacyjnych, dziecięcych, muzycznych, sportowych, telewizyjnych i filmowych.

Korzyści z telewizji cyfrowej

Ze względu na sposób transmisji telewizja cyfrowa dzieli się na:

1. nadawanie telewizji naziemnej w trybach DVB-T2 i DVB-T;
2. telewizja satelitarna i kablowa.

Zalety połączenia telewizji cyfrowej:

• zmniejszenie mocy nadajników;
• zwiększenie odporności na zakłócenia sygnałów telewizyjnych;
• poprawa jakości obrazu i dźwięku w odbiornikach telewizyjnych;
• znaczny wzrost programów telewizyjnych;
• dostępność interaktywnych systemów telewizyjnych;
• Dostępność dodatkowe funkcje: „wideo na żądanie”, „nagrywanie transmisji”, „do początku transmisji”, wybór napisów i języka;
• możliwość tworzenia archiwum programów itp.

Anteny używane do odbioru sygnału również się różnią. Kupując je należy wziąć pod uwagę zasięg stacji nadawczej, warunki bezpośredniej widoczności na stację, a także poziom nadawanego sygnału. Tak więc anteny o wysokości zawieszenia wynoszącej dziesięć metrów i wysokim zysku są uważane za skuteczne, a także anteny wewnętrzne. Ale zwykle odbiór sygnału odbywa się z powodzeniem na antenie, z której abonent korzystał od dłuższego czasu.

Jeśli więc problem z zakupem dekodera i instalacją anteny decymetrowej zostanie rozwiązany, możesz zacząć podłączać „cyfry” do telewizora. Aby to zrobić, podłącz tuner do telewizora zgodnie z dołączoną do niego instrukcją. Następnie podłączamy do niego antenę i za pomocą pilota uruchamiamy procedurę wyszukiwania kanałów. Wyszukiwanie można przeprowadzić ręcznie lub w trybie automatycznym (wybierz ten, który Ci odpowiada). Po kilku minutach wynik pojawi się na ekranie. Pamiętaj, że dość łatwo jest sprawdzić, czy Twój telewizor obsługuje telewizję cyfrową. Tak więc, jeśli ma oznaczenie DVB-T2, to odbiera naziemną telewizję cyfrową; jeśli DVB-S - to odbiera telewizję satelitarną i DVB-C - kablową.

Przed zainstalowaniem telewizji cyfrowej należy sprawdzić, gdzie znajduje się wieża nadawcza. W jej kierunku będziesz musiał skierować antenę. Jeśli używana jest antena zewnętrzna, należy ją bezpiecznie zamontować na wspornikach.

Wiele, wiele lat temu, pracując jako administrator w jednym z miastotwórczych przedsiębiorstw rosyjskiego buszu, po raz pierwszy musiałem zetknąć się z pojęciem „ podpis cyfrowy"(zwane dalej EDS).
Wtedy w głowach kierownictwa zakorzeniła się idea, że ​​EDS to zwykły podpis, skanowany i dodawany do wszystkich dokumentów, które trzeba „podpisać”.

Przyjrzyjmy się, czym jest EDS i jak działa.

Do współpracy z EDS potrzebujemy przede wszystkim certyfikat cyfrowy oraz prywatny klucz.

Najpierw musimy ustawić EDS pod dokumentem.
Instalacja EDS odbywa się w dwóch krokach:
1. Bierzemy dokument, który chcemy podpisać i obliczamy hash z tego dokumentu. (W uproszczeniu skrót jest jednokierunkową funkcją matematyczną do konwersji dokumentu o dowolnej długości w dokument o stałej długości).
2. Następnie otrzymany hash jest szyfrowany naszym kluczem prywatnym.

Teraz dokument wraz z załączonym EDS i naszym certyfikatem jest wysyłany do odbiorców.

Po otrzymaniu podpisanego dokumentu musimy sprawdzić podpis - czy jest ważny czy nie.
Weryfikacja EDS jest nieco bardziej skomplikowana:
1. Bierzemy dokument, którego podpis należy zweryfikować, obliczamy hash z tego dokumentu.
2. Bierzemy certyfikat cyfrowy użytkownika, który podpisał dokument oraz dołączony do dokumentu EDS (który jest hashem oryginalnego dokumentu zaszyfrowanego na kluczu prywatnym osoby podpisującej) i odszyfrowujemy go za pomocą klucza publicznego.
Mamy więc dwa skróty - ten, który sami obliczyliśmy i ten, który otrzymaliśmy wraz z dokumentem i odszyfrowaliśmy kluczem publicznym osoby podpisującej.
3. Teraz porównujemy te skróty. Jeśli skróty się zgadzają, podpis jest ważny; jeśli skróty się różnią, podpis jest nieważny.

Podsumowując, zdefiniujmy, co daje nam wykorzystanie podpisu cyfrowego:
1. Niezmienność podczas przesyłania lub przechowywania – jeśli dokument został zmieniony, to hash, który wyliczyliśmy i który był dołączony do dokumentu będzie inny, w związku z tym podpis będzie nieważny, z czego możemy wywnioskować, że dokument został zmieniony;
2. Niezaprzeczalność autorstwa - jeśli podpis jest poprawny, to podpisujący, certyfikat (dokładniej) klucz publiczny z certyfikatu), który służy do odszyfrowania skrótu i ​​jest autorem dokumentu;

Aby uniemożliwić podrobienie EDS, klucz prywatny musi znajdować się w jednej kopii i tylko właściciel musi mieć do niego dostęp. Można to zrobić za pomocą inteligentnych kart, ale to już inna historia.