Fotografia cyfrowa - Digital photography

Nikon D700 — pełnoklatkowa lustrzanka cyfrowa o rozdzielczości 12,1 megapiksela

Fotografia cyfrowa wykorzystuje aparaty zawierające układy elektronicznych fotodetektorów do tworzenia obrazów skupionych przez obiektyw , w przeciwieństwie do ekspozycji na kliszy fotograficznej . Przechwycone obrazy są digitalizowane i przechowywane jako plik komputerowy gotowy do dalszej obróbki cyfrowej, przeglądania, publikacji elektronicznej lub druku cyfrowego .

Do czasu pojawienia się takiej technologii, fotografie były wykonywane przez naświetlanie światłoczułego filmu fotograficznego i papieru, które były przetwarzane w ciekłych roztworach chemicznych w celu wywołania i stabilizacji obrazu. Fotografie cyfrowe są zazwyczaj tworzone wyłącznie przy użyciu komputerowych technik fotoelektrycznych i mechanicznych, bez obróbki chemicznej w mokrej kąpieli.

Pierwsze konsumenckie aparaty cyfrowe zostały wprowadzone na rynek pod koniec lat 90-tych. Profesjonaliści powoli skłaniali się ku cyfryzacji i zostali przekonani, gdy ich praca zawodowa wymagała korzystania z plików cyfrowych w celu spełnienia wymagań pracodawców i/lub klientów, w celu szybszej realizacji, niż pozwalałyby na to konwencjonalne metody. Począwszy od około 2000 roku, aparaty cyfrowe były wbudowane w telefony komórkowe, a w następnych latach aparaty do telefonów komórkowych stały się powszechne, szczególnie ze względu na ich łączność z serwisami społecznościowymi i pocztą e-mail. Od 2010 r. cyfrowe formaty typu „wskaż i zrób” i lustrzanki cyfrowe również spotkały się z konkurencją ze strony formatu bezlusterkowców, który zazwyczaj zapewnia lepszą jakość obrazu niż formaty typu „wskaż i zrób” lub telefony komórkowe, ale ma mniejszy rozmiar i kształt niż typowa lustrzanka cyfrowa. Wiele aparatów bezlusterkowych akceptuje wymienne obiektywy i ma zaawansowane funkcje dzięki wizjerowi elektronicznemu, który zastępuje obraz w wizjerze formatu lustrzanek jednoobiektywowych.

Historia

Podczas gdy fotografia cyfrowa dopiero stosunkowo niedawno stała się głównym nurtem, pod koniec XX wieku nastąpiło wiele drobnych zmian prowadzących do jej powstania. Historia fotografii cyfrowej, jaką znamy, rozpoczęła się w latach 50. XX wieku. W 1951 roku pierwsze sygnały cyfrowe zostały zapisane na taśmie magnetycznej za pomocą pierwszego magnetowidu. Sześć lat później, w 1957 roku, pierwszy obraz cyfrowy został wyprodukowany za pomocą komputera przez Russella Kirscha. To był wizerunek jego syna.

Pierwszy cyfrowy obraz stworzony przez Russella Kirscha. Jest to wizerunek jego syna Walden

Proces metal-oxide-semiconductor (MOS), wynaleziony przez inżynierów Mohameda Atallę i Dawona Kahnga w Bell Labs w 1959 roku, doprowadził do opracowania cyfrowych półprzewodnikowych czujników obrazu , w tym urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym (CCD), a później czujnika CMOS . Pierwszym półprzewodnikowym czujnikiem obrazu był CCD, wynaleziony przez fizyków Willarda S. Boyle'a i George'a E. Smitha w Bell Labs w 1969 roku. Badając proces MOS, zdali sobie sprawę, że ładunek elektryczny jest analogią bańki magnetycznej i że może być przechowywane na małym kondensatorze MOS . Ponieważ wyprodukowanie szeregu kondensatorów MOS z rzędu było dość proste , podłączyli do nich odpowiednie napięcie, aby można było przenosić ładunek z jednego do drugiego. CCD to obwód półprzewodnikowy, który został później wykorzystany w pierwszych cyfrowych kamerach wideo do transmisji telewizyjnych , a jego wynalazek został nagrodzony Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki w 2009 roku.

Pierwsze zdjęcie Marsa zostało wykonane, gdy Mariner 4 przeleciał nad nim 15 lipca 1965 roku, za pomocą systemu kamer zaprojektowanego przez NASA/JPL. Później, w 1976 r., Mars Viking Lander wyprodukował cyfrowe zdjęcia powierzchni Marsa. Chociaż nie jest to aparat cyfrowy, który zwykle określamy, zastosowano podobny proces. Zamiast mozaiki elementów półprzewodnikowych wykorzystano rurkę kamery wideo , a następnie digitizer . W ten sposób powstał cyfrowy obraz, który był przechowywany na taśmie w celu późniejszej powolnej transmisji z powrotem na Ziemię.

Pierwsza opublikowana kolorowa fotografia cyfrowa została wyprodukowana w 1972 roku przez Michaela Francisa Tompsetta przy użyciu technologii czujnika CCD i znalazła się na okładce Electronics Magazine . Było to zdjęcie jego żony Margaret Thompsett. Cromemco Cyclops , aparat cyfrowy opracowany jako produkt handlowy i podłączone do mikrokomputera, została wyróżniona w lutego 1975 numerze Popular Electronics magazynu. W swoim czujniku obrazu zastosował technologię półprzewodników z tlenku metalu (MOS) .

Ważnym osiągnięciem w technologii cyfrowej kompresji obrazu była dyskretna transformata kosinusowa (DCT), technika kompresji stratnej po raz pierwszy zaproponowana przez Nasira Ahmeda podczas pracy na Kansas State University w 1972 roku. Kompresja DCT stała się później podstawą standardu obrazu JPEG , który został wprowadzony przez Joint Photographic Experts Group w 1992 roku. JPEG kompresuje obrazy do znacznie mniejszych rozmiarów i stał się najczęściej używanym formatem plików graficznych . Standard JPEG był w dużej mierze odpowiedzialny za popularyzację fotografii cyfrowej.

Pierwszy samodzielny (przenośny) aparat cyfrowy został stworzony później w 1975 roku przez Stevena Sassona z Eastman Kodak . Kamera Sassona wykorzystywała chipy przetwornika obrazu CCD opracowane przez Fairchild Semiconductor w 1973 roku. uchwycić swój pierwszy obraz w grudniu 1975 roku. Prototyp kamery był ćwiczeniem technicznym, nieprzeznaczonym do produkcji. Chociaż dopiero w 1981 roku Sony, Inc. wyprodukowała pierwszy aparat konsumencki, położono podwaliny pod cyfrowe obrazowanie i fotografię.

Pierwszą cyfrową lustrzanką jednoobiektywową (DSLR) był prototyp Nikon SVC zademonstrowany w 1986 roku, a następnie komercyjny Nikon QV-1000C wydany w 1988 roku. Pierwszym szeroko dostępnym na rynku aparatem cyfrowym był Dycam Model 1 z 1990 roku; sprzedawany był również jako Logitech Fotoman. Używał przetwornika obrazu CCD, zapisywał zdjęcia cyfrowo i podłączał się bezpośrednio do komputera w celu pobierania obrazów. Pierwotnie oferowane profesjonalnym fotografom za wysoką cenę, w połowie lat 90. ze względu na postęp technologiczny aparaty cyfrowe były powszechnie dostępne dla ogółu społeczeństwa.

Pojawienie się fotografii cyfrowej ustąpiło również miejsca zmianom kulturowym w dziedzinie fotografii. W przeciwieństwie do tradycyjnej fotografii, do postprodukcji obrazu nie były już potrzebne ciemne pomieszczenia i niebezpieczne chemikalia – obrazy można teraz przetwarzać i poprawiać zza ekranu komputera we własnym domu. Dzięki temu fotografowie mogli być bardziej kreatywni w zakresie technik przetwarzania i edycji. W miarę jak dziedzina stała się bardziej popularna, rodzaje fotografii cyfrowej i fotografowie zróżnicowali się. Fotografia cyfrowa przeniosła samą fotografię z małego, nieco elitarnego kręgu, do takiego, który obejmował wiele osób.

Telefon aparat pomógł popularyzacja fotografii cyfrowej, wraz z internetu , mediów społecznościowych oraz format obrazu JPEG. Pierwsze telefony komórkowe z wbudowanymi aparatami cyfrowymi zostały wyprodukowane w 2000 roku przez firmy Sharp i Samsung . Małe, wygodne i łatwe w użyciu telefony z aparatami fotograficznymi sprawiły, że fotografia cyfrowa stała się wszechobecna w codziennym życiu ogółu społeczeństwa.

Liczba zrobionych zdjęć

Według badań KeyPoint Intelligence/InfoTrends, w 2011 roku na całym świecie wykonano około 400 miliardów zdjęć cyfrowych, a w 2017 roku liczba ta wzrosła do 1,2 biliona zdjęć . Od 2015 roku codziennie powstaje kilka miliardów obrazów JPEG . Szacuje się, że 85% zdjęć zrobione w 2017 roku zostaną wykonane za pomocą smartfona, a nie tradycyjnego aparatu cyfrowego.

Aparat cyfrowy

Czujniki

Czujniki obrazu odczytują natężenie światła, a cyfrowe urządzenia pamięci przechowują informacje o obrazie cyfrowym jako przestrzeń kolorów RGB lub jako dane surowe .

Dwa główne typy czujników to urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym (CCD), w których fotoładunek jest przenoszony do centralnego konwertera ładunku na napięcie, oraz CMOS lub czujniki z aktywnymi pikselami .

Wielofunkcyjność i łączność

Z wyjątkiem niektórych kamer typu linear array na najwyższym poziomie i prostych kamer internetowych na najniższym poziomie, cyfrowe urządzenie pamięci (zwykle karta pamięci ; dyskietki i dyski CD-RW są mniej powszechne) jest używane do przechowywania obrazów, co może zostać później przeniesiony do komputera.

Aparaty cyfrowe mogą robić zdjęcia, a także nagrywać dźwięk i wideo. Niektóre mogą być używane jako kamery internetowe , inne mogą używać standardu PictBridge do łączenia się z drukarką bez użycia komputera, a niektóre mogą wyświetlać zdjęcia bezpośrednio na telewizorze. Podobnie wiele kamkorderów może robić zdjęcia i przechowywać je na taśmie wideo lub na kartach pamięci flash z taką samą funkcjonalnością jak aparaty cyfrowe .

Fotografia cyfrowa jest jednym z najbardziej wyjątkowych przykładów przejścia od konwersji konwencjonalnej informacji analogowej do informacji cyfrowej. Ta zmiana jest tak ogromna, ponieważ był to proces chemiczny i mechaniczny, który stał się procesem całkowicie cyfrowym z wbudowanym komputerem we wszystkich cyfrowych aparatach fotograficznych.

Wskaźniki wydajności

Jakość obrazu cyfrowego składa się z różnych czynników, z których wiele jest podobnych do tych z kamer filmowych. Liczba pikseli (zwykle wyrażona w megapikselach , milionach pikseli) jest tylko jednym z głównych czynników, chociaż jest to najbardziej reklamowana wartość . Producenci aparatów cyfrowych reklamują tę wartość, ponieważ konsumenci mogą ją wykorzystać do łatwego porównania możliwości aparatu. Nie jest to jednak główny czynnik w ocenie aparatu cyfrowego w większości zastosowań. System przetwarzania wewnątrz aparatu, który przekształca surowe dane w zrównoważone i przyjemne dla oka zdjęcie, jest zwykle bardziej krytyczny, dlatego niektóre aparaty o rozdzielczości ponad 4 megapikseli działają lepiej niż aparaty z wyższej półki.

Obraz po lewej stronie ma większą liczbę pikseli niż obraz po prawej, ale ma niższą rozdzielczość przestrzenną .

Rozdzielczość w pikselach nie jest jedyną miarą jakości obrazu. Większa matryca o tej samej liczbie pikseli zazwyczaj daje lepszy obraz niż mniejsza. Jedną z najważniejszych różnic jest poprawa szumu obrazu . To jedna z zalet lustrzanek cyfrowych (single-lens reflex), które mają większe sensory niż prostsze aparaty (tzw. aparaty typu point and shoot) o tej samej rozdzielczości.

Liczba pikseli

Liczba pikseli n dla danej maksymalnej rozdzielczości ( w pikseli poziomych na h pikseli pionowych) jest iloczynem n = w × h . Daje to np. 1,92 megapiksela (1 920 000 pikseli) dla obrazu 1600 × 1200.

Podana przez producentów liczba pikseli może wprowadzać w błąd, ponieważ może nie być liczbą pełnokolorowych pikseli. W przypadku kamer wykorzystujących jednoukładowe czujniki obrazu deklarowana liczba jest całkowitą liczbą fotoczujników wrażliwych na jeden kolor, niezależnie od tego, czy znajdują się one w różnych lokalizacjach w samolocie, jak w przypadku czujnika Bayera , czy w stosach trzech umieszczonych obok siebie fotoczujników, jak w Czujnik Foveon X3 . Jednak obrazy mają różną liczbę pikseli RGB: kamery z czujnikiem Bayera wytwarzają tyle pikseli RGB, ile fotoczujników poprzez demozaicowanie (interpolację), podczas gdy czujniki Foveon wytwarzają nieinterpolowane pliki obrazów z jedną trzecią więcej pikseli RGB niż fotoczujniki. Porównania ocen megapikselowych tych dwóch typów czujników są czasami przedmiotem sporu.

Względny wzrost szczegółowości wynikający ze wzrostu rozdzielczości można lepiej porównać, patrząc na liczbę pikseli w poprzek (lub w dół) obrazu, a nie całkowitą liczbę pikseli w obszarze obrazu. Na przykład czujnik składający się z 2560 × 1600 elementów czujnika jest opisany jako „4 megapiksele” (2560 × 1600 = 4 096 000). Zwiększenie do 3200 × 2048 zwiększa liczbę pikseli na zdjęciu do 6553600 (6,5 megapikseli), współczynnik 1,6, ale liczba pikseli na cm na zdjęciu (przy tym samym rozmiarze obrazu) wzrasta tylko 1,25-krotnie. Miarą porównawczego wzrostu rozdzielczości liniowej jest pierwiastek kwadratowy ze wzrostu rozdzielczości obszaru, tj. megapikseli w całym obrazie.

Zakres dynamiczny

Praktyczne systemy obrazowania, zarówno cyfrowe, jak i filmowe, mają ograniczony „ zakres dynamiczny ”: zakres jasności, który można dokładnie odtworzyć. Zalety przedmiotu, które są również jasne są wyświetlane jako białe, bez szczegółów; cienie , które są zbyt ciemne są wyświetlane jako czarne. Utrata szczegółów w prześwietleniach nie jest gwałtowna w przypadku filmu ani w ciemnych cieniach w przypadku czujników cyfrowych. „Wypalanie podświetlenia” czujników cyfrowych zwykle nie jest nagłe w obrazach wyjściowych ze względu na mapowanie tonów wymagane do dopasowania ich dużego zakresu dynamicznego do bardziej ograniczonego zakresu dynamicznego wydruku (czy to wyświetlania SDR, czy drukowania). Ponieważ elementy czujnika dla różnych kolorów z kolei nasycają się, może wystąpić zmiana odcienia lub nasycenia w wypalonych światłach.

Niektóre aparaty cyfrowe mogą pokazywać te prześwietlone fragmenty w przeglądzie obrazu, umożliwiając fotografowi ponowne wykonanie zdjęcia ze zmodyfikowaną ekspozycją. Inne kompensują całkowity kontrast sceny, wybiórczo dłużej eksponując ciemniejsze piksele. Trzecia technika jest stosowana przez Fujifilm w swojej cyfrowej lustrzance FinePix S3 Pro . Przetwornik obrazu zawiera dodatkowe fotodiody o niższej czułości niż główne; zachowują one szczegóły w częściach obrazu zbyt jasnych dla głównego czujnika.

Obrazowanie o wysokim zakresie dynamicznym (HDR) rozwiązuje ten problem, zwiększając zakres dynamiczny obrazów o:

  • zwiększenie zakresu dynamicznego przetwornika obrazu lub
  • korzystając z braketingu ekspozycji i przetwarzania końcowego oddzielnych obrazów, w celu utworzenia jednego obrazu o wyższym zakresie dynamicznym.

Składowanie

Wiele telefonów z aparatem i większość aparatów cyfrowych kart pamięci o pamięci flash do przechowywania danych obrazu. Większość kart do oddzielnych kamer ma format Secure Digital (SD); wiele z nich to CompactFlash (CF), a inne formaty są rzadkie. Format karty XQD był ostatnią nową formą karty, ukierunkowaną na kamery o wysokiej rozdzielczości i cyfrowe aparaty fotograficzne o wysokiej rozdzielczości. Większość nowoczesnych aparatów cyfrowych wykorzystuje również pamięć wewnętrzną w celu ograniczenia pojemności dla zdjęć, które można przenieść na kartę lub z karty lub za pośrednictwem połączeń aparatu; nawet bez włożonej do aparatu karty pamięci.

Karty pamięci mogą pomieścić ogromną liczbę zdjęć, wymagając uwagi tylko wtedy, gdy karta pamięci jest pełna. Dla większości użytkowników oznacza to setki wysokiej jakości zdjęć zapisanych na tej samej karcie pamięci. Obrazy mogą być przenoszone na inne nośniki w celu archiwizacji lub użytku osobistego. Karty o dużej szybkości i pojemności są przystosowane do trybu wideo i zdjęć seryjnych (zrób kilka zdjęć w krótkim odstępie czasu).

Ponieważ fotografowie polegają na integralności plików graficznych, ważne jest, aby odpowiednio dbać o karty pamięci. Powszechne orędownictwo wzywa do formatowania kart po przeniesieniu obrazów do komputera. Ponieważ jednak wszystkie aparaty wykonują tylko szybkie formatowanie kart, zaleca się raz na jakiś czas przeprowadzić dokładniejsze formatowanie za pomocą odpowiedniego oprogramowania na komputerze PC. W praktyce wiąże się to ze skanowaniem kart w celu wyszukania ewentualnych błędów.

Wpływ na rynek

Pod koniec 2002 roku najtańsze aparaty cyfrowe były dostępne w Stanach Zjednoczonych za około 100 dolarów. Jednocześnie wiele sklepów dyskontowych z laboratoriami fotograficznymi wprowadziło „cyfrowy front end”, umożliwiający konsumentom uzyskanie prawdziwych wydruków chemicznych (w przeciwieństwie do wydruków atramentowych) w ciągu godziny. Były to ceny zbliżone do odbitek z negatywów filmowych.

W lipcu 2003 r. aparaty cyfrowe weszły na rynek jednorazowych aparatów fotograficznych wraz z wprowadzeniem Ritz Dakota Digital , 1,2-megapikselowego aparatu cyfrowego opartego na CMOS, który kosztuje tylko 11 USD. Podążając za znaną od dawna koncepcją jednorazowego użytku z kamerami filmowymi, Ritz przeznaczył Dakota Digital do jednorazowego użytku. Po osiągnięciu zaprogramowanego limitu 25 zdjęć aparat wraca do sklepu, a klient otrzymuje odbitki i CD-ROM ze swoimi zdjęciami. Aparat jest następnie odnawiany i odsprzedawany.

Od czasu wprowadzenia Dakota Digital pojawiło się wiele podobnych jednorazowych aparatów cyfrowych. Większość jednorazowych aparatów cyfrowych jest prawie identyczna pod względem specyfikacji i funkcji z oryginalnymi Dakota Digital, chociaż kilka ma lepsze specyfikacje i bardziej zaawansowane funkcje (takie jak wyższe rozdzielczości obrazu i ekrany LCD). Większość, jeśli nie wszystkie te aparaty cyfrowe jednorazowego użytku, kosztują mniej niż 20 dolarów (USD), nie licząc przetwarzania. Jednak ogromny popyt na złożone aparaty cyfrowe w konkurencyjnych cenach często powodował skróty produkcyjne, czego dowodem jest duży wzrost skarg klientów na awarie aparatów, wysokie ceny części i krótki okres eksploatacji. Niektóre aparaty cyfrowe oferują tylko 90-dniową gwarancję.

Od 2003 roku aparaty cyfrowe przewyższają sprzedaż aparatów filmowych. Ceny aparatów kompaktowych 35 mm spadły, a producenci zlecali dalsze usługi w takich krajach jak Chiny. Firma Kodak ogłosiła w styczniu 2004 r., że nie będzie już sprzedawać aparatów filmowych marki Kodak w krajach rozwiniętych . W styczniu 2006 roku firma Nikon poszła w jej ślady i ogłosiła, że ​​zaprzestanie produkcji wszystkich modeli swoich aparatów filmowych z wyjątkiem dwóch. W dalszym ciągu będą produkować Nikon FM10 z niższej półki , az wyższej półki Nikon F6 . W tym samym miesiącu Konica Minolta ogłosiła, że ​​całkowicie wycofuje się z branży aparatów fotograficznych. Cena aparatów kompaktowych 35 mm i APS (Advanced Photo System) spadła, prawdopodobnie ze względu na bezpośrednią konkurencję ze strony cyfrowej i wynikający z tego wzrost oferty używanych aparatów filmowych. Pentax ograniczył produkcję kamer filmowych, ale jej nie zatrzymał. Technologia poprawiła się tak szybko, że jeden z aparatów filmowych firmy Kodak został wycofany z produkcji, zanim jeszcze w tym roku otrzymał nagrodę „aparatu roku”. Spadek sprzedaży kamer filmowych doprowadził również do spadku zakupów filmów do tych kamer. W listopadzie 2004 r. odłączył się niemiecki oddział Agfa-Gevaert , AgfaPhoto. W ciągu sześciu miesięcy ogłosił upadłość. Firma Konica Minolta Photo Imaging, Inc. zakończyła produkcję kolorowych klisz i papieru na całym świecie do 31 marca 2007 r. Ponadto do 2005 r. Kodak zatrudniał mniej niż jedną trzecią pracowników, których zatrudniał dwadzieścia lat wcześniej. Nie wiadomo, czy te utraty miejsc pracy w przemyśle filmowym zostały zrekompensowane w przemyśle obrazu cyfrowego. Aparaty cyfrowe zdziesiątkowały przemysł fotografii filmowej, zmniejszając użycie drogich rolek filmowych i środków chemicznych do wywoływania, które wcześniej były wymagane do wywoływania zdjęć. Miało to dramatyczny wpływ na firmy takie jak Fuji , Kodak i Agfa . Wiele sklepów, które wcześniej oferowały usługi wykańczania zdjęć lub sprzedawały filmy, już ich nie oferuje lub odnotowały ogromny spadek. W 2012 roku firma Kodak złożyła wniosek o upadłość po tym, jak starała się dostosować do zmieniającej się branży. (Patrz Film fotograficzny .)

Ponadto fotografia cyfrowa ma również pozytywny wpływ na rynek. Rosnąca popularność produktów takich jak cyfrowe ramki do zdjęć i wydruki na płótnie jest bezpośrednim wynikiem rosnącej popularności fotografii cyfrowej.

Mężczyzna robi zdjęcie smartfonem, trzymając go nieco niezręcznie, ponieważ telefon nie jest zoptymalizowany do użytku jako aparat

Sprzedaż aparatów cyfrowych osiągnęła najwyższy poziom w marcu 2012 r. i wynosiła średnio około 11 milionów sztuk miesięcznie, ale od tego czasu sprzedaż znacznie spadła. Do marca 2014 r. co miesiąc kupowano około 3 miliony egzemplarzy, co stanowiło około 30 procent całkowitej szczytowej sprzedaży. Spadek mógł sięgnąć dna, przy średniej sprzedaży oscylującej wokół 3 milionów miesięcznie. Głównym konkurentem są smartfony , z których większość ma wbudowane aparaty cyfrowe, które rutynowo stają się lepsze. Podobnie jak większość aparatów cyfrowych oferują również możliwość nagrywania filmów. Chociaż smartfony są nadal ulepszane na poziomie technicznym, ich współczynnik kształtu nie jest zoptymalizowany do użytku jako aparat, a żywotność baterii jest zwykle bardziej ograniczona w porównaniu z aparatem cyfrowym.

Wpływ społeczny

Fotografia cyfrowa udostępniła fotografię szerszemu gronu ludzi. Nowa technologia i programy do edycji dostępne dla fotografów zmieniły sposób, w jaki zdjęcia są prezentowane publiczności. Są zdjęcia, które są tak mocno manipulowane ("photoshopping"), że ostatecznie nie przypominają oryginalnej fotografii, a to zmienia sposób, w jaki są postrzegane. Do czasu pojawienia się aparatu cyfrowego fotografowie-amatorzy używali w swoich aparatach drukowanych lub klisz do slajdów . Slajdy są opracowywane i pokazywane publiczności za pomocą rzutnika slajdów . Fotografia cyfrowa zrewolucjonizowała branżę, eliminując opóźnienia i koszty. Łatwość przeglądania, przesyłania, edycji i dystrybucji zdjęć cyfrowych pozwoliła konsumentom na zarządzanie zdjęciami cyfrowymi za pomocą zwykłych komputerów domowych, a nie specjalistycznego sprzętu.

Telefony z aparatami , będące większością aparatów, mają prawdopodobnie największy wpływ. Użytkownik może ustawić swoje smartfony tak, aby przesyłały swoje produkty do Internetu, zachowując je nawet w przypadku zniszczenia aparatu lub skasowania zdjęć. Niektóre sklepy fotograficzne mają samoobsługowe kioski, które umożliwiają drukowanie zdjęć bezpośrednio ze smartfonów za pośrednictwem technologii Bluetooth .

Archiwiści i historycy dostrzegli ulotność mediów cyfrowych. W przeciwieństwie do filmu i druku, które są namacalne i natychmiast dostępne dla człowieka, przechowywanie obrazów cyfrowych nieustannie się zmienia, a stare media i oprogramowanie dekodujące stają się przestarzałe lub niedostępne dla nowych technologii. Historycy obawiają się, że tworzymy historyczną pustkę, w której informacje i szczegóły dotyczące epoki zostałyby utracone w nieudanych lub niedostępnych mediach cyfrowych. Zalecają, aby profesjonalni i amatorzy opracowali strategie ochrony danych cyfrowych poprzez migrację przechowywanych obrazów cyfrowych ze starych technologii do nowych. Scrapbookers, którzy używali filmu do tworzenia artystycznych i osobistych wspomnień, mogą potrzebować modyfikacji swojego podejścia do cyfrowych fotoksiążek, aby je spersonalizować i zachować szczególne cechy tradycyjnych albumów fotograficznych.

Internetowej jest popularnym medium do przechowywania i udostępniania zdjęć, odkąd pierwsze zdjęcie zostało opublikowane w internecie przez Tima Berners-Lee w 1992 roku (zdjęcie z CERN zespołu domu Les Horribles Cernettes ). Obecnie miliony ludzi korzystają z witryn do udostępniania zdjęć, takich jak Flickr , Picasa i PhotoBucket , a także z serwisów społecznościowych . W dzisiejszym świecie zdjęcia cyfrowe i serwisy społecznościowe umożliwiają organizacjom i korporacjom udostępnianie zdjęć większej i bardziej zróżnicowanej populacji. Na przykład magazyn National Geographic ma konta na Twitterze, Snapchacie, Facebooku i Instagramie, a każde z nich zawiera treści skierowane do odbiorców należących do każdej społeczności mediów społecznościowych. Należy również pamiętać, że fotografia cyfrowa miała również wpływ na inne dziedziny, takie jak medycyna. Umożliwiła lekarzom diagnozowanie retinopatii cukrzycowej i jest wykorzystywana w szpitalach do diagnozowania i leczenia innych chorób.

Zdjęcia zmienione cyfrowo

Nowa technologia z aparatami cyfrowymi i edycją komputerową wpływa na sposób, w jaki dzisiaj postrzegamy obrazy fotograficzne. Zdolność do tworzenia i wytwarzania realistycznych obrazów cyfrowo, w przeciwieństwie do nienaruszonych zdjęć, zmienia postrzeganie „prawdy” w fotografii cyfrowej przez odbiorców Manipulacja w erze cyfrowej pozwala nam odświeżyć nasze obrazy, ukształtować nasze wspomnienia tak, aby były idealne do obrazu, a tym samym kształtować naszą tożsamość .

Najnowsze badania i innowacje

Badania i rozwój stale udoskonalają oświetlenie, optykę, czujniki, przetwarzanie, przechowywanie, wyświetlanie i oprogramowanie wykorzystywane w fotografii cyfrowej. Oto kilka przykładów.

  • Modele 3D można tworzyć z kolekcji normalnych obrazów . Powstałą scenę można oglądać z nowych punktów widzenia, ale tworzenie modelu jest bardzo intensywne obliczeniowo. Przykładem jest Photosynth firmy Microsoft , który jako przykłady dostarczył kilka modeli znanych miejsc.
  • Zdjęcia panoramiczne można tworzyć bezpośrednio w aparacie bez konieczności zewnętrznej obróbki. Niektóre aparaty posiadają funkcję panoramy 3D , łącząc ujęcia wykonane jednym obiektywem pod różnymi kątami, aby stworzyć wrażenie głębi.
  • Fotografia w rzeczywistości wirtualnej , interaktywna wizualizacja zdjęć
  • Kamery i wyświetlacze o dużym zakresie dynamicznym są dostępne w handlu. Trwają prace nad czujnikami o zakresie dynamicznym przekraczającym 1 000 000:1, a dostępne jest również oprogramowanie do łączenia wielu obrazów innych niż HDR (zrobione z różnymi ekspozycjami ) w obraz HDR.
  • Rozmycie ruchu można radykalnie usunąć za pomocą migającej migawki (migoczącej migawki, która dodaje sygnaturę do rozmycia, którą rozpoznaje postprocessing). Nie jest jeszcze dostępny na rynku.
  • Zaawansowane techniki bokeh wykorzystują sprzętowy system 2 czujników, z których jeden wykonuje zdjęcie w zwykły sposób, a drugi rejestruje informacje o głębokości. Efekt bokeh i zmianę ostrości można następnie zastosować do zdjęcia po jego zrobieniu.
  • W zaawansowanych aparatach lub kamerach, manipulując czułością czujnika, dostępny jest nie jeden, ale 2 lub więcej filtrów o neutralnej gęstości .
  • Odbicie zwierciadlane obiektu może być uchwycone za pomocą sterowanych komputerowo świateł i czujników. Jest to potrzebne np. do tworzenia atrakcyjnych obrazów obrazów olejnych . Nie jest jeszcze dostępny na rynku, ale niektóre muzea zaczynają z niego korzystać.
  • Systemy redukcji kurzu pomagają chronić przetworniki obrazu przed kurzem. Pierwotnie wprowadzone tylko przez kilka aparatów, takich jak lustrzanki cyfrowe Olympus, teraz stały się standardem w większości modeli i marek aparatów z odłączanym obiektywem, z wyjątkiem tych z niższej półki lub tanich.

Inne obszary postępu to ulepszone sensory, wydajniejsze oprogramowanie, zaawansowane procesory aparatu (czasami wykorzystujące więcej niż jeden procesor, np. aparat Canon 7d ma 2 procesory Digic 4), wyświetlacze o powiększonej gamie , wbudowany GPS i WiFi oraz sterowane komputerowo oświetlenie.

Porównanie z fotografią filmową

Zalety już w kamerach na poziomie konsumenckim

Główną zaletą aparatów cyfrowych na poziomie konsumenckim jest niski stały koszt, ponieważ użytkownicy nie muszą kupować kliszy fotograficznej. Koszty przetwarzania mogą zostać zmniejszone lub nawet wyeliminowane. Aparaty cyfrowe są również łatwiejsze w przenoszeniu i obsłudze niż porównywalne aparaty filmowe. Łatwiej dostosowują się do nowoczesnego wykorzystania zdjęć. Niektórzy, szczególnie ci, którzy są smartfonami , mogą wysyłać swoje zdjęcia bezpośrednio na e-mail lub strony internetowe lub inną dystrybucję elektroniczną.

Zalety profesjonalnych aparatów cyfrowych

Most Golden Gate wyretuszowany w celu uzyskania malarskich efektów świetlnych
  • Możliwy jest natychmiastowy przegląd i usunięcie obrazu; oświetlenie i kompozycję można ocenić natychmiast, co ostatecznie oszczędza przestrzeń magazynową.
  • Użycie lampy błyskowej w obrazach może zapewnić inny wygląd, np. oświetlenie obrazu
  • Duża ilość obrazów do średniego stosunku; pozwalając na obszerne sesje fotograficzne bez zmiany rolek filmu. Większości użytkowników jedna karta pamięci wystarcza na cały okres użytkowania aparatu, podczas gdy rolki z filmem są stałym kosztem aparatów filmowych.
  • Szybszy przepływ pracy: narzędzia do zarządzania (kolorem i plikami), manipulacji i drukowania są bardziej wszechstronne niż konwencjonalne procesy związane z kliszami. Jednak przetwarzanie wsadowe plików RAW może być czasochłonne, nawet na szybkim komputerze.
  • Znacznie szybsze pobieranie obrazów, przeniesienie pliku RAW o wysokiej rozdzielczości z karty pamięci zajmuje nie więcej niż kilka sekund, a skanowanie filmu wysokiej jakości skanerem zajmuje wiele minut.
  • Precyzja i powtarzalność przetwarzania: ponieważ przetwarzanie w domenie cyfrowej jest czysto numeryczne, przetwarzanie obrazu przy użyciu algorytmów deterministycznych (nielosowych) jest doskonale odtwarzalne i eliminuje wariacje wspólne z przetwarzaniem fotochemicznym, które utrudniają, a nawet niepraktyczne, wiele technik przetwarzania obrazu.
  • Manipulacja cyfrowa: obraz cyfrowy można modyfikować i manipulować znacznie łatwiej i szybciej niż w przypadku tradycyjnych metod negatywu i druku. Obraz cyfrowy po prawej stronie został przechwycony w formacie RAW , przetworzony i wyprowadzony na 3 różne sposoby ze źródłowego pliku RAW, a następnie scalony i poddany dalszej obróbce w celu uzyskania nasycenia kolorów i innych efektów specjalnych w celu uzyskania bardziej dramatycznego wyniku niż pierwotnie uchwycony za pomocą Obraz RAW.

Producenci tacy jak Nikon i Canon promowali stosowanie cyfrowych lustrzanek jednoobiektywowych (DSLR) przez fotoreporterów . Obrazy zrobione w rozdzielczości 2+ megapikseli są uznawane za wystarczające dla małych obrazów w reprodukcji gazet lub czasopism. Obrazy o rozdzielczości od 8 do 24 megapikseli, które można znaleźć w nowoczesnych lustrzankach cyfrowych, w połączeniu z obiektywami wysokiej klasy, mogą przybliżać szczegóły odbitek filmowych z lustrzanek cyfrowych 35 mm .

Wady aparatów cyfrowych

  • Podobnie jak w przypadku każdego próbkowanego sygnału, połączenie regularnej (okresowej) struktury pikseli popularnych elektronicznych czujników obrazu i regularnej (okresowej) struktury fotografowanych obiektów (zazwyczaj wykonanych przez człowieka) może powodować niepożądane artefakty aliasingu , takie jak fałszywe kolory podczas korzystania z aparatów fotograficznych wzór Bayer czujnika. Aliasing jest również obecny w filmie, ale zwykle objawia się w mniej oczywisty sposób (takie jak zwiększona ziarnistość ) ze względu na stochastyczną strukturę ziarna (pobieranie próbek stochastycznych) filmu.

Istniała duża liczba mechanicznych kamer filmowych, takich jak Leica M2. Te urządzenia bez baterii miały przewagę nad urządzeniami cyfrowymi w trudnych lub odległych warunkach.

Funkcje równoważne

Szum obrazu i ziarno

Szumy na obrazie z aparatu cyfrowego mogą czasami być wizualnie podobne do ziarna filmu w aparacie filmowym.

Szybkość użytkowania

Aparaty cyfrowe przełomu wieków miały duże opóźnienie rozruchu w porównaniu z aparatami filmowymi, tj. opóźnienie od momentu włączenia do momentu, gdy są gotowe do wykonania pierwszego zdjęcia, ale nie dotyczy to już nowoczesnych aparatów cyfrowych z czas rozruchu poniżej 1/4 sekundy.

Częstotliwość wyświetlania klatek

Podczas gdy niektóre aparaty filmowe mogą osiągać do 14 kl./s, jak Canon F-1 z rzadkim, szybkim napędem silnikowym, profesjonalne cyfrowe lustrzanki jednoobiektywowe mogą robić zdjęcia z najwyższą szybkością klatek . Podczas gdy technologia Sony SLT umożliwia szybkość do 12 kl./s, Canon EOS-1Dx może robić zdjęcia z szybkością 14 kl./s. Nikon F5 jest ograniczony do 36 ciągłych klatek (długość filmu) bez uciążliwego filmu masowego, podczas gdy cyfrowy Nikon D5 jest w stanie uchwycić ponad 100 14-bitowych obrazów RAW, zanim jego bufor musi zostać wyczyszczony, a pozostałe miejsce na te nośniki mogą być użyte.

Trwałość obrazu

W zależności od materiałów i sposobu ich przechowywania, analogowe klisze fotograficzne i odbitki mogą blaknąć wraz z wiekiem. Podobnie nośniki, na których są przechowywane lub drukowane obrazy cyfrowe, mogą ulec zniszczeniu lub uszkodzeniu, co prowadzi do utraty integralności obrazu.

Odwzorowanie kolorów

Odwzorowanie kolorów ( gamut ) zależy od rodzaju i jakości użytego filmu lub czujnika oraz jakości układu optycznego i obróbki filmu. Różne folie i czujniki mają różną czułość kolorów; fotograf musi zrozumieć swój sprzęt, warunki oświetleniowe i używane media, aby zapewnić dokładne odwzorowanie kolorów. Wiele aparatów cyfrowych oferuje format RAW (dane z czujnika), co umożliwia wybór przestrzeni barw na etapie opracowywania, niezależnie od ustawień aparatu.

Jednak nawet w formacie RAW czujnik i dynamika aparatu mogą rejestrować kolory tylko w gamie obsługiwanej przez sprzęt. Gdy obraz jest przesyłany do reprodukcji na dowolnym urządzeniu, najszerszą osiągalną gamą jest gama obsługiwana przez urządzenie końcowe. W przypadku monitora jest to gama urządzenia wyświetlającego. W przypadku odbitki fotograficznej jest to gamut urządzenia, które drukuje obraz na określonym rodzaju papieru. Gama kolorów lub Przestrzeń kolorów to obszar, w którym punkty koloru mieszczą się w trójwymiarowej przestrzeni.

Profesjonalni fotografowie często używają specjalnie zaprojektowanych i skalibrowanych monitorów, które pomagają im dokładnie i spójnie odwzorować kolory.

Współczynniki proporcji klatek

Większość cyfrowych aparatów typu point & shoot ma współczynnik proporcji 1,33 (4:3), taki sam jak telewizja analogowa lub wczesne filmy. Jednak proporcje obrazu 35 mm to 1,5 (3:2). Kilka aparatów cyfrowych robi zdjęcia w obu proporcjach, a prawie wszystkie lustrzanki cyfrowe robią zdjęcia w proporcjach 3:2, ponieważ większość może używać obiektywów przeznaczonych do filmu 35 mm. Niektóre laboratoria fotograficzne drukują zdjęcia na papierze o proporcjach 4:3, a także na istniejącym papierze 3:2. W 2005 roku Panasonic wprowadził na rynek pierwszą kamerę konsumencką z natywnym współczynnikiem proporcji 16:9, odpowiadającą HDTV . Jest to podobne do proporcji 7:4, co było powszechnym rozmiarem dla filmu APS. Różne proporcje obrazu to jeden z powodów, dla których konsumenci mają problemy z kadrowaniem zdjęć. Współczynnik proporcji 4:3 przekłada się na rozmiar 4,5"x6,0". Powoduje to utratę pół cala podczas drukowania w „standardowym” rozmiarze 4"x6", proporcjach 3:2. Podobne kadrowanie występuje podczas drukowania w innych rozmiarach, np. 5"x7", 8"x10" lub 11"x14".

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki