Jdi na obsah Jdi na menu

Jak fungují digitální kamery?

17. 2. 2012

Videokamery jsou složeny ze čtyř hlavních částí. Základní konstrukci přitom můžeme rozdělit na část snímací a záznamovou. Do první kategorie patří CCD čip, objektiv, ovládací prvky pro zoom, clonu, ostření atp. Hlavním úkolem této sekce videokamery je tedy příjem vizuálních informací a jejich převod na elektronický signál, který pak ukládá záznamová část na datový nosič (nejčastěji MiniDV kazetu).V případě digitálních kamer stojí mezi oběma zmíněnými komponenty ještě speciální elektronická část, která převádí získané vizuální informace do datové formy v podobě dobře známých jedniček a nul.Poslední ze základních částí videokamery je hledáček. Ten přijímá stejné informace jako záznamová část, takže přesně vidíte, co bude nahráno na kazetu. U moderních digitálních kamer je hledáček osazen miniaturním LCD displejem, který pak ještě doplňuje větší výklopný displej pro pohodlnější natáčení a přehrávání zaznamenaného materiálu.

1ccd4a.jpg

Každá buňka CCD snímače zaznamená informace pro jeden bod (pixel). Z těchto barevných bodů je pak složen výsledný obraz.

 

Ještě než se stane z paprsku světla pixel na vašem televizoru nebo počítačovém monitoru, musí ovšem dojít k poměrně složitému procesu. Na jeho začátku stojí právě buňka CCD snímače, která změří množství světla (fotonů), jež na ní dopadlo, a převede ho do elektrického napětí (elektronů). Na tomto místě pak přichází na řadu analogově-digitální převodník, který přeloží naměřenou hodnotu do digitální formy následujícím způsobem. Čím je napětí vyšší, tím je výsledný bod jasnější, a naopak.Větší napětí dává paprskům v obrazovce impuls k jasnějšímu rozzáření luminoforů na stínítku.Senzory CCD totiž sice zvládnou změřit světelnou intenzitu, ale barvy už rozeznat nedokáží.

1ccd3a.gif

Všechny barvy jsou ve skutečnosti složeny ze tří základních složek - R (červená), G (zelená) a B (modrá). Vzájemným mícháním různých poměrů těchto tří základních barev pak získáme prakticky libovolnou barvu, čehož využívají i digitální kamery, počítače a televizory (viz obrázek počítačového Color Meteru s přesnými hodnotami základních barevných složek pro označený pixel)

 

Abychom získali hodnoty těchto tří základních barev, musíme před snímací čip umístit nějaký prvek, který jednotlivé barevné složky světelného paprsku oddělí a nasměruje je na samostatné buňky. Za tímto účelem jsou dnes nejčastěji používány světelné hranoly u kamer tříčipových nebo filtrovací fólie u jendočipovek.Elektronika kamery pak všechny tři získané hodnoty "smíchá" na pomyslné paletě a výslednou barvu uloží na kazetu.

1digital-camera-splitter.jpg

Světelný paprsek musí být po průchodu objektivem rozdělen na základní barevné složky. Elektronika kamery pak změří jasové hodnoty každé z nich a vypočítá výslednou barvu pixelu.

 

Abychom získali ostrý obrázek, musí být čočky objektivu pohyblivé.Podle vzdálenosti od snímaného objektu a aktuální hodnoty ohniskové vzdálenosti , pak pohybujeme čočkami tak, aby světelné paprsky dopadly na senzory snímacího čipu s precizní přesností.Automatické ostření nejčastěji využívá infračervený paprsek, který vyšle směrem ke snímanému objektu a prostřednictvím speciálního senzoru v předí části kamery ho pak odražený přijme zpět.Zatímco při ostření pohybujeme oběma čočkami objektivu zároveň, abychom přesně nasměrovali světelné paprsky na snímací čip, během transfokace (zoomování) se pohybují čočky vůči sobě tak, aby se měnila vzdálenost mezi čočkami (tzv. ohnisková vzdálenost).