Jak funguje digitální fotoaparát?

V první DigiŠkole si projdeme hlavní technické rozdíly mezi klasickým a digitálním fotoaparátem. Cílem je srovnat tyto přístroje a nestranit žádné z těchto dvou technologií. Tento článek by měl v kombinaci s databázemi klasických a digitálních fotoaparátů pomoci vám, kteří zvažujete, zda zakoupit klasický nebo digitální fotoaparát.

Fotoaparát je přístroj skládající se z objektivu, mechanismů umožňující osvěcování filmu a hledáčku. Funkci klasického přístroje jsme popsali v článku Jak funguje fotoaparát.

Čidlo vers. film

CCD senzor na tištěném spoji

V digitálním fotoaparátu je film nahrazen plošným světlocitlivým senzorem. Ten se skládá z obrovského počtu miniaturních navzájem oddělených světlocitlivých buněk, na kterých se po dopadu světla generuje elektrický náboj. Čím více světla na danou buňku dopadne, tím bude náboj větší. CCD čidlo v současné době tvoří 10 – 35% ceny digitálního fotoaparátu. S fotoelektrickým jevem na monokrystalu křemíku nás trápili fyzikáři již na střední škole. Digitální fotografie tento jev využívá podobně jako klasická fotografie fotochemických reakcí na světlocitlivých krystalcích halogenidových so­lí.

Náboje na jednotlivých buňkách světlocitlivého čidla se nejprve odečtou. Pak je tato hodnota pomocí chipu zvaného A/D převodník převedena z analogové do digitální podoby jedniček a nul. Následuje uložení celého souboru jednotlivých nábojů na magnetickou paměťovou kartu. Vzhledem k tomu, že čidla se skládají z několika miliónů buněk, trvá většinou celá operace od osvícení čidla po uložení souboru do paměti déle než u klasického fotoaparátu. Film zde stačí jen osvítit a pak přetočit do nové polohy. Tento problém se částečně řeší pomocnou pamětí, která je rychlejší než magnetický záznam a poslouží k přechodnému uložení snímku. Dnes se podstatně zkrátila v minulosti velmi nepříjemná prodleva mezi zmačknutím spouště a osvětlením čidla, která omezuje digitální fotoaparáty pro akční fotografování. U kvalitních přístrojů dnes dosahuje tento parametr 0,1 sec. Co ale klasický fotoaparát nedokáže, je to, že data z paměťové karty pomocí kabelu během minuty přenesete do počítače nebo i do televizoru. V počítači pomocí grafického editoru můžete snímek upravit a pak ihned vytisknout. Naopak hlavní slabinou běžného CCD čidla ve srovnání s filmem je zatím rozlišení t.j. jak velkou zvětšeninu jste schopni udělat. Cena digitálního fotoaparátu blížící se rozlišení kinofilmu je zatím mnohonásobně vyšší než cena běžné kinofilmové zrcadlovky. Výrobci filmů také nespali. Rozlišení kvalitního kinofilmu je dnes srovnatelné se středním formátem 6×6 cm před deseti lety.

Plocha políčka kinofilmu je 24×36 mm2. Běžná CCD čidla mají ve srovnání s filmem mnohem menší plochu. Velký čip v profesionální digitální zrcadlovce Nikon D1H s cenou nad 200 tisíc Kč má rozměr 23,7×15,6 mm2. Čidla u běžných digitálních fotoaparátů jsou však mnohem menší. Rozdíl si nejlépe uvědomíte pomocí následujícího obrázku.

Plocha kinofilmu Plocha senzoru

Rozdíl ve velikosti světlocitlivé plochy vyžaduje změny v konstrukci ve srovnání s klasickými přístroji.

Objektivy

Objektiv promítá převrácený obraz na světlocitlivou plochu. Čím je tato plocha větší, tím delší musí být ohnisková vzdálenost objektivu. Proto základnímu objektivu středoformátového přístroje s políčkem filmu 6×4,5 cm odpovídá ohnisková vzdálenost 75 mm proti 50 mm u kinofilmového přístroje. U digitálního fotoaparátu je to zase naopak. Vzhledem k velmi malým rozměrům světlocitlivých prvků musí mít objektiv snímající obraz v zorném úhlu 45 stupňů  ultrakrátkou ohniskovou vzdálenost. Ohniskovým vzdálenostem 35 mm – 50 mm jsou u digitálních fotoaparátů přibližně ekvivalentní ohniskové vzdálenosti 7 – 9 mm (závisí, jakou plochu čidla má daný fotoaparát).

Deska digitálního fotoaparátu s objektivem

Díky rostoucímu rozlišení čidel v posledních letech museli konstruktéři zlepšit optickou kvalitu objektivů používaných v digitálních fotoaparátech. Tyto objektivy mají díky ultrakrátkým ohniskovým vzdálenostem velkou hloubku ostrosti. Ve srovnání s kinofilmovými přístroji je konstrukčně jednodušší docílit vysoké světelnosti u dlouhých ohniskových vzdáleností.
Zaostřovací systémy jsou obdobné jako u klasických přístrojů. Manuální zaostřování nabízejí dražší přístroje. Autofokus mají v současnosti asi všechny digitální fotoaparáty.

Závěrka

Elektronické závěrky, jak je známe z kinofilmových zrcadlovek, se používají k regulaci doby osvitu světlocitlivého prvku i u většiny digitálních fotoaparátů. Existují však i fotoaparáty, které fungují bez závěrky a doba osvitu je řízena pouze elektronikou.

Hledáčky

Tady je výběr pestřejší než u klasických fotoaparátů, kde se používají systémy s průhledovým hledáčkem nebo u zrcadlovek s pentagonálním hranolem. O jejich výhodách a nevýhodách si můžete přečíst v článku Typy fotopřístrojů. Vedle těchto technologií převzatých z klasiky se u digitálních fotoaparátů používají i elektronické hledáčky. Obraz v nich není tak kvalitní jako v optických hranolech zrcadlovek. Na druhou stranu se však díváte přes objektiv. Elektonický hledáček je tvořen ferroelektrickým mikrodisplejem z tekutých krystalů. Typickou součástí každého digitálního fotoaparátu jsou LCD displeje různých velikostí. Jejich obraz je kvalitnější, než v elektronických hledáčcích. Mají ovšem vyšší spotřebu energie. Velmi šikovný může být třeba výklopný LCD displej, který umožňuje pohodlně fotografovat v nepříjemných polohách u země. Horší je to, když svítí silné slunce. Pak můžete mít problém v LCD displeji něco vidět.

Obvody na zpracování signálu

Vnitřek digitálního fotoaparátu tvoří karty osázené elektronickými součástkami s vysokým stupněm integrace. Zcela samozřejmě chybí mechanismus na převíjení a uložení filmu.

Paměť

Dnes zcela převládají přenosné magnetické paměťové karty. Bude o nich ještě řeč v dalších částech naší DigiŠkoly. V případě, že byste na ně chtěli ukládat veškeré fotografie z vaší 14 ti denní cesty, bylo by to velmi drahé. Na cestách, kdy nafotíte v pohodě 20 – 100 filmů, potřebujete ještě přenosný hard-disk nebo notebook počítač. Vyrábí se i přenosná vypalovačka CD. Klasický fotoaparát, kde je obraz uložen ve formě latentního obrazu ve světlocitlivé emulzi, něco takového nepotřebuje.

Napájení

Digitální fotoaparát spotřebuje mnohem více elektrické energie než elekronická zrcadlovka. Neustále je třeba hlídat stav baterií. Dá se věřit, že časem půjde spotřeba dolů. Dnes jsou však téměř nutností dobíjitelné akumulátory. V nich vládnou NiMH články. S běžnou klasickou elektronickou zrcadlovkou na jednu lithiovou baterii vyfotografujete 20–30 filmů (pokud nepoužíváte neustále blesk a není mráz –10° C). Tady se počítá maximálně v desítkách snímků.

Pokud se pohybujete mimo civilizaci, existuje řešení na batoh pověsit solární článek. V těchto podmínkách však zatím většinou vyhrává klasická technika. Na druhé straně expedice vybavené satelitními telefony digitální fotoaparáty často používají, neboť chtějí posílat fotografie přímo do tisku.

Podobně jako při klasickém fotografování pečujete o své filmy, u digitálního fotoaparátu hlídáte své baterie a paměti pro ukládání fotografií. Všechna základní pravidla a zásady fotografování jsou stejná jak pro klasický fotoaparát, tak i pro fotoaparát digitální.

Makro6

Digitální fotoškola na FotoAparátu.cz vzniká za podpory společnosti Olympus. Olympus je nejprodávanější značka digitálních fotoaparátů v ČR. Olympus na www.olympus.cz.

     

Líbil se vám článek?

Komentáře

Zobrazit diskusi ke článku ve fóru

Pro vkládání komentářů musíte být přihlášen.

Komentáře k článku (1)

Tisknout článek

Tip na článek

Jak funguje režim vysokého rozlišení
Jak funguje režim vysokého rozlišení

40 mo­delů fo­to­a­pa­rátů dnes ge­ne­ruje fo­to­gra­fie s vy­so­kým roz­li­še­ním (high re­so­lu­tion mode) ty­picky 4× vět­ším, než je roz­li­šení vlast­ního sen­soru. Pa­na­so­nic Lu­mix 5S II tak zvýší množ­ství pi­xelů z 24Mpix na 96Mpix. Re­žim vy­so­kého roz­li­šení u Pa­na­so­nic Lu­mix 5S II jsem vy­zkou­šel na Šu­mavě při fo­to­gra­fo­vání hor­ského po­toka dlou­hými časy, kra­jiny krát­kým te­le­ob­jek­ti­vem a rysa os­t­ro­vida krát­kou ex­po­zicí.

Doporučujeme

Nejčtenější články

Nejčtenější fototesty

FotoAparát.cz - Instagram