ב-Online
 
 
 
 
 
 
 
 
איך עובדת מצלמה דיגיטלית 

איך עובדת מצלמה דיגיטלית

 
 
בלדד השוחי

מצלמות שהופכות תמונה לחשמל יש כבר למעלה ממאה שנה. אז מה בכל זאת ההבדל בין מצלמה דיגיטלית למצלמת פילם?

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
הראייה היא ללא ספק החוש העיקרי שלנו, ולכן לא מפליא בכלל שאנשים מחפשים דרכים להעביר מידע ויזואלי, כלומר תמונות, כבר הרבה מאד שנים. העדויות המוקדמות ביותר שנמצאות בידינו מתוארכות לעידן הקרח האחרון, לפני עשרות אלפי שנים, והן נראות בערך כך:
 
אבל לפני כמאה ושמונים שנה ברנש צרפתי בשם ניספור ניפס (Niepce) בנה את המצלמה הראשונה, והיום הדברים נראים אחרת לגמרי. היום יש לנו מצלמות דיגיטליות.
 

אור, בבקשה להתרכז!

 
קח לך זכוכית מגדלת, הצמד אותה לקיר שנמצא מול חלון (או מול טלוויזיה דולקת) והרחק אותה ממנו באיטיות, תוך שאתה שומר שהעדשה תשאר מקבילה לו. עם קצת סבלנות תקבל על הקיר שלך תמונה הפוכה של מה שקורה מחוץ לחלון (או על מסך הטלוויזיה). מגניב, לא?

על העקרון הזה עבדה המצלמה של ניפס, ועל אותו עקרון בדיוק עובדת המצלמה הדיגיטלית. האמת? על אותו עקרון עובדת גם העין שלנו. קופסה סגורה עם פתח קטן מולו מונחת עדשה. העדשה מרכזת את קרני האור הפוגעות בה ומקרינה אותן על הדופן הפנימי של הקופסה.
 
 
ברור שעל הדופן הפנימי הזה חייב להיות משהו שקולט את התמונה, משהו רגיש לאור. במקרה של העין שלך זו הרשתית עם התאים המיוחדים ששולחים דחפים עצביים כשאור פוגע בהם, במצלמה רגילה זהו סרט הצילום שמשנה את צבעו בתגובה לאור, אבל מה במצלמה דיגיטלית? איך הופכים אור לחשמל?

מסתבר שזה לא כל-כך מסובך. בטבע קיימים חלקיקים תת אטומיים בעלי מטען חשמלי (אלקטרונים ופרוטונים הם המפורסמים ביותר). זרם חשמלי הוא בסך הכל תנועה מסודרת של חלקיקים כאלו ממקום למקום. החלקיקים הללו משפיעים אחד על השני. הם מושכים ודוחפים זה את זה, מה שאומר שהם מעבירים אנרגיה בינם לבין עצמם, והעברת האנרגיה הזו נקראת בפינו "אור". בקיצור, אור וחשמל הם פנים שונות של אותו כוח: הכוח האלקטרומגנטי, כוחם של החלקיקים בעלי המטען.

משום ששתי התופעות כל כך קשורות זו בזו, לא קשה לבנות רכיבים שממירים בין השתיים. כולנו מכירים נורות שממירות זרם חשמלי לאור, אבל יש גם דברים שממירים אור לזרם חשמלי. זה אפילו לא דבר חדש. מצלמות טלוויזיה עושות את זה כבר בערך מאה שנה, ואם נחשוב על זה לעומק נגלה שהעין עושה בדיוק את זה כבר ממש הרבה זמן.
 

חלקיקים מטורפים

 
אז בוא נראה בדיוק מה קורה במצלמה דיגיטלית כשאני מצלם פרח. הכל מתחיל בשמש, שם מתחוללת תגובה גרעינית שגורמת לחלקיקים להשתולל ולפלוט כמויות עתק של אנרגיה (בצורת אור) לכיוון שלנו. חלק מהאור הזה פוגע בפרח ומג'נן את החלקיקים שלו (גם בפרח יש חלקיקים בעלי מטען חשמלי). חלק מהאנרגיה נספגת בפרח (אחרת מאיפה הוא ייקח כוח לפרוח ולשגשג?) וחלק ממנה מוחזרת ממנו לכל הכיוונים.

חלק מהאנרגיה שמוחזרת מהפרח מגיעה לעדשת המצלמה שלי שמרכזת ומקרינה אותה על רכיב אלקטרוני חביב בשם CCD (Charge-coupled device). הרכיב הזה מורכב משתי וערב של תת רכיבים, בכל אחד מהם יש הרבה מאד אלקטרונים, שהם חלקיקים בעלי מטען חשמלי. האלקטרונים הללו קצת תקועים במקום, אבל כשהאור פוגע בהם הוא נותן להם מספיק כח כדי להשתחרר ולזרום הלאה - ובינגו! סדרה של זרמים חשמליים המסודרת לפי התמונה שהאור צייר.
 
את הזרמים הללו אפשר למדוד ואחר כך לשמור בזיכרון של המצלמה את התוצאות, והכי חשוב, בהתאם למדידות הללו קל מאד ליצור שוב ושוב העתק נאמן של אותה תמונה.

למעשה, רוב המצלמות הדיגיטליות קולטות כל תמונה שלוש פעמים דרך פילטרים צבעוניים (לפעמים בשלושה צילומים מהירים שנעשים בזה אחר זה ולפעמים בצילום אחד שמפוצל לשלוש הקרנות), כך יש סדרת זרמים חשמליים שמציינת איפה יש אור אדום, סדרה שמציינת איפה יש אור ירוק וסדרה שמציינת אור כחול. שלושת התמונות יחד יוצרות תמונה צבעונית.
 

הפרדה

 
החיסרון המפורסם ביותר של צילום דיגיטלי, לעומת צילום רגיל, הוא ההפרדה - היכולת המוגבלת של המצלמה להפריד בין פרטים שונים. יש גבול ברור למידה הדיוק של המצלמה הדיגיטלית - מספר התת רכיבים ב-CCD. ככל שיש יותר מהם, כך המצלמה מסוגלת לקלוט ולבטא שינויים עדינים יותר בתמונה. בסופו של דבר כל תת רכיב כזה יהפוך לנקודה בודדת בתמונה שלנו, מה שנקרא "פיקסל", וכמה שהפיקסלים יותר צפופים, כך ההפרדה (רזולוציה) של התמונה תעלה, היא תראה "חלקה" יותר והיא תוכל להכיל יותר פרטים עדינים. לזה מתכוונים כשמדברים על כמה מגהפיקסל יש למצלמה דיגיטאלית.
 
גם למצלמות רגילות יש רגישות מוגבלת. הדיוק המקסימלי שלהן נקבע על ידי גודל הגבישים הרגישים לאור מהם מורכב סרט הצילום - גם סוג של פיקסלים. אבל עדיין קל יותר לייצר גבישים קטנים מאשר רכיבים חשמליים קטנים, ולכן ההפרדה של סרט הצילום בדרך כלל טובה מזו של ה-CCD. אבל זו לא כזו בעיה רצינית, ואם משתמשים במצלמה עם הרבה מגהפיקסלים ולא מגדילים את התמונה העין האנושית אפילו לא מבחינה בהבדל.

אז למה בכל זאת רוב התמונות הדיגיטליות נראות קצת שטוחות וחסרות חיים? יש שתי סיבות עיקריות:

1) דלות בצבע. כל הסיפור הזה של לחבר שלוש תמונות יוצא קצת יקר, ויצרנים תמיד מנסים לחסוך. אנשים שאינם צלמים מקצועיים אינם מודעים בדרך כלל לחשיבות איכות הצבע, הם מסוגלים לראות שהתמונה קצת "מתה" אבל הם לא יודעים מדוע, אז הם מאשימים את עצמם וקונים את המצלמה.

2) המיקוד (פוקוס) האוטומטי. העין שלנו אינה מסוגלת להתמקד על מרחקים שונים בעת ובעונה אחת. אם היא מתמקדת על עצם קרוב, העצמים הרחוקים נהיים מטושטשים, ולהיפך. המוח שלנו משתמש בעובדה הזו כדי לתת לנו תחושת עומק. אבל היצרנים כל כך מפחדים שיצאו לכם תמונות מטושטשות (בניגוד לבעיות צבע, כל אחד יודע לזהות טישטוש, ואם מצלמה עם מיקוד אוטומטי מוציאה תמונה מטושטשת אף אחד לא יקנה אותה) שהם יוצרים מנגנון מיקוד סלחני מדי, והתוצאה היא מיקוד אחיד בתמונה, שום דבר לא מטושטש. ואם שום דבר לא מטושטש, קצת קשה למוח שלנו לתפוס עומק.

בקיצור, מצלמה דיגיטלית מקצועית, כזו עם הרבה פיקסלים ועם הפרדת צבע איכותית ועם מנגנון מיקוד אמיתי, מסוגלת להפיק תמונות באיכות המתחרה בזו של סרט צילום. ובקרוב, אחרי שההתרגשות והחדשנות ישקעו קצת, מצלמות איכותיות כאלו גם לא יעלו כך כך הרבה כסף. אז יש סיבה להגיד צ'יז.
 
בלדד השוחי
 
 
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
 
תגובות
הוסף תגובה0 תגובות
הוספת תגובה
מאת
 
נושא
 
תוכן
 
 
 
 
תודה! תגובתך התקבלה.
התגובה תתפרסם בכפוף לתנאי האתר.
 
 
 
 
 

כל הזכויות שמורות 2011 © נענע 10 בע"מ
 
 
 
 
כל הזכויות שמורות © Nana10 בע"מ
Video powered by