Nejnovější video
  • Spustit video
Anketa

Důležitá součást digitálních fotoaparátů – není snímač jako snímač

Snímače typu CCD a CMOS
   Za prvé lze snímače rozdělit podle konstrukce. Nejrozšířenější snímač typu CCD a méně používaný CMOS jsou tvořené pravoúhlou maticí pixelů. Normálně řečeno jde o to, že jednotlivé čtvercové buňky snímače jsou uspořádané jako milimetrový papír, nebo chcete-li piškvorky, s tím rozdílem, že pixely snímače mají velikost max. 10 mikronů, spíše menší. Základní rozdíl mezi CCD a CMOS je v přenosu elektrického náboje ze snímače. Z CCD je náboj odváděný buď postupným předáváním mezi jednotlivými buňkami až do sběrnice – progresivní snímač, nebo jsou řady či sloupce sběrnicemi proložené, pak se jedná o prokládaný CCD snímač. Většina digitálních fotoaparátů používá prokládaný CCD snímač. Určitou technickou kuriozitou je čip zrcadlovky Olympus E-20p, která má hybridní snímač, fungující jak v prokládaném, tak v progresivním režimu.
   Je logické, že při složitém postupu, při kterém je elektrický signál odváděný k dalšímu zpracování, může docházet k jeho částečné degradaci. Tento problém do značné míry řeší snímač typu CMOS, který je konstruován tak, že každý jednotlivý pixel má své připojení. Další výhodou je možnost přímého zesílení signálu, nižší spotřeba energie a hlavně podstatně menší výrobní náklady. K nevýhodám patří riziko nestejnoměrné citlivosti jednotlivě ovládaných pixelů a problematické využití citlivosti vůbec. Z toho důvodu jsou zatím čipy CMOS využívané spíše v low-end přístrojích, i když výjimky potvrzují pravidlo. Digitální zrcadlovky Canon EOS D 30/60 jsou zářným příkladem toho, jak lze CMOS snímač použít pro špičkovou obrazovou kvalitu. Na technologii CMOS je také postavený nový snímač Foveon X3.
    Na rozdíl od „klasického“ čtvercového uspořádání jsou buňky snímače SuperCCD šestihranné a uspořádáním připomínají včelí plástev. Firma Fujifilm, která jako jediná SuperCCD používá, argumentuje tím, že buňky jsou blíže k sobě, což „opticky“ dělá dojem vyššího rozlišení. Však jsou také fotoaparáty Fujifilm pověstné interpolací rozlišení, přestože firma občas tvrdí, že o klasickou interpolací ve skutečnosti nejde. Kromě uvedeného má snímač SuperCCD navíc každý obrazový bod opatřený mikročočkou, ktrá zajišťuje lepší využití dopadajícího světla a tím i zvýšení citlivosti čipu.

Snímače a barva
   Jestliže většina digitálních fotoaparátů používá prokládané snímače CCD, pak podobně používají tyto snímače filtr primárních barev typu RGBG. Mezi jiná technická řešení ale patří snímač založený na barevné masce CMYK. Zde jsou použité filtry barevného prostoru CMYK (logicky mimo „K“ - černou), plus zelený kanál spektra RGB. Pokud vám barevný model CMYK nic neříká, pak se podívejte jakými barvami tiskne vaše inkoustová tiskárna. S určitostí tam nenajdete nic jiného, než cartridge barev CMYK. Snímače s touto barevnou maskou by měly díky spektrálním vlastnostem CMY barev vynikat zejména zvýšenou odolností vůči digitálnímu šumu. Teoreticky to znamená možnost vyšších citlivostí snímače bez obvyklého „zrnění“ a ostatních nežádoucích artefaktů v obrazovém souboru, ale v praxi se markantní rozdíly neukazují. Z významných výrobců digitálních fotoaparátů používá tuto barevnou masku např. Nikon u fotoaparátů řady Coolpix.

Citlivost snímačů
   Jmenovitá citlivost většiny snímačů se pohybuje okolo ISO 100. Poněkud lépe jsou na tom snímače CMOS a SuperCCD, ovšem zvýšení není nikterak zásadní. Základní citlivost snímače má jednu typickou vlastnost: světlocitlivé buňky snímače při toto nastavení dokáží vygenerovat nejsilnější signál. Jako každé elektronické zařízení ale mimo vlastního signálu generuje snímač navíc digitální šum. Jednoduše řečeno pak platí: čím vyšší signál a menší šum, tím kvalitnější obrazová informace.
   Opačným případem je nízká úroveň signálu/slabé světlo, při němž vzniká více šumu a způsobuje tak jev v poslední době nazývaný černé díry (z anglického black holes). Pravdou je, že tyto černé díry ve skutečnosti nejsou černé. Způsobují ztrátu obrazové informace (obraz se ztrácí v černé díře) a nejlépe jsou vidět ve tmavých částech snímků v podobě jakýchsi vynechaných míst nebo nekorektně barevných flíčků. Jako celek se pak nárůst šumu projevuje podobně jako zrnitý klasický film, navíc rapidně klesá kontrast snímků a někdy se snižuje také hranová ostrost.
   Protože v digitálním fotoaparátu nelze dost dobře řešit vyšší citlivost tak jako u klasického filmu, tedy výměnou filmu/snímače, musí přijít ke slovu technologie elektronického navýšení citlivosti čipu. Jenže ouha, umělé navýšení signálu vede k ještě většímu nárůstu šumu než při pouhém nedostatku světla/signálu. V praxi platí, že citlivost do ISO 200 je zpravidla dobře použitelná, avšak při nastavení citlivosti snímače na ISO 400 a více již digitální šum narůstá tak, že je fotografie často nepoužitelná.

Jak se vyrovnat s digitálním šumem?
Současné moderní digitální fotoaparáty již disponují funkcí redukce šumu. Ta pracuje buď automaticky při delších časech závěrky (od sekundy až po řádově sekundy, podle typu fotoaparátu), nebo je nutné ji zapnout v menu přístroje. Objektivně však musíme konstatovat, že funkce redukce šumu nikdy dokonale neodstraní nežádoucí artefakty obrazu.
   Na místě je proto otázka: jak se vyrovnat s degradací obrazové kvality, způsobené digitálním šumem? Pravidlo zní – než používat elektronické navýšení citlivosti snímače, je lépe nechat fotoaparát exponovat delšími časy. Je sice pravděpodobné, že pro akční scény toto pravidlo nevyužijeme, ale u statických záběrů si na pomoc vezmeme stativ a snímky budou určitě kvalitní. A ještě jedna rada. Nepoužívejte nastavení citlivosti snímače na hodnotě Auto. Fotoaparát totiž při nízké hladině osvětlení automaticky nastaví vyšší citlivost. Pokud váš fotoaparát tuto funkci podporuje, nastavte si v menu přístroje vždy jmenovitou (nejnižší) citlivost ISO.

KV                                                      Ilustrační foto:Stock.XCHNG

Přihlášení