Digitális fényképezőgépek

A továbbiakban fényképezőgépen digitális fényképezőgépet értek.

A fényképezőgép alapvető működése

Napjainkban már nagyon sokféle digitális fényképezőgép létezik, azonban alapvető működésük megegyezik.

Minden fényképezőgép működésének alapja az, hogy van egy sík, fényérzékeny felület, erre vetíti az objektív a megfelelően élesre állított képet. Akkor lesz megfelelő világosságú a fénykép, ha a fényérzékeny felületre megfelelő ideig, megfelelő világosságú képet vetít az objektív. Ennek megvalósítását szolgálják a fényképezőgépek bizonyos részegységei. Ha túl világos a vetített kép és túl sok ideig hat, akkor túl világos fényképet kapunk, ha túl sötét a vetített kép és túl kevés ideig hat, akkor túl sötétet. Az alábbi egyszerű ábrán a fényképezőgép néhány alapvető részét láthatjuk.



5.1 ábra. A digitális fényképezőgép fő részei

Képérzékelő

A képérzékelő a fényképezőgép egyik legfontosabb alkatrésze, amelynek tulajdonságai rendkívül nagy hatással vannak a fénykép minőségére, ezért néhány mondatban feltétlenül foglalkoznunk kell vele.



5.2 ábra. A képérzékelő kis részletének sematikus ábrázolása

A fenti ábrán minden egyes kis négyzet megfelel a képérzékelő egy képpontjának. Minden egyes képpontban egy elemi érzékelő helyezkedik el, az objektív a rengeteg pici elemi érzékelőre vetíti képet. A képérzékelő képpontjaiban lévő elemi érzékelőkből nyert információ feldolgozásával kapjuk meg a digitális fénykép képpontjait. Tehát a képérzékelő pici négyzet alakú részekre, úgynevezett képpontokra (pixelekre) bontja a rá vetített képet, és a fényképezőgép ezen képpontok adatainak feldolgozásával állítja elő a – szintén négyzet alakú képpontokból álló – digitális képet.

Az elemi érzékelők (képpontok) az ábrán láthatóhoz hasonlóan sorokat alkotnak, és egymás alatt több sorban helyezkednek el, ezáltal oszlopokat is képeznek. A valóságban a képérzékelőn nem az ábrán látható kevés képpont található, hanem nagyon sok, több millió a képpontok száma.



5.3. ábra. Forrás: canonnews.com

Ezen a képen láthatjuk a valóságos képérzékelőt. A szivárványosnak látszó téglalap alakú terület maga a fényérzékeny terület, ezen helyezkedik el a több millió elemi érzékelő sorokba és oszlopokba rendezve. A képpontok olyan picik, hogy szabad szemmel nem láthatók. Egy-egy képpont (elemi érzékelő) rendelkezésére álló négyzet alakú területecske oldalának hossza akár csak néhány mikrométer nagyságú is lehet.

Minél nagyobb a képpontok (elemi érzékelők) száma, elvileg annál finomabb részletekre képes bontani az érzékelő a rá vetített képet. A képérzékelő és a digitális kép esetében is a legkisebb egység a képpont, ezért az érzékelőre vetített kép képponton belüli részleteit az elemi érzékelők nem képesek érzékelni.

A képérzékelőn található képpontok számát a képérzékelő felbontásának nevezzük, amelynek mértékegysége a megapixel (rövidítve MP). Egy megapixel egymillió képpontnak felel meg, azaz a képérzékelő felbontása annyi megapixel, ahány millió képpont található rajta. Egy digitális kép felbontását a képérzékelőhöz hasonlóan a képpontjainak számával jellemezhetjük. Akkor kapjuk az adott képérzékelővel előállítható maximális felbontású képet, ha a kapott digitális kép ugyanannyi képpontból (pixelből) áll, mint amennyi a képérzékelőn található elemi érzékelők száma. A maximális felbontást a fényképezőgép specifikációjában, sőt sok esetben reklám céljából akár a fényképezőgépen is feltüntetik. Sokáig ezt tekintették a fényképezőgépek legfőbb paraméterének („hány megapixeles a fényképezőgép”), pedig közel sem az.

Ha például egy sorban 4272 képpont található, és egymás alatt 2848 sorban helyezkednek el a képpontok, akkor az érzékelő felbontása 4272×2848=12166656, azaz körülbelül 12 MP.

A képérzékelő minden egyes elemi érzékelője (képpontja) tulajdonképpen az exponálás során rá eső fénymennyiséget gyűjti, és a gyűjtött fénymennyiséggel arányos elektromos jel olvasható ki belőle a digitális kép létrehozása céljából. A fénymennyiségen azt értjük, hogy milyen erősségű fény mennyi ideig hatott. Ha erősebb (világosabb) fény hosszabb ideig hat, az nagyobb fénymennyiség, ha kevésbé erős fény rövidebb ideig hat, az kisebb.



5.4. ábra. Bayer-féle színszűrő az elemi érzékelők előtt, forrás: wikipedia

A helyzetet bonyolítja, hogy az érzékelő színeket nem lát. Ahhoz, hogy a színek megjelenhessenek fényképeinken, a képérzékelőn minden egyes elemi érzékelő előtt – szigorúan meghatározott rendben – egy-egy színes szűrő helyezkedik el (Bayer-féle színszűrő), amely a rá eső fénynek csak a szűrő színének megfelelő komponensét engedi át. A piros szűrő a piros komponenst stb. A fenti ábrán Bayer szűrővel ellátott képérzékelő részletét láthatjuk. Egy kis négyzet szintén egy elemi érzékelőt jelképez, és előtte vagy kék, vagy zöld, vagy piros szűrő található, emiatt az adott képpont csak egyféle szín fénymennyiségét érzékeli.

Egy képpont fényképen megjelenő színének, világosságának megállapításához (kiszámításához) figyelembe veszik a különböző színű szomszédos képpontok által érzékelt fénymennyiséget is. Ez egyúttal azt is eredményezi, hogy az egyes képpontocskák nem függetlenek egymástól. Ennek az eljárásnak az egyik mellékhatása az, hogy csökkenti a képélességet.

A Sigma cég Foveon nevű képérzékelői az itt ismertetettől eltérő elven működnek, amelyekkel könyvemben nem foglalkozom. Ezek még nem terjedtek el, még nem elég kiforrottak.

Az elemi érzékelő (képpont) területének nagysága nagy hatással van a képminőségre. Minél nagyobb, annál jobb.

Az idők során a különféle gépkategóriákban a legkülönbözőbb méretű képérzékelők fordultak elő. Vannak egész kicsik, és vannak jóval nagyobbak is. Egy adott képérzékelő fényérzékeny területének nagysága meghatározza, hogy egy adott felbontás esetén legfeljebb mekkora lehet egy képpontocska (legfeljebb mekkora terület jut egy-egy képpontnak).

Ha egy kis méretű képérzékelőn (pl. 1/2,5”) szeretnénk elhelyezni tízmillió képpontot (10 MP), akkor az egyes képpontocskák jóval kisebbek lesznek, mintha ugyanezt a 10 MP-t egy nagy méretű (pl. full frame) képérzékelőn helyeznénk el (lásd a lenti ábrát). Az ábrán különböző méretű képérzékelők láthatók, és össze lehet hasonlítani a méretüket, területüket.



5.5. ábra. Különböző méretű képérzékelők

Nézzük meg, hogy milyen nagy a méretbeli különbség a legkisebb és a legnagyobb érzékelő között. A legnagyobb területe körülbelül 35-szöröse a legkisebbnek. Néhány érzékelő megnevezésében idézőjel szerepel (pl. 2/3”), amely az angol hüvelyk, vagy más néven inch mértékegységet jelzi (1 inch = 25,4 mm). Ezek az elnevezések a képérzékelők „kereskedelmi” elnevezései, csak áttételesen utalnak az aktív, fényérzékeny terület méretére. Az aktív terület méretét a téglalapok alatt láthatjuk. A full frame (teljes képkocka) mérete megegyezik a kisfilmmel, 24×36 mm.

Az elemi érzékelőket az exponálás során fény, azaz fotonok érik. Az egyszerűség érdekében úgy tekinthetjük, mintha az elemi érzékelők a fotonokat gyűjtenék. A gyűjtés megtörténte után a gyűjtött fotonok számával arányos jel olvasható ki belőlük. A fotonok gyűjtését vödörrel szokták szemléltetni. Végezzük el a következő gondolatkísérletet.

Tegyük fel, hogy van 12 darab 30 cm belső magasságú, 20 cm átmérőjű henger alakú vödrünk, amelyeket szabályos sorokba és oszlopokba rendezünk, például 3×4-es alakzatba. A vödrök felett elhúzható tető található, odakinn esik az eső. A vödröket alapállapotba hozzuk („kisütjük”), azaz kiöntjük belőlük a vizet, ha esetleg van bennük. A tetőt elhúzzuk, az esőcseppek a vödrökbe (is) esnek, egy ideig hagyjuk, majd a tetőt visszahúzzuk, és megmérjük, melyik vödörben mennyi víz található. A vödrök az elemi érzékelőket, az esőcseppek a fotonokat, a tető nyitvatartási ideje a zár nyitvatartási idejét, a víz mennyisége a gyűjtött fotonok mennyiségét jelképezi. Ha nagyon esik az eső, akkor egységnyi idő alatt több esőcsepp esik egy-egy vödörbe, azaz több foton érkezik egy-egy elemi érzékelőbe. Ha jobban esik az eső, az megfelel az érzékelőre vetített világosabb képnek. A hasonlat itt egy kicsit sántít, mert ha jobban esik az eső, az általában nem abban nyilvánul meg, hogy több ugyanolyan méretű esőcsepp esik, hanem általában nagyobbak is az esőcseppek, márpedig kisebb vagy nagyobb fotonok nincsenek.

Ha a tetőt elég sokáig hagyjuk nyitva, akkor egyes vödrök megtelnek vízzel, ezt úgy mondjuk, hogy telítődnek, és a további esőcseppek már kifolynak belőlük, a vödör túlcsordult. Nem tudjuk megmérni, hogy valójában mennyi eső esett a túlcsordult vödörbe, mert csak a vödör térfogatát, mint maximumot mérhetjük. Ha nem folyt volna ki a víz egy része, akkor akár jóval többet is mérhettünk volna. Egy vödör legfeljebb a térfogatának megfelelő vízmennyiség befogadására és megmérésére alkalmas.

Ha 20 cm átmérőjű helyett 30 cm átmérőjű, szintén 30 cm magas vödröket használtunk volna, akkor a telítődés jóval később következett volna be, és jóval nagyobb vízmennyiséget is pontosan meg lehetett volna mérni.

A képérzékelők képpontjai pontosan úgy viselkednek, mint a vödrök. A nagyobb felületű elemi érzékelők nagyobb fénymennyiség túlcsordulás nélküli befogadására, és ezáltal pontos észlelésére alkalmasak. A túlcsordult elemi érzékelő eredménye a fényképen a maximális fényességű fehér képpont.

Azt mondhatjuk, hogy azonos fejlettségű technológiát feltételezve a nagyobb méretű érzékelő előnyösebb, mert nagyobb méretű képpontokat tartalmazhat, amely jobb minőségű képet eredményezhet. Nagyobb érzékelőre az objektívnek nagyobb méretű képet kell vetítenie, amelyhez nagyobb átmérőjű lencsékre van szükség, ezért a fényképezőgép nagyobb, nehezebb, és drágább lesz. Az újabb fejlesztésű érzékelők jobbak a régebbieknél.



5.6. ábra. Egy kép részlete

Nézzük meg egy digitális kép részletén a képpontokat. Az alábbi ábrán a fenti digitális képrészlet sárga keretben látható részét nézhetjük meg erősen felnagyítva.



5.7. ábra. Egy kinagyított képrészlet látható képpontokkal

Különböző színű kis négyzetként láthatók az egyes képpontok. Minden egyes képpont egy elemi érzékelő jeléből jött létre, a színek miatt a szomszédos elemi érzékelőkből kinyert jelet is figyelembe véve. A digitális kép legkisebb egysége a képpont, ezért azokon belül nincsenek részletek, minden képpont egy bizonyos színárnyalatú négyzetecske.

Fényképezőgép-kategóriák

A sokféle digitális fényképezőgép közötti jobb eligazodás érdekében a fényképezőgépeket kategóriákba szokták sorolni. A szokásos kategorizálás szerint a legkisebb, legegyszerűbb gépeket a kompakt, ezeknél kicsit fejlettebb, több szolgáltatást nyújtókat pedig a bridge kategóriába sorolták. Mára azonban nagyot fordult a világ, és mindkét hagyományos kategóriában megjelentek a leggyengébb képminőséget adó, legegyszerűbb gépektől kezdve a kiváló képminőséget, és számos szolgáltatást nyújtó modellek is. Akár a legkisebb méretű érzékelővel is rendelkezhetnek, de akár a legnagyobbal is, ezért a kategória nem utal egyértelműen a képminőségre. Leginkább az a közös ezekben a fényképezőgépekben, hogy egyiknél sem cserélhető az objektív. Ebből kiindulva ezeket egy kategóriába soroltam. Tehát a két nagy kategória a következő:

A nem cserélhető objektíves fényképezőgépek esetében az objektív fixen beépített, nincs lehetőség annak cseréjére. Kompakt és bridge gépek között a szolgáltatások mennyiségében van nagy különbség, azaz a bridge gépek nagyobbak, több beállítási lehetőséget, több szolgáltatást nyújtanak, míg a kis érzékelős kompakt fényképezőgépek kicsik, és legtöbbször a „point-and-shoot” („célozz és lőj”) elvet testesítik meg. Ez utóbbi röviden azt jelenti, hogy szinte mindent a fényképezőgép csinál automatikusan, a felhasználónak csak az exponálógombot kell lenyomnia. Mindkét kategóriában különböző képérzékelő-mérettel rendelkező fényképezőgépek léteznek, a legkisebbtől a legnagyobbig, ezáltal a képminőségük a leggyengébbtől a legjobbig bármilyen lehet, és akár széles körű beállítási lehetőséggel is rendelkezhetnek. Megkülönböztetésül a továbbiakban a kis érzékelőméretű kompakt vagy bridge gépeket „egyszerű” vagy „kis érzékelőjű” jelzővel illetem.

A cserélhető objektíves fényképezőgépek a különböző szituációkban mindig a legalkalmasabb objektív használatát teszik lehetővé. Ez rendkívül nagy előny, ezt a későbbiekben látni fogjuk. Ezen kívül megnyílik a lehetőség egyéb kiegészítők használata előtt, amely nagyon sokoldalúvá teszi az ilyen fényképezőgépet.

A fényképezőgépek kategorizálása alapvető működési elvük szerint is történhet. Ebből a szempontból is két nagy csoportba sorolhatjuk a fényképezőgépeket:

Tehát tükröt csak tükörreflexes fényképezőgépek tartalmaznak, a kompakt, bridge, és MILC gépek nem. Az a tény, hogy egy fényképezőgép tükörreflexes-e vagy egyéb kategóriájú, sok mindenre kihatással van. Ezeket a későbbiekben látni is fogjuk az egyes témák tárgyalásánál.

Tükör nélküli fényképezőgépek

Ezen az ábrán a kompakt, és a bridge fényképezőgép elvi metszete látható.



5.8. ábra. Kompakt és bridge fényképezőgép fő részei

Az ilyen fényképezőgépek jellemzői (témánk szempontjából):

A MILC gépek szintén ehhez hasonlóan működnek, az eltérést az jelenti, hogy objektívjük cserélhető, és emiatt közvetlenül a képérzékelő előtt található a zárszerkezet, nem pedig az objektív belsejében.

Elektronikus kereső esetén egy, a hátoldali kijelzőhöz hasonló kis kijelző van beépítve a fényképezőgép belsejébe, és a keresőbe betekintve ennek képét látjuk. Előnye az, hogy – ellentétben a hátoldali kijelzővel – napfényes időben is jól látható.

Amikor tükör nélküli gépünkkel a hátoldali kijelzőt vagy az elektronikus keresőt használva fényképezni akarunk, akkor a zár nyitva van, így az objektív a képérzékelőre vetíti a képet. Ezt a képet látjuk a hátoldali kijelzőn vagy az elektronikus keresőben. Exponáláskor a fényképezőgép elektronikája először zárja a zárat, amely így elzárja a fény útját, a képérzékelőt alapállapotba hozza („kisüti”), a rekeszt beállítja a megfelelő értékre, majd a zár a megfelelő ideig nyit. Ezután kerül sor a képérzékelő adatainak feldolgozására, a kép memóriakártyára mentésére, majd a zár ismét kinyit.

Nemrégiben jelentek meg a Nikon Z és a Canon EOS R sorozatú fényképezőgépek, ezek is a MILC kategóriába sorolhatók.

A lenti 5.9 ábrán egy kis, 1/2,3” méretű képérzékelővel rendelkező 20 MP felbontású kis kompakt fényképezőgépet láthatunk. Mérete 95,2×54,3×22,1 mm, tömege mindössze 126 g. Képminősége egyszerűbb igények kielégítésére alkalmas, elsősorban jó fényviszonyok között számíthatunk jó eredményre.

Az objektív fixen beépített, nem cserélhető. Kikapcsoláskor az objektív visszahúzódik. A zoom kapcsoló az exponálógomb körül körgyűrűszerűen helyezkedik el, egy kis kiálló rész segítségével lehet elfordítani. Ezzel „közelíthetjük”, illetve „távolíthatjuk” témát. Ez gyakori megoldás a kompakt és a bridge fényképezőgépek esetében.

Kereső nincs, a hátoldali kijelző helyettesíti a keresőt, amely nyáron, erős fényben nem mindig látható jól.

Ma már mindegyik digitális fényképezőgép alkalmas videó készítésére is, így ez is.



5.9. ábra. Canon IXUS 185 kis érzékelős kompakt fényképezőgép

A lenti ábrán egy cserélhető objektíves, 30 MP-es full frame tükör nélküli fényképezőgépet (MILC) láthatunk. Mérete 135,8 × 98,3 × 84,4 mm, tömege 660 g.



5.10 ábra. Canon EOS R típusú full frame MILC fényképezőgép

Tükörreflexes fényképezőgépek

A digitális cserélhető objektíves tükörreflexes fényképezőgép (DSLR) bonyolultabb szerkezetű, metszete az alábbi ábrán látható:



5.11 ábra. Tükörreflexes fényképezőgép fő részei

A DSLR gép jellemzői (témánk szempontjából):

Az ábrán a piros vonal a fénysugár útját jelöli.

Exponáláskor a tükör az ábrán kék nyíllal jelzett irányban elfordulva „felcsapódik” közvetlenül a mattüveg alá, szabaddá téve a fény haladását a képérzékelő felé (és a kereső felől, a betekintőnyíláson át érkező fény útját egyúttal elzárja). A rekeszt beállítja a fényképezőgép elektronikája, a zár alapesetben elzárja a fény útját, a képérzékelőt „kisüti”, majd a zár a beállított időnek megfelelő ideig kinyit, végül a tükör és a zár visszatér eredeti helyzetébe. Amíg a tükör felcsapott helyzetben van, addig nem látunk képet az optikai keresőben.

A DSLR fényképezőgépek többsége rendelkezik úgynevezett élő nézet (élőkép, Live View) móddal, amelynek bekapcsolásával a DSLR gép működése hasonló lesz a MILC gépek működéséhez: a tükör felcsapódik és úgy marad, a zár kinyit és nyitva marad, a hátoldali kijelzőn a képérzékelőre vetített képet látjuk, és keresőként a hátoldali kijelzőt használhatjuk. Ilyenkor az optikai keresőbe tekintve természetesen semmit sem látunk, mert a tükör felcsapódott.

A DSLR gépek a tükör nagy helyigénye miatt vastagabbak, robusztusabbak a többi kategória gépeinél.

A DSLR és a tükör nélküli fényképezőgépek közötti alapvető különbséget a kereső kialakítása jelenti, amely a DSLR fényképezőgép esetében tükröt alkalmazó optikai kereső.



5.12 ábra. Canon EOS 5D Mark IV full frame tükörreflexes fényképezőgép

A fenti ábrán egy nagy, full frame méretű érzékelővel rendelkező tükörreflexes fényképezőgép főbb részeit láthatjuk.



5.13 ábra. Full frame DSLR tükre

A fenti ábrán egy full frame érzékelőméretű fényképezőgép tükrét láthatjuk, alatta az aranyozott érintkezőket, amelyek segítségével kommunikál a csatlakoztatott objektívvel.



5.14 ábra. Balra APS-C, jobbra full frame érzékelő, forrás: Canon

Ezen az ábrán balra egy APS-C, jobbra pedig egy full frame méretű képérzékelőt láthatunk. A full frame sokkal nagyobb, területe több mint kétszerese az APS-C területének.



5.15 ábra. Redőnyzár az érzékelő előtt, és aranyozott elektromos érintkezők

A fenti képen jól látszik a vízszintes fémlemezekből álló úgynevezett redőnyzár, amely elzárja a fény útját a mögötte lévő képérzékelő előtt. Alul aranyozott érintkezők láthatók, ezek biztosítják az elektromos kapcsolatot az objektívvel.


Fotózásról amatőröknek - tartalomjegyzék

Oldal tetejére

Főoldal


<<< Fotózásról amatőröknek - 00
Fotózásról amatőröknek - 02 >>>