Цифровое оборудование

Главная > Как устроен фотоаппарат > Алгоритм работы цифрового фотоаппарата >
Меню:

Алгоритм работы цифрового фотоаппарата

Когда мы нажимаем на кнопку включения аппарата, в него загружается основная управляющая программа и начинается подготовка к включению аппарата. При включении аппарата выполняется очень важная процедура – инициализация всех механизмов аппарата. Важность этой процедуры в том, что в момент включения программе ничего не известно о том, в каком положении находятся его механические узлы. А если не выяснить их положение, дальнейшая нормальная работа аппарата невозможна. Первым делом, управляющая программа проверяет уровень заряда аккумулятора. Если он недостаточный, выдается звуковой сигнал и надпись на мониторе, после чего все отключается. Если же с аккумулятором все в порядке, дается команда на включение других узлов аппарата. Считывается положение переключателя режимов, проверяется, не подключен ли кабель для связи с компьютером, проверяются другие кнопки аппарата. По результатам этих действий определяется режим, в котором должен работать фотоаппарат. Помимо основных режимов, определяемых переключателем, возможен режим связи с компьютером, а на некоторых аппаратах еще и сервисный режим. Следующим шагом проверяется наличие и исправность сменной карты памяти. Помимо проверки исправности карты, аппараты позволяющие выполнять обновление встроенной программы, проверяют наличие на карте памяти обновлений встроенного программного обеспечения. Далее, если обнаружено, что аппарат включен в режиме съемки, проверяется положение элементов объектива, и если объектив запаркован, выдается команда электромоторам, приводящим его в рабочее положение, передвинуть механические узлы объектива на заданное число шагов вперед. Следом за этим проверяется, что элементы объектива успешно вышли из запаркованного положения. Если же при включении обнаруживается, что объектив не был запаркован, сначала происходит его парковка, т.е. электродвигателям выдается команда движения назад до срабатывания концевых датчиков, и только затем он приводится в рабочее положение. Это нужно для того, чтобы установить линзы объектива в правильное положение, т.к. их положение определяется относительно положения парковки. Если все эти операции выполнены успешно, включается питание светочувствительной матрицы и она переводится в режим высокоскоростной съемки. Затем выясняется положение элементов затвора и диафрагмы. Эти элементы не имеют концевых датчиков, поэтому для выяснения их положения им выдаются команды на изменение положения, а результат оценивается по изменению освещенности матрицы. Затем включается монитор, открывается затвор и диафрагма, изображение с матрицы начинает выводиться на монитор в непрерывном режиме. Аппарат переходит в режим подготовки к съемке.

Пока аппарат находится в режиме подготовки к съемке, центральный процессор выполняет несколько важных дел. Во-первых, постоянно опрашиваются управляющие кнопки, которые могут перевести аппарат в какой-либо другой режим. Во-вторых, изображение с матрицы непрерывно транслируется на монитор (если только он не выключен). Одновременно с этим непрерывно вычисляются значения выдержки и диафрагмы, а также гистограмма изображения (если у аппарата есть такая функция). Если включен режим следящего автофокуса, аппарат постоянно корректирует положение фокусировочной линзы, чтобы изображение на матрице постоянно находилось в фокусе. Вся эта работа выполняется для того, чтобы находится в постоянной готовности к съемке и при нажатии на кнопку спуска произвести съемку как можно быстрее. Кроме этого, постоянно контролируется уровень заряда аккумулятора и время, которое аппарат находится в этом режиме, чтобы отключиться при разряде аккумулятора или если аппарат долго не используется.

Гистограмма изображения – кривая, характеризующая соотношение светлых и темных участков на изображении. По горизонтальной оси координат откладывается уровень освещенности пикселя, а по вертикальной – количество пикселей с этим уровнем освещенности. Получается, что если изображение слишком темное, на гистограмме будет явный «горб» в ее левой части, а если слишком светлое – «горб» окажется справа.
Когда мы нажимаем на кнопку спуска, происходит следующее. Как только срабатывает первая часть кнопки (кнопка спуска имеет два положения – нажатие наполовину фиксирует параметры съемки, нажатие до конца производит съемку) оценивается освещенность объекта съемки, выясняется, необходимо ли использовать вспышку, вычисляются значения выдержки и диафрагмы. Если освещенность недостаточна, необходимо использовать вспышку, и эта функция не запрещена, проверяется степень ее зарядки, и при необходимости вспышка заряжается. После этого настраивается автофокус. Настройка автофокуса производится перемещением задней линзы объектива до тех пор, пока контрастность мелких деталей изображения на выбранных участках не достигнет максимального значения. После этого аппарат опять переходит в режим ожидания, но параметры съемки уже не вычисляются. При «дожатии» кнопки производится съемка с параметрами, вычисленными при половинном нажатии. Для этого, сначала закрывается затвор фотоаппарата. После этого, матрица переключается в режим фотосъемки, устанавливается вычисленное ранее значение диафрагмы, после чего затвор открывается и начинается экспонирование матрицы. Через промежуток времени, равный вычисленному ранее значению выдержки затвор закрывается. С матрицы считывается информация в оперативную память. Полученное изображение преобразуется в цветное, и производится коррекция баланса белого. После этого производится усиление или ослабление контраста на контурах деталей в зависимости от установленного режима. Затем изображение преобразуется в JPEG-формат (если не задан режим съемки в ином формате) и полученный файл переписывается на карту сменной памяти и на заданное время отображается на мониторе. После чего затвор и диафрагма открываются, и аппарат снова переходит в режим подготовки к съемке.

Заметим, что во время обработки изображения и записи его на карту памяти фотоаппарат блокирует выполнение многих команд. Например, управление зумом в это время не работает. Иногда это может сильно озадачить фотографа. На одной достаточно дорогой и качественной модели фотоаппарата управление зумом сделано «псевдомеханическим». Т.е. элементы объектива перемещаются электромотором, управление тоже электронное, а вот вместо кнопок или рычажков управления зумом, имеется вращающееся кольцо на объективе, точно такое, как на объективах с механическим приводом. Очень удобно, особенно для тех, у кого есть привычка к такому механическому приводу. Но только до тех пор, пока аппарат не занялся записью снимка на карту памяти. Попытка управлять зумом в это время (а это часть привычки к механическому приводу) вызывает полную иллюзию поломки аппарата!

Даже при выключении цифрового аппарата выполняется сложная последовательность действий. Если вы нажали на кнопку выключения, аппарат совершенно не обязательно немедленно выключится. Во-первых, он продолжит работу до полного завершения обработки сделанных ранее снимков, и записи их на карту сменной памяти. На компактных фотоаппаратах это не так заметно, но на зеркальных аппаратах с высоким разрешением при съемке в RAW-формате можно успеть, выключив аппарат, надеть на него крышку объектива, убрать в сумку, перейти на другое место съемки, иногда довольно далеко, а аппарат тем временем все еще продолжает записывать данные на карту памяти! Компактные аппараты, помимо сохранения данных, должны переместить все подвижные элементы объектива в заданное положение. Для этого, всем электродвигателям объектива выдаются команды движения назад до момента срабатывания концевых датчиков. После этого, аппарат еще и проявит вежливость, написав на экране что-нибудь прощальное и сопроводив эту надпись каким-нибудь звуком.

Дополнительно:
Разделы:
Мехмат
Как устроен процессор
Как устроен компьютер
Как устроен фотоаппарат
Фото-термины
Как починить фотоаппарат
Цифровое видео и ТВ
Электротехника и электробезопасность
Web
Мобильные устройства
Радиоэлектроника
Телефонная связь
Сети и сетевое оборудование
Программное обеспечение
Разное
Другие сайты:
Тойота-ФАК
Все об эксплуатации автомобилей марки "Тойота"
Фотобанк
Продажа высококачественных фотографий для полиграфии
Железная дорога
Коллекция масштабных моделей железнодорожного подвижного состава
Веб-камера
Веб-камера с возможностью управления установленная на 13-м этаже главного здания МГУ
МГУ в фотографиях
Большой архив фотографий главного здания МГУ
Отправить сообщение владельцу сайта можно здесь.