Главная » Статьи » Для начинающих

Отличия цифры от пленки
Употребляя термин «цифровой», мы как-то не задумываемся, а что же он означает и чем цифровая техника отличается от традиционной. Ведь была же другая техника - магнитофоны, пленочные фотоаппараты, радиоприемники. Почему же все стало меняться на «цифровое»? И в чем разница?

Мир, окружающий нас, является аналоговым. Это означает, что звуки и изображения доносятся до наших органов чувств в виде волн - звуковых или электромагнитных. Волны воспринимаются органами чувств (слух и зрение) и в виде импульсов передаются в мозг. Информация, передаваемая аналоговым способом, легко искажается при передаче и требует огромных емкостей при использовании в технике. Для упрощения процессов, связанных с передачей и обработкой информации, был изобретен способ «оцифровки» информации. Оцифровка - это процесс преобразования аналоговой информации в цифровую. Техника, которая работает с такой формой информации, стала называться цифровой. Цифровая информация легко контролируется, она дает стабильное и регулируемое качество для звука и изображений. Она требует меньших емкостей для хранения, т.е. для мира техники цифровая информация подходит гораздо лучше, чем аналоговая.

Процесс оцифровки аналоговой информации проходит два основных этапа. На первом этапе аналоговая информация разбивается на небольшие равные части. Вторым этапом каждая часть анализируется и зашифровывается некоторыми алгоритмами в последовательности единиц и нолей. Если применить термины «аналоговый» и «цифровой» к фотографии, то можно сказать, что пленочный фотоаппарат - аналоговый, потому что пленка фиксирует излучение на светочувствительном слое посредством объектива фотоаппарата. А что происходит в цифровой камере? В камере таким светочувствительным слоем является матрица - микросхема с миллионами светочувствительных ячеек.

Свет, который падает на матрицу, распределяется по этим ячейкам. Каждая ячейка фиксирует интенсивность упавшего на нее света, накапливая заряд, пропорциональный интенсивности света. Это и есть первый этап оцифровки. Аналоговое изображение разбивается на одинаковые маленькие фрагментики. Затем каждая ячейка передает эту информацию на встроенный компьютер камеры. Обработав ее, компьютер камеры формирует полное изображение. Заметьте, что конечное изображение все равно будет состоять из множества точечек, которые называют пикселями. Каждый пиксель – это информация, переданная с матрицы от одной ячейки. Легко догадаться, что чем больше ячеек в матрице и чем меньше их размер, тем меньше цифровое изображение будет отличаться от аналогового. И тем незаметнее будут эти отличия. Каждый квадратик-пиксель несет информацию только об одном цвете.

А как шифруется полученное изображение? Общий принцип шифрования одинаков, но существуют варианты его использования. Начнем с самого простого. Если мы возьмем изображение и будем шифровать его только двумя состояниями пикселей - включенное и выключенное (или два цвета - черный и белый), то получим двухцветное изображение. Про такое изображение говорят, что оно имеет цветовую глубину (Color Depth) в 1 бит. Понятие «цветовая глубина» описывает, сколько бит выделяется для хранения одного пикселя изображения в процессе кодирования. Ячейки матрицы либо уловили свет, либо нет. На самом деле все немного сложнее.

Вспомним цветовую модель Grayscale (Градации серого). В этой модели, как и в рассмотренном выше примере, пиксели могут быть представлены только градациями серого. Но в ней цветовая глубина увеличена до 8 бит на пиксель, т.е. информация об одном пикселе хранится в 8 битах, а не в одном. Это позволяет иметь 256 уникальных комбинаций бит, и соответственно, 256 различных оттенков серого. Каждая ячейка матрицы при восприятии света как бы накапливает некий заряд, и размер этого заряда пропорционально переводится в один из оттенков серого.

Теперь вспомним цветовую модель RGB. Здесь на каждый пиксель выделяется 24 бита. Но пиксель содержит информацию о трех каналах - красном, зеленом и синем. На каждый из каналов выделяются те же 8 бит, что и в Grayscale, a 24 бита получаются при сложении информации обо всех трех каналах, таким образом и получается, что эта модель может отобразить 16 млн. оттенков. Цифровые камеры как раз и используют эту цветовую модель. Раньше мы немного погрешили против истины, сказав, что один светочувствительный элемент формирует один пиксель. Дело в том, что светочувствительные элементы матрицы не различают цветов. Они могут зарегистрировать только интенсивность света, но не могут отличать цвета друг от друга.
Категория: Для начинающих | Добавил: MiG29_vmvp (11.11.2010)
Просмотров: 2251 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]