آشنایی با سیستم های تصویربرداری و اصطلاحات

آشنایی با سیستم های تصویربرداری و اصطلاحات

امروزه عکاسی وتصویربرداری ازاهمیت بالایی نسبت به گذشته درسطح جهان مطرح شده است برای کاربرانی که علاقمند به تصویربرداری هستند بهتر است این مطلب را بخوانید ازسایت ما بهترین ها وبه روزترین هارا بخواهید عصر اطلاعات همواره باشما همراه است .

تفاوت دوربین های دیجیتال و آنالوگ

هر فریم آنالوگ شامل یک سری خطوط افقی است که توسط لامپ دوربین(در دوربین های لامپی که تا اوایل دهه ۹۰ مورد استفاده قرار می‌گرفتند) اسکن می‌شود. این لامپ مانند ماشین تحریر عمل می‌کند به این گونه که با تشخیص و اسکن شدت نور از چپ به راست حرکت کرده و هنگامی‌که به انتهای سطح می‌رسند به خط پایینی می‌روند و مجددا از چپ به راست عملیات اسکن را آغاز می‌کند. بار اول خطوط فرد اسکن می‌شوند و هنگامی‌که کار اسکن خطوط به آخر می‌رسد، شعاع باریک الکترون به بالای صفحه و ابتدای خط زوج رفته و این عمل را بر روی خطوط زوج تکرار می‌کند.

سیستم های آنالوگ به دو دسته NTSC و PAL تقسیم می‌شوند. سیستم NTSC در مجموع دارای ۵۲۵ خط اسکن در هر فریم است که از این تعداد ۴۸۰ تای آنها خطوط فعال (Active) هستند، به این معنی که «بر روی صفحه تصویر دیده می‌شوند ». در مقابل سیستم PAL دارای ۶۲۵ خط اسکنی است که ۵۷۶ عدد از آنها فعال است. به همین دلیل وضوح عمودی که این سیستم در مقابل سیستم NTSC می‌دهد بیشتر می‌باشد. این سیستم های اسکن و نمایش تنها مربوط به فورمت آنالوگ بوده و ارتباطی با فرمت دیجیتال ندارند.

از سوی دیگر سیستم دیجیتال از دو نوع سنسور CCD و CMOS استفاده می‌کند که در ادامه به توضیح آن می‌پردازیم.

اطلاعات صوتی و تصویری در فرمت آنالوگ به صورت تغییرات ممتد مغناطیسی بر روی نوار، ضبط می‌شوند. اما در ضبط دیجیتال این سیگنال ها با تبدیل به یک سری صفر و یک، بر روی حافظه های Binary (دودویی) ذخیره می‌شوند.

روش ذخیره سازی دیجیتال نسبت به آنالوگ از مزیت های فراوانی برخوردار است:
۱– سیستم دیجیتال امکانات بیشتری برای ذخیره، تدوین، ویرایش و انتقال اطلاعات نسبت به آنالوگ دارد.
۲– در این سیستم می‌توان به کیفیتی مساوی با آنالوگ اما با هزینه کمتر دست یافت.
۳– کپی نوار های مغناطیسی همواره توأم با ایجاد نویز و کاهش کیفیت است و این امر پس از چند کپی تبدیل به یک مشکل جدی می‌شود. اما فرمت های دیجیتال قابلیت این را دارند که چندین بار از روی آنها کپی برداری شود بدون اینکه از کیفیت آنها کاسته شود.
«البته تبدیل فرمت و فشرده سازی فایل های دیجیتالی می‌تواند سبب کاهش کیفیت آنها شود. »
عامل دیگری که می‌تواند کاهش دهنده کیفیت تصاویر باشد تبدیل فرمت دیجیتال به آنالوگ و بر عکس است. این تغییر فرمت در خود دوربین و هنگام ضبط تصاویر نیز رخ می‌دهد.

سنسورهای CCD و CMOS:

همانطور که در گفته شد سیستم های تصویربرداریِ دیجیتال از دو نوع سنسورِ CCD و CMOS استفاده می کنند. روش کارِ این سنسورها به صورت آنالوگ بوده و اطلاعات دریافتی از طریق پردازنده هایی به سیستم دیجیتال تبدیل می شوند. CCD مخفف Charge_Coupled device (به معنای دستگاه بارجفت شده) و CMOS مخفف Complementary metal Oxide Semiconductor (به معنای نیمرسانای اکسید فلزی مکمل) است.
سطح این سنسور های آنالوگ به مربع یا مستطیل های بسیار ریزی تقسیم می شوند. به هر یک از این تقسیمات Pixel گفته می شود. هر پیکسل را می توان یک نورسنج ضعیف به حساب آورد که شدت نور یک نقطه از تصویر را اندازه گیری می کند؛ بدین صورت وقتی نور به پیکسل برخورد می کند، این پیکسل واکنش نشان داده و شارژ الکتریکی را ذخیره می کند، هر چه شدت این نور بیش تر باشد مقدار شارژ نیز بیش تر می شود. دو روش برای خوانش اطلاعات از روی سنسور وجود دارد:
۱- روش Interline Transfer که در این روش مانند دوربین های آنالوگ خطوط به صورت «یک خط درمیان » خوانده می شوند. ابتدا سری ردیف های فرد پیکسل ها خوانده شده و در حافظه ای دیگر به عنوان «میدانِ فردِ تصویر » ذخیره می شوند. سپس ردیف های زوج در حافظه ای به عنوان «میدان زوج تصویر » ذخیره می شوند. ترکیب این دو میدان یک فریم تصویر را می سازد. در این روش به علت قرار گرفن حافظ های عمودی و افقی که مخصوص ذخیره میدان های اطلاعاتی هستند بر روی سنسورِ CCD نقاط کوری به وجود می آید.
۲- در روش دوم برای اینکه نقاط کور به وجود نیایند، بجای انتقال میدان از انتقال فریم استفاده می کنیم. بدین صورت که اطلاعات بر روی CCD به منطقه ذخیره ی مجازی آن منتقل شده و از آنجا به روش Interline transfer که در پیش گفته شد خوانده می شوند.

هر چه CCD کوچک تر شود ابعاد پیکسل ها نیز برای حفظ کیفیت تصویر کاهش می یابد. این امر سبب کاهش مساحت پیکسل و در نتیجه کاهش مقدار نوری می شود که به پیکسل می رسد. به همین دلیل برای تقویت سنسور و افزایش حساسیت آن به نور، از عدسی هایی کوچک به نام micro ens استفاده می کنند. با قرار دادن این عدسی ها بر روی هر پیکسل، شدت نور آن پیکسل افزایش می یابد.
استفاده دیگر ماکرولنز از بین بردن نقاط کوری است که به علت قرار گرفن حافظه عمودی و افقی بر روی CCD و CMOS ایجاد می شود.

پیکسل

یک تصویر دیجیتال از المان هایی مربعی که به صورت شبکه وار در کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شده است. به واحدهای تشکیل دهنده ی این شبکه، پیکسل (pixel) می گویند. هر کدام از این واحدها دریک تصویر روشنایی و رنگ یک نقطه مشخص را نشان می دهد. هر چه تعداد پیکسل های یک تصویر و یا به عبارت دیگر تعداد سطرها و ستون های شبکه تشکیل دهنده تصویر بیشر باشد، وضوح تصویر بیشر است.

هان طور که درپیش گفته شد این المان ها در سنسورهای نوری CCD و CMOS نیز وجود دارند. پس هرچه تعداد پیکسل های یک سنسور بیشر باشد وضوح تصویر آن نیز بیشتر است. تعداد سطر و ستون های یک تصویر یا سنسور که آن را به صورت «سطر ×ستون » نمایش می دهند، رزولوشن (resolution) نامیده می شود. تعداد کل پیکسل های یک تصویر برابر است با ضرب تعداد ستون ها در تعداد سطرهای آن تصویر.

به طور مثال اگر در اطلاعات یک عکس نوشته شده باشد که رزولوشن آن ۵۰۰×۴۰۰ می باشد، معنی آن این هست که تعداد سطرهای شبکه پیکسلی برابر با ۴۰۰ و تعداد ستون های آن برابر با ۵۰۰ است و تعداد پیکسل آن برابر است با: ۴۰۰ * ۵۰۰ = 200000،

واضح بودن تصویر به این معنی است که تصویر دارای تاری نبوده و ابعاد اشکال موجود در تصویر قابل شناسایی است. اما واضح بودن، همیشه به معنی کیفیت داشتن تصویر نیست. کیفیت تصویر از نظر رنگ و روشنایی بستگی به نوع پیکسل تشکیل دهنده آن دارد و ربطی به تعداد پیکسل های تصویر ندارد. در ادامه به بررسی انواع پیکسل ها از نظر کیفیت می پردازیم. اگر در ابعاد مساوی به دو تصویر یکسان با تعداد پیکسل های مختلف نگاه کنیم تصویری که تعداد پیکسلهای آن بیشتر است واضح تر و هموارتر دیده می شود. از سوی دیگر، اگر تعداد پیکسل های یک تصویر از مقداری خاص بیشتر شود، در افزایش کیفیت نمایش آن تاثیری ندارد. این مقدار خاص بستگی به رزولوشن نمایشگر ما دارد. به طور مثال در یک نمایشگر با رزولوشن ۷۲۰×۱۲۸۰، ذو تصویر که رزولوشن آها ۷۲۰×۱۲۸۰ و ۱۰۸۰×۱۹۲۰ است، وضوح یکسانی را نشان می دهند. زیرا نمایشگر دیگر قادر به نمایش تصویری بیشتر از این رزولوشن نمی باشد.

با اینکه رزولوشن تصویر سمت چپ بیشر از تصویر سمت راست است ولی به دلیل بالاتر بودن کیفیت پیکسل‌های استفاده شده در تصویر سمت راست، این تصویر رنگ بهتری دارد.