Scientia

În ultimii ani aparatele fotografice digitale au ajuns atât de ieftine, încât mai oricine îşi permite unul. Dar cum funcţionează acestea? Cum este transformată lumina în imagine în interiorul unui aparat foto digital? Care sunt secretele imaginilor digitale? Ce înseamnă rezoluţia unei imagini? Care este diferenţa dintre o imagine .jpg şi una .tiff?

Acesta nu este un ghid de folosire a aparatelor foto digitale. Probabil că, la multitudinea de aparate existente, toate cu particularităţile lor, nici nu se poate scrie aşa. Articolul se vrea, în schimb, o scurtă incursiune în lumea fotografiei digitale, explicând pe scurt acele noţiuni care, credem noi, vor fi utile fotografilor amatori pentru o mai bună realizare a fotografiilor şi o mai bună înţelegere a conceptelor întâlnite atunci când vor dori să prelucreze fotografiile cu ajutorul unor programe specifice, cum este Photoshop.

1. CUM FUNCŢIONEAZĂ APARATUL FOTO DIGITAL ?

Deşi digital, acesta are multe în comun cu aparatul de fotografiat analogic, cu peliculă. Foloseşte obiective, sisteme de obturare, vizoare şi sisteme de focalizare. Se diferenţiază prin modul în care captează, memorează şi prelucrează imaginile fotografice.

Aparatele foto digitale folosesc senzori de imagine pentru memorarea iniţială a imaginii. Senzorul de imagine realizează transformarea imaginii într-un semnal electric ce este, la rându-i, transformat într-un semnal digital, prin intermediul căruia informaţia este înmagazinată pe un mediu de stocare (card de memorie).

Există două tipuri de senzori de imagine:
::: CCD - charge-couple device (pentru care s-a obţinut premiul Nobel pentru fizică în anul 2009) şi
::: CMOS - complimentary metal oxide semiconductor.

Care este diferenţa dintre cele două tipuri de senzori?

::: senzorii CCD creează imagini de mai bună calitate, cu mai puţin zgomot, dar viteza de citire a datelor este mai scăzută decât la senzorii CMOS;
::: sensibilitatea la lumină a senzorilor CMOS este mai scăzută, dar aceştia consumă mai puţină energie, deci bateriile au o viaţă mai lungă în aparat;
::: senzorii CMOS folosesc tehnologia tradiţională de fabricare a cipurilor, fiind mult mai ieftini decât senzorii CCD, care sunt fabricaţi cu ajutorul unei tehnologii speciale, care presupune costuri mai mari.

Curând a fost dezvoltată o nouă tehnologie denumită sCMOS, care încearcă să folosească avantajele pe care le oferă fiecare dintre cele două tehnologii menţionate mai sus, CCD şi CMOS.

Senzorul de imagine lucrează împreună cu un procesor de imagine. Acesta din urmă preia semnalul analogic de la senzorul de imagine, îl transformă în semnal digital (în biţi - şiruri de 0 şi 1); semnalul digital, purtător al informaţiei despre imaginea captată cu aparatul foto, este apoi stocat pe un card de memorie.

2. STRUCTURA UNUI APARAT FOTO

Fie că este vorba de un aparat foto digital ori de unul clasic, în esenţă acestea au următoarele elemente constitutive:
::: obiectivul;
::: sistemul de obturare;
::: sistemul de vizare.

Obiectivul aparatului foto

Obiectivul aparatului foto reprezintă un grup de lentile convergente şi divergente, grupate în diferite moduri, în aşa fel încât imaginea rezultată să fie una de calitate cât mai bună. Principalii parametrii ai unui obiect sunt: distanţa focală (f) şi deschiderea relativă.

Distanţa focală reprezintă distanţa dintre focar (punct în care se întâlnesc razele convergente reflectate sau refractate de un sistem optic) şi planul lentilei. Distanţa focală se măsoară în milimetri. Cu cât este mai mică, cu atât aria vizuală de cuprindere a obiectivului este mai mare.

Deschiderea relativă este raportul dintre distanţa focală şi diametrul deschiderii maxime a obiectivului, f: = f/D ≥ 1. Cu cât deschiderea relativă este mai apropiată de 1, cu atât luminozitatea obiectivului este mai bună.

La obiectivele clasice există doi parametri ajustabili: inelul distanţelor - pentru controlul calităţii imaginii şi inelul diafragmei - pentru controlul diametrului fantei de lumină ce trece prin obiectiv. La obiectivele care permit zoom-ul, există şi un inel de modificare a distanţei focale. La aparatele foto digitale toţi aceşti parametri sunt reglaţi automat de către softul aparatului, aşa că utilizatorul nu trebuie să-şi mai bată capul cu reglaje. Fotografii profesionişti însă cunosc aceste detalii şi le folosesc în avantajul lor, reuşind să realizeze imagini de mare impact vizual.

Diafragma

Controlul deschiderii diafragmei înseamnă controlul cantităţii de lumină ce va "impresiona" filmul ori senzorul de imagine. Folosind aparatul de fotografiat, probabil că aţi observat următoarele inscripţii: f:2, f:2,8, f:4, f:5,6, f:8, f:11; f:16 ori f:22. Ce înseamnă aceste valori? Deschiderile relative ale diafragmei. f:2 corespunde deschiderii maxime a diafragmei, iar f:22 indică faptul că diafragma este închisă. Trecerea la o indicaţie la alta, de exemplu de la f:2 la f:2,8, arată înjumătăţirea suprafeţei deschiderii diafragmei.

Profunzimea de câmp a obiectivelor

Profunzimea de câmp a obiectivului reprezintă zona din faţa şi din spatele obiectului care este ţinta fotografiei în care elementele de fundal au o claritate acceptabilă.

Profunzimea de câmp a. creşte odată cu închiderea diafragmei şi b. scade odată cu apropierea obiectului fotografiei faţă de aparat şi cu creşterea distanţei focale a obiectivului.

Sistemul de obturare

Sistemul de obturare al aparatului de fotografiat asigură controlul luminii către senzorul de imagine (ori către peliculă, în cazul aparatului clasic). Gama timpilor de expunere (timpii în care diafragma este deschisă şi este permisă intrarea luminii în aparat) este foarte largă, progresul tehnologiei aducând cu sine timpi foarte mici (a zecea mia parte dintr-o secundă) ori timpi foarte mari (câteva minute).

Sistemul de vizare

Sistemul de vizare al aparatului de fotografiat permite controlul încadrării subiectului fotografiei. De asemenea, acesta ajută la controlul clarităţii imaginii. Aparatele de fotografiat digitale permit încadrarea subiectului atât prin intermediul unui display (un ecran LCD), cât şi în maniera clasică, printr-un vizor.

3. EXPUNEREA LA LUMINĂ

Pentru a asigura o expunere corectă (o cantitate potrivită de lumină), se poate folosi următoarea formulă:
cantitatea de lumină = intensitatea luminii (reglate prin diafragmă) x timpul de expunere (reglat prin obturator)

Valorile alese pentru deschiderea diafragmei şi pentru timpul de expunere sunt condiţionate de sensibilitatea filmului (care există şi la aparatele digitale, chiar dacă acestea nu mai folosesc film, în sens clasic, ci un senzor de lumină). Sensibilitatea la lumină a senzorului (ori a filmului) este măsurată în genere în grade ISO.

Sensibilitatea reprezintă capacitatea filmului de a fi impresionat de o cantitate de lumină. Cu cât un film este mai sensibil, cu atât el are nevoie de mai puţină lumină pentru a fi corect expus.

Probabil că aţi observat diverse valori ISO pe aparatul dumneavoastră, de la 25 la 800. Ce înseamnă acestea? Valorile ISO 25 şi ISO 50 indică un contrast ridicat, redau detalii foarte fine şi au nevoie de mai multă lumină pentru o expunere corectă. Valorile ISO 100 şi ISO 200 reprezintă valori medii şi sunt caracterizate de un contrast acceptabil. Valorile ISO 400 şi ISO 800 indică o sensibilitate ridicată, un contrast mai scăzut şi faptul că au nevoie de foarte puţină lumină pentru a realiza o fotografie bună.

4. CE ESTE REZOLUŢIA UNUI APARAT FOTO DIGITAL?

Imaginea digitală este formată din elemente pătrate denumite pixeli ("pixelii" imaginii clasice, realizate pe film, sunt granulele de argint). Pixelii au aceeaşi dimensiune, dar pot avea diferite valori sub aspectul culorii. Originea acestui cuvânt, pixel, vine din juxtapunerea începuturilor a două cuvinte, pictures şi element.

Numărul de pixeli ai aparatului foto este dat de senzorul de imagine al aparatului. De exemplu, un aparat Canon PowerShot A530 poate realiza fotografii de maxim 2592x1944 pixeli, ceea ce este echivalentul a 5 mega pixeli.

Acest concept- rezoluţia unei imagini digitale - are mai multe conotaţii. Unele detalii le puteţi găsi în secţiunea Q&A a site-ului nostru, la întrebarea referitoare la rezoluţia unei imagini digitale.

Noi adoptăm următoarea definiţie pentru rezoluţia unei imagini digitale: rezoluţia este numărul de pixeli pe inch. Pentru cei care manipulează fotografii digitale, dar sunt interesaţi şi de printarea imaginilor, sunt de menţionat câteva amănunte referitoare la rezoluţia unei imagini. Rezoluţia unui monitor de calculator este de 72 de pixeli pe inch. De aceea rezoluţia standard pentru imaginile create pentru vizualizarea pe computer au rezoluţia aceasta standard, 72 de pixeli pe inch. Dacă vreţi să printaţi o imagine pe care o creaţi pe computer, atunci este indicat să aveţi o rezoluţie de 300 de pixeli pe inch pentru ca imaginea să arate bine în urma procesului de imprimare. Formatul standard pentru imaginile destinate tipăririi este TIFF. Pentru Internet se folosesc cu precădere JPEG şi GIF.

Trebuie făcută diferenţa între dimensiunea pentru tipar a unei imagini digitale şi dimensiunea de pe monitor. La o rezoluţie de 300 de pixeli pe inch imaginea de pe computer va fi mult mai mare decât cea care va rezulta în urma imprimării. Pentru ca o imagine de o anumită dimensiune să aibă un aspect continuu în urma printării este recomandat ca setarea imprimatei să se facă pentru o rezoluţie de 300 dpi (dots per inch). În aceste condiţii, făcând calculele, veţi vedea că folosind aparatul Canon A530 menţionat mai sus, care poate realiza poze cu 5 milioane de pixeli, dimensiunea adecvată a imaginii printate nu ar trebui să depăşească formatul A3 (29,7x42 cm).

Acest articol reprezintă doar o foarte scurtă introducere în universul fotografiei digitale. Pentru cei interesaţi de domeniu, credem că merită menţionat că arta fotografiei implică nu numai cunoştinţe tehnice despre aparatul de fotografiat şi tehnicile de fotografiere, dar şi propria imaginaţie şi propria viziune artistică.

Pentru mai multe detalii privind aparatele de fotografiat şi arta de a folosi aparatul  pentru a realiza fotografii de valoare, vă recomandăm cartea Introducere în fotografie de Matei Bejenaru, pe care şi noi am folosit-o pentru o bună parte a acestui articol.