کارت‌های حافظه در دوربین‌های دیجیتال چه نقشی دارند؟

نمایشگاه هنر ایران: کارت‌های حافظه در دوربین‌های دیجیتال چه نقشی دارند؟

حسگر مانند قلب دوربین شماست، محلی است که نور از لنز به آن تابیده می‌شود و عکس را ثبت می‌کند. حسگر در حقیقت یک مدار مجتمع بسیار حساس در پشت لنز شماست.

مشخصات حسگر از قبیل اندازه، نوع، تعداد پیکسل‌های موثر و غیره، تاثیر بسیار زیادی بر کیفیت عکس دوربین تان دارد.

انواع حسگر:
حسگرها انواع مختلفی دارند که توسط شرکت‌های متفاوت ساخته می‌شوند. دونوع رایج حسگرها یکی CCD و دیگری CMOS است.
به طور کلی، CCD‌ها گران قیمت ترتر و دارای کیفیت پایین تری نسبت به CMOS‌ها هستند.
حسگرهای دیگری وجود دارند که بسیاری از آن‌ها توسط شرکت‌های سازندهٔ دوربین‌های دیجیتال ساخته می‌شوند، مانند Super CCD که توسط شرکت Fujifilm برای یک سری از دوربین‌های خود مانند Finepix S3 Pro طراحی کرده است که کیفیت رنگ بالایی نسبت به سایر دوربین‌های هم ردهٔ خود دارد.

فیلتر رنگی :
حسگری مانند CCD تنها رنگ‌های سیاه وسفید را تشخیص می‌دهد، در حقیقت این وظیفهٔ فیلتر رنگی است که یک سری از پیکسل‌ها را قرمز، سری دیگر را سبز و پیکسل‌های دیگر را آبی کند.
اغلب فیلترها RGB هستند. یعنی از سه نور اصلی قرمز، سبز و آبی استفاده می‌کنند. فیلتر‌های معدودی وجود دارند که علاوه بر این سه نور، نوری مانند زمردی را اضافه کرده، به RGBE معروف اند.

پیکسل‌های موثر :
نمایشگاه هنر ایران: روی حسگر، تعداد زیادی نقاط ریز وجود دارد که به نام پیکسل شناخته شده اند. احتمالا این عدد را به عنوان یکی از مشخصه‌های بارز دوربین‌ها می‌شناسید. تعداد پیکسل‌های بالاتر موجب افزایش تعداد نقاط روی حسگر شده، تعداد بیشتری نقطه برای هر عکس ثبت می‌شود و در نتیجه اندازهٔ عکس بزرگتر خواهد شد. مقیاس عددی این پارامتر، میلیون پیکسل یا “مگاپیکسل” است.
نکته این است که کیفیت عکس‌های دوربین‌های دیجیتال به هنگام چاپ عکس روی کاغذ A4، تفاوت زیادی در تعداد پیکسل‌های بالا نخواهند داشت. البته دقت داشته باشید که درهنگام چاپ، معمولا اضافه‌های دورکادرحذف می‌شود و سایزعکس شما کوچکتر خواهدبود.

کل پیکسل‌ها :
این عدد نمایانگر کل تعداد پیکسل‌هایی است که روی یک حسگر وجود دارد.

چرا تعداد پیکسل‌های موثر معمولا کمتراز تعداد کل پیکسل‌ها است؟
ثبت عکس تنها عملیاتی در دوربین نیست که نیاز به حسگر دوربین دارد. این تعداد پیکسل، صرف انجام عملیات دیگری چون اتوفوکوس و نورسنجی می‌شود. بعضی از دوربین‌ها دارای دو حسگر هستند که یکی مخصوص ثبت عکس و دیگری مخصوص عملیات جانبی دوربین است. حسگر‌هایی نیز وجود دارند که به خاطر طراحی خاص خود (برای افزایش کیفیت رنگ و …) تفاوت میان پیکسل‌های موثر و تمام پیکسل‌های آن‌ها بالاست. مانند Fujifilm Finepix S3 Pro.

نسبت عکس :
نسبت طول به عرض عکس را نسبت عکس می‌نامند. معمول‌ترین آن‌ها 4 به 3 (همان 3 در 4 پرسنلی!!!) و 3 به 2 است. نسبت عکس 4 به 3 همان نسبت طول به عرض اکثرمونیتورها است. دوربین‌هایی وجود دارند که نسبت عکس Widescreen یعنی 16 به 9 دارند.

سازنده :
نام شرکت سازندهٔ دوربین را می‌توانید در این قسمت مشاهده کنید. بعضی از شرکت‌های سازندهٔ دوربین، خود حسگر دوربین خود را تولید می‌کنند (مانند کانن) و بعضی از شرکت‌ها از حسگر‌های شرکت‌های دیگر استفاده می‌کنند.(مانند سیگما که از حسگر شرکت Foveon استفاده می‌کند.)

اندازه :
مهم‌ترین مشخصهٔ هر دوربین، اندازهٔ حسگر آن است. اندازهٔ بزرگتر حسگر موجب استفادهٔ بهتر از سایر مشخصات لنز مانند فاصلهٔ کانونی و میزان دیافراگم می‌شود.

چرا دوربین‌هایی با حسگر‌های فول فریم حرفه‌ای‌تر و گران‌تر از سایر دوربین‌ها هستند؟

دوربین‌های فول فریم، دارای حسگری برابر با دوربین‌های آنالوگ 35 میلی متری (استاندارد) هستند. به همین خاطر، بریده شدن (Crop) اطراف عکس هنگام ثبت برروی حسگر‌های معمول، در این دوربین‌ها اتفاق نمی‌افتد.
این دوربین‌ها از کل نوری که لنزبه داخل دوربین می‌فرستد استفاده کرده و دقیقا همان عکس را ثبت می‌کنند،
دلیل گران‌تر بودن این حسگر‌ها، اندازهٔ آن‌هاست. سنسورهای فول فریم بزرگ‌تر از سنسورهای عادی هستند. با بزرگ ترشدن سنسورها، قیمت آن‌ها بصورت تصاعدی بالا می‌رود.
این پدیده مانعی در برابر تولید دوربین‌هایی با سنسور فول فریم و قیمت ارزان است. شرکت‌های بسیاری در این زمینه تلاش کرده اند.
اولین شرکت Contax بود که با سنسور Philips، دوربین‌های فول فریم دیجیتال را به بازارعرضه کرد، بعد از Contax ، شرکت‌هایی مانند Pentax و Kodak نیز تلاش‌های زیادی در این زمینه انجام داده اند که اکثرا با شکست مواجه شده است. موفق‌ترین شرکت دراین زمینه، Canon بوده که با عرضهٔ 5D، ارزان‌ترین دوربین دیجیتال فول فریم را به بازار عرضه کرده است.
سنسورهای فول فریم، عکسی با نسبت 3 به 2 ایجاد می‌کنند.

پیکسل‌های حسگر
نمایشگاه هنر ایران: همانند مجموعه‌ای از سطل‌ها برای جمع آوری آب باران، می‌توان حسگر را مجموعه‌ای از ” پیکسل “‌ها جهت جمع آوری فوتون‌های نور در نظر گرفت. تعداد فوتون‌های جمع آوری شده در هر پیکسل به شارژ الکتریکی تبدیل می‌گردد .
سپس این شارژ الکتریکی به ولتاژ تبدیل شده، تقویت گردیده و توسط مدارات تبدیل آنالوگ به دیجیتال به مقادیر دیجیتالی تبدیل می‌گردند .
اندازه حسگر در دوربین‌های کامپکت دیجیتالی به مراتب کوچکتر از دوربین‌های دیجیتال SLR می‌باشد.
به همین ترتیب اندازه پیکسل‌ها در این دوربین‌ها نیز کوچکتر می‌باشد. در نتیجه کیفیت دوربین‌های کامپکت، بخصوص در رابطه با نویز و محدوده دینامیکی از دوربین‌های SLR پایین‌تر است.

حس گر CMOS
این نوع حس گر که در دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌شود، در واقع از تکنولوژی نیمه هادی‌ها (که در ترانزیستوراستفاده می‌شود)، استفاده می‌کند.
آلیاژ استفاده شده در دانه‌های تشکیل دهنده آن، جریان الکتریکی را به طور نسبی از خود عبور می‌دهند.بدین ترتیب نقاط تیره و روشن تصویر، با تعریف‌های متفاوت الکتریکی (ازنظردستگاه) از هم تفکیک می‌شوند.
CMOS تقریبا جریانی برای کارکردن مصرف نمی‌کند ولی به دلیل ایجاد حرارت روی آن در هنگام تغییر جهت جریانات خروجی، سرعت کارکرد آن به طور بسیار مختصری محدود می‌شود.به دلیل همان مختصر حرارت ایجاد شده، noise تصویر ایجاد شده با CMOS کمی بیشتراست.
البته CMOS بطور کلی یک قطعه الکترونیکی با هزینه تولید پائین‌تر از بقیه حس گرها است.پیکسل سوخته در CMOS خیلی کمتر دیده شده است.
CCD ;نمایشگر
CCD در اصل پرده شبکیه دوربین شماست .

CCD یک مدار مجتمع خیلی حساس است که از دانه هائی تشکیل شده که با دریافت نور و تبدیل آن به جریان الکتریکی، هرکدام از این دانه‌های حس گر، جریان را ذخیره کرده و سپس تخلیه می‌کند.
درحال حاضر به طور وسیعی در دوربین‌های دیجیتال عکاسی و فیلمبرداری از CCD استفاده می‌شود.
دستگاه‌های دیگری نیز مانند تلسکوپ‌های نجومی و حتی سیستم‌های خوانش بارکد از CCD استفاده می‌کنند.
تعداد حس گرهای تشکیل دهنده هر CCD، رزولوشن تصویر ثبت شده توسط دوربین را تعیین می‌کند که این مقدار معمولا بر مبنای مگا پیکسل تعریف می‌شود.
در واقع عدد چند میلیونی که برای تصویر شما تعریف می‌شود، حاصل ضرب تعداد نقاط طول در عرض CCD است.
یک CCD خوب می‌تواند تصویر شما را در حداقل میزان نور محیط ثبت کند و کیفیت و رزولوشن را به خوبی حفظ کند.البته CCD دربین حس گرها، نسبت به ضربه حساسیت بیشتری دارد.

iFCL حسگرهای متفاوت کانن
نمایشگاه هنر ایران: کانن از سیستم نورسنجی جدیدی روی دو دوربین Canon 7D و Canon 600D استفاده کرده است که iFCL نام دارد.
نخستین بار در کانن 7D از این حسگر نورسنجی دو لایه 63 منطقه‌ای (63-zones) ‌استفاده شد. در واقع عبارت FCL سرنام کلمه‌های Focus، Colour و Luminance است و اشاره به این نکته دارد که این سیستم نورسنجی جدید نه تنها اطلاعات رنگ و روشنایی، بلکه اطلاعات دریافت شده از سیستم فوکوس خودکار دوربین را نیز برای دستیابی به نورسنجی بهتر، آنالیز می‌کند.
این حسگر نورسنجی جدید دارای 63 منطقه سنجش مستقل است و به صورت دو لایه طراحی شده که هر یک از آن لایه‌ها به طول موج‌های مختلف نور حساسیت دارد. حسگرهای الکترونیک به طور معمول حساسیت بیشتری نسبت به نور قرمز دارند.
به همین دلیل وقتی از سوژه‌هایی که دارای مقادیر زیادی رنگ قرمز هستند (مثلا صورت یک شخص) عکاسی می‌کنید، در صورتیکه که تنها فاکتور روشنایی مورد آنالیز قرار بگیرد، حسگر نورسنج دوربین سیگنال‌های قوی‌تری را دریافت می‌کند. این مسئله باعث اشتباه در نورسنجی شده و حجم نور ورودی را بیشتر از آن چیزی که واقعا هست نشان می‌دهد.
در سیستم نورسنجی دولایه، یک لایه به نورهای قرمز/سبز و یک لایه به نورهای سبز/آبی حساسیت دارد.
اطلاعات رسیده از هر دو لایه به صورت مستقل از هم آنالیز شده و الگوریتم نورسنجی حسگر محدوده نورهای رسیده به این دو لایه را به طور جداگانه بررسی و تحلیل می‌کند تا نور واقعی را حدس بزند.

با این کار نورسنجی در کادرهای مختلف با نورها و رنگ‌های گوناگون به خوبی انجام شده و اشتباهات نورسنجی را به حداقل می‌رساند.

الگوریتم نورسنجی
در کانن 7D یک الگوریتم جدید نیز برای این نورسنجی خاص تعریف شده است. در این دوربین تمامی نقاط فوکوس، فارغ از نقطه فوکوسی که شما آن را انتخاب کرده‌اید بررسی می‌شوند.
در حین نورسنجی، دوربین بررسی می‌کند که علاوه بر نقطه فوکوس انتخاب شده، کدامیک از نقاط فوکوس فاصله‌ای همسان یا نزدیک نقطه فوکوس انتخاب شده دارند. با این کار دوربین می‌تواند بفهمد که کدام بخش از تصویر دقیقا سوژه شماست و کدام بخش‌ها پیش زمینه یا پس زمینه هستند.
بنابراین نورسنجی نه تنها بر اساس نقطه فوکوس انتخابی شما، بلکه بر اساس تمامی نقاط قرار گرفته روی سوژه انجام شده و در ترکیب با نورسنجی مناطق دیگر تصویر بهترین نتیجه را در اختیارتان قرار می‌دهد.
این سیستم حتی در عکاسی پی‌درپی و در کادربندی‌هایی با نورهای پیچیده نیز بالاترین کارآیی را از خود نشان می‌دهد. به عنوان مثال در عکاسی از سوژه‌هایی که بازتاب یا رفلکس نور شدیدی دارند، نتیجه بسیار خوبی را از آن دریافت می‌کنید.