Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > > > > > > > > > > > Digitální fotografie

Ikona informativni

Digitální fotografie

Autor: Jaroslav Kusala
Anotace: Fotografická technika a s ní i fotografování se velm irychle vyvíjí, proto je třeba na tento vývoj reagovat i v rámci školní výuky a neučit žáky to, co jim nebude k užitku. Místo kalsického fotoaparátu a zhotovování fotografií přes vývojku a ustalovač s nimi mluvme o digitální fotografii!
Klíčová slova: fotografie, fyzika, člověk a příroda

Bylo by pošetilé tvrdit žákům v současné době, že ve fotografickém přístroji dopadá světlo na fotografický film, který je třeba zpracovat ve vývojce a ustalovači. Stejně tak nemá význam hovořit o postupu při zhotovení pozitivního snímku pod zvětšovákem v temné komoře. Většina žáků by neměla ani tušení, o čem je vlastně řeč. Jejich fotoaparát (nebo mobil s fotoaparátem) žádný film nepoužívá, do útrob přístroje zasunují jen "megabajtovou" kartu a do fotolaboratoře nepřicházejí s filmem v krabičce, ale s "fleškou" nebo "cédéčkem". Za posledních deset let se fotografický proces změnil zcela revolučně a je třeba přizpůsobit tomu i výuku.

Klasický i digitální fotoaparát mají v podstatě stejnou konstrukci: světlo odražené od fotografovaného předmětu prochází objektivem, jeho množství se reguluje změnou otvoru clony a dobou otevření závěrky. V klasických přístrojích se používá závěrka mechanická, digitální přístroje mohou mít závěrku mechanickou či elektronickou. Zásadní rozdíl mezi oběma typy spočívá ve způsobu, jak v nich vzniká obraz.

Klasický fotoaparát

Obraz se zaznamenává na fotografický film, obvykle barevný. Dopadem světla na citlivou vrstvu filmu v ní vzniká latentní (skrytý) obraz. Exponovaný film je třeba laboratorně zpracovat ve vývojce a v ustalovači. Na filmu vznikne negativní obraz, na němž si barvy objektů "vymění místo" za barvy doplňkové. Zvětšovacím přístrojem se negativní obraz promítá na fotografický papír, na němž po vyvolání a ustálení vznikne pozitivní obraz. Pro korektnost je však třeba říci, že tento klasický (analogový) postup se dnes v profesionálních laboratořích používá jen zčásti: vyvolaný a ustálený negativní film se naskenuje a dále se zpracovává digitálně - pozitivní snímky vznikají pomocí počítače na barevné tiskárně.

Digitální fotoaparát

Jak už jsme řekli, konstrukčně se oba typy přístrojů příliš neliší. Způsobem vzniku a zaznamenání obrazu se však liší naprosto diametrálně. Digitální obraz vzniká na plošce polovodičového obrazového snímače - čipu. Tento čip CCD (zkratka slov Charge-Coupled Device) je tvořen několika milióny světlocitlivých obrazových bodů neboli pixelů. Pro posouzení kvality výsledného obrazu je hlavním kritériem počet pixelů na čipu. A protože milión se vyjadřuje předponou "mega", pyšní se výrobci počtem megapixelů, které je jejich digitální přístroj schopen zaznamenat. Fotoaparáty v mobilu mají rozlišení kolem 2 megapixelů, kvalitní přístroje pro běžné amatérské použití jsou schopny zobrazit 8 i více megapixelů.

Další fáze zpracování digitálního obrazu už je ryze elektronická: informace o jasu a barvě miliónů jeho obrazových bodů se ukládají na paměťovou kartu. Snímky se mohou prohlížet přímo na displeji fotoaparátu, přenést z paměťové karty na pevný disk počítače, prohlížet na monitoru nebo upravovat pomocí různých grafických programů. Digitální obrázky můžeme posílat e-mailem, vypalovat na kompaktní disk, ukládat je na internetových stránkách, vytvářet z nich fotografická alba nebo prezentace. Fotolaboratoře nám z digitálních snímků (uložených třeba na CD) téměř okamžitě vytisknou jejich papírovou podobu.

Obsluha digitálních fotoaparátů je zcela nenáročná. I nejjednodušší z nich (tzv. kompaktní) jsou vybaveny automatikou, která nastavuje všechny potřebné parametry (clona, expozice, vzdálenost) a při malém osvětlení automaticky zapojí také elektronický blesk. Většina přístrojů je vybavena objektivem s měnitelnou ohniskovou vzdáleností (zoom) a mnoha doplňkovými funkcemi.

Pro názornost a srozumitelnost výkladu je nejlepší obstarat si vyřazený nebo poškozený digitální fotoaparát (čtyři roky starý model už je stejně beznadějně zastaralý!) a opatrně ho rozmontovat na jednotlivé části.


Konstrukce digitálního fotoaparátu jako na dlani
1. Konstrukce digitálního fotoaparátu jako na dlani

 

 

á citlivosti polovodičů na světlo. Jeho funkci není možné na úrovni školské fyziky vysvětlit do všech detailů, ale základní princip je vcelku pochopitelný. Při vysvětlování bychom mohli postupovat třeba takto:

  • Křemíkový čip o ploše několika cm2 je tvořen několika milióny buněk. Jakmile stiskneme spoušť fotoaparátu, světlo procházející objektivem vytvoří na plošce čipu obraz fotografovaného předmětu podobně jako na fotografickém filmu.

  • Dopadem světla se v každé z buněk čipu z vazeb uvolňují elektrické náboje. Čím víc je určitá buňka osvětlena, tím větší náboj na ní vznikne. Obraz vytvořený světlem se čipem přemění na neviditelný "elektrostatický obraz", tvořený náboji na jednotlivých buňkách čipu.

  • Další operace s obrazem už provádějí elektronické obvody, které jsou "srdcem" každého digitálního přístroje. Tzv. analogově-digitální převodník přemění elektrostatický obraz na elektrické impulzy, které se po zpracování ukládají v digitální podobě (jako série "nul" a "jedniček") do paměťové karty fotoaparátu. Takto zaznamenaný digitální obraz by však měl jednu zásadní vadu - byl by pouze černobílý. Současné čipy jsou totiž schopny rozlišovat jen rozdíly v jasu jednotlivých obrazových bodů (světlý - tmavý), ale nedovedou zaznamenat jejich barevné odstíny.

Detail obrazového snímače - čipu CCD
2. Detail obrazového snímače - čipu CCD

 


Barevný digitální obraz

Pro zaznamenání barevného obrazu musí čip zaznamenávat informace zvlášť pro každou ze tří základních barev. Proto jsou jednotlivé pixely čipu tvořeny trojicemi světlocitlivých buněk, překrytých filtrem jedné ze základních barev: červené, modré nebo zelené. Každá z trojice buněk tedy předává elektronickým obvodům informace o intenzitě světla odpovídající barvy. Na obrazovce počítačového monitoru pak dochází k opačnému ději. Informace o intenzitě červené (modré nebo zelené) barvy se předají bodům zářícím červeně (modře nebo zeleně). Naše oko z těchto tří barevných složek vytvoří výslednou barvu. Pro každý bod obrazu existuje asi 16 miliónů možných kombinací jasů základních barev, tedy 16 miliónů barevných odstínů! Toto barevné zobrazení se označuje jako True color, tj. věrné barvy.

Schematické znázornění čipu a barevných filtrů před jeho buňkami
3. Schematické znázornění čipu a barevných filtrů před jeho buňkami

 

Pár slov z krátké historie

První experimenty s digitálním obrazem proběhly začátkem 60. let minulého století, kdy se hledal nejvhodnější způsob přenosu snímků z kosmických sond na Zemi. První digitální fotoaparát pro běžné spotřebitele se dostal na trh až v roce 1994. Jeho čip tvořilo jen přibližně 300 000 pixelů, což je zhruba dvacetkrát méně než u dnešních modelů! Hned v následujícím roce přišel na trh první přístroj s LCD displejem na zadní stěně a roku 1996 se k ukládání digitálních obrázků začaly používat paměťové karty.

První komerční digitální fotoaparát Apple Quick Take 100 z roku 1994.
4. První komerční digitální fotoaparát Apple Quick Take 100 z roku 1994.

 



Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 08. 02. 2007
Zobrazeno: 5939krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku :
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
zatím nikdo Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
KUSALA, Jaroslav . Digitální fotografie. Metodický portál: Články [online]. 08. 02. 2007, [cit. 2019-12-09]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/fotografie/1137/DIGITALNI-FOTOGRAFIE.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře
Příspěvek nebyl zatím komentován.
Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.