Общие принципы работы
Любой фотоаппарат, в том числе и цифровой, можно условно разделить на три части. Первая из них – оптическая система, состоящая из объектива (иногда с насадками) и затвора. Вторая часть – это регистратор изображения. Третья часть предназначена для хранения отснятых кадров. В обычном фотоаппарате функции второй и третьей частей выполняет пленка, в цифровом для этого используются два разных устройства.
Для регистрации изображения используется электронно-оптический преобразователь, а для хранения – флэш-память.
Примечание
Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) – прибор, преобразующий световой поток в электрический сигнал. Характеризуется разрешением – количеством точек по вертикали и горизонтали, а также соотношением сигнал/шум.
Флэш-память – энергонезависимая память, сохраняющая информацию после выключения питания. Характеризуется форм-фактором, емкостью (в мегабайтах), скоростью доступа и напряжением питания (как правило, 3.3 либо 5 В).
В качестве ЭОП используются два типа устройств – ПЗС-матрицы (матрицы приборов с зарядовой связью) и КМОП-матрицы. Чаще в цифровых фотокамерах используются ПЗС-матрицы.
Примечание
ПЗС, прибор с зарядовой связью, – устройство, накапливающее электронный заряд при попадании на него светового потока. Уровень заряда зависит от интенсивности и продолжительности освещения. В англоязычной литературе используется определение CCD (Couple-Charged Device).
По конструкции данные устройства примерно похожи на используемые в видеокамерах матрицы, основное различие заключается в разрешении. Эта же характеристика является одной из основных при описании цифровой фотокамеры, именно дороговизна ПЗС-матриц с большим количеством элементов сдерживала развитие цифровой фотографии. И если для любительской видеокамеры достаточно матрицы из 300 тысяч элементов, то для фотографии размером 9x12 см необходимо наличие как минимум мегапиксела.
Примечание
Пиксел – точка изображения, имеющая две характеристики – цвет и яркость.
Мегапиксел – миллион точек, используется как характеристика разрешающей способности ЭОП. Произведение количества точек по вертикали и горизонтали, поделенное на миллион, дает величину разрешения в мегапикселах. Например, разрешение двухмегапиксельной матрицы – 1600x1200.
Мегапиксельные ПЗС-матрицы с разрешением 1280x960 появились в цифровых фотокамерах в конце 1997 года.
Примерно та же ситуация была и с флэш-памятью, причем с увеличением разрешения объем требуемой памяти тоже возрастал. Фирмы, не имеющие производственных мощностей для производства данных устройств, даже стали искать альтернативные методы хранения кадров, о которых будет рассказано далее. К счастью, с 1998 года стоимость флэш-памяти резко упала и продолжает снижаться.