14
UNIVERZITET U ZENICI PEDAGOŠKI FAKULTET ZENICA ODSJEK: Matematika i informatika SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA TEMA: S E N Z O R I D I G I T A L N I H K A M E R A Studentica: SANDRA GAJIĆ Broj indeksa: 3571/MI Zenica, februar 2006. g.

SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

UNIVERZITET U ZENICI PEDAGOŠKI FAKULTET ZENICA ODSJEK: Matematika i informatika

SEMINARSKI RAD iz predmeta

RAČUNARSKA GRAFIKA

TEMA: SENZORI DIGITALNIH KAMERA

Studentica: SANDRA GAJIĆ

Broj indeksa: 3571/MI

Zenica, februar 2006. g.

Page 2: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

2

SADRŽAJ: UVOD 3 PREGLED ISTORIJE FOTOGRAFIJE 3 POJAVA DIGITALNE FOTOGRAFIJE 7 PRINCIP RADA DIGITALNE KAMERE 8 SENZORI DIGITALNIH KAMERA 8 CCD (Charge Coupled Devices) 8 CMOS 10 USPOREDBA CCD I CMOS SENZORA 12 KVALITET SLIKE 12 ZAKLJUČAK 13 LITERATURA 14

Page 3: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

UVOD Fotografija je jedan od najznačajnijih izuma 19. vijeka, izuzetno je snažno utjecala na razvoj čovječanstva. Pronalaskom fotografije započelo je novo doba, koje je unijelo velike promjene u sve sfere života. Kroz istoriju je fotografija doživjela brojne transformacije, počevši od dagerotipije pa sve do savramene fotografije. Najstarije tehnike i materijali koji su korišteni u izradi fotografija danas uglavnom imaju istorijsko značenje. Brzi razvoj tehnologije, bitno je izmjenio prvobitni karakter i značenje fotografije. Fotografija u početku nije bila priznata kao važan izvor informacija. Pridavano joj je sporedno značenje. Danas se nalazimo pred novom tehnološkom revolucijom koja je velikim dijelom prevladala, ali ne i u potpunosti potisnula klasičnu fotografiju. PREGLED ISTORIJE FOTOGRAFIJE1 Fotografija (grč.: photos=svjetlo i graphein=pisati) je trajna slika nekog predmeta na podlozi koja je premazana emulzijom osjetljivom na svjetlost. Naziv je prvi put 1839. godine upotrijebio J. Herschel. Za nestanak fotografije bila su potrebna dva otkrića: pronalazak optičkog uređaja što stvara sliku prirode i materijala osjetljivog na svjetlo. Prvi fotografski aparat bila je kamera (lat. Camera=komora, prostorija). U Kini je prije 3000 godina bila poznata cemera obscura (sl. 1), tamna prostorija u koju je svjetlo ulazilo kroz okruglu rupu, da bi na suprotnom zidu proizvelo sliku vanjske okoline okrenutu naglavačke.

U doba renesanse u otvor je već bila utisnuta leća, kako bi projektovana slika bila što bolja, a camera obscura postala je manja i prikladnija za prenošenje (sl.2), pa su je mnogi umjetnici koristili kao pomoćno sredstvo prilikom crtanja, prije svega krajolika.

1 Gordana Janjić, „Zaštita fotografije u knjižničnim zbirkama“,diplomski rad, Zagrab,2004.

Page 4: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

4

Oko 350. g. Pne. Aristotel je u svojoj knjizi „Problematika“ prvi opisao princip camere obscure. Camerom obscurom služili su se i arapski učenjaci za posmatranje pomračenja Sunca. U 11. vijeku Abu Ali Alhazan, zvan Al Haitan, opisao je upotrebu camere obscure i osnove zakona refleksije. 1500. godine ju je opisao i čuveni Leonardo da Vinci i skicirao u oblikuprenosivog sanduka s rupicama za prolaz svjetla na jednoj njegovoj strani. Godine 1658. Daniel Barbaro u Veneciji u otvor stavlja leću, a napuljski učenjak Porta izrađuje laternu magicu, prvu spravu za projekciju slika. Nju slijedi camera lucida, a zatim kamera s lećom i ogledalom (sl. 3).

Oko 1250. godine Albertus Magnus otkriva srebrni nitrat. Već 1604. godine talijanski istraživač Angelo Sala uočio je da određeni srebrni spojevi crne pod utjecajem sunčevog svjetla. Problem se sastojao u tome da se ta reakcija ustali, tako da slika više ne bi blijedila. Svojim alhemijskim eksperimentima pokušao je godine 1725. njemački liječnik J. Heinrich Schultze dokazati osjetljivost srebrnog nitrata na svjetlo. Izradio je tokom jednog

Page 5: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

5

eksperimenta prvu takvu prolaznu sliku. Bocu s mješavinom srebrnog nitrata izložio je sunčevoj svjetlosti, poslije nekoliko minuta ustanovio je da se sadržaj boce na onoj strani na koju su sunčeve zrake direktno djelovale obojilo tamnoljubičasto, dok je ostatak pokazivao prvobitnu bijelu boju. Zatim je na bocu nalijepio papirne šablone i ponovo je postavio direktno na sunce. Uklonivši šablone, oni su se kao negativ slike, ocrtavali na sadržaj boce – na mjestu gdje su zasjenili svjetlost otopina je ostala svijetla, dok se okolina obojila tamno. Ustanovio je da obojenje nezaštičenih hemikalija potiče od svjetlosti. Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima na svjetlost, stavljao bi listove ili krilca insekata te ih izlagao suncu. Kao rezultat toga dobijeo bi negativ siluete. Pokušavao je na razne načine te slike učiniti trajnijim, no to mu nije uspjelo. To su bila neka od najvažnijih otkrića na kojima je nastala fotografija koju danas poznajemo. No, prvi pravi fotografski zapis utemeljen na principu camere opscure nastao je u Francuskoj 1826. godine kada je Nicephore Niepce (sl. 4) smjestio na prozoru u potkrovlju kameru sa svjetlo-osjetljivom kositrenom pločom.

Zanimljivo je da srebro nije uopšte igralo nikakvu ulogu u eksperimentima što su doveli do prve trajne slike. Naime, kako Niepce nije posjedovao crtačkog talenta odlučio je razviti fotohemijskipostupak kojim bi prenosio bakroreze na litografski kamen. Znao je da određena vrsta asfalta tzv. Judejski bitumen, stvrdne pod utjecajem svjetlosti. Otopio ga je u lavandinom ulju i otopinom premazao premazao pocinčan lim. Crtež koji je učinio prozirnim prethodnim nauljivanjem, postavio je obrnuto na premazanu površinu lima i izložio osmosatnom djelovanju sunca. Mjesta koja su crnim linijama crteža bila zaštićena od svjetla ostala su topljiva. Niepce je zatim isprao ploču lavandinim uljem i jetkao je ta mjestasve do glatkog metala. U jetkana mjesta slijegala se štamparska boja i na taj način je nastala kopija vjerna orginalu tj. Nastala je slika njegovog dvorišta.

Page 6: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

6

Niepce je ovaj postupak nazvao helografijom koristeći grčke riječi za sunce i pisanje. Nakon Niepceova otkrića fotografija je postala vitalni, svakodnevni dio života i univerzalni oblik komunikacije. No, tek je slikar Louis Jasques Mande Daguerre (sl. 5), usavršio sliku do praktične primjene. Sarađujući sa Niepcom izumio je savršeniji fotografski postupak – dagerotipiju, kada je izradio sliku na posrebrenoj bakrenoj ploči, na kojoj su istaložene jodne pare i koja je razvijena u živinim parama. Njegov pronalazak objevljuje Francuska akademija nauka 1839. godine.

Fox Talbot (sl. 6) snima prve negative i pozitive na papiru s kojeg se može kopirati neograničen broj pozitiva i prvi je put upotrijebio srebro-hlorid.

Page 7: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

7

Prvi pronalazač fotografije na staklu bio je Slovenac Janez Puhar 1842.g. Svoj izum Puhar je čuvao punih 8 godina i tek krajem 1850. saopštio je Akademiji nauka u Beču. Njegov postupak je brzo pao u zaborav. U međuvremenu su i drugi pronalazači postigli veliki napredak u istraživanjima. Godine 1847. oficir Abel Neepce de Saint-Victor zamjenjuje papirnu podlogu negativa staklenom pločom odnosno razvio je postupak na aluminijskim pločama. Tim izumom omogućio je prodor fotografije u mnoge grane života i nauke. Godine 1871. Madox je napravio fotosenzibilnu suhu ploču s emulzijom od želatina. Veliki procvat na području fotografije izazvala je pojava smotanog filma (roll-filma) 1884.g. Najveće zasluge se pripisuju Amerikancu Georgu Eastmanu. To je bio Eastmanov tzv. „američki film“ tj. Smotak papira presvučen tankim slojem želatinske emulzije. Nakon razvijanja filma, fotosenzibilni sloj se skidao s papira i prenosio na staklenu ploču. Negativ je i dalje bio na staklu. Godine 1888. Eastman je lansirao i novi model fotoaparata pod nazivom „Kodak“, koji je bio jeftin, lagan i jednostavan za rukovanje, te je obilježio početak novog doba fotografije. Uvođenjem roll-filma, a osobito proizvodnjom malih, jednostavnih kamera omogućen je masovni razvoj amaterske fotografije. Od 1889. g. Smotani i plan filmovi počinju se izrađivati na podlozi od nitroceluloze. Godine 1920. proizveden je tzv. Sigurnosni film na bazi acetatne celuloze koji je i danas u upotrebi. Os 1956.g. koristi se i triacetatna celuloza, a nakon toga i poliesteri. Za početak razvoja infracrvene i ultraljubičaste fotografije zaslužan je bio H. W. Vogel koji je 1873.g. pronalazi senzibilizator za ortohromatske ploče s povećanom osjetljivošću na zelenu i žutu boju. Prvu fotografiju u boji snimio je škotski učenjak James Clerk Maxwll 1861. g. POJAVA DIGITALNE FOTOGRAFIJE

Tradicionalna fotografija poprilično je sputavala fotografe što su radili daleko na terenu (naročito novinarske dopisnike) i nisu imali laboratorij za razvijanje filma u blizini. Kako je televizija sve više napredovala i pružala sve veću konkurenciju, fotografije su se sve brže morale dostavljati u novine. Foto-reporteri na udaljenijim lokacijama nosili su minijaturni foto-laboratorij sa sobom; također i neka sredstva prenošenja slike preko telefonskih žica.

POREĐENJE KLASIČNOG I DIGITALNOG FOTOAPARATA Film CCD (CMOS) chip Film se šalje na razvijanje u laboratoriju Slike dostupne odmah Umjetno svjetlo/ dnevno svjetlo WB za svaku Jedno osvjetljavanje Memorijske kartice mogu biti izbrisane Informacije o slici moraju se zapisati Audio zapis za sliku Brojač ispucanih fotografija Broj preostalih fotografija Obrada slike u posebnim laboratorijama Obrada slike kod kuće na PC-u

1981. Sony je otkrio prvu kameru koja je koristila CCD i koja nije trebala film - Sony Mavica. Mavica je spremala slike na disk, ali prikazivale su se na televiziji. Zato se kamera ne može nazvati potpuno digitalnom.

Page 8: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

8

1990. Kodak je prikazao javnosti DCS 100 - prvu komercijalno dostupnu digitalnu kameru. Zbog visoke cijene nije se koristila nigdje osim u novinarstvu i za profesionalnu upotrebu. Ipak, to je značilo rođenje komercijalne digitalne fotografije.

Prvi „pravi“ potpuno digitalni fotoaparat bio je Logitech Fotoman. Pojavio se 1990. g., lovio je crno-bijele slike, rezolucije 376x240 piksela. Mogao je spremiti 32 slike u ugrađenu memoriju od 1MB i kasnije ih prebaciti na računar.

PRINCIP RADA DIGITALNE KAMERE2

U principu, digitalna kamera je slična tradi-cionalnom fotoaparatu koji koristi film. Ona ima vizir (tražilo) kojim se usmjerava ka objektu snimanja, objektiv kojim se slika izoštrava i prenosi na uređaj osetljiv na svijetlost, neko sredstvo pomo-ću koga više slika može da se zapamti i prjemesti za kasniju upotrebu, a sve to je smješteno u jedinstveno kućište. Kod konvencionalne kamere, film osjetljiv na svjetlost služi za registrovanje slika i memoriše ih poslije hemijskog razvijanja. Digitalna fotografija koristi kombinaciju napredne tehnologije senzora za slike i memoriju koja omogućava registrovanje slika u digitalnom formatu, praktično trenutno, pa nema potrebe za procesom "razvijanja".

Slika 8.. Princip rada digitalne kamere Iako princip može biti isti kao kod kamere sa filmom, unutrašnji rad digitalne kamere

je sasvim različit, jer se slika stvara ili pomoću uređaja sa spregnutim naelektrisanjem (Charge coupled device - CCD) ili pomoću CMOS senzora (komplementarni metal-oksidni poluprovodnici). Svaki od senzorskih elemenata pretvara svjetlost u napon proprocionalan njenom sjaju; taj se napon onda propušta kroz analogno-digitalni konvertor koji prevodi fluktuacije u CCD uređaju u diskretni binarni kôd. Digitalni izlaz analogno-digitalnog konvertora šalje se u digitalni procesor signala (DSP - digital signal processor) koji podešava kontrast i detalje te komprimuje sliku pre nego što je uputi u memorijski medijum. Što je sjajnija svjetlost, napon je viši i odgovarajući piksel je svjeliji. Što ima više elemenata, veća je rezolucija i može da se registruje više detalja.

Cio proces je vrlo udoban za korisnika. CCD ili CMOS senzori fiksirani su na jednom mjestu i nastavljaju da registruju slike tokom cijelog radnog vijeka kamere. Nema potrebe za premotavanjem filma između dva kalema, a broj pokretnih dijelova sveden je na najmanju mjeru. SENZORI DIGITALNIH KAMERA CCD (Charge Coupled Devices)

CCD je tehnologija koja se nalazi u srcu većine digitalnih kamera, a zamenjuje i zatvarač i film iz konvencionalnih kamera. Ona potiče iz šezdesetih godina, kada su svi tražili

2 Vodič kroz PC tehnologiju-Digitalne kamere-prevod sa eng.:Dr Radomir Janković

Page 9: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

9

jeftina rješenja za masovnu proizvodnju memorijskih uređaja. Eventualna primjena CCD za uređaje za registrovanje slika nije ni padala na pamet naučnicima koji su se u početku bavili tom tehnologijom.

U Bellovim laboratorijama 1969. godine Willard Boyle i George Smith su uspeli da memorišu podatke pomoću CCD uređaja. Prvi CCD uređaj za stvaranje slike, u formatu 100x100 piksela, napravljen je 1974. godine u firmi Fairchild Electronics. Sljedeće godine, uređaj je upotrebljen u TV kamerama za komercijalno emitovanje i uskoro je postao opšte mjesto u konstrukcijama teleskopa i uređajima za rad sa slikama u medicinskim primjenama. Nešto kasnije, CCD postaje dio glavne tehnologije za digitalne kamere.

CCD radi kao elektronska verzija ljudskog oka. Svaki CCD uređaj se sastoji od miliona ćelija koje se zovu fotodiode. One su u suštini "izvori" za prikupljanje svjetlosti koji pretvaraju optičke informacije u električno punjenje. Kada čestice svjetlosti, poznate kao fotoni, prodru u silicijum od koga se sastoje fotodiode, one unesu dovoljne energije da se emituju negativno naelektrisani elektroni. Što više svjetlosti padne na fotodiodu, to je više slobodnih elektrona na raspolaganju. Svaka fotodioda ima na sebi električni kontakt i kada se na njega priključi napon, silicijum ispod fotodiode može da prihvata slobodne elektrone, pa se ponaša kao njihovo skladište. Na taj način, svaka fotodioda ima posebnu količinu naelektrisanja koja joj je pridružena; što je to naelektrisanje veće, veći je intenzitet sjaja odgovarajućeg piksela.

Slika 9. CCD senzor

Sljedeća faza u procesu predaje tu struju onome što se zove registar za očitavanje. Kako naelektrisanja ulaze i zatim izlaze iz registra za očitavanje, ona se uništavaju i, pošto je naelektrisanje svakog reda "spregnuto" sa sledećim, sve to ima efekat povlačenja sljedećeg iza njega. Signali se zatim propuštaju - kao signal što je moguće više oslobođen od šuma - do pojačivača, a zatim na analogno-digitalni konvertor.

Fotodiode CCD uređaja u stvari daju odziv samo na svjetlo, a ne na boju. Boja se dodaje slici pomoću crvenih, zelenih i plavih filtera, koji se postavljaju iznad svakog piksela. S obzirom na to da CCD uređaj imitira ljudsko oko, udio zelenih filtera u odnosu na crvene i plave iznosi dva prema jedan. Kako piksel može da predstavlja samo jednu boju, prava boja se pravi uprosječavanjem intenziteta svjetlosti na susjednim pikselima; taj proces poznat je kao interpolacija boja.

Dodavanjem staklenog sloja konvencionalnoj konstrukciji uređaja sa spregnutim na-elektrisanjem (CCD), firma Fujifilm je razvila nov, radikalno drugačiji CCD sa većim, osmougaono oblikovanim fotodiodama, smještenim pod uglovima od 45º, umjesto standardnog kvadratnog oblika. Ovaj nov raspored služi da bi se izbjegao šum signala koji je ranije postavljao ograničenje u gustini fotodioda u CCD uređaju, što obezbjeđuje poboljšanu reprodukciju boja, širi dinamički opseg i povećanu osjetljivost. Svi ovi atributi rezultuju oštrijim digitalnim slikama sa više boja.

Page 10: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

10

Slika 10. CCD senzori

Slika 11. CCD chip CMOS

Godine 1998. pojavio se CMOS (komplementarni metal-oksidni poluprovodnik), kao alternativa tehnologiji CCD u registrovanju slika. Procesi proizvodnje CMOS-a jesu oni isti koji se koriste i za proizvodnju miliona procesora i memorijskih čipova širom svijeta. Za sve te procese ustanovljene su tehnike visokog prinosa, čija je infrastruktura već na licu mjesta, što znači da je proizvodnja CMOS čipova daleko jeftinija od proizvodnje specijalizovanih CCD uređaja. Druga prednost je u tome što CMOS ima značajno manje zahtjeve za napajanjem od CCD uređaja. Pored toga, dok CCD uređaji imaju samo jednu funkciju registrovanja gde je svjetlost pala na svaku od stotina hiljada tačaka za uzorkovanje, CMOS može obavljati i druge zadatke, na primjer, analogno-digitalna konverzija, obrada signala, podešavanje ravnoteže bijelog i upravljanje kamerom i sl. Moguće je, takođe, povećati gustinu CMOS uređaja i dubinu bitova bez rasta troškova.

Iz tih i još nekih razloga mnogi industrijski analitičari veruju da će na kraju gotovo sve jednostavnije i jeftinije digitalne kamere biti zasnovane na CMOS tehnologiji, a da će samo one iz srednje klase i vrhunske koristiti CCD uređaje. Ostaju i problemi koje treba riješiti, na primjer, slike sa šumom i nemogućnost korektnog registrovanja pokreta, pa je na početku novog milenijuma potpuno jasno kako CMOS treba da pređe izvjestan put prije nego što dostigne ravnopravnost sa CCD tehnologijom.

Ipak, perspektive ove tehnologije veoma su se povećale krajem 2000. godine, kada je firma Foveon Inc. iz Silicijumske doline objavila proizvodnju svog CMOS senzora za obradu slike od 16,8 miliona piksela (4096x4096) - oko tri puta veća rezolucije od bilo kog ranije objavljenog CMOS senzora za sliku i više od pedeset puta veće rezolucije nego najčešće proizvođeni CMOS senzori digitalnih kamera za najšire tržište u tom trenutku.

Do sada je u proizvodnji CMOS senzora za sliku korišćena tehnologija 0,35–0,50-mikronskog procesa i bilo je opšte prihvaćeno da će 0,25 mikrona predstavljati sljedeću rundu ponuda. Foveonov 16-megapikselski senzor prvi je senzor za sliku bilo koje veličine proizveden upotrebom tehnologije 0,18-mikronskog procesa - što je vlasnički proces proizvodnje analognih CMOS uređaja razvijen u saradnji sa firmom National Semiconductor Corporation - i to predstavlja dva skoka unaprijed u industriji CMOS uređaja za primjene u

Page 11: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

11

obradi slike. Upotreba 0,18-mikronskog procesa omogućava da se više piksela spakuje na dati fizički prostor, a ovo daje bolju rezoluciju senzora. Tranzistori napravljeni 0,18-mikronskim procesom su manji i zato ne zauzimaju mnogo prostora senzora, pa on može biti upotrebljen za detekciju svjetla. Ta prostorna efikasnost omogućava projekte sa "pametnijim" pikselima, koji mogu da obezbjede nove mogućnosti za vrijeme ekspozicije, bez žrtvovanja osjetljivosti na svjetlo.

Senzor 4096x4096 ima dimenzije 22 mm x 22 mm i ima procenjenu ISO brzinu od 100 sa dinamičkim opsegom od 10 tačaka, a sastoji se od blizu 70 miliona tranzistora. Očekuje se da se senzor, osamnaest mjeseci poslije pojavljivanja, nađe u proizvodima za profesionalno tržište visokog kvaliteta - uključujući tu profesionalne kamere, filmske skenere, medicinsku obradu slike, skeniranje dokumenata i muzejsko arhiviranje. Predviđa se da će takva senzorska tehnologija, na duži rok, preći i na veće tržište, za široku potrošnju.

Slika 12. CMOS senzori

Page 12: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

12

USPOREDBA CCD I CMOS SENZORA

KVALITET SLIKE

Kvalitet slike digitalne kamere zavisi od više činilaca, kao što su optički kvalitet objektiva i čipa za registrovanje slike, kompresioni algoritmi i druge komponente. Međutim, najvažnija odrednica kvaliteta slike jeste rezolucija CCD uređaja. Što je više elemenata, viša je rezolucija i zato se može registrovati više detalja.

U 1997. godini tipična prirodna rezolucija digitalnih kamera za tržište široke potrošnje bila je 640 x 480 piksela. Godinu dana kasnije, kako su se poboljšale tehnike proizvodnje i tehnologija napredovala, pojava "megapikselskih" kamera značila je da se za isti novac mogao kupiti model od 1024 x 768 ili čak 1280 x 960 piksela. Do početka 1999. godine rezolucije su došle da 1536 x 1024, a prije sredine te godine, pojavom CCD uređaja od 2,3 miliona elemenata, koji su podržavali rezolucije od 1800 x 1200, bila je probijena barijera od dva megapiksela. Godinu dana kasnije, nezadrživi marš megapiksela probio je barijeru od tri megapiksela pojavom CCD uređaja od 3,34 megapiksela, koji su davali makismalnu veličinu slike od 2048 x 1536 piksela.

Na tom nivou, sirova rezolucija teško da je nešto više od igre brojeva i sporedna je u odnosu na druge činioce kvaliteta kamere. Jedan od njih - i gotovo najvažniji za kvalitet krajnje slike kao količine informacija koju je CCD uređaj sposoban da registruje na prvom mjestu - jeste čistoća informacija prosljeđenih na analogno-digitalni konvertor.

Kvalitet procesa upravljanja bojama CCD uređaja drugi je važan činilac i jedan od glavnih uzroka razlika u izlazima kamera koje imaju CCD uređaje sa istim brojem piksela. Proces ne bi trebalo mješati sa metodom interpolacije koji koriste isti proizvođači da bi došli do datoteka bit mapa sa rezolucijom većom od prave optičke rezolucije (odnosno rezolucije CCD matrica). Ovaj metod - koji se tačnije zove ponovno uzorkovanje - dodaje piksele

Page 13: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

13

koristeći već prisutne informacije i, mada povećava efektivnu rezoluciju, čini to po cijenu smanjenja oštrine i kontrasta. To radi kvantifikovanjem piksela i njihovim kvalifikovanjem prema zajedničkim crtama. Umjesto standardne interpolacije, u kojoj se pikseli kopiraju i umeću da bi se stvorile veće slike, neke kamere koriste softversku tehniku povećavanja za koju se tvrdi da daje bolje rezultate od onih koji bi se dostigli konvencionalnom interpolacijom. Ona kopira i umeće piksele tamo gdje softver za povećavanje smatra da su oni potrebni da bi napravili linije, oblike, uzorke i konture - da bi se stvorile veće slike.

Drugi ograničavajući činilac jesu rutine za komprimovanje slike, koje mnoge digitalne kamere koriste da bi omogućile pamćenje više slika u datoj količini memorije. Neke digitalne kamere memorišu slike u sopstvenom formatu, zahtjevajući softver koji obezbeđuje proizvođač da bi im se moglo pristupiti, ali većina digitalnih kamera komprimuje i memoriše slike u industrijskim standardnim formatima JPEG ili FlashPIX, koje mogu da pročitaju gotovo svi grafički paketi. Oba formata koriste kompresiju sa nešto gubitaka, što dovodi do izvjesnog smanjenja kvaliteta slika. Međutim, mnoge kamere imaju različita podešavanja kompresije, a to dozvoljava da korisnik traži kompromis između kvaliteta rezolucije i kapaciteta slika, uključujući i opciju da se slike, za baš najbolji traženi kvalitet, pamte bez ikakve kompresije ("CCD sirovi režim").

Slika 13. Primjer digitalnog foroaparata ZAKLJUČAK Oduvijek je čovjek osjećao potrebu da zabilježi događaje iz života, pokrete i oblike, u želji da trajno sačuva svoj lik. Za to je koristio različite načine, metode i aparate kroz istoriju. Digitalna i računarska tehnologija koje su se razvile krajem 20. vijeka, omogućile su revolucionarnu promjenu karaktera fotografije prenoseći je potpuno iz realnog svijeta stvari u svijet digitalnih impulsa, compact discova i drugih oblika kompjuterskih zapisa. U novije vrijeme pojavom digitalnih foroaparata digitalna fotografija polako zamjenjuje, odnosno u većini slučajeva već jeste zamijenila analognu. Ali sad nastaju nove dileme, da li kamere sa CCD ili CMOS senzorom, kojom rezolucijom, kolikim zumom, kakav displej, kolika memorijska kartica, koji proizvođač, itd. Puno pitanja koja se postavljanju pred kupca digitalnog fotoaparata..

Page 14: SEMINARSKI RAD iz predmeta RAČUNARSKA GRAFIKA ...Početkom 19. vijeka Thomas Wedgwood izvršio je slične eksperimente. Na papir ili bijelu kožu, koje bi pomoću srebra učinio osjetljivima

14

LITERATURA:

1. Gordana Janjić, Zaštita fotografije u knjižničnim zbirkama (diplomski rad), Zagreb, 2004.

2. Naučni uređaji za formiranje slike sa suspregnutim naelektrisanjem (CCD)-uvod- prevod sa engleskog: Dr. Radomir Janković

3. Vodič kroz PC tehnologiju-Digitalne kamere- prevod sa engleskog: Dr Radomir Janković

4. Seminar%2018%20-%20Senzori%20slika.pdf 5. http://www.telfon.net 6. http://www.tehnoblic.com/spremi_pdf.php?broj=100 7. http://www.telfon.net/dig/canon_powershot_a75_a85_a95_1.php 8. http://hr.wikipedija.org/wiki/Digitalna_fotografija 9. http://www.badrov.hr/O_fotografiji/Senzori.htm 10. Digitalna fotografija (Priručnik za radionicu). Sandro Novosel, Sergej Novosel,

Hrvoje Belani, point,2006.