Πώς λειτουργεί το ψηφιακό; Πώς λειτουργεί ένας αποκωδικοποιητής τηλεόρασης για την παρακολούθηση ψηφιακών καναλιών; Συσκευή B-Color DC1302

Οι σύγχρονες κάμερες κάνουν τα πάντα μόνες τους - για να τραβήξει μια φωτογραφία, ο χρήστης πρέπει απλώς να πατήσει ένα κουμπί. Αλλά εξακολουθεί να είναι ενδιαφέρον: με ποια μαγεία μπαίνει η εικόνα στην κάμερα; Θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε τις βασικές αρχές των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών.

Εκπαιδευτικό πρόγραμμα: πώς λειτουργεί μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή

Κύρια μέρη Κατά της παραμόρφωσης

Κύρια μέρη

Βασικά, η σχεδίαση μιας ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής ακολουθεί τη σχεδίαση μιας αναλογικής. Η κύρια διαφορά τους είναι στο φωτοευαίσθητο στοιχείο πάνω στο οποίο σχηματίζεται η εικόνα: στις αναλογικές φωτογραφικές μηχανές είναι φιλμ, στις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές είναι μια μήτρα. Το φως διέρχεται μέσω του φακού στη μήτρα, όπου σχηματίζεται μια εικόνα, η οποία στη συνέχεια καταγράφεται στη μνήμη. Τώρα ας δούμε αυτές τις διαδικασίες με περισσότερες λεπτομέρειες.

Η κάμερα αποτελείται από δύο κύρια μέρη - το σώμα και τον φακό. Το σώμα περιέχει μια μήτρα, ένα κλείστρο (μηχανικό ή ηλεκτρονικό, και μερικές φορές και τα δύο), έναν επεξεργαστή και χειριστήρια. Ένας φακός, αποσπώμενος ή ενσωματωμένος, είναι μια ομάδα φακών που στεγάζονται σε πλαστικό ή μεταλλικό περίβλημα.

Από πού προέρχεται η εικόνα;

Η μήτρα αποτελείται από πολλά φωτοευαίσθητα κύτταρα - pixel. Κάθε κύτταρο, όταν το χτυπά το φως, παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα ανάλογο με την ένταση της φωτεινής ροής. Δεδομένου ότι χρησιμοποιούνται μόνο πληροφορίες σχετικά με τη φωτεινότητα του φωτός, η εικόνα αποδεικνύεται ασπρόμαυρη και για να γίνει έγχρωμη, πρέπει να καταφύγετε σε διάφορα κόλπα. Τα κελιά καλύπτονται με χρωματικά φίλτρα - στις περισσότερες μήτρες, κάθε εικονοστοιχείο καλύπτεται με ένα κόκκινο, μπλε ή πράσινο φίλτρο (μόνο ένα!) σύμφωνα με το γνωστό συνδυασμό χρωμάτων RGB (κόκκινο-πράσινο-μπλε). Γιατί αυτά τα συγκεκριμένα χρώματα; Γιατί είναι τα κύρια, και όλα τα υπόλοιπα λαμβάνονται με την ανάμειξή τους και τη μείωση ή την αύξηση του κορεσμού τους.

Στη μήτρα, τα φίλτρα είναι διατεταγμένα σε ομάδες των τεσσάρων, έτσι ώστε για κάθε δύο πράσινα να υπάρχει ένα μπλε και ένα κόκκινο. Αυτό γίνεται επειδή το ανθρώπινο μάτι είναι πιο ευαίσθητο στο πράσινο χρώμα. Οι ακτίνες φωτός διαφορετικών φασμάτων έχουν διαφορετικά μήκη κύματος, επομένως το φίλτρο μεταδίδει μόνο ακτίνες του δικού του χρώματος στο κελί. Η εικόνα που προκύπτει αποτελείται μόνο από κόκκινα, μπλε και πράσινα pixel - αυτή είναι η μορφή με την οποία καταγράφονται αρχεία RAW (ακατέργαστης μορφής). Για την εγγραφή αρχείων JPEG και TIFF, ο επεξεργαστής της κάμερας αναλύει τις τιμές χρώματος των γειτονικών κελιών και υπολογίζει το χρώμα των pixel. Αυτή η διαδικασία επεξεργασίας ονομάζεται έγχρωμη παρεμβολή και είναι εξαιρετικά σημαντική για την παραγωγή φωτογραφιών υψηλής ποιότητας.

Αυτή η διάταξη φίλτρων σε κελιά μήτρας ονομάζεται μοτίβο Bayer

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πινάκων και διαφέρουν στον τρόπο με τον οποίο διαβάζουν πληροφορίες από τον αισθητήρα. Σε πίνακες τύπου CCD, οι πληροφορίες διαβάζονται από τα κελιά διαδοχικά, επομένως η επεξεργασία αρχείων μπορεί να διαρκέσει πολύ χρόνο. Αν και τέτοιοι αισθητήρες είναι «στοχαστικοί», είναι σχετικά φθηνοί και, επιπλέον, το επίπεδο θορύβου στις εικόνες που λαμβάνονται με τη βοήθειά τους είναι μικρότερο.

Μήτρα τύπου CCD

Στους πίνακες τύπου CMOS (CMOS), οι πληροφορίες διαβάζονται ξεχωριστά από κάθε κελί. Κάθε pixel ορίζεται με συντεταγμένες, οι οποίες σας επιτρέπουν να χρησιμοποιήσετε τη μήτρα για μέτρηση έκθεσης και αυτόματη εστίαση.

Πίνακας CMOS

Οι τύποι μητρών που περιγράφονται είναι μονοστρωματικοί, αλλά υπάρχουν και τριών επιπέδων, όπου κάθε κύτταρο αντιλαμβάνεται ταυτόχρονα τρία χρώματα, διακρίνοντας διαφορετικά χρωματικά ρεύματα χρώματος ανά μήκος κύματος.

Μήτρα τριών επιπέδων

Ο επεξεργαστής της κάμερας έχει ήδη αναφερθεί παραπάνω - είναι υπεύθυνος για όλες τις διαδικασίες που καταλήγουν σε μια εικόνα. Ο επεξεργαστής καθορίζει τις παραμέτρους έκθεσης και αποφασίζει ποιες από αυτές πρέπει να εφαρμοστούν σε μια δεδομένη κατάσταση. Η ποιότητα των φωτογραφιών και η ταχύτητα της κάμερας εξαρτώνται από τον επεξεργαστή και το λογισμικό.

Με το κλικ του κλείστρου

Το κλείστρο μετρά το χρόνο που το φως εκτίθεται στον αισθητήρα (ταχύτητα κλείστρου). Στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, αυτός ο χρόνος μετριέται σε κλάσματα δευτερολέπτου - όπως λένε, και δεν θα έχετε χρόνο να αναβοσβήσετε. Στις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές SLR, όπως και στις φωτογραφικές μηχανές φιλμ, το κλείστρο αποτελείται από δύο αδιαφανείς κουρτίνες που καλύπτουν τον αισθητήρα. Εξαιτίας αυτών των κουρτινών στις ψηφιακές SLR, είναι αδύνατη η προβολή της οθόνης - τελικά, η μήτρα είναι κλειστή και δεν μπορεί να μεταδώσει την εικόνα στην οθόνη.

Στις συμπαγείς κάμερες, η μήτρα δεν καλύπτεται από κλείστρο και επομένως μπορείτε να συνθέσετε το πλαίσιο σύμφωνα με την οθόνη

Όταν πατηθεί το κουμπί κλείστρου, οι κουρτίνες οδηγούνται από ελατήρια ή ηλεκτρομαγνήτες, επιτρέποντας στο φως να εισέλθει και να σχηματιστεί μια εικόνα στον αισθητήρα - έτσι λειτουργεί ένα μηχανικό κλείστρο. Αλλά οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές έχουν επίσης ηλεκτρονικά παντζούρια - χρησιμοποιούνται σε συμπαγείς φωτογραφικές μηχανές. Ένα ηλεκτρονικό κλείστρο, σε αντίθεση με το μηχανικό, δεν μπορεί να αγγιχτεί με τα χέρια σας, είναι, γενικά, εικονικό. Η μήτρα των συμπαγών καμερών είναι πάντα ανοιχτή (γι' αυτό μπορείτε να συνθέσετε μια λήψη ενώ κοιτάτε την οθόνη και όχι μέσα από το σκόπευτρο), αλλά όταν πατηθεί το κουμπί κλείστρου, το πλαίσιο εκτίθεται για τον καθορισμένο χρόνο έκθεσης και στη συνέχεια εγγεγραμμένο στη μνήμη. Λόγω του γεγονότος ότι τα ηλεκτρονικά παντζούρια δεν έχουν κουρτίνες, οι ταχύτητες κλείστρου τους μπορεί να είναι εξαιρετικά μικρές.

Ας εστιάσουμε

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ίδια η μήτρα χρησιμοποιείται συχνά για αυτόματη εστίαση. Γενικά, υπάρχουν δύο τύποι αυτόματης εστίασης - ενεργητική και παθητική.

Για ενεργή αυτόματη εστίαση, η κάμερα απαιτεί πομπό και δέκτη υπέρυθρων ή υπερήχων. Το σύστημα υπερήχων μετρά την απόσταση από ένα αντικείμενο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ηχοεντοπισμού του ανακλώμενου σήματος. Η παθητική εστίαση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο εκτίμησης αντίθεσης. Ορισμένες επαγγελματικές κάμερες συνδυάζουν και τους δύο τύπους εστίασης.

Κατ 'αρχήν, ολόκληρη η περιοχή του αισθητήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εστίαση και αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να τοποθετούν δεκάδες ζώνες εστίασης σε αυτόν, καθώς και να χρησιμοποιούν ένα "πλωτό" σημείο εστίασης, το οποίο ο χρήστης μπορεί να τοποθετήσει όπου θέλει.

Κατά της παραμόρφωσης

Είναι ο φακός που σχηματίζει την εικόνα στη μήτρα. Ένας φακός αποτελείται από πολλούς φακούς - τρεις ή περισσότερους. Ένας φακός δεν μπορεί να δημιουργήσει τέλεια εικόνα - θα παραμορφωθεί στις άκρες (αυτό ονομάζεται εκτροπή). Σε γενικές γραμμές, η δέσμη φωτός θα πρέπει να πηγαίνει απευθείας στον αισθητήρα χωρίς να διασκορπίζεται στην πορεία. Σε κάποιο βαθμό, αυτό διευκολύνεται από το διάφραγμα - μια στρογγυλή πλάκα με μια τρύπα στη μέση, που αποτελείται από πολλές λεπίδες. Αλλά δεν μπορείτε να κλείσετε πολύ το διάφραγμα - εξαιτίας αυτού, η ποσότητα του φωτός που εισέρχεται στον αισθητήρα μειώνεται (η οποία χρησιμοποιείται κατά τον προσδιορισμό της επιθυμητής έκθεσης). Εάν συναρμολογήσετε πολλούς φακούς σε σειρά με διαφορετικά χαρακτηριστικά, οι παραμορφώσεις που δημιουργούνται μαζί θα είναι πολύ λιγότερες από τις εκτροπές καθενός από αυτούς ξεχωριστά. Όσο περισσότεροι φακοί, τόσο λιγότερη εκτροπή και τόσο λιγότερο φως χτυπά τον αισθητήρα. Άλλωστε, το γυαλί, όσο διαφανές και αν μας φαίνεται, δεν μεταδίδει όλο το φως - κάποιο μέρος διασκορπίζεται, κάποιο ανακλάται. Για να διασφαλιστεί ότι οι φακοί μεταδίδουν όσο το δυνατόν περισσότερο φως, επικαλύπτονται με ειδική αντιανακλαστική επίστρωση. Αν κοιτάξετε τον φακό της κάμερας, θα δείτε ότι η επιφάνεια του φακού λαμπυρίζει με ένα ουράνιο τόξο - πρόκειται για αντιανακλαστική επίστρωση.

Οι φακοί βρίσκονται μέσα στο φακό περίπου έτσι

Ένα από τα χαρακτηριστικά ενός φακού είναι το διάφραγμα, η τιμή του μέγιστου ανοιχτού διαφράγματος. Υποδεικνύεται στον φακό, για παράδειγμα, ως εξής: 28/2, όπου 28 είναι η εστιακή απόσταση και 2 είναι η αναλογία διαφράγματος. Για έναν φακό ζουμ, οι σημάνσεις μοιάζουν με αυτό: 14-45/3,5-5,8. Δύο τιμές διαφράγματος υποδεικνύονται για ζουμ, καθώς έχουν διαφορετικές ελάχιστες τιμές διαφράγματος σε ευρυγώνιο και τηλεφακό. Δηλαδή, σε διαφορετικά εστιακά μήκη η αναλογία διαφράγματος θα είναι διαφορετική.

Η εστιακή απόσταση, η οποία υποδεικνύεται σε όλους τους φακούς, είναι η απόσταση από τον μπροστινό φακό έως τον δέκτη φωτός (στην περίπτωση αυτή, τη μήτρα). Η εστιακή απόσταση καθορίζει τη γωνία θέασης του φακού και το, ας πούμε, εύρος του, δηλαδή πόσο μακριά «βλέπει». Οι ευρυγώνιοι φακοί απομακρύνουν την εικόνα από την κανονική μας όραση, ενώ οι τηλεφακοί την φέρνουν πιο κοντά και έχουν μικρή γωνία θέασης.

Η γωνία θέασης ενός φακού δεν εξαρτάται μόνο από την εστιακή του απόσταση, αλλά και από τη διαγώνιο του δέκτη φωτός. Για φωτογραφικές μηχανές με φιλμ 35 mm, ένας φακός με εστιακή απόσταση 50 mm θεωρείται κανονικός (δηλαδή αντιστοιχεί περίπου στη γωνία θέασης του ανθρώπινου ματιού). Οι φακοί με μικρότερη εστιακή απόσταση είναι «ευρυγώνιοι» και όσοι έχουν μεγαλύτερη εστιακή απόσταση είναι «τηλεφακός».

Το αριστερό μέρος της κάτω επιγραφής στο φακό είναι η εστιακή απόσταση του ζουμ, το δεξί είναι ο λόγος διαφράγματος

Εδώ έγκειται το πρόβλημα, λόγω του οποίου το ισοδύναμο για 35 mm υποδεικνύεται συχνά δίπλα στην εστιακή απόσταση ενός ψηφιακού φακού. Η διαγώνιος της μήτρας είναι μικρότερη από τη διαγώνιο του πλαισίου των 35 mm και επομένως είναι απαραίτητο να "μετατραπούν" οι αριθμοί σε ένα πιο οικείο ισοδύναμο. Λόγω αυτής της ίδιας αύξησης της εστιακής απόστασης, η λήψη ευρείας γωνίας καθίσταται σχεδόν αδύνατη σε κάμερες SLR με φακούς "φιλμ". Ένας φακός με εστιακή απόσταση 18 mm σε μια φωτογραφική μηχανή φιλμ είναι ένας υπερευρυγώνιος φακός, αλλά σε μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή η ισοδύναμη εστιακή του απόσταση θα είναι περίπου 30 mm ή και μεγαλύτερη. Όσον αφορά τους τηλεφακούς, η αύξηση της «εμβέλειάς» τους ωφελεί μόνο τους φωτογράφους, επειδή ένας κανονικός φακός με εστιακή απόσταση, ας πούμε, 400 mm είναι αρκετά ακριβός.

Σκόπευτρο

Στις φωτογραφικές μηχανές με φιλμ, μπορείτε να συνθέσετε μόνο ένα καρέ χρησιμοποιώντας το σκόπευτρο. Οι ψηφιακές σάς επιτρέπουν να το ξεχάσετε εντελώς, καθώς στα περισσότερα μοντέλα είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείτε την οθόνη για αυτό. Ορισμένες πολύ συμπαγείς κάμερες δεν έχουν καθόλου σκόπευτρο, απλώς και μόνο επειδή δεν υπάρχει χώρος για μία.

Το πιο σημαντικό πράγμα για ένα σκόπευτρο είναι τι μπορείτε να δείτε μέσα από αυτό. Για παράδειγμα, οι κάμερες SLR ονομάζονται έτσι ακριβώς λόγω των σχεδιαστικών χαρακτηριστικών του εικονοσκοπίου. Η εικόνα μέσω του φακού μεταδίδεται μέσω ενός συστήματος κατόπτρων στο σκόπευτρο και έτσι ο φωτογράφος βλέπει την πραγματική περιοχή του κάδρου. Κατά τη λήψη, όταν ανοίγει το κλείστρο, ο καθρέφτης που το εμποδίζει ανεβαίνει και αφήνει το φως να περάσει στον ευαίσθητο αισθητήρα. Τέτοια σχέδια, φυσικά, αντιμετωπίζουν τέλεια τα καθήκοντά τους, αλλά καταλαμβάνουν πολύ χώρο και επομένως είναι εντελώς ανεφάρμοστα σε συμπαγείς κάμερες.

Έτσι η εικόνα μέσω του συστήματος καθρέφτη μπαίνει στο σκόπευτρο μιας κάμερας SLR

Οι συμπαγείς κάμερες χρησιμοποιούν οπτικά σκόπευτρα πραγματικής όρασης. Αυτό είναι, χοντρικά, μια διαμπερής τρύπα στο σώμα της κάμερας. Ένα τέτοιο σκόπευτρο δεν καταλαμβάνει πολύ χώρο, αλλά η επισκόπηση του δεν αντιστοιχεί σε αυτό που «βλέπει» ο φακός.

Υπάρχουν επίσης κάμερες ψευδο-καθρέφτη με ηλεκτρονικά σκόπευτρα. Τέτοια σκόπευτρα έχουν μια μικρή οθόνη, η εικόνα στην οποία μεταφέρεται απευθείας από τη μήτρα - ακριβώς όπως σε μια εξωτερική οθόνη.

Λάμψη

Το φλας, μια πηγή παλμικού φωτός, είναι γνωστό ότι χρησιμοποιείται για φωτισμό όπου ο κύριος φωτισμός δεν είναι αρκετός. Τα ενσωματωμένα φλας συνήθως δεν είναι πολύ δυνατά, αλλά η ώθησή τους είναι αρκετή για να φωτίσει το προσκήνιο. Σε ημι-επαγγελματικές και επαγγελματικές κάμερες υπάρχει επίσης μια επαφή για τη σύνδεση ενός πολύ πιο ισχυρού εξωτερικού φλας, που ονομάζεται "hot shoe".

Αυτά είναι, σε γενικές γραμμές, τα βασικά στοιχεία και αρχές λειτουργίας μιας ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής. Συμφωνώ, όταν γνωρίζετε πώς λειτουργεί η συσκευή, είναι ευκολότερο να επιτύχετε αποτελέσματα υψηλής ποιότητας.

> Πώς λειτουργεί μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή

Μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή συλλαμβάνει το φως και το εστιάζει μέσω ενός φακού σε έναν αισθητήρα από πυρίτιο. Αποτελείται από ένα πλέγμα μικρών φωτοκυττάρων που είναι ευαίσθητα στο φως. Κάθε φωτοκύτταρο ονομάζεται pixel, συντομογραφία για το στοιχείο εικόνας. Εκατομμύρια από αυτά τα μεμονωμένα pixel βρίσκονται στον αισθητήρα μιας ψηφιακής κάμερας SLR.

Μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή δειγματίζει το φως του κόσμου μας, ή του διαστήματος, χωρικά, τονικά και χρονικά. Η χωρική δειγματοληψία σημαίνει ότι η εικόνα της κάμερας χωρίζεται σε ένα ορθογώνιο πλέγμα pixel. Η δειγματοληψία τόνου σημαίνει ότι οι συνεχώς μεταβαλλόμενοι τόνοι φωτεινότητας στη φύση αναλύονται σε διακριτά βήματα τόνου. Αν υπάρχουν αρκετά δείγματα, τόσο χωρικά όσο και τονικά, τα αντιλαμβανόμαστε ως αληθινή αναπαράσταση της αρχικής σκηνής. Ο χρόνος δειγματοληψίας σημαίνει ότι λαμβάνουμε έκθεση μιας δεδομένης διάρκειας.

Τα μάτια μας αντιλαμβάνονται επίσης τον κόσμο με βάση μερικά δέκατα του δευτερολέπτου όταν η ποσότητα του φωτός είναι ίδια με εκείνη της ημέρας. Σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, η έκθεση των ματιών ή ο χρόνος ενσωμάτωσης μπορεί να αυξηθεί σε αρκετά δευτερόλεπτα. Αυτός είναι ο λόγος που μπορούμε να δούμε περισσότερες λεπτομέρειες με ένα τηλεσκόπιο αν κοιτάξουμε ένα αχνό αντικείμενο για πολλή ώρα.

Το μάτι είναι ένας σχετικά ευαίσθητος ανιχνευτής. Μπορεί να ανιχνεύσει ένα μόνο φωτόνιο, αλλά αυτή η πληροφορία δεν μεταδίδεται στον εγκέφαλο επειδή δεν υπερβαίνει το ελάχιστο όριο αναλογίας σήματος προς θόρυβο στο κύκλωμα φιλτραρίσματος θορύβου στο οπτικό σύστημα. Αυτό το κατώφλι προκαλεί την άφιξη πολλών φωτονίων που καταγράφονται από τον εγκέφαλο. Μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή είναι σχεδόν τόσο ευαίσθητη όσο το μάτι, και οι δύο είναι πολύ πιο ευαίσθητες από το φωτογραφικό φιλμ, το οποίο απαιτεί πολλά φωτόνια για να ανιχνευθεί.

Αυτά τα δείγματα μεγάλου χρόνου έκθεσης είναι που κάνουν πραγματικά δυνατή τη μαγεία της ψηφιακής αστροφωτογραφίας. Η πραγματική δύναμη ενός ψηφιακού αισθητήρα προέρχεται από την ικανότητά του να ενσωματώνει ή να συλλέγει φωτόνια για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους από τα μάτια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορούμε να καταγράψουμε δεδομένα σε μεγάλες εκθέσεις που είναι αόρατες στο μάτι, ακόμη και μέσω ενός μεγάλου τηλεσκοπίου.

Κάθε φωτοευαίσθητο στοιχείο σε ένα τσιπ CCD ή CMOD αποτελείται από μια φωτοευαίσθητη περιοχή κρυσταλλικού πυριτίου σε μια φωτοδίοδο που απορροφά φωτόνια και απελευθερώνει ηλεκτρόνια μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Τα ηλεκτρόνια συσσωρεύονται στο δυναμικό καθώς και ένα ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο συσσωρεύεται σε όλη τη διάρκεια της έκθεσης. Το φορτίο που δημιουργείται είναι ανάλογο με τον αριθμό των φωτονίων που χτυπούν τον αισθητήρα. Αυτό το ηλεκτρικό φορτίο μεταφέρεται και μετατρέπεται σε αναλογική τάση, η οποία ενισχύεται και στη συνέχεια αποστέλλεται σε έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό όπου ψηφιοποιείται (μετατρέπεται σε αριθμό).

Οι αισθητήρες CCD και CMOD λειτουργούν παρόμοια μεταξύ τους στην απορρόφηση φωτονίων, τη δημιουργία ηλεκτρονίων και την αποθήκευση ηλεκτρονίων, αλλά διαφέρουν ως προς τον τρόπο μεταφοράς του φορτίου και τη μετατροπή του σε τάση. Και τα δύο έχουν ψηφιακή έξοδο.

Ολόκληρο το αρχείο ψηφιακής εικόνας είναι μια συλλογή αριθμών που αντιπροσωπεύουν τις τιμές φωτεινότητας και θέσης για κάθε τετράγωνο του πίνακα. Αυτοί οι αριθμοί αποθηκεύονται σε ένα αρχείο με το οποίο μπορούν να λειτουργήσουν οι υπολογιστές μας.

Δεν είναι όλα τα pixel ευαίσθητα στο φως, μόνο αυτά της φωτοδίοδος. Το ποσοστό των pixel που είναι ευαίσθητα στο φως ονομάζεται συντελεστής πλήρωσης. Για ορισμένους αισθητήρες, όπως το CMOD, ο συντελεστής πλήρωσης μπορεί να είναι μόνο 30 έως 40 τοις εκατό της συνολικής επιφάνειας φωτοκυττάρων. Η υπόλοιπη περιοχή στον αισθητήρα CMOD αποτελείται από ηλεκτρονικά κυκλώματα όπως ενισχυτές και κυκλώματα μείωσης θορύβου.

Επειδή η φωτοευαίσθητη περιοχή είναι μικρή σε σύγκριση με το μέγεθος των pixel, η συνολική ευαισθησία του τσιπ μειώνεται. Για να αυξήσουν τον παράγοντα πλήρωσης, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν μικροφακούς για να κατευθύνουν τα φωτόνια που χτυπούν σε μη ευαίσθητες περιοχές και περνούν απαρατήρητα στη φωτοδίοδο.

Τα ηλεκτρόνια παράγονται εφόσον τα φωτόνια επηρεάζουν τον αισθητήρα κατά τη διάρκεια της έκθεσης ή της ολοκλήρωσης. Αποθηκεύονται σε πηγάδι δυναμικού μέχρι το τέλος της ακτινοβόλησης. Το μέγεθος του φρεατίου ονομάζεται συνολική χωρητικότητα και αυτό καθορίζει πόσα ηλεκτρόνια μπορούν να συλλεχθούν πριν γεμίσει και εγγραφεί πλήρως το φρεάτιο. Σε ορισμένους αισθητήρες, αφού γεμίσουν ένα φρεάτιο, τα ηλεκτρόνια μπορούν να εξαπλωθούν σε παρακείμενα φρεάτια, προκαλώντας άνθηση που είναι ορατές ως κάθετες κορυφές σε φωτεινά αστέρια. Ορισμένες κάμερες έχουν δυνατότητες anti-hueing για τη μείωση ή την πρόληψη αυτού του φαινομένου. Οι περισσότερες κάμερες DSLR ελέγχουν πολύ καλά και αυτό δεν είναι πρόβλημα για την αστροφωτογραφία.

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που μπορούν να συσσωρευτούν στο φρεάτιο καθορίζει το δυναμικό εύρος του αισθητήρα και επίσης το εύρος φωτεινότητας από το μαύρο έως το λευκό, όπου η κάμερα μπορεί να καταγράψει λεπτομέρειες τόσο σε αμυδρές όσο και σε φωτεινές περιοχές της σκηνής. Μετά τη διόρθωση θορύβου, ένας αισθητήρας με μεγαλύτερη χωρητικότητα έχει συνήθως μεγαλύτερο δυναμικό εύρος. Ο αισθητήρας χαμηλού θορύβου συμβάλλει στη βελτίωση της δυναμικής εμβέλειας και βελτιώνει τη λεπτομέρεια σε περιοχές με χαμηλό φωτισμό.

Δεν θα ανιχνευθεί κάθε φωτόνιο που χτυπά τον ανιχνευτή. Η ποσότητα που θα καταγραφεί καθορίζεται από την κβαντική απόδοση του αισθητήρα. Η κβαντική απόδοση μετριέται ως ποσοστό. Εάν ένας αισθητήρας έχει κβαντική απόδοση 40 τοις εκατό, αυτό σημαίνει ότι τέσσερα στα δέκα φωτόνια που χτυπούν τον αισθητήρα θα ανιχνευθούν και θα μετατραπούν σε ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με τον Roger N. Clarke, η κβαντική απόδοση στις σύγχρονες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές SLR κυμαίνεται από 20 έως 50 τοις εκατό, ανάλογα με το μήκος κύματος. Οι κορυφαίες αστρονομικές κάμερες CCD μπορούν να έχουν κβαντική απόδοση έως και 80 τοις εκατό ή περισσότερο, αν και αυτό ισχύει για εικόνες σε κλίμακα του γκρι.

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που συλλέγονται στο φρεάτιο είναι ανάλογος με τον αριθμό των φωτονίων που ανιχνεύονται. Τα ηλεκτρόνια στο φρεάτιο στη συνέχεια μετατρέπονται σε τάση. Αυτή η φόρτιση είναι ένα αναλογικό σήμα (μεταβαλλόμενο συνεχώς) και είναι συνήθως πολύ μικρό και πρέπει να ενισχυθεί πριν ψηφιοποιηθεί. Ο ενισχυτής εξόδου εκτελεί αυτή τη λειτουργία αντιστοιχίζοντας το εύρος τάσης εξόδου του αισθητήρα με το εύρος τάσης εισόδου του μετατροπέα AD. Ο μετατροπέας AD μετατρέπει αυτά τα δεδομένα σε δυαδικό αριθμό.

Όταν ο μετατροπέας AD ψηφιοποιεί το δυναμικό εύρος, το αναλύει με σταδιακό τρόπο. Ο συνολικός αριθμός βημάτων καθορίζεται από το βάθος bit του μετατροπέα. Οι περισσότερες κάμερες DSLR λειτουργούν σε τονικό βάθος 12 bit (4096 βήματα).

Η έξοδος του αισθητήρα ονομάζεται τεχνικά αναλογική προς ψηφιακή μονάδα (ADU) ή ψηφιακός αριθμός (DN). Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο ADU καθορίζεται από το κέρδος του συστήματος. Ένα κέρδος 4 σημαίνει ότι ο μετατροπέας AD ψηφιοποιεί το σήμα έτσι ώστε κάθε ADU να αντιστοιχεί σε 4 ηλεκτρόνια.

Η κατηγορία έκθεσης ISO αντιστοιχεί στην κατηγορία ταχύτητας φιλμ. Αυτή είναι μια γενική εκτίμηση της ευαισθησίας στο φως. Οι αισθητήρες ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής έχουν μόνο μία ευαισθησία, αλλά επιτρέπουν διαφορετικές ρυθμίσεις ISO αλλάζοντας το κέρδος της κάμερας. Όταν το κέρδος διπλασιαστεί, ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο ADU μειώνεται κατά 2.

Όταν αυξάνεται το ISO σε μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, λιγότερα ηλεκτρόνια μετατρέπονται σε ένα ADU. Η αύξηση του ISO μειώνει το δυναμικό εύρος. Στο ISO 1600, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο το 1/16 περίπου της πλήρους χωρητικότητας πηγαδιού δυναμικού του αισθητήρα. Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για την αστρονομική απεικόνιση αμυδρά αντικειμένων από τα οποία διαφορετικά δεν μπορούν να συλλεχθούν ηλεκτρόνια για να γεμίσουν ένα πηγάδι δυναμικού. Η κάμερα μετατρέπει μόνο έναν μικρό αριθμό ηλεκτρονίων από αυτά τα σπάνια φωτόνια και χαρτογραφεί αυτό το περιορισμένο δυναμικό εύρος στο πλήρες βάθος bit, επιτρέποντας μεγαλύτερη διαφοροποίηση μεταξύ των βημάτων. Παρέχει επίσης περισσότερα βήματα για να εργαστείτε με αυτά τα αδύναμα δεδομένα όταν αυτά τεντώνονται αργότερα κατά την επεξεργασία για να αυξήσετε την αντίθεση και την ορατότητα.

Για κάθε εικονοστοιχείο στον αισθητήρα, τα δεδομένα φωτεινότητας, που αντιπροσωπεύονται από έναν αριθμό από το 0 έως το 4095 για τον μετατροπέα AD 12-bit, μαζί με τις συντεταγμένες θέσης εικονοστοιχείων, αποθηκεύονται σε ένα αρχείο. Αυτά τα δεδομένα ενδέχεται να αποθηκευτούν προσωρινά στην ενσωματωμένη προσωρινή μνήμη της κάμερας πριν εγγραφούν στην αφαιρούμενη κάρτα μνήμης της κάμερας.

Αυτό το αρχείο αριθμών ανακατασκευάζεται σε εικόνα όταν εμφανίζεται σε οθόνη υπολογιστή ή εκτυπώνεται.

Αυτοί είναι οι αριθμοί που παράγονται από τη διαδικασία ψηφιοποίησης με τους οποίους μπορούμε να εργαστούμε στους υπολογιστές μας. Οι αριθμοί αναπαρίστανται ως bit και η αναπαράσταση είναι "δυαδικά ψηφία". Τα bit χρησιμοποιούν τη βάση 2 στο δυαδικό σύστημα αριθμών, όπου υπάρχουν μόνο τα ψηφία ένα και το μηδέν, αντί για τη βάση 10, όπου υπάρχουν ψηφία από το 0 έως το 9, με το οποίο συνήθως εργαζόμαστε. Οι υπολογιστές χρησιμοποιούν δυαδικούς αριθμούς επειδή τα τρανζίστορ από τα οποία είναι κατασκευασμένα έχουν μόνο δύο καταστάσεις, ενεργοποίηση και απενεργοποίηση, οι οποίες αντιπροσωπεύονται από τους αριθμούς ένα και μηδέν, αντίστοιχα. Όλοι οι αριθμοί μπορούν να αναπαρασταθούν με αυτόν τον τρόπο. Αυτό είναι που κάνει τους υπολογιστές τόσο ισχυρούς στην εργασία με αριθμούς, τα τρανζίστορ το κάνουν πολύ γρήγορα.

Χωρική δειγματοληψία

Το φωτοευαίσθητο στοιχείο στη μήτρα της κάμερας αντιστοιχεί ένα προς ένα με τα εικονοστοιχεία στην ψηφιακή εικόνα όταν εξάγεται. Πολλοί άνθρωποι αναφέρονται επίσης σε αυτά τα στοιχεία σε έναν αισθητήρα κάμερας με τον γενικό όρο "pixels". Αυτά τα στοιχεία είναι διατεταγμένα σε μια ορθογώνια διάταξη. Στην Canon 20D, η συστοιχία είναι 3504 x 2336 pixel, για συνολικά 8,2 εκατομμύρια pixel. Αυτό το πλέγμα μπορεί να θεωρηθεί ως μια σκακιέρα όπου κάθε τετράγωνο είναι πολύ μικρό. Τα τετράγωνα είναι τόσο μικρά που όταν τα δει κανείς από απόσταση ξεγελούν το μάτι και τον εγκέφαλο ώστε να πιστεύουν ότι η εικόνα είναι συνεχής. Εάν μεγεθύνετε οποιαδήποτε ψηφιακή εικόνα αρκετά μεγάλη, θα μπορείτε να δείτε τα μεμονωμένα pixel. Όταν συμβαίνει αυτό, ονομάζουμε την εικόνα "θολή".

Μια έγχρωμη εικόνα αποτελείται στην πραγματικότητα από τρία ξεχωριστά κανάλια, ένα για το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε. Λόγω του τρόπου με τον οποίο το μάτι και ο εγκέφαλος αντιλαμβάνονται το χρώμα, όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου μπορούν να δημιουργηθούν από αυτά τα τρία βασικά χρώματα.

Αν και μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή μπορεί να καταγράψει 12 bit ή 4096 βήματα πληροφοριών φωτεινότητας, σχεδόν όλες οι συσκευές εξόδου μπορούν να εμφανίσουν μόνο 8 bit ή 256 βήματα ανά έγχρωμο κανάλι. Τα αρχικά δεδομένα εισόδου 12 bit (2 στη 12η ισχύ = 4096) πρέπει να μετατραπούν σε δεδομένα 8 bit (2 στην 8η ισχύ = 256) για έξοδο.

Στο παραπάνω παράδειγμα, το ονομαστικό pixel έχει επίπεδο φωτεινότητας 252 στο κόκκινο κανάλι, 231 στο πράσινο κανάλι και 217 στο μπλε κανάλι σήματος. Η φωτεινότητα κάθε χρώματος μπορεί να κυμαίνεται από 0 έως 255, με 256 συνολικά βήματα σε κάθε κανάλι χρώματος όταν εμφανίζεται σε οθόνη υπολογιστή ή για έξοδο σε επιτραπέζιο εκτυπωτή. Το μηδέν δείχνει καθαρό μαύρο και το 255 δείχνει καθαρό λευκό.

256 χρώματα το καθένα από το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε μπορεί να μην φαίνονται πολλά, αλλά στην πραγματικότητα είναι ένας τεράστιος αριθμός, επειδή τα 256 x 256 x 256 είναι πάνω από 16 εκατομμύρια μεμονωμένα χρώματα.

Δειγματοληψία τόνου

Το φως και οι τόνοι στον κόσμο αλλάζουν συνεχώς. Μετά το ηλιοβασίλεμα σε μια καθαρή μέρα, ο δυτικός ουρανός ποικίλλει από φωτεινό κοντά στον ορίζοντα έως βαθύ μπλε από πάνω. Αυτές οι αποχρώσεις του μπλε αλλάζουν συνεχώς. Μεταβαίνουν ομαλά από το φως στο σκοτάδι.

Οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, όταν μετρούν το φως, σπάνε τα συνεχώς μεταβαλλόμενα σήματα του σε διακριτά βήματα που μπορούν να αναπαρασταθούν με αριθμούς (ψηφία). Ψηφιοποιούν την εικόνα.

64 βήματα

32 βήματα

16 βήματα

Χάρη στον τρόπο που χρησιμοποιεί το οπτικό μας σύστημα, αν διαιρέσουμε τα συνεχή σήματα σε αρκετά μικρά διακριτά βήματα, μπορούμε να ξεγελάσουμε το μάτι ώστε να πιστέψει ότι είναι ένα συνεχές σήμα ακόμα και όταν δεν είναι.

Στα παραπάνω παραδείγματα, μπορούμε να δούμε την επίδραση διαφορετικών αριθμών τόνων καθώς περνάμε από το μαύρο στο άσπρο. Μπορούμε ξεκάθαρα να διαφοροποιήσουμε έναν μικρό αριθμό τόνων ως ασυνέχειες. Όταν όμως ο αριθμός αυξάνεται, κάπου γύρω στα 128 βήματα, φαίνονται συνεχείς στην αντίληψή μας.

Υπολογιστές και αριθμοί

Δεδομένου ότι ο υπολογιστής είναι ένα πολύ ισχυρό εργαλείο για τον χειρισμό αριθμών, μπορούμε να εκτελέσουμε διάφορες λειτουργίες σε αυτούς τους αριθμούς γρήγορα και εύκολα.

Για παράδειγμα, η αντίθεση ορίζεται ως η διαφορά στη φωτεινότητα μεταξύ γειτονικών pixel. Για την αντίθεση, πρέπει να υπάρχει διαφορά, ώστε ένα pixel να είναι πιο φωτεινό και ένα άλλο pixel πιο σκούρο. Μπορούμε να αυξήσουμε την αντίθεση πολύ εύκολα προσθέτοντας απλώς τον αριθμό των βημάτων φωτεινότητας για το φωτεινό pixel και αφαιρώντας τον αριθμό των βημάτων από την τιμή φωτεινότητας του σκούρου pixel.

Το χρώμα σε μια εικόνα αντιπροσωπεύεται από την τιμή φωτεινότητας ενός pixel σε καθένα από τα τρία κανάλια χρώματος —κόκκινο, πράσινο και μπλε— που συνθέτουν τις πληροφορίες χρώματος. Μπορούμε εξίσου εύκολα να αλλάξουμε το χρώμα ενός pixel, ή μιας ομάδας pixel, απλά αλλάζοντας τον αριθμό.

Μπορούμε να εκτελέσουμε άλλα κόλπα, όπως να αυξήσουμε την φαινομενική ευκρίνεια μιας εικόνας αυξάνοντας την αντίθεση των ορίων των άκρων των αντικειμένων στην εικόνα μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται unsharp masking.

Η αναπαράσταση μιας εικόνας ως αριθμός μας επιτρέπει να την ελέγξουμε πλήρως. Και, δεδομένου ότι μια εικόνα είναι μια συλλογή αριθμών, μπορεί να αντιγραφεί πολλές φορές χωρίς απώλεια ποιότητας.

Γραμμικά ή μη γραμμικά δεδομένα

Η απόκριση εγγραφής ενός ψηφιακού αισθητήρα είναι ανάλογη με τον αριθμό των φωτονίων που τον χτυπούν. Η αντίδραση είναι γραμμική. Σε αντίθεση με το φωτογραφικό φιλμ, οι ψηφιακοί αισθητήρες διπλασιάζουν το καταγεγραμμένο σήμα όταν διπλασιάζεται ο αριθμός των φωτονίων που χτυπούν τον αισθητήρα. Οι ψηφιακοί αισθητήρες είναι επίσης εναλλάξιμοι, όπως και τα περισσότερα φωτογραφικά φιλμ.

Τα δεδομένα που καταγράφονται από τον αισθητήρα CMOS σε μια DSLR και καταγράφονται στο ακατέργαστο αρχείο είναι γραμμικά. Τα γραμμικά δεδομένα τείνουν να φαίνονται πολύ σκοτεινά σε σύγκριση με τις κανονικές φωτογραφίες (δείτε την εικόνα παρακάτω).

Γραμμική καμπύλη

Η ανθρώπινη οπτική αντίληψη της φωτεινότητας περιγράφεται καλύτερα από μια λογαριθμική καμπύλη παρά με μια γραμμική καμπύλη. Άλλες ανθρώπινες αισθήσεις, όπως η ακοή, ακόμη και η γεύση, είναι επίσης λογαριθμικές. Αυτό σημαίνει ότι είμαστε καλύτεροι στο να διακρίνουμε τις διαφορές στο χαμηλό άκρο της αντιληπτικής κλίμακας παρά στο υψηλότερο άκρο. Για παράδειγμα, μπορούμε πολύ εύκολα να διακρίνουμε το βάρος ενός κιλού από δύο κιλά όταν τα σηκώνουμε. Αλλά δυσκολευόμαστε να προσπαθήσουμε να διαφοροποιήσουμε μεταξύ 100 λίβρες και 101 λίβρες. Ωστόσο, η διαφορά είναι η ίδια, ένα κιλό.

Λογαριθμική καμπύλη

Οι κανονικές φωτογραφίες φιλμ καταγράφονται επίσης με μη γραμμικό τρόπο, ο οποίος είναι παρόμοιος με τον τρόπο που αντιλαμβάνονται οι άνθρωποι. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορούμε να κρατήσουμε τη διαφάνεια μέχρι το φως και φαίνεται σαν μια λογική αναπαράσταση της αρχικής σκηνής χωρίς πρόσθετες τροποποιήσεις.

Επειδή το ανθρώπινο οπτικό αντιληπτικό σύστημα δεν λειτουργεί με γραμμικό τρόπο, πρέπει να εφαρμόζεται ένας μη γραμμικός νόμος κατά την «έκταση» των γραμμικών δεδομένων από μια φωτογραφική μηχανή DSLR, έτσι ώστε η τονικότητα των φωτογραφιών να ταιριάζει καλύτερα με την οπτική μας αντίληψη. Αυτές οι μη γραμμικές διορθώσεις γίνονται από λογισμικό μέσα στην κάμερα όταν η εικόνα εγγράφεται ως αρχείο JPEG. Εάν το ακατέργαστο αρχείο έχει αποθηκευτεί στην κάμερα, αυτές οι μη γραμμικές προσαρμογές γίνονται σε λογισμικό αργότερα, όταν τα δεδομένα ανοίγουν σε ένα πρόγραμμα απεικόνισης.

Στα παραδείγματα των εικόνων που εμφανίζονται παραπάνω, ένα στιγμιότυπο οθόνης του διαλόγου Curves του Photoshop συμπεριλήφθηκε στην εικόνα, ώστε να μπορούμε να δούμε τη σύγκριση μεταξύ γραμμικών δεδομένων και των ίδιων δεδομένων με μη γραμμικές προσαρμογές. Η καμπύλη στη σκοτεινή εικόνα είναι γραμμική, δηλαδή μια ευθεία γραμμή. Η καμπύλη στην εικόνα φωτός εμφανίζεται με τέντωμα, το οποίο θα πρέπει να εφαρμοστεί στα δεδομένα για να γίνει πιο κοντά στην οπτική μας αντίληψη.

Η καμπύλη αντιπροσωπεύει τις τιμές φωτεινότητας εισόδου και εξόδου των pixel στην εικόνα. Τα μαύρα βρίσκονται στην κάτω αριστερή γωνία και τα λευκά στην επάνω δεξιά γωνία. Γκρι τόνοι ενδιάμεσα. Όταν η γραμμή είναι ευθεία, ένα σήμα εισόδου που τρέχει οριζόντια κατά μήκος του κάτω μέρους ταιριάζει με ένα σήμα εξόδου που τρέχει κάθετα κατά μήκος της αριστερής πλευράς.

Το ένθετο δείχνει ότι όταν μια ευθεία γραμμή τραβιέται προς τα πάνω έτσι ώστε να αυξάνεται η κλίση της, η αντίθεση αυτού του τμήματος της καμπύλης και των αντίστοιχων τόνων στην εικόνα αυξάνεται. Στο παράδειγμα που απεικονίζεται παραπάνω, μπορείτε να δείτε ότι ο τόνος σε αυτό το σημείο είναι πολύ πιο εύκολο να δημιουργηθεί. Όλοι οι τόνοι της εικόνας κάτω από αυτό το σημείο της καμπύλης, και οι αντίστοιχοι τόνοι στην εικόνα, τεντώνονται και η αντίθεσή τους αυξάνεται.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι σημαντικό να εργάζεστε με μεγάλο βάθος bit όταν εργάζεστε με ακατέργαστες εικόνες. Λόγω της έντονης έντασης και της αυξημένης αντίθεσης που απαιτείται, οι τόνοι τεντώνονται. Εάν έχουμε πολλούς τόνους και το βάθος του υψηλού τόνου το επιτρέπει, τότε μπορούν να ανακατανεμηθούν ομαλά. Εάν δεν έχουμε αρκετούς τόνους για να δουλέψουμε, κινδυνεύουμε με αφίσες και λωρίδες κατά την επέκταση των δεδομένων.

Σε μια φωτεινή εικόνα, η κλίση της κορυφής της καμπύλης μειώνεται στις φωτεινές περιοχές της εικόνας. Αυτό συμπιέζει τους τόνους και μειώνει την αντίθεση αυτών των τόνων στην εικόνα.

Αυτό είναι που επιτρέπει την πρόσβαση σε αυτά τα δεδομένα σε γραμμική μορφή σε μεγάλο βάθος bit, κάτι που κάνει τις εικόνες από DSLR και CCD τόσο ισχυρές για τη δημιουργία αστροφωτογραφίας. Αυτό μας επιτρέπει να αφαιρέσουμε το φόντο του ουρανού και τη φωτορύπανση. Αυτό μας δίνει τη δυνατότητα να ελέγχουμε μη γραμμικές προσαρμογές και να τεντώνουμε τα δεδομένα. Αυτές οι ρυθμίσεις αναδεικνύουν λεπτομέρειες αστρονομικών αντικειμένων που είναι κρυμμένα βαθιά σε αυτό που θεωρούμε ως σκιώδεις περιοχές μιας κανονικής φωτογραφίας.

Μετά τη μετάβαση της μετάδοσης από αναλογικό σε ψηφιακό πρότυπο, κατέστη απαραίτητη η αγορά ειδικών συσκευών για παλιές τηλεοράσεις. Όλα τα σύγχρονα μοντέλα δεκτών τηλεόρασης είναι εξοπλισμένα με κατάλληλο δέκτη. Ωστόσο, δεν είναι όλοι έτοιμοι να αλλάξουν την τηλεόρασή τους εξαιτίας αυτού. Γνωρίζοντας πώς λειτουργεί ένας ψηφιακός αποκωδικοποιητής τηλεόρασης και τα χαρακτηριστικά της επιλογής μιας συσκευής, μπορείτε να αγοράσετε μια φθηνή και αποτελεσματική συσκευή.

Σκοπός της συσκευής

Χάρη σε έναν ψηφιακό αποκωδικοποιητή για την τηλεόρασή σας, μπορείτε όχι μόνο να παρακολουθείτε εκπομπές στο νέο πρότυπο, αλλά και να επεκτείνετε σημαντικά τις δυνατότητες του δέκτη της τηλεόρασής σας. Υπάρχει μεγάλος αριθμός μοντέλων προς πώληση, που διαφέρουν ως προς το κόστος και τη λειτουργικότητα. Μεταξύ των βασικών λειτουργιών που εκτελεί ο αποκωδικοποιητής είναι μπορείτε να σημειώσετε:

• Αναπαραγωγή αρχείων πολυμέσων από μονάδα flash που είναι συνδεδεμένη σε θύρα USB.
• Εγγραφή τηλεοπτικής εκπομπής σε μορφή ts σε εξωτερική μονάδα δίσκου.
• Δυνατότητα διακοπής προβολής σε πραγματικό χρόνο.
• Χάρη στη λειτουργία TimeShift, η μετάδοση ενός τηλεοπτικού προγράμματος μπορεί να καθυστερήσει.

Ορισμένα οικονομικά σύγχρονα μοντέλα τηλεόρασης έχουν σημαντικά λιγότερη λειτουργικότητα, αν και είναι εξοπλισμένα με δέκτη DVB-T2. Σε μια τέτοια κατάσταση, η κονσόλα θα μπορεί να επεκτείνει σημαντικά τις δυνατότητές της.

Θα πρέπει επίσης να ειπωθεί για έναν ακόμη τύπο δέκτη - αποκωδικοποιητές Smart TV. Παρέχουν στους χρήστες ακόμη περισσότερες επιλογές.

Αυτές οι συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν με έναν από τους δύο τρόπους:

• Όλα τα αρχεία αποθηκεύονται σε ενσωματωμένα μέσα για την εκτέλεση του απαραίτητου λογισμικού, πρέπει πρώτα να το εγκαταστήσετε.
• Οι υπηρεσίες cloud χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών εργασίας και η συσκευή μπορεί να λειτουργήσει μόνο όταν είναι συνδεδεμένη στο Διαδίκτυο.

Το κύριο πλεονέκτημα των Smart set-top boxes είναι η δυνατότητα πρόσβασης σε διάφορους πόρους στο Διαδίκτυο και εμφάνισης πληροφοριών στην οθόνη της τηλεόρασης.

Τέτοιοι δέκτες μπορούν να εξοπλιστούν με πολλές υποδοχές για τη σύνδεση καρτών μνήμης και να υποστηρίζουν μεγάλο αριθμό μορφών πολυμέσων.

Κριτήρια επιλογής

Θα πρέπει να αναγνωριστεί ότι ένας αποκωδικοποιητής για παρακολούθηση ψηφιακής τηλεόρασης δεν είναι η πιο περίπλοκη οικιακή ηλεκτρονική συσκευή.

Αλλά ακόμη και λαμβάνοντας υπόψη το σχετικά χαμηλό κόστος αυτών των συσκευών, είναι απαραίτητο να κάνετε τη σωστή επιλογή. Υπάρχουν πολλά κριτήρια που πρέπει να έχετε υπόψη σας όταν πηγαίνετε στο κατάστημα.

Πρότυπα εκπομπής

Αυτή η ερώτηση είναι η πιο σημαντική όταν επιλέγετε μια συσκευή. Δεδομένου ότι η Ρωσία χρησιμοποιεί το πρότυπο ψηφιακής τηλεόρασης DVB-T2, Ο αποκωδικοποιητής τηλεόρασης πρέπει να το υποστηρίζει. Αυτή είναι μια καθολική λύση που είναι κατάλληλη για χρήστες σε όλες τις περιοχές της χώρας. Επιπλέον, η ποιότητα εικόνας του DVB-T2 είναι καλύτερη από αυτή του DVB-T1.

Αξίζει επίσης να σημειωθούν δύο ακόμη πρότυπα - DVB-S και DVB-S2. Χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δορυφορικής τηλεόρασης. Εάν ο αποκωδικοποιητής τα υποστηρίζει, τότε ο χρήστης μπορεί να τον συνδέσει σε ένα δορυφορικό πιάτο και να μεταδώσει το λαμβανόμενο σήμα απευθείας στην τηλεόραση χωρίς τη χρήση δέκτη.

Σήμερα, πολλοί πάροχοι καλωδιακής τηλεόρασης χρησιμοποιήστε το πρότυπο DVB-C. Αυτό τους δίνει τη δυνατότητα να κωδικοποιούν το σήμα. Για να αποκτήσετε πρόσβαση σε αυτό, απαιτούνται ειδικές ενότητες. Εάν η συσκευή θα χρησιμοποιηθεί για λήψη καλωδιακής τηλεόρασης, τότε πρέπει να υποστηρίζει αυτό το πρότυπο.

Μέθοδοι σύνδεσης

Εάν αγοραστεί ένας δέκτης για να λειτουργεί με μια παλιά τηλεόραση, τότε πρέπει να έχει τρεις υποδοχές tulip ή RCA. Ένα από αυτά χρησιμοποιείται για την έξοδο βίντεο και τα άλλα δύο μεταδίδουν ήχο σε στερεοφωνική μορφή. Τα περισσότερα μοντέλα αποκωδικοποιητών σήμερα είναι εξοπλισμένα με υποδοχή HDMI. Αυτό είναι ένα σύγχρονο πρότυπο που χρησιμοποιείται για την ταυτόχρονη μετάδοση σημάτων βίντεο και ήχου.

Η παρουσία θυρών USB σημαίνει ότι η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή αναπαραγωγής πολυμέσων. Επιπλέον, σε αυτά είναι συνδεδεμένη μια εξωτερική μονάδα δίσκου για την εγγραφή τηλεοπτικών προγραμμάτων, εάν μια τέτοια λειτουργία υποστηρίζεται από τον αποκωδικοποιητή.

Αξίζει επίσης να δώσετε προσοχή στην έξοδο της κεραίας διέλευσης, χάρη στην οποία μπορείτε να συνδέσετε δύο δέκτες τηλεόρασης στον αποκωδικοποιητή ταυτόχρονα χωρίς τη χρήση διαχωριστών.

Λειτουργικότητα

Δεδομένου ότι οι ψηφιακοί δέκτες είναι σε θέση όχι μόνο να λαμβάνουν σήμα του απαιτούμενου προτύπου, αξίζει να εξοικειωθείτε με τις χρήσιμες λειτουργίες τους. Ένα από αυτά είναι το TimeShift (καθυστερημένη προβολή). Χάρη σε αυτό, μπορείτε να διακόψετε τη μετάδοση μιας τηλεοπτικής εκπομπής και να μην χάσετε μια ενδιαφέρουσα στιγμή.

Αξίζει επίσης να δώσετε προσοχή στην επιλογή Personal Video Recorder (PVR). Με τη βοήθειά του, μπορείτε να εγγράψετε προγράμματα εάν δεν μπορείτε να τα παρακολουθήσετε ζωντανά. Είναι προφανές ότι για αυτό θα χρειαστείτε μια εξωτερική μονάδα δίσκου. Πολλά σύγχρονα μοντέλα κονσόλας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συσκευή αναπαραγωγής πολυμέσων λόγω της υποστήριξής τους σε δημοφιλείς μορφές. Η λειτουργία TV Guide σάς επιτρέπει να μάθετε το εβδομαδιαίο πρόγραμμα προγραμμάτων για όλα τα διαθέσιμα κανάλια.

Δημοφιλείς κονσόλες

Μπορείτε να βρείτε μεγάλο αριθμό αποκωδικοποιητών σε αλυσίδες λιανικής, αλλά μερικές φορές είναι αρκετά δύσκολο να προτιμήσετε ένα ή άλλο μοντέλο, ακόμα κι αν γνωρίζετε τα κριτήρια επιλογής. Μόλις εξοικειωθείτε με την αναθεώρηση των δημοφιλών κονσολών, θα είναι πιο εύκολο να πάρετε μια απόφαση.

Μοντέλο Supra SDT-94

Η συσκευή φαίνεται κομψή και έχει χαμηλό κόστος.

Ο αποκωδικοποιητής παρέχει τη δυνατότητα εγγραφής προγραμμάτων σε μονάδα flash, καθώς και προβολής περιεχομένου πολυμέσων.

Η συσκευή συνδέεται στην τηλεόραση χρησιμοποιώντας "τουλίπες" ή καλώδιο HDMI. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αξίζει να χρησιμοποιήσετε τη δεύτερη επιλογή, καθώς η ποιότητα της εικόνας θα είναι πολύ καλύτερη.

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του μοντέλου είναι:

• Χαμηλό κόστος.
• Αξιόπιστη λήψη σήματος.
• Εύκολο στη ρύθμιση.
• Διαθεσιμότητα υποδοχής HDMI.
• Λειτουργία γονικού ελέγχου.

Αν μιλάμε για τις ελλείψεις, τότε οι πιο συχνά οι χρήστες σημειώνουν ότι ο δέκτης IR δεν λειτουργεί πολύ καλά.

Για να ελέγξετε την κονσόλα, πρέπει κυριολεκτικά να στοχεύσετε το τηλεχειριστήριο σε αυτήν. Αξίζει επίσης να σημειωθούν άλματα εικόνας όταν συνδέεστε σε τηλεόραση χρησιμοποιώντας υποδοχές RCA.

Συσκευή Oriel 963

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του μοντέλου είναι η ευκολία εγκατάστασης. Οι άνθρωποι που δεν γνωρίζουν τίποτα για τις ηλεκτρονικές οικιακές συσκευές θα καταλάβουν γρήγορα τον αποκωδικοποιητή. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι η κονσόλα έχει σώμα από αλουμίνιο. Χάρη σε αυτό, όχι μόνο φαίνεται κομψό, αλλά και δεν υπερθερμαίνεται κατά τη λειτουργία.

Μπορείτε να συνδέσετε όχι μόνο μια μονάδα flash, αλλά και έναν εξωτερικό σκληρό δίσκο στην υποδοχή USB. Η συσκευή διαθέτει ενσωματωμένο πρόγραμμα αναπαραγωγής πολυμέσων που λειτουργεί καλά με όλες τις δημοφιλείς μορφές. Μην ξεχνάτε τη λειτουργία καθυστερημένης προβολής, η οποία μερικές φορές είναι εξαιρετικά απαραίτητη.

Το μοντέλο έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• Δέκτης υπερύθρων υψηλής ευαισθησίας.
• Τα κουμπιά ελέγχου βρίσκονται στον μπροστινό πίνακα.
• Σας επιτρέπει να εγγράψετε τα επιθυμητά τηλεοπτικά προγράμματα.
• Διαθέτει πολλούς συνδέσμους.

Η συσκευή έχει μόνο ένα μειονέκτημα - το μενού δεν είναι το πιο βολικό. Διαφορετικά, δεν υπάρχουν παράπονα για το Oriel 963.

Συσκευή B-Color DC1302

Η συσκευή είναι εύκολη στη χρήση και κάνει εξαιρετική δουλειά στη λήψη σημάτων DVB-T2. Η υποστήριξη για τη μορφή ήχου AC3 κάνει αυτό το μοντέλο μια πραγματική συσκευή αναπαραγωγής πολυμέσων. Το γεγονός είναι ότι σε μεγάλα αρχεία βίντεο ο ήχος εγγράφεται χρησιμοποιώντας αυτόν τον κωδικοποιητή. Τα κουμπιά ελέγχου που βρίσκονται στον μπροστινό πίνακα θα κάνουν την εργασία με τον αποκωδικοποιητή ακόμα πιο βολική.

Να σημειωθεί ότι το B-Color DC 1302 έχει υποστήριξη για κανάλια HD. Η μεταλλική θήκη είναι μια εξαιρετική ψύκτρα και αποτρέπει την υπερθέρμανση της κονσόλας κατά τη λειτουργία. Μεταξύ των ελλείψεων, μπορούμε να σημειώσουμε μόνο το σχετικά μικρό μήκος του καλωδίου τροφοδοσίας, καθώς και ελαφρώς πιο αργή εναλλαγή καναλιού.

Η επιλογή της συσκευής για παρακολούθηση ψηφιακής τηλεόρασης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις ατομικές ανάγκες του χρήστη. Δεν θα πληρώσει κάθε άτομο για πρόσθετες λειτουργίες, επειδή είναι έτοιμο να περιοριστεί μόνο στη βασική. Πριν πάτε στο κατάστημα, θα πρέπει να αποφασίσετε αμέσως για ποιο σκοπό σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε το δέκτη, εκτός από τον κύριο σκοπό του.

Η ψηφιακή τηλεόραση είναι μια σύγχρονη τεχνολογία τηλεοπτικής μετάδοσης που περιλαμβάνει τη μετάδοση τηλεοπτικού ήχου και εικόνων χρησιμοποιώντας κωδικοποίηση βίντεο. Η τηλεόραση που όλοι γνωρίζουμε λέγεται αναλογική και σταδιακά γίνεται ιστορία. Το κύριο μειονέκτημά του: η αστάθεια του σήματος σε διάφορες συνθήκες παρεμβολής και η δυνατότητα παρακολούθησης μόνο μερικών τηλεοπτικών καναλιών. Το ψηφιακό σήμα προστατεύεται από παρεμβολές και επομένως παρέχει ήχο και εικόνα υψηλής ποιότητας. Επιπλέον, σε μία συχνότητα, αντί για αναλογικό κανάλι, μπορεί να εκπέμψει πολλά ψηφιακά ταυτόχρονα. Έτσι, οι θεατές έχουν την ευκαιρία να παρακολουθήσουν διάφορα κανάλια: γενικής μορφής, ψυχαγωγίας, ενημερωτικής, εκπαιδευτικής, παιδικής, μουσικής, αθλητικής, τηλεοπτικής μετάδοσης σειρών και ταινιών.

Πλεονεκτήματα της ψηφιακής τηλεόρασης

Σύμφωνα με τη μέθοδο μετάδοσης, η ψηφιακή τηλεόραση χωρίζεται σε:

1. επίγεια τηλεοπτική μετάδοση σε λειτουργίες DVB-T2 και DVB-T.
2. δορυφορική και καλωδιακή τηλεόραση.

Πλεονεκτήματα της σύνδεσης σε ψηφιακή τηλεόραση:

• μείωση της ισχύος πομπού?
• αύξηση της θορύβου των τηλεοπτικών σημάτων.
• βελτίωση της ποιότητας εικόνας και ήχου σε δέκτες τηλεόρασης.
• σημαντική αύξηση του τηλεοπτικού προγράμματος·
• διαθεσιμότητα διαδραστικών συστημάτων τηλεόρασης·
• η παρουσία πρόσθετων λειτουργιών: "βίντεο κατ' απαίτηση", "εγγραφή του προγράμματος", "επιστροφή στην αρχή του προγράμματος", επιλογή υποτίτλων και γλώσσας.
• τη δυνατότητα δημιουργίας αρχείου εκπομπών κ.λπ.

Οι κεραίες που χρησιμοποιούνται για τη λήψη του σήματος ποικίλλουν επίσης. Κατά την αγορά τους, πρέπει να λάβετε υπόψη την εμβέλεια του σταθμού εκπομπής, τις συνθήκες οπτικής επαφής προς το σταθμό, καθώς και το επίπεδο του μεταδιδόμενου σήματος. Έτσι, οι κεραίες με ύψος ανάρτησης δέκα μέτρα και υψηλό κέρδος, καθώς και κεραίες εσωτερικού χώρου, θεωρούνται αποτελεσματικές. Συνήθως όμως το σήμα λαμβάνεται με επιτυχία στην κεραία που χρησιμοποιεί ο συνδρομητής για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Έτσι, εάν το ζήτημα της αγοράς αποκωδικοποιητή και εγκατάστασης κεραίας UHF έχει επιλυθεί, τότε μπορείτε να ξεκινήσετε τη σύνδεση της ψηφιακής τηλεόρασης στην τηλεόρασή σας. Για να το κάνετε αυτό, συνδέστε το δέκτη στην τηλεόραση σύμφωνα με τις οδηγίες που συνοδεύουν. Στη συνέχεια συνδέουμε την κεραία σε αυτήν και χρησιμοποιούμε το τηλεχειριστήριο για να ξεκινήσουμε τη διαδικασία αναζήτησης καναλιών. Η αναζήτηση μπορεί να πραγματοποιηθεί χειροκίνητα ή αυτόματα (επιλέξτε αυτό που σας ταιριάζει). Μετά από λίγα λεπτά, το αποτέλεσμα θα εμφανιστεί στην οθόνη. Σημειώστε ότι το να μάθετε αν η τηλεόρασή σας υποστηρίζει ψηφιακή τηλεόραση είναι αρκετά απλό. Άρα, αν έχει την ονομασία DVB-T2, τότε λαμβάνει επίγεια ψηφιακή τηλεόραση. εάν DVB-S σημαίνει ότι λαμβάνει δορυφορική τηλεόραση και καλώδιο DVB-C.

Πριν εγκαταστήσετε την ψηφιακή τηλεόραση, φροντίστε να μάθετε πού βρίσκεται ο πύργος εκπομπής. Θα χρειαστεί να στρέψετε την κεραία προς την κατεύθυνση της. Εάν χρησιμοποιείται εξωτερική κεραία, πρέπει να στερεωθεί με ασφάλεια σε βραχίονες.

Εάν θέλετε να παρακολουθήσετε την υψηλότερη ποιότητα τηλεόρασης στη Ρωσία, τότε δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς βασικές έννοιες για την ψηφιακή. Και το πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε είναι οι ψηφιακοί δέκτες τηλεόρασης ή οι αποκωδικοποιητές. Θα σας πούμε τα πάντα για αυτούς!

Ο ψηφιακός δέκτης είναι μια συσκευή λήψης ψηφιακού τηλεοπτικού σήματος, μετατροπής και μετάδοσης του σε αναλογική τηλεόραση οποιουδήποτε μοντέλου. Συχνά οι ψηφιακοί δέκτες ονομάζονται επίσης ψηφιακοί αποκωδικοποιητές, δέκτες τηλεόρασης, αποκωδικοποιητές dvb-t2 ή απλά δέκτες dvb-t2. Η ονομασία "dvb-t2" υποδεικνύει ποιο πρότυπο ψηφιακής τηλεόρασης υποστηρίζει αυτός ή αυτός ο δέκτης. Σήμερα, υπάρχουν αρκετά θεμελιωδώς διαφορετικά πρότυπα ψηφιακής τηλεόρασης:
- DVB-T/T2 – επίγεια ψηφιακή τηλεόραση
- DVB-S – δορυφορική τηλεόραση
- DVB-C – καλωδιακή τηλεόραση
- DVB-T – επίγεια ψηφιακή τηλεόραση
- DVB-H – κινητή τηλεόραση

Η πιο απλή και προσιτή σήμερα είναι η επίγεια ψηφιακή τηλεόραση του προτύπου DVB-T2. Είναι αυτό που θα πρέπει στο εγγύς μέλλον να αντικαταστήσει όλη την αναλογική τηλεόραση στη Ρωσία ως μέρος ενός ειδικού κρατικού προγράμματος. Επομένως, σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε περαιτέρω ειδικότερα τους ψηφιακούς τηλεοπτικούς δέκτες που έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνουν σήμα του προτύπου DVB-T2. Υπάρχουν αποκωδικοποιητές για οικιακές τηλεοράσεις και για αυτοκίνητα, και λειτουργούν όλοι με την ίδια αρχή, χαρακτηρίζονται από απλή λειτουργία και ευρεία λειτουργικότητα.

Η παρακολούθηση ψηφιακών τηλεοπτικών καναλιών είναι το κύριο καθήκον του δέκτη:

1. Υποστήριξη διαφόρων μορφών βίντεο και ήχου
2. Λειτουργία εγγραφής ζωντανής τηλεόρασης
3. Αναπαραγωγή αρχείων πολυμέσων από μονάδες USB
4. Λειτουργία παύσης της ζωντανής μετάδοσης και συνέχισης της αναπαραγωγής από τη στιγμή που σταμάτησε
5. TimeShift - η δυνατότητα καθυστέρησης προβολής ψηφιακών τηλεοπτικών προγραμμάτων

Πώς λειτουργεί ένας ψηφιακός τηλεοπτικός δέκτης;

Ο τρόπος που λειτουργεί ο ψηφιακός αποκωδικοποιητής είναι αρκετά απλός. Στην πρώτη ενδιάμεση συχνότητα, ένα σήμα στην περιοχή 950-2150 MHz από την έξοδο του ενισχυτή χαμηλού θορύβου του μετατροπέα διέρχεται μέσω του καλωδίου στον δέκτη μικροκυμάτων του δέκτη, τα πιθανά σφάλματα διορθώνονται στον αποδιαμορφωτή και Η ροή που επιλέγεται στην έξοδο πηγαίνει σε έναν αποπολυπλέκτη, ο οποίος διαχωρίζει τη ροή πληροφοριών σε βίντεο, ήχο κ.λπ., όπου πραγματοποιείται η αποκρυπτογράφηση. Στον αποκωδικοποιητή ροής βίντεο MPEG-2, τα σήματα βίντεο αποκωδικοποιούνται σε αποσυμπιεσμένα ψηφιακά σήματα, τα οποία χωρίζονται περαιτέρω σε στοιχεία: φωτεινότητα (U), πράσινο (G), κόκκινο (R), μπλε (B).

Ο ψηφιακός κωδικοποιητής τηλεόρασης μετατρέπει πρότυπα, επομένως, μπορείτε να συνδέσετε έναν δέκτη που λειτουργεί σε ένα από τα τρία πρότυπα για αναλογική τηλεόραση στην έξοδό του: PAL, SECAM ή NTSC. Και από τον αποκωδικοποιητή ήχου, εξέρχονται τόσο ψηφιακό όσο και αναλογικό σήμα. Ο πολυεπεξεργαστής έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει τον αποπολυπλέκτη-αποκωδικοποιητή και να απομονώνει το σήμα κατά τη χρήση ενός διαδραστικού συστήματος επικοινωνίας, καθώς και να απομονώνει ενσωματωμένα πακέτα δεδομένων. Και χάρη στην ψηφιακή μονάδα ελέγχου και τον αισθητήρα υπερύθρων, είναι δυνατός ο έλεγχος των δεκτών χρησιμοποιώντας το τηλεχειριστήριο.