Цифровая фотография
Полнокадровые приставки
Полнокадровые приставки для регистрации изображения используют не линейку, а матрицу ПЗС, поэтому они способны зафиксировать кадр целиком.
Однако, как уже упоминалось ранее, элементы ПЗС-матрицы не могут передать цветовую составляющую, поэтому в полевых камерах используется схема с интерполяцией цвета. Подобное решение иногда можно обнаружить и в студийных камерах, правда, с некоторыми доработками. Кроме того, используются и другие подходы.
Приставки со сменными светофильтрами
Наряду со сканирующими устройствами большой популярностью для съемки неподвижных объектов пользуются приставки со сменными светофильтрами. В роли последних используется цветовое колесо, при этом осуществляется троекратное экспонирование (мулътиэкспозиция) с зеленым, синим и красным светофильтром.
Получив значение каждого из основных цветов в данной точке, можно рассчитать
точное значение цветового оттенка. Поскольку время при такой схеме съемки расходуется не только на экспонирование каждым из светофильтров, но и на их смену, понятие времени захвата присутствует и для такого типа устройств, при этом полнокадровые приставки «укладываются» в интервал от 5 до 40 секунд максимум, в зависимости от модели. Впрочем, для съемки живых объектов этого тоже недостаточно. Однако для каждой экспозиции можно задействовать импульсный источник света (вспышку), таким образом, фотограф избавляется от необходимости использовать мощное осветительное оборудование.
В отличие от сканирующих устройств, мультиэкспозиционные приставки чаще выпускаются для среднеформатных камер. Размеры наиболее распространенных ПЗС-матриц пока что не достигли значений, пригодных для применения в крупноформатной технике. В некоторых случаях размер ЭОП даже меньше размера среднеформатного кадра, поэтому для определения истинного фокусного расстояния используется специальный увеличивающий коэффициент. Более подробно он будет рассмотрен в главе, посвященной профессиональным полевым камерам.
По внешнему виду полнокадровые приставки похожи на увеличенную в размерах кассету с пленкой, используемую в средне-форматных камерах. Приставка крепится к задней стенке камеры, и ПЗС-матрица располагается там, где в обычных условиях находится кадр пленки. Цветовое колесо может размещаться как перед объективом, так и за ним, в корпусе самой приставки.
Одним из наиболее перспективных путей является замена цветового колеса светофильтрами на основе жидкокристаллических элементов (liquid crystal tunable filter, LCTF). Принцип работы данных устройств основан на взаимной интерференции световых волн в слоях жидкокристаллических элементов, в результате которой включенный фильтр пропускает лучи только определенной длины волн (то есть одного цвета). Используя элементы с разной пропускающей способностью в многослойной структуре, управляемой электрическими сигналами, можно добиться разделения светового потока на три основных цветовых диапазона: синий, зеленый и красный. Данная схема отличается простотой и надежностью, так как отсутствуют механические компоненты. Скорость переключения ЖК-светофильтра также очень высокая — 50 миллисекунд. Несмотря на такие впечатляющие характеристики, для съемки с импульсными источниками света (при однократном световом выплеске) эта схема малопригодна. Интенсивность свечения вспышки непостоянна, поэтому экспозиции разных цветовых каналов не будут совпадать. Кроме того, слабым звеном является время считывания информации с ПЗС-матрицы. При доведении данного параметра до характеристик, сходных со скоростью переключения ЖК-светофильтра, муль-тиэкспозиционные приставки можно будет использовать для съемки живых объектов при постоянном освещении.
Приставки с интерполяцией цвета
Некоторые из приставок к студийным камерам оснащаются ПЗС-матрицами с чередованием элементов, каждый из которых снабжен своим светофильтром. Это позволяет получать изображение за одно экспонирование и производить съемку живых объектов. Данная схема использует интерполяцию (восстановление) цвета и довольно подробно рассмотрена в главе «Электронно-оптические преобразователи». Тем не менее в студийных камерах имеется определенная специфика.
Первые камеры имели не мозаичную, а полосчатую схему окраски элементов, то есть чередовались столбцы зеленого, синего и красного цвета. Это значительно упрощало обсчет полноцветного изображения, однако наблюдались сильные искажения вертикальных линий в кадре.
Поэтому довольно скоро большое распространение получила схема с мозаичным расположением элементов. Как и в полевых камерах, на два зеленых элемента приходилось по одному синему и красному. Расчет полноцветного изображения производился на компьютере, поэтому отличался более тщательной проработкой деталей, чем в полевых камерах.
Другим способом избежать такого неприятного явления, как муар, является нерегулярное, псевдослучайное расположение элементов матрицы. Разумеется, что для корректного расчета цвета программное обеспечение камеры хранит информацию о размещении каждого элемента. Данное решение требует не только больших вычислительных мощностей, но и значительных объемов как оперативной, так и постоянной памяти.
Как и мультиэкспозиционные приставки, устройства с интерполяцией цвета применяются совместно со среднеформатными камерами. По способу крепления к камере эти два типа аналогичны. Что касается сравнительных габаритов, то основной отличительной деталью моделей со сменными светофильтрами является цветовое колесо (кроме моделей с ЖК-светофильтра-ми), значительно увеличивающее размеры либо всей системы в сборе, либо самой приставки.
Приставки со смещением матрицы
Схема с интерполяцией цвета получила развитие в многофункциональных (multipurpose) приставках, использующих для съемки живых объектов одно экспонирование, а для высококачественной съемки неподвижных объектов — мультиэкепозицию. При этом во время съемки матрица несколько раз (от двух до четырех) смещается по вертикали и горизонтали на небольшое расстояние, равное шагу размещения элементов.
В результате в каждой точке кадра определяются все три основных цвета и отпадает необходимость в интерполяции. Общее время захвата при этом удается уменьшить до нескольких секунд, хотя для фотографирования «с рук» эта система все-таки не годится. Как и приставки со сменными светофильтрами, многофункциональные устройства позволяют использовать вспышку в мультиэкспозиционном режиме.
Для перемещения матрицы используются прецизионные пъезо-приводы, обеспечивающие микронную точность. Высокая эффективность и надежность данных устройств позволили расширить возможности некоторых приставок функцией микросканирования. При использовании данного режима осуществляется до 36 экспозиций, между которыми матрица совершает циркулирующее перемещение. Результирующий кадр имеет в три раза большее разрешение, как по вертикали, так и по горизонтали.
Практически все приставки со смещением матрицы проектировались на базе моделей с интерполяцией цвета. Поэтому внешний вид этих устройств практически идентичен, так как пъезоприво-ды очень компактны и практически не занимают места.
Из всех приставок только устройства со смещением матрицы обеспечивают и возможность съемки живых объектов с интерполяцией цвета, и функцию фотографирования неподвижных композиций с высоким разрешением и неинтерполированным цветом. Такая гибкость применения привела к большой популярности данной техники среди фотографов, занятых разноплановой съемкой, но не имеющих средств на приобретение двух разных устройств — для фотографирования живых и неподвижных объектов.
