Главное отличие цифровой камеры от пленочной — это используемый светочувствительный материал: в пленочной камере — пленка, в цифровой — особая светочувствительная матрица. Сам же принцип работы фотоаппарата практически ничем не отличается. Подобно тому как процесс фотографирования неотделим от свойств пленки, так и фотопроцесс цифрового фотоаппарата зависит от того, каким образом матрица преобразует сфокусированный объективом свет в цифровой код.
Матрица, или фотосенсор, — это интегральная микросхема (кремниевая пластина), состоящая из фотодиодов — мельчайших светочувствительных элементов. Принцип работы матрицы фотоаппарата следующий. Матрица преобразовывает в электрический сигнал энергию фотонов. Этот сигнал впоследствии и подлежит оцифровке.
Фотодиоды имеют способность преобразовывать в электрический заряд энергию светового потока. Чем больше фотодиод улавливает фотонов, тем больше на выходе получается электронов. Следовательно, чем больше общая площадь фотодиодов, тем больший поток света они воспринимают и тем более высокая светочувствительность матрицы.
Поскольку фотодиоды невозможно расположить максимально плотно, то поверхность сенсора, способная воспринимать свет составляет от 25 до 50% его общей площади. Чтобы свести к минимуму потери света, каждый фотодиод накрывается микролинзой, которая больше его самого по площади и которая соприкасается с микролинзами фотодиодов, которые находятся рядом. Микролинзы собирают и направляют свет внутрь фотодиодов, повышая светочувствительность сенсора.
Для того чтобы получить фотоизображение, необходим источник света. Фотоны — частицы света — покидают его источник и, отталкиваясь от предмета, входят в камеру, преодолевая несколько линз. После этого фотоны следуют по определенному пути. Ряд линз дает возможность достичь предельно четкого изображения. Количество света, проникающего внутрь, контролируют створки диафрагмы.
Свет, преодолев диафрагму, линзы, входит в отверстие и, отталкиваясь от зеркала, направляется в видоискатель.
Прежде свет проходит сквозь призму и преломляется — именно поэтому мы видим в видоискателе изображение как оно есть, а не повернутым вверх ногами, и если композиция нас устраивает, мы нажимаем на кнопку.
Зеркало поднимается, свет направляется внутрь и на долю секунды направляется не на видоискатель, а на матрицу фотокамеры.
Продолжительность этого действия полностью зависит встроенный шкаф-купе на заказ по индивидуальным размерам недорого от того, с какой скоростью сработали створки. Они могут открываться на мгновение, когда свет воздействует на сенсор света, и тогда период экспозиции составляет 1/4000 секунды. Это означает, что в мгновение ока створки могут закрыться и открыться 1400 раз. Следовательно, внутрь проникает чрезвычайно мало света. Это очень важный фактор для понимания принципа работы цифрового фотоаппарата.
В чем инновация цифровой камеры? Элемент, который фиксирует изображение, сенсор изображение (матрица), представляет собой решетку с плотной структурой, состоящую из крошечных светосенсоров. Каждый из них имеет ширину 6 микрон — это 6 миллионных частей одного метра, то есть 5 тыс. сенсоров помещаются на кончике заточенного карандаша.
Однако прежде свет проходит через фильтр, разделяющий на цвета — красный, зеленый и синий. Каждый сенсор может обрабатывать только какой-то один цвет. Когда в сенсор ударяют фотоны, то их поглощает полупроводниковый материал, из которого выполнен сенсор. На каждый фотон сенсор света испускает электрон, которому передается энергия фотона — это электрический заряд. Электрический заряд тем сильнее, чем ярче изображение. Таким образом, устройство фотоаппарата и принцип его работы предполагают, что каждый электрический заряд обладает различной интенсивностью.
После этого печатная плата переводит информацию на язык компьютера — цифр и битов. Это миллионы крохотных цветных точек, из которых состоит фото — пиксели. От количества пикселей в изображении прямо зависит разрешение. Иными словами, это несколько миллионов ветовых ловушек, которые нацелены на то, чтобы преобразовать свет в электричество и сделать максимально качественное изображение.
Далее оцифрованная информация подается в процессор и обрабатывается по заданным специальным алгоритмам. Готовая фотография направляется в память фотокамеры.