Bilderzeugung vor der Kamera

Wie funktioniert das menschliche Auge?

Bevor wir die Bilderzeugung auf analogen und digitalen Kameras diskutieren, müssen wir zuerst die Bilderzeugung auf dem menschlichen Auge diskutieren. Da das Grundprinzip, dem die Kameras folgen, aus dem Weg genommen wurde, funktioniert das menschliche Auge.

Wenn Licht auf das bestimmte Objekt fällt, wird es nach dem Auftreffen durch das Objekt reflektiert. Die Lichtstrahlen bilden beim Durchgang durch die Augenlinse einen bestimmten Winkel, und das Bild wird auf der Netzhaut erzeugt, die die Rückseite der Wand darstellt. Das erzeugte Bild wird invertiert. Dieses Bild wird dann vom Gehirn interpretiert und das macht uns in der Lage, Dinge zu verstehen. Aufgrund der Winkelbildung können wir die Höhe und Tiefe des Objekts, das wir sehen, wahrnehmen. Dies wurde im Tutorial zur Perspektiventransformation näher erläutert.

Wie Sie in der obigen Abbildung sehen können, wird Sonnenlicht, wenn es auf das Objekt fällt (in diesem Fall ist das Objekt ein Gesicht), zurückreflektiert und verschiedene Strahlen bilden unterschiedliche Winkel, wenn sie durch die Linse geleitet werden, und ein invertiertes Bild von Das Objekt wurde an der Rückwand geformt. Der letzte Teil der Figur zeigt an, dass das Objekt vom Gehirn interpretiert und wieder invertiert wurde.

Lassen Sie uns nun unsere Diskussion auf die Bilderzeugung auf analogen und digitalen Kameras zurückführen.

Bilderzeugung auf analogen Kameras

Bei analogen Kameras ist die Bilderzeugung auf die chemische Reaktion zurückzuführen, die auf dem Streifen stattfindet, der für die Bilderzeugung verwendet wird.

In der analogen Kamera wird ein 35-mm-Streifen verwendet. Es ist in der Figur mit einer 35-mm-Filmpatrone gekennzeichnet. Dieser Streifen ist mit Silberhalogenid (einer chemischen Substanz) beschichtet.

Licht ist nichts anderes als die kleinen Teilchen, die als Photonenteilchen bekannt sind. Wenn diese Photonenteilchen durch die Kamera geleitet werden, reagiert es mit den Silberhalogenidteilchen auf dem Streifen und es entsteht das Silber, das das Negativ des Bildes ist.

Um es besser zu verstehen, schauen Sie sich diese Gleichung an.

Photonen (Lichtteilchen) + Silberhalogenid? Silber? Bild negativ.

Dies sind nur die Grundlagen, obwohl die Bilderzeugung viele andere Konzepte in Bezug auf den Lichtdurchgang im Inneren sowie die Konzepte von Verschluss und Verschlusszeit und Blende sowie deren Öffnung umfasst. Wir werden jedoch vorerst mit dem nächsten Teil fortfahren. Obwohl die meisten dieser Konzepte in unserem Tutorial zu Verschluss und Blende besprochen wurden.

Bilderzeugung auf Digitalkameras

Bei den Digitalkameras ist die Bilderzeugung nicht auf die chemische Reaktion zurückzuführen, sondern etwas komplexer. In der Digitalkamera wird eine CCD-Anordnung von Sensoren zur Bilderzeugung verwendet.

Bilderzeugung durch CCD-Array

CCD steht für ladungsgekoppeltes Gerät. Es ist ein Bildsensor und erfasst wie andere Sensoren die Werte und wandelt sie in ein elektrisches Signal um. Im Falle von CCD erkennt es das Bild und wandelt es in ein elektrisches Signal usw.

Diese CCD hat tatsächlich die Form eines Arrays oder eines rechteckigen Gitters. Es ist wie eine Matrix, bei der jede Zelle in der Matrix einen Zensor enthält, der die Intensität des Photons erfasst.

Wie bei analogen Kameras wird auch bei digitalen Kameras das Licht nach dem Auftreffen auf das Objekt zurückreflektiert und darf in die Kamera eindringen.

Jeder Sensor des CCD-Arrays selbst ist ein analoger Sensor. Wenn Lichtphotonen auf den Chip treffen, wird er in jedem Fotosensor als kleine elektrische Ladung gehalten. Die Reaktion jedes Sensors entspricht direkt der Lichtmenge oder (Photonen-) Energie, die auf die Oberfläche des Sensors fällt.

Da wir ein Bild bereits als zweidimensionales Signal definiert haben und aufgrund der zweidimensionalen Bildung des CCD-Arrays ein vollständiges Bild aus diesem CCD-Array erzielt werden kann.

Es verfügt über eine begrenzte Anzahl von Sensoren und bedeutet, dass ein begrenztes Detail von ihm erfasst werden kann. Außerdem kann jeder Sensor nur einen Wert für jedes auf ihn auftreffende Photonenteilchen haben.

So wird die Anzahl der auftreffenden Photonen (Strom) gezählt und gespeichert. Um diese genau zu messen, sind auch externe CMOS-Sensoren mit einem CCD-Array verbunden.

Einführung in Pixel

Der Wert jedes Sensors des CCD-Arrays bezieht sich jeweils auf den Wert des einzelnen Pixels. Die Anzahl der Sensoren = Anzahl der Pixel. Dies bedeutet auch, dass jeder Sensor nur einen und nur einen Wert haben kann.

Bild speichern

Die vom CCD-Array gespeicherten Ladungen werden pixelweise in Spannung umgewandelt. Mit Hilfe zusätzlicher Schaltungen wird diese Spannung in eine digitale Information umgewandelt und anschließend gespeichert.

Jedes Unternehmen, das Digitalkameras herstellt, stellt seine eigenen CCD-Sensoren her. Dazu gehören Sony, Mistubishi, Nikon, Samsung, Toshiba, FujiFilm, Canon usw.

Neben den anderen Faktoren hängt die Qualität des aufgenommenen Bildes auch von der Art und Qualität des verwendeten CCD-Arrays ab.