การสร้างภาพบนกล้อง

ดวงตาของมนุษย์ทำงานอย่างไร?

ก่อนที่เราจะพูดถึงการสร้างภาพในกล้องอะนาล็อกและดิจิตอลเราต้องหารือเกี่ยวกับการสร้างภาพบนดวงตาของมนุษย์ก่อน เนื่องจากหลักการพื้นฐานที่ตามมาด้วยกล้องนั้นถูกนำมาจากทางสายตามนุษย์จึงทำงานได้

เมื่อแสงตกกระทบกับวัตถุนั้นแสงจะสะท้อนกลับหลังจากกระทบกับวัตถุนั้น รังสีของแสงเมื่อผ่านเลนส์ตาก่อให้เกิดมุมเฉพาะและภาพจะเกิดขึ้นที่เรตินาซึ่งเป็นด้านหลังของผนัง ภาพที่เกิดขึ้นจะกลับหัว ภาพนี้ถูกตีความโดยสมองและนั่นทำให้เราสามารถเข้าใจสิ่งต่างๆ เนื่องจากการก่อตัวของมุมเราสามารถรับรู้ความสูงและความลึกของวัตถุที่เราเห็นได้ มีการอธิบายเพิ่มเติมในบทช่วยสอนเรื่องการเปลี่ยนแปลงมุมมอง

ดังที่คุณเห็นในรูปด้านบนเมื่อแสงดวงอาทิตย์ตกกระทบวัตถุ (ในกรณีนี้คือวัตถุเป็นใบหน้า) มันจะสะท้อนกลับและรังสีที่แตกต่างกันจะก่อให้เกิดมุมที่แตกต่างกันเมื่อส่งผ่านเลนส์และภาพกลับด้านของ วัตถุถูกสร้างขึ้นที่ผนังด้านหลัง ส่วนสุดท้ายของรูปแสดงว่าวัตถุได้รับการตีความโดยสมองและกลับด้าน

ตอนนี้เรามาพูดคุยกันถึงรูปแบบภาพในกล้องอนาล็อกและดิจิตอล

การสร้างภาพในกล้องอะนาล็อก

ในกล้องอะนาล็อกการสร้างภาพเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นบนแถบที่ใช้ในการสร้างภาพ

ใช้แถบ 35 มม. ในกล้องอะนาล็อก แสดงในรูปด้วยตลับฟิล์ม 35 มม. แถบนี้เคลือบด้วยซิลเวอร์เฮไลด์ (สารเคมี)

แสงไม่ได้เป็นเพียงอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่าอนุภาคโฟตอนดังนั้นเมื่ออนุภาคโฟตอนเหล่านี้ถูกส่งผ่านกล้องมันจะทำปฏิกิริยากับอนุภาคซิลเวอร์เฮไลด์บนแถบและส่งผลให้เงินซึ่งเป็นลบของภาพ

เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นลองดูสมการนี้

โฟตอน (อนุภาคแสง) + ซิลเวอร์เฮไลด์? สีเงิน? ภาพลบ

นี่เป็นเพียงพื้นฐานเท่านั้นแม้ว่าการสร้างภาพจะเกี่ยวข้องกับแนวคิดอื่น ๆ อีกมากมายเกี่ยวกับการผ่านของแสงภายในและแนวคิดของชัตเตอร์และความเร็วชัตเตอร์และรูรับแสงและการเปิด แต่สำหรับตอนนี้เราจะไปยังส่วนถัดไป แม้ว่าแนวคิดเหล่านี้ส่วนใหญ่จะได้รับการกล่าวถึงในบทแนะนำเรื่องชัตเตอร์และรูรับแสง

การสร้างภาพในกล้องดิจิทัล

ในกล้องดิจิทัลการสร้างภาพไม่ได้เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้น แต่มันค่อนข้างซับซ้อนกว่านี้ ในกล้องดิจิทัลอาร์เรย์ CCD ใช้สำหรับการสร้างภาพ

การสร้างภาพผ่านอาร์เรย์ CCD

CCD ย่อมาจากอุปกรณ์ชาร์จคู่ เป็นเซ็นเซอร์ภาพและเช่นเดียวกับเซ็นเซอร์อื่น ๆ ที่ตรวจจับค่าและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ในกรณีของ CCD จะตรวจจับภาพและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าเป็นต้น

CCD นี้อยู่ในรูปของอาร์เรย์หรือตารางสี่เหลี่ยม มันเหมือนกับเมทริกซ์ที่เซลล์แต่ละเซลล์ในเมทริกซ์มีเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับความเข้มของโฟตอน

เช่นเดียวกับกล้องอนาล็อกในกรณีของดิจิตอลเมื่อแสงตกกระทบวัตถุแสงจะสะท้อนกลับหลังจากกระทบวัตถุและอนุญาตให้เข้าไปในกล้องได้

เซ็นเซอร์แต่ละตัวของอาร์เรย์ CCD นั้นเป็นเซ็นเซอร์อนาล็อก เมื่อโฟตอนของแสงกระทบกับชิปจะมีประจุไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในเซ็นเซอร์ภาพถ่ายแต่ละตัว การตอบสนองของเซ็นเซอร์แต่ละตัวจะเท่ากับปริมาณแสงหรือพลังงาน (โฟตอน) ที่ขีดทับบนพื้นผิวของเซ็นเซอร์โดยตรง

เนื่องจากเราได้กำหนดภาพเป็นสัญญาณสองมิติแล้วและเนื่องจากการก่อตัวของอาร์เรย์ CCD สองมิติภาพที่สมบูรณ์จึงสามารถทำได้จากอาร์เรย์ CCD นี้

มีเซ็นเซอร์จำนวน จำกัด และหมายความว่าสามารถจับรายละเอียดได้อย่าง จำกัด นอกจากนี้เซ็นเซอร์แต่ละตัวยังสามารถมีค่าเดียวกับอนุภาคโฟตอนแต่ละตัวที่กระทบกับมัน

ดังนั้นจำนวนโฟตอนที่โดดเด่น (ปัจจุบัน) จึงถูกนับและจัดเก็บ เพื่อที่จะวัดสิ่งเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำเซนเซอร์ CMOS ภายนอกจะติดมากับอาร์เรย์ CCD ด้วย

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพิกเซล

ค่าของเซ็นเซอร์แต่ละตัวของอาร์เรย์ CCD หมายถึงค่าของแต่ละพิกเซล จำนวนเซ็นเซอร์ = จำนวนพิกเซล นอกจากนี้ยังหมายความว่าเซ็นเซอร์แต่ละตัวสามารถมีได้เพียงค่าเดียวเท่านั้น

กำลังจัดเก็บภาพ

ประจุที่จัดเก็บโดยอาร์เรย์ CCD จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าทีละพิกเซล ด้วยความช่วยเหลือของวงจรเพิ่มเติมแรงดันไฟฟ้านี้จะถูกแปลงเป็นข้อมูลดิจิทัลจากนั้นจะถูกเก็บไว้

แต่ละ บริษัท ที่ผลิตกล้องดิจิทัลจะทำเซ็นเซอร์ CCD ของตัวเอง ซึ่งรวมถึง Sony, Mistubishi, Nikon, Samsung, Toshiba, FujiFilm, Canon เป็นต้น

นอกเหนือจากปัจจัยอื่น ๆ แล้วคุณภาพของภาพที่ถ่ายยังขึ้นอยู่กับประเภทและคุณภาพของอาร์เรย์ CCD ที่ใช้