6. Глава 5. Дополнительные устройства

 

Глава 5. Дополнительные устройства

 

1. Дополнительные устройства

 

Дополнительные устройства

В предшествующих разделах были рассмотрены три основные части фотоаппарата: оптика, системы регистрации и хранения изображения. Разумеется, что электронно-механическая «начинка» камеры содержит и другие детали, назначение большинства из них понятно и интересно только для узких специалистов. Но есть ряд устройств, которые.выполняют понятные для обычного пользователя задачи. Среди них можно выделить систему питания, лампу-вспышку, жидкокристаллический дисплей и интерфейсы подключения.

 

2. Система питания

 

Система питания

Поскольку, в отличие от пленочных фотоаппаратов, функционирование цифровых камер невозможно без электрического тока, надежность системы питания является ее главной характеристикой. От используемых элементов питания (батарей либо аккумуляторов) требуется высокая энергоемкость, в то же время эти элементы должны быть компактными и легкими.

В настоящее время обозначились две основные тенденции, практикуемые производителями камер. В первом варианте, наиболее распространенном, питание камеры рассчитано на 2-4 элемента формата АА (так называемые «пальчиковые батарейки»). Такой подход обеспечивает общедоступность используемых элементов питания, одновременно вынуждая пользователя тратить деньги не только на расходные материалы для принтера (если фотографии печатаются), но и на батареи. Кроме того, новые фотоаппараты потребляют энергии в несколько раз больше, чем старые модели.

Рис. 5.1. Питание от стандартных элементов АА

Рис. 5.2. Питание от специальных аккумуляторов

Другой вариант подразумевает комплектацию камеры аккумулятором, как правило, совместимым с используемыми в портативной бытовой технике литиево-ионными элементами питания. Подобного рода аккумуляторы можно найти в CD-плейерах, видеокамерах и других устройствах. При этом камера оснащается также блоком питания от обычной электросети (если заряд аккумулятора производится внутри фотоаппарата), либо зарядным устройством (это предпочтительнее, так как при этом нет опасности повреждения камеры в случае всплеска напряжения в электросети). Минус такого варианта в сложности поиска сменных элементов питания и их высокой цене.

С развитием аккумуляторной техники появились энергоемкие элементы в формате АА (более 1000 мА/час). Переход с никель-кадмиевой на никель-металл-гидридную технологию позволил значительно уменьшить так называемый «эффект памяти» (частые разряды-заряды малой емкости приводили к тому, что аккумулятор невозможно было зарядить на полную емкость). Кроме того, значительно снизилась стоимость элементов. А в случае когда аккумуляторы разряжены, можно использовать батарейки. Все эти факторы позволяют считать, что ориентация большинства производителей на формат АА оказалась верной.

Стоит ли подключать фотоаппарат к электросети при стационарной работе? Вопрос этот очень важен, так как, в отличие от портативных компьютеров, цифровые камеры не оборудованы фильтрами от скачков напряжения в сети. Поэтому для безопасной эксплуатации необходимо использование качественного сетевого фильтра либо источника бесперебойного питания.

 

5.1.gif

Изображение: 

5.2.gif

Изображение: 

3. Лампа-вспышка

 

Лампа-вспышка

Порой условия съемки таковы, что оптическая система не в состоянии обеспечить приемлемую экспозицию (с разумным значением выдержки), а чувствительности ПЗС-матрицы не хватает. В таких случаях используется лампа-вспышка (в англоязычной терминологии flash — не путать с памятью аналогичного названия), которой оборудованы практически все современные цифровые фотокамеры. Данное устройство согласовано с аппаратурой экспозамера камеры и обеспечивает импульс света в момент срабатывания затвора камеры. Основная из характеристик встроенной вспышки — ведущее число (guide number), измеряемое в футах либо метрах. Число это приводится для некоторой чувствительности (как правило, ISO 100) и вычисляется умножением диафрагмы на дальность действия. Таким образом, ведущее число определяет дистанцию импульса при разных значениях диафрагменного числа. Изменение чувствительности также влияет на «дальнобойность» вспышки. Среди остальных параметров стоит выделить интервал заряда вспышки.

Из режимов работы данного устройства чаще всего встречаются четыре — автоматический, принудительное срабатывание (используется, если автоматика камеры по каким-то причинам не включает вспышку, а она необходима), выключено (когда вспышка неприменима), а также подавление «эффекта красных глаз», о котором будет рассказано далее. При большой выдержке вспышка может быть синхронизирована «по первой» либо «по второй шторке». Этот термин обозначает, что вспышка выдает импульс в момент открытия либо закрытия затвора, в зависимости от выбора движущиеся объекты будут иметь разный вид на фотографии.

Следует помнить, что использование вспышки приводит к определенной потере глубины кадра, изображение становится более плоским, теряются полутона. Поэтому автоматика камеры должна минимизировать время импульса вспышки и добиваться качественного кадра тщательным подсчетом экспозиции. Автоматика вспышек последнего поколения учитывает не только экспозицию, но также и дистанцию съемки. Если данная функция отсутствует, то при слабой освещенности близкорасположенного объекта есть риск получить «засвеченный» кадр.

Помимо встроенных, существуют также внешние вспышки. Как правило, эти устройства применяются при недостаточной мощности вспышки камеры, а также при необходимости освещения объекта съемки «не в лицо» (то есть сбоку, сверху, отраженным и рассеянным светом и т. д.). В качестве источников питания используются элементы АА — как батареи, так и аккумуляторы.

Рис. 5.3. Внешние вспышки: а — подключение с помощью кабельного гнезда, б — подключение с помощью «башмака»

Для освещения объекта съемки отраженным светом используется поворачивающаяся головка, при этом она, как правило, направляется в потолок под определенным углом. Для рассеянного света применяется зонт из светоотражающего материала, при этом вспышка направлена в противоположную от объекта съемки сторону — в центр зонта.

Самый простой метод использования внешней вспышки — посредством световой ловушки. Данное устройство срабатывает от светового импульса фотоаппарата и включает присоединенную к ловушке вспышку. Минусы такого подхода очевидны, при малой выдержке данная схема неэффективна, а также сохраняется лицевая засветка объекта съемки вспышкой фотоаппарата.

Гораздо больше возможностей предоставляют различные интерфейсы подключения вспышки к фотоаппарату. При этом автоматика камеры синхронизует срабатывание затвора с отправкой управляющего сигнала на вспышку. Существует два основных типа разъемов — гнездо подключения кабеля и так называемый «башмак» (hot shoe). Второй тип подразумевает крепление вспышки непосредственно на камере. Оба эти интерфейса, в свою очередь, подразделяются на одноконтактные и многоконтактные.
Одноконтактные гнездо подключения кабеля (синхроконтакт) и «башмак» являются наиболее стандартизованными.

Чаще всего на любительской цифровой технике устанавливается синхроконтакт, одноконтактный «башмак» встречается реже.

Многоконтактные разъемы, как кабельные гнезда, так и «башмаки», разрабатывались различными фирмами и поэтому несовместимы между собой (форма разъема и количество контактов также зависит от производителя). Многоконтактным (или как еще его называют TTL) «башмаком» оснащены все профессиональные камеры.

Среди любительских моделей считанные экземпляры оборудованы ТТL-«6ашмаком» - как правило, полупрофессиональные фотоаппараты.

В то же время размеры камер не всегда позволяют разместить на их верхней панели многоконтактный «башмак». Для того чтобы максимально использовать возможности внешних вспышек эти модели оснащаются многоконтактными гнездами и подключаются к вспышкам посредством специальных кабелей.

В зависимости от типа подключения и условий съемки вспышка может работать в ручном, автоматическом либо TTL режимах.

В ручном режиме пользователь самостоятельно устанавливает диафрагму камеры на основании ведущего числа вспышки и дистанции съемки. При этом необходимо, чтобы камера поддерживала ручной либо приоритетный по диафрагме режим установки экспозиции (впрочем, практически все камеры с синхроконтак-том поддерживают эти режимы). Данный способ достаточно прост, вспышки этого класса дешевы, и имеется всего один недостаток — долгое время подготовки к съемке.

В автоматическом режиме пользователь устанавливает только диафрагменное число камеры. Затем это значение диафрагмы сообщается автоматике вспышки с помощью различных органов управления (кнопки, переключатели, система меню). В момент съемки лампа вспышки начинает свечение, установленный на вспышке светочувствительный элемент определяет количество отраженного света и по достижении определенного уровня освещенности выключает лампу.

Рис. 5.8. Автоматический режим дополнительной вспышки

При подключении используется как синхроконтакт, так и центральный контакт многоконтактного «башмака», при этом вариант с «башмаком» таит некоторую опасность для фотоаппарата, если вспышка старого образца и не имеет защитной цепи подключения. Этот режим позволяет значительно сократить время
подготовки к съемке, а если пользователь не изменяет значение диафрагмы камеры, то подготовка не требуется вообще.

TTL-режим называется так, потому что при определении освещенности объекта используются пройденный через оптику камеры световой ноток и светочувствительные элементы камеры (от английского «trough the lens» —«через линзы»).

Рис. 5.9. TTL-режим дополнительной вспышки

В этой схеме используется многоконтактный разъем. Через этот разъем камера передает вспышке информацию об экспозиционных параметрах: диафрагме и выдержке, а также значение дистанции съемки. На основе полученных данных вспышка приближенно определяет необходимое значение светового импульса, а при использовании большой выдержки и синхронизации «по второй шторке» — необходимое время задержки включения лампы. В момент съемки светочувствительный элемент камеры определяет освещенность объекта и при достижении необходимого уровня отключает вспышку. TTL-режим полностью избавляет пользователя от необходимости настройки как камеры, так и вспышки.

Большинство вспышек, предназначенные для эксплуатации с камерами, оборудованными вариообъективами, помимо ведущего числа характеризуются также изменяемым углом рассеивания. Для изменения угла рассеивания используется перемещение отражателя внутри вспышки с помощью сервопривода, для
дополнительного эффекта можно поменять рисунок рассеивающего стекла. Данная функция достижима во всех режимах, но наилучшего эффекта можно добиться при использовании многоконтактного разъема и TTL-режима.

Поскольку съемка с использованием внешней вспышки производится, как правило, в условиях плохой освещенности, некоторые модели вспышек оборудованы инфракрасным прожектором. Подсветка с помощью инфракрасного прожектора облегчает работу автофокуса камеры.

Часто при съемке со вспышкой глаза людей (особенно светлые — голубые, серые) приобретают ярко-красный оттенок. Вызывается это отражением света от глазного дна. Для решения проблемы «красных глаз» существует два способа. В первом случае для аккомодации глаза используется предварительное его освещение либо с помощью специальной лампочки, либо посредством серии предварительных световых импульсов низкой мощности, генерируемых самой вспышкой. Минус этого подхода очевиден -человек инстинктивно жмурится, в результате в кадре глаза у него не красные, но просто закрытые. Второе решение заключается в максимальном разнесении оптических осей вспышки и объектива, при этом эффект «красных глаз» значительно уменьшается без дискомфорта для снимаемого человека.

 

5.3.gif

Изображение: 

5.3b.gif

Изображение: 

5.8.gif

Изображение: 

5.9.gif

Изображение: 

4. Жидкокристаллические дисплеи

 

Жидкокристаллические дисплеи

Монохромные символьные ЖК-индикаторы встречаются и в пленочных камерах и служат в основном для показа экспозиционных параметров, а также для настройки дополнительных функций фотоаппарата. Этим же целям служат аналогичные устройства, используемые в цифровой технике. По своему устройству они более всего сходны с дисплеями электронных часов и обеспечивают качественное отображение символьных данных (букв, цифр и пиктограмм) при минимальном энергопотреблении. Размер ЖК-индикатора и количество выводимой информации зависит от сложности и класса фотоаппарата. В последнее время наметилась тенденция к отказу в любительских фотоаппаратах от символьных индикаторов, с перекладыванием части их функций на цветные ЖК-дисплеи.

Эти устройства более сложные и дорогие, тем не менее они стали неотъемлемыми элементами камер, предназначенными для просмотра отснятых кадров. Их размер колеблется от 3,8 до 5 см по диагонали, а разрешающая способность от 65 000 до 150 000 пикселов. Функционально ЖК-дисплеи повторяют экраны портативных компьютеров и подразделяются на два типа: так называемые дисплеи с активной матрицей (active matrix), называемые также дисплеями на тонкопленочных транзисторах (TFT), и экраны двойного сканирования. Если не вдаваться в технические подробности, то экраны двойного сканирования характеризуются крайне низким качеством отображения графической информации, а из их преимуществ можно назвать лишь низкий уровень энергопотребления. Поэтому неудивительно, что ЖК-дисплеи данного типа исчезли практически из всех современных камер. Дисплеи с активной матрицей, помимо размера и количества пикселов, могут также характеризоваться эффективным углом отображения (область, в пределах которой изображение видимо без потери качества), яркостью и контрастностью. Последние параметры в обзорах обычно указываются описательными терминами, например, «экран этой камеры очень яркий» либо «контрастность матрицы обеспечивает удобный просмотр кадров даже при ярком солнце».

Помимо просмотра изображений (и удаления неудачных фотографий), ЖК-дисплей позволяет управлять настройками фотоаппарата посредством системы меню. Для перемещения по пунктам меню и подтверждения выбора служат специальные кнопки. Это одно из основных отличий от пленочных камер — для настройки основных функций 35-мм камеры используют отдельные кнопки и их сочетания. Впрочем, последние модели полупрофессиональных цифровых фотоаппаратов также обзавелись кнопками быстрого доступа к наиболее часто используемым функциям.

Для удобства просмотра с самого начала в цифровых фотокамерах был реализован индексный режим просмотра. В этом режиме на ЖК-дисплей выводятся в уменьшенном виде сразу несколько изображений (как правило, от 4 до 9), при этом пользователь может быстро переключиться на интересующий его кадр. В последнее время появилась также функция масштабирования кадра, когда часть изображения выводится во весь экран и с помощью кнопок управления пользователь перемещает поле обзора по всему кадру. Такой режим позволяет рассмотреть детали, незаметные при обычном просмотре. Масштабирование кадра, как правило, двух- либо трехкратное.

ЖК-дисплей некоторых камер не вмонтирован в заднюю стенку, а крепится шарниром к верхней либо боковой стенке, позволяя вращать экран относительно оси визирования.

При этом обеспечивается возможность съемки из сложных положений (например, поверх голов).

С этой же целью некоторые камеры имеют поворачивающиеся друг относительно друга оптический блок (в нем смонтирован объектив) и основной блок (в нем смонтированы электроника, отсек модулей памяти, батарейный отсек и ЖК-дисплей).

Использование ЖК-дисплея в солнечный день сильно затруднено, так как блики на поверхности экрана мешают разглядеть изображение. Однако существуют способы решения этой проблемы.

Во-первых, существуют компании, специализирующиеся на выпуске специальных козырьков (hood). Эти козырьки надеваются на камеру таким образом, что закрывают поверхность экрана от попадания прямых солнечных лучей.

Наиболее известны мягкие козырьки от фирмы HoodMan, фиксирующиеся с помощью ленты «велькро».

Фирмами Sony и Epson производились камеры, использовавшие для подсветки экрана прозрачное окошко в его верхней части, наиболее известное название данной схемы — Solar Assist. Хотя при просмотре благодаря этому окошку удавалось сэкономить энергию батареек, при съемке (и использовании ЖК-дисплея в качестве видоискателя) проблему бликов Solar Assist не снимал.

Ближе всего к решению задачи с бликами подошла Sony. Ее модель DCS-F505 не имела оптического видоискателя, соответственно, изображение на ЖК-дисплее должно было быть четким при любых условиях. Разработчики этой камеры применили гибридный (hybrid) экран, оснащенный специальным внутренним отражателем. В достаточно яркий день подсветку можно было отключить и вместо бликов в отраженном солнечном свете видеть нормальное изображение.

 

5. Подключение к компьютеру

 

Подключение к компьютеру

Помимо цены и конструктивных особенностей, любительские и профессиональные камеры отличаются размерами файлов. Профессиональные фотоаппараты с самого начала использовали ПЗС-матрицы с высоким разрешением, изображение записывалось без сжатия, в форматах RAW либо TIFF. Данные обстоятельства вызвали применение памяти высокой емкости, а также высокоскоростных интерфейсов связи с компьютером — таких как SCSI и FireWire (известен также под названием IEEE-1394).

Любительские цифровые камеры были лимитированы по цене, поэтому первоначально комплектовались ЛВС-матрицами невысокого разрешения и ограниченным объемом памяти, достаточным для хранения десятка-другого кадров в формате JPEG. Малые объемы передаваемых данных позволили использовать для коммутации последовательный интерфейс (RS-232).

Подключение со стороны компьютера осуществлялось через стандартный девятиконтактный трапецидальный разъем, разъем камеры на ранних моделях исполнялся тоже многоштырьковым, затем его сменил трехконтактный микроджек.

Использовалась также модификация последовательного интерфейса для инфракрасной связи — спецификация IrDA.

Чаще всего данный интерфейс встречается на портативных компьютерах, и теоретически инфракрасный порт должен был избавить владельцев ноутбуков от необходимости носить соединительные провода. Но в основном порт IrDA устанавливался на камерах, использующих модули CompactFlash. PCMICA-nepe-ходник для этого вида памяти стоит очень недорого, поэтому необходимость инфракрасного порта представляется сомнительной.

На раннем этапе встречались также модели с подключением через параллельный порт (оборудованные памятью высокой емкости), но по сравнению с последовательным интерфейсом скорость увеличивалась незначительно, а необходимость постоянного отключения принтера вела к частым поломкам порта компьютера. Кроме того, разъем на камере получался либо слишком большим, либо слишком хрупким.

С появлением порта USB эксперименты с параллельным портом окончательно прекратились. Новый интерфейс обеспечивает высокую скорость обмена (до 4 Мбайт/с), позволяет подключать камеру без выключения питания, а разъем USB состоит всего из 4 контактов. Некоторые из современных моделей камер «потеряли» разъем для подключения через RS-232, так как размеры файлов современных камер в сочетании с модулями памяти высокой емкости делают практически невозможным использование последовательного порта.

Программное обеспечение для передачи изображений в компьютер можно разделить на три основные группы. Первая группа использует так называемый TWAIN-драйвер — стандартизован-'ный набор функций передачи графической информации между сканером и программой. Приложение обработки изображений, использующее интерфейс TWAIN, предлагает пользователю на выбор несколько сканеров, установленных в системе (среди них наша камера), затем вызывается сам TWAIN-драйвер, пользователь видит уменьшенные изображения отснятых кадров и осуществляет выбор, выбранные кадры переносятся в приложение, где они обрабатываются и сохраняются. Главный недостаток такого способа в многократных передачах данных — из камеры в д-райвер, затем из драйвера в приложение и лишь потом — запись на диск, при этом используются значительные объемы ОЗУ.

Более простое подключение обеспечивает вторая группа ПО. Утилита фотоаппарата выполняется не в виде драйвера TWAIN, с которым работают другие приложения, а в виде отдельной программы, задача которой — связь с камерой и сохранение файлов. Естественно, что такой способ лишен некоторой гибкости, характерной для двух вышеперечисленных методов, зато простота реализации обеспечивает надежную работу в большинстве случаев.

Некоторые из производителей для подключения своих фотоаппаратов разработали довольно любопытный метод. Установка драйвера в системе создает виртуальный дисковый накопитель. После подключения камеры пользователь обращается к этому диску, это обращение перехватывает утилита считывания данных с фотоаппарата и в качестве содержимого диска отображает отснятые кадры (как правило, в виде уменьшенных изображений). Пользователь выбирает интересующие его кадры и копирует их в заранее созданный каталог на компьютере. Правда, у него нет возможности обращаться к камере из оболочек типа Norton Commander — камера является виртуальным диском и не «прописывает» себя в системе в качестве накопителя. Данный подход в полной мере был реализован в ОС Windows 98 и ее продолжении, Windows Me — речь идет о системной папке «Сканеры и камеры». По причине широкого распространения высокоскоростного порта USB производители улучшили данный способ коммутации. После подключения камеры драйвер создает логический диск, и пользователь напрямую обращается к нему, в том
числе и с помощью оболочек типа Norton Commander. При этом он может просматривать отснятые кадры, копировать интересующие его и удалять неудачные точно так же, как и при использовании обычного жесткого диска.

Бывают случаи, когда камера оснащена модулем памяти большой емкости (как правило, приобретенным дополнительно), а из интерфейсов имеет только последовательный. Чтобы ускорить передачу данных, используются различные переходники, описанные в предыдущем разделе. Среди них в последнее время наибольшую популярность приобретают именно адаптеры для USB, создающие виртуальный дисковый накопитель. Адаптер PCMCIA -CompactFlash при всей своей дешевизне может использоваться лишь с портативной техникой, a FlashPath по сравнению с последовательным интерфейсом дает не слишком большой прирост в скорости.

 

6. Подключение к другой технике

 

Подключение к другой технике

Из других интерфейсов наиболее распространен видеовыход — разъем, обеспечивающий передачу изображения в формате композитного видеосигнала. С его помощью пользователь может просмотреть фотографии на экране телевизионной техники. Используемые кодировки: PAL и NTSC.

На редких моделях фотоаппаратов встречался параллельный порт, он предназначался для прямого, без использования компьютера, подключения фотопринтера. Как ни странно, подключиться к компьютеру посредством этого порта было невозможно. Кроме того, широкое распространение получили фотопринтеры с гнездами для модулей SmartMedia и CompactFlash. Если и принтер, и камера поддерживали спецификацию DPOF (Digital Print Order Format), то при просмотре кадров на фотоаппарате достаточно было выделить для печати интересующие кадры, вынуть карту памяти и поместить ее в принтер, который печатал выбранные фотографии. Разумеется, компьютер в этом случае тоже не нужен, так что не удивительно, что параллельный порт для подключения фотопринтера скоро «вымер».

Некоторые камеры оснащаются ИК-портом, но в отличие от интерфейса IrDA, данное устройство предназначено для управления камерой с помощью пульта дистанционного управления. Этот пульт, как правило, позволяет управлять фокусным расстоянием объектива и кнопкой затвора, а в режиме просмотра через видеовыход переключаться между кадрами и переходить в режимы индексного и масштабированного просмотра. Профессиональные камеры используют для подключения проводные пульты дистанционного управления.