Senzori digitalne kamere

UVOD

Senzori su uređaji koji ‘preobličavaju’ (engl. transducers) signal, iz veličine koja nas zanima (temperatura, magnetsko polje/indukcija, svjetlost …) u neku veličinu koja je pogodna za mjerenje (otpor, generirani napon ili struja, …). Postoji više vrsta senzora. Jedna podjela je prema ulaznoj veličini koju senzor preobličava u neku veličinu pogodnu za mjerenje. Tako imamo optičke senzore, akustičke, senzore pokreta i dr. Za svaki senzor treba da postoji i baždarna krivulja – tablica ili slika, na kojoj se može očitati npr. kojoj temperaturi odgovara otpor od 100 oma platinskog termometra. Nas će u nastavku zanimati optički senzori. Ovi senzori zapravo ‘preobličavaju’ intenzitet svjetlosti u indukovanu struju, napon ili otpor, a zasnivaju se na funkcioniranju pn spoja. Naime, može se napraviti takav pn čije karakteristike ovise o intenzitetu i frekvenciji/boji svjetlosti kojom ga obasjavamo.

POJAM DIGITALNE KAMERE I DIGITALNE FOTOGRAFIJE

Fotografija je tehnika digitalnog ili hemijskog zapisivanja prizora iz stvarnosti na sloju materijala koji je osjetljiv na svjetlost koja na njega pada. Riječ je grčkog porijekla i nastala je kao složenica dvije riječi phos (“svjetlo”), te γραφις graphis (“pero”, “kist”) ili γραφη graphê, koje zajedno znače „crtanje pomoću svjetla“. Već iz ove definicije se može vidjeti koliko fotografija ima ulogu u savremenom svijetu. Potreba da se slika iz stvarnog života prenese na neki papir i kasnije koristi je velika. Identifikacija osoba, video nadzori u većim objektima, satelitske fotografije reljefa i oblaka su samo neke od primjena fotografije. Za dobijanje fotografije se koriste uređaji koji se zovu fotoaparati i kamere. Moderne kamere su obično multifunkcionalne sa nekim uređajem koji može zapisivati zvuk i/ili video, kao i fotografiju.

Riječ kamera je latinskog porijekla (Camera obscura – lat. “mračna komora” ili “zamračena prostorija”) i označava kutiju (svjetlonepropusna opna bilo kakvog oblika) čije unutrašnje plohe ne dopuštaju odraz svjetlosnih zraka (moraju biti obojene crnom mat bojom ili još bolje, prekrivene crnim filcom). Na stijenki kutije izbušena je rup(ic)a. Kroz taj sitan otvor (“mlaznicu svjetla”) svjetlosne zrake izvana ulaze u mračnu komoru i projiciraju sliku motiva pred kamerom po čitavoj unutrašnjosti komore. Ukoliko se u mračnu komoru stavi fotoosjetljiva ploha, tj. list materijala koji je osjetljiv na svjetlo, a koji može biti hemijski (npr. “fotografski film” ili “foto papir”) ili digitalni (“senzor”), može se napraviti snimka motiva.

Tradicionalna fotografija poprilično je sputavala fotografe što su radili daleko na terenu (naročito novinarske dopisnike), jer nisu imali laboratorij za razvijanje filma u blizini, što je bilo nužno da bi se slika mogla vidjeti. Kako je televizija sve više napredovala i pružala sve veću konkurenciju, fotografije su se sve brže morale dostavljati u novine. Fotoreporteri na udaljenijim lokacijama nosili su minijaturni foto-laboratorij sa sobom; također i neka sredstva prenošenja slike preko telefonskih žica.

Ovo je dovelo do pojave digitalnih fotografija i razvoj digitalnih kamera i fotoaparata koje danas možemo naći u različitim veličinama i oblicima – od laganih koje možemo nositi u džepu do onih čija masa iznosi nekoliko kilograma. Umjesto uobičajenih filmova, ove kamere koriste senzore slike za hvatanje podataka o slici. Postoje dvije vrste senzora za digitalne kamere: CCD (cherged-couple device – uređaj sa spregnutim naelektrisanjem) i CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor Sensor – komplementarni metaloksidni poluprovodnici). Svaki od senzorskih elemenata pretvara svjetlost u napon proporcionalan njenom sjaju; taj se napon onda propušta kroz analognodigitalni konvertor koji prevodi fluktuacije u CCD uređaju u diskretni binarni kôd (vidjeti sliku 1). Digitalni izlaz analogno-digitalnog konvertora se šalje u digitalni procesor signala (DSP – digital signal processor) koji podešava kontrast i detalje te komprimuje sliku prije nego što je uputi u memorijski medijum.

Slika dobivena na ovaj način se naziva digitalna fotografija. Što je sjajnija svjetlost, koja pada na senzor, to je napon viši i odgovarajući piksel je svjetliji (o pikselu vidjeti narednu sekciju). Što ima više elemenata, veća je rezolucija i može da se registruje više detalja. Cijeli proces je vrlo udoban za korisnika. Rad je olakšan, jer nema potrebe za premotavanjem filma između dva kalema. CCD ili CMOS senzori fiksirani su na jednom mjestu, a broj pokretnih dijelova u kameri sveden je na najmanju mjeru.

Digitalni fotoaparati (slika 2.) se mogu priključiti na PC sa odgovarajućim kablom i konektorom. Najčešće je to USB. Snimljena slika se može obrađivati pomoću odgovarajućeg programa, kao što je Photoshop. Postoje i fotoaparati koji mogu da snimaju kratke video sekvence, pa oni mogu u izvesnom smislu zamijeniti web video kamere. Digitalni fotoaparati omogućuju pregled snimaka na licu mjesta (bez razvijanja), što znači da fotograf može lako uočiti greške kod snimanja i ispraviti ih dok još nije prekasno. Pošto se slike mogu i brisati, može se snimati mnogo uzastopnih slika s malim razlikama, izbrisati loše i sačuvati samo uspješne. Kod klasičnih fotoaparata to bi bilo preskupo. Možete i odabrati samo neke fotografije koje ćete ispisati na papir (ako ih uopće želite ispisivati).

Ako imate računar sa štampačem, nije potrebno fotografije nositi u foto-studio – one se mogu ispisati i kod kuće. Također, fotografije se na računaru mogu i obraditi te poboljšati (npr. pooštriti, kontrolisati kontrast, svjetlost, intenzitet boje…).