Что такое цифровой зум в телефоне. Зум в видеонаблюдении. Цифровой и оптический

2 года назад

При покупке фотоаппарата или видеокамеры всегда рекомендуется обратить внимание на возможность приближения объекта изображения. Это так называемый зум, или zoom. Для тех, кто собирается с фотоаппаратом в руках делать снимки для семейного альбома, может быть, зум и не столь важен. Однако для профессионального фотографа зум - это не то, чем можно пренебречь.

При этом, конечно, необходимо сразу сказать, что зум бывает как оптический, так и цифровой. И это не одно и то же, как может считать кто-то несведущий.

Оптический зум можно получить за счет оптики. Такое приближение предполагает применение окуляра. То есть угол обзора сокращается, но при этом получаемое изображение переносится на одно и то же полотно. Такое приближение допускает некоторые искажения, но, если говорить объективно, то они минимальны. То есть возможны какие-то линейные искажения объектов, но обычным глазом их не сразу и заметишь.

С цифровым зумом все иначе. Здесь мы получаем результат, берем из него какой-то фрагмент, то есть кадрируем его, а затем этот фрагмент растягиваем. Увы, но уточнить какие-то детали наш фотоаппарат не может. Микрофрагменты уже заполнены. В результате эти пиксели приходится увеличивать, то есть переносить цвет одного на несколько других, соседних. Из-за таких вот квадратиков на изображении в результате разрешение изображения уменьшается.

Если кто-то говорит, что цифровой зум - это плохо, то ему можно возразить. Все-таки применять цифровой зум и при этом иметь качественное изображение можно. В частности, в многопиксельной аппаратуре, у которой есть определенный запас пикселей. Однако предел использования цифрового зума все-таки есть.

Но оптический зум все-таки лучше. Оптический зум (optical zoom) - это оптическая система. Именно она помогает изменить фокусное расстояние объектива. Вот почему отдаленные объекты видны ближе. Оптический зум приближает их практически без потери качества. Расстояние между пикселями при приближении не уменьшается. Эксперты считают, что это значительное преимущество.

Особенно оптический зум может оказаться полезным для репортажных съемок. Полезен он и для туристов, которые хотят сделать фотографии каких-либо достопримечательностей, пейзажи и так далее. Ведь бывают такие случаи, когда нет необходимости подходить к интересующему вас объекту ближе. Достаточно оставаться на месте, И всего лишь требуется чуть-чуть подкрутить значение зума.

Чем больше значение оптического зума в цифровом фотоаппарате, тем лучше. Кстати, сегодня можно часто увидеть камеры с более чем 20-тикратным оптическим зумом.

В то время как традиционные пленочные камеры обычно требуют переместить объектив - и всю Вашу камеру - ближе к объекту, чтобы увеличить его - этот процесс называется оптическим зумом - цифровые фотоаппараты предлагают Вам возможность увеличения в цифровом виде (см. запрос "Цифровые фотоаппараты "). Многие цифровые фотоаппараты оснащены цифровым и оптическим зумом, каждый из которых представит свои преимущества и недостатки.

Как работает оптический зум

Как следует из названия, оптический зум влечет за собой перемещение объектива камеры ближе к объекту, который Вы фотографируете, с миллиметровой разницей в фактической близости, что соответствует более эффектной воспринимаемости близости. Оптическое увеличение изображения зависит от типа цифровой камеры, которая у Вас есть. Если Вы используете компактную наведи-и-снимай камеру, Вы контролируете оптический зум с помощью кнопки или рычага, который прикреплен к корпусу камеры. Если Вы используете цифровую зеркальную (DSLR) камеру, Вы вручную расширяете или убираете объектив.

Ограничения оптического зума

Основное ограничение оптического зума состоит в том, что камеры ограничены в том, как далеко они могут увеличить. Обычная наведиа-и-снимай камера, например, может зумировать объекты только в три раза, что является недостаточным для фотографирования объектов, которые находятся далеко от места съемки. Цифровой фотоаппарат являются более универсальными - 18-300mm объектив может приблизить объекты на несколько сотен метров - но остается то, что если Ваш объектив не обладает достаточным оптическим зумом, чтобы сфотографировать желаемый объект, объект будет небольшого размера.

Как работает цифровой зум

Цифровой зум, с другой стороны, заключается в "раздутии" изображения, чтобы сделать объекты в нем большими - камера делает это после съемки. Вы можете думать о цифровом зуме, как про аналогичную обрезку фото - Вы, по сути, выбираете небольшую часть поля, а затем увеличиваете ее размер, как и исходное поле. Цифровой зум позволяет увеличить размер, при котором объекты снимаются, независимо от того, как далеко Вы были от них, когда делали снимок.

Ограничения цифрового зума

Эффективность цифрового зума зависит от мегапиксельного разрешения Вашего фотоаппарата (см. запрос "цены на фотоаппараты ") - другими словами, сколько точек или пикселей он захватывает на дюйм. Если Ваша камера имеет высокое разрешение Мп, цифровой зум сделает область Вашего изображения, которое Вы хотите выделить, более ясным и четким. Если камера более низкого разрешения, Ваш цифровой зум будет производить размытое изображение.

Зум в фотоаппарате является характеристикой объектива и зависит от значений фокусного расстояния (ФР). Выражается ФР в миллиметрах и обозначает расстояние от середины линзы до точки фокусировки, то есть до матрицы. На объективе ФР обозначается парой цифр, например, так: 5,8-24 mm. На коротком конце фокусное расстояние равно 5,8 мм, а на длинном – 24 мм. А значение зума получаем поделив эти два числа друг на друга.

Понятие зум (zoom) используется для объективов с переменным фокусным расстоянием. В нашем примере объектив с фокусным расстоянием 5,8-24 мм и зум будет равен 4. Это значение получили, поделив расстояние длинного фокуса на короткий 24/5,8=4.

Практическое применение зума

При продаже Вам скажут, что зум указывает, во сколько раз камера может увеличить объект. По теории для угла зрения человеческого глаза оптимальным является фокусное расстояние в 50 мм и это значение нужно использовать вместо значения ФР на коротком конце. Если, например, ФР равно 35-105 мм, то зум будет равен 105/35=3. А увеличение будет равняться 105/50=2,1. Поэтому значение зума фотокамеры еще не означает, что именно на столько можно увеличить объект. Ну, это все сложно, а покупателю важно знать, что показатель зума не является важной характеристикой объектива.

Оптический зум

Оптический зум является характеристикой оптической системы фотокамеры. Приближение или удаление объекта съемки происходит путем сдвига линз в объективе, при этом все остальные характеристик камеры остаются неизменными. Поэтому качество снимков будет высоким, и именно оптический зум рекомендуют использовать при съемке. И при вопросе как выбрать фотоаппарат нужно обращать внимание на величину оптического зума, а не цифрового.

Цифровой зум

А если еще указан цифровой зум (digital zoom) на фотоаппарате, то к нему у многих неоднозначное отношение. Ведь при цифровом зуме в процессоре с изображения вырезается нужный кусок и растягивается на весь размер матрицы, и нет никакого реального увеличения объекта. Так можно делать на компьютере при увеличении снимка. При таком увеличении будет уменшаться разрешение вырезаного участка.

Для фотоаппарата большее значение имеет оптический зум. При съемках желательно отключать цифровой зум в настройках фотокамеры.

К использованию цифрового зума нужно подходить осторожно. Его применение оправдано когда матрица идет с большим запасом по разрешению, и когда просто нет другого выхода и необходимо сделать фотографию с приближенным объектом.

Суперзумы и ультразумы

Сегодня в магазинах предлагается большой выбор фотокамер с большим значением зума. Такие камеры называются суперзумы или ультразумы. Значение оптического зума в таких фотоаппаратах достигает 50х и даже 60х.

Например, рассмотрим такую фотокамеру как Canon PowerShot SX60 HS. У нее значение оптического зума составляет 65х. При этом ФР: f = 3.8 – 247 мм (21 – 1365 мм в 35-мм эквиваленте), а диафрагма: f/3.4 – f/6.5. Конструкция: 15 элементов в 11 группах. Стоимость такой камеры примерно 750 $.

Canon PowerShot SX60 HS

Или еще один представитель суперзумов: фотокамера Nikon Coolpix P600. Значение зума достигает 60х. ФР: 4.3 – 258 мм (24 – 1440 мм в формате 35 мм), светосила: f/3.3 - 6.5, конструкция: 16 элементов в 11 группах. Примерная цена Nikon Coolpix P600 составляет 430 $.

Nikon Coolpix P600

Дополнительная информация по зуму

Бывает еще, что на ценнике указывается значение зума полученное от перемножения цифрового и оптического значений зумов. Такой показатель совсем не нужно брать во внимание, а лучше уточните значение оптического зума или узнайте значение фокусного расстояния и значение светосилы объектива и по этим параметрам делайте выбор. Ведь во всех объективах рядом с ФР указывается и значение светосилы для этих расстояний. И чем больше разница в значениях ФР (чем больше зум) тем меньше светосила объектива (проходящее через него на матрицу количество света), ведь увеличивается количество линз в объективе. Поэтому в компактных фотоаппаратах значение зума больше 4 может значительно уменьшить значение светосилы и, соответственно, качество фотографии.

Вид объектива с 30-кратным зумом

Но еще чем обманчив зум, так это одинаковым значением для различных фокусных расстояний. Например, два фотоаппарата с оптическим зумом равным 3 имеют разные фокусные расстояния. У одного ФР равно 70-210 мм, а у другого 18-55 мм. Один применяется для съемки портретов, а второй для съемки пейзажей. Но зум один и тот же. Поэтому, выбирая фотокамеру по зуму, вы можете упустить другие важные характеристики.

Не всегда большее значение зума означает лучшее качество фотографии, а скорее наоборот. Он пригодится только для съемок удаленных объектов. Нет одного ответа, что вам выбрать но, выбирая себе фотокамеру, вы должны понимать, что вы выбираете, и где ее будете использовать. И тогда вы сможете ответить себе, а нужен ли большой зум для вашей фотокамеры.

Термин зум происходит от английского глагола zoom, что в дословном переводе означает «увеличивать изображение». При выборе фотоаппарата многие ориентируются на количество пикселей матрицы, хотя этот показатель не есть основной. Как и десятки лет назад главенствующим фактором качества изображения все же является оптика.

Оптический зум

Оптический зум – это способ приближения объекта при помощи системы линз, именно поэтому он так и называется. Оптический зум в фототехнике существует уже более полувека, а качественный эффект увеличения изображения достигается при помощи специального устройства под названием трансфокатор, представляющего собой сложную оптическую систему со способностью изменять фокус при помощи многочисленных линз. Увеличение предмета посредством трансфокатора помогает на выходе получить снимок без потери качества. Трансфокатор бывает двух видов: с ручной механической фокусировкой либо с автоматическим настраиванием фокуса, что удобно при любительской фотосъемке, но бесполезно при создании профессионального снимка, например, в режиме макросъемки. Автофокус не предусматривает высокой резкости при многократном оптическом приближении фотографируемого объекта. Словом, в фотокамерах с автоматической фокусировкой увеличение, как правило, не более троекратного значения, тогда как при использовании механического трансфокатора можно приближать объект более чем в десять раз. Среди недостатков камер с ручной настройкой резкости и приближения (оптического зума) чаще всего встречается риск попадания пыли внутрь объектива.

При выборе фототехники с цифровым зумом необходима золотая середина между количеством мегапикселей матрицы и зумом трансфокатора, ведь и при нулевом и пятикратном зуме изображение фиксировано на том же количестве мегапикселей.

Цифровой зум

Определение цифровой зум появилось вместе с распространением компактных цифровых фотоаппаратов, которые в народе были прозваны «мыльницами». Цифровой зум не сопряжен с приближением объекта, так как выводимая на дисплей картинка лишь растягивается при помощи матрицы фотоаппарата, являясь способом кадрирования с существенной потерей качества.

При цифровом зуме картинка теряет резкость, так как фокусировка в этом случае попросту отсутствует, ведь фокусирование и наведение резкости может быть только при наличии у фотоаппарата дополнительной оптической системы. Как правило, использование цифрового зума оправдано для увеличения объекта не более чем на 40-50%, ведь при большем масштабировании четкость снимка будет очень низкой.

Пиксел - (от слов picture element- элемент изображения) представляет собой элементарную цветную точку, совокупность которых образует изображение.

Матрица состоит из мегапикселов, или миллионов пискелов. Чем их больше, тем выше разрешение камеры. Современные камеры обладают матрицами с разрешением 4,6,8 и более Мпикс. Например, для печати фотографий в форматах 10х15 и 15х20 вполне достаточно разрешения 4 или 6 Мпикс.

Из чего состоит матрица?

Матрица состоит из множества светочувствительных ячеек – пикселов.
Каждая ячейка при попадании на нее света вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока. Поскольку используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой. Чтобы она была цветной, ячейки покрывают цветными фильтрами. В большинстве матриц каждый пиксел покрыт красным, синим или зеленым фильтром, в соответствии с цветовой схемой RGB (red-green-blue). Используют только три цвета, так как эти цвета – основные, а все остальные получаются путем их смешения. Фильтр пропускает в ячейку лучи только своего цвета.

Полученная на матрице картинка состоит только из пикселов красного, синего и зеленого цвета – именно в таком виде записываются файлы формата RAW (необработанный формат). Для записи файлов JPEG и TIFF камера анализирует цветовые значения соседних ячеек и рассчитывает цвет пикселов.

Обычно фотоаппраты бывают 2, 4, 8, 16 мпкс. Соотношение сторон кадра компактных цифровых фотоаппаратов изготавливаются с соотношением сторон 4:3, редко 16:9. В зеркальных цифровых фотоаппаратах применяют матрицы с соотношением сторон 3:2. В меню фотоаппарата пользователь может выбрать соотношение сторон из имеющихся в фотокамере вариантов, например 16:9, 3:2, 4:3, 1:1, 4:5. При этом кадра будет обрезан по высоте или ширине.

Что такое зум? Какие виды зума бывают?

Зумом называют возможность объектива камеры увеличивать объекты съемки в несколько раз. Число раз, в которые камера может "приблизить" объект, называется кратностью зума.
Если мы говорим о цифровой камере, то необходимо разделять два термина: оптический зум и цифровой зум.

Оптический зум – это то изображение, которое вам позволяет сделать камера при помощи оптических линз. Другими словами, это плавный переход от общего плана к крупному без потери качества(!). Оптический зум 3Х – 4Х означает, что камера, изменяя фокусное расстояние линз, может «приблизить» вас к снимаемому объекту в 4 раза.

Цифровой зум просто увеличивает фрагмент, как это бы сделал графический редактор. При этом новых пикселей не добавляется, а просто увеличивается размер имеющихся. Следовательно, теряется качество изображения. Картинка не выявит никаких новых деталей. Тот же результат можно получить, если увеличить этот снимок на компьютере при помощи графического редактора.

Пример фрагментов пейзажа, полученых с использованием оптического и цифрового зума.

Результат:

Экспозиция

Экспозиция - это количественная мера световой энергии, падающей на светочувствительный элемент, результат взаимодействия параметров диафрагмы и выдержки.
Часто употребляется термин -экспонирование, в течение которого происходит съемка. Если значения выдержки и диафрагмы выставлены верно, то кадры будут выглядеть натурально и соответствовать действительности. От экспозиции во многом зависит качество снимка - недостаточная экспозиция (называемая фотографами недодержкой) приводит к плохой проработке деталей в тенях, избыточная экспозиция (передержка) - к плохой проработке светлых участков.

Выдержка

Выдержка - время воздействия света на чувствительный материал - матрицу (или пленку).
Это время, в течение которого затвор фотоаппарата остается открытым, и свет воздействует на матрицу. Выдержка измеряется в секундах. Показатель выдержки также выбирается в зависимости от творческих задач фотографа:

Для неподвижных объектов оправдано применение длительных выдержек, особенно для ночной съемки, когда максимально открытой диафрагмы недостаточно для нормальной экспозиции.

Нужно учесть, что при длительных выдержках:

• движущиеся объекты получаются размытыми;
• фотокамера будет реагировать на малейшие движения рук и смещения аппарата, в этих случаях необходим штатив или неподвижная опора для фотоаппарата.

Диафрагма

Диафрагма - устройство в объективе, позволяющее изменять количество света, попавшего на пленку.
Диафрагма изменяет диаметр «отверстия», тем самым регулирует количество света, который освещает матрицу. Диаметр «отверстия» характеризуется диафрагменным числом (в обиходе – диафрагмой).

Например, для портретной съемки выбирают малое диафрагменное число, 3,5. Это позволяет делать фигуру человека резкой, а задний план размытым. Для пейзажной съемки нужно выбирать большее диафрагменное число - 4 или 5,6 или даже 8, чтобы все объекты в кадре были резкими.

Глубина резкости

Глубина резкости изображаемого пространства – это расстояние между двумя плоскостями в пространстве, в пределах которых объекты на снимке воспринимаются четкими, а не размытыми.
Выбором диафрагмы можно изменять глубину резко изображаемого пространства. Таким образом, можно создавать различные художественные эффекты.

Регулирование глубины резкости используется для того, чтобы акцентировать объект съёмки, находящийся в окружении других, второстепенных предметов. Традиционным примером является портрет, когда необходимо получить резкое лицо и размытый фон. Небольшая глубина резкости позволяет легко добиться этого эффекта. В качестве обратного примера можно привести пейзажную съёмку, где для резкой передачи деталей, как на переднем, так и на заднем плане, необходима максимальная глубина резкости.

Пример получения разной глубины резкости:

Надо отметить что:

• Чем больше диафрагменное число (чем меньше диаметр отверстия диафрагмы), тем больше глубина резкости.
• Чем дальше от объектива находится объект съёмки, тем больше глубина резкости.
• Чем меньше фокусное расстояние объектива (чем больше угол зрения объектива), тем больше глубина резкости.

Фокуcноe paccтояниe объeктивa

Фокусное расстояние - расстояние между пленкой и оптическим центром объектива, сфокусированного на бесконечность. По соотношению фокусного расстояния и диагонали кадра объективы подразделяются на нормальные, короткофокусные, длиннофокусные, а также на объективы с переменным фокусным расстоянием.

Коpоткофокуcныe объeктивы обecпeчивaют большиe углы обзоpa. Объeктивы c большим фокуcным paccтояниeм пpeдcтaвляют cобой тeлeобъeктивы c мaлыми углaми обзоpa, но позволяют снимать удаленные предметы с большим, чем у обычных объективов увеличением.

Что такое ISO?

ISO - это числовой параметр, который регулирует светочувствительность. Чем он выше, тем ярче и насыщеннее будут ваши фотографии.
То есть, чем выше значение ISO, тем меньше света и времени требуется матрице, чтобы запечатлеть кадр без вспышки. Но(!) c увеличением чувствительности матрицы, увеличивается так называемый шум (неприятная зернистость). С увеличением выдержки снимок может получиться нерезким (начиная с выдержки 1/60 сек).

В данном примере фотограф установил разные ISO при прочих равных условиях.

ISO = 50	ISO = 400

Что такое DPI и почему именно 300 DPI?

Существует два разных понятия о разрешении изображения.

1. Абсолютное разрешение фотографии - размер изображения в пикселах. Если фотоаппарат имеет матрицу 8 MegaPixel, которая формирует изображение размером в пикселах 3264*2448, то и в файл оно будет записано такого же размера 3264*2448. Важно понимать, что если после редактирования в какой-либо программе снимок остаётся такого-же размера, то и разрешение его не изменится.

2. DPI (аббревиатура от англ. dots per inch (точек на дюйм) - величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Это разрешение определяет, насколько детальным будет ваше изображение при печати. Т.о. реальное разрешение в DPI получается только при печати, исходя из формата бумаги и размеров фотографии в точках. Пока неизвестны параметры печати, и фотография находится у вас на компьютере, у такой фотографии нет понятия DPI. Оно обретет смысл только при выводе на печать.

Рассмотрим примеры.

Фотоаппарат с матрицей 6 MegaPixel даст вам фотографию 3000 на 2000 пикселов. Попробуем напечатать имеющуюся на компьютере фотографию размером 3000 на 2000 пикселов с разрешением в 300 DPI. Учтем, что 1 дюйм это 2,54 см. Таким образом, при 300 DPI в каждом дюйме будет 300 пикселей. Разделив длину 3000 на 300 получим кол-во дюймов = 10 . Переведя в см, получим длину 25,4 см. Тоже самое сделаем с шириной. (2000/300)*2.54 = 16.9 см. Наша фотография (3000 на 2000 пикселей) при печати с разрешением 300 DPI будет иметь размеры отпечатка 25.4 см на 16.9 см.

Возьмем обратную ситуацию. Требуется напечатать фотографию 4х6 дюйма (10х15 см).
Фотография размером 600x900 пикселей (0.5 Мпи), будет напечатана разрешением 150dpi
Фотография размером 1200x1800 пикселей (2 Мпи), будет напечатана разрешением 300dpi
Фотография размером 2400х3600 пикселей (8 Мпи), будет напечатана разрешением 600dpi

Таким образом, значение DPI, записанное в файл, хранящийся на компьютере, не влияет на качество фотографии.

Откуда же берется запись DPI в свойствах файла? В свойствах файла записывается рекомендуемое разрешение просмотра на мониторе. Вы можете поменять это значение на любой другое целое число. При этом никаких изменений в качестве фотографии, хранящейся у вас на компьютере, не произойдет. Если вас просят изображения именно в 300 DPI, смело меняйте это значение в файле! Сделать это можно в Photoshop, и других редакторах.

Что обозначает гистограмма?

Гистограмма представляет собой график, по которому можно оценить яркость фотографии. Другими словами, это диаграмма распределения яркостей снимка – от самой тёмной области до самой яркой. Шкала снизу разделена пропорционально уровням яркости: слева она соответствует самым тёмным областям снимка, а справа – самым светлым, с оттенками серого между ними. По вертикальной шкале отложено количество пикселов. Гистограмма позволяет более точно установить экспозицию.

В каком формате снимать?

Некоторые камеры позволяют выбрать формат фотографий.

RAW - внутренний формат цифровой камеры для записи изображения. Файлы этого формата содержат в себе необработанные (или обработанные в минимальной степени) данные, что позволяет избежать потерь информации.
TIFF (Tagget Image File Format) - формат изображения, обеспечивающий сохранение изображения без потери качества. Данный формат позволяет сохранять данные без сжатия или может использовать сжатие LZW, обеспечивающее полную сохранность исходных данных.