Цифровая фотография: особенности и редактирование

Здесь изложены интересные сведения об особенностях цифровых фотографий, способе их получения и важнейших характеристиках цифровых фотоаппаратов. Вы узнаете, как отредактировать и улучшить свои фотографии и разместить их в виртуальных фотоальбомах.

 

Технология получения цифровых фотографий

Результатом цифровой фотографии является изображение в виде массива цифровых данных — файла, а в качестве светочувствительного материала применяется электронное устройство — матрица.

При получении как цифровой, так и пленочной фотографии свет с фотографируемой сцены попадает на линзу и затем регистрируется либо на пленку, либо на сенсорную матрицу цифрового фотоаппарата.

Процесс получения фотографии
a – Объект, b – Линза, c - Матрица или пленка

В наше время применение цифровых технологий в фотографии во многом облегчило процесс фотографирования. Преимущества цифровой фотографии по сравнению с аналоговой (пленочной) следующие:

  • возможность сразу видеть результат;
  • оперативность процесса съёмки и получения конечного результата;
  • огромный ресурс количества снимков;
  • более дешевое и долговременное хранение файлов на цифровых устройствах;
  • более простой и дешевый процесс копирования, печати и распространения фотографий;
  • возможность встроить в файл изображения такие данные, как время и дата съемки, модель камеры, время выдержки, информацию о вспышке и другие подобные данные;
  • возможность делать и хранить тысячи фотографий используя одну фотокамеру;
  • простота редактирования фото и создания спецэффектов.

Более полный обзор свойств цифрового фото можно найти в статье «Достоинства и проблемы цифровой фотографии».

 

Как цифровая камера регистрирует изображение

Цифровой фотоаппарат имеет в основе сенсорную матрицу, состоящую из множества мелких элементов, пикселей (от PIcture ELement). Одним из самых распространенных маркетинговых параметров фотокамер является число мегапикселей (1 Мегапиксель = 1.000.000 пикселей), хотя не менее важным является внутреннее программное обеспечение фотоаппарата, которое преобразует информацию с сенсоров в сбалансированную по цветам картинку, физический размер матрицы и качество оптики (объектива камеры).

Устройство матрицы фотокамеры, цветофильтры
a – Микролинзы, b – Фильтр цвета, c – Фотодиод, d – Миллионы световых сенсоров

Пиксели матрицы также называются сенсорами или фотодиодами. Когда вы нажимаете кнопку спуска затвора на фотоаппарате, свет попадает на сенсоры, которые способны регистрировать попадающие на них фотоны. Фотодиоды не могут различать цвет попадающего на них света, поэтому свет в цифровых фотокамерах предварительно пропускается через цветные фильтры. Самыми распространенными являются фильтры для трех базовых цветов – красного, синего и зеленого. Таким образом, для каждого фотодиода можно посчитать число попавших на него за время выдержки фотонов одного из базовых цветов.

Чтобы вычислить все три компоненты цвета в окрестности каждого фотодиода, необходимо расположить фильтры так, чтобы рядом находились красный, зеленый и синий фильтр. Таким образом, станет возможно построение полной цветовой картины в пространстве RGB (Red Green Blue). Существуют разные схемы расположения цветных фильтров, одним из самых распространенных является матрица Байера.

Узнать подробнее о светофильтрах и способах их расположения в матрице можно из статьи «Массив цветных фильтров».

 

Размер и разрешение цифровой фотографии

В процессе фотографирования вы можете выбрать разрешение фотографии (размер результирующего изображения в мегапикселях). Максимально возможное разрешение – важный параметр цифровой камеры, но не единственный. Большая по своему физическому размеру сенсорная матрица с фиксированным числом пикселей позволяет получить изображение более высокого качества, чем меньшая. Наибольшее различие большой и маленькой матрицы заключается в количестве шума. Одно из преимуществ зеркальных фотокамер – больший физический размер сенсорной матрицы по сравнению с обычными цифровыми фотоаппаратами. Наиболее распространенные размеры выходных изображений: 640 x 480, 1280 x 960, 1600 x 1200, 2048 x 1536, 3008 x 1960, 3088 x 2056 и 4064 x 2704. Чем больше размер изображения (при условии, что это не программно увеличенное в размере изображение), тем лучше качество печати этой картинки.

Разрешение фотографии
 

Цветовое представление и цветовые пространства

Цветовое представление (палитра) зависит от типа и качества матрицы и от оптической системы фотоаппарата. Разные матрицы имеют различную цветочувствительность. Фотограф должен разбираться в своем оборудовании, учитывать характеристики освещения и дисплея фотоаппарата, где отображается итоговая картинка. Некоторые цифровые камеры могут выдавать фотографии в RAW формате (непосредственные данные сенсоров), что позволяет выбирать цветовое пространство на стадии программной обработки независимо от настроек камеры. В результате сцена представляет собой набор значений сенсоров и может быть в какой-то степени «перефотографирована» с другими настройками цветового баланса, экспозиции и т.д.

 

Форматы выходного изображения

RAW

RAW (англ. raw — cырой) — формат данных, содержащий необработанные данные с матрицы, что позволяет избежать потерь информации. Обычно фотографы–любители не используют «сырой» RAW формат, так как это требует использования RAW-конвертеров - специализированных программ, позволяющих создавать из необработанных данных конечные графические файлы. К тому же из-за различия в RAW формате не только для каждого производителя, но и для каждой модели фотокамеры не существует единого программного обеспечения для редактирования RAW файлов, полученных с камер разных производителей. Поэтому наиболее распространенными конечными графическими форматами являются .JPEG, .PNG и .GIF.

JPEG

JPEG является стандартизированным форматом сжатия с потерями. Этот графический формат был разработан для компрессии как полноцветных (24-х битных), так и для чёрно-белых полутоновых изображений.

Формат JPEG хорошо подходит для фотоснимков. Напротив, использование формата JPEG для изображений с контрастными деталями (линейная и текстовая графика) не оправдано: это приведет либо к излишне большому весу файла, либо к появлению характерных артефактов.

GIF

GIF – это восьмибитный формат хранения графических данных, что подразумевает поддержку 256 цветов. GIF использует формат сжатия LZW.

Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году для передачи фотоизображений по сетям. В 1989-м формат был модифицирован и была добавлена поддержка прозрачности и анимации. GIF позволяет неплохо сжимать файлы с больших количеством однородных заливок, поэтому он хорошо подходит для хранения логотипов, надписей, схем, анимированных изображений.

PNG

Формат PNG – растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь. PNG был создан как для улучшения, так и для замены формата GIF графическим форматом, не требующим лицензии для использования.

PNG обладает более высокой степенью сжатия по сравнению с форматом GIF и поддерживает миллионы цветов. Он также обеспечивает большую глубину цвета, до 48 бит для полноцветных изображений.

Формат PNG не смог полностью заменить GIF, так как для маленьких изображений степень сжатия отличается не более чем на 5% и формат PNG не позволяет сохранять анимированные изображения.

 

Улучшение и ретушь цифровых фотографий

Каждое цифровое изображение по сути является набором пикселей. В наиболее распространенном цветовом пространстве – RGB (Red Green Blue – Красный Зеленый Синий) - у каждого пикселя есть 3 компоненты, соответствующие базовым цветам. Глубина цвета, или число бит для его записи, определяет общее количество возможных цветов на картинке.

Разложение на красный, зеленый и синий
Разложение на красный, зеленый и синий
Original
Red
Green
Blue
Разложение картинки на цветовые компоненты: Красный, Зеленый и Синий

Так как файл представляет из себя набор числовых компонент, то его можно с легкостью редактировать, просто меняя значения этих компонент.Таков главный принцип любого фоторедактора, как онлайнового так и «оффлайнового».

Именно в силу более простого процесса редактирования, а также простоты хранения и передачи цифровое фото заняло лидирующие позиции, оттеснив пленочные фотографии.

Однако цифровые снимки порой имеют недостатки. К примеру, известно, что при попадании яркого света от вспышки фотоаппарата в глаза на фотографии образуется эффект «красных глаз». При неумении правильно настроить профессиональную фотокамеру или при использовании «мыльниц», освещение и цвета на фото зачастую не соответствуют реальности.

Кроме того, людям приятнее видеть красивые фотографии. Например, хочется, чтобы фото было правильно откадрировано, а лица на снимках выглядели симпатично. Можно обратиться к профессиональным ретушерам или изучить богатые возможности программы Photoshop ©. Однако, это требует немало средств и времени. Альтернативным решением является использование специализированных интернет-сервисов и программ проекта Pho.to, которые были специально разработаны для устранения наиболее распространенных недостатков цифровых снимков.

Данный проект  предоставляет эффективные, простые в использовании и в большинстве своем автоматические функции фотообработки. Кроме того, сайт Pho.to содержит ряд сервисов для различных фотоманипуляций: сервис по созданию фотоколлажей и фотомонтажей, сервис по изменению мимики лица на фото и сервис для создания анимированных аватаров.

Недостатки цифровых фото
Недостатки цифровых фото

Полезную и познавательную информацию о том, какие недостатки наиболее часто встречаются на любительских фотографиях и как их преодолеть, вы сможете найти на странице «Советов по фотографии». Из этих советов вы также узнаете, как организовать свои фотографии в стильные веб- и  виртуальные 3D альбомы.

Желаем вам успехов в обучении искусству фотографии и обработки фото. Не бойтесь ставить самые смелые эксперименты над своими фото, ведь только так есть шанс получить сотни восхищенных взглядов!

July 4, 2014
A great pick of 4th of July outfit, face paint, photo editing and celebration ideas waits for you!

May 27, 2014
The selfiest camera app of ours is now available for Android! Be the first to grab it on Google Play and amaze your friends with emotional photo stories.

April 17, 2014
Wishing you happy and joyous Easter! A new guide on making Easter greeting cards is ready and waits for you to read it. Wait no more!