Приставки с интерполяцией цвета

 

Некоторые из приставок к студийным камерам оснащаются ПЗС-матрицами с чередованием элементов, каждый из которых снабжен своим светофильтром. Это позволяет получать изображение за одно экспонирование и производить съемку живых объектов. Данная схема использует интерполяцию (восстановление) цвета и довольно подробно рассмотрена в главе «Электронно-оптические преобразователи». Тем не менее в студийных камерах имеется определенная специфика.

 

Первые камеры имели не мозаичную, а полосчатую схему окраски элементов, то есть чередовались столбцы зеленого, синего и красного цвета. Это значительно упрощало обсчет полноцветного изображения, однако наблюдались сильные искажения вертикальных линий в кадре.

 

Поэтому довольно скоро большое распространение получила схема с мозаичным расположением элементов. Как и в полевых камерах, на два зеленых элемента приходилось по одному синему и красному. Расчет полноцветного изображения производился на компьютере, поэтому отличался более тщательной проработкой деталей, чем в полевых камерах.

 

Другим способом избежать такого неприятного явления, как муар, является нерегулярное, псевдослучайное расположение элементов матрицы. Разумеется, что для корректного расчета цвета программное обеспечение камеры хранит информацию о размещении каждого элемента. Данное решение требует не только больших вычислительных мощностей, но и значительных объемов как оперативной, так и постоянной памяти.

 

Как и мультиэкспозиционные приставки, устройства с интерполяцией цвета применяются совместно со среднеформатными камерами. По способу крепления к камере эти два типа аналогичны. Что касается сравнительных габаритов, то основной отличительной деталью моделей со сменными светофильтрами является цветовое колесо (кроме моделей с ЖК-светофильтра-ми), значительно увеличивающее размеры либо всей системы в сборе, либо самой приставки.

 

Приставки со смещением матрицы

 

Схема с интерполяцией цвета получила развитие в многофункциональных (multipurpose) приставках, использующих для съемки живых объектов одно экспонирование, а для высококачественной съемки неподвижных объектов — мультиэкепозицию. При этом во время съемки матрица несколько раз (от двух до четырех) смещается по вертикали и горизонтали на небольшое расстояние, равное шагу размещения элементов.

 

В результате в каждой точке кадра определяются все три основных цвета и отпадает необходимость в интерполяции. Общее время захвата при этом удается уменьшить до нескольких секунд, хотя для фотографирования «с рук» эта система все-таки не годится. Как и приставки со сменными светофильтрами, многофункциональные устройства позволяют использовать вспышку в мультиэкспозиционном режиме.

 

Для перемещения матрицы используются прецизионные пъезо-приводы, обеспечивающие микронную точность. Высокая эффективность и надежность данных устройств позволили расширить возможности некоторых приставок функцией микросканирования. При использовании данного режима осуществляется до 36 экспозиций, между которыми матрица совершает циркулирующее перемещение. Результирующий кадр имеет в три раза большее разрешение, как по вертикали, так и по горизонтали.

 

Практически все приставки со смещением матрицы проектировались на базе моделей с интерполяцией цвета. Поэтому внешний вид этих устройств практически идентичен, так как пъезоприводы очень компактны и практически не занимают места.

 

Из всех приставок только устройства со смещением матрицы обеспечивают и возможность съемки живых объектов с интерполяцией цвета, и функцию фотографирования неподвижных композиций с высоким разрешением и неинтерполированным цветом. Такая гибкость применения привела к большой популярности данной техники среди фотографов, занятых разноплановой съемкой, но не имеющих средств на приобретение двух разных устройств — для фотографирования живых и неподвижных объектов.

 

Полные камеры

Основные типы

 

В процессе развития данного направления некоторые производители предлагали на рынке законченные решения — полные камеры, сочетавшие в себе как электронную начинку, так и объектив с затвором. Большинство разработчиков при проектировании устройств использовали байонетную оптику 35-мм камер. Такое решение обусловливалось, с одной стороны, распространенностью объективов, а с другой — малыми габаритами ранних ПЗС-матриц. Использование оптики средне- и крупноформатных камер было бы излишней роскошью.

 

Такие устройства пользовались довольно устойчивым спросом благодаря невысокой цене. Более того, ряд технических решений (например, схема со смещением матрицы) впервые появился именно на этих типах камер.

 

Правда, с увеличением разрешения ЭОП появилась потребность применять для формирования изображения оптику «более высокого разбора». А конструкция как среднеформатных, так и крупноформатных камер идеально подходила для использования в сочетании с ними приставок. И, разумеется, любой профессиональный фотограф использует для съемки на пленку именно такую технику. В этих условиях создание полных камер теряло всякий смысл. Впрочем, в большинстве случаев разработчики этих устройств либо уходили с рынка, либо, используя многочисленные наработки, переключались на выпуск приставок.

Однако в некоторых случаях полные камеры нельзя заменить приставками. Например, в случае использования проектировщиками схемы с разделением светового потока.

 

Камеры с расщеплением света

 

Напомним основные принципы схемы с расщеплением света.

Поскольку в пленочной фотографии аналогов данной схемы просто не существует, требуется разрабатывать конструкцию «с нуля». Объектив, как и в большинстве полных камер, заимствуется с 35-мм байонетных фотоаппаратов. После того как объектив сформировал изображение, с помощью специальной призмы оно делится на три части. Затем для регистрации кадра используются три ЭОП, каждый со своим светофильтром. В результате получаются три изображения (как в мультиэкспозиционных приставках). Складывая их, можно получить полноцветное изображение.

 

Уже упоминались недостатки данной схемы:

 

- необходимо считывать информацию не с одного, а с трех сенсоров, таким образом, требуется очень высокая скорость передачи данных;

- при прохождении призмы-делителя световой поток ослабляется, что ограничивает доступные значения выдержки и диафрагмы;

- сигналы со всех трех ЭОП должен быть одинаковыми, в противном случае возможны цветовые искажения.

Для решения этих задач используется ряд технических решений.

Высокая скорость считывания с ЭОП достигается применением буферной памяти большого объема. Кроме того, регулярно разрабатываются более совершенные интерфейсы, обеспечивающие интенсивный обмен информацией.

 

Для компенсации ослабления светового потока при съемке в студии используется дополнительное осветительное оборудование.

 

Самой серьезной задачей остается калибровка ПЗС-матриц. Как правило, она производится параллельно с настройкой баланса белого. Для этого используется эталон — матовый плоский объект белого цвета. Если при съемке эталона будут наблюдаться оттенки того или иного цвета, то это значит, что сигнал с соответствующего ЭОП ослаблен либо, наоборот, завышен. Впрочем, поскольку студийный фотоаппарат постоянно подключен к компьютеру, есть возможность соответствующим образом настроить программное обеспечение и компенсировать цветовой баланс.

 

Основным преимуществом схемы с расщеплением света является возможность съемки живых объектов с неинтерполированным цветом. Широкому распространению этих камер мешает сложность и высокая цена данных устройств, а также отсутствие универсализма — возможности использовать одно и то же оборудование как для цифровой, так и обычной фотосъемки.

 

Системы охлаждения

 

Одним из путей повышения динамического диапазона ПЗС-матрицы является подавление теплового шума. С этой целью применяются разнообразные схемы отвода тепла от сенсора.

 

В отличие от полевых камер, массогабаритные характеристики которых сильно ограничивают применение систем охлаждения, студийная фототехника позволяет использовать довольно тяжелые и объемные устройства. Кроме того, при стационарной эксплуатации энергопотребление теплообменник конструкций теоретически не лимитировано.