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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Cámara digital. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. En 1989, la fábrica Svema produjo el último lote de película amateur de 8 mm, hace cinco años se cerró el último laboratorio para revelar esta película, y un poco más tarde todos los productos químicos necesarios desaparecieron de la venta ... Así, ante nuestros ojos, terminó la era de las filmaciones caseras y llegó la era del video amateur. Parece que pronto le espera el mismo destino a su foto favorita. Los recientes avances en la creación de cámaras digitales electrónicas de alta calidad y ya no muy costosas convencen de esto. Al llegar a la reunión anual de compañeros de clase que se han reunido de todo el país, puede obtener una cámara digital que parece una cámara normal y tomar de dos a tres docenas de fotografías. Sin embargo, si tiene dudas sobre la composición de una toma grupal, puede decidir rápidamente si volver a filmar esta escena. Para hacer esto, solo mire el marco en la pantalla de cristal líquido integrada en la pared trasera de la cámara. Y cuando regrese a casa, puede quitar el disco de memoria del tamaño de una tarjeta de crédito de la cámara e insertarlo en su computadora portátil para verificar la calidad de las imágenes en tamaño completo y en color en su pantalla. También puedes editar tus fotos aquí. Ilumina algunos, agrega tonos cálidos a otros y cambia la escala para otros. Para ello, se utiliza un programa de procesamiento de gráficos. Si lo desea, puede enviar inmediatamente una foto a cualquier ex compañero de clase ... Lo anterior ya no es fantasía. Como resultado, el fotógrafo se queda con las viejas habilidades, tal vez, solo manipulaciones con la lente y presionando el obturador. ¿Y de qué otra manera, si estamos hablando de cambiar la esencia misma de la información de la fotografía: la transición de los procesos analógicos de obtención y procesamiento de imágenes a los digitales?
Por cierto, hasta hace poco, tal transición no parecía inevitable, incluso cuando la "fotoquímica" fue reemplazada por la electrónica. Hasta hace muy poco, muchas empresas también consideraban la grabación de vídeo magnético en formato de televisión, es decir, un proceso analógico, como una base técnica bastante real para la fotografía electrónica. Y no solo contaron, sino que lanzaron dispositivos completamente funcionales sobre esta base. El camino hacia la cámara digital moderna fue una escalada obstinada a lo largo de un camino a veces bastante rocoso. Los primeros fueron dispositivos con formación de imágenes en una matriz CCD y posterior grabación analógica en cinta magnética, como cámaras de video. Luego, las fotografías resultantes se copiaron en un disquete de video especial. Los dispositivos que crean y almacenan una imagen en un formato digital "puramente informático" se crearon a principios de la década de 1990. Utilizaron los mismos elementos de las computadoras como "lap-top" y una laptop. Fabricados en forma de placas rectangulares del tamaño de una tarjeta de crédito, con conectores al final, se insertan en puertos especiales de computadoras específicas. Además de bloques de memoria adicionales, estos pueden ser, por ejemplo, dispositivos como un módem de fax, disco duro, tarjeta de sonido. La disminución constante en el costo de los elementos y dispositivos de memoria digital con un aumento en su capacidad específica, la reducción en el costo de los discos compactos, el rápido progreso en los métodos de procesamiento y compresión de archivos de video, etc., todo esto finalmente hizo el dispositivo digital "básico" en esta área: una computadora, y no una grabadora de video, y no un televisor. El verdadero punto de inflexión en la fotografía digital se produjo en agosto de 1997, cuando Fuijtsu Microelectronics - Fujitsu y Sierra Imaging - Sierra firmaron un acuerdo de desarrollo conjunto en el campo de la producción de circuitos de imágenes digitales. En virtud de este acuerdo, Fujitsu proporcionó su familia de procesadores PISC y Sierra ofreció desarrollar toda la "tubería" - el chipset - la "placa base", es decir, combinar todos los controladores necesarios, así como las herramientas de desarrollo y proporcionar su software. (Experto en imagen). Además, Sierra ha asumido la responsabilidad de comercializar, distribuir y dar soporte a esta solución técnica. El acuerdo conjunto condujo a la creación de un paquete completo de hardware y software para el diseño e implementación de cámaras digitales. Como resultado, el mercado de cámaras digitales se duplicó cada año y, a finales de siglo, superó los diez millones de dispositivos al año. En ese momento, solo Sierra ofrecía a los clientes una solución única con todos los componentes electrónicos necesarios para crear cámaras digitales y continúa siendo líder en esta área hasta el día de hoy. De ahora en adelante, no hay duda de que la popularidad de las cámaras digitales crecerá como una avalancha. Al igual que en su época, en la década de 1880, después de la transición de las costosas e inconvenientes placas fotográficas de vidrio a las películas fotográficas livianas y baratas, la fotografía tradicional comenzó a conquistar rápidamente a las masas. Hoy en día, la cámara digital no es solo el equivalente digital de una cámara de película. Puede realizar otras funciones que ni siquiera esperaría de una cámara de cine. Una cámara digital es en realidad más como un colector de medios o un medio de almacenamiento multimedia. Puedes llevarlo contigo para tomar fotos, grabar sonido, mover objetos, incluso pensamientos. “Eche un vistazo más de cerca a una cámara digital, y aún mejor, ábrala y vea lo que hay dentro”, aconseja Oleg Tatarnikov en su artículo en Computer Press, “y verá que no es más una cámara que una computadora”. una máquina de escribir. Incluso el potencial fotográfico que oculta una "caja de jabón" digital banal puede superar significativamente las capacidades de las cámaras de película serias. Juzgue usted mismo: el tamaño de incluso un marco de formato pequeño en una película de 24x36 mm supera significativamente el tamaño de las matrices CCD , y cuanto mayor sea el tamaño de la imagen, más difícil será desarrollar una lente que no distorsione con suficiente apertura. Por ejemplo, la mayoría de los CCD de cámaras digitales de aficionados tienen una diagonal de 1/3" u 8,5 milímetros. Por lo tanto, " normal" (es decir, equivalente a una lente de 50 mm en cámaras de película de 35 mm) para dicha matriz será una lente con una distancia focal de solo 9 milímetros. Para que una lente de este tipo tenga una apertura relativa,por ejemplo, F / 2, el diámetro de la lente debe ser respectivamente igual a 4,5 milímetros, y para una cámara de 35 mm, 25 milímetros. Por lo tanto, por ejemplo, para implementar una diferencia significativa en la distancia focal para una cámara convencional de 35 mm, debe hacer un sistema óptico complejo con lentes grandes y costosas, y para las cámaras digitales puede usar una lente "estándar" con un diámetro de 2-4 centímetros y obtenga un zoom de hasta 20x. ¿Siente la diferencia? Y al disparar macro en una matriz pequeña con la misma lente, puede obtener una profundidad de campo inalcanzable para la fotografía de película. Sin embargo, además de todo esto, las cámaras digitales tienen una serie de otras características que son más típicas de las computadoras que de las cámaras. Además del sistema óptico, una cámara digital tiene un procesador de control lo suficientemente potente como para realizar, entre otras cosas, análisis de exposición complejos y decidir un modo de disparo en una pequeña fracción de segundo, después de lo cual se procesa la imagen resultante. El bus de datos rápido le permite reducir rápidamente el tiempo de preparación para recibir el siguiente cuadro. Y en este sentido, las cámaras digitales ya han alcanzado, por ejemplo, a las videocámaras y siguen "fusionándose" con ellas. Las cámaras digitales tienen RAM: "soldada", como en las computadoras antiguas, o más progresiva, externa, en tarjetas flash extraíbles. Su accesorio integral es un disco duro o un dispositivo ATA estándar y, a veces, incluso una unidad de disquete o una unidad SCSI. La cámara digital le permite crear sus propios programas para disparar y procesar imágenes. Una "tarjeta de sonido", un micrófono o un altavoz permiten grabar comentarios de voz durante el disparo, que luego se pueden escuchar durante la reproducción. La cámara tampoco está privada de dispositivos de comunicación: una interfaz externa a través de buses rápidos USB, FireWire o SCSI, junto con puertos serie (RS-232) y paralelos (para impresión directa en impresoras) que ya se han vuelto comunes y obsoletos. Algunas cámaras modernas también tienen un puerto de infrarrojos o incluso una interfaz de red. Sin mencionar los diversos botones del joystick, incluidos aquellos con nombres fácilmente reconocibles. Hay muchas maneras de ver imágenes capturadas con una cámara digital. En primer lugar, puede verlos inmediatamente en la pantalla de cristal líquido incorporada. Puede enviar información a la pantalla del televisor conectándose a ella a través de un cable estándar. El mismo cable conectará la cámara a un VCR, que copiará fotogramas de su película sin ningún problema, como la televisión normal. Las imágenes del tamaño de una postal se pueden imprimir en una impresora dedicada. Finalmente, la computadora tampoco se queda al margen: las imágenes se pueden enviar a su puerto a través de un bloque separado. En general, una cámara verdaderamente digital es una computadora multimedia real, en la que tanto un programador serio como un aficionado pueden probar suerte. Hasta hace poco tiempo, la cámara digital iba a la zaga de la cámara convencional sólo en términos de resolución de imagen. Había razones objetivas para ello. El hecho es que los volúmenes de archivos de fotos en su forma original "en bruto" son muy grandes. Dependiendo de la calidad de la capa fotosensible, deben contener hasta 35 millones de píxeles (los elementos de imagen distinguibles más pequeños) para ser iguales al cuadro de una película de 18 mm. Además, cada píxel lleva más de un bit de información. Esto es cierto solo para una imagen en blanco y negro, sin medios tonos. Y para una transmisión completa de escala de grises, se requieren al menos 8 bits, e incluso la misma cantidad para cada uno de los tres colores primarios. De ahí provienen 24, 32 o incluso 36 bits por píxel. Por lo tanto, los marcos digitalizados con buena resolución y reproducción de color fueron "demasiado pesados" desde el principio, incluso para computadoras bastante potentes, y no solo para procesadores de cámaras digitales. Pero una serie de logros recientes permiten resolver el problema. Primero, la velocidad de los procesadores mencionados ha aumentado considerablemente. En segundo lugar, los CCD de alta densidad han bajado de precio, al igual que los dispositivos de memoria, tanto para computadoras como para cámaras digitales. Como resultado, los equipos de alta resolución están disponibles para las masas de aficionados. Finalmente, en tercer lugar, se están desarrollando a un ritmo acelerado algoritmos de compresión de imágenes más rápidos y eficientes. Por lo tanto, es posible reducir varias veces los enormes volúmenes de archivos gráficos y, en consecuencia, aumentar la cantidad de cuadros en la memoria de la cámara y acelerar su reescritura en la computadora. Bueno, allí ya puede expandir los archivos de imagen nuevamente a la resolución original completa. Y, sin embargo, resultó que puede cambiar el diseño de la matriz CCD. En Japón, se ha desarrollado recientemente una denominada matriz super-CCO. En contraste con la disposición rectangular ya familiar de los fotodiodos que forman un elemento de imagen único, un píxel, los fotodiodos en una matriz super-CCD tienen una forma octogonal y están ubicados en un ángulo de cuarenta y cinco grados entre sí. Gracias a esta estructura de "panal de abeja", los fotodiodos están más cerca unos de otros, es decir, el área relativa ocupada por ellos ha aumentado. Como resultado, el área de superficie efectiva desde la que se toma la luz ha aumentado significativamente. En última instancia, la sensibilidad de dicha matriz aumenta, es decir, aumenta el nivel de señal por unidad de área de la matriz CCD y, como resultado, disminuye el ruido espurio. Según el fabricante, la superficie efectiva aumenta 1,6 veces, se mejora la reproducción del color y la relación señal-ruido, se amplía el rango dinámico, se reduce el consumo de energía y se aumentan la sensibilidad y la resolución de la imagen. Una fotografía tomada con un sensor súper CCD de 1,3 megapíxeles tiene una calidad casi idéntica a la obtenida con un sensor "cuadrado" tradicional con una resolución de 2,1 megapíxeles. Una cámara digital sigue siendo más cara que las convencionales. Sin embargo, en realidad no es tan caro, dadas sus ventajas. Ahorra tiempo y el costo de su mantenimiento, a diferencia de la película, se puede reducir a casi cero. Después de todo, la memoria de una cámara digital se puede usar repetidamente, las baterías se pueden recargar y las imágenes no se pueden mostrar en papel, sino que se pueden almacenar solo en formato electrónico. Autor: Musskiy S.A.
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