Hoe werkt een digitale camera? [Technologie verklaard]

Advertentie

De digitale camera is een ander geweldig voorbeeld van een technologie die we als vanzelfsprekend beschouwen. Omdat we al zo lang film-gebaseerde camera's hadden, is het idee om een ​​beeld vast te leggen niet zo wonderbaarlijk voor ons. Dus, met de natuurlijke progressie van het maken van foto's neemt het nemen van foto's meer en meer onmiddellijk, we leken allemaal gewoon te denken: "Natuurlijk kunnen we digitale foto's maken." Zonder te twijfelen hoe het werkt.

Behalve ik. Ik moet weten hoe dingen werken. Geen goede reden daarvoor. Soms moet ik een heleboel technisch jargon lezen, veel vragen stellen en de informatie vervolgens relateren aan iets anders dat ik begrijp, voordat ik echt begrijp wat er aan de hand is. Dat maakt me een langzame, maar vasthoudend, leerling. En echt vervelend als Jeopardy! staat aan.

De onderliggende technologie van de digitale camera is een lichtsensor en een programma. De lichtsensor is meestal een C harge C oupled D evice ( CCD ) en het programma is firmware die direct in de printplaat van de camera is ingebed. Een beetje zoals de programma's die helpen om je magnetron of iPod te laten werken.

Ik zal eerst op de CCD focussen. Ja, er is nog een andere soort lichtsensor die kan worden gebruikt en dat is het type C omplimentary M etal Oxide S emiconductor ( CMOS ). De mechanica van hoe ze doen wat ze doen, verschilt, maar de principes zijn hetzelfde.

Zie de CCD als een raster van miljoenen kleine vierkanten, elk soort als een zonnecel. Je weet dat een zonnecel lichtenergie gebruikt en deze omzet in elektrische energie, toch? En je hebt waarschijnlijk gedacht dat hoe meer licht er is, hoe meer energie het maakt en vice versa toch? Zodat je kunt zien waar we naartoe gaan met dit hele CCD-ding.

Elk van die kleine vierkanten op de CCD neemt lichtenergie en zet deze om in elektrische energie. Elke toestand van het licht, zoals helderheid en intensiteit, genereert een zeer specifieke elektrische lading. Die kosten voor elk vierkant worden vervolgens door een reeks elektronica getransporteerd naar waar het door de firmware kan worden geïnterpreteerd. De firmware weet wat elke specifieke lading betekent en vertaalt deze naar informatie die de kleur en andere kwaliteiten van het licht bevat dat de CCD heeft opgepikt.

Dit proces wordt gedaan voor elk van de vierkanten in het raster van de CCD - dus nu kun je het wonder zien dat het echt is! Nu foto (woordspeling bedoeld) een miljoen kleine vierkanten, elk verschillend alsof het puzzelstukjes waren. De firmware zet die puzzelstukjes samen om een ​​beeld te vormen dat herkenbaar is voor het menselijk oog.

Het proces om het samen te stellen lijkt erg op wat er gebeurt met je televisie of monitor. Het doet dit met behulp van pixels. Elke pixel bestaat uit drie basiskleuren - rood, groen en blauw. Door de intensiteit van elke kleur binnen een pixel te variëren, is de verscheidenheid aan kleuren die kan worden geproduceerd inderdaad verbazingwekkend. Dit staat bekend als een Bayer-filter.

Kom dichtbij met uw monitor - tot het punt waarop u de pixels afzonderlijk kunt zien. Maakt u zich geen zorgen, het hele verhaal over blind worden door te dicht bij de tv te gaan zitten, is een verhaal van een oude vrouw. Behalve als het om mijn kinderen gaat. Misschien heb je een vergrootglas nodig. Nette, huh? Heb je gezien hoe er meer groene pixels waren dan rood of blauw? Dat komt omdat iemand erachter kwam dat het oog niet zo gevoelig is voor groen als voor rood of blauw.

Ik dwaalde af. De volgende stap is dat de firmware de informatie die hij heeft gezien opslaat in digitale code. Die code kan worden gebruikt om het beeld keer op keer nauwkeurig weer te geven. Noem het een recept voor dat specifieke moment in de tijd dat je hebt vastgelegd. Nu kan die code worden doorgegeven aan het weergavescherm op de camera of aan een monitor of printer die moet worden gereproduceerd.

En nu weet je hoe dat allemaal werkt. Hopelijk heeft het wegnemen van het mysterie de ervaring voor jou niet verpest. Ik hoop dat je hebt genoten van dit overzicht op hoog niveau van hoe deze dingen werken.

Ben je een liefhebber van digitale fotografie? Heeft dit artikel je geholpen het proces beter te begrijpen? Deel uw vragen met ons in de comments en ik zal proberen ze te beantwoorden.

Photo Credit: ralphbijker