В наше время уже не остается никаких сомнений, что будущее фотосъемочной техники — за цифровыми устройствами. Традиционная фотография, в которой используются светочувствительные материалы на основе галоге-нидов серебра, уступает место новейшим цифровым технологиям, хотя о полном вымирании речи пока не идет.
Более чем полуторавековая история развития фототехники довела традиционную фотографию до вершины технологического совершенства. Совсем молодая цифровая фотография еще находится в стадии становления. Если бы речь шла о конкурентном противостоянии двух технологий, то шансов у цифровой фотографии было бы не так уж и много. Пленка и фотобумага до сих пор дают несравнимо более качественные результаты, чем оцифрованное изображение и массовые струйные устройства фотопечати. Пленочные
фотоаппараты стоят примерно втрое дешевле цифровых аналогов. Наконец, ассортимент фотоаппаратов, оптики и вспомогательных устройств для пленочной фотографии пока еще шире ассортимента цифровой аппаратуры.
Но в том-то и дело, что противостояния, как такового, нет. Цифровую фототехнику разрабатывают и выпускают те же компании, что разрабатывают
и впускают пленочные фотоаппараты. Громкие имена, бренды пленочной фотографии, являются и брендами цифровой фотографии. Для фирм-производителей цифровой фотоаппарат — это продолжение совершенствования все той же технологии фиксации изображения, но на принципиально
иной основе.
Именно поэтому в последнее время можно заметить любопытные изменения в области цифровой фототехники. Например, возвращение к привычным конструктивам пленочных камер.
Разработчики первых цифровых фотоаппаратов никоим образом не были связаны запасом технологического опыта, накопленного конструкторами
пленочной техники. Разработкой цифровых камер занимались, в основном,
те компании, которые производили персональные компьютеры и периферийные устройства. Поэтому цифровые фотоаппараты содержали множество
необычных для съемочной техники решений, имели причудливую форму и в плане эргономики по всем статьям проигрывали традиционным фотоаппаратам.
Но со временем оказалось, что найти что-то новое в области эргономики трудно. Привлекая потенциального покупателя футуристической формой
камеры, производитель обрекал его на неудобства в повседневной эксплуатации. Держать в руках фотоаппарат в форме коробочки или вытянутого по вертикали параллелепипеда попросту неудобно. Неудобно и работать с такой камерой, поскольку кроме фиксации фотоаппарата в руках владелец
цифрового фотоаппарата должен еще и управляться с многочисленными кнопками.
В результате оказалось, что повышенным спросом пользуются фотоаппараты привычных размеров и привычной формы. То есть те, которые удобно держать в руках и работе с которыми не нужно специально переучиваться.

Затем в рыночную гонку включились компании, для которых производство фотоаппаратов было "родным". Это позволило применить большинство наработок в области производства пленочных фотоаппаратов в разработке цифровой фототехники.
Цифровые фотоаппараты получили более привычные конструктивы в виде вытянутого по горизонтали прямоугольного корпуса. В качестве объективов были применены трансфокаторы (зумы) с моторизированным приводом.
Цифровые фотоаппараты получили встроенные фотовспышки и оптические видоискатели. Наконец, появились цифровые фотоаппараты, построенные по классической зеркальной схеме.
Сегодня на рынке можно обнаружить модели цифровых камер, которые для неискушенного взгляда почти неотличимы от пленочных камер. Причем речь идет не только о зеркальных фотоаппаратах, но и о дальномерной классике, господствовавшей на рынке около семидесяти лет.
Другая любопытная и весьма показательная тенденция последнего времени — объединение усилий разработчиков микроэлектроники и конструкторов фототехнических компаний. Крупнейший и известнейший производитель сложной бытовой электроники компания Sony снабжает свои цифровые фотоаппараты оптикой производства фирмы Carl Zeiss. Компания Matsushita, выпускающая цифровые фотоаппараты под торговой маркой Panasonic, в свои камеры устанавливает оптику Leica. А компания Hewlett-Packard разрабатывает цифровые фотоаппараты совместно с Pentax (Asahi Optical), одним из ведущих мировых производителей пленочной и цифровой съемочной фототехники. При этом все три компании - Sony, Matsushita, Hewlett-Packard - ранее, в "доцифровую эпоху", разработкой и производством фотоаппаратов не занимались.
Тут следует заметить, что родоначальницей цифровой фотографии стала не
"фотографическая" компания, а все тот же электронный гигант Sony. Именно
в недрах лабораторий Sony в начале восьмидесятых годов двадцатого века родился проект Mavica, в котором были сформулированы, а затем и реализованы основные принципы цифровой фотографии, в основе своей оставшиеся незыблемыми до сих пор.
В чем принципиальное отличие цифровой фотографии от фотографии пленочной? В способе регистрации и хранения изображений. Традиционная фотография фиксирует изображение в аналоговом виде. Свет, проходящий через объектив и сфокусированный на поверхности пленки, вызывает изменение оптической плотности солей серебра светочувствительной эмульсии.
Степень потемнения эмульсии соответствует уровню засветки. То есть светочувствительный элемент пленки - зерно галогенида серебра - изменяет свои характеристики пропорционально экспозиции.
Для получения окончательного результата съемки — готового отпечатка — пленку подвергают химической обработке, то есть проявлению, закреплению,
промывке и сушке.

Пленка в традиционной фотографии — это промежуточный носитель информации. При этом изображение на фотопленке после проявки становится видимым, но негативным и зеркально обращенным.
Далее с пленочного негатива изображение переносят на фотобумагу посредством повторной экспозиции. Через увеличитель или станок для контактной печати негативное изображение проецируется на поверхность светочувствительной фотобумаги. Затем проэкспонированная бумага проявляется, фиксируется, промывается и просушивается. Такой процесс практически идентичен процессу обработки фотопленки. Фотобумага в этом случае становится окончательным носителем информации.
Эта, казалось бы, элементарно простая технология получения фотоизображений на самом деле слишком сложна. Многоступенчатая обработка — еще не самый большой ее минус. Основной недостаток традиционной фотографии в том, что в ней используются разнородные и ни с чем не совместимые
носители информации.
Попробуйте, к примеру, проиллюстрировать обычное письмо какой-нибудь фотографией. Способ лишь один — наклеить фотоотпечаток на лист бумаги,
на котором написано это письмо. А если речь идет о печатном издании? А если о видеофильме, который необходимо дополнить фотоизображениями
(да еще и специальным образом трансформированными)?
Далее — хранение снимков. Мы привыкли к тому, что личный или семейный фотоархив хранится в виде фотоальбома — бумажной книги с вклеенными в него (или закрепленными каким-либо иным образом) фотоотпечатками. Но иногда возникает необходимость восстановить утраченные или испорченные временем снимки. Без повторной печати здесь не обойтись. Поэтому мы вынуждены хранить еще и архив пленочных негативов.
Сохранность проявленной фотопленки, как, впрочем, и бумажных фотоотпечатков, зависит от двух факторов — от физических характеристик самой
пленки (или бумаги) и от соблюдения технологии ее химической обработки.
Старые негативные пленки имели целлулоидную подложку. Со временем целлулоид подложки обезвоживается и становится ломким. Негативы трудно сохранить неповрежденными.
Очень непросто обстоит дело и с сохранностью эмульсии. Изготовленная на основе желатина эмульсия также подвержена высыханию. Кроме того, эмульсия старых пленок и бумаги склонна к изменению цвета — с годами она желтеет.
В современных фототехнических материалах проблема долговременного хранения негативов и готовых снимков в значительной степени решена. Подложка пленки изготавливается из долговечного лавсана и иных искусственных материалов, эмульсионный слой пленки защищен лаком, а бумаги — полимерным покрытием. Но это не снимает проблемы механических повреждений негативов! Пленку можно поцарапать, испачкать, повредить растворителями и т. д.

Еще одно неприятное свойство архива пленочных негативов — его абсолютная нефункциональность. Что такое архив негативов? Пыльные коробки с отснятыми пленками, которые хранятся где-нибудь на антресолях и не используются никак. Негативы нужны лишь в качестве страховой копии альбомных фотоотпечатков, это единственное их предназначение. А место в жилом пространстве наших домов они занимают (и немалое, если фотолюбитель снимает более-менее активно).
Главное достоинство цифровой фотографии в том, что отснятые изображения сохраняются в виде цифрового кода. Цифровой фотоснимок — это некий объем оцифрованной информации, которая может использоваться совместно с цифровыми данными любого другого типа, например, с текстовыми. Компьютер считывает цифровые данные с носителя информации и строит на экране монитора изображение, идентичное тому, что было зафиксировано светочувствительным сенсором фотоаппарата в момент съемки.
Цифровые фотографии хранятся в памяти компьютера или на носителях в виде графических файлов стандартных типов. Это позволяет унифицировать снимки, сделав их совместимыми с любыми компьютерами, печатающими устройствами, другими цифровыми фотоаппаратами. К примеру,
снимки, полученные при помощи одного фотоаппарата, можно переписать
на карту флэш-памяти, перенести на другой фотоаппарат и просмотреть их
на его встроенном контрольном дисплее. Ясно, что потребности в подобной процедуре не возникает (а сама возможность существует только теоретически, поскольку каждому снимку компьютер фотоаппарата присваивает уникальное имя и работает только с ним). Гораздо чаще нам приходится переносить цифровые фотографии с компьютера на компьютер, в том числе и на карманный, или распечатывать на разного рода печатающих устройствах. И то, и другое не вызывает проблем именно по причине того, что снимки
хранятся в виде стандартных графических файлов.
Процесс оцифровки изображения цифровым фотоаппаратом выглядит следующим образом. Световой поток фокусируется объективом (таким же, как и в пленочном фотоаппарате) на поверхности матрицы микроскопических полупроводниковых светочувствительных элементов. В момент срабатывания затвора или запуска электронного механизма мгновенного считывания состояния матрицы (последнее применяется в камерах начального уровня) компьютер фотокамеры фиксирует состояние засвеченных элементов. При этом аналого-цифровой преобразователь (АЦП) фотоаппарата преобразует электрические потенциалы каждого элемента в набор цифровых сигналов (логических нулей и единиц). Информация фиксируется в дискретном виде — засвечен элемент матрицы или не засвечен. Затем оцифрованное АЦП
изображение записывается в память фотоаппарата.
Это предельно упрощенная схема работы цифровой камеры, дающая лишь общее представление о принципиальных различиях между традиционной пленочной и цифровой фотографией. Но и она показывает, что усложнение технологии фиксации изображения на самом деле приводит к значительному упрощению
его дальнейшей обработки и повышению точности работы фотоаппарата.

Сначала обратимся именно к точности. От чего зависит техническое качество пленочного снимка? По всей видимости, от конструкции самого фотоаппарата (его объектива и затвора), правильной установки экспозиционных
параметров и,  самое  главное,  от характеристик и  качества изготовления
применяемых фотоматериалов.
слой негативной фотопленки состоит из зерен
нидов серебра, равномерно распределенных в толще эмульсии. Однако величина и форма зерен не идентичны — даже при современном уровне технологий достичь этого невозможно (да, в принципе, и нереально). Следовательно, некоторые зерна галогенидов обладают более высокой светочувствительностью (поскольку в них больше солей серебра), другие — меньшей. Значит, и степень фиксации засветки на разных участках эмульсии будет хоть незначительно, но отличаться.
Затем наступает очередь самого вещества эмульсии. Полив эмульсии на
подложку пленки осуществляется специальной машиной. Скорость протяжки прозрачной лавсановой ленты постоянна, но не абсолютна. А сопла, из
которых эмульсия вытекает на подложку, могут менять пропускную способность — засоряться, находиться в различных температурных режимах (сотые доли градуса — и эмульсия становится чуть более жидкой или вязкой). И так далее. Все это укладывается в нормы технологических допусков, но убеждает в том, что никакая фотопленка не способна давать при экспонировании абсолютно идентичные результаты даже в области кадрового окна фотоаппарата, не говоря уже обо всей поверхности ролика пленки.
В отличие от фотопленки светочувствительная матрица цифрового фотоаппарата фиксирует дискретные значения засветки. То есть там, где зерно
серебра может иметь разную степень затемнения, элемент матрицы выдаст точную информацию — есть засветка элемента или нет. И матрица, таким образом, работает гораздо точнее, чем эмульсия фотопленки.
Но только теоретически. На практике конкурировать с фотопленкой светочувствительному сенсору цифрового фотоаппарата пока не под силу.
Дело в том, что самый миниатюрный светочувствительный элемент цифровой матрицы оказывается намного крупней зерна галогенида серебра самой крупнозернистой фотопленки. Сам элемент — это полупроводниковый прибор с вмонтированными в него проводниками. Обеспечить такую степень миниатюризации, чтобы элемент сенсора был хотя бы сравним с зерном фотоэмульсии по величине, современные технологии пока не в состоянии.
Это первая причина. Вторая причина кроется в способах получения цветного изображения. На фотопленке цветное изображение строится при помощи трех (иногда более) светочувствительных слоев, каждый из которых отделен от предыдущего окрашенным прозрачным слоем, выполняющим функции светофильтра. На светочувствительности и величине зернистости пленки это сказывается мало (хотя величина зерен галогенидов в глубинных слоях эмульсии должна быть больше, чем в слоях наружных — для обеспечения равномерной цветочувствительности).

В цифровом сенсоре для получения цветного изображения используются,
в основном, два способа. В более совершенных цифровых камерах профессионального уровня применяются три раздельные матрицы, каждая из которых снабжена светофильтром базового цвета. Матрицы располагаются под углом друг к другу. Лучи света, проходящие через объектив, преломляются
специальной призмой и делятся на три потока, каждый из которых экспонирует "свою" матрицу.
Но наибольшее распространение в фотоаппаратах любительского класса (в том числе и в полупрофессиональных) получила иная технология. Каждый элемент сенсора состоит из трех субэлементов, прикрытых индивидуальным микроскопическим светофильтром. Таким образом, элемент матрицы втрое крупней субэлемента. И это еще больше увеличивает разрыв между фотопленкой и матрицей цифрового фотоаппарата.
Сенсоры цифровых фотоаппаратов проигрывают фотопленке по множеству параметров. Сенсоры имеют небольшой динамический диапазон (число различимых градаций между абсолютно белым и абсолютно черным), склонны
к цветовым шумам (ореолам вокруг границ, разделяющих элементы изображения с большим перепадом яркости, — например, вокруг фигур, снятых на освещенном фоне), имеют невысокую светочувствительность (обычно около 50-100 единиц ISO). Наконец, физический размер наиболее распространенных сенсоров меньше, чем стандартный для узкой пленки размер кадрового окна 24 х 36 мм.
Последний параметр — физический размер — имеет принципиально важное значение. Аргумент элементарно простой — на большей площади кадра
умещается большее количество светочувствительных элементов, зерен ген и да серебра или электронных элементов сенсора. Чем больше светочувствительных элементов, тем больше мелких деталей изображения будет зафиксировано фотоаппаратом. И тем больше будет разрешение снимка, позволяющее увеличивать фотографии при печати без видимой потери качества.
истории фотографии известны случаи попыток введения новых стандартов на узкую пленку. В тридцатые годы прошлого века в Латвии был изобретен сверхкомпактный фотоаппарат Minox, предназначенный для съемки на 16-миллиметровую неперфорированную негативную пленку. Фотоаппарат имел специальное назначение (он применялся в разведке) и получился очень удачным. В шестидесятые — семидесятые годы в СССР выпускались его функциональные аналоги - фотоаппараты "Нарцисс" и "Киев-Вега". Современные варианты 16-миллиметровых фотоаппаратов выпускаются швейцарской фирмой Minox и сегодня, но только в качестве миниатюрных копий классических камер Leica, предназначенных для коллекционеров и любителей такого рода техники.
16-миллиметровый формат пленки не прижился потому, что площадь кадра
была недостаточной для печати бумажных снимков размером больше, чем
9 х 12 сантиметров.

Даже сегодня, когда цветная негативная пленка крупнейших мировых производителей имеет максимальную, приближающуюся
к теоретическому пределу, разрешающую способность, 16-миллиметровый формат для получения отпечатков нормального размера явно недостаточен
(хотя подобная пленка выпускается и продается под той же маркой Minox).
Этот пример показывает значимость такой характеристики, как размер кадрового окна, а в цифровом фотоаппарате — светочувствительного сенсора.
Положение усугубляется еще и тем, что матрица цифрового фотоаппарата
используется не полностью.  Область кадрового окна занимает большую
часть центральной области сенсора, но крайние ряды элементов сенсора в фиксации изображения не участвуют, выполняя служебные функции
(поэтому говорят о полном и эффективном значениях разрешения матрицы).
Не следует забывать и о "врожденных пороках" светочувствительных сенсоров, в частности, о "битых пикселах". В процессе массового производства изготовить стопроцентно работоспособную матрицу практически невозможно. Каждый элемент сенсора (а он, в свою очередь, состоит из трех субэлементов) имеет настолько малые размеры, что начинают сказываться особенности молекулярного строения применяемых материалов. Несколько молекул газа, проникшего в область пограничного слоя полупроводника,
способны вывести светочувствительный элемент из строя. В результате сенсоры всех цифровых фотоаппаратов имеют несколько неработающих светочувствительных элементов. Но без специальных тестовых операций обнаружить эти пороки трудно, поскольку единичные неработающие элементы по краям кадрового окна незаметны, а сенсоры с "битыми" элементами в группах выбраковываются на заводе.
К слову — производством светочувствительных сенсоров для цифровых фотоаппаратов занимается ограниченное количество компаний. Поэтому в конкурирующих моделях фотоаппаратов можно обнаружить сенсоры одного и того же производителя. Например, в камере Olympus Camedia С-5050 ZOOM (рис. 1.1) установлена матрица Sony ICX452, а в фотоаппаратах Casio QV-5700 - матрица MN39594PH-L производства Matsushita. Ясно, что те же сенсоры от Sony и Matsushita применяются и в 5-мегапиксельных камерах самих производителей - фотоаппаратах Sony и Panasonic.
Рис. Цифровой фотоаппарат Olympus Camedia C-5050 ZOOM
Массовый переход компаний, производящих фотосъемочную технику, на выпуск цифровых фотоаппаратов еще не повод срочно приобретать новейшую цифровую камеру взамен своей верной "зеркалки". В конце концов,
новые технологии не всегда следуют требованиям потребительского спроса.

Скорее наоборот, быстро прогрессируя, они, эти технологии, одновременно
формируют спрос. Агрессивная реклама новых цифровых камер, расписывающая их фантастические возможности, объясняется именно попытками
соблазнить потенциального потребителя потратиться на новый фотоаппарат.
Так стоит ли в самом деле? Так ли хороша цифровая фотография, как ее расхваливают в рекламных проспектах? И насколько устарела традиционная
фотография?
С точки зрения массового потребителя, снимающего бюджетной автоматической переход на цифровую камеру   неочевиден.
Основное требование большинства покупателей фотоаппаратов — при минимуме затрат получить качественный результат. То есть, потратив относительно небольшие деньги на фотокамеру, снимать ею без какого бы то ни было дополнительного обучения — "навел и снял" — и как можно быстрей и дешевле получить готовый, распечатанный на бумаге снимок.
Для этой категории фотолюбителей переход на цифровую технику пока лишен смысла. Налаженная система мини-лабораторий, в которых отснятую пленку проявят и отпечатают снимки за очень небольшие деньги, широчайший ассортимент автоматических фотоаппаратов, позволяющих обойтись элементарными знаниями в области практической фотосъемки, и доступные по стоимости фотоматериалы (прежде всего, цветная негативная фотопленка) - все это с лихвой покрывает потребности пользователей фо-тоаппаратов-"мыльниц".
Мини-лаборатории - замечательное изобретение. Но не стоит считать, что "мини-лабы" появились лишь в конце двадцатого века. В США разветвленная сеть фотолабораторий существовала еще в конце девятнадцатого века. Создатель этой сети — основатель компании Kodak Джордж Истмен (рис.  1.2). Первый фотоаппарат, выпущенный в  1888 году под маркой
Kodak, был простой неразборной камерой, заряжавшейся на заводе бумажной светочувствительной лентой на сто кадров. Отсняв всю ленту, владелец фотоаппарата отправлял камеру на завод и получал сотню отпечатанных
снимков и перезаряженный фотоаппарат. Пункты перезарядки фотоаппаратов Kodak располагались по всей стране. Именно с тех пор любительская фотография перестала быть уделом увлеченных чудаков. Недаром Джорджа Истмена называют отцом массовой фотографии.
Рис. 1.2. Джордж Истмен на палубе парохода. Снимок сделан в 1890 году Фредом Черчем. В руках Истмена фотоаппарат Kodak 2, дававший круглые снимки
Сегодня сеть мини-лабораторий охватывает весь цивилизованный мир.
Приобрести качественную фотопленку, а затем проявить ее и получить готовые снимки не составляет никакого труда. Более того, время, которое
уходит на лабораторную обработку пленки и печать сократилось до часа и менее, а стоимость услуг мини-лабораторий снизилась настолько, что занятие фотографией доступно абсолютному большинству людей, вне зависимости от их доходов.

Да, удобства пользования мини-лабораториями и компактной съемочной
техникой переоценить трудно. Пока речь идет о применении фотоаппарата в качестве пассивного регистратора событий, то есть для фотографирования родных и близких, для получения снимков на память и не более того. Но как только мы пытаемся заняться творческой фотографией, достоинства мини-лабораторий превращаются в сплошные недостатки.
Что может и что не может мини-лаборатория? Получить со стандартного
кадра стандартный отпечаток — да. Исправить огрехи экспозиции — безусловно. Но и все? Элементарная выкадровка, когда требуется выделить из группового портрета одно лицо, исправление перспективных искажений (все фотоаппараты-"мыльницы", оснащенные широкоугольными объективами, в той или иной степени грешат "заваливанием" вертикальных линий), затемнение или высветление части кадра, применение каких-либо эффектов, композиционные эксперименты — все это фотолюбителю, пользующемуся услугами мини-лаборатории, недоступно.
Для занятий творческой фотографией придется обзавестись необходимым оборудованием — проявочной машиной (проявить современную негативную фотопленку по старинке, запершись в ванной, используя фотобачок, вооружившись кюветами и спиртовым термометром, уже вряд ли получится), увеличителем, набором реактивов и самой темной комнатой. Что практически
равнозначно приобретению в личное пользование всего комплекса оборудования мини-лаборатории. Либо все же сменить пленочную камеру на цифровой фотоаппарат и персональный компьютер.
Именно персональный компьютер является фотолабораторией для цифровой фотографии. Сам фотоаппарат при этом — всего лишь очередное периферийное устройство для ПК, трехмерный сканер с возможностью удаленного и автономного функционирования.
Без компьютера цифровой фотоаппарат так же бесполезен, как на протяжении полутора столетий пленочный фотоаппарат был бесполезен без фотолаборатории. Правда, у современного фотолюбителя есть альтернатива — приобрести портативное печатающее устройство, с которым камера может работать напрямую без посредства компьютера.
В последнее время подобные устройства, сублимационные цветные принтеры, рассчитанные на фиксированный формат отпечатка (обычно 10 х 15 см), приобрели определенную популярность. Но если присмотреться, то окажется, что эти очень недешевые печатающие устройства приобретаются не вместо компьютера, а в дополнение к нему — в качестве портативного принтера, позволяющего получать фотоотпечатки, когда компьютер недоступен.
Если же использовать только пару "фотоаппарат - принтер" и попытаться
обойтись без компьютера, то фотолюбитель получит более дорогой аналог
услуг мини-лаборатории, работающей с пленочными негативами. Набор инструментов для обработки снимков будет чуть расширен (станут доступными экспокоррекция при печати, исправление цветовых искажений и, возможно, неболыпое масштабирование), но для творчества останется явно недостаточным. Нет, без компьютера фотолюбителю с цифровым фотоаппаратом никак не обойтись.

А что цифровые мини-лаборатории? Это следующая стадия распространения цифровой съемочной аппаратуры.
Пройдет время, и цифровые "мини-лабы" вытеснят лаборатории, работающие по традиционной технологии.
Сегодня особых преимуществ у цифровых лабораторий нет. Наоборот, печать цифрового снимка с карты памяти фотоаппарата стоит дороже, чем печать с пленки — по причине высокой стоимости расходных материалов
(специальная бумага и красители для сублимационных, лазерных или струйных принтеров). Но владельцев фотоаппаратов и компьютеров цифровые мини-лаборатории избавляют от затрат на печатающие устройства. Не все снимки компьютеризированный фотолюбитель станет распечатывать. Напротив, можно с определенной долей уверенности сказать, что основной
фотоархив будет храниться в цифровом виде на записываемых оптических дисках или на винчестере персонального компьютера. А к распечатке снимающий цифровым фотоаппаратом человек прибегнет лишь при необходимости подарить снимок кому-либо (или, к примеру, получить альбомный
или выставочный отпечаток).
Таким образом, еще одним сдерживающим фактором в повсеместном распространении цифровой фотографии остается недостаточная степень компьютеризации общества. Это предположение подтверждается статистикой. В странах, где компьютеризация достигает 30 и более процентов, объемы продаж цифровых фотоаппаратов сравнялись с объемами продаж фотоаппаратов
пленочных. Можно даже сказать, что в этих странах перелом уже свершился. И массовая фотография стала цифровой. Но пока не у нас в России.
Совсем иначе выглядит цифровой фотоаппарат рядом с персональным компьютером — в качестве периферийного устройства. Картина получается настолько привлекательная, что оспаривать практическую целесообразность приобретения цифрового фотоаппарата очень трудно. Остается лишь перечислить возможности, которые получает пользователь ПК с приобретением
цифровой камеры.
Начнем с самого элементарного — фотоаппарат в качестве собственно фотоаппарата. Снимки, сделанные любительской цифровой камерой с сенсором CCD1 разрешением от 2 мегапикселов и выше (о фотоаппаратах с меньшим
В Пршюженш, 2 приведен словарь встречающихся в книге терминов.

разрешением речь впереди) и распечатанные на самом дешевом струйном принтере, на человека, не занимавшегося фотографией, оказывают впечатление, которое можно описать одним словом — ошеломляющее. Отличий от обычных снимков и в самом деле немного, если не рассматривать фотографию через лупу.  Свою роль играет и склонность бюджетных принтеров к "приукрашиванию" распечаток — краски на отпечатке кажутся ярче, чем в реальности, а границы контрастных переходов четче. Так оно и есть, принтеры вносят в бумажную распечатку некоторую долю цветовых искажений, что, надо полагать, учитывают разработчики этой техники.

Присмотревшись и привыкнув к особенностям цифрового фотоаппарата, фотолюбитель начинает искать способы выровнять цветовой баланс и,
вообще, понять возможности компьютера, как лаборатории по обработке цифровых снимков. А возможности эти просто безграничны. В мощном графическом редакторе, таком, как Adobe Photoshop, доступны любые инструменты — от расстановки несуществующих источников света (два солнца,
например), до тонкой ретуши, от придания фону причудливой фактуры, до манипуляций с высветлением или затемнением участков изображения. Причем инструментов так много, что их даже трудно перечислить! Многие фотолюбители, перейдя с пленочной аппаратуры на цифровую, увлекаются
коллажем. С применением компьютера этот редкий, в общем-то, жанр становится доступным и интересным любому увлеченному фотографией человеку. Как, впрочем, и множество других — натюрморт, пейзаж (безграничное поле для экспериментов) или портрет.
Еще два качества, которые трудно переоценить — необыкновенная компактность цифровых фотоаппаратов и возможность мгновенного просмотра результатов съемки.
Для снимающего лишь время от времени человека габариты и вес пленочной зеркальной камеры становятся серьезной помехой, особенно в дальних
путешествиях. Цифровые фотоаппараты, наиболее популярные любительские модели, имеют совсем небольшие, а иногда и поистине миниатюрные размеры. Это неважно сказывается на эргономике камеры, но если снимать приходится не часто, то возможность держать фотоаппарат (полнофункциональный, а вовсе не игрушку!), имеющий размеры кредитной карточки,
в бумажнике многого стоит.
Впрочем, большинство фотоаппаратов имеют не настолько малые размеры. Все зависит от потребностей и пристрастий пользователя (увлеченный фотографией человек слишком маленькую камеру все же не купит).
Что касается просмотра отснятого материала на встроенном контрольном
дисплее, то это замечательный инструмент для обучения азам фотографии
и совершенствования мастерства. Только что отснятый кадр выводится на встроенный в камеру экран. Снимок можно увеличить, чтобы разглядеть детали. Можно оценить правильность выбора экспозиционных параметров
и композиционное решение. Если фотограф чем-то неудовлетворен, переснять кадр можно тут же, не дожидаясь лабораторной обработки и распечатки на бумаге. Согласитесь, лучшего фотоаппарата для обучения не найти.
Даже с очень качественным пленочным фотоаппаратом начинающий фотолюбитель не получит ни малейшего представления о том, ошибся ли он
только что, сняв любопытный кадр, насколько снимок оказался удачным,
что следует изменить, дабы не допустить подобных ошибок в будущем.
Вспомнить обстоятельства съемки потом, когда мини-лаборатория отпечатает готовые фотографии, очень непросто. Особенно если в лабораторию сдается несколько пленок скопом (как обычно и случается).

Другое важное достоинство встроенного контрольного дисплея — возможность его использования в качестве электронного видоискателя, функционального аналога матового стекла. Этот изрядно забытый инструмент — матовое стекло — применялся в пластиночных и зеркальных одно- и объективных среднеформатных камерах для точного построения кадра. В принципе, пользоваться контрольным дисплеем цифрового фотоаппарата как видоискателем даже удобней, поскольку классическое матовое стекло
дает перевернутое изображение.
Дисплей способен частично заменить видоискатель узкопленочных зеркальных фотоаппаратов со встроенной оборачивающей пентапризмой. Изображение на контрольном экране цифрового фотоаппарата соответствует изображению, которое фиксируется светочувствительным сенсором. То есть фотограф видит на экране именно то, что будет отснято. Очень удобно для макросъемки и съемки через микроскоп.
К недостаткам контрольных дисплеев относится высокое энергопотребление (камера с включенным экраном быстрее расходует энергию аккумуляторов),
чувствительность к сильным внешним засветкам (изображение на экране становится неразличимым при солнечном свете), склонность жидкокристаллических матриц к цветовым искажениям (для практической фотосъемки не
особо значимо, но все же). К тому же дисплеи некоторых камер (например, Hewlett-Packard начального уровня) в качестве электронных видоискателей не работают вовсе, позволяя лишь просматривать отснятые кадры.
Есть у цифрового фотоаппарата и не вполне "фотографические" применения. Он может служит в качестве сканера — для оцифровки текстовых документов программами распознавания. В качестве подключаемой Web-
камеры (только наиболее простые модели). И в качестве видеокамеры.
Болыпинство моделей цифровых фотоаппаратов способно оцифровывать движущееся изображение, но лишь короткими фрагментами (15-30 с), что
обусловлено ограниченным объемом быстродействующей кэш-памяти фотоаппарата, с невысоким разрешением и, как правило, без звука. Запись видео
такая же вспомогательная функция цифрового фотоаппарата, как и фоторежим у цифровой видеокамеры (камкордера). Но и этого обычно бывает
достаточно для того, чтобы попробовать "на вкус" видеосъемку и компьютерный монтаж.
Другим часто встречающимся (но нечасто используемым на практике)
функциональным дополнением к цифровому фотоаппарату является запись
звука. Некоторые модели фотоаппаратов позволяют дополнить снимок коротким голосовым комментарием, например, о месте и обстоятельствах съемки.

Ни одна из перечисленных функций, полезных и не очень, пленочному фотоаппарату недоступна.  Все же  пленочный  фотоаппарат —  представитель
блистательного вчера. А цифровой — гость из многообещающего завтра.

Классификация цифровых фотоаппаратов
Цифровые фотоаппараты — один из самых бурно развивающихся видов электронной техники. В каталогах ведущих мировых производителей новые
модели цифровых камер появляются едва ли не еженедельно. К тому же
общепринятые каноны в области цифровой съемочной техники еще не устоялись. А потому собственных "классиков", вроде пленочных дальномер-ных камер Leica и зеркальных Nikon, у цифровой фотографии нет.
Все это осложняет попытку классификации современных моделей цифровых фотоаппаратов. То, что сегодня является привилегией камер полупрофессионального уровня — например, брекетинг (автоматическая съемка серии кадров с небольшими отклонениями экспозиционных параметров для
выбора в дальнейшем лучшего кадра), экспозиционная поправка (механизм экспокоррекции), многозонный автофокус — завтра появляется в бюджетных моделях, рассчитанных на массового потребителя. Быстро растет качество и разрешение светочувствительных сенсоров, совершенствуется конструкция камер, напрямую влияющая на потребительские характеристики фотоаппарата и его долговечность.
И все же некоторые обобщения оказываются вполне обоснованными (тем более что при выборе конкретной модели камеры без подобного анализа не обойтись). Цифровая съемочная техника стала тем самым полигоном высоких технологий, который привлекает лучшие инженерные силы всего мира. А потому большинство технических новаций в новых камерах разных производителей появляются практически синхронно и очень быстро становятся промышленным стандартом. Это позволяет говорить об устройстве цифровых фотоаппаратов более предметно, хотя некоторая возможность фактической ошибки все же присутствует — угнаться за всеми нововведениями
в области цифровой фототехники почти невозможно.
Начнем с самой что ни на есть житейской ситуации. Нам нужен цифровой фотоаппарат (в смысле — мы надеемся, что он нам действительно нужен),
а потому мы отправляемся в специализированный магазин. На витринах этого магазина можно увидеть огромное количество моделей цифровых
камер. Разнообразие настолько велико, что его уже трудно сравнивать с предложением пленочных камер.
Впрочем, все модели (во всяком случае, подавляющее большинство) можно условно разделить на несколько групп. В "самом низу" — по цене, потребительским характеристикам и техническому совершенству — располагаются гибридные камеры, для которых функции цифрового фотоаппарата являются лишь дополнительными. Это Web-камеры с автономным питанием и относительно небольшим объемом встроенной электронной памяти.
Основное предназначение подобных фотоаппаратов — оцифровка и непосредственный ввод в компьютер изображений, которые камера фиксирует в непосредственной близости от компьютера. В этом режиме, который для Web-камеры является основным, сенсор камеры фиксирует сфокусированное объективом изображение пользователя компьютера, которое затем может быть передано по электронной почте, оформлено в виде фотоснимка,
смонтировано в видеоролик, размещено на Web-странице и т. д.

Как и "классическая" Web-камера, цифровой фотоаппарат начального уровня работает через последовательный порт USB (более ранние модели использовали медленные порты СОМ или параллельный порт LPT), получая от компьютера питание. Как и Web-камера, фотоаппарат подобного типа закрепляется на штативе, а объектив камеры направляется на фотографируемый объект.
Отличия от традиционной Web-камеры в том, что фотоаппарат можно отключить от шины USB, вставить в специальный отсек комплект сухих элементов питания и пользоваться камерой, как полноценным цифровым фотоаппаратом. Время автономной работы при этом ограничивается сроком
действия сухих элементов (обычно не более двух часов), а количество снимков - объемом установленной электронной памяти (8-16 Мбайт)/
Общими характеристиками фотокамер начального уровня является применение дешевого CMOS-сенсора разрешением в 350 тыс. пикселов, на котором интегрированы все электронные схемы фотоаппарата, вплоть до памяти, контроллера встроенного символьного дисплея и схемы установки экспозиции. -Подобный сенсор позволяет получить снимки максимальным разрешением VGA — то есть 640 х 480 пикселов. При этом никаких сервисных механизмов, от которых в значительной степени зависит качество снимка, в камере нет. Нет механизма корректировки баланса белого. Нет схемы подавления цветовых шумов. Нет системы корректировки светочувствительности.
Кстати, светочувствительность сенсоров в документации на камеры начального уровня указывается крайне редко. Причина — в явно недостаточных значениях, которые способны отпугнуть потенциального покупателя. Сенсоры большинства Web-камер с функциями автономной фотосъемки имеют чувствительность не более 50 единиц ISO.
Классификация цифровых фотоаппаратов.
Наиболее показательными камерами этой группы являются фотоаппараты производства тайваньских компаний Aiptek и Mustek. Практически все модели камер этих производителей пользуются немалым спросом — и по причине высокого качества исполнения, и из-за крайне низкой стоимости камер, которая колеблется от 50 до 70 долларов.
О качестве исполнения упомянуто не напрасно. Такие камеры, как Aiptek Pen Cam Voice VR2 и Mustek gSmart mini (рис. 2.1), если уж вы их приобрели, будут работать долго и своих базовых характеристик не изменят. Прежде всего это касается самой важной детали цифровой камеры — сенсора. Пока
уровень развития массового производства сенсоров CMOS не позволяет выпустить дешевую матрицу с достаточной светочувствительностью и высоким разрешением. К сожалению, характеристиками приходится жертвовать в угоду невысокой стоимости. Но у сенсора CMOS есть и привлекательное качество — он очень долговечен (хотя бы в силу своей простоты и, как следствие, технологичности). Иными словами, купив простую камеру с сенсором светочувствительностью в 50 единиц ISO, вы и через год, и через два
будете пользоваться фотоаппаратом с матрицей тех же параметров. (К слову — в более дорогих камерах с сенсорами CCD иногда применяются механизмы калибровки матрицы для коррекции ее светочувствительности — например, в камере Olympus MJU 300 Digital.)

Рис. Цифровой фотоаппарат Mustek gSmart mini
Впрочем, долговечностью (или, точней, стабильностью) достоинства камер начального уровня и ограничиваются. Разрешение 640 х 480 достаточно для экранного отображения фотографии, но совершенно недостаточно для качественной печати. Если такой снимок распечатать на струйном фотопринтере с приемлемым разрешением, то фотография получится размером с почтовую марку. При печати же фотографий стандартного размера 10 х 15 см качество окажется настолько неважным, что снимок не будет похож на фотографию.
Далее — в камерах начального уровня напрочь отсутствуют многие совершенно необходимые устройства, без которых фотоаппарат перестает быть
фотоаппаратом. Первое — оптика. В дешевых камерах класса Aiptek Pen ¦Cam установлены однолинзовые объективы (хорошо, если стеклянные -
подобная оптика обычно производится из пластмассы) невысокой светосилы. Объективы установлены на гиперфокальное расстояние и, соответственно, не имеют механизма фокусировки. Производитель оговаривает расстояние, на котором все снимаемые объекты будут выглядеть резкими — чаще всего от 1,5 м до бесконечности. На самом деле зона гарантированной фокусировки гораздо меньше — от 1,5 до 3 м. Именно на это и приходится ориентироваться при съемке.
камеры начального уровня снабжены примитивными схемами автоматической установки экспопараметров. Диафрагма отсутствует, отсутствует и фотозатвор. Вместо этого работает механизм мгновенного считывания состояния матрицы светочувствительных элементов, а колебания освещенности учитываются простейшей компенсаторной схемой. При низкой
освещенности светочувствительность сенсора чуть выше, при высокой — ниже.
Ясно, что при такой реализации экспозиционной автоматики рассчитывать на хорошее качество снимков в нестандартных условиях освещения не приходится. Поэтому простой фотоаппарат пригоден для съемки в тех же условиях, что и простейшая пленочная "мыльница" без механизма диафрагмирования и с примитивным затвором - при ровной освещенности вне помещения без резких световых и цветовых переходов. Если же это условие не выдерживается, то уповать приходится в случае с пленочным фотоаппаратом на динамический диапазон и гибкость характеристик пленки, в случае
с простым цифровым фотоаппаратом — на гибкость светочувствительного
сенсора. (Кстати, надежды эти чаще всего оправданы, снимать простым цифровым фотоаппаратом можно, если не предъявлять к нему завышенных
требований.)
В Web-камере  с  функциями  цифрового фотоаппарата нет встроенной
вспышки и цветного контрольного дисплея. На встроенный монохромный дисплей выводится лишь краткая информация о количестве свободной памяти (в кадрах) и рабочих режимах. Наконец, простейшие камеры имеют нетрадиционную и явно "нефотографическую" эргономику. По внешнему виду камера Aiptek Pen Cam Voice напоминает плоский маркер или, в крайнем случае, цифровой диктофон, а камера Mustek gSmart mini - кредитную карточку.

Стоит ли в таком случае связываться с простейшими камерами? Для первоначального обучения фотографии или для эпизодической съемки — да. Как бы ни был примитивен простейший фотоаппарат, но это все же цифровая
камера очень небольших размеров и доступная по стоимости. Сами фирмы-производители (а подобные камеры на базе стандартных электронных компонентов выпускаются десятками компаний) часто позиционируют свои изделия как электронные игрушки. Именно как к игрушкам к ним, наверное, и следует относиться.
Но есть одна существенная оговорка. Фотоаппараты любой группы непрерывно совершенствуются. Не остаются в стороне и камеры Aiptek и Mustek.
Новейшие модели фотоаппаратов этих компаний уже вряд ли можно назвать игрушками. Речь идет о фотоаппаратах Aiptek Pocket Cam Smart, Mini Pen Cam, Pen Cam Pilot и Mustek gSmart mini 2, gSmart mini 3. Главное отличие в том, что в эти камеры установлены CMOS-сенсоры высокого разрешения - в фотоаппараты Aiptek разрешением 1,3 мегапиксела (максимальное разрешение готовых снимков 1280 х 960 пикселов), в фотоаппараты Mustek разрешением 1,3 и 2,1 мегапиксела (в последнем случае разрешение снимков 1600 х 1200 пикселов). Во все камеры устанавливается усовершенствованная оптика, а у фотоаппаратов Aiptek появился макрорежим для съемки объектов, расположенных на расстоянии от 40 см до 1,5 м.
Интерес вызывает старшая модель линейки Aiptek — камера Pocket Cam Smart (рис. 2.2). Она получила слот для карты флэш-памяти формата SmartMedia (но камера может работать и без нее, поскольку в фотоаппарат установлена электронная память объемом 8 Мбайт) и встроенную вспышку.
Рис. 2.2. Цифровой фотоаппарат Aiptek Pocket Cam Smart
Легко заметить, что "подросшие" модели простых фотоаппаратов вобрали в себя качества более совершенных камер. Стоимость при этом осталась на уровне 60—80 долларов (чуть больше, чем у предшественников, но не на столько, чтобы выйти за рамки начальной группы). Следует надеяться, что вскоре простейшие камеры получат и цветной контрольный дисплей, который сразу выводит дешевый фотоаппарат из разряда игрушек в разряд любительских фотокамер, пригодных для практической съемки. Но пока этого
не произошло.
Выбирая фотоаппарат начального уровня, следует помнить об основном недостатке подобных устройств — об очень ограниченном времени автономной работы. Фотоаппараты начального уровня остаются, прежде всего, расширенными модификациями Web-камер. В них устанавливается обычная, а не флэш-память. При отсутствии питания все записанные в память изображения безвозвратно уничтожаются. Поэтому простой фотоаппарат "живет" лишь до тех пор, пока "живут" его батарейки. Даже в выключенном режиме фотоаппарат расходует энергию элементов на питание микросхемы электронной памяти. Всего несколько часов без подключения к компьютеру — и отснятые снимки могут быть утрачены. К остальным же несовершенствам и неудобствам можно приспособиться, как можно приспособиться к несовершенствам элементарной пленочной камеры начального уровня.

К достоинствам же дешевых фотоаппаратов можно отнести большую функциональную насыщенность. Многие из них, и Aiptek Pen Cam Voice VR2 в частности, способны снимать видеоролики с разрешением 320 х 240 пикселов и частотой около 10 кадров в секунду, а также работать в качестве
цифрового диктофона. При правильном использовании подобная камера превращается в удобное многофункциональное устройство — настоящего
"электронного секретаря". Если бы не качество, с которым Aiptek записывает звук. Встроенный микрофон обладает крайне низкой чувствительностью,
а динамик — очень тихим, невнятным звучанием. Но все же расширенные
функциональные возможности в Pen Cam Voice VR2 есть.
Простейшие фотоаппараты — первая и не самая популярная в среде фотолюбителей группа цифровой съемочной техники. Рядом с ней располагается группа цифровых фотоаппаратов с фикс-фокусными объективами (то есть объективами, установленными на гиперфокальное расстояние) и светочувствительными матрицами разрешением в 1 — 1,3—2,1 мегапиксела. Это уже вполне полноценные камеры, с некоторыми ограничениями
заниматься творческой съемкой и получать распечатанные на бумаге снимки форматом 8 х 10, а с определенными компромиссами и 10 х 15 см.
Во всех фотоаппаратах этой категории, которую можно условно назвать
"младшей средней группой", применяются сенсоры CCD, имеются цветные контрольные дисплеи и полный набор экспозиционной автоматики. Стоимость подобных камер колеблется от 150 до 220 долларов. Наиболее показательные модели — Hewlett-Packard PhotoSmart 120, Canon PowerShot A100 и Olympus Camedia С-120. При этом самой простой (и дешевой) является мегапиксельная модель HP PhotoSmart 120. Фотоаппарат PowerShot А100 снабжен матрицей в 1,3 мегапиксела и автофокусным объективом с постоянным фокусным расстоянием. A Camedia С-120 — сенсором с разрешением
в 2,1 мегапиксела и фикс-фокусным объективом.
Замечу сразу — моделей цифровых фотоаппаратов, попадающих в эту группу, очень много. Пожалуй, это настолько же популярные камеры, что и простейшие фотоаппараты. Чуть менее доступные по цене, они, тем не менее,  позволяют получать вполне качественные снимки,  пригодные
не только для экранного отображения на мониторе персонального компьютера, но и для качественной печати на бумаге.
Отличительными особенностями фотоаппаратов младшей средней группы являются пластмассовые корпуса, простая (но качественная!) оптика и некоторые упрощения, иной раз существенно влияющие на потребительские характеристики камеры. Речь, прежде всего, о камере Hewlett-Packard PhotoSmart 120 (рис. 2.3), которая из-за доступной цены пользуется высоким спросом у фотолюбителей.
Рис. 2.3. Цифровой фотоаппарат Hewlett-Packard PhotoSmart 120
Кроме откровенно пластмассового корпуса (в смысле — без окраски "под
металл" и эргономичных резиновых вставок), камера сразу обращает на себя внимание совершенно незащищенным объективом. Обычно оптика цифрового фотоаппарата в нерабочем режиме закрыта либо металлическими шторками, либо сдвижной крышкой корпуса камеры.

Ни того, ни другого на PhotoSmart 120 нет. Более того, покатая оправа объектива исключает применение какой-либо крышки, ее попросту не к чему прикрепить.
Мимоходом замечу, что качество объектива очень хорошее. Это настоящее оптическое стекло с хорошим просветлением. Светосила объектива вполне на уровне — 2,8, а фокусное расстояние — 38 мм (в приведенном к 35-мм
пленке значении). Недорогие цифровые камеры, как и пленочные автоматы,
часто снабжаются слишком широкоугольными объективами, сужающими
область применения фотоаппарата. Здесь же фокусное расстояние достаточно близко к нормальному 50-миллиметровому объективу, следовательно
и перспективные искажения будут невелики.
Второе упрощение самой недорогой камеры от Hewlett-Packard — применение мегапиксельной светочувствительной матрицы. В принципе, разница
между сенсорами разрешением в 1 и 1,3 мегапиксела не так уж и значительна. Максимальное разрешение снимков 1152 х 864 пиксела, хоть и с натяжкой, но позволяет печатать снимки форматом 10 х 15 см (хотя лучшего качества можно добиться при печати в формате 8 х 10 см). Но другое
существенное упрощение, касающееся режима работы контрольного дисплея, может существенно сузить применение камеры.
Дело в том, что в HP PhotoSmart 120 применен классический электромеханический затвор. Поэтому сенсор в подготовительных режимах — при построении кадра и фокусировке — не работает. То есть воспользоваться дисплеем в качестве электронного матового стекла нельзя, дисплей выводит
лишь уже отснятые, хранящиеся во флэш-памяти фотоаппарата изображения. Как же в таком случае использовать режим макросъемки, наугад?
Наконец, последнее существенное упрощение, касающееся особенностей организации управления памятью фотоаппарата. Камера снабжена памятью небольшого объема — всего 4 Мбайт. Это позволяет снизить стоимость камеры и
не представляет больших трудностей для фотографа, поскольку карты флэш-
памяти формата Compact Flash, с которыми работает Hewlett-Packard PhotoSmart 120, являются одними из самых распространенных и доступных по цене. Неприятным моментом остается то обстоятельство, что при установке карты памяти в слот камеры основная память становится недоступной.
А к достоинствам камеры, кроме невысокой стоимости и хорошего качества
сборки, можно отнести способность работать напрямую с великолепным компактным фотопринтером Hewlett-Packard PhotoSmart 100 без подключения к компьютеру. Достаточно переставить карту памяти из фотоаппарата в принтер и можно печатать снимки на бумаге в формате 10 х 15 см. Тандем получается очень убедительный — настоящая портативная фотостудия.

Вторая камера младшей средней группы, на которой стоит остановиться, —
это Canon PowerShot А100 (рис. 2.4). Правда, здесь следует сделать одну оговорку. Эта модель снята с производства и ее место занял фотоаппарат следующей модели PowerShot A200. Он абсолютно идентичен модели А100
с тем лишь отличием, что в камере применена матрица более высокого разрешения — 2,1 мегапиксела вместо 1,3. Стоимость фотоаппарата тоже немного выросла — с 210 до 225 долларов (но не исключено, что в скором времени реальная стоимость этой камеры снизится до 200 и менее долларов).
Рис. 2.4. Цифровой фотоаппарат Canon PowerShot
Для не слишком активно снимающего фотолюбителя фотоаппарат PowerShot А100 (кстати, все сказанное про А100 справедливо и для А200) очень хорош. Но для серьезных занятий творческой съемкой подходит все-таки не очень. Поясню почему. У камеры очень компактный прямоугольный корпус, который удобно держать в руках. Внятная кнопочная система
управления, яркий контрольный дисплей, который работает и в качестве
электронного видоискателя. Достаточно яркий оптический видоискатель. Карта памяти формата Compact Flash. Питание от пары доступных элементов АА (которые лучше сразу заменить аккумуляторами). Чего же не хватает? Зуммируемого объектива.
Качественный 39-миллиметровый объектив (в значении, приведенном к 35-миллиметровой пленке), с линзами из оптического стекла с просветлением обладает достаточно высокой светосилой — 2,8. Объектив не фикс-фокусный, в аппарате есть механизм автофокусировки. Еще бы небольшой, хотя бы двукратный трансфокатор — цены бы этой милой камере не было. Следующие модели АЗО и А40 — это скачок в цене на 60 и даже 80 долларов. Совсем иная группа, совсем иной уровень затрат.
Впрочем, третья камера, не упомянуть о которой просто невозможно, Olympus Camedia С-120 (рис. 2.5), еще проще. Модель С-120 - это модификация некогда популярнейшей С-100. Отличия — в разрешении сенсора, на С-100 1,3 мегапиксела, в С-120 — 2,11 мегапиксела.
На       установлен фикс-фокусный объектив с фокусным расстоянием
35 мм и светосилой 4,5. Несмотря на невысокие вроде бы характеристики -это оптика от Olympus. To есть реальное качество получаемой картинки очень и очень впечатляет.
Камера достаточно скромно оснащена,  а некоторые особенности  отдают
архаикой. Например, применение уходящих в прошлое карт флэш-памяти формата SmartMedia (в ближайшее время они будут вытесняться карточками нового формата xD-Picture Card), довольно большие размеры корпуса фотоаппарата, применение четырех, а не двух аккумуляторов (или сухих элементов)
Рис. 2.5. Цифровой фотоаппарат Olympus Camedia С-120
формата АА. Но при этом фотоаппарат очень близок к серии пленочных камер MJU (к примеру, у С-120 такой же сдвижной корпус, отлично защищающий оптику), хорошо лежит в руках, а снимать им одно удовольствие. Трудно это передать словами, но при выборе фотоаппарата, если есть возможность опробовать несколько разных камер,

предпочтение отдаешь именно Olympus. Хотя оценка эта носит крайне субъективный характер.
Самую многочисленную и наиболее универсальную группу цифровой фотосъемочной аппаратуры можно назвать "старшей средней группой". В нее входит огромное количество современных моделей фотоаппаратов. Отличительные особенности — сенсоры CCD разрешением в 2, 3, 4 и даже 5 мегапикселов. Полный набор привычных для пленочной зеркальной камеры инструментов       экспозиционная  коррекция,  автоматическая  вспышка
с обычной и медленной синхронизацией, многозонная экспозиционная автоматика, пассивный автофокус, брекетинг и многое-многое другое.
Ценовой диапазон старшей средней группы достаточно велик — от 280 до 900 долларов. Почему же в таком случае не разделить группу на несколько отдельных подгрупп: относительно дешевые камеры — к дешевым, дорогие — к дорогим? Дело в том, что многие модели "различной весовой категории" на самом деле по своим характеристикам достаточно близки. Все они в той или иной мере пригодны для занятий творческой съемкой. А стоимость самых дорогих моделей обусловлена не столько высокой технической
оснащенностью, сколько именем изготовителя или применением дорогой
оптики (при сравнимом уровне электроники).
К показательным моделям старшей средней группы по мере возрастания стоимости можно отнести камеры Nikon CoolPix 2500, Panasonic Lumix DMC-LC20, Olympus MJU 300 Digital, Konica Revio KD-400Z, Canon PowerShot G3, Sony Cybershot-F717. Ясно, что в стороне остается слишком
много громких имен ведущих мировых производителей (чего стоят Minolta и Pentax) и слишком много отличных моделей цифровых фотоаппаратов.
Но мы непременно поговорим о большинстве моделей фотоаппаратов всех ведущих мировых производителей в последующих главах.
Многолетним выпуском прославленных моделей пленочных зеркальных камер компания Nikon давно завоевала право именоваться лидером в области
производства фототехники. Не сдает она позиций и в области цифровой фотографии. Во всяком случае, линейка цифровых камер CoolPix привлекает внимание и фотолюбителей, и профессиональных фотографов.
Nikon CoolPix 2500 (рис. 2.6) — одна из популярных моделей начального по
меркам компании уровня. Эту камеру сам производитель позиционирует как
технику "для отдыха и развлечений". Конструкция и оснащение фотоаппарата лишь подтверждает эту направленность.
Камера CoolPix 2500 — яркий представитель фотоаппаратов с поворотным конструктивом. Кроме Nikon эту конструктивную особенность активно
использует Casio и, в самых старших моделях, Sony. Поворотный конструктив — это корпус, разделенный надвое и соединенный поворотным шарниром. На правой половине корпуса (со стороны задней "крышки", которой, к слову, у цифровых камер нет) установлен контрольный дисплей, кнопки управления, спусковая кнопка и батарейный блок. На левой, подвижной в вертикальной плоскости, части — объектив, вспышка и оптический видоискатель.

Рис. 2.6. Цифровой фотоаппарат Nikon CoolPix 2500
Что дает применение поворотного конструктива фотографу? Дополнительную степень свободы. Перемещая левую часть корпуса фотоаппарата, фотограф может снимать под углом — например, от самой земли, компонуя кадр по контрольному дисплею, или держа камеру на вытянутых руках над головой. Именно по этой причине модель CoolPix 4500 (рис. 2.7) пользуется повышенным спросом у опытных фотолюбителей, несмотря на немалую
(700 долларов) стоимость.
Рис. 2.7. Цифровой фотоаппарат Nikon CoolPix 4500
В камере CoolPix 2500 поворотный конструктив выполняет иную функцию. Левая часть корпуса фотоаппарата вращается внутри рамы, образуемой основной частью корпуса камеры. В поворотный блок вмонтирована вспышка
и объектив. Повернув блок вертикально, мы выключим фотоаппарат и одновременно защитим оптику горизонтальной поверхностью рамы.
Подобное решение позволяет значительно сократить размеры фотоаппарата. Но в то же время конструкция CoolPix 2500 при всех достоинствах камеры (Nikon — это Nikon) обладает одним существенным недостатком. Как и более доступная по цене модель CoolPix 2000, этот фотоаппарат не имеет оптического видоискателя. Кадрирование производится только при помощи встроенного контрольного дисплея. А это значит, что отключить дисплей для экономии энергии аккумулятора нельзя. Кроме того,
жидкокристаллический дисплей плохо различим при ярком солнечном освещении. То есть камера оказывается вовсе не настолько универсальной, как может показаться на первый взгляд.
Вероятно, отсутствие телескопического видоискателя в камере для массового пользователя не давало покоя и конструкторам. Поэтому Nikon выпустил две модели цифровых фотоаппаратов в традиционных конструктивах, использовав наработки модели CoolPix 775. Речь о моделях Nikon CoolPix 2100 (рис. 2.8) и 3100. Между собой они отличаются разрешением сенсора — 2 и 3 мегапиксела соответственно. Одновременно расширен диапазон выдержек комбинированного затвора, внесены дополнения в сервисную начинку камеры снимки можно обрабатывать прямо в камере — получать эффект сепии или черно-белой фотографии).
Именно отсутствие оптического видоискателя вынуждает относиться к ве-
ликолепным   во   всех   отношениях   фотоаппаратам   начального   уровня
от Nikon с некоторой настороженностью. Во всяком случае, CoolPix 2100
и 3100 для активно снимающего человека выглядят предпочтительней, осо
Рис. 2.8. Цифровой фотоаппарат Nikon CoolPix 2100
бенно если учитывать их относительно невысокую стоимость (280 долларов
за CoolPix 2100).

В младшей камере модельного ряда Panasonic -• в фотоаппарате Lumix DMC-LC20 — конструкторы отказались от компромиссов, призванных удешевить аппарат. Главная изюминка в 350-долларовой LC20 - это трехкратный зуммируемый объектив Leica. Опыт работы с этой камерой убедил меня в том, что оптика DMC-LC20 и в самом деле от Leica. По качеству рисунка объектив DC Vario-Elmarit даст фору большинству конкурентов. Вкупе с пассивным TTL-автофокусом и точечным замером экспозиции получается
электронно-оптический комплекс, выводящий камеру в иную “весовую” ка-
Корпус DMC-LC20 (рис. 2.9) выполнен в традиционном стиле. Он совсем
небольшой, но достаточно объемный, камеру удобно удерживать в руке.
Иными словами — от конкурирующих камер, например, от Canon Digital IXUS, Lumix отличается отличной “ухватистостью”. Правда, сравнивая камеру с тем же IXUS, следует признать, что в корпусе фотоаппарата Panasonic
много пластика — IXUS выполнен из долговечного и прочного металла.
В некоторой степени Panasonic Lumix DMC-LC20 можно рассматривать как
некую промежуточную модель между недорогими цифровыми фотоаппаратами средней ценовой категории и камерами высокого уровня. К примеру, селектор выбора программных режимов в LC-20 выполнен, как в камерах Nikon (и, к слову, как у большинства пленочных зеркальных и ных фотоаппаратов), в виде поворотного колеса на верхней крышке корпуса. Навигация по меню контрольного дисплея производится круглой кнопкой-джойстиком (применяется в большинстве цифровых камер). Но число
программных режимов не так велико, как в более дорогих фотоаппаратах (всего три режима фотосъемки и один видеосъемки, при ручной экспокор
тегорию.
 
Рис. 2.9. Цифровой фотоаппарат Panasonic Lumix DMC-LC20
рекции, отображении на дисплее значения выдержки и диафрагмы, полнофункциональном балансе белого). Кнопок управления минимум. Управление зумом реализовано в виде поворотного кольца вокруг спусковой кнопки. Этим же кольцом осуществляется масштабирование экранного отображения отснятых кадров.
Очень удачно на LC20 выполнен оптический видоискатель. Его окно расположено прямо над объективом, в одной вертикальной плоскости, что упрощает внесение параллактических поправок при макросъемке (хотя для съем-крупным планом в качестве видоискателя лучше использовать контрольный дисплей).
Наконец, применение в фотоаппарате компактной карты флэш-памяти формата Secure Digital (полностью совместимой с MultiMedia card), а не более громоздкой Compact Flash (к этому формату тяготеют Canon, Nikon, Pentax и некоторые другие производители цифровой фототехники), позволило уменьшить размеры фотоаппарата и при этом сохранить совместимость камеры с популярными картами флэш-памяти в будущем. Все же не очень это приятная штука — осознавать, что карты флэш-памяти к твоему Olympus (напомню — формата SmartMedia) года через два-три можно в магазинах и не обнаружить.

В целом фотоаппарат Panasonic DMC-LC20 выглядит удачным приобретением не только для эпизодически снимающего, но и для не чурающегося творческих экспериментов фотолюбителя. Если, конечно, фотограф
готов полностью положиться на автоматику камеры и не предъявляет повышенных требований к разрешению и быстродействию фотоаппарата.
Впрочем, иногда на первый план выдвигаются не столько количество программ или ручные режимы управления камерой, сколько элементарная живучесть фотоаппарата. По этому показателю вне конкуренции находится камера Olympus MJU 300 Digital (рис. 2.10) и ее близнец MJU 400 Digital.
Рис. 2.10. Цифровой фотоаппарат Olympus MJU 300 Digital
Как нетрудно догадаться, разница между моделями — в разрешении сенсора <3 и 4 мегапиксела соответственно). В качестве носителя информации используются карты памяти перспективного стандарта xD-Picture card. Корпусы фотоаппаратов целиком изготовлены из металла, а конструктив в точности повторяет знаменитые пленочные "мыльницы" серии MJU.
Благодаря пылевлагозащищенной конструкции корпуса, фотоаппарат MJU 300 Digital и его 4-мегапиксельная модификация могут считаться самыми надежными цифровыми камерами из всех ныне выпускающихся. Стоимость 3-мегапиксельной модели около 450 долларов, но за эти деньги фотолюбитель получает практически герметичный аппарат (под водой, правда, работать не способен), все разъемы и крышки которого защищены упругими прокладками и уплотнениями.
Кроме того, в камеры установлены сенсоры повышенной долговечности. В этом убеждает уже упомянутый механизм перекалибровки сенсора. Примерно один раз в год владелец включает режим калибровки, выравнивая работу автоматики камеры с изменившимся со временем (что, надо полагать, неизбежно) значением светочувствительности сенсора.
Не следует забывать и про великолепные эргономические характеристики фотоаппаратов серии MJU. Цифровую камеру этой серии настолько же удобно держать в руках, насколько удобно снимать ее пленочными предшественницами.
Из металла изготовлен и корпус другой выдающейся цифровой камеры -Konica Revio KD-400Z. Тут следует заметить, что большинство сервисных
устройств, к которым мы привыкли и в пленочных, и в цифровых фотоаппаратах, изобретены именно компанией Konica. Первый фотоаппарат с экспозиционной автоматикой, первый фотоаппарат с автофокусом, первый фотоаппарат со встроенной вспышкой — ее заслуги.
В 4-мегапиксельной (есть еще 3- и 5-мегапиксельные схожие по конструкции модели) KD-400Z стоимостью 550 долларов есть одна уникальная особенность, которой не найти в других камерах. А именно — применение сразу двух карт памяти (форматов Secure Digital и Memory Stick).

При этом
обмен информации между картами возможен непосредственно в самом фотоаппарате. То есть фотографии можно переписывать с карты на карту, перебрасывая снимки с заполненной на свободную карточку.
Коме того, в цифровых фотоаппаратах Konica весьма любопытно реализован
механизм защиты от проявления эффекта "красных глаз". Линейка цветных (синих или красных в зависимости от модели камеры) светодиодов установлена на лицевой панели корпуса под объективом. В результате фотоаппарат не ослепляет фотографируемого серией предвспышек, а сам механизм защиты от эффекта "красных глаз" работает эффективней простых светодиодных прожекторов.
2 Зак.970
Наконец, цифровые фотоаппараты обладают рекордным быстродей-
ствием. С момента включения камеры до состояния полной готовности к съемке проходит около одной секунды. Конкурентов по этому показателю у фотоаппаратов серии Konica Revio пока немного.
Две наиболее совершенные модели средней группы - Canon PowerShot G3 (рис. 2.11) и Sony Cybershot-F717 (рис. 2.12) - предназначены для требовательных фотолюбителей, которым необходимы и ручные режимы установки экспозиционных параметров, и повышенное разрешение сенсоров, и высококачественная оптика. Эти камеры (как и множество близких по техническим показателям и стоимости моделей других известных производителей) лучше всего подходят для творческой съемки, которая подразумевает наличие в фотоаппарате ручного управления, включая наводку объектива на фокус и установку экспозиционных параметров по показаниям встроенного экспонометра. Но главное отличие дорогих фотоаппаратов от более доступных аналогов все же не в этом. От бюджетных моделей они отличаются оптическим оснащением и сенсорами большего физического размера. Первая камера стоимостью в 900 долларов удивительно напоминает дально- мерную "классику". В 4-мегапиксельном Canon PowerShot G3 установлен комбинированный электронный и механический затвор с большим диапазоном выдержек. Экспозиционная программная автоматика дополнена механизмом экспокоррекции, автоматом выдержки, автоматом диафрагмы (при этом значения диафрагмы и выдержки соответственно устанавливаются вручную) и полностью ручным режимом. Более того, точечный автофокус дополнен возможностью ручной фокусировки объектива. А сам объектив — это четырехкратный светосильный зум.
Рис. 2.12. Цифровой фотоаппарат Sony Cybershot-F717
Но как бы ни был совершенен объектив Canon PowerShot G3, он вряд ли сравнится с объективом 1100-долларовой 5-мегапиксельной Sony Cybershot-F717. На этой дорогой камере установлен пятикратный зум (38-190 мм в значении, приведенном к 35-миллиметровой пленке) от Carl Zeiss. Более внушительной оптики нет, пожалуй, ни у одной цифровой камеры любительского класса. Объектив настолько велик, что корпус фотоаппарата выглядит миниатюрным довеском к этой поистине оптической "пушке". Кстати, светосила объектива Sony Cybershot-F717 - 2,0 на "коротком" и 2,4 на "длинном" конце. Остается добавить, что ко всему прочему сенсор F117 обладает рекордной светочувствительностью - до 800 единиц ISO.

К любительским камерам средней группы примыкают дорогие (очень дорогие) фотоаппараты для полупрофессиональных применений. Типичный представитель — Olympus Camedia E20P стоимостью 1400 долларов.
Почему они считаются полупрофессиональными, а не профессиональными?
Дело в физическом размере и характеристиках сенсора. В профессиональные
камеры устанавливают сенсоры больших физических размеров, приближающихся   к  размерам   кадрового  окна  пленочной   малоформатной   камеры ¦(напомню - 24 х 36 мм). Это первое. Второе - все профессиональные цифровые камеры выполнены на базе пленочных аналогов. К примеру, FinePix S2 Pro — на базе корпуса Nikon F60. Это позволяет использовать
с камерой всю линейку сменных объективов (с поправкой в сторону увеличения фокусного расстояния из-за меньшего физического размера сенсора -задействованной оказывается только центральная часть кадрового окна).
Правда, можно заметить, что за основу дорогих цифровых камер (тот же FinePix S2 Pro стоит 2800 долларов без объектива) берутся недорогие модели пленочных камер. Причина в разном подходе к рабочему ресурсу фотоаппарата. Ресурс пленочной профессиональной камеры определяется износом протяжного механизма и затвора, достигает полумиллиона срабатываний и десятка с лишним лет интенсивной эксплуатации. В цифровой камере протяжный механизм отсутствует, а ресурс определяется сроком износа затвора и сенсора. Затвор любительской камеры класса Nikon F60 способен гарантированно выдержать 60 тысяч срабатываний (на практике значительно
больше), но светочувствительный сенсор вряд ли "проживет" даже пять лет.
Скажется электрохимический износ матрицы, а за годы эксплуатации камера наверняка безнадежно устареет морально. Поэтому использовать в качестве базы для цифровых фотоаппаратов слишком дорогие модели пленочных нет никакого смысла.
Впрочем, для специальных применений (например, для репортерских съемок, высококачественной студийной или художественной фотографии)
выпускаются фотоаппараты на базе самых дорогих зеркальных пленочных камер Nikon. Как ни удивительно, на их корпусах значится другое имя —
Kodak. Стоимость подобных цифровых камер достигает десятка тысяч долларов.

Качественный уровень современного цифрового фотоаппарата определяется, прежде всего, техническим совершенством установленного в нем сенсора -матрицы светочувствительных элементов. Выбирая цифровой фотоаппарат, мы наверняка столкнемся со случаями применения в относительно дорогих камерах сенсоров с невысокими характеристиками. Но обратная ситуация,
когда в простой любительский фотоаппарат устанавливается высококачественная светочувствительная матрица, невозможна. Светочувствительный сенсор — самая дорогая и наиболее значимая деталь цифровой камеры (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Сенсор цифрового фотоаппарата
На сегодняшний день в производстве светочувствительных сенсоров применяются две конкурирующие технологии. Первая, более простая и по ряду признаков более перспективная, - технология CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). В переводе эта технология называется — ком- плементарный металл-окисел-полупроводник. В силу разных причин сенсоры, построенные по технологии CMOS, устанавливаются в цифровые фотоаппараты начального уровня  и в профессиональные камеры  компании Canon.
Лидирующей на рынке цифровой фототехники является технология CCD (Charge-Coupled Device). В русском переводе этот тип сенсоров называется ПЗС — прибор с зарядовой связью. Более трудоемкие в производстве, сенсоры CCD, тем не менее, установлены в подавляющем большинстве цифровых фотоаппаратов любительского и профессионального класса.
В упрощенном виде принцип действия матрицы светочувствительных элементов цифрового фотоаппарата выглядит следующим образом. Сенсор CCD состоит из подложки, изготовленной из монокристаллического полупроводникового материала, изолирующего слоя окисла, покрывающего подложку, и набора микроскопических (микронных размеров) металлических проводников-электродов. К электродам матрицы подводится электрический ток. Засветка поверхности матрицы приводит к тому, что сила тока (заряд) на выводах электродов изменяется — то есть каждая ячейка светочувствительной матрицы реагирует на интенсивность засветки. Эти изменения счи- тываются электронной схемой фотоаппарата, и на их основе строится картинка, соответствующая сфокусированному на поверхности сенсора изображению.
Ячейки матрицы, построенной по технологии CMOS, — это полевые транзисторы, которые при засветке изменяют свое состояние, препятствуя прохождению электрического тока через выводы ячейки или, наоборот, усиливая сигнал. Электронная схема фотоаппарата считывает изменения состояния ячеек матрицы и на их основе строит картинку.
Матрицы CMOS по сравнению с матрицами CCD отличаются пониженным энергопотреблением и высокой технологичностью. С другой стороны, разрешение матриц CMOS, их светочувствительность, динамический диапазон и устойчивость к шумам ниже, чем у матриц CCD. Это объясняется сложностью устройства, а также пониженной светочувствительностью полевых транзисторов по сравнению с ячейками с зарядовой связью.

Устанавливаемые в недорогие камеры начального уровня сенсоры CMOS выполнены в виде большой гибридной микросхемы, на кристалле которой смонтированы многие сервисные схемы фотоаппарата. Это и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), и электронный затвор (схема считывания
состояния матрицы), схемы баланса белого и сжатия изображений. В массовом производстве CMOS-сенсоры оказываются дешевле, поскольку каждый
элемент матрицы крупней, чем ячейка сенсора CCD. А фотоаппаратам на
основе CMOS-сенсоров не нужны многие вспомогательные электронные механизмы. По сути дешевая Web-камера с функцией автономной работы
в качестве цифрового фотоаппарата состоит из корпуса, батарейного блока питания, простого объектива, небольшого набора пассивных элементов (согласующих резисторов, порта US В, пары кнопок), монохромного символьного дисплея и одной микросхемы, на которую возложена вся работа по оцифровке и обработке изображений. Отсюда и чрезвычайно низкая цена подобных фотокамер — от 50 до 60 долларов.
Говоря о перспективности сенсоров CMOS, не стоит забывать, что это очень молодая технология. Она возникла как альтернатива трудоемкой и малоэффективной технологии сенсоров CCD. Достаточно сказать, что выход годной продукции при массовом производстве матриц CCD по относительно недавним сведениям (на 2000 год) находился на уровне двух процентов.
Сказываются размеры элементов (порядка тысячных долей миллиметра) и очень высокие требования к технологическим допускам.
В то же время, конструкторы профессиональных цифровых фотоаппаратов Canon устанавливают в свои фотоаппараты именно сенсоры CMOS, дополняя их специальными схемами подавления шумов. В результате новейший фотоаппарат Canon EOS-10D (рис. 3.2) ни в чем не проигрывает своим конкурентам (например, камере Nikon D100), снабженным сенсором CCD.
Рис. 3.2. Цифровой фотоаппарат Canon EOS-10D
Еще одна положительная сторона матриц CMOS — их стабильность и долговечность. Причина, опять же, в применении в качестве светочувствительных элементов полевых транзисторов, в более крупных размерах каждого элемента и в высокой технологичности производства (требования к допускам при массовом производстве сенсоров CMOS оказываются несколько ниже, чем при производстве сенсоров CCD). Хотя, в силу молодости самой индустрии цифровых фотоаппаратов,  полноценных ресурсных испытаний пока никто не проводил.
Микроскопические ячейки светочувствительной матрицы способны отреагировать только на силу попадающего на них света. Для того чтобы получить изображение, приближающееся по качеству к пленочному фотоснимку, цифровой фотоаппарат должен распознавать еще и цветовые оттенки.
Но прежде чем говорить о технологии оцифровки цветного изображения, следует заметить, что для увеличения точности работы матрицы (улучшения соотношения сигнал/шум) и повышения светочувствительности, каждая ячейка снабжается собирающими микролинзами, фокусирующими световой поток.

Особенно это касается матриц CMOS, где без подобных линз необходимого качества изображения добиться трудно.
Получить цветное изображение можно разными способами. В профессиональной съемочной аппаратуре применяется схема с тремя светочувствительными матрицами. Сфокусированное объективом изображение расщепляется специальной призмой на три идентичных световых потока, каждый
из которых засвечивает свою матрицу через светофильтр одного из базовых
цветов — красного, зеленого и голубого (RGB — Red, Green, Blue). Эта технология позволяет добиться очень высокого качества цветопередачи, но усложняет конструкцию камеры и отражается на ее стоимости. Чаще всего три матрицы устанавливаются в дорогих цифровых видеокамерах.
В фотоаппаратах же (кроме профессиональных камер специального назначения) используется другая технология — с одним сенсором. При этом каждая ячейка матрицы состоит из трех субэлементов, то есть из трех светочувствительных   ячеек,   каждая   из   которых   прикрыта   тонкопленочным
светофильтром одного из трех базовых цветов. Совокупный электрический
сигнал триады субэлементов в конечном результате и дает информацию о цвете каждого элемента изображения. Стоит лишь представить, насколько сложна конструкция светочувствительного сенсора, чтобы понять трудности,
которые приходится преодолевать разработчикам цифровой фототехники.
Еще одна важная деталь устройства светочувствительных матриц — способ
регистрации изображения. Матрица CCD состоит из двух идентичных наборов ячеек — светочувствительных элементов, образующих секцию накопления зарядов, и элементов, образующих секцию хранения зарядов. Электрические заряды, которые возникают при облучении элементов сенсора световым потоком, поступают в ячейки секции накопления и перемещаются в ячейки секции хранения зарядов, откуда затем через регистры вертикального сдвига — в выходной усилитель матрицы. Ячейки секции хранения прикрыты светонепроницаемым фильтром, а потому на световой поток не реагируют. Но при переходе зарядов из секции накопления в секцию хранения следует изолировать непроницаемой заслонкой и светочувствительные ячейки, чтобы не смешивать возникшие при облучении новые заряды с уже
сохраненными (иначе изображение просто не получится), используя для этого в цифровых фотоаппаратах обычный электромеханический затвор.
Эта особенность касается матриц с построчным переносом зарядов. В фотоаппаратах с матрицами с покадровым переносом зарядов затвор оказывается ненужным, поскольку заряды ячеек накапливаются сразу со всей поверхности матрицы и с сигналами ячеек накопления не смешиваются. При этом регистрами вертикального сдвига, представляющими собой простые проводники, снабжается каждая светочувствительная ячейка секции накопления зарядов, а светоизолированная секция хранения зарядов занимает отдельную область сенсора. Проблема в том, что применение покадрового переноса
зарядов увеличивает размеры сенсора ив то же время уменьшает его разрешение.

Поэтому сегодня применяется технология комбинированного построчно-кадрового переноса. Что позволяет, с одной стороны, получать постоянный сигнал с матрицы и использовать его для построения изображения на встроенном контрольном дисплее фотоаппарата, а с другой — получать высококачественные изображения с построчным считыванием зарядов и применением электромеханического затвора.
В фотоаппаратах с сенсорами CMOS (в самых простых из них) электромеханический затвор не применяется, поскольку информация о состоянии ячеек подобной матрицы считывается непосредственно с выводов полевых транзисторов, образующих матрицу. Однако в упомянутой выше профессиональной камере Canon и в предшествующих ей зеркальных моделях серии EOS с сенсорами CMOS для точной отработки экспозиции затвор применяется.
Элементарные сведения о принципе действия сенсоров CCD важны для фотолюбителя и с практической точки зрения. Дело в том, что при покупке нового фотоаппарата, вне зависимости от уровня техники и ее стоимости, у фотографа, как это ни печально, всегда есть шанс угодить на камеру с "битыми" пикселами. "Битый" пиксел — это светочувствительный элемент, в силу разных   причин утративший способность реагировать на световое
облучение. При этом бездействующая ячейка может быть совершенно незаметна на снимке, если находится в нижней части матрицы, на которую приходится та часть кадра, где обычно фиксируется земля. В нижней части кадра мало светлых участков, на которых одна черная точка может быть хорошо заметна. Другое дело — верхняя часть матрицы, где изображается небо и прочие светлые объекты.
Один "битый" пиксел — вещь для любительской камеры обычная. Хуже, когда таких пикселов несколько и они объединены в группу. Тогда темная точка на снимке становится различимой даже при съемке с самым высоким разрешением, когда в построении изображения участвуют все светочувствительные ячейки матрицы. Именно по этой причине для цифровых фотоаппаратов актуальна модель продаж money back, при которой камеру можно обменять в течение определенного срока эксплуатации (обычно не более двух недель). В магазине "битые" пикселы матрицы увидеть очень трудно,
а в ходе практической работы с камерой подобная неприятность будет непременно обнаружена.
Для фотоаппаратов с сенсорами CMOS проблема "битых" пикселов почти
неактуальна. Из-за невысокого разрешения матрицы (от 350 тыс. пикселов до 1,3 мегапиксела) и больших размеров ячеек "битые" пикселы встречаются редко. Да и на качестве изображения, которое способна дать дешевая матрица CMOS, "битый" пиксел скажется мало. Во всяком случае у навечно погасшей точки мало шансов быть явно различимой среди множества цветовых артефактов в тенях и на границах цветовых переходов.
Совершенство камеры определяется качеством сенсора, а как определяется качество самого сенсора? Существует ряд характеристик, имеющих для светочувствительной матрицы цифрового фотоаппарата первостепенное значение.
В первую очередь — это разрешение матрицы. Чем больше разрешение матрицы светочувствительных элементов, тем выше качество конечного бумажного отпечатка или электронного фотоизображения.

Количество эффективных пикселов на матрице цифрового фотоаппарата определяет разрешение оцифрованного изображения, поскольку максимальное разрешение
снимка равно количеству пикселов светочувствительного сенсора.
Иногда в сводке технических характеристик можно обнаружить, что максимальное разрешение фотоснимков превышает количество пикселов матрицы фотоаппарата. Этим заявлениям производителей не стоит доверять. Повышенное разрешение достигается программной интерполяцией, когда недостающие пикселы синтезируются на основе усредненных значений яркости соседних пикселов. Интерполяция увеличивает количество пикселов, но за счет реального качества изображения. Интерполированный снимок выглядит "замыленным" — границы снятых объектов утрачивают резкость. В лучшем случае разрешение возрастает бе,з какого бы то ни было улучшения
изображения. Поэтому разного вида интерполяционную обработку, если
таковая функция присутствует в камере, лучше не использовать вовсе.
Разрешение (разрешающая способность) светочувствительного сенсора, как и разрешение экрана монитора, выражается в пикселах. При этом экранное
разрешение монитора определяется величиной светящейся экранной точки -   пиксела, образованного люминофором электронно-лучевой трубки
или ячейкой жидкокристаллической матрицы. Экранное разрешение — величина постоянная. Оно зависит от размера пиксела экрана монитора. Стандартные значения величины пиксела - 0,25, 0,28 и 0,31 мм. Стандартные значения экранного разрешения компьютерных мониторов — 72 или 96 пикселов на квадратный дюйм.
Разрешение светочувствительных сенсоров тоже зависит от размера пиксела, но каких-либо стандартов здесь не существует. Чем меньше величина каждого пиксела, тем больше пикселов (то есть светочувствительных элементов) размещается на поверхности матрицы и, как следствие, тем большим разрешением обладает сама матрица.
Кроме экранного разрешения и разрешения сенсора цифровой камеры существует еще одна важная характеристика — разрешение печатающего
устройства (в любительской цифровой фотографии, как правило, цветного
струйного принтера). Однако разрешение принтера измеряется не в пикселах, а в точках. А выражается разрешение принтера в точках на квадратный
дюйм.
Для фотолюбителя принципиальной разницы между пикселом и точкой нет, поэтому обе единицы измерения разрешающей способности можно считать равнозначными. Различия между точкой и пикселом носят теоретический характер, имеющий значение для разработчиков цифровой техники. Считается, что пиксел имеет правильную прямоугольную форму, близкую к квадрату (на практике экранные пикселы могут иметь форму круга или вытянутого по вертикали прямоугольника в зависимости от типа электроннолучевой трубки — со щелевой маской или с апертурной решеткой соответственно, а пиксел матрицы цифрового фотоаппарата может иметь форму
квадрата или восьмиугольника — например, ячейки матрицы SuperCCD камер Fujifilm FinePix).

Принтерная же точка имеет неправильную форму,
близкую к кругу.
Если сравнить три значения разрешающей способности: сенсора цифровой камеры, экрана монитора и печатающего устройства, то легко обнаружить следующую зависимость — чем выше разрешающая способность сенсора фотоаппарата, тем с большим разрешением могут быть отпечатаны снимки на бумаге. В идеальном случае снимок, полученный при помощи шестиме-
гапиксельной цифровой камеры, можно распечатать в формате 10 х 15 см
с качеством, соответствующим отпечатку на обычной фотобумаге с пленочного негатива. Во всяком случае, обнаружить отличия будет очень непросто
(разве что через мощную лупу).
С другой стороны, чем выше разрешающая способность принтера, тем выше качество полученного отпечатка на бумаге. Принтер с разрешением в 720 точек на квадратный дюйм даст отпечаток лучшего качества, чем принтер
с разрешением 360 точек. Правда, тут есть одна любопытная подробность —
значение разрешения некоторых принтеров по горизонтали выше, чем разрешение по вертикали (но никак не наоборот). То есть распечатанный
принтером закрашенный квадрат по горизонтали будет содержать больше точек краски, чем по вертикали. Дело в том, что количество дюз (отверстий
в печатающей головке, через которые чернила разбрызгиваются на бумагу)
на единицу ширины бумажного носителя в таких принтерах больше, чем шаг протяжного механизма, транспортирующего бумагу. Печатающая головка может иметь множество близко расположенных дюз, это вполне технически осуществимо. Но слишком мелкий шаг транспортировки бумаги требует прецизионной точности изготовления протяжного механизма, что сильно влияет на стоимость принтера и в экономическом плане неоправданно.
О принтерах речь впереди. Пока же отметим, что слишком большое разрешение печатающего устройства зачастую оказывается совершенно бесполезным. Даже на очень хорошей, специальной бумаге для струйной фотопечати капли чернил расплываются и никогда не имеют правильной круглой формы. В результате капля наплывает на каплю и реальное разрешение отпечатка оказывается ниже заявленного производителем. Это первое. И второе — качественную распечатку фотографии можно осуществить даже на принтере с относительно невысоким разрешением, если применить технологию растрирования. Эта технология широко применяется в полиграфии
(взгляните на обложку самого красочного журнала — разреше-
ние этой фотографии не превышает 300 точек на дюйм, а качество кажется
безупречным).
Суть растрирования в том, что цифровое изображение при помощи специальных программ (растровых процессоров) делится на располагающиеся под углом друг к другу линии. Расстояние между линиями называется разрешением или шагом растра.

К сведению, газеты имеют шаг растра не выше 50 линий на дюйм, журналы среднего качества — 150 линий на дюйм, глянцевые журналы высококачественной печати и книжные иллюстрации — 300 линий на
дюйм. Выше значение шага растра только у отпечатанных типографским способом фотоальбомов и специальных иллюстрированных каталогов.
Недостатком этой технологии является чрезвычайно высокая стоимость программ растрирования. А в фотонаборных автоматах и в дорогих лазерных принтерах специального назначения система растрирования встроена аппа-
ратно — растрирование изображений выполняет специализированный компьютер на базе мощного микропроцессора. Фотолюбителю остается только попробовать на практике возможности функции растрирования программы верстки, вроде При соответствующем подходе результаты могут
оказаться весьма любопытными.
Связь между разрешением сенсора цифровой камеры и печатающего устройства отслеживается достаточно явно. А как обстоит дело с экранным разрешением монитора персонального компьютера? Связь есть, но только до определенного предела. Если сенсор фотоаппарата способен выдавать снимки с максимальным разрешением выше, чем рабочее разрешение монитора, то для экранного отображения эта возможность окажется совершенно напрасной.
Мы не можем изменить максимальное разрешение монитора в сторону увеличения, как бы нам этого ни хотелось. Если монитор рассчитан на разрешение XGA — 1024 х 768 пикселов — большего разрешения мы установить
не сможем. Следовательно для полноэкранного отображения цифрового
снимка достаточно разрешения в 780 тыс. пикселов, что намного ниже разрешения сенсоров большинства цифровых фотоаппаратов. Простой и очевидный вывод — если снимки не предназначены для печати, если фотолюбитель твердо знает, что его “цифровой фотоальбом” будет просматриваться
только на экране монитора, то значение разрешения сенсора фотоаппарата можно уменьшить. Кстати, для просмотра снимков на экране телевизора разрешение в 800 х 600 пикселов будет избыточным, поскольку максимальное разрешение телеэкрана составляет 720 х 576 пикселов (разрешение DVD). Это важное замечание, поскольку в ежедневной практике не слишком опытные фотолюбители часто устанавливают цифровой фотоаппарат на
максимальное значение разрешения. В результате карта флэш-памяти в буквальном смысле забивается избыточной информацией, и в самый важный
момент оказывается, что места на карточке памяти не хватает.
Уменьшенное разрешение имеет свои плюсы и свои минусы. К плюсам, кроме увеличения емкости памяти фотоаппарата, можно отнести повышенное быстродействие камеры (поскольку графический файл меньшего размера быстрее записывается во флэш-память) и то обстоятельство, что в съемке
задействована самая “беспроблемная” центральная часть светочувствительного сенсора. Минус в том, что снимок невысокого разрешения невозможно кадрировать без существенных потерь.

 Иными словами — если после съемки выяснилось, что в кадр попали нежелательные, лишние детали, а произвести пересъемку уже то из снимка высокого разрешения можно просто вырезать часть изображения. Размер снимка при этом уменьшится, но не настолько, чтобы повлиять на его полноэкранное отображение. Снимок же экранного разрешения можно кадрировать только с определенными потерями.
И все же сегодня цифровая камера для более или менее серьезных занятий
любительской фотосъемкой — это фотоаппарат с сенсором разрешением не
менее 2 мегапикселов. Почему не 1,3 мегапиксела (не говоря уже о меньших
значениях разрешения)? Дело в том потенциале, что заложен в фотографию
высокого разрешения.  Снимок с разрешением  в   1600 х 1200  пикселов
(нормальное разрешение для сенсора в 2,1 мегапиксела) легко поддается
кадрированию. Его можно без каких бы то ни было потерь вывести на экран в оконном и полноэкранном режиме, если применить функцию сжатия изображения программы просмотра (например, популярного “просмотрщика” ACDSee и массы других программ). Наконец, фотографию можно распечатать на бумаге, получив отпечаток 10 х 15 очень хорошего качества и даже формата А4 (стандартный альбомный лист) при вполне приемлемом качестве. Со снимком разрешением 1280 х 960 пикселов (нормальное разрешение для сенсора в 1,3 мегапиксела), как бы хорошо он ни выглядел (а выглядит он и в самом деле замечательно), подобные манипуляции попросту невозможны.
Еще несколько слов о разрешении светочувствительного сенсора цифрового
фотоаппарата. Добросовестный производитель (к добросовестным производителям можно отнести все ведущие мировые компании и лишь ограниченное число малоизвестных фирм) в технических характеристиках своего изделия всегда указывает полное и эффективное значение разрешения матрицы   фотоаппарата.   При   этом   полное   значение  разрешения  всегда
больше, чем эффективное. В чем тут дело? Часть ячеек сенсора не участвует
в построении изображения, выполняя сервисные функции — например, в системе экспозамера или в качестве дополнительного регистра вертикального сдвига. Кроме того, расположенные по краям кристалла ячейки больше
подвержены браку, чем ячейки центральной части сенсора. Поэтому кадровое окно сенсора всегда чуть меньше, чем физический размер самой матрицы. Реальное разрешение сенсора легко определить элементарным подсчетом пикселов  —   1600 х 1200 = 1920000.   Это стандартное  эффективное
разрешение сенсора. Остальные пикселы в построении
изображения не задействованы.
Вторая важнейшая характеристика светочувствительного сенсора - его физический размер. Он измеряется по диагонали и обозначается в долях дюйма; При этом форма сенсора всегда прямоугольная с соотношением сторон 4 : 3.

Чем больше физический размер сенсора, тем он работает точней и эффективней. Сенсор размером в  1/1,8 дюйма лучше, чем сенсор размером
1/3,2 дюйма, поскольку на большей площади кристалла умещается большее
количество светочувствительных ячеек (значит, выше и разрешение). Более того, при одинаковых значениях разрешения сенсор большего размера лучше, чем сенсор меньшего размера. В этом случае ячейки сенсора имеют
большие размеры, значит и такие параметры оцифровки изображения, как динамический диапазон и устойчивость к шумам, выше.
Размер сенсоров профессиональных камер измеряется в миллиметрах по сторонам кадрового окна. Дело в том, что величина матрицы профессиональных фотоаппаратов вплотную приближается к стандартному размеру кадрового окна узкопленочной 35-миллиметровой камеры, то есть 36 х 24 мм. Это позволяет использовать на профессиональном цифровом фотоаппарате оптику от пленочных аналогов. Но при этом следует учитывать изменение фокусного расстояния сменных объективов. К примеру, на фотоаппарате Canon EOS ID (как и на новейшей камере 10D) с сенсором размером 28,7 мм по горизонтали и 19,1 мм по вертикали изменение фокусного расстояния всей линейки объективов Canon будет кратно 1,6 единиц в сторону
увеличения — ровно настолько, насколько матрица камеры меньше стандартного кадрового окна пленочного фотоаппарата. А у камеры Canon EOS IDs ¦с сенсором размером 35,8 мм на 23,8 мм изменение фокусного расстояния
всей линейки сменных объективов будет пренебрежимо малым, поэтому никаких перерасчетов в применении оптики от пленочных камер не потребуется. К слову сказать, фотоаппарат EOS IDs имеет матрицу с рекордно большим разрешением в 11,4 мегапикселов, а сама камера стоит 9000 долларов.
Следующая крайне важная, но достаточно трудноопределимая без специального оборудования характеристика светочувствительных сенсоров — соотношение сигнал/шум. В той или иной степени "шумят" любые сенсоры,
включая и самые на сегодняшний день совершенные. Цветовые шумы проявляются на снимке в виде мелких окрашенных точек (артефактов) в тенях и в виде цветовых ореолов вокруг контуров фигур на границах контрастных переходов. Бороться с шумами очень трудно. В случае необходимости применяются специальные фильтры — утилиты, работающие в программной
среде графического редактора Adobe Photoshop. Фильтры способны в некоторой степени смягчить шумы, замещая артефакты точками с усредненными значениями цвета и яркости. Если фильтры не способны убрать все арте-
матрицы
факты и ореолы, приходится править снимок вручную, сильно увеличивая и ретушируя элементы изображения.
Ни один способ правки изображения не дает стопроцентного избавления от
шумов.

Поэтому фотолюбителю, если качество снимков для него в самом деле значимо, приходится следовать элементарным правилам как при выборе камеры, так и при практической съемке. Первое правило — не приобретать дешевых камер с матрицами низкой светочувствительности. Склонность к шумам наиболее присуща сенсорам CMOS, которые устанавливаются в Web-камеры с опционной функцией автономной работы в качестве фотоаппарата.
"Шумят" сенсоры и у более серьезных камер. Технология цифровой фотографии очень молода, а потому производство сенсоров бурно совершенствуется. Поколения матриц сменяют друг друга быстрей, чем морально устаревают конкретные модели фотоаппаратов (а они устаревают достаточно быстро — в течение двух лет). Сенсоры разрешением в 1,3 мегапиксела, которые устанавливались в камеры средней и даже старшей группы два-три года назад, сегодня применяются в недорогих любительских "мыльницах". Их место занимают матрицы с повышенными характеристиками, в том числе и по устойчивости к шумам. Следовательно, выбирать следует ту модель,
которая выпускается не слишком долго — не более года. Тогда у фотографа будут основания полагать, что сенсор его камеры склонен к шумам в минимальной степени.
Второе правило касается изменения светочувствительности сенсора. В большинстве цифровых фотоаппаратов с достаточно развитыми сервисными функциями светочувствительность устанавливается как автоматически, так и вручную. К примеру, в фотоаппарате Panasonic Lumix DMC LC-20 селектор установки светочувствительности (устанавливается через экранное меню контрольного дисплея) имеет четыре значения — auto, 100, 200 и 400 единиц
ISO. В режиме auto компьютер фотоаппарата сам выбирает значение светочувствительности сенсора в зависимости от уровня освещенности снимаемого объекта и установленного программного режима работы камеры. Например, в режиме "ночной портрет" светочувствительность будет выбрана максимальной, а в обычном режиме — минимально возможной (если позволяет освещение).
Чем выше значение светочувствительности матрицы, тем она больше "шумит". Следовательно, лучше совсем отказаться от применения автоматического режима и выставить селектор выбора значения светочувствительности сенсора на минимальное значение в данном случае на 100 единиц, поскольку минимальное значение соответствует реальной светочувствительности сенсора. В этом режиме не задействованы электронные схемы усиления сигнала, которые вносят дополнительные искажения и приводят к появлению артефактов в тенях. Если же условия освещения таковы, что
автоматика камеры устанавливает слишком длительную выдержку, с которой невозможно снимать без штатива, то значение светочувствительности можно увеличить, но при этом надо быть готовым к тому, что уровень шумов существенно повысится.
И еще одно правило, заключающееся в том, что не следует предъявлять к цифровому фотоаппарату завышенных требований. То, что по силам высококачественной профессиональной (а в большинстве случаев и любительской) фотопленке, цифровому фотоаппарату не по силам в принципе.

Цифровой фотоаппарат не способен снимать в условиях слишком низкой
освещенности без применения источников искусственного света — импульсных фотовспышек или ламп накаливания. А профессиональная пленка светочувствительностью в 3200 единиц ISO "вытянет" снимок даже при свете
одной свечи (причем в буквальном смысле).
Две качественные характеристики, напрямую влияющие на качество снимков, — динамический диапазон сенсора и разрядность цвета. Первая из этих характеристик отражает способность матрицы передавать световые оттенки,
вторая относится не только собственно к сенсору, но и к аналого-цифровому преобразователю, переводящему электрические сигналы с выводов
матрицы в цифровой код.
Динамический диапазон — это количество оттенков серого (то есть уровней
яркости), которые способен различить светочувствительный материал (фотопленка или сенсор цифровой камеры) между абсолютно черным и абсолютно белым цветом. Чем выше динамический диапазон, тем выше достоверность изображения на экспонированном носителе. Самым высоким динамическим диапазоном обладает негативная фотопленка. Поэтому до сих пор, несмотря на достижения цифровых технологий, для демонстрации
фильмов в кинотеатрах используются обычные пленочные, а не цифровые
проекторы.
Динамический диапазон фотобумаги, даже очень высококачественной, на
порядок (то есть примерно в десять раз) ниже, чем у фотопленки. Чтобы получить цветную фотографию максимального качества, следует применять обращаемую пленку, а еще лучше печатать слайды контактным способом с негатива на негативную же пленку. Бумажный отпечаток никогда не сравнится по качеству изображения (точности цветопередачи, количеству деталей) со слайдом.
Среди цифровых устройств наибольшим динамическим диапазоном обладают барабанные сканеры, которые применяются в полиграфии и стоят десятки тысяч долларов. Динамический диапазон планшетных сканеров CCD гораздо меньше, но еще меньше динамический диапазон сенсоров цифровых фотоаппаратов. У самых дорогих профессиональных фотоаппаратов этот показатель лишь приближается к уровню фотобумаги на основе галогенидов серебра.
Качество цветопередачи цифрового фотоаппарата выражается разрядностью цвета. Разрядность цвета — это сумма значений разрядности оцифровки каждого цветового канала. К примеру, каждый цветовой канал большинства матриц цифровых фотоаппаратов любительского класса способен зафиксировать 256 оттенков (или градаций) серого, что составляет 8 битов. В этом случае разрядность сенсора будет 8 + 8 + 8 = 24 бита, по 8 битов на каждый цветовой канал (красный, зеленый, голубой).В принципе, 24-битного представления цвета вполне достаточно для получения качественного фотоснимка, поскольку в этом случае АЦП камеры выдаст снимок, содержащий 16,7 млн. цветовых оттенков.

Но в продаже можно встретить камеры как с более высокой разрядностью кодирования цвета — по 10 или 12 битов на канал, так и с низкой — по 4 или 6 битов на канал. Избыточная разрядность — до 36 битов (то есть по 12 битов на канал) используется в профессиональных камерах, предназначенных для получения снимков с максимально достоверной цветопередачей. Хотя сегодня сенсорами с повышенной разрядностью цветового кодирования оснащают и камеры любительского класса. А матрицы с пониженной разрядностью в 12 или 16 битов устанавливают в самые дешевые Web-камеры с функцией работы в качестве автономного фотоаппарата и в камеры начального уровня с сенсорами CMOS.
Матрица светочувствительных элементов не только самая сложная и самая дорогая деталь цифрового фотоаппарата, но и самая уязвимая. Она подвержена старению (электрохимическому износу) и, как следствие, изменениям светочувствительности, а также, по всей видимости, выходу из строя отдельных ячеек. Если на естественное старение матрицы владелец фотоаппарата не может повлиять никак, то возможность уберечь сенсор от нежелательных воздействий окружающей среды и тем самым продлить срок службы фотоаппарата в целом у него есть.
Как любое сложное электронное устройство, состоящее из множества микроскопических элементов, сенсор цифровой камеры боится резких температурных перепадов, при которых в материале подложки и пленочных слоях оптических фильтров возникают внутренние деформации, а на поверхности сенсора образуется конденсат. Если пленочная камера, особенно механическая, способна работать при очень низких температурах (Nikon FM-3, к примеру, работает при температуре до -40° по Цельсию, что проверено на практике), то цифровой фотоаппарат при отрицательных температурах работать не будет. Во-первых, даже на легком морозе сенсор цифровой камеры
может изменить светочувствительность в сторону уменьшения. Во-вторых, изображение на встроенном контрольном дисплее станет слишком светлым и малоконтрастным, чтобы пользоваться дисплеем в качестве видоискателя. В-третьих, пострадают элементы питания (литиевые аккумуляторы при температуре — 10° могут попросту взорваться).
Если возникает необходимость снимать цифровой камерой при низких температурах, следует позаботиться о надежной защите фотоаппарата. Камеру
следует держать в тепле, под верхней одеждой, вынимая фотоаппарат для
съемки и тут же пряча его под шубу или пальто. Работа со штативом или неторопливое кадрирование исключаются. В крайнем случае следует воспользоваться утепленным меховым или тканевым чехлом. Но при этом надо помнить, что остывшая камера при перемещении в тепло (даже под шубу) тут же покроется капельками влаги.
Из замерзшей камеры надо немедленно удалить элементы питания или аккумулятор и убрать фотоаппарат в чехол до того момента, пока температура не В противном случае на поверхности сенсора и линзах объ- ектива могут образоваться капли влаги, которые приведут к короткому замыканию электрических цепей камеры и иным неисправностям.
Мне приходилось видеть разобранный цифровой фотоаппарат, внутренние детали которого были покрыты слоем ржавчины. Печальная и совершенно безнадежная картина.

Оптические схемы цифровых фотоаппаратов
Конструкция цифрового фотоаппарата во многом повторяет конструкцию пленочной камеры. Фотоаппараты для узкой 35-миллиметровой пленки в зависимости от устройства видоискателя подразделяются на шкальные камеры с установкой резкости по шкале, нанесенной на фокусировочное
кольцо объектива, на дальномерные камеры, в которых объектив наводится на фокус при помощи оптического дальномера, и на зеркальные фотоаппараты, в которых фокусировка объектива производится по изображению на
матовом стекле, встроенном в оборачивающую пентапризму.
По типу основного объектива пленочные фотоаппараты подразделяются на камеры со сменным объективом и на фотоаппараты с жестковстроенным объективом.
В настоящее время шкальные и отчасти дальномерные фотоаппараты не производятся — если не принимать во внимание дорогие механические дальномерные камеры, производимые для профессиональных применений компаниями Leica, Contax, Konica и Cosina (в модельном ряду камер компании Cosina есть один шкальный фотоаппарат - Voigtlander Bessa-L). Место шкальных и дальномерных фотоаппаратов занято компактными камерами
с автоматической фокусировкой (теми самыми "мыльницами") и зеркальными фотоаппаратами любительского класса.
Цифровые фотоаппараты в целом соответствуют устоявшейся классификации пленочных камер. Правда, есть и отличия — наряду с "настоящими" зеркальными фотоаппаратами выпускаются и камеры "псевдозеркальные",
не имеющие аналогов среди пленочной аппаратуры. В "псевдозеркальных" цифровых фотоаппаратах функцию подъемного зеркала выполняет расщепляющая световой поток призма, расположенная между объективом и светочувствительным сенсором. Призма обладает свойством полупрозрачности. Часть светового потока используется в подобных камерах для построения изображения на матовой поверхности оборачивающей пентапризмы, часть — для экспонирования сенсора. В результате страдает светочувствительность сенсоров "псевдозеркальных" фотоаппаратов (оптические потери
приходится компенсировать электронным способом), но упрощается конструкция камеры, уменьшается стоимость и одновременно повышается надежность, поскольку нет механического узла подъема зеркала. Пример подобной "псевдозеркальной" камеры фотоаппарат Hewlett-Packard PhotoSmart С912, сконструированный совместно с компанией Asahi Optical, выпускающей фототехнику марки Pentax.
С другой стороны, среди цифровых фотоаппаратов есть камеры, напрочь лишенные оптического видоискателя. Вместо телескопического или зеркального видоискателя в них используется встроенный контрольный дисплей, выполняющий функции матового стекла, по которому можно судить
о компоновке кадра и наводке на резкость. Подобные камеры выпускаются компанией Nikon (модели CoolPix 2000, 2500 и 3500). Еще необычней устроены видоискатели недорогих фотоаппаратов тайваньской компании Mustek (серия Smart 350). В эти камеры встроен цветной дисплей очень небольшого размера, который выполняет функции окуляра телескопического видоискателя.

То есть кадрирование и проверка наводки объектива на фокус осуществляется по небольшому, размером с почтовую марку, дисплею, который рассматривают через увеличительную линзу, приближая окуляр видоискателя к глазу. Следует признать, что конструкция получилась неудачная. Хотя и сами камеры можно рассматривать скорее как игрушки,
чем как инструменты для более или менее серьезной работы.
Зачем цифровой камере оптический (телескопический или зеркальный) видоискатель, если подавляющее большинство фотоаппаратов имеют цветной
дисплей, полностью повторяющий картинку, построенную светочувствительным сенсором? В том-то и дело, что изображение на дисплее соответствует реальному изображению лишь приблизительно. Малые размеры дисплея не позволяют вывести на его экран изображение с достаточно высоким разрешением, чтобы в полной мере оценить композицию будущего снимка и убедиться в том, что объектив наведен на резкость верно.
Вторая причина — медлительность работы встроенного дисплея и системы вывода изображений цифровой камеры. С момента включения питания камеры до ее полной готовности к съемке проходит несколько секунд. При выключенном дисплее это время сокращается в 2—3 раза.
С выключенным дисплеем фотоаппарат потребляет в раза меньше электроэнергии, что позволяет продлить время работы цифрового фотоаппарата.
Но самое главное — с оптическим видоискателем гораздо удобней работать. И телескопический, и зеркальный видоискатели дают более яркое и более
полное изображение, чем контрольный жидкокристаллический дисплей.
При ярком внешнем освещении изображение на дисплее становится неразличимым. Даже новейшие трансфлективные ЖК-матрицы, в которых для подсветки применяется специальная отражающая пластина, установленная за слоем жидких кристаллов, с ярким солнцем "справляются" плохо,
не говоря уже о традиционных люминесцентных лампах подсветки (точнее, о плоских светящихся панелях).
Наконец, на абсолютном большинстве цифровых фотоаппаратов имеет место эффект виньетирования — обрезание части изображения при выводе его на экран контрольного дисплея. Получается, что камер, у которых изображение на контрольном дисплее по геометрическим и цветовым параметрам совпадает с изображением, выдаваемым сенсором, не существует.
Вместе с тем, наличие простого телескопического видоискателя почти не сказывается на стоимости фотоаппарата, а фотограф при этом получает возможность выбора — компоновать кадр при помощи электронного аналога матового стекла или использовать обычный телескопический видоискатель.
Устройство телескопического видоискателя очень простое. В классическом виде это всего лишь пара ограничительных рамок, одна из которых выполняет роль объектива, а другая — окуляра видоискателя.

Более совершенна
конструкция, состоящая из стеклянной монолитной прямоугольной призмы
с плоскими поверхностями. Подобная призма не масштабирует (не увеличивает и не уменьшает) реальное изображение и является вариантом все тех же ограничительных рамок. Наконец, самая распространенная конструкция видоискателя - в виде миниатюрной галилеевской зрительной трубы, состоящей из передней собирающей и задней оборачивающей линз. Общий
коэффициент увеличения подобного видоискателя обычно меньше единицы — то есть фотограф видит в окуляре видоискателя уменьшенное изображение, что позволяет рассмотреть всю площадь будущего кадра.
Телескопический видоискатель в виде зрительной трубы, кроме пары линз, состоит из полупрозрачного стекла, на которое нанесены параллактические метки для правильного кадрирования снимка при съемке с близких расстояний. Эффект параллакса возникает в том случае, если оптическая ось объектива не совпадает с оптической осью видоискателя. В результате на близких расстояниях от снимаемого объекта изображение в окуляре видоискателя оказывается смещенным и не соответствует изображению, сфокусированному основным объективом на поверхности пленки или сенсора. В некоторых пленочных и цифровых камерах параллактическая поправка вводится автоматически при помощи компенсаторной призмы, размещенной между передней и задней линзами видоискателя. Но в большинстве
случаев достаточно и обычных полупрозрачных меток.
Конструкция телескопического видоискателя позволяет разместить в поле
зрения фотографа массу полезной информации. Например, световые или
символьные индикаторы готовности встроенной вспышки, значений установленных автоматом экспопараметров, срабатывания автоматической фокусировки и количества оставшихся кадров. Правда, видоискатели любительских
цифровых камер подобным информативным набором индикаторов снабжаются крайне редко — дополнительные полупрозрачные жидкокристаллические
панели усложняют конструкцию камеры и сказываются на ее стоимости. Совсем другое дело полупрофессиональные и профессиональные цифровые зеркальные камеры. Здесь важность выведенной в окуляр оптического видоискателя информации трудно переоценить, особенно при оперативной — репортерской или спортивной — съемке.
Телескопический видоискатель — не всегда прямой тубус со встроенными линзами и полупрозрачными вставками. В современных фотоаппаратах чаще применяются изогнутые тубусы с отклоняющими зеркалами внутри. Это позволяет встроить в камеру достаточно яркий и удобный в применении видоискатель, не увеличивая при этом размеров корпуса фотоаппарата. Рассмотрите внимательно свой фотоаппарат. Вы наверняка обнаружите, что оптические оси линз объектива и окуляра видоискателя смещены. Теоретически это должно отразиться на яркости изображения в окуляре видоискателя, но потери настолько малы, что ими можно пренебречь.

Гораздо сложней устроен оптический видоискатель зеркального цифрового
фотоаппарата. В данном случае объективом видоискателя служит основной
объектив камеры. Световой поток отклоняется поворотным зеркалом и фокусируется на расположенном горизонтально в верхней части корпуса фотоаппарата прозрачном матовом стекле. Рабочий отрезок (расстояние от задней линзы объектива до поверхности светочувствительного материала -пленки или сенсора) видоискателя равен рабочему отрезку основного объектива. То есть матовое стекло расположено на том же расстоянии от объектива, что и кадровое окно фотоаппарата, и получаемое на матовом стекле изображение можно считать идентичным изображению на поверхности светочувствительного материала.
Но при этом изображение на матовом стекле (как и изображение на поверхности сенсора) получается зеркально перевернутым. Чтобы получить истинную картинку, в зеркальном фотоаппарате применяется специальная
оборачивающая пентапризма (она имеет пять плоских поверхностей, отсюда
и название). В высококачественных камерах пентапризмы изготовляются из
целого литого куска оптического стекла. Пентапризма оборачивает изображение на матовом стекле, а линза окуляра видоискателя фокусирует его на глазном дне фотографа. Для большего удобства окуляры видоискателей (и телескопического, и зеркального) снабжаются механизмом перемещения линзы окуляра для введения диоптрийной поправки. Этот механизм позволяет подстроить фокусировку окуляра под зрение фотографа. При работе с такими камерами очки фотографу, даже если он носит их постоянно, не нужны. Хотя диапазон подстройки не настолько велик, чтобы компенсировать слишком большие отклонения зрения.
В тело пентапризмы зеркальных фотоаппаратов часто различные ин-
формационные индикаторы. Их располагают на отражающих поверхностях призмы, и фотограф видит в окуляре не только изображение на матовом
стекле, но светодиоды и стрелки контрольных приборов, отображающих состояние камеры, задействованные рабочие режимы и параметры съемки.
В профессиональных камерах, допускающих ручную фокусировку объектива, пентапризму выполняют съемной. Это позволяет менять фокусировоч-ные экраны (матовые стекла), используя для точной наводки на резкость
экраны с микрорастром (расположенными в центре фокусировочного экрана микропризмами, на которых несфокусированное изображение мерцает), с оптическими клиньями (двумя расположенными в центре фокусировоч-ного экрана полукруглыми линзами со смещенными оптическими осями, изображение на поверхности таких линз двоится при расфокусировке), либо применять однородное  матовое стекло, чтобы добиться резкости по всему полю кадра.
При необходимости пентапризму заменяют на шахтный видоискатель, который позволяет рассматривать изображение непосредственно
с поверхности матового стекла (применяется в репродукционной, макроскопической и студийной съемке).

В камерах любительского и полупрофессионального класса пентапризму
снять невозможно, но матовое стекло при этом может быть сменным. Для замены матового стекла отсоединяют основной объектив и открывают замок-защелку, крепящую фокусировочный экран. К слову — матовое стекло очень нежная и хрупкая деталь. Дело даже не в том, что его можно нечаянно сломать, его можно безнадежно загрязнить. И потом фотографу придется рассматривать увеличенные ворсинки и песчинки, застрявшие между пирамидками микрорастра. Удалить их оттуда полностью очень непросто.
Также чувствительно к случайным повреждениям и отклоняющее зеркало.
Для повышения отражающей способности и во избежание оптических искажений зеркало имеет не совсем обычную конструкцию. Серебряная
амальгама нанесена не на внутреннюю, а на внешнюю часть стеклянной пластины зеркала. Случайное прикосновение к поверхности зеркала может привести к появлению царапин, ухудшающих оптические свойства видоискателя. Недаром многие фотолюбители предпочитают зеркальные фотокамеры Olympus, у которых объектив выполнен несменным. Нет возможности отсоединить от камеры объектив, нет и шанса случайно повредить или испачкать оптическую систему зеркального видоискателя и заднюю линзу объектива. Таким образом  фотоаппарат получает еще одну степень защиты от
повреждений.
Оптическая система цифрового фотоаппарата состоит из видоискателя, основного объектива и устройства автоматической фокусировки. Типы встраиваемых в цифровые камеры объективов рассмотрим чуть далее, а пока остановимся на механизмах автофокусировки.
В любительских цифровых фотоаппаратах применяется автоматическая
фокусировка двух типов — активная и пассивная. При этом способов реализации автофокуса достаточно много. Активная фокусировка может быть
инфракрасной (на камере установлен излучающий инфракрасный светодиод и приемник, реагирующий на отраженный луч света) или ультразвуковой {используются излучатель ультразвука и микрофон). Ультразвуковой фоку-сировочный локатор в массовых моделях цифровых фотоаппаратов не применяется, но инфракрасный встречается. Зато в пленочных компактных фотоаппаратах активный инфракрасный автофокус — обычное дело.
Работает активный автофокус с инфракрасным локатором подобно оптическому дальномеру. Вспомним конструкцию оптического дальномера, которым снабжаются пленочные камеры Leica и их многочисленные в прошлом аналоги (включая отечественные "Зоркие" и "ФЭДы").
Оптический дальномер состоит из пары разнесенных на некоторое расстояние (оно называется базой дальномера) объективов, отклоняющей системы зеркал и окуляра. Основной объектив дальномера расположен на одной оптической оси с окуляром. Между линзой основного объектива и линзой окуляра под углом располагается полупрозрачное зеркало, направляющее световой поток дополнительного объектива на окуляр видоискателя. За дополнительным объективом располагается подвижное отклоняющее зеркало, которое направляет сфокусированный дополнительным объективом световой
поток на полупрозрачное зеркало.

Поворотное зеркало соединено специальным поводком с фокусировочной оправой основного объектива фотоаппарата. При вращении фокусировочной оправы зеркало смещается, смещая и изображение на полупрозрачном зеркале дальномера. Момент слияния двух изображений — полученных от основного и дополнительного объективов — и соответствует правильной фокусировке объектива фотоаппарата на фотографируемом объекте.
Активный автофокус устроен иначе (хотя, повторяю, работает подобно оптическому дальномеру). Вместо основного объектива и окуляра в фотокамере установлен инфракрасный прожектор, освещающий снимаемый объект
невидимыми человеческим глазом световыми лучами инфракрасного спектра. В качестве источника света используется инфракрасный светодиод.
Приемная часть механизма активной автофокусировки — это объектив и светоприемник, в качестве которого применяются фотодиоды. Приемная часть и излучатель расположены на лицевой части корпуса камеры на некотором расстоянии друг от друга. При наводке на резкость отраженный объектом луч света фокусируется на светоприемнике. Светоприемник снабжен моторным приводом и соединен механически с фокусировочным кольцом объектива фотоаппарата. Смещение светоприемника происходит до тех пор, пока сила индуцируемого светоприемником тока не достигнет максимума. Этот момент совпадает с правильной фокусировкой объектива камеры на
снимаемом объекте.
Механизм инфракрасной фокусировки может иметь и иную конструкцию —
с неподвижным светоприемником. В этом случае смещается линза объекти
ва приемной части дальномера, а светочувствительный элемент представляет собой линейку фотодиодов. При фокусировке светового потока на определенном элементе линейки электроника фотоаппарата определяет расстояние
до объекта и правильное положение фокусировочной оправы (или линзы) объектива.
Активный автофокус часто объединяется с устройством автоматической установки экспозиционных параметров — выдержки и диафрагмы. Работает активный автофокус не пропорционально изменению расстояния (т. е. плавно), а дискретно, по заранее установленным на заводе значениям — 1, 2, 3 м и т. д. Поскольку в цифровые и компактные пленочные фотоаппараты встраиваются широкоугольные объективы с большой глубиной резкости, предустановленных ступеней фокусировки может быть немного. В наиболее совершенных цифровых камерах с активной фокусировкой число ступеней фокусировки достигает 255.
Недостатками активного автофокуса являются относительно высокое энергопотребление, склонность к ошибкам, если в кадре оказывается другой источник инфракрасного излучения (камин, костер, яркое солнце), и небольшая дальность действия — до  10 метров. Впрочем, для широкоугольной
оптики большего и не требуется. А достоинства активного автофокуса -в способности работать в условиях недостаточной освещенности (даже в полной темноте) и в простоте устройства.

И все же в современных цифровых фотоаппаратах средней ценовой группы ¦больше распространен другой механизм фокусировки - пассивный. Его действие основано на том, что сфокусированное изображение имеет максимальную яркость, на которую и реагирует электронный датчик автофокуса.
Дальномер системы пассивной автофокусировки может иметь самую различную конструкцию. На лицевой панели некоторых цифровых камер можно разглядеть пару прозрачных окон, за которыми располагаются зеркала светоприемника автофокуса. Одно из окон снабжено неподвижным отклоняющим зеркалом, второе — подвижным, которое соединено механически (или электрически) с моторным приводом фокусировочной оправы основного объектива. Световые потоки от зеркал попадают на отклоняющую призму, направляющую отраженный свет на поверхность пары матриц светочувствительных элементов. Когда сила тока на выводах элементов матрицы, облученной световым потоком от неподвижного зеркала, совпадет с силой тока элементов матрицы, облученной световым потоком от подвижного зеркала, электроника фотоаппарата придет к выводу, что фокус наведен.
Иначе устроена пассивная фокусировка зеркальных камер. Пара матричных светоприемников, состоящих из множества элементов, установлена на обращающей пентапризме фотоаппарата. Каждая из матриц снабжена индивидуальной линзой, фокусирующей на поверхности светочувствительных элементов часть светового потока основного объектива. Электрические сигналы, индуцируемые элементами матриц фокусировки, анализируются электронной схемой сравнения. При максимальной яркости изображения, сфокусированного основным объективом (с моторным приводом фокусировочной оправы), элементы матриц индуцируют ток максимальной силы. Схема сравнения дает сигнал компьютеру камеры, что фокус наведен.
Конструкций механизмов пассивной фокусировки великое множество. Есть системы с многозонным замером, когда датчики особым образом сгруппированы на поверхности пентапризмы; есть системы с точечным замером, когда пара датчиков установлена в определенной точке призмы, соответствующей центральной части кадра; есть системы, в которых светоприемники располагаются в фокальной области объектива — рядом с затвором. Наконец, в качестве датчика механизма автофокусировки цифровых фотоаппаратов может использоваться светочувствительный сенсор камеры.
Системы пассивной автофокусировки, в которой датчики расположены за основным объективом фотоаппарата (TTL), работают наиболее точно.
Именно таким автофокусом снабжено большинство популярных моделей
любительских цифровых камер.
Впрочем, у пассивной автофокусировки есть и серьезные недостатки. Пассивная фокусировка плохо работает в условиях недостаточной освещенности. В некоторых камерах (среди пленочных — в зеркальных фотоаппаратах Pentax и Minolta) в качестве вспомогательного источника света при автоматической фокусировке в темноте используется встроенная вспышка. При недостатке света встроенный в камеру осветитель дает серию коротких предвспышек, освещающих объект съемки. В других камерах (среди пленочных — Nikon) для подсветки автофокуса используется лампа-прожектор, которая включается при половинном нажатии кнопки спуска.

Другой недостаток пассивного автофокуса — неуверенное срабатывание при съемке близкорасположенных контрастных объектов. Пример — съемка зверей в зоопарке, когда объектив фокусируется на решетке клетки и оставляет объект съемки вне фокуса. Бороться с этим эффектом приходится при помощи механизма блокировки установленного значения фокуса, наводя на резкость по объекту, расположенному примерно на таком же расстоянии. Для этого следует оценить расстояние до снимаемого объекта (в данном случае — до животного) на глаз, отыскать предмет, находящийся примерно на том же расстоянии, навести на него объектив и наполовину нажать спусковую кнопку. Фотоаппарат сфокусирует объектив и запомнит параметры автофокусировки (равно как и параметры экспозиции — значение выдержки и диафрагмы, об этом тоже не следует забывать). Затем, не отпуская спусковую кнопку, объектив переводят на снимаемый объект, кадрируют изображение и производят съемку. Так же следует поступать и при съемке через залитое дождем стекло окна. И при съемке фигуры, частично скрытой редкими кустами. И при фотографировании лица человека в толпе, если требуется сфокусировать объектив именно на этом лице.
Труднопреодолимым недостатком любых механизмов автоматической фокусировки, а точнее — самих цифровых фотоаппаратов с высокой степенью
автоматизации, можно считать отсутствие ручной фокусировки. Навести объектив на резкость самостоятельно, без участия автомата, позволяют только дорогие камеры, вроде Canon G3. То же, кстати, касается и установки параметров экспозиции. Любительские цифровые фотоаппараты среднего уровня позволяют лишь ввести экспозиционную поправку (как правило, через экранное меню встроенного дисплея, что оперативности фотосъемке явно не добавляет, а зачастую делает введение экспозиционной поправки и вовсе невозможным).
Жаль, что цифровая камера стоимостью в 500—600 долларов не имеет ручных режимов. Но не надо забывать, что стоимость цифровых фотоаппаратов совсем недавно была в раза выше стоимости пленочных камер с таким же набором функций. Сегодня эта разница существенно ниже. Если не
брать в расчет зеркальный видоискатель, то такой пленочной камере, как
Minolta Dynax 3L (рис. 4.1) стоимостью около 250 долларов (вместе с объективом), соответствуют 300-долларовые цифровые фотоаппараты. Получается, что единственным преимуществом пленочного фотоаппарата Dynax 3L, не имеющего ручных режимов установки экспопараметров, остается именно зеркальный видоискатель, наличие которого для практической съемки не уж и критично, поскольку в цифровой камере есть электронный аналог матового стекла — контрольный дисплей. А вот отсутствие у цифровых фотоаппаратов сменной оптики — это для творческой фотографии уже серьезно.
Рис. 4.1. Пленочный фотоаппарат Minolta Dynax 3L
Объектив цифрового фотоаппарата во многом определяет класс самой камеры. Для пленочного фотоаппарата это тоже справедливо, но в том-то и дело,
что сменить жестковстроенный объектив любительской цифровой камеры невозможно.

Остается лишь максимально использовать потенциал, заложенный в конструкцию объектива фотоаппарата, да дополнить штатную оптику фирменными широкоугольными и телеконверторами, которые выпускаются компаниями-производителями для старших моделей. Есть еще и другой путь — приобрести фотоаппарат со сменной оптикой. Но применительно к цифровой фототехнике это означает выход на совершенно иной, профессиональный уровень, подразумевающий совсем другие
затраты — в тысячи, а не в сотни долларов.
Чем же располагает владелец цифровой камеры среднего, стоимостью от 350 до 500 долларов, класса? Достаточно светосильным объективом с переменным фокусным расстоянием, передняя линза которого имеет высококачественное просветляющее покрытие, а внутренняя поверхность тубуса подвергнута матовому чернению. Это означает, что оптика цифровых фотоаппаратов среднего уровня не подвержена паразитным отражениям и бликам, которыми страдают бюджетные пленочные "мыльницы".
Камеры подешевле, но с сенсорами достаточно большого (1,3—2,1 мегапиксела) разрешения снабжаются объективами с постоянным фокусным
расстоянием, как правило, умеренно широкоугольными, в приведенном к 35-миллиметровой пленке значении - 35-40 мм. Объективы с постоянным фокусным расстоянием могут быть оснащены механизмом автоматической фокусировки или иметь фиксированный фокус (фикс-фокус).
На самом деле фикс-фокусные объективы тоже имеют механизм фокусировки — ручной. При этом позиций переключателя фокусировки всего две.
В первой — переключатель смещает фокусировочную линзу объектива в положение, при котором резкими будут все предметы, находящиеся от полуметра до метра от фотоаппарата. Этот режим называется он применяется для съемки мелких предметов крупным планом (то есть в увеличенном масштабе). Вторая, основная позиция переключателя, перемещает фокуси-ровочную линзу объектива в основное рабочее положение, при котором резкими получатся все предметы, расположенные на расстоянии от полутора
метров и до бесконечности.
Здесь следует иметь в виду, что, во-первых, у каждого фикс-фокусного объектива границы верной фокусировки в основном и макро-режиме различны. Ближняя и дальняя граница при установке "макро" могут располагаться дальше или ближе. Так же варьируется и ближняя граница в основном режиме. Во-вторых, следует помнить, что границы гиперфокального расстояния (то есть границы, в которых все предметы, фотографируемые через фикс-фокусный объектив, получатся резкими) меньше при полностью открытой  диафрагме  и   больше   при   прикрытой  диафрагме.   Резкость
"от 1,5 метра до бесконечности" обычно обеспечивается при средних значениях
диафрагмы (около 5,6). И при полностью открытой диафрагме максимальная граница фокусировки располагается на расстоянии в м. Правда,фикс-фокусные объективы не обладают большой светосилой.

При относительном отверстии 4,5 (обычный показатель для фотоаппаратов начального уровня) границы гарантированно резкого изображения достаточно широки, чтобы не думать об этом при съемке.
Что такое светосила объектива? Характеристика, отражающая способность объектива пропускать свет. Светосила (апертура, или относительное отверстие) выражается отношением фокусного расстояния объектива к диаметру его передней линзы (который, в свою очередь, не может быть больше внутреннего диаметра оправы объектива, а потому принят в качестве базового параметра для вычисления светосилы) и записывается как f/x (или 1 : х), где х — величина относительного отверстия. Например, объектив с фокусным расстоянием в 5 см и диаметром передней линзы в 2,5 см имеет светосилу 1 : 2 (f/2). А это означает, что объектив снижает интенсивность светового потока вдвое (поэтому другое название этой характеристики — пропускная способность объектива).
Значение светосилы совпадает со значением полностью открытой диафрагмы. То есть при диафрагме 2 светосила объектива будет равной его истинной светосиле, то есть f/2. Закрывая диафрагму, мы тем самым уменьшаем
его светосилу, уменьшая и количество света, которое попадает на поверхность светочувствительного материала — пленки или сенсора. Стандартные значения ступеней уменьшения относительного отверстия объектива — 2, 4, 5, 6, 8, 11, 16, 22. С уменьшением относительного отверстия объектива увеличивается глубина резкости. Если при полностью открытой диафрагме светосильного объектива глубина резкости может составлять десять двадцать сантиметров, то при максимально закрытой диафрагме глубина резкости возрастает от 1 — 1,5 м до бесконечности. Поэтому объективы с относительным ¦отверстием f/4,5 и меньше изначально обладают большой глубиной резкости.
Для бытовой съемки в большинстве случаев большая глубина резкости -благо, поскольку она скрадывает погрешности работы механизма автоматической фокусировки и позволяет фотографу не думать о правильной наводке на резкость. Однако иногда большая глубина резкости становится помехой. Например, при портретной съемке требуется получить размытый фон.
Для этого максимально открывают диафрагму, уменьшая глубину резкости, а сам объект съемки помещают на некотором расстоянии от фона. Добиться
расфокусированного фона при избыточной глубине резкости невозможно.
К тому же автоматические цифровые камеры не позволяют произвольно устанавливать значение диафрагмы. Приходится полагаться на встроенную автоматическую программу портретной съемки, которая максимально открывает диафрагму, подбирая к ней соответствующее экспозамеру значение выдержки.
Диафрагма "классического" фотообъектива устроена в виде светонепроницаемой заслонки, образованной сдвигающимися к центру тубуса объектива
лепестками (ирисовая диафрагма). Расположена диафрагма в междулинзовом пространстве объектива. Вращая кольцо диафрагмы, мы сдвигаем лепестки, уменьшая отверстие между ними,  или,  наоборот,  раздвигаем их,
увеличивая отверстие.

В цифровом фотоаппарате диафрагма может быть объединена с центральным лепестковым затвором. В этом случае при установке значения диафрагмы экспозиционным автоматом в компьютер камеры вводится сигнал экспозиционной поправки, а сам механизм диафрагмы срабатывает в момент срабатывания затвора. Лепестки затвора при этом расходятся на расстояние, соответствующее установленному значению диафрагмы.
Еще одной  особенностью недорогих цифровых фотоаппаратов с  простыми
(то есть с неизменяемым фокусным расстоянием) объективами является то, что
в камеры начального уровня обычно встраивают умеренно широкоугольную оптику. Правда, особых проблем, как с дешевыми компактными пленочными камерами, в которых используются очень короткофокусные объективы — вплоть до 28 мм — подверженные искажению перспективы, в цифровых камерах не возникает. Небольшой физический размер сенсора определяет и параметры встраиваемой оптики. Объектив с фокусным расстоянием в 9—10 мм в приведении к размеру 35-миллиметровой пленки соответствует объективу в 38-40 мм, что позволяет говорить об универсальном применении встроенной оптики.
Дело в том, что слишком короткофокусная оптика имеет широкий угол обзора и при съемке с близких расстояний вносит в снимок значительные перспективные искажения. При съемке архитектуры широкоугольный объектив “заваливает” вертикальные линии стен зданий (вертикальные линии сближаются в верхней части снимка). При портретной съемке — укрупняет ближние и уменьшает дальние части лица фотографируемого человека.
К примеру, поясной портрет, снятый фотоаппаратом с 28-миллиметровым объективом, изменяет лицо человека до неузнаваемости.
Перспективные искажения объективов с фокусным расстоянием в 40 мм
совсем невелики. Нормальным же объективом считается оптика с 45-градусным углом обзора, что в значении, приведенном к 35-миллиметровой пленке, соответствует объективу с фокусным расстоянием в 50 мм.
Наконец, большое значение (и при выборе съемочной техники, и для практической съемки) имеет материал, из которого изготовлены линзы объективов. Пластмасса, из которой изготавливается оптика для самых дешевых пленочных “мыльниц” (стоимостью до 35-50 долларов), в цифровой аппаратуре не применяется. Правда, объективы Web-камер, способных работать в качестве автономных фотоаппаратов, могут изготовляться и из пластика. Но мы уже говорили о том, что серьезно относиться к подобной аппаратуре не стоит — игрушка она и есть игрушка.
Из не очень качественного стекла (т. е. с микропузырьками, трещинками, прочими пороками линз) может быть изготовлен объектив цифрового фотоаппарата малоизвестной фирмы, хотя подобные “сюрпризы” очень и очень
редки. В то же время любая камера от ведущего производителя имеет оптику безупречного качества. Во всяком случае, камеры с откровенно плохими
объективами мне не попадались.

Понятие качества оптики включает в себя еще и наличие просветляющего покрытия линз объектива (особенно передней линзы). Многослойное поли
мерное покрытие устраняет блики, возникающие от попадающих в объектив
боковых лучей света. Кроме того, антибликовое покрытие увеличивает устойчивость передней линзы объектива к царапинам. Особо хотелось бы отметить оптику Pentax, в этом плане, по моему мнению, лучшую из лучших.
До сих пор мы обсуждали объективы с фиксированным фокусным расстоянием. Между тем, подавляющее большинство цифровых камер снабжено
объективами с переменным фокусным расстоянием или зумами (от zoom).
Применение на компактных автоматических фотоаппаратах несменной оптики с переменным фокусным расстоянием имеет смысл, поскольку размеры камеры не позволяют реализовать качественное байонетное сочленение
для сменных объективов. К тому же размеры самих объективов были бы
в буквальном смысле микроскопическими — не будем забывать, что для полудюймовой светочувствительной матрицы нормой являются объективы с фокусным расстоянием в 8—10 мм.
Двукратные и трехкратные зумы (то есть объективы с фокусными расстояниями в или мм в приведенном к 35-миллиметровой пленке
значении) удовлетворят потребности большинства владельцев цифровых фотоаппаратов. Но их пригодность для серьезной творческой работы можно признать лишь с некоторой натяжкой. Зуммируемый объектив лишь отчасти способен заменить собой целый набор сменных объективов. К примеру, для портретной съемки лучше всего подходит объектив с фокусным расстоянием в 100—135 мм. Именно такая оптика не вносит в снимок перспективных искажений и обладает невысокой глубиной резкости, что позволяет придать портрету особую выразительность. Но открыть диафрагму зума цифрового фотоаппарата вручную невозможно (во всяком случае, у относительно недорогих камер любительского класса), экспозиционная автоматика сама установит оптимальную
по ее мнению пару выдержка-диафрагма. Правда, автоматику можно обмануть, выбрав программу портретной съемки (при этом автомат полностью откроет диафрагму) и одновременно принудительно отключив встроенную вспышку. В числе прочих ограничений — небольшая светосила зумов недорогих цифровых фотоаппаратов (особенно на "длинном конце", то есть при максимальном значении фокусного расстояния). Шумный и медленный моторный привод механизма изменения фокусного расстояния. Чувствительность электромеханического узла привода к перепадам температуры и случайным повреждениям Как преодолеть эти недостатки? Только одним способом -выбирать камеру соответственно собственным потребностям. Фотоаппараты старшей ценовой группы (около 1000 долларов и дороже) снабжаются светосильной оптикой очень высокого качества.
И вместе с тем зум на недорогом цифровом фотоаппарате — это очень
удобно! У фотолюбителя появляется возможность не сходя с места выбирать нужный план, снимать с удаленного расстояния, заниматься архитектурной съемкой и т. д.

В принципе, если об ограничениях, накладываемых объективом с переменным фокусным расстоянием, относительно простая цифровая камера позволяет добиться весьма впечатляющих результатов. Многое в фотосъемке зависит от объектива, но далеко не все. И удобства цифровой аппаратуры перевешивают ее же недостатки.
Еще несколько практических рекомендаций. Любой цифровой фотоаппарат, кроме самых примитивных камер, имеет функцию электронного изменения масштаба съемки. Это так называемый "цифровой зум". В технических характеристиках камеры обычно указывается - "трехкратный оптический и двукратный цифровой зум, что позволяет снимать с увеличением в шесть раз". Осмелюсь заверить — не позволяет. Цифровой зум — инструмент в практическом плане совершенно бесполезный и даже вредный. В режиме цифрового увеличения задействуется центральная часть светочувствительной матрицы. То есть цифровое увеличение изображения в два раза соответствует ухудшению разрешения снимка (а также детализации, цветопередачи, резкости) вдвое. Если из цифрового снимка в любом графическом редакторе вырезать центральную часть, то эффект будет тем же самым. Отсюда вывод — цифровое увеличение не превращает объектив с фиксированным фокусным расстоянием в зум, а объективу с переменным фокусным расстоянием ничего полезного не добавляет.
Теперь об уходе за линзами объектива. Если камера лишена штатной крышки объектива (пример - Hewlett-Packard PhotoSmart 120), постарайтесь подыскать что-либо ее заменяющее. Зуммируемые объективы цифровых фотоаппаратов в подавляющем большинстве случаев снабжены защитными шторками,   закрывающими  переднюю линзу при  выключении  камеры.
В компактных цифровых камерах Olympus в качестве защитной шторки работает сдвижная крышка корпуса фотоаппарата. Тем не менее, покрытые просветляющей полимерной пленкой поверхности линз очень чувствительны к прикосновениям. Если на объектив попала пыль, влага или грязь, ее следует немедленно убрать, не дожидаясь высыхания влаги (иначе на стекле останутся белесые пятна). Чистить объектив следует многократно простиранной фланелью, а убирать пылинки — мягкой колонковой кистью и сдувать резиновой грушей. В кофре, в котором вы носите камеру с собой, надо найти место для кусочка ткани и колонковой кисточки с укороченным черенком. К кисточке неплохо бы подобрать колпачок от шариковой ручки.
Вот и весь походный комплект для ухода за оптикой.
К сожалению, автоматически убирающийся в корпус фотоаппарата объектив не допускает применения светофильтров и насадок. Но если в вашем распоряжении одна из старших моделей, обладающая развитой системностью (то есть снабженная достаточным ассортиментом принадлежностей и аксессуаров), вроде Nikon CoolPix 4500, то нейтральный (ультрафиолетовый) светофильтр и пара насадок на объектив — широкоугольная и телескопическая — будут совсем не лишними. Нейтральный фильтр убережет объектив
от повреждений и загрязнений, а насадки, которые хоть и не являются полноценной альтернативой сменным объективам, значительно расширят возможности цифрового фотоаппарата. Но при этом надо быть готовым к серьезным тратам. Хорошие вещи дешевыми не бывают.

Прежде чем перейти к описанию затворов цифровых камер, давайте вспомним легендарные немецкие камеры Leica, вот уже более восьмидесяти лет служащие эталоном качества и надежности для съемочной фототехники. В чем секрет долголетия фотоаппаратов Leica? Многие дальномерные камеры, выпущенные в тридцатые годы прошлого столетия, находятся в рабочем состоянии до сих пор и исправно служат своим владельцам (пережив при
этом два-три поколения фотографов). Семьдесят лет безаварийной работы — разве не удивительно?
Причина необыкновенной надежности фотоаппаратов Leica не только в высочайшей тщательности сборки или в особо прочных материалах (между
прочим, обычная латунь), но и в простоте конструкции узлов камеры. Созданная Оскаром Варнаком (рис. 5.1) в 1913 году и выпущенная в качестве массовой узкопленочной камеры в 1923 году, Leica до сих пор не изменила основных принципов устройства. Шторный затвор, механизм
наводки объектива на резкость, сменная оптика (у старых камер с резьбовым креплением, у современных с замковым — байонетным), металлический корпус с минимумом пластмассовых деталей (в классических моделях пластика нет вовсе), принципиальное отсутствие электроники (в современной Leica MP есть только с замером экспозиции через
основной объектив и ручной установкой выдержки-диафрагмы). И все это
при заоблачной стоимости — 2500 долларов за корпус без объектива (за объектив придется выложить еще от 580 долларов и больше). Но главное все-таки затвор, поскольку именно он более всего подвержен механическому износу.
Представьте себе, шторный затвор образца 1913 года производится до сих пор! Его модификация устанавливается в простые модели фотоаппаратов “Зенит” производства Красногорского завода им С. А. Зверева (например, в Саму классическую Leica 1940-х годов выпуска с таким же
шторным матерчатым затвором сегодня можно увидеть в антикварных лавках и на витринах магазинов, торгующих старой фототехникой (стоимость
3 Лзк 970
этих поистине вечных камер в зависимости от технического состояния и коллекционной ценности доходит до нескольких тысяч долларов). Более
того, клоны классических Leica есть у множества российских фотолюбителей, обладающих старыми советскими фотоаппаратами “Зоркими” и “ФЭДами”. Первые модели камер “Зоркий” (производства Красногорского завода) и “ФЭД” (производства Харьковского завода) полностью копировали фотоаппарат Leica, точно так же, как дальномерные камеры “Киев” были точной копией немецкого же Contax.
Рис. 5.1. Создатель камеры Leica Оскар Барнак
Этот небольшой экскурс в прошлое призван подчеркнуть значение фотозатвора, от качества изготовления которого напрямую зависит надежность камеры, а от его характеристик — возможности самого фотоаппарата.

По типу затвора цифровые фотоаппараты можно разделить на три большие
группы — беззатворные камеры, камеры с центральными электромеханическими затворами и, наконец, фотоаппараты с электромеханическими затворами. Классические шторные затворы, шторки которых
изготовлены из прорезиненной ткани, в цифровых фотоаппаратах не применяются.
Беззатворные фотоаппараты — это самые доступные по стоимости Web-
камеры с работы в качестве автономного фотоаппарата. В эти
камеры, как уже знаем, устанавливаются недорогие сенсоры CMOS. Светочувствительные ячейки сенсора CMOS — это полевые транзисторы, изменяющие свое состояние под воздействием облучения светом. Формируемые матрицей CMOS электрические сигналы считываются непосредственно с выводов ячеек-транзисторов. То есть в качестве затвора у простейших   цифровых фотоаппаратов работает схема считывания состояния
матрицы за определенный автоматом экспозиции промежуток времени,
Затворы цифровых фотоаппаратов и экспозиционная автоматика_63
который играет роль выдержки обычного механического затвора. Причем контроллер электронного затвора — схема считывания состояния матрицы — располагается на кристалле самой матрицы.
Отсутствие электромеханического затвора позволяет достичь очень коротких выдержек, вплоть до 1/15000 с. Но смысла в этой сверхскорости электронного затвора нет никакого, поскольку матрицы CMOS обладают низкой светочувствительностью (порядка 50 единиц ISO), не полноценно экспонировать сенсор при слишком высоких скоростях выдержки. Кроме того, при слишком высокой скорости работы электронного затвора сказывается инерционность самой матрицы. При облучении ярким светом ячейки матрицы на некоторое время изменяют свои характеристики в сторону уменьшения светочувствительности. Чем больше интенсивность засветки, тем большее время требуется на восстановление светочувствительности.
Электронный затвор цифрового фотоаппарата начального уровня — единственный механизм изменения экспозиционных параметров. Диафрагмы в фикс-фокусных объективах Web-камер с возможностью автономной работы нет, поэтому относительное отверстие (то есть значение диафрагмы) остается неизменным. Изменяться может только выдержка, что значительно
сужает применение подобных фотоаппаратов. Впрочем, это не единственное
ограничение — в камерах начального уровня нет схемы коррекции баланса белого и встроенного импульсного осветителя. Матрица настроена на освещение солнечным светом и в помещении с неярким искусственным освещением оказывается неработоспособной.
Простота электронного затвора обуславливает и простоту экспозиционной
автоматики.
В качестве светочувствительных датчиков для замера освещенности используются ячейки самой матрицы. Электронная схема установки экспозиции оценивает силу тока на выводах транзисторов и выбирает значение выдержки.

При нажатии на кнопку спуска АЦП считывает электрические сигналы с выводов ячеек в течение короткого промежутка времени, соответствующего установленному автоматом значению выдержки электронного затвора.
Фотоаппараты с сенсорами CCD и минимальным набором сервисных функций (встроенный цветной дисплей, вспышка, экспозиционная автоматика)
снабжаются центральным затвором. Сенсоры CCD с построчным переносом
зарядов для построения изображения требуют обязательного затемнения
матрицы. То есть лепестки затвора изолируют сенсор от воздействия света, и в момент нажатия кнопки спуска затвор срабатывает, экспонируя ячейки сенсора.
В этих камерах встроенный дисплей не может выполнять функции электронного видоискателя, но способен выводить кадры, сохраненные в памяти камеры. Поскольку фотоаппараты этой группы относятся к недорогим камерам, стараются максимально удешевить и механизм затвора.
Кроме того, конструкция затвора хорошо сочетается с меха-
низмом изменения светосилы объектива — с диафрагмой. И в центральном затворе, и в диафрагме используются располагаемые по кругу лепестки. Если при срабатывании лепестки затвора откроют путь световому потоку не полностью, а лишь до установленного значения диафрагмы, то сам механизм изменения относительного отверстия не понадобится.
Подобные комбинированные затворы-диафрагмы устанавливаются в камеры
начального уровня, снабженные центральным затвором. Конструкция получается компактной и простой. Недостаток — в линейности устанавливаемых
автоматикой экспопараметров. В силу конструктивных особенностей затвор-
диафрагма не способен отработать экспозиционные пары типа “длительная
выдержка — минимальное относительное отверстие” и “короткая выдержка — максимальное относительное отверстие”. При ярком освещении затвор-диафрагма будет отрабатывать короткие выдержки с закрытой диафрагмой,   при   недостатке   света -   длительные   выдержки   с   открытой
диафрагмой. Следует отметить, что диапазон выдержек и значений диафрагмы у подобных комбинированных затворов невелик, а изменение производится бесступенчато (то есть фиксированных ступеней изменения диафрагмы и выдержки нет).
Более совершенны (и более популярны) цифровые фотоаппараты, в которых встроенный контрольный дисплей может служить в качестве видоискателя.
В эти камеры устанавливают сенсоры CCD с комбинированным построчно-кадровым переносом зарядов.
В режиме кадрирования снимка дисплей камеры включен, а считывание информации с сенсора происходит посредством покадрового переноса зарядов.