@نور القمر@
31-05-11, 09:09 PM
تعريفها .
هي أداةإلكترونية تلتقط الصورالفوتوغرافية وتخزنها بشكل إلكتروني
بدلاً من استخدام الأشرطة الفوتوغرافية مثل آلات التصوير التقليدية.
وآلات التصوير الرقمية الحديثة أصبحت متعددة الاستخدام،
بحيث أنه بإمكان بعضها تسجيل الصوت أوالفيديو علاوة على الصور،
تأتي أغلب الآلات من هذا النوع مرفقةبشريحة ذاكرة
تختلف أحجامها باختلاف أنواعها لتخزين كم أكبر من الصور.
تحتوي الكاميرات الرقمية بدلاً عن الفيلم على مجسات ضوئية (Sensors)
والتي تعتمد فكرة عملها على تحويل الضوء لشحنات كهربائية.
صورة لمجس CMOS
واكثر تقنيات المجسات الضوئية انتشاراً في الكاميرات الرقمية هي تقنية
Charged Coupled Device وتختصر بـ (CCD) أو (العنصر مزدوج الشحنة).
وبالرغم من ان بعض الكاميرات الرقمية تستخدم تقنية المجسات
الضوئية CMOS (Complementary Metal Oxide Semi Conductor)
شبه موصل معدن الاكسيدالمتمم) بدلاً عن الـ (CCD)
إلا أن كلا التقنيتينCCD أو CMOSتقومان بتحويل فوتونات الضوء إلى الكترونات.
وتتكون المجسات من شبكة مصفوفات ثنائيةالابعاد تحوي الملايين من الخلايا
وكل خلية عبارة عن عنصر الصورة الذي يسمى PIXEL وهي اختصار لكلمة Picture elements.
يقوم كل مجس بتحويل الضوء إلى الكترونات فكلما كانت كمية الضوء
أكبر كلما كانت كمية الشحنة المتحررة (الإلكترونات) أكبر وعن طريق قراءة
الشحنة المتراكمة في كل خلية يمكن للميكروبروسيسور من إعادة بناء الصورة.
الجهاز مزدوج الشحنة (CCD):
هو شريحة إلكترونية مستخدمة من زمن يصل الى عشرون
عاما وتسمى احيانا بالعين الالكترونية وكانت تستخدم في
الانسان الالي وفي المراصد الفلكية وكذلك في كاميرات
تصوير الفيديو وحديثا تم استخدامها في كاميرا التصوير
الفتوغرافي لتصبح الكاميرا معروفة باسم الكاميرا الرقمية.
هذه صورة تشريحية لـ CCD وكيفية امتصاصها للضوء
تتكون الـ CCD من شريحة مربعة طول ضلعها لايزيد عن 3سم
هذه الشريحة تحتوي على مجسات ضوئية (الديود) من مواد
اشباه موصلة (Semiconductors) مرتبة على شكل صفوف متوازية.
عندما تتكون الصورة على هذه الدايودات يتم تحرير شحنة كهربية
من الدايود يتناسب مع كمية الضوء، فكلما كان الضوء الساقط
على الدايود كبيرا كانت الشحنة المتحررة كبيرة. تعمل الشحنة
الكهربية المتحررة على تفريغ مكثف مشحون متصل مع كل دايود.
يتم اعادة شحن هذه المكثفات من خلال تيار يعمل على مسح كل
المكثفات ويقوم ميكروبروسسور باحتساب قيمة الشحنة التي اعيدت الى المكثف ليتم
تخزين قيمة عددية لكل ديود في الذاكرة المثبتة بالكامير. تحتوي على معلومات
عن موضع الدايود وشدة الضوء الذي
سقط عليه لتكوين في النهاية صورة رقمية للجسم الذي تم التقاط صورته.
وفيما يليالاختلافات الرئيسية بين تقنيتي CCD وCMOS
تقوم تقنية CCD بنقل الشحنة عبر الرقاقة وقراءتها عند احد اركان المصفوفة،
وبعدها يقوم محول (تماثلي – رقمي( ADC بتحويل كل قيمة بكسل لقيمة رقمية
وذلك عن طريق قياس مقدار الشحنة في كل موضع ضوئي وتحويل ذلك القياس إلى
صيغة ثنائية (Binary Form).
اما تقنية CMOS تستخدم عدة ترانسيستورات لكل عنصر صورة
(البكسيل) لتكبير ونقل الشحنة عبر أسلااك توصيل تقليدية ولهذا فهذه التقنية لا تستخدم محول ACD.
صورة لشريحة CCD
هذا الاختلاف جعل لكل تقنية ميزات وعيوب وهي:-
(1) تتمتع تقنية CCD بنقاءعالي وقلة تشويه (ناجم عن الضجيج) مقارنة بتقنية CMOS فهي اكثر تأثراً بالضجيج.
(2) لكل بكسل في تقنية CMOS عدة ترانزستورات، وحساسية الضوء ضعيفة في هذه الرقاقةوذلك لان الفوتونات الضوئية قد تصطدم بالترانستورات بدلاً عن الدايودات الضوئية (Photodiode)
(3) تستهلك رقاقات CMOS مقداراً ضئيلاً من الطاقة وفي المقابل فان المعالجة التي تقوم بها رقاقة CCD تستهلك الكثير من الطاقة (أكثر بـ 100 مرة) مقارنةبرقاقة CMOS
(4) تصنع رقاقات CCD لتدوم طويلاً وتعطي دقة عالية الوضوح للصور.
(5) بالرغم من الاختلافات السابقة بين رقاقات CCD وCMOS فانهما يلعبان نفس الدور في الكاميرات الرقمية وهو تحويل الضوء إلى شحنات كهربية بستخدام الديود.
الدقة
ان مقدار التفاصيل التي تستطيع الكاميرات التقاطها يطلق عليها الدقة Resolution وتقاس بالبكسيل Pixel فكلما زاد عدد البكسل كلما زادت تفاصيل الصورة وتصبح الصور ذات الأبعاد الكبيرةأكثر وضوحاً.
بعض مستويات الدقة:
(1) 256×256 ونجدها في الكاميرات رخيصة الثمن فالدقة ضعيفة جداً ويكون إجمالي عدد البكسيل المكون للصورة هو 65.000 بكسيل.
(2)480×640 وهو أقل حد لمستوى الدقة النموذجي وهو مثالي جداً لإرسال الصور عبر البريد الإلكتروني وصفحات الويب.
(3) 912×1216 ويقاس فيها حجم الصورة بالميغابكسل (Megapixel) واجمالي البكسيل المكون للصورة هو 1.109.000 بيكسيل ويفي هذا المقاس لغرض طباعةالصور.
(4) 1200×1600 وتتميز هذه الدقة بمجموع 2 مليون بكسيل وهي دقة عالية، حيث بإمكاننا طباعة صورة بمقياس 5×4 إنش كتلك التي نتحصل عليها في معامل الألوان.
(5) 1680×2240 وتوجد في الكاميرات الرقمية ذات (4 Megapixel) وتسمح بطباعة صورة كبيرة بدقة عالية حتى 20×16إنش.
(6)2704×4064 وتوجد في الكاميرات الرقمية (11.1 Megapixel) ويمكننا الطباعة بها بدقة عالية جداً حتى 9×13.5إنش.
وغيرها الكثير .....
صورة مأخوذة بمستويات دقة مختلفة
كيف تلتقط الكاميرا الرقمية الألوان:
تعتبر المجسات الضوئية في الكاميرا الرقمية غير مدركة
للألوان ولا تميزها، وذلك لأن فكرة عمل هذه المجسات
هي قياس شدة الضوء وتحويله إلى شحنات كهربية. ولكي
يتم التقاط الصورة بكامل ألوانها فانه لابد من استخدام مرشحات
(filtering) للضوء بحيث يكون لكل لون من الألوان الأساسية مرشح خاص به،
فمثلا المرشح الأحمر هو عبارة عن شريحة زجاجية ذات لون أحمر
تسمح بدخول اللون الأحمر وتمنع باقي الألوان وكذلك بالنسبة للون
الأزرق يستخدم مرشح أزرق ونفس الشيء بالنسبة للون الأخضر
يستخدم مرشح أخضر، وبمجرد التقاط الكاميرا الصورة لأي
مشهد فإنه يتم تحليل ألوان هذا المشهد إلى
الألوان الأساسية الثلاث (الأخضر والأزرق والأحمر)
ومن ثم يتم تجميعها للحصول على المشهد بكافة ألوانه.
عملية دمج الألوان الأساسية للحصول على عدة ألوان
وهنالك طرق مختلفة لالتقاط الالوان الاساسية في الكاميراالرقمية.
فالكاميرات الرقمية عالية الجودة تستخدم ثلاث وحدات من
رقاقات الـ CCD منفصلة ومثبت فوق كل رقاقة CCD
مرشح لوني حتى تتخصص كل رقاقة برصد اللون
الأساسي الخاص بها، عندما يتم تركيز الضوء
المنعكس من الجسم إلى داخل الكاميرا بواسطة
عدستها فإن الضوء يتم تجزئته باستخدام مجزىء
ليسقط على المرشح اللوني ثم إلى الـ CCD.
يتم تجميع الإشارات الصادرة من الثلاثة رقائق CCD
بواسطة الميكروبروسيسور لتكوين الصورة الملونة بالكامل.
عملية تجزئة الصورة (يسار) عبر مجزئ الحزمة الضوئية (Beam Splitter)
من ميزات هذه الطريقة ان الكاميرات تلتقط كل
لون من الالوان الثلاثة الاساسية على نفس الموضع
على البكسيل المخصص على الـ CCD، ولكن
هذه الكاميرات تكون كبيرة الحجم نسبياً وباهظة الثمن.
الطريقةالأخرى المتبعة وهي تدويرقرص يحتوي
على المرشحات الثلاثة امام رقاقة CCD واحدة،
ويقوم الـ CCD بتسجيل ثلاث لقطات منفصلة في
عملية سريعة، هذه العملية تزودنا ايضاً بكل
لون في كل موضع بكسل. ولان اللقطات الثلاث
لا تؤخذ في نفس الزمن فانه يتوجب على
الكاميرا والهدف المراد تصويره البقاءساكنين لبرهة
نسبية حتى يتم اخذ القراءات الثلاث مما يجعل
هذه الطريقة غيرعملية ولابد من تثبيت الكاميرا
على حامل وأن يكون المشهد المراد تصويره ثابت.
مرشح قرص دوار
أما الطريقة الاقتصادية والعملية والمستخدمة
في التقاط الألوان الأساسية تتمثل في تثبيت
مرشح يسمى بمصفوفة
مرشح الألوان Color Filtering Array على رقاقة الـ CCD.
واكثر انواع مصفوفة المرشحات استخداماً هو نموذج
مرشح باير (Bayer Filter Pattern) ويتكون من
عمودين متبادلين احدهما مكون من مرشح للون
الاخضر والاحمر والعمود الاخر مرشح للون الاخضر والازرق
ونلاحظ هنا وجود الكثير من البكسل الخضراء مقارنة بالازرق والاحمر
وذلك لان العين البشرية لا تكون حساسيتها متساوية بالنسبة للالوان
الثلاث الاساسية فالكثير من اللون الاخضر يجعل الصورة تبدو للعين وكأنها حقيقية.
نموذج مرشح باير Bayer Filter
من محاسن هذه الطريقة اننا نحتاج لرقاقة CCD
واحدة ويتم التقاط الألوان (احمر، اخضر، ازرق)
في نفس اللحظة. وهذا يعني ان الكاميرا ستكون
اصغر وارخص وعملية في كثير من الأحيان.
تستخدم الكاميرات الرقمية لوغاريتمات
خاصة تسمى
(Demosaicing Algorithm) تعمل على معالجة
المعلومات الواردة من مخرج المرشحات والتي
تكون في شكل فسيفساء ملونة للصورة
الملتقطة وحساب الالوان الحقيقة من
متوسط قيم البكسيل المحيطة لإعطاء اللون الحقيقي للصورة.
أنواعها
بعض الشركات المنتجة للكاميرات الرقمية:-
نيكون – كانون – سوني – باناسونيك – فوجي –اوليمبيوس – كوداك –سامسونج – سيجما – رايكو بينتاكس – كاسيو ليكا .
وهناك شركات مهمة في عالم التصوير الفوتوغرافي ولكن الآن ابتعدوا عن المجال .. لأسباب مختلفة مثل كونيكا مينوليتا ( اصبحت ملك لسوني ). وهناك شركات اخري تتنج الكاميرات الرقمية ولكن تعتبر إلى حدا ما شركات درجةثانية بسبب قلة جودة أجهزتهم و بسبب أن مبيعات الكاميرات الرقمية أقل كثيرا عن الفئه الأولى مثل :
توشيبا – اتش بي – أجفاء – سانيو وأي شركة غير الـ 12 التي ذكرت من قبل .
أنواع الكاميرات الرقمية
كاميرات بسيطة(Compact)
و هي الكاميرات الرقميه العادية، ومعظم الناس يستخدمون هذا النوع، حيث يتميز بعدد قليل جدا من الكاميرات. ستجد فيه تحكم في الكاميرا مثل سرعه الغالق أو فتحه العدسة .. فتقريبا كلهم لا يسمحون في التصوير إلا بالوضع الأوتوماتيك، بحيث لا يحتاج صاحب الكاميرا إلى ضبطها قبل التصوير أوللتحكم اليدوي، وفي الغالب يكون بها عدسة زووم حوالي ،3x فإما تكون بالكامل داخل جسد الكاميرا أو تدخل تلقائيا بعد استعمالها بالكامل داخل جسد الكاميرا و شاشه كبيرة للعرض و مشاركه الصور مع الأصحاب و الأهل وبالطبع كلهم يحتوون علي فلاش داخلي ولو انه يكون له نطاق ضيق في معظم الاحوال يتراوح بين 4 و 6 متر و هناك نوع آخر منقسم من هذا النوع و هو:-
كاميرات بسيطه فائقه الصغر(Ultra Compact)
تسمي كاميرات الجيب هي نوع آخر من الكاميرات الكومباكت و لكنها تكون صغيرة الحجم و تدخل بسهولة في الجيب.. تقريبا أقل من 25مم سمك و وزنها في الغالب يكون أقل من 130جم، و تحمل أيضا مواصفات الكاميرا الكومباكت العادية.
أهم الشركات المنتجه لهذا النوع:
1- كاسيو 2- سامسونج 3- أوليمبس 4- نيكون 5- باناسونيك و ليكا 6- كانون 7- سوني 8- كوداك 9-بينتاكس
كاميرات متطوره(Advanced)
أما هذا النوع فهو نوع متطور عن الكاميرات البسيطة من حيث الحجم والإمكانيات، فهو أكبر حجما و بالتالي يعطي تحكم في الكاميرا أفضل ويحتوي علي مواصفات اعلي مثل تحكم في بعض او كل التحكمات اليدويه و في أغلب الأحيان يحتوي علي عدسه زووم أفضل يتراوح مقدار الزووم فيها من3x إلى 6x(مثل كانون A710) و يصل في بعض الأحيان إلى 7x(مثل Samsung NV7 OPS)، وغالبا ما يحتوي هذا النوع علي عدد بيكسل أعلى يصل الآن إلى 10 و 12 ميجابيكسل Nikon Coolpix P5100و هذه الأعداد كبيرة جدا أكثر مما يحتاج الناس،و تأثيرها علي جودة الصورة قليلا بمعنى أن ممكن كاميرا بـ 7 ميجا بيكسل يكون تصويرها أفضل من الـ 12 ميجابيكسل فجودة الصورة لا تعتمد فقط علي الميجابيكسل)و الكثير من هذا النوع يحتوي علي شاشات كبيره تتراوح ما بين 2.5 إنش و 3 إنش و بعضهم يحتوي علي منظار صغير (viewfinder).
أفضل الشركات المنتجه لهذا النوع: 1- كانون 2- باناسونيك 3- نيكون 4- سوني 5- رايكو 6- ليكا 7- اوليمبس 8- فوجي فيلم 9- سامسونج 10- كوداك
كاميرات زووم عالي-شبه احترافيه(SLR-Like OR Super-Zoom)
هذا النوع أكثر تتطورا من الأنواع السابقة إلى حد ما، فهو أكبر حجما من الأنواع السابقة ..و يأتي شكله علي شكل الكاميرات الاحترافية الDSLR ويحتوي هذا النوع من الكاميرات دائما علي عدسات ذات زووم عالي أو سوبر زووم يتراوح الزووم من 7x إلى 18x(مثل الباناسونيك Fz18) ولكن الاغلبيه تحتوي علي عدسه زووم 12x او 10x(مثل الباناسونيك fz8 و الكانون s5is و كوداك z712is) و يتميز هذا النوع بالتحكم اليدوي الكامل في الكاميرا، فتستطيع التحكم في فتحه العدسة و سرعة الغالق و غيرها من التحكمات اليدوية، ويتوفر فيها دائما شاشة واضحة وكبيرة و هناك بعض الأنواع فيها شاشة متحركة (مثل الكانون S3) و ايضا يوجد بها منظار ألكتروني والفلاش يكون من النوع ال(pop-up)، وهو نوع اقوي من الفلاش العادي في الكاميرت البسيطه و يتراوح قوته من 6 متر إلى 15 متر في بعض الأحيان. وهناك موديلات تسمح بتركيب فلاش خارجي(مثل الفوجي S6500fd)و معظم هذه الأنواع يحتوي علي خاصيه مانع الاهتزاز أو (Image Stabilizer). طبعا هذه الكاميرات جودتها اقل من الdslr أو الكاميرات الاحترافية .. و لكنها تستطيع التقاط صور في غايه الروعه والموديلات ال(high-end) من هذا النوع قادره علي منافسه بعض الكاميرات الاحترافيه ( مثل الباناسونيك fz50 و الفوجي S9600) حتى أنه هناك بعض الأنواع فعليا اغلي من بعض الكاميرات الاحترافيه و تسمي كاميرات السوبرزووم في بعض الأحيان (Bridge-cameras)-بالعربي كاميرات الجسر- لانها قللت الفرق الكبير بين الكاميرات العادية البسيطة و الكاميرات الاحترافيه. أشهرالشركات المنتجه للكاميرا الشبه احترافية :
باناسونيك 2- فوجي فيلم 3- كانون 4- اوليمبس 5- سوني 6- كوداك 7- سامسونج
اشكال منها:-
كاميرات احترافية(DSLRs)
الكاميرات الاحترافية (الكاميرا الرقمية ذات العدسة الأحادية العاكسة DSLRs) ( بمعنى Digital single-lens reflex camera) هي كاميرات أكثراحترافية من كل ما سبق و ايضا اغلي من كل ما سبق و هي عبارة عن مزيج بين الكاميرا الرقميه الحديثه التي سبق ذكرها و الكاميرا الفيلم الـ 35مم،الفرق أن بدلا من استخدام الفيلم يتم استخدام ما يسمي بالـ Sensor أوالحساس (أما من نوعCCD أو Cmos). في هذا النوع هناك تحكم كامل في الكاميرا بدرجه أعلى من الكاميرات شبه احترافية,الحساس في هذا النوع من الكاميرات (الSensor يتراوح ما بين 6 ميجا بيكسل إلى 17 ميجا بيكسل والآن هناكالCanon EOS-1Ds Mark III بحساس قيمته 21.9 ميجابيكسل و ايضا يتميز هذاالنوع بكبر حجم السينسور مما يجعل هذا النوع من الكاميرات له أفضلية منحيث جودة الصورة علي كل الأنواع السابقة. تتميز الكاميرات الاحترافيةبوفره الأكسسوارات والملحقات للكاميرا مثل الفلاشات والعدسات (وهذا النوع من الكاميرات يقبل تغير العدسات، ولكل علامة عدساتها الخاصة بها) وغيرهامن الملحقات والأكسسوارات.
و لا تنتج كل الشركات كاميرات DSLR بل بعضا منها فقط وهم :
نيكون – كانون – فوجي فيلم – سوني – باناسونيك – سامسونج – ليكا – اولمبيس- بينتاكس – سيجما
صور منها :-
و هناك بعض الشركات أوقفت إنتاج الكاميرات الاحترافية مثل : كوداك و كونيكا مينوليتا وإبسون و عدد قليل جدا آخر من الشركات. ولكل سببه الخاص به.
منقول
هي أداةإلكترونية تلتقط الصورالفوتوغرافية وتخزنها بشكل إلكتروني
بدلاً من استخدام الأشرطة الفوتوغرافية مثل آلات التصوير التقليدية.
وآلات التصوير الرقمية الحديثة أصبحت متعددة الاستخدام،
بحيث أنه بإمكان بعضها تسجيل الصوت أوالفيديو علاوة على الصور،
تأتي أغلب الآلات من هذا النوع مرفقةبشريحة ذاكرة
تختلف أحجامها باختلاف أنواعها لتخزين كم أكبر من الصور.
تحتوي الكاميرات الرقمية بدلاً عن الفيلم على مجسات ضوئية (Sensors)
والتي تعتمد فكرة عملها على تحويل الضوء لشحنات كهربائية.
صورة لمجس CMOS
واكثر تقنيات المجسات الضوئية انتشاراً في الكاميرات الرقمية هي تقنية
Charged Coupled Device وتختصر بـ (CCD) أو (العنصر مزدوج الشحنة).
وبالرغم من ان بعض الكاميرات الرقمية تستخدم تقنية المجسات
الضوئية CMOS (Complementary Metal Oxide Semi Conductor)
شبه موصل معدن الاكسيدالمتمم) بدلاً عن الـ (CCD)
إلا أن كلا التقنيتينCCD أو CMOSتقومان بتحويل فوتونات الضوء إلى الكترونات.
وتتكون المجسات من شبكة مصفوفات ثنائيةالابعاد تحوي الملايين من الخلايا
وكل خلية عبارة عن عنصر الصورة الذي يسمى PIXEL وهي اختصار لكلمة Picture elements.
يقوم كل مجس بتحويل الضوء إلى الكترونات فكلما كانت كمية الضوء
أكبر كلما كانت كمية الشحنة المتحررة (الإلكترونات) أكبر وعن طريق قراءة
الشحنة المتراكمة في كل خلية يمكن للميكروبروسيسور من إعادة بناء الصورة.
الجهاز مزدوج الشحنة (CCD):
هو شريحة إلكترونية مستخدمة من زمن يصل الى عشرون
عاما وتسمى احيانا بالعين الالكترونية وكانت تستخدم في
الانسان الالي وفي المراصد الفلكية وكذلك في كاميرات
تصوير الفيديو وحديثا تم استخدامها في كاميرا التصوير
الفتوغرافي لتصبح الكاميرا معروفة باسم الكاميرا الرقمية.
هذه صورة تشريحية لـ CCD وكيفية امتصاصها للضوء
تتكون الـ CCD من شريحة مربعة طول ضلعها لايزيد عن 3سم
هذه الشريحة تحتوي على مجسات ضوئية (الديود) من مواد
اشباه موصلة (Semiconductors) مرتبة على شكل صفوف متوازية.
عندما تتكون الصورة على هذه الدايودات يتم تحرير شحنة كهربية
من الدايود يتناسب مع كمية الضوء، فكلما كان الضوء الساقط
على الدايود كبيرا كانت الشحنة المتحررة كبيرة. تعمل الشحنة
الكهربية المتحررة على تفريغ مكثف مشحون متصل مع كل دايود.
يتم اعادة شحن هذه المكثفات من خلال تيار يعمل على مسح كل
المكثفات ويقوم ميكروبروسسور باحتساب قيمة الشحنة التي اعيدت الى المكثف ليتم
تخزين قيمة عددية لكل ديود في الذاكرة المثبتة بالكامير. تحتوي على معلومات
عن موضع الدايود وشدة الضوء الذي
سقط عليه لتكوين في النهاية صورة رقمية للجسم الذي تم التقاط صورته.
وفيما يليالاختلافات الرئيسية بين تقنيتي CCD وCMOS
تقوم تقنية CCD بنقل الشحنة عبر الرقاقة وقراءتها عند احد اركان المصفوفة،
وبعدها يقوم محول (تماثلي – رقمي( ADC بتحويل كل قيمة بكسل لقيمة رقمية
وذلك عن طريق قياس مقدار الشحنة في كل موضع ضوئي وتحويل ذلك القياس إلى
صيغة ثنائية (Binary Form).
اما تقنية CMOS تستخدم عدة ترانسيستورات لكل عنصر صورة
(البكسيل) لتكبير ونقل الشحنة عبر أسلااك توصيل تقليدية ولهذا فهذه التقنية لا تستخدم محول ACD.
صورة لشريحة CCD
هذا الاختلاف جعل لكل تقنية ميزات وعيوب وهي:-
(1) تتمتع تقنية CCD بنقاءعالي وقلة تشويه (ناجم عن الضجيج) مقارنة بتقنية CMOS فهي اكثر تأثراً بالضجيج.
(2) لكل بكسل في تقنية CMOS عدة ترانزستورات، وحساسية الضوء ضعيفة في هذه الرقاقةوذلك لان الفوتونات الضوئية قد تصطدم بالترانستورات بدلاً عن الدايودات الضوئية (Photodiode)
(3) تستهلك رقاقات CMOS مقداراً ضئيلاً من الطاقة وفي المقابل فان المعالجة التي تقوم بها رقاقة CCD تستهلك الكثير من الطاقة (أكثر بـ 100 مرة) مقارنةبرقاقة CMOS
(4) تصنع رقاقات CCD لتدوم طويلاً وتعطي دقة عالية الوضوح للصور.
(5) بالرغم من الاختلافات السابقة بين رقاقات CCD وCMOS فانهما يلعبان نفس الدور في الكاميرات الرقمية وهو تحويل الضوء إلى شحنات كهربية بستخدام الديود.
الدقة
ان مقدار التفاصيل التي تستطيع الكاميرات التقاطها يطلق عليها الدقة Resolution وتقاس بالبكسيل Pixel فكلما زاد عدد البكسل كلما زادت تفاصيل الصورة وتصبح الصور ذات الأبعاد الكبيرةأكثر وضوحاً.
بعض مستويات الدقة:
(1) 256×256 ونجدها في الكاميرات رخيصة الثمن فالدقة ضعيفة جداً ويكون إجمالي عدد البكسيل المكون للصورة هو 65.000 بكسيل.
(2)480×640 وهو أقل حد لمستوى الدقة النموذجي وهو مثالي جداً لإرسال الصور عبر البريد الإلكتروني وصفحات الويب.
(3) 912×1216 ويقاس فيها حجم الصورة بالميغابكسل (Megapixel) واجمالي البكسيل المكون للصورة هو 1.109.000 بيكسيل ويفي هذا المقاس لغرض طباعةالصور.
(4) 1200×1600 وتتميز هذه الدقة بمجموع 2 مليون بكسيل وهي دقة عالية، حيث بإمكاننا طباعة صورة بمقياس 5×4 إنش كتلك التي نتحصل عليها في معامل الألوان.
(5) 1680×2240 وتوجد في الكاميرات الرقمية ذات (4 Megapixel) وتسمح بطباعة صورة كبيرة بدقة عالية حتى 20×16إنش.
(6)2704×4064 وتوجد في الكاميرات الرقمية (11.1 Megapixel) ويمكننا الطباعة بها بدقة عالية جداً حتى 9×13.5إنش.
وغيرها الكثير .....
صورة مأخوذة بمستويات دقة مختلفة
كيف تلتقط الكاميرا الرقمية الألوان:
تعتبر المجسات الضوئية في الكاميرا الرقمية غير مدركة
للألوان ولا تميزها، وذلك لأن فكرة عمل هذه المجسات
هي قياس شدة الضوء وتحويله إلى شحنات كهربية. ولكي
يتم التقاط الصورة بكامل ألوانها فانه لابد من استخدام مرشحات
(filtering) للضوء بحيث يكون لكل لون من الألوان الأساسية مرشح خاص به،
فمثلا المرشح الأحمر هو عبارة عن شريحة زجاجية ذات لون أحمر
تسمح بدخول اللون الأحمر وتمنع باقي الألوان وكذلك بالنسبة للون
الأزرق يستخدم مرشح أزرق ونفس الشيء بالنسبة للون الأخضر
يستخدم مرشح أخضر، وبمجرد التقاط الكاميرا الصورة لأي
مشهد فإنه يتم تحليل ألوان هذا المشهد إلى
الألوان الأساسية الثلاث (الأخضر والأزرق والأحمر)
ومن ثم يتم تجميعها للحصول على المشهد بكافة ألوانه.
عملية دمج الألوان الأساسية للحصول على عدة ألوان
وهنالك طرق مختلفة لالتقاط الالوان الاساسية في الكاميراالرقمية.
فالكاميرات الرقمية عالية الجودة تستخدم ثلاث وحدات من
رقاقات الـ CCD منفصلة ومثبت فوق كل رقاقة CCD
مرشح لوني حتى تتخصص كل رقاقة برصد اللون
الأساسي الخاص بها، عندما يتم تركيز الضوء
المنعكس من الجسم إلى داخل الكاميرا بواسطة
عدستها فإن الضوء يتم تجزئته باستخدام مجزىء
ليسقط على المرشح اللوني ثم إلى الـ CCD.
يتم تجميع الإشارات الصادرة من الثلاثة رقائق CCD
بواسطة الميكروبروسيسور لتكوين الصورة الملونة بالكامل.
عملية تجزئة الصورة (يسار) عبر مجزئ الحزمة الضوئية (Beam Splitter)
من ميزات هذه الطريقة ان الكاميرات تلتقط كل
لون من الالوان الثلاثة الاساسية على نفس الموضع
على البكسيل المخصص على الـ CCD، ولكن
هذه الكاميرات تكون كبيرة الحجم نسبياً وباهظة الثمن.
الطريقةالأخرى المتبعة وهي تدويرقرص يحتوي
على المرشحات الثلاثة امام رقاقة CCD واحدة،
ويقوم الـ CCD بتسجيل ثلاث لقطات منفصلة في
عملية سريعة، هذه العملية تزودنا ايضاً بكل
لون في كل موضع بكسل. ولان اللقطات الثلاث
لا تؤخذ في نفس الزمن فانه يتوجب على
الكاميرا والهدف المراد تصويره البقاءساكنين لبرهة
نسبية حتى يتم اخذ القراءات الثلاث مما يجعل
هذه الطريقة غيرعملية ولابد من تثبيت الكاميرا
على حامل وأن يكون المشهد المراد تصويره ثابت.
مرشح قرص دوار
أما الطريقة الاقتصادية والعملية والمستخدمة
في التقاط الألوان الأساسية تتمثل في تثبيت
مرشح يسمى بمصفوفة
مرشح الألوان Color Filtering Array على رقاقة الـ CCD.
واكثر انواع مصفوفة المرشحات استخداماً هو نموذج
مرشح باير (Bayer Filter Pattern) ويتكون من
عمودين متبادلين احدهما مكون من مرشح للون
الاخضر والاحمر والعمود الاخر مرشح للون الاخضر والازرق
ونلاحظ هنا وجود الكثير من البكسل الخضراء مقارنة بالازرق والاحمر
وذلك لان العين البشرية لا تكون حساسيتها متساوية بالنسبة للالوان
الثلاث الاساسية فالكثير من اللون الاخضر يجعل الصورة تبدو للعين وكأنها حقيقية.
نموذج مرشح باير Bayer Filter
من محاسن هذه الطريقة اننا نحتاج لرقاقة CCD
واحدة ويتم التقاط الألوان (احمر، اخضر، ازرق)
في نفس اللحظة. وهذا يعني ان الكاميرا ستكون
اصغر وارخص وعملية في كثير من الأحيان.
تستخدم الكاميرات الرقمية لوغاريتمات
خاصة تسمى
(Demosaicing Algorithm) تعمل على معالجة
المعلومات الواردة من مخرج المرشحات والتي
تكون في شكل فسيفساء ملونة للصورة
الملتقطة وحساب الالوان الحقيقة من
متوسط قيم البكسيل المحيطة لإعطاء اللون الحقيقي للصورة.
أنواعها
بعض الشركات المنتجة للكاميرات الرقمية:-
نيكون – كانون – سوني – باناسونيك – فوجي –اوليمبيوس – كوداك –سامسونج – سيجما – رايكو بينتاكس – كاسيو ليكا .
وهناك شركات مهمة في عالم التصوير الفوتوغرافي ولكن الآن ابتعدوا عن المجال .. لأسباب مختلفة مثل كونيكا مينوليتا ( اصبحت ملك لسوني ). وهناك شركات اخري تتنج الكاميرات الرقمية ولكن تعتبر إلى حدا ما شركات درجةثانية بسبب قلة جودة أجهزتهم و بسبب أن مبيعات الكاميرات الرقمية أقل كثيرا عن الفئه الأولى مثل :
توشيبا – اتش بي – أجفاء – سانيو وأي شركة غير الـ 12 التي ذكرت من قبل .
أنواع الكاميرات الرقمية
كاميرات بسيطة(Compact)
و هي الكاميرات الرقميه العادية، ومعظم الناس يستخدمون هذا النوع، حيث يتميز بعدد قليل جدا من الكاميرات. ستجد فيه تحكم في الكاميرا مثل سرعه الغالق أو فتحه العدسة .. فتقريبا كلهم لا يسمحون في التصوير إلا بالوضع الأوتوماتيك، بحيث لا يحتاج صاحب الكاميرا إلى ضبطها قبل التصوير أوللتحكم اليدوي، وفي الغالب يكون بها عدسة زووم حوالي ،3x فإما تكون بالكامل داخل جسد الكاميرا أو تدخل تلقائيا بعد استعمالها بالكامل داخل جسد الكاميرا و شاشه كبيرة للعرض و مشاركه الصور مع الأصحاب و الأهل وبالطبع كلهم يحتوون علي فلاش داخلي ولو انه يكون له نطاق ضيق في معظم الاحوال يتراوح بين 4 و 6 متر و هناك نوع آخر منقسم من هذا النوع و هو:-
كاميرات بسيطه فائقه الصغر(Ultra Compact)
تسمي كاميرات الجيب هي نوع آخر من الكاميرات الكومباكت و لكنها تكون صغيرة الحجم و تدخل بسهولة في الجيب.. تقريبا أقل من 25مم سمك و وزنها في الغالب يكون أقل من 130جم، و تحمل أيضا مواصفات الكاميرا الكومباكت العادية.
أهم الشركات المنتجه لهذا النوع:
1- كاسيو 2- سامسونج 3- أوليمبس 4- نيكون 5- باناسونيك و ليكا 6- كانون 7- سوني 8- كوداك 9-بينتاكس
كاميرات متطوره(Advanced)
أما هذا النوع فهو نوع متطور عن الكاميرات البسيطة من حيث الحجم والإمكانيات، فهو أكبر حجما و بالتالي يعطي تحكم في الكاميرا أفضل ويحتوي علي مواصفات اعلي مثل تحكم في بعض او كل التحكمات اليدويه و في أغلب الأحيان يحتوي علي عدسه زووم أفضل يتراوح مقدار الزووم فيها من3x إلى 6x(مثل كانون A710) و يصل في بعض الأحيان إلى 7x(مثل Samsung NV7 OPS)، وغالبا ما يحتوي هذا النوع علي عدد بيكسل أعلى يصل الآن إلى 10 و 12 ميجابيكسل Nikon Coolpix P5100و هذه الأعداد كبيرة جدا أكثر مما يحتاج الناس،و تأثيرها علي جودة الصورة قليلا بمعنى أن ممكن كاميرا بـ 7 ميجا بيكسل يكون تصويرها أفضل من الـ 12 ميجابيكسل فجودة الصورة لا تعتمد فقط علي الميجابيكسل)و الكثير من هذا النوع يحتوي علي شاشات كبيره تتراوح ما بين 2.5 إنش و 3 إنش و بعضهم يحتوي علي منظار صغير (viewfinder).
أفضل الشركات المنتجه لهذا النوع: 1- كانون 2- باناسونيك 3- نيكون 4- سوني 5- رايكو 6- ليكا 7- اوليمبس 8- فوجي فيلم 9- سامسونج 10- كوداك
كاميرات زووم عالي-شبه احترافيه(SLR-Like OR Super-Zoom)
هذا النوع أكثر تتطورا من الأنواع السابقة إلى حد ما، فهو أكبر حجما من الأنواع السابقة ..و يأتي شكله علي شكل الكاميرات الاحترافية الDSLR ويحتوي هذا النوع من الكاميرات دائما علي عدسات ذات زووم عالي أو سوبر زووم يتراوح الزووم من 7x إلى 18x(مثل الباناسونيك Fz18) ولكن الاغلبيه تحتوي علي عدسه زووم 12x او 10x(مثل الباناسونيك fz8 و الكانون s5is و كوداك z712is) و يتميز هذا النوع بالتحكم اليدوي الكامل في الكاميرا، فتستطيع التحكم في فتحه العدسة و سرعة الغالق و غيرها من التحكمات اليدوية، ويتوفر فيها دائما شاشة واضحة وكبيرة و هناك بعض الأنواع فيها شاشة متحركة (مثل الكانون S3) و ايضا يوجد بها منظار ألكتروني والفلاش يكون من النوع ال(pop-up)، وهو نوع اقوي من الفلاش العادي في الكاميرت البسيطه و يتراوح قوته من 6 متر إلى 15 متر في بعض الأحيان. وهناك موديلات تسمح بتركيب فلاش خارجي(مثل الفوجي S6500fd)و معظم هذه الأنواع يحتوي علي خاصيه مانع الاهتزاز أو (Image Stabilizer). طبعا هذه الكاميرات جودتها اقل من الdslr أو الكاميرات الاحترافية .. و لكنها تستطيع التقاط صور في غايه الروعه والموديلات ال(high-end) من هذا النوع قادره علي منافسه بعض الكاميرات الاحترافيه ( مثل الباناسونيك fz50 و الفوجي S9600) حتى أنه هناك بعض الأنواع فعليا اغلي من بعض الكاميرات الاحترافيه و تسمي كاميرات السوبرزووم في بعض الأحيان (Bridge-cameras)-بالعربي كاميرات الجسر- لانها قللت الفرق الكبير بين الكاميرات العادية البسيطة و الكاميرات الاحترافيه. أشهرالشركات المنتجه للكاميرا الشبه احترافية :
باناسونيك 2- فوجي فيلم 3- كانون 4- اوليمبس 5- سوني 6- كوداك 7- سامسونج
اشكال منها:-
كاميرات احترافية(DSLRs)
الكاميرات الاحترافية (الكاميرا الرقمية ذات العدسة الأحادية العاكسة DSLRs) ( بمعنى Digital single-lens reflex camera) هي كاميرات أكثراحترافية من كل ما سبق و ايضا اغلي من كل ما سبق و هي عبارة عن مزيج بين الكاميرا الرقميه الحديثه التي سبق ذكرها و الكاميرا الفيلم الـ 35مم،الفرق أن بدلا من استخدام الفيلم يتم استخدام ما يسمي بالـ Sensor أوالحساس (أما من نوعCCD أو Cmos). في هذا النوع هناك تحكم كامل في الكاميرا بدرجه أعلى من الكاميرات شبه احترافية,الحساس في هذا النوع من الكاميرات (الSensor يتراوح ما بين 6 ميجا بيكسل إلى 17 ميجا بيكسل والآن هناكالCanon EOS-1Ds Mark III بحساس قيمته 21.9 ميجابيكسل و ايضا يتميز هذاالنوع بكبر حجم السينسور مما يجعل هذا النوع من الكاميرات له أفضلية منحيث جودة الصورة علي كل الأنواع السابقة. تتميز الكاميرات الاحترافيةبوفره الأكسسوارات والملحقات للكاميرا مثل الفلاشات والعدسات (وهذا النوع من الكاميرات يقبل تغير العدسات، ولكل علامة عدساتها الخاصة بها) وغيرهامن الملحقات والأكسسوارات.
و لا تنتج كل الشركات كاميرات DSLR بل بعضا منها فقط وهم :
نيكون – كانون – فوجي فيلم – سوني – باناسونيك – سامسونج – ليكا – اولمبيس- بينتاكس – سيجما
صور منها :-
و هناك بعض الشركات أوقفت إنتاج الكاميرات الاحترافية مثل : كوداك و كونيكا مينوليتا وإبسون و عدد قليل جدا آخر من الشركات. ولكل سببه الخاص به.
منقول