Ψηφιακή Φωτογραφία & Πολυµέσα

Transcript

1 Ψηφιακή Φωτογραφία & Πολυµέσα

2 Φωτογραφία (Σηµειολογία) Συλλογή συναισθηµάτων Οπτική γωνία αντίληψης της πραγµατικότητας Αγωνία του φωτογράφου να κλειδώσει για πάντα τη στιγµή Οδηγός για το ταξίδι στο χρόνο και το χώρο Τέχνη, πάθος, έρωτας, µαταιοδοξία, αγάπη για τη στιγµή, ελατήριο για τη φαντασία, πρόκληση, µνήµη, επιστήµη, άποψη, ταξίδι, γνώση Αλήθεια και ψέµα µαζί, όπως κάθε µορφή τέχνης...

3 ηµιουργία ψηφιακής φωτογραφίας Από ψηφιακή φωτογραφική µηχανή Από ψηφιοποίηση τυπωµένης εικόνας µε τη βοήθεια σαρωτή Και στις δύο περιπτώσεις τα αναλογικά δεδοµένα που συναντώνται στη φύση ψηφιοποιούνται

4 Σαρωτής Λειτουργία: δέσµη φωτός, µέτρηση ανακλώµενου φωτός Το λευκό χρώµα αντανακλά όλο το φως ενώ το µαύρο το απορροφά Οι ενδιάµεσοι τόνοι του γκρι χρώµατος απορροφούν κάποια ποσότητα φωτός και αντανακλούν την υπόλοιπη Ειδική διάταξη µετράει το ανακλώµενο φως και στέλνει στον Η/Υ διαφορετικό ψηφιακό σήµα για την εκάστοτε µετρούµενη ποσότητα Με τη βοήθεια ειδικού προγράµµατος γίνεται η επεξεργασία, η εµφάνιση στην οθόνη του Η/Υ και η αποθήκευση σε αρχείο Σηµαντικά τεχνικά χαρακτηριστικά των σαρωτών: η ανάλυση, το µέγεθος της επιφάνειας σάρωσης και η δυνατότητα σάρωσης διαφάνειας Η ανάλυση µετριέται σε dpi (dots per inch), πλήρως έγχρωµο στοιχείο Περισσότερα dpi σηµαίνει µεγαλύτερη - καλύτερη ανάλυση της σάρωσης

5 Ψηφιακές Φωτογραφικές µηχανές Φακός Φωτοευαίσθητος αισθητήρας Έγχρωµη οθόνη LCD προβολής πληροφοριών Μηχανισµός διαφράγµατος Κεντρικός επεξεργαστής Μπαταρία ιακόπτες λήψης και ρυθµίσεων Ηλεκτρονικό σκόπευτρο Κατηγοριοποίηση: µε βάση των αριθµό των pixels του αισθητήρα (σε Mpixels) και άλλα κριτήρια (compact, bridge, dslr)

6

7 Αρχή λειτουργίας ψηφιακής µηχανής Παρόµοια και σε πλήρη αντιστοιχία µε την αναλογική: Συγκέντρωση του φωτός από το φακό και προώθηση µέσω ενός σκοτεινού θαλάµου στον αισθητήρα (CCD/CMOS) Ανάλυση στο φάσµα RGB Ψηφιοποίηση του παραγόµενου αναλογικού σήµατος Επεξεργασία του ψηφιακού πλέον σήµατος Συµπίεση και αποθήκευση σε ειδικές κάρτες µνήµης

8 Φακοί Από τα σηµαντικότερα τµήµατα µιας φωτογραφικής µηχανής Μηχανισµός που µετατρέπει τον τρισδιάστατο κόσµο σε ένα είδωλο δύο διαστάσεων που αποτυπώνεται πάνω στον CCD H ποιότητα του φακού καθορίζει, σε µεγάλο βαθµό, και την ποιότητα των φωτογραφιών Πολύ καλός φακός + µέτρια µηχανή τεχνικά καλές φωτογραφίες Φακός χαµηλής ποιότητας + καλή µηχανή χαµηλότερης ποιότητας φωτογραφίες Λειτουργία: δηµιουργούν τα είδωλα πάνω στο CCD, µε τον ίδιο τρόπο που ένας µεγεθυντικός φακός µαζεύει το φως του ήλιου για να κάψει ένα κοµµάτι χαρτί

9 Φακοί (διάφραγµα) Το διάφραγµα είναι ένας από τους µηχανισµούς µε τους οποίους µπορούµε να επέµβουµε σε µια φωτογραφία Οι τιµές του διαφράγµατος, f, είναι συνήθως : f/1, f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/6.7 f/8, f9.5, f/11, f/13, f/16, f/19, f/22, f/27 Όσο το διάφραγµα είναι ανοιχτό, τόσο µικρότερη τιµή παίρνει, και τόσο περισσότερο φως αφήνει να περάσει Όσο κλείνει το διάφραγµα ή µεγαλώνει η τιµή του, τόσο λιγότερο φως αφήνει να περάσει µέσα από το φακό Μεταξύ δύο διαδοχικών τιµών διαφράγµατος («stop») αντιστοιχεί ένας διπλασιασµός ή υποδιπλασιασµός στην ποσότητα του φωτός που θα περάσει από το φακό

10 Φακοί (Εστιακή απόσταση) Είναι η απόσταση ανάµεσα στο οπτικό κέντρο του φακού και τον CCD Ελέγχει πόσο θα µεγεθυνθεί το είδωλο του θέµατος Φακοί µε µικρότερες εστιακές αποστάσεις από 50mm ονοµάζονται ευρυγώνιοι: µεγαλύτερο οπτικό πεδίο, µικρότερα θέµατα από ότι ένας φακός 50mm Φακοί µε µεγαλύτερες εστιακές αποστάσεις από 50mm, τηλεφακοί: δηµιουργούν µεγεθυσµένα είδωλα αλλά δείχνουν µικρότερο οπτικό πεδίο

11 Φακοί (Βάθος πεδίου) Τα θέµατα σε ευκρινή εστίαση δεν βρίσκονται σε ένα επίπεδο, καλύπτουν ένα φάσµα αποστάσεων µπροστά και πίσω από το σηµείο εστίασης Το εύρος αυτής της ζώνης ονοµάζεται βάθος πεδίου Εξαρτάται από το διάφραγµα και είναι ελάχιστο σε µεγάλα διαφράγµατα (f/1, f/1.4, f/1.8) Όσο κλείνουµε το διάφραγµα, αυξάνει το βάθος πεδίου Ευκρίνεια σε όλο το θέµα: χρησιµοποιούµε πολύ µικρά διαφράγµατα (f/11, f/16 κ.λπ.)

12 Φακοί (Προοπτική) Κάνει ένα µακρινό αντικείµενο να φαίνεται ακόµη πιο µακριά σε σχέση µε ένα κοντινό αντικείµενο Ένας µεγάλος τηλεφακός µπορεί να εµφανίζει δύο αντικείµενα, ένα κοντά και το άλλο µακριά, σε πιο κοντινή απόσταση µεταξύ τους, ένας δυνατός ευρυγώνιος κάνει το αντίθετο Η προοπτική εξαρτάται από την απόσταση µεταξύ φωτογραφικής µηχανής και θέµατος, πλησιάζοντας π.χ. κοντά σε ένα πρόσωπο µε ένα ευρυγώνιο φακό, γεµίζουµε όλο το κάδρο µας µε τα πρόσωπο, διογκωµένη προοπτική Κάποιο αντικείµενο που είναι σε πρώτο πλάνο φαίνεται πολύ µεγαλύτερο από ότι είναι στην πραγµατικότητα, ενώ τα πιο µακρινά αντικείµενα δείχνουν να αποµακρύνονται στο βάθος

13 Φακοί (Είδη φακών) Χωρίζονται, ανάλογα µε την χρήση τους, σε δύο κατηγορίες: σταθερού εστιακού µήκους (π.χ. 50mm, 200mm) και φακοί µεταβλητού εστιακού µήκους ή φακοί zoom (π.χ mm, mm) Η τιµή που έχουν είναι ένας αριθµός που µας δείχνει τι µπορεί να απεικονίσει ο συγκεκριµένος φακός, δεν έχει σχέση µε το µήκος τους Ανάλογα µε το πόσο περισσότερο ή λιγότερο θέµα µπορούν να καταγράψουν, δηλαδή ανάλογα την εστιακή τους απόσταση, χωρίζονται σε κανονικούς, ευρυγώνιος, τηλεφακούς, φακούς ζουµ, φακούς macro και κάποιους άλλους φακούς για ειδικές εφαρµογές

14 Ψηφιακός αισθητήρας ιαδεδοµένοι οι αισθητήρες διάταξης: pixels, από πυρίτιο, τριών κατηγοριών ανάλογα µε την φωτοευαισθησία στα τρία βασικά χρώµατα RGB Ανάλογα µε την ποιότητα (τόνο, απόχρωση, ένταση ) του προσπίπτοντος φωτός, κάθε pixel παράγει ένα byte πληροφορίας (256 συνδυασµοί). Στο σύνολο, γιατατρίαχρώµατα RGB χρώµατα.

15 Επεξεργαστής ψηφιακού σήµατος Ενσωµατώνει πολύπλοκους αλγόριθµους που απαιτούνται για την εκτέλεση λειτουργιών υψηλής ακρίβειας Η επεξεργασία έχει σκοπό να δώσει την επιθυµητή οξύτητα (sharpness), κορεσµό χρωµάτων (saturation) και αντίθεση (contrast) και να περιορίσει το "θόρυβο" (noise) της εικόνας Επίσης, συµπιέζει τις πληροφορίες της εικόνας έτσι ώστε να καταλάβει τον µικρότερο δυνατό αποθηκευτικό χώρο

16 Σταθεροποιητής εικόνας Γυροσκοπικό σύστηµα που ενσωµατώνεται στον φακό Η λειτουργία του επιδρά στο σύστηµα του φακού απορροφώντας µέρος των κραδασµών του χεριού Στην αντίθετη περίπτωση θα παίρναµε µια κουνηµένη φωτογραφία ή θα χρειαζόµασταν οπωσδήποτε τρίποδο Βρίσκει κυρίως εφαρµογή σε φακούς που πρόκειται να χρησιµοποιηθούν για λήψεις µε το χέρι ή έχουν µεγάλο βάρος

17 Ηλεκτρονική σκόπευση υνατότητα άµεσης προεπισκόπησης της προς λήψη εικόνας, κατευθείαν από τον ψηφιακό αισθητήρα, στην οθόνη LCD Ακριβέστατη "µέσα από το φακό" σκόπευση, αφού οι ενσωµατωµένες οθόνες προσφέρουν κάλυψη που αγγίζει το 100% των pixels του αισθητήρα Άµεσα ορατές όλες οι επεµβάσεις στην επιλεγµένη έκθεση Σε µερικές εξελιγµένες µηχανές δυνατή η µεγέθυνση τµήµατος της εικόνας για καλύτερο έλεγχο του βάθους πεδίου αλλά και της σωστής εστίασης Βασικό µειονέκτηµα των καθαρά ψηφιακών συστηµάτων σκόπευσης είναι ηαδυναµία δράσης σε χαµηλό φωτισµό

18 Αυτόµατη εστίαση (auto focus, AF) Βασική αρχή: καθώς η εικόνα περνά από το φακό, ένα ειδικό πρίσµα την διασπά σε δύο όµοιες εικόνες που κατευθύνονται σε 2 µικρούς αισθητήρες CCD οι οποίοι αναλύουν την σχετική θέση της κάθε εικόνας, το σύστηµα αυτόµατης εστίασης του φακού κινείται έως ότου η θέση των 2 εικόνων να ταυτιστεί στους δύο CCD Το AF εξαρτάται σε µεγάλο βαθµό τόσο από το σώµα και την ποιότητα των ηλεκτρονικών του, όσο και από την φωτεινότητα του φακού και τις συνθήκες φωτισµού που επικρατούν γενικότερα Όσο πιο σκοτεινό είναι το θέµα µας, τόσο πιο πολύ θα δυσκολευτεί το σύστηµα να εστιάσει γρήγορα και µε ακρίβεια Το σηµείο εστίασης µπορεί να επιλεγεί αυτόµατα από την µηχανή ή και να οριστεί από το χρήστη χειροκίνητα Σχεδόν όλες οι σύγχρονες φωτογραφικές µηχανές έχουν το σύστηµα AF

19 Ανάλυση µέγεθος Μία ψηφιακή εικόνα αποτελείται από εικονοστοιχεία. Οι διαστάσεις µιας φωτογραφίας εκφράζονται σε αριθµό στηλών x αριθµό γραµµών που την αποτελούν Οι διαστάσεις µιας φωτογραφίας παραµένουν σταθερές ανεξάρτητα από την ανάλυση που έχουµε στην οθόνη Το πλήθος των χρωµάτων από το οποίο µπορούµε να επιλέξουµε για ένα εικονοστοιχείο καλείται βάθος χρώµατος (8, 16 ή 24 bit) Ο συνδυασµός των διαστάσεων της φωτογραφίας και του βάθους χρώµατος δίνει το µέγεθος αρχείου στο δίσκο Αν π.χ. έχουµε µία φωτογραφία 1600x1200 µε βάθος χρώµατος 24 bit τότε σηµαίνει ότι αποτελείται από 1600 x 1200 x 24 bits = bits = 5.5 MB (χωρίς συµπίεση)

20 Μέγεθος - ποιότητα Τα pixels του αισθητήρα συγκρατούν ένα πολύ µικρό ποσό ηλεκτρικής ενέργειας, ένα αναλογικό σήµα που στη συνέχεια µετατρέπεται σε ψηφιακό, κάθε φορά που εκτίθενται στο φως: µεγαλύτερη ένταση φωτός παράγει και µεγαλύτερη ενέργεια Όσο µεγαλύτερη είναι η επιφάνεια ενός CCD για δεδοµένο αριθµό ΜΡ (δηλαδή όσο πιο µεγάλα είναι τα pixels), τόσο πιο καθαρές εικόνες παίρνουµε (λιγότερος ηλεκτρονικός θόρυβος σε σχέση µε το ωφέλιµο σήµα) Μόλις 5 MP είναι αρκετά για µια εκτύπωση µεγέθους Α5 (21 x 14,8 cm), ανάλυσης 300 dpi που είναι η µέγιστη ανάλυση που µπορεί να διακρίνει ένα εκπαιδευµένο ανθρώπινο µάτι, η συνηθισµένη διάσταση εκτύπωσης είναι 10x15 cm. Εποµένως, τα megapixels δεν είναι σε καµία περίπτωση σοβαρός παράγοντας επιλογής µιας φωτογραφικής µηχανής.

21 Μέγεθος Γιατί χρειαζόµαστε τελικά µεγάλες αναλύσεις; Από εικόνες µεγάλων αναλύσεων µπορούµε να παράγουµε µικρότερες, ποιοτικές όσο θα έβγαιναν από µία µηχανή χαµηλής ανάλυσης Αντίθετα από εικόνες µικρής ανάλυσης δεν µπορούµε να πάµε σε µεγαλύτερης χωρίς να χάσουµε σηµαντικό µέρος από την ευκρίνεια και την ποιότητα της εικόνας Αυτό συµβαίνει γιατί είναι πολύ πιο εύκολο να "πετάξουµε" πληροφορία από την ήδη υπάρχουσα παρά να εφεύρουµε Το µόνο µειονέκτηµα των εικόνων υψηλής ανάλυσης, είναι ότι καταλαµβάνουν µεγαλύτερο χώρο στα αποθηκευτικά µέσα Με δεδοµένο όµως τα µεγάλα µεγέθη καρτών αποθήκευσης που είναι σήµερα διαθέσιµα αλλά και τις καλές τιµές µε συνεχώς πτωτικές τάσεις, δεν είναι πια ιδιαίτερο πρόβληµα

22 Μέγεθος Ένα άλλο σηµαντικό πλεονέκτηµα που µας δίνουν οι υψηλές αναλύσεις είναι ότι µας δίνουν το περιθώριο του κοψίµατος των φωτογραφιών, µπορούµε να εκτυπώσουµε, τµήµα της φωτογραφίας και να έχουµε έναν ικανοποιητικό αριθµό ΜP ώστε να βγει µε καλή ποιότητα η φωτογραφία µας Τέλος, οι µεγάλες αναλύσεις, µας δίνουν τη δυνατότητα να τυπώσουµε σε µεγέθη µεγαλύτερα από το κλασσικό 15x10 εκατοστά όπως ας πούµε A4. Πολλά MP είναι για τους επαγγελµατίες που χρειάζονται να τυπώνουν ακόµα και σε µέγεθος αφίσας σε περισσότερα από 300dpi

23 Συµπίεση - Αποθήκευση Απωλεστική συµπίεση: διαδοχικές απωλεστικές συµπιέσεις π.χ. JPEG θα επέφεραν αθροιστικά σηµαντική µείωση ποιότητας JPEG: ιατηρεί σε πολύ µεγάλο βαθµό την αίσθηση της αρχικής πληροφορίας παρέχοντας µικρό µέγεθος αρχείου. Παρέχει και αυτό µεταβλητή συµπίεση και χρησιµοποιείται κυρίως για αναπαράσταση και διακίνηση φωτογραφιών στο Internet.

24 Συµπίεση - Αποθήκευση TIFF: format που χρησιµοποιείται όταν υπάρχει ανάγκη να αποθηκεύονται εικόνες που περιέχουν όλη την αρχική τους πληροφορία (µετά από σκανάρισµακ.λπ.) για περαιτέρω διαχείριση, χαρτογραφικού τύπου αρχεία ασυµπίεστης εικόνας µεγάλου µεγέθους Gif: µη απωλεστικού τύπου format συµπιεσµένης εικόνας (αλγόριθµος LZW). Χρησιµοποιείται σε εφαρµογές που έχουν σχέση µε το Internet λόγω της µεγάλης ευελιξίας στους τρόπους αποθήκευσης και χρήσης που παρέχει (µεταβλητή συµπίεση, δυνατότητα διαφάνειας, τύπου interlaced κ.λπ.)

25 Συµπίεση - Αποθήκευση Μη απωλεστική συµπίεση: χωρίς την παραµικρή απώλεια πληροφορίας π.χ. αρχεία RAW, TIFF, JPEG2000 κ.ά. Βασίζονται µη απωλεστικούς αλγόριθµους συµπίεσης. Οι πιο διαδεδοµένοι από αυτούς είναι: RLE (Run Length Encoding): Χρησιµοποιείται από το Adobe Photoshop και από αρκετά διαδεδοµένα format αρχείων των Windows. LZW (Lempel-Zif-Welch): Μέθοδος που χρησιµοποιείται στα format TIFF, PDF, GIF, και στα αρχεία της γλώσσας PostScript. Είναι πιο αποτελεσµατική για τη συµπίεση εικόνων µε µεγάλες περιοχές του ίδιου χρώµατος. ZIP: Μέθοδος που χρησιµοποιείται στα format PDF and TIFF. Και αυτή είναι πιο αποτελεσµατική για τη συµπίεση εικόνων µε µεγάλες περιοχές του ίδιου χρώµατος.

26 Οργάνωση και διαχείριση Στο σύστηµα αρχείων του Η/Υ: σε φακέλους και υποφακέλους µε περιγραφικά ονόµατα. Ψηφιακά αρχεία σε ιεραρχική δοµή, στατική και µονοδιάστατη, χωρίς δυνατότητα πολλαπλής οµαδοποίησης. Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήµατα έχουν ενσωµατωµένες επαρκείς δυνατότητες προεπισκόπησης, αναζήτησης και παρουσίασης Λογισµικό διαχείρισης µε χρήση metadata (σύνολο δεδοµένων που περιγράφουν και χαρακτηρίζουν ένα ψηφιακό έγγραφο, χωρίς να αποτελούν τµήµα του περιεχοµένου του και είναι ενσωµατωµένα σ αυτό) των εταιριών ACD Systems, Adobe κ. ά.

27 Πλεονεκτήµατα ψηφιακής µηχανής Oικονοµία υνατότητα άµεσης προεπισκόπησης υνατότητα οικονοµικής αναπαραγωγής απεριόριστων αντίτυπων υνατότητα αλλαγής στην ευαισθησία λήψης υνατότητα ορθής χρωµατικής απόδοσης υπό οποιοδήποτε τύπο φωτισµού Οι ψηφιακές εικόνες παραµένουν αναλλοίωτες στο χρόνο Τα ψηφιακά µέσα αποθήκευσης έχουν πολύ µεγάλη διάρκεια ζωής, επηρεάζονται ελάχιστα από εξ. παράγοντες Η ταχύτητα µε την οποία τα αποτελέσµατα της φωτογράφησης µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε ηλεκτρονικά µέσα όπως πολυµέσα, δικτυακούς τόπους και

28 Μειονεκτήµατα Υψηλό κόστος απόκτησης Χαµηλότερη ποιότητα σε σχέση µε το συµβατικό film Μικρή αυτονοµία µπαταρίας Χρόνος µεταφοράς στην µνήµη Χρόνος Εκκίνησης Υψηλό κόστος ειδικών εξαρτηµάτων Η αξία µεταπώλησης Με το χρόνο οι διαφορές αµβλύνονται!!!

29 Εξελίξεις στο χώρο (Fujifilm) Οι κυριότεροι τύποι φωτοευαίσθητων αισθητήρων είναι οι CMOS και CCD Οι πιο διαδεδοµένοι είναι σήµερα οι CCD, αν και η νέας γενιάς CMOS που χρησιµοποιούνται από εταιρίες όπως η Canon, δείχνουν ότι µπορούν να αποδώσουν το ίδιο καλά µε τους CCD, ενώ είναι φθηνότεροι και χαµηλότερης κατανάλωσης Παραλλαγές των τεχνολογιών αυτών είναι το SuperCCD της Fujifilm, που χρησιµοποιεί οκταγωνικό σχήµα για τα pixels του αντί για το συµβατικό παραλληλόγραµµο των άλλων εταιριών και σε συνδυασµό µε εξελιγµένες λειτουργίες παρεµβολής (interpolation) µπορεί να διπλασιάσει σχεδόν την ανάλυση της τελικής εικόνας χωρίς απώλειες

30 Εξελίξεις στο χώρο (Foveon) Τρία διαφορετικά διαδοχικά στρώµατα φωτοδιόδων Το φως περνάει από τα στρώµατα που απορροφούν µπλε πράσινο και κόκκινο διαδοχικά. Κάθε εικονοστοιχείο του αισθητήρα παράγει πλήρες χρώµα, αντίθετα µε τα CCD/CMOS, όπου κάθε εικονοστοιχείο αναγνωρίζει και αποδίδει µόνο ένα από τα 3 χρώµατα του RGB, µε 25% R, 25% B και 50% G

31 Προστασία πνευµατικών δικαιωµάτων Ο νόµος 2121/93 Περί Πνευµατικής Ιδιοκτησίας και Συγγενικών ικαιωµάτων, κατοχυρώνει ρητά το φωτογραφικό copyright Oι φωτογραφίες προστατεύονται ως αυτοτελή έργα που εκφράζονται µε ορισµένη µορφή Στα χέρια του δηµιουργού - φωτογράφου προσφέρεται ένα πλέγµα διατάξεων που τον κατοχυρώνουν απόλυτα Ανήκει πλέον στη δική του πρωτοβουλία πώς θα µεθοδεύσει την προστασία και τη διεκδίκηση των δικαιωµάτων του εφόσον παραβιασθούν

32 Επίλογος Η φωτογραφία κατασκευάζει την πραγµατικότητα είτε έχει αυτή την πρόθεση είτε όχι Μπορείς να µοιραστείς στιγµές, καταστάσεις, αλλά και να τις κρατήσεις για πάντα ιεγείρει τη φαντασία αφού αφήνεται ελεύθερη Είναι για όσους δε φοβούνται να αφεθούν σε συναισθήµατα, για όσων η σκέψη γρηγορεί, για όσους γοητεύονται από την αναζήτηση Pablo Picasso: I have discovered photography. Now I can kill myself. I have nothing else to learn.