Srdcem všech digitálních fotoaparátů je snímací senzor, který je schopen převádět světelné paprsky na elektrické signály. Paradoxem je, že tento senzor je „barvoslepý“, a přitom vytváří barevný snímek. Jak tedy funguje?
Snímací senzor je malá destička polovodičových buněk, z nichž každá snímá množství dopadajících fotonů a převádí je na odpovídající velikost elektrického napětí. To je dále zesíleno zesilovačem, převedeno A/D převodníkem z analogového signálu na digitální a dále zpracováváno. Čas potřebný k dostatečnému ozáření senzoru se nazývá expozice. Většina fotoaparátů si ji určuje automaticky podle aktuálního osvětlení, zkušený fotograf ji ale může nastavit i manuálně.
Co je ISO
Čím je citlivost snímacího senzoru větší, tím méně dopadajícího světla za časovou jednotku potřebuje k získání dostatečného výstupního signálu. Nastavení citlivosti čipu se označuje parametrem ISO. Pokud nastavíme citlivost například na hodnotu ISO 400, budeme potřebovat pro expozici osmkrát méně světla než při nastavení na hodnotu ISO 50. Skoro by se zdálo, že takto nepotřebujeme k focení za špatného světla ani blesk, prostě jen zvýšíme ISO na maximum a senzor si s tím poradí. Bohužel tomu tak není. Při vysokých hodnotách ISO se totiž začne u senzorů projevovat vysoká hladina elektronického šumu, který snímek znehodnocuje. V každé světločivné buňce, aniž by na ni dopadalo světlo, totiž vzniká malé napětí, které se na snímku projevuje jako šum. Zvýšením hodnoty ISO v podstatě říkáme senzoru, aby za maximální jas považoval menší hodnotu napětí vygenerovaného dopadajícím světlem. Čím menší toto napětí bude, tím menší bude i jeho odstup od hladiny šumu. Kromě toho s rostoucí hodnotou ISO klesá světelná i barevná hloubka a obraz je méně ostrý.
Svět RGB
Senzor je schopen zaznamenávat intenzitu světla. Jak je to ale s jeho barvou? Jednotlivé pixely (buňky) jsou vlastně „barvoslepé“. Musí být před ně proto vložena barevná maska. Stejně jako v monitorech, displejích či televizních obrazovkách se i v digitálních fotoaparátech používá míchání barevných kanálů RGB. Kombinací tří hlavních barev - červené (Red), zelené (Green) a modré (Blue) - lze vytvořit téměř jakoukoli barvu. Maska nad senzorem propustí k jednotlivým buňkám pouze paprsek určité barvy, jehož intenzitu pak může buňka měřit.
CMOS a CCD
Nejčastěji se používá tzv. Bayerova maska RGBG, v níž se střídají políčka zelená, modrá, zelená, červená, zelená atd. Maska má tudíž dvojnásobný počet zelených filtrů než červených a modrých, čímž se simuluje zvýšená citlivost lidského oka na zelenou barvu a výsledný snímek je pro naše vnímání přirozeněji barevný. K tomu, aby každý jednotlivý snímací pixel obdržel informaci i o poměru zbylých dvou barev, se využívá tzv. interpolace, která připočítává hodnoty ze sousedních pixelů. Jeden obrazový bod výsledné fotografie tak vlastně skládají čtyři sousedící pixely.
Takto popsané míchání barev RGB využívají nejčastěji používané snímací senzory CMOS a CCD, které se od sebe liší způsobem odvádění elektrického náboje i technologií výroby.
Snímač Foveon
Mnohem efektivnější strategii snímání barev využívají senzory typu Foveon, u nichž jsou barvocitlivé vrstvy umístěny pod sebou, přičemž každá z nich registruje jen svou barvu a zbylé dvě propustí. První je modrá, pak zelená a nakonec červená. Modré světlo má z těchto tří barev nejkratší vlnovou délku, je tedy při stejné tloušťce materiálu pohlcováno víc než červené, které má vlnovou délku největší. Proto je modrá barva hned nahoře a červená poslední. Snímač Foveon tedy nemusí snímek dopočítávat interpolací a každý pixel sám o sobě vytváří celobarevnou RGB informaci.
Nastavení bílé
Důležitou součástí digitálního fotografování je možnost nastavení bílé barvy. V běžném životě si neuvědomujeme, že světlo, a tedy i barvy předmětů nejsou za všech okolností úplně stejné. Jinak se jeví barva předmětu pod žárovkou a jinak při denním světle. Je to způsobeno tím, že žárovka produkuje světlo pouze na určitém intervalu vlnových délek, kdežto světlo slunce pokrývá celé viditelné spektrum. Barva předmětu, jak ji vnímáme, je vlastně jeho schopnost odrážet světlo určité vlnové délky. Černý předmět všechny složky bílého světla zcela pohlcuje, bílý naopak všechny odráží. Pokud ale na bílý předmět posvítíme pouze zeleným světlem, uvidíme zelenou. Bílá se tudíž nemusí vždy našemu oku jevit jako bílá. U digitálního snímání proto někdy potřebujeme nastavit „správnou“ bílou barvu. Většina aparátů nabízí přednastavené funkce (white balance) či manuální nastavení.
Názory
Petr, 15 let
My máme doma kompaktní digitální foťák a určitě nám stačí. Zrcadlovku jsem nikdy v ruce neměl, ale vím, že dělá lepší snímky a má víc možností nastavení.
Martin, 14 let
Já mám kompakt značky Canon a zkouším s ním různá nastavení. Vím, jak funguje clona a manuální ostření. Odborník na focení sice určitě nejsem, ale dobře vyfocený snímek poznám.
Denisa, 14 let
Mám vlastní digitální foťák a fotím docela ráda. Kromě zoomu na něm ale nic nenastavuji a všechno fotím na automat. Zatím jsem nezkoušela ani přednastavené programy, protože se mi to zdá zbytečné.
Karel, 14 let
Máme digitální foťák společně se ségrou. Já fotím víc, ale nebaví mě pak dávat fotky do počítače. Někdy, když mám čas, si fotky prohlížím a některé upravuju.
