Цифровые камеры

Нетрудно понять причины того бума, который вызывают сейчас цифровые камеры (digital cameras). Множество издательских приложений, драматическое расширение Web с его ненасытным аппетитом к визуальным изображениям и обилие дешевых принтеров, обеспечивающих фотореалистические распечатки, делают цифровую камеру неоценимым устройством. Постоянное повышение качества изображений и снижение стоимости цифровых камер превращают их в стандартное периферийное устройство для домашних и офисных РС.

В общем, цифровая камера очень похожа на традиционную пленочную фотокамеру. В ней имеются видоискатель для наведения объектива, линзы для фокусировки изображения на светочувствительное устройство и средства для сохранения нескольких изображений и при необходимости удаления их. В обычной камере светочувствительная пленка "захватывает" изображение и сохраняет его после химического процесса проявления. Цифровая фотография использует комбинацию совершенной технологии датчиков изображений и цифровые запоминающие устройства, что позволяет "захватывать" изображения в цифровом формате, которые доступны практически мгновенно, без всякого процесса проявления.

Однако несмотря на один и тот же принцип работа цифровой камеры совершенно отличается от работы пленочной камеры. Восприятие изображения производится CCD- (Charge-Coupled Device - прибор с зарядовой связью) или CMOS-датчиками. Каждый элемент датчика преобразует свет в напряжение, пропорциональное яркости, которое подается на аналого-цифровой преобразователь (Analog-to-Digital Converter - ADC).

ADC преобразует напряжение CCD в двоичный код. Цифровой выход ADC подается в цифровой сигнальный процессор (Digital Signal Processor - DSP), который корректирует контраст и резкость, а также сжимает изображение для передачи его в память. Чем ярче свет, тем больше напряжение и тем ярче результирующий компьютерный пиксел. Чем больше элементов, тем выше разрешающая способность (resolution) и тем больше деталей изображения можно захватить.

Работать с цифровой камерой легко и просто. CCD- или CMOS-датчики действуют в течение всего срока службы камеры. Не нужно перематывать пленку между двумя роликами, что минимизирует число подвижных деталей.

CCD-датчики

CCD-элементы являются главным компонентом большинства цифровых камер и заменяют затвор и пленку обычных фотокамер. Они были разработаны еще в 60-е годы прошлого века для дешевой памяти большой емкости. Разработавшие CCD-технологию ученые вначале даже не предвидели возможность использования ее для захвата изображений.

В 1969 г. два исследователя Willard Boyle и George Smith из компании Bell Labs открыли возможность использования CCD-приборов для хранения данных. Первые CCD-приборы для захвата изображений с разрешающей способностью 100х100 пикселов были созданы в 1974 г. в компании Fairchild Electronics. В следующем году CCD-приборы были использованы в телевизионных камера для коммерческого телевидения и вскоре стали широко применяться в телескопах и медицинских приборах для обработки изображений. Прошло значительное время до того, как на основе CCD-приборов были разработаны потребительские цифровые камеры.

CCD-матрица действует как электронный эквивалент глаза человека. Каждая CCD-матрица состоит из миллионов ячеек, называемых фотоловушками (photosites), или фотодиодами (photodiodes). По существу, они представляют собой светособирающий приемник, который преобразует оптическую информацию в электрический заряд. Когда частицы света - фотоны - попадают в кремниевое тело фотоловушки, они предоставляют достаточно энергии для освобождения отрицательно заряженных электронов. Чем больше света попадает в фотоловушку, тем больше появляется свободных электронов. К каждой фотоловушке подключен электрический контакт и когда к нему прикладывается напряжение, кремний под каждой фотоловушкой становится восприимчивым к освобожденным электронам и действует как их контейнер. В результате каждая фотоловушка имеет конкретный заряд, ассоциированный с ней, - чем больше заряд, тем ярче интенсивность ассоциированного пиксела.

Следующий этап процесса передает этот ток в так называемый регистр отсчета (read-out register). Когда заряды входят в регистр отсчета, а затем выходят из него, они удаляются и поскольку заряд в каждой строке "связан" со следующим, проявляется эффект "перетаскивания" заряда в следующий. Затем сигналы поступают в усилитель, а после усиления подаются на аналого-цифровой преобразователь ADC.

Фактически фотоловушки CCD-матрицы реагируют только на свет, а не на цвет. Цвет добавляется в изображение с помощью красного, зеленого и синего фильтров, помещенным перед каждым пикселом. Поскольку CCD-матрица имитирует глаз человека, пропускание зеленых фильтров к пропусканию красных и синих фильтров равно к двум к одному. Это объясняется тем, что глаз человека наиболее чувствителен к желто-зеленому свету. Поскольку пиксел может представить только один цвет, истинный цвет образуется усреднением интенсивности света пикселов вокруг него - этот процесс называется интерполяцией цвета.

Компания Fujifilm разработала совершенно новый CCD с большими восьмиугольными фотоловушками, расположенными под углами 45 градусов, вместо стандартных квадратных фотоловушек. Новая конструкция позволила избежать шумов в сигнале, которые ранее накладывали ограничения на плотность фотоловушек в CCD-матрице. Благодаря этому достигнуты лучшее воспроизведение цвета, более широкий динамический диапазон и повышенная чувствительность, а в результате получаются более четкие и расцвеченные цифровые изображения.

CMOS-датчики

В 1998 г. для захвата изображений были разработаны CMOS-датчики.

Производственный процесс CMOS-технологии аналогичен тому, который используется для выпуска микросхем процессоров и памяти. Поскольку эта технология давно отработана, CMOS-датчики оказались намного дешевле специальных CCD-датчиков. Еще одно преимущество CMOS-датчиков состоит в меньшей потребляемой мощности. Более того, если CCD-датчики выполняют только одну функцию регистрации попадания света на сотни тысяч точек отсчета, на CMOS-датчики можно возложить решение и других задач, например аналого-цифровое преобразование, фильтрацию сигналов и др. Наконец, можно повысить плотность CMOS-датчиков и битовую глубину без их значительного удорожания.

По этим и другим причинам многие эксперты считают, что почти все потребительские цифровые камеры будут выпускаться с CMOS-датчиками, а CCD-датчики останутся только в высококачественных камерах. При этом остается решить такие проблемы, как изображения с помехами и невозможность правильно захватывать движение.

В конце 2000 г. компания Foveon Inc. сделала значительный рывок, выпустив CMOS-датчик изображений с 16.8 млн пикселов (4096x4096), что в три раза выше разрешающей способности любых фотографических CMOS-датчиков и в 50 раз выше разрешающей способности CMOS-датчиков для потребительских цифровых камер. Датчик содержит почти 70 млн транзисторов и имеет активную площадь 22х22 мм. Ожидается, что через полтора года датчик будет применяться в профессиональных камерах, сканерах пленок, медицинских приборах и др. Со временем при снижении стоимости этот датчик найдет дорогу и на рынок потребительских цифровых камер.

Качество изображения

Качество изображения цифровой камеры зависит от нескольких факторов, включающих в себя оптическое качество линз, микросхемы захвата изображения, алгоритмы сжатия и др. Однако определяющим качество изображения фактором является разрешающая способность (resolution) CCD-матрицы. Чем больше элементов, тем выше разрешающая способность и тем более высокую детальность изображений можно получить.

В 1997 г. типичная естественная разрешающая способность потребительских цифровых камер составляла 640х480 пикселов. Через год технологические достижения позволили освоить выпуск "мегапикселных" камер с разрешающей способностью 1024х768 и даже 1280х960. В начале 1999 г. разрешающая способность была доведена до 1536х1024, а к середине этого года появились CCD-матрицы с 2.3 млн элементов, поддерживающие разрешающую способность 1600х1200. Через год были разработаны CCD-матрицы с 3.34 млн элементов, что повысило максимальную разрешающую способность до 2048х1536 пикселов.

На этом уровне сырая разрешающая способность превратилась в игру слов и оказывается вторичной по отношению к другим факторам качества цифровой камеры. В частности, очень важно, насколько чистой информация поступает в аналого-цифровой преобразователь ADC.

Качество процесса управления цветом CCD является еще одним важным фактором и одной из главных причин различий в выходе камер, имеющих одинаковую по числу пикселов CCD-матрицу. Этот процесс нельзя путать с методом интерполяции (interpolation), используемый некоторыми производителями для получения растровых файлов, в которых разрешающая способность выше истинной оптической разрешающей способности (разрешающей способности CCD-матрицы). Этот метод (который точнее назвать повторной дискретизацией - resampling) добавляет пикселы, используя уже имеющуюся информацию, и хотя он повышает эффективную разрешающую способность, это достигается за счет снижения резкости и контраста. Вместо стандартной интерполяции, в которой пикселы копируются и вставляются для получения больших изображений, в некоторых камерах применяется способ программного увеличения (software enlargement), который дает лучшие результаты по сравнению с обычной интерполяцией. При этом для создания больших изображений пикселы копируются и вставляются там, где программа увеличения считает необходимым вставить их для получения прямых, фигур, узоров и контуров.

Еще одним ограничивающим фактором оказываются процедуры сжатия изображения, которые применяются во многих цифровых камерах для того, чтобы сохранить больше изображений в имеющейся памяти. Некоторые цифровые камеры сохраняют изображения в фирменном формате и для доступа к ним нужна программа от производителя. Однако большинство цифровых камер сжимают и сохраняют изображения в стандартных форматах JPEG или FlashPIX, которые считывают почти все графические пакеты. Тем не менее, многие камеры имеют несколько различных параметров сжатия, позволяющие пользователям выбрать компромисс между качеством и размером изображения, включая опцию сохранять изображения без сжатия ('CCD raw mode') для получения самого лучшего качества.

Принадлежности и возможности цифровых камер

Практически во всех современных камерах имеется цветная LCD-панель. Она действует как небольшой экран графического пользовательского интерфейса, позволяя скорректировать все предоставляемые камерой параметры. Панель оказывает неоценимую помощь в предварительном просмотре и упорядочивании изображений без необходимости подключаться к РС. Обычно панель можно использовать для одновременного отображения миниатюрных изображений (thumbnails) хранимых снимков или просмотра конкретного снимка во весь экран; при необходимости снимок можно удалить из памяти.

Некоторые камеры имеют однолинзовый отражающий (Single-Lens Reflex - SLR) видоискатель - то, что пользователь видит через видоискатель, есть точно то, что "видит" CCD-матрица камеры. В большинстве камер имеется отдельный компактный видоискатель, который "видит" снимаемую картинку под несколько другим углом, что создает проблемы параллакса. Большинство цифровых камер позволяет вместо оптического видоискателя использовать LCD-панель, снимая проблему параллакса. В некоторых моделях она скрыта на задней откидной заслонке, которую нужно откинуть, повернуть, а затем сложить на место. Такая конструкция несколько неудобна, но она имеет пару достоинств по сравнению с фиксированным экраном. Во-первых, в нерабочем состоянии экран защищен и, во-вторых, его можно гибко позиционировать, чтобы позволить фотографу сделать автопортрет или держать камеру над головой, но все же управлять кадром снимка. Кроме того, этим приемом решается одна из проблем использования LCD-видоискателя - затрудненный просмотр при прямом солнечном освещении. Конечно, продолжительная работа с LCD-видоискателем быстро истощает батарею.

Чтобы решить эту проблему, в некоторых LCD-панелях предусматриваются средства экономии энергии, позволяющие использовать их без задней подсветки. На практике эти средства оказываются полезными. Если имеется достаточно света для верхней подсветки, LCD-панель становится бесполезной.

Часто сообщается о том, что цифровые камеры имеют линзы, фокусные расстояния которых эквивалентны линзам популярных 35 мм пленочных камер. Фактически большинство цифровых камер имеют линзы с автофокусировкой, имеющих фокусное расстояние 8 мм; этим обеспечивается эквивалентное перекрытие стандартной пленочной камеры, потому что CCD-матрица намного меньше кадра 35 мм пленки. Управление апертурой и скоростью затвора также полностью автоматизированы, но некоторые камеры обеспечивают ручную настройку. Несмотря на то, что оптическая разрешающая способность не рекламируется для цифровых камер, она сильно влияет на качество изображения. Скорость затвора (выдержка) цифровых камер обычно составляет от 0.25 до 0.002 секунды.

Возможность увеличения (наезда) становится все более популярной принадлежностью цифровых камер. Некоторые камеры обеспечивают постепенное увеличение по всему фокусному расстоянию, а другие имеют две или три предопределенные установки. Цифровое увеличение не повышает качества изображения, а просто берет часть изображения и использует программу камеры для автоматического развертывания изображения на полный экран с помощью интерполяции. Некоторые цифровые камеры обеспечивают средство цифрового увеличения как альтернативу истинному оптическому увеличению, а другие предлагают его как дополнительную возможность.

Для снимков с близкого расстояния часто предусматривается функция макро, позволяющая делать снимки с расстояния до 3 см, но обычно он составляет от 10 до 50 см. Некоторые камеры имеют даже блок поворотной линзы, способный поворачиваться на угол до 270 градусов, но изображение на LCD-панели видоискателя не зависит от угла поворота.

Некоторые камеры предлагают несколько вариантов экспозиции изображений. Наиболее популярным является пакетный режим, который позволяет сделать несколько снимков от одного нажатия затвора - до 15 снимков в пакете с задержками от одной до трех секунд. Часто встречается также возможность производства снимка с установленной задержкой. Можно также сделать четыре последовательных снимка, каждый из которых занимает только четверть CCD-матрицы, что позволяет получить кадр с четырьмя отдельными изображениями. Съемка производится с установленным временным интервалом между снимками.

Некоторые камеры имеют режим ручной экспозиции. Обычно в этом режиме можно установить четыре параметра: цветовой баланс (colour balance), компенсацию экспозиции (exposure compensation), мощность вспышки (flash power) и синхронизацию вспышки (flash sync). Цветовой баланс можно установить в соответствии с имеющимися условия освещения - дневной свет, электролампы и флюоресцентные лампы. Компенсация экспозиции изменяет общую экспозицию снимка относительно измеренной "идеальной" экспозиции. Эта возможность позволяет скорректировать снимок, сделав его с недостаточной или избыточной экспозицией. Мощность вспышки позволяет постепенно изменять силу вспышки, а синхронизация вспышки позволяет использовать вспышку независимо от других параметров камеры.

В камеры все чаще встраиваются средства, обеспечивающие создание различных эффектов. Например, фотограф может выбрать черно-белый, негативный или цветной режим. Помимо использования этих режимов для художественных эффектов, черно-белый режим полезен при съемке изображений документов для последующего оптического распознавания символов (Optical Character Recognition - OCR). Некоторые цифровые камеры имеют "спортивный" режим, который добавляет резкости захваченным изображениям движущихся объектов, и режим "ночной съемки" с более продолжительными выдержками.

Режимы панорамирования отличаются по своей степени сложности. В простейшем варианте почтовой открытки изображение подстраивается под верхний и нижний края стандартного изображения, что экономит память. Более экзотической является возможность получения псевдо-панорамных снимков, захватывая последовательность изображений и затем объединяя их в единый панорамический ландшафт, используя специальную программу.

Во всех камерах имеется автоматический таймер, обычно обеспечивающий задержку в 10 секунд между моментом нажатия затвора и фактическим захватом изображения. Кроме того, все современные цифровые камеры имеют встроенную автоматическую вспышку.

Сейчас во многих камерах можно накладывать на изображение дату и время или другой выбранный текст. В самое последнее время появились камеры с микрофоном, который позволяет сделать звуковое пояснение в стандартном формате WAV. После записи звук можно передать во внешнее устройство для воспроизведения или воспроизвести через наушники, используя специальный разъем.

Еще двумя возможностями, показывающими близость цифровых камер к общей технологии РС, являются возможность переслать миниатюрные изображения по электронной почте и возможность захватывать короткие видеоклипы, которые сохраняются в формате MPEG-1.

Работа с цифровой камерой

Важно отметить, что съемка цифровой камерой не всегда похожа на съемку пленочной камерой. Большинство цифровых камер требуют временного интервала в одну-две секунды от момента нажатия кнопки затвора до захвата изображения камерой. Чтобы научиться учитывать это обстоятельство, требуется некоторый практический опыт. Это же обстоятельство делает некоторые камеры плохо подходящими для съемки подвижных игр. Однако этот недостаток быстро преодолевается и уже выпускаются камеры, которые почти не требуют задержки.

Большинство цифровых камер также требуют интервала восстановления между снимками для обработки изображения после захвата (преобразования из аналоговой формы в цифровую, отображения, повышения резкости и сжатия изображения, а также сохранения изображения в файле). Этот интервал может составлять от нескольких секунд до полминуты в зависимости от камеры и состояния батарей.

В большинстве цифровых камер применяются перезаряжаемые никель-кадмиевые или никель-гидридные батареи, а также обычные щелочные батареи (обычно четыре батареи АА). Срок службы батарей сильно варьируется в камерах разных типов. В общем, перезаряжаемых батарей обычно хватает на съемку в течение от 45 минут до двух часов в зависимости от того, насколько интенсивно используются вспышка и LCD-панель, а четырех щелочных батарей АА обычно хватает на один час съемки.

Полупроводниковая память

Многие цифровые камеры первого поколения имели внутреннюю память 1-2 МБ, которой хватает примерно на 30 снимков стандартного качества с размером 640х480 пикселов. Конечно, после заполнения памяти снимать было нельзя до передачи снимков в РС или удаления некоторых снимков из памяти.

В современных цифровых камерах применяется сменная память, что обеспечивает два важных преимущества. Во-первых, после заполнения карты памяти ее можно просто вынуть и заменить на другую. Во-вторых, при наличии в РС некоторых аппаратных средств карту памяти можно просто вставить в РС и фотографии считываются с нее, как с жесткого диска. В 1999 г. за доминирование на рынке цифровых камер "сражались" два конкурирующих формата:

• Карты CompactFlash: Впервые выпущенная в 1994 г. компанией SanDisk и основанная на технологии флэш-памяти, карта CompactFlash обеспечивает энергонезависимую память, не требующую питания для хранения данных. Фактически это флэш-карта PC Card, которая уменьшена примерно на четверть своего оригинального и использует 50-контактное соединение, которое вставляется в стандартный 68-контактный разъем Type II PC Card. Карты CompactFlash имеют размер 43х36 мм и выпускаются как карты типов Type I и Type II, хотя преобладают карты Type I. Карта Type I имеет толщину 3.3 мм и работает в слотах Type I и Type II. Карта Type II имеет толщину 5 мм и работают только в слоте Type II. К концу 2000 г. максимальная емкость карт Type I и Type II составляла 192 МБ и 300 МБ, соответственно.
• Карты SmartMedia: Ранее называвшиеся SSFDC (Solid-State Floppy Disk Card), когда их в 1996 г. выпустила компания Toshiba, карты SmartMedia значительно меньше и легче карт CompactFlash, имея размер 45х37 мм и толщину 0.78 мм. Карты имеют фирменный 22-контактный разъем, который можно адаптировать для слотов PC Card ноутбуков. Емкость меньше емкости карт CompactFlash - в конце 2000 г. максимальная емкость составляла 128 МБ, что позволяет хранить 560 высококачественных фотографий (1200x1024), однако удельная стоимость а мегабайт меньше.

Имеются устройства для обоих типов носителей, обеспечивающие доступ через стандартный накопитель на гибком диске или параллельный порт РС. Наибольшую производительность обеспечивает SCSI-устройство, которое позволяет добавить слоты PC Card к настольному РС. Карты CompactFlash имеют более жесткую конструкцию, чем карты SmartMedia. Карты SmartMedia имеют желтые контакты, которые при продолжительном использовании чернеют. Карты CompactFlash могут работать в температурном диапазоне от 25 до 75 градусов Цельсия и срок службы составляет 100 лет. Карты SmartMedia имеют рабочий температурный диапазон от 0 до 50 градусов Цельсия и допускают запись не менее 250 000 раз.

При 24-битовом цвете и разрешающей способности 1800x1200 изображения потребительских камер в середине 1999 г. занимали 6.2 МБ и технология памяти становится важным фактором технологии цифровой камеры. Пока неясно, какой стандарт "одержит победу" в конкурентной борьбе. Карты SmartMedia получили хороший старт, но карты CompactFlash использовались также в PDA и эта дополнительная универсальность может оказаться серьезным достоинством.

В конце 1999 г. на арену вышла компания Sony со своими картами Memory Stick. Карта Memory Stick емкостью 32 МБ предназначена для использования в компактных потребительских устройствах, например цифровых камерах и видеокамерах. Фирменный 10-контактный разъем обеспечивает простые вставку и удаление, а также надежное соединение, а уникальный переключатель Erasure Prevention Switch помогает защитить данные от случайного стирания.

Дисковая память

В некоторых высококачественных профессиональных камерах в качестве памяти используются жесткие диски в стандарте PCMCIA. Несмотря на то, что накопитель не потребляет мощности после записи изображений и имеет намного большую емкость (в накопителе емкостью 170 МБ можно хранить до 3200 изображений с разрешающей способностью 640х480), у варианта с жестким диском имеются некоторые недостатки. Средний жесткий диск PC Card потребляет значительную мощность при холостом вращении, еще больше в операциях считывания и записи и даже еще больше при разгоне. Поэтому неэкономично включить накопитель, сделать пару фотографий и выключить накопитель; все снимки приходится делать и сохранять за один этап, но даже при этом батарея камеры быстро истощается. Важное значение имеют также жесткость и надежность. Движущие части накопителей выполнены с очень строгими механическими допусками, поэтому жесткие диски из-за своей конструкции менее надежны, чем полупроводниковые носители.

Поскольку разрешающая способность цифровых камер постоянно повышается, все настоятельнее оказывается необходимость иметь большую память для хранения изображений. В 1999 г. компания Iomega выпустила новое устройство сменной памяти для цифровых камер, ноутбуков и ручных РС. Накопитель Clik! с питанием от батареи поддерживает интерфейс карт PC Card и предоставляет емкость 40 МБ на карточке размером 50х50 мм и весом 10 Г. Он поставляется с адаптером, позволяющим передать изображения из карт CompactFlash и SmartMedia на его значительно более дешевый носитель. В 2000 г. компания Agfa выпустила первую цифровую камеру ePhoto CL30 Clik! с дисками Clik! как основной памятью.

В середине 1999 г. компания IBM выпустила самый маленький в мире дисковый накопитель Microdrive. В накопителе Microdrive имеется один диск диаметром 1", который весит 16 Г и вращается со скоростью 4500 об/мин. Емкость диска составляет 170 МБ или 340 МБ. Используя интерфейс Type II CompactFlash, новое устройства переносит память CompactFlash в новое измерение. Поскольку емкость 340 МБ соответствует поверхностной плотности 5.04 Гб/кв. дюйм, а компания IBM уже выпускает обычные накопители с удельной плотностью в два раза больше, емкость микронакопителей в ближайшее время будет значительно повышена.

Одно из главных достоинств цифровых камер заключается в отсутствии механических частей. Поскольку все в камере является цифровым и в ней нет движущихся частей, надежность камер очень высока. Однако компания Sony ввела накопитель на гибком диске 3.5" в семейство Mavica цифровых камер. Каждый диск может хранить 40 неподвижных изображений или 60 секунд аудио и видео в формате MPEG. Высокоскоростной шпиндельный двигатель совместно с новым цифровым сигнальным процессором обеспечивают быстрое сжатие JPEG.

Поскольку емкость гибкого диска ограничена, встроенный накопитель не пригоден для снимков с высокой разрешающей способностью. Вместе с тем носитель в виде гибкого диска универсально совместим, дешев и легко доступен. Кроме того, работать с гибким диском очень просто - не нужно никаких разъемов и кабелей. Конечно, накопитель увеличивает вес и объем камеры, которые должны быть максимально компактными, но многим пользователям нравятся камеры, которые нужно держать в обеих руках. Потенциальная ненадежность в некоторой степени компенсируется средством копирования 'Whole Disk', которое позволяет легко делать копии дисков. В этот режиме изображения с оригинального диска копируются во внутреннюю память камеры, а оттуда на второй диск.

В конце 2000 г. компания Sony реализовала еще один новый подход, выпустив модель Mavica с диском CD-R диаметром 3" и емкостью 156 МБ. Такая емкость позволяет хранить 300 изображений с разрешающей способностью 640х480 пикселов, которые сжимаются в формате JPEG.

Подключения к компьютеру

Несмотря на тенденцию применения сменной памяти, цифровые камеры обеспечивают подключение к РС для выгрузки изображений. Передача обычно осуществляется с помощью последовательного кабеля RS-232 с максимальной скоростью 115 Кб/с, но некоторые профессиональные модели предоставляют более быстрое соединение с интерфейсом SCSI. Поставка операционной системы Windows 98, поддерживающей универсальную последовательную шину (Universal Serial Bus - USB), привела к тому, что многие камеры теперь оснащаются интерфейсом USB. Этот интерфейс обеспечивает скорость передачи почти в три раза выше, чем RS-232. Сейчас во многих цифровых камерах предусматривается также драйвер TWAIN, который позволяет загрузить изображения в стандартный графический редактор.

Некоторые цифровые камеры имеют сокет видеовыхода и кабель S-Video, которые позволяют отображать изображения через проектор, на телевизоре или передавать в видеомагнитофон. Более того, некоторые камеры допускают загрузку в них изображений, что превращает камеру в мобильное средство презентации.

Все большее число камер позволяют исключить РС и выводить изображения непосредственно на принтер. Однако из-за отсутствия общепринятых стандартов каждая камера требует специальный принтер, выпускаемый производителем камеры. Лучшее качество печати снимков обеспечивают дорогие принтеры с термосублимацией красителя.

Цифровая или пленочная камера

Несмотря на определенную популярность и гибкость цифровых камер, считается, что пока по качеству изображений они уступают традиционным пленочным фотоаппаратам. Поскольку это утверждение связано со сравнением двух совершенно различных технологий, остановимся на этом вопросе подробнее.

Прежде всего рассмотрим разрешающую способность. Если для цифровой камеры разрешающая способность определяется просто CCD-матрицей, то представить разрешающую способность пленки в абсолютных единицах сложнее. При разрешающей способности 1280х960 типичная цифровая камера воспроизводит кадр с примерно 1.2 млн пикселами. Объектив современной пленочной камеры обеспечивает разрешение минимум 200 пикселов на миллиметр. Так как стандартный кадр пленки имеет размеры 24х36 мм, получается эффективная разрешающая способность 24x 200x36x200 = 34 560 000. Конечно, на практике такая разрешающая способность редко достижима и редко требуется. Тем не менее, эти числа показывают, что цифровые камеры пока значительно уступают пленочным камерам.

Однако это только часть ответа и далее необходимо рассмотреть вопрос о цвете. Здесь цифровые камеры оказываются лучше. Обычно CCD-элементы в цифровой камере захватывают цветовую информацию в виде 24 битов на пиксел. В результате получается 16.7 млн цветов, что считается максимальным числом цветов, которое различает глаз человека. Само по себе это обстоятельство не дает явного преимущества над пленкой. В отличие от кристаллов галоидного серебра в пленке CCD-элементы захватывают каждый из трех компонентов цвета (красный, зеленый и синий) без смещения (bias). Фотопленки имеют определенное цветовое смещение, которое зависит от типа пленки и, в некоторой степени, от производителя, а это может оказать неблагоприятное воздействие на изображение в соответствии с его цветовым балансом.

Однако именно кристаллы галоидного серебра обеспечивают фотопленке важное преимущество. Если ячейки на CCD-матрице расположены по строкам и столбцам, то кристаллы в пленке распределены случайно, без всяких шаблонов. Поскольку глаз человека очень чувствителен к шаблонам, он легко обнаруживает регулярную структуру пикселов. При увеличении фотопленки точки будут различимы, но никакой регулярности не будет. В результате глаз воспринимает снимки от пленочной камеры менее "блоковыми" по сравнению со снимками от цифровой камеры.

Имеются два способа решения этой проблемы для цифровых камер. Во-первых, производители могут разработать модели, которые захватывают изображение с более высокой разрешающей способностью, чем может воспринимать глаз человека. Во-вторых, в камеры можно встроить алгоритмы клиширования (dithering), которые преобразуют изображение после его захвата CCD-матрицей. Однако оба эти способа увеличивают размеры файлов изображений и время обработки.

Цифровое видео

Сейчас рождается новое поколение полностью цифровых видеокамер, которые ведут к полностью цифровой видеообработке. Прежде настольное видеоредактирование опиралось на "захват" аналогового видео в потребительских форматах Super VHS или Hi-8, а также в профессиональном формате Betacam SP, с преобразованием в цифровые файлы на жестком диске РС. Этот процесс оказывается громоздким и утомительным, а также ставит проблемы полосы пропускания. Была разработана кассета DV, которая представляет собой компактную ленту, причем размер кассеты составляет три четверти размера кассеты DAT. Благодаря этой кассете камеры, карты захвата изображений, редактирование и окончательная обработка реализуются цифровыми средствами.

Благодаря DV выход камеры представлен в сжатом цифровом формате. Однако файлы DV оказываются все-таки очень большими и переход на цифровое видео означает оснащение видеокамер интерфейсом IEEE 1394. При этом для передачи файлов DV в систему редактирования на базе РС в компьютере потребуется только интерфейсная карта IEEE-1394. В конце 1998 г. системы редактирования системы редактирования с интерфейсом IEEE-1394 были дорогими и ориентировались на профессиональный рынок.

Однако все больше РС оснащаются интерфейсом IEEE-1394, что упростит подключение к ним разнообразных устройств, в том числе и цифровых видеокамер.