الصــورة التقليدية و الرقـمية •
الصورة الرقمية لم تختلف عن التقليدية فمازلنا بحاجة إلى ضوء وعدسة لأخذ الصورة لتنقل إلى مساحة حساسة تتشكل عليها الصورة وكذلك إلى غالق لضبط المدة التي يدخل فيه الضوء
• اختلاف التصوير الرقمي عن التصوير الفوتوغرافي العادي يكمن في عدم استخدم المواد الكيميائية لعملية الإظهار واستخدام شريحة CCD أو CMOS البديلة عن الأفلام الحساسة، وهذه الشرائح تحول الصورة من نقاط مضيئة مستمرة ومتدرجة إلى نظام رقمي يستطيع الكمبيوتر أن يقرأه ويسجله على قرص إليكتروني.
• كلمة Pixel هي اختصار لعبارة Picture Element، حيث فإنه تقسم الشاشة ليعطي لكل بيكسل لونه وسطوعه, وتسمى الصور الناتجة باسم bit-maps .
• ولذا عندما نقول إن درجة الوضوح للكاميرا تساوى 12 ميجا بيكسل مثلا فمعنى ذلك أن الصورة تحتوى على 12 مليون بيكسل.
• الصور الرقمية مستحدث ترجع أصوله إلى التصوير الفوتوغرافي التماثلي كفن في البداية وعلم حديث لم يتطور حتى الخمسينات من القرن السابق.
• الصور الرقمية جاءت لتحل مشكلة الهواة قبل المحترفين، ولتوفر الوقت والمال.
• أن الكاميرات الرقمية جاءت لحل مشكلة الإضاءة القليلة أو الزائدة أو حتى محيها وإعادة تصويرها وأنت في نفس اللحظة والمكان.
• الصور الرقمية جاءت لتستقبل الصوت وحتى الحركة.
• حملت معها امكانيات التحرير السريع خلال بعض البرامج دون استخدام مواد كيميائية
الفرق بين الكاميرا الرقمية والتقليدية
البعد البؤري في الكاميرا الرقمية • هو المسافة بين العدسة ووحدة CCD أو الفيلم ، ولذا فعند تعديل العدسة لزيادة بعدها البؤري فأن الأجسام المطلوب تصورها تظهر اكبر حجما مما كانت عليه في الواقع، والعكس صحيح عند تخفيض البعد البؤري للعدسة فإن الأشياء تبدو أبعد مما هي عليه في الواقع. الكمبيوتر والصور الضوئية
• قبل قدوم الكاميرات الرقمية يوقتا كبير، كانت تكنولوجيا الإظهار الرقمي موجودة في برنامج PhotoShop سالف الذكر من أدوبي، وبرنامج Color Studio ، وقبلهما ظهرت برنامج لمعالجة الصور السوداء والبيضاء، يدعى Digital Darkroom من شركة "بيتش سوفت وير"، •
تعتبر شركة أبــل لإنتاج أجهزة الكمبيوتر أول من أعلنت عن ابـتكار الكاميرات الرقـميـة منذ فتـرة بعيدة ففي عام 1994 طرحت الشـــركة كــاميــراتـــهاQuick Take100 في الأسواق. • أهم التطورات التي أُدخلت على الكاميرا التقليدية بالمقارنة بالكاميرا الرقمية، نجدها في اختلاف وعاء التخزين، والذي يعود إلى توابع أجهزة الكمبيوتر وهو الحساس الالكتروني الضوئي Electronic Photo sensor الموجود بنمطه الخطي في الماسح الضوئي Scanner، الذي طور فيما بعد بالنمط الشبكي عندما استخدم في الكاميرات الرقمية CCD Nets ومن ثم حل محل الفيلم الحساس • يتوفر حتى الان نوعان من الحساسات الضوئية، الأول هو المنتشر والمعروف، بل وكان الوحيد حتى وقت قريب وهو حساس CCD والنوع الثاني وهو CMOS (Semiconductor Complementary Metel-Oxide) ورغم إن كلاهما منافس للأخر إلا أن فكرة عمل كل منهما تختلف جذريا عن الآخر. •
محول الضوء إلى شحنات كهربائية المعروف بـ (CCD) هو عبارة عن بلورة حساسة للضوء, تقوم بدور الفيلم جزئياً, حيث تستقبل الصورة وتحولها إلى إشارات كهربائية ترسلها إلى المعالج الذي يحولها لوعاء التخزين المؤقت.
تقنية CCD و تقنية CMOS داخل الكاميرا الرقمية •
أن الوظيفة لكلا النمطين واحدة وكلاهما بلورة حساسة للضوء ، حيث تستقبل الصورة من خلال العدسة فترسل على هيئة إشارات ضوئية تتحدد كميتها حسب فتحة العدسة وشدة الإضاءة وسرعة الغالق، ومن ثم تتحول إلى هذه الشريحة البلورية التي تعالجها من خلال عدد كبير جداً من الخلايا الضوئية الصغيرة كل خلية تمثل عنصراً صغيراً جداً من عناصر الصورة, يسمى في مجال المعالجات الرقمية بالبيكسل Pixel, بحيث كلما زادت أعداده كلما ظهرت الصورة بعناصرها من درجات الظل والنور والألوان أكثر دقة ووضوح , وهو كما نسميه بالكثافة النقطية Resolution . • وبناء على هذه الكثافة النقطية ترسل هذه الشريحة البيانات بعد معالجتها فتحولها في صورة إشارات كهربائية فيستقبلها المعالج, الذي يختزنها تماثليا ويحولها رقميا إلى بيانات تخزن على الوسائط الرقمية المتوفرة. كفاءات الكاميرات الرقمية •
لا شك أن كفاءات الكاميرات الرقمية تربط كثيرا بأحجام المصفوفة المكونة للكثافة النقطية، ولذا تتميز الكاميرات عالية الجودة باستعمال المصفوفات ذات الكثافة العالية، وبالتالي كلما زاد حجم المصفوفة في CCD زاد طول قطرها. • بالمثل فإن شريحة الــ CMOS تملك العديد من الترانزيستورات حول كل بيكسل وظيفتها تضخيم الشحنة ونقلها باستخدام وصلات شبه تقليدية. ومن هذا المنطلق يعتبر CMOS أكثر مرونة حيث أن قراءة كل بيكسل تتم بشكل إنفرادي ومستقل. مقارنة بين آلية نقل الشحنة في شريحة CCD إلى اليمين وشريحة CMOS إلى اليسار ونظراً إلى الاختلاف الكبير في عملية التصنيع، فإن هناك فروقات جوهرية بين شريحة CCD وشريحة CMOS أهمها:- •
شريحة CMOS تستهلك في العادة طاقة أقل. في حين أن شريحة CCD تستخدم عمليات تستهلك طاقة كبيرة.
ويمكن القول أن شريحة CMOS تستهلك طاقة بمعدل 1% من ما تستهلكه شريحة الــ CCD. •
شريحة CCD تنتج صوراً عالية الجودة وقليلة الضوضاء (Low noise).
في حين أن شريحة CMOS بحكم آلية تصنيعها تكون عرضة أكثر لظهور الضوضاء (التشويش). • لأن كل بيكسل في شريحة CMOS يملك عدداً من الترانزيستورات المتوضعة حوله، فإن الحساسية الضوئية لشريحة CMOS تكون أقل، وذلك لأن عدداً كبيراً من الفوتونات الساقطة على الشريحة، تسقط على هذه الترانزيستورات بدلاً من المراكز الضوئية. • يمكن تصنيع شريحة CMOS في أي خط إنتاج سيلكوني قياسي، وهو ما يرشحها لتكون أرخص بكثير من شرائح الـ CCD.
أنواع الـ (CCD) داخل الكاميرا الرقمية •
النوع الأول هو الـ CCD الخطى الموجود في الكاميرات الماسحة ذات الثبات العالي التي تلقط الصورة سطرا بسطر ، حين يمسح الـ CCD مشهدا ، تلون كل خط من البيكسل بنفس الطريقة التي تمسح بها الماسحة المسطحة صورة معينة •
أما النوع الثاني فيسمى بالشبكي وهو الموجود حاليا في أغلب الكاميرات، حيث تتميز به الكاميرا المباشرة REAL TIME وهي النوع عبارة عن شبكة من العناصر الحساسة للضوء عوضا عن خط واحد من عناصر الـ CCD الخطي •
يمثل كل عنصر في الشبكة بكسل واحد في المشهد. فعندما تضغط الزر تلتقط الصورة كلها تلقائيا. وكلما زاد عدد البيكسلات على الشبكة كلما زاد ثبات الصورة ووضوحها، ويوضح الشكل كيفية عمل شريحة CCD بالنوع الثاني. الألوان وشريحة الـ CCD وسائط التخزين Storage Mediaفي الكاميرا الرقمية اشـهرها هي: Compact Flash و Smart Media Secure Card و Multimedia Card و Memory Stick و Micro Drive و PCMCIA Card. شاشات الكريستال السـائل LCD في الكاميرا الرقمية أصبحت شاشات الكريستال السائل LCD أكبر وأسرع، وأكثر سطوعاً مما كانت من قبل، وقد انتشر استخدام شاشات الكريستال السائل بجانب الكاميرات الرقمية، في كمبيوترات المفكرات notebooks، والمساعدات الشخصية الرقمية PDA، وكذلك الكمبيوترات المكتبية desktops، وهي متوفرة الآن بقياسات عديدة. أنساق الملفات وعلاقتها بالتصوير الرقمي •
المعروف أن العمق اللوني في ملف الصورة يحدد درجة وضوح الصورة وعمق البيت Bit يتكون في ملف الصورة الرقمية من خلال الرقم الثنائيunique binary number الذي ينقل بعد ذلك إلى مستوى رمادي معين gray level في الصورة الرقمية ، وهو يساوي 256 مستوى رمادي. ويستخدم 8 بيتbits لتكوين تلك المستويات. وبالمثل في الصورة الرقمية الملونة 8 بيتbits لكل قناة لون color channel في الثلاثة ألوان.
• ملف الصورة الرقمية الذي يتكون من 3 ألوان ( أحمر، أزرق، أخضر) يسمى RGB و يكون 3 × 8 = 24 بيت لذلك يمكنه عرض أكثر من 16 مليون لون مختلف. • بالنسبة للطابعات الملونة فتحتاج إلى ملف من 4 قنوات4 channel ويتكون من 32 بيت BITS .
ومع ذلك امثلة لتنسيقات الملفات File Formats • تنسيق(BMP) Bitmap : وهو أنسب تنسيق لنظام windows إذ يدعم أنماط الصور RGB ,Bitmap ,Grayscale ,Indexed ولكنه لا يدعم قنوات Alpha ويتيح لنا هذا النسق تعين عمق الصورة. • تنسيق Graphic Interchange Format (GIF) : يستخدم غالبا من أجل الصور ذات نمط الألوان المفهرسة وكذلك مستندات Hypertext markup language(HTML) وهو مستخدم لتقنية الضغط LZW ولكنه لا يدعم قنوات Alpha. ولكن يتيح الأمر GIF89aExport تحويل التقنية السابقة للتنسيق لقناة Alpha. • تنسيق Tagged-Image File Format (TIFF) : وهو تنسيق لنقل الملفات بين التطبيقات المعلقة وهو عبارة عن صورة نقطية مرنة تتوافق مع أغلب برامج الرسم وتحرير الصور وتخطيط الصفحات ، • نظام Raw Data : أي البيانات الخام (غير المعالجة) تكمن أهمية في أن البيانات تخزن كما هي محولة من الشريحة الضوئية بدون أي عملية ضغط أو زيادة, مما يتيح المحافظة على جودة الصور بدرجة لا مثيل لها.
