Что значит цифровой зум. Зум в видеонаблюдении. Цифровой и оптический

В то время как традиционные пленочные камеры обычно требуют переместить объектив - и всю Вашу камеру - ближе к объекту, чтобы увеличить его - этот процесс называется оптическим зумом - цифровые фотоаппараты предлагают Вам возможность увеличения в цифровом виде (см. запрос "Цифровые фотоаппараты "). Многие цифровые фотоаппараты оснащены цифровым и оптическим зумом, каждый из которых представит свои преимущества и недостатки.

Как работает оптический зум

Как следует из названия, оптический зум влечет за собой перемещение объектива камеры ближе к объекту, который Вы фотографируете, с миллиметровой разницей в фактической близости, что соответствует более эффектной воспринимаемости близости. Оптическое увеличение изображения зависит от типа цифровой камеры, которая у Вас есть. Если Вы используете компактную наведи-и-снимай камеру, Вы контролируете оптический зум с помощью кнопки или рычага, который прикреплен к корпусу камеры. Если Вы используете цифровую зеркальную (DSLR) камеру, Вы вручную расширяете или убираете объектив.

Ограничения оптического зума

Основное ограничение оптического зума состоит в том, что камеры ограничены в том, как далеко они могут увеличить. Обычная наведиа-и-снимай камера, например, может зумировать объекты только в три раза, что является недостаточным для фотографирования объектов, которые находятся далеко от места съемки. Цифровой фотоаппарат являются более универсальными - 18-300mm объектив может приблизить объекты на несколько сотен метров - но остается то, что если Ваш объектив не обладает достаточным оптическим зумом, чтобы сфотографировать желаемый объект, объект будет небольшого размера.

Как работает цифровой зум

Цифровой зум, с другой стороны, заключается в "раздутии" изображения, чтобы сделать объекты в нем большими - камера делает это после съемки. Вы можете думать о цифровом зуме, как про аналогичную обрезку фото - Вы, по сути, выбираете небольшую часть поля, а затем увеличиваете ее размер, как и исходное поле. Цифровой зум позволяет увеличить размер, при котором объекты снимаются, независимо от того, как далеко Вы были от них, когда делали снимок.

Ограничения цифрового зума

Эффективность цифрового зума зависит от мегапиксельного разрешения Вашего фотоаппарата (см. запрос "цены на фотоаппараты ") - другими словами, сколько точек или пикселей он захватывает на дюйм. Если Ваша камера имеет высокое разрешение Мп, цифровой зум сделает область Вашего изображения, которое Вы хотите выделить, более ясным и четким. Если камера более низкого разрешения, Ваш цифровой зум будет производить размытое изображение.

Выбор и покупка фотоаппарата - дело нелёгкое и ответственное: мало того что нужно учесть все желаемые функции и характеристики прибора, так еще и необходимо найти такой аппарат в подходящей ценовой категории. Самая главная ошибка покупателя - беспрекословное полагание на слова консультанта торгового зала. Как известно, основная задача менеджеров - повышение продаж. Для хорошей рекламы товара маркетологи идут на различные уловки, например указывают в описании к прибору огромное значение зума, а какой именно зум (оптический или цифровой), не указывают, надеясь на некомпетентность покупателя. Чтобы избежать всего этого и выбрать оптимальный прибор, стоит заранее узнать всё о функции зумирования и разновидностях зума.

Что такое зум?

Zoom (зум) - это особый параметр объектива фотоприбора, позволяющий изменять масштаб, тем самым увеличивая удаленные объекты. С его помощью можно издали снимать звезд, масштабировать и фотографировать хоть цветы в окне на 9-м этаже, хоть испытания военной техники и вылет снарядов без всякого психического и физического вреда.

Зум зависит от значения фокусного расстояния. ФР - это длина отрезка от середины линзы до матрицы, т. е. точки фокусировки. Её принято отмечать на объективе в миллиметрах, к примеру, пара цифр 5,8-24 мм: первая цифра - это ФР на коротком конце, а вторая цифра - ФР на длинном конце. Если мы поделим число длинного ФР на число короткого, то получим значение зума, равное четырем.

Цифровой зум

Теперь, когда мы знаем, что такое зум, стоит разобраться в основных его разновидностях: цифровой и оптический. Некоторые камеры объединяют в себе и ту, и другую разновидности.

Цифровой зум, при сравнении с оптическим, - это своего рода фикция, ведь посредством его применения можно получить лишь продукт цифровой переработки, а не реально качественно приближенный объект на фото. Масштабирование происходит посредством растяжения программой центральной части фотографии до тех пределов, пока она не достигнет размера исходного кадра.

Если кратность цифрового зума велика, изображение можно увеличить с меньшими потерями качества, если же мала, то при увеличении качество утеряно безвозвратно. Уже заполненные микрофрагменты невозможно качественно улучшить, так что такие изображения при увеличении сильно пикселизируются.

Тем не менее нельзя однозначно говорить, что, применяя цифровой зум, можно получить лишь изображение низкого качества, ибо методология цифровой обработки не стоит на месте, а непрестанно улучшается. В сравнении с устройствами буквально 7-летней давности, нынешние обработочные программы фотоаппаратов способны значительно увеличивать изображения, причем делается это настолько качественно, что растяжение практически незаметно.

Если же ваши требования этот зум однозначно не удовлетворяет, всегда можно либо отключить, либо сменить в настройках его значение.

Оптический зум

Такой зум - это увеличение изображения путем применения окуляра. За счёт сокращения обзорного угла, т. е. фокусного расстояния, осуществляется приближение объекта на фото. Главным преимуществом оптического зума перед цифровым является тот факт, что при увеличении изображения в нём не уменьшается межпиксельное расстояние, так что качество фото не ухудшается.

Диапазон фокусных расстояний можно увидеть непосредственно на объективе. Естественно, при с оптическим зумом предпочтительно наибольшее его возможное значение, тем более что отрасль не стоит на месте, буквально «штампуя» всё более и более усовершенствованные приборы.

Суперзумы - рекордсмены кратности зума

В нынешнее время оптическим 10-кратным зумом можно удивить разве что 80-летнюю бабушку. Прогресс на лицо, и нынешнее поколение уже вольно наслаждаться компактными камерами, оснащёнными 50-кратным зумом. Это оценивается не просто как прорыв, а как целый скачок, прыжок длиной в поколения. Действительно, что такое зум цифровой, в сравнении с оптическим суперзумом? Компакты с таким зумом по непревзойденному качеству фото уже успели составить ощутимую конкуренцию громоздким наборам из зеркалки и бесчисленных объективов, которые профессиональные фотографы в поте лица тащат на все фотосессии. Естественно, многих из специфических «примочек» высокофункционального фотооборудования такие компакты-суперзумы не заменят, однако в плане мобильности и эргономичности они дают им фору.

В силу того что компакты и так имеют мощный зум, объектив такой камеры не нуждается в постоянном снятии/надевании с целью поиска наиболее подходящего в конкретной фотосессии, так что это предотвращает попадание пыли на матрицу.

Зум также присутствует и в видеокамерах. Самым прогрессивным вариантом в этом случае будет являться суперзум с ручным зуммированием. Даже несмотря на то, что видеокамера с зумом - нынче не новинка, тем не менее наличие в приборе подобной функции - это значительный бонус.

Таким образом, лучше всего выбрать аппарат с оптическим зумом или компакт с суперзумом. Вы уже знаете, что такое зум цифровой и что такое качество увеличения фото. Зум не должен быть главным поводом для покупки аппарата, лучше приобрести хорошую камеру, предусматривающую возможность смены оптики. В таком случае, если желание или иметь высокократный зум вас захлестнут окончательно, всегда можно прикупить подходящий объектив.

Пиксел - (от слов picture element- элемент изображения) представляет собой элементарную цветную точку, совокупность которых образует изображение.

Матрица состоит из мегапикселов, или миллионов пискелов. Чем их больше, тем выше разрешение камеры. Современные камеры обладают матрицами с разрешением 4,6,8 и более Мпикс. Например, для печати фотографий в форматах 10х15 и 15х20 вполне достаточно разрешения 4 или 6 Мпикс.

Из чего состоит матрица?

Матрица состоит из множества светочувствительных ячеек – пикселов.
Каждая ячейка при попадании на нее света вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности светового потока. Поскольку используется информация только о яркости света, картинка получается черно-белой. Чтобы она была цветной, ячейки покрывают цветными фильтрами. В большинстве матриц каждый пиксел покрыт красным, синим или зеленым фильтром, в соответствии с цветовой схемой RGB (red-green-blue). Используют только три цвета, так как эти цвета – основные, а все остальные получаются путем их смешения. Фильтр пропускает в ячейку лучи только своего цвета.

Полученная на матрице картинка состоит только из пикселов красного, синего и зеленого цвета – именно в таком виде записываются файлы формата RAW (необработанный формат). Для записи файлов JPEG и TIFF камера анализирует цветовые значения соседних ячеек и рассчитывает цвет пикселов.

Обычно фотоаппраты бывают 2, 4, 8, 16 мпкс. Соотношение сторон кадра компактных цифровых фотоаппаратов изготавливаются с соотношением сторон 4:3, редко 16:9. В зеркальных цифровых фотоаппаратах применяют матрицы с соотношением сторон 3:2. В меню фотоаппарата пользователь может выбрать соотношение сторон из имеющихся в фотокамере вариантов, например 16:9, 3:2, 4:3, 1:1, 4:5. При этом кадра будет обрезан по высоте или ширине.

Что такое зум? Какие виды зума бывают?

Зумом называют возможность объектива камеры увеличивать объекты съемки в несколько раз. Число раз, в которые камера может "приблизить" объект, называется кратностью зума.
Если мы говорим о цифровой камере, то необходимо разделять два термина: оптический зум и цифровой зум.

Оптический зум – это то изображение, которое вам позволяет сделать камера при помощи оптических линз. Другими словами, это плавный переход от общего плана к крупному без потери качества(!). Оптический зум 3Х – 4Х означает, что камера, изменяя фокусное расстояние линз, может «приблизить» вас к снимаемому объекту в 4 раза.

Цифровой зум просто увеличивает фрагмент, как это бы сделал графический редактор. При этом новых пикселей не добавляется, а просто увеличивается размер имеющихся. Следовательно, теряется качество изображения. Картинка не выявит никаких новых деталей. Тот же результат можно получить, если увеличить этот снимок на компьютере при помощи графического редактора.

Пример фрагментов пейзажа, полученых с использованием оптического и цифрового зума.


Результат:

Экспозиция

Экспозиция - это количественная мера световой энергии, падающей на светочувствительный элемент, результат взаимодействия параметров диафрагмы и выдержки.
Часто употребляется термин -экспонирование, в течение которого происходит съемка. Если значения выдержки и диафрагмы выставлены верно, то кадры будут выглядеть натурально и соответствовать действительности. От экспозиции во многом зависит качество снимка - недостаточная экспозиция (называемая фотографами недодержкой) приводит к плохой проработке деталей в тенях, избыточная экспозиция (передержка) - к плохой проработке светлых участков.

Выдержка

Выдержка - время воздействия света на чувствительный материал - матрицу (или пленку).
Это время, в течение которого затвор фотоаппарата остается открытым, и свет воздействует на матрицу. Выдержка измеряется в секундах. Показатель выдержки также выбирается в зависимости от творческих задач фотографа:

Для неподвижных объектов оправдано применение длительных выдержек, особенно для ночной съемки, когда максимально открытой диафрагмы недостаточно для нормальной экспозиции.

Нужно учесть, что при длительных выдержках:

  • движущиеся объекты получаются размытыми;
  • фотокамера будет реагировать на малейшие движения рук и смещения аппарата, в этих случаях необходим штатив или неподвижная опора для фотоаппарата.

Диафрагма

Диафрагма - устройство в объективе, позволяющее изменять количество света, попавшего на пленку.
Диафрагма изменяет диаметр «отверстия», тем самым регулирует количество света, который освещает матрицу. Диаметр «отверстия» характеризуется диафрагменным числом (в обиходе – диафрагмой).

Например, для портретной съемки выбирают малое диафрагменное число, 3,5. Это позволяет делать фигуру человека резкой, а задний план размытым. Для пейзажной съемки нужно выбирать большее диафрагменное число - 4 или 5,6 или даже 8, чтобы все объекты в кадре были резкими.

Глубина резкости

Глубина резкости изображаемого пространства – это расстояние между двумя плоскостями в пространстве, в пределах которых объекты на снимке воспринимаются четкими, а не размытыми.
Выбором диафрагмы можно изменять глубину резко изображаемого пространства. Таким образом, можно создавать различные художественные эффекты.

Регулирование глубины резкости используется для того, чтобы акцентировать объект съёмки, находящийся в окружении других, второстепенных предметов. Традиционным примером является портрет, когда необходимо получить резкое лицо и размытый фон. Небольшая глубина резкости позволяет легко добиться этого эффекта. В качестве обратного примера можно привести пейзажную съёмку, где для резкой передачи деталей, как на переднем, так и на заднем плане, необходима максимальная глубина резкости.

Пример получения разной глубины резкости:

Надо отметить что:

  • Чем больше диафрагменное число (чем меньше диаметр отверстия диафрагмы), тем больше глубина резкости.
  • Чем дальше от объектива находится объект съёмки, тем больше глубина резкости.
  • Чем меньше фокусное расстояние объектива (чем больше угол зрения объектива), тем больше глубина резкости.

Фокуcноe paccтояниe объeктивa

Фокусное расстояние - расстояние между пленкой и оптическим центром объектива, сфокусированного на бесконечность. По соотношению фокусного расстояния и диагонали кадра объективы подразделяются на нормальные, короткофокусные, длиннофокусные, а также на объективы с переменным фокусным расстоянием.

Коpоткофокуcныe объeктивы обecпeчивaют большиe углы обзоpa. Объeктивы c большим фокуcным paccтояниeм пpeдcтaвляют cобой тeлeобъeктивы c мaлыми углaми обзоpa, но позволяют снимать удаленные предметы с большим, чем у обычных объективов увеличением.

Что такое ISO?

ISO - это числовой параметр, который регулирует светочувствительность. Чем он выше, тем ярче и насыщеннее будут ваши фотографии.
То есть, чем выше значение ISO, тем меньше света и времени требуется матрице, чтобы запечатлеть кадр без вспышки. Но(!) c увеличением чувствительности матрицы, увеличивается так называемый шум (неприятная зернистость). С увеличением выдержки снимок может получиться нерезким (начиная с выдержки 1/60 сек).

В данном примере фотограф установил разные ISO при прочих равных условиях.

ISO = 50 ISO = 400

Что такое DPI и почему именно 300 DPI?

Существует два разных понятия о разрешении изображения.

1. Абсолютное разрешение фотографии - размер изображения в пикселах. Если фотоаппарат имеет матрицу 8 MegaPixel, которая формирует изображение размером в пикселах 3264*2448, то и в файл оно будет записано такого же размера 3264*2448. Важно понимать, что если после редактирования в какой-либо программе снимок остаётся такого-же размера, то и разрешение его не изменится.

2. DPI (аббревиатура от англ. dots per inch (точек на дюйм) - величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Это разрешение определяет, насколько детальным будет ваше изображение при печати. Т.о. реальное разрешение в DPI получается только при печати, исходя из формата бумаги и размеров фотографии в точках. Пока неизвестны параметры печати, и фотография находится у вас на компьютере, у такой фотографии нет понятия DPI. Оно обретет смысл только при выводе на печать.

Рассмотрим примеры.

Фотоаппарат с матрицей 6 MegaPixel даст вам фотографию 3000 на 2000 пикселов. Попробуем напечатать имеющуюся на компьютере фотографию размером 3000 на 2000 пикселов с разрешением в 300 DPI. Учтем, что 1 дюйм это 2,54 см. Таким образом, при 300 DPI в каждом дюйме будет 300 пикселей. Разделив длину 3000 на 300 получим кол-во дюймов = 10 . Переведя в см, получим длину 25,4 см. Тоже самое сделаем с шириной. (2000/300)*2.54 = 16.9 см. Наша фотография (3000 на 2000 пикселей) при печати с разрешением 300 DPI будет иметь размеры отпечатка 25.4 см на 16.9 см.

Возьмем обратную ситуацию. Требуется напечатать фотографию 4х6 дюйма (10х15 см).
Фотография размером 600x900 пикселей (0.5 Мпи), будет напечатана разрешением 150dpi
Фотография размером 1200x1800 пикселей (2 Мпи), будет напечатана разрешением 300dpi
Фотография размером 2400х3600 пикселей (8 Мпи), будет напечатана разрешением 600dpi

Таким образом, значение DPI, записанное в файл, хранящийся на компьютере, не влияет на качество фотографии.

Откуда же берется запись DPI в свойствах файла? В свойствах файла записывается рекомендуемое разрешение просмотра на мониторе. Вы можете поменять это значение на любой другое целое число. При этом никаких изменений в качестве фотографии, хранящейся у вас на компьютере, не произойдет. Если вас просят изображения именно в 300 DPI, смело меняйте это значение в файле! Сделать это можно в Photoshop, и других редакторах.

Что обозначает гистограмма?

Гистограмма представляет собой график, по которому можно оценить яркость фотографии. Другими словами, это диаграмма распределения яркостей снимка – от самой тёмной области до самой яркой. Шкала снизу разделена пропорционально уровням яркости: слева она соответствует самым тёмным областям снимка, а справа – самым светлым, с оттенками серого между ними. По вертикальной шкале отложено количество пикселов. Гистограмма позволяет более точно установить экспозицию.

В каком формате снимать?

Некоторые камеры позволяют выбрать формат фотографий.

RAW - внутренний формат цифровой камеры для записи изображения. Файлы этого формата содержат в себе необработанные (или обработанные в минимальной степени) данные, что позволяет избежать потерь информации.
TIFF (Tagget Image File Format) - формат изображения, обеспечивающий сохранение изображения без потери качества. Данный формат позволяет сохранять данные без сжатия или может использовать сжатие LZW, обеспечивающее полную сохранность исходных данных.

Слово зум перекочевало в Русский язык от английского zoom, что означает "Увеличение". С помощью него можно визуально приближать или отдалять видимые объекты. Увеличения картинки можно добиться двумя способами: аппаратным (с помощью оптики объектива) или программным (с помощью приложений).

Цифровой зум (Zoom).

Он же программный. Увеличение достигается за счет "растягивания" изображения. Применительно к камерам видеонаблюдения, такой зум в основном применяется на поворотных ptz камерах, оператор увидел что-то интересное, навел на объект объектив, если есть оптический зум, сперва использовал его, в случае когда изображение не достаточно крупное применяется цифровое увеличение. Нужно понимать, если разрешение не достаточно большое, а объект находится далеко, то мы получим через чур растянутое, плохо различимое изображение состоящее из крупных пикселей (точек). Другое дело, если у вас современные цифровые камеры видеонаблюдения с огромным , в этом случае изображение с применением цифрового зума будет состоять из большего количества точек, следовательно качество полученного изображение будет на порядок выше. Цифровой зум может быть использован на видеорегистраторе, на цифровой Ip камере, при просмотре видеозаписи на компьютере с помощью проигрывателя или программы для монтажа. Является хорошим дополнением к оптическому зуму или при полном его отсутствии.

Оптический зум (Zoom).
Увеличение происходит за счет изменения фокусного расстояния объектива. Камеры видеонаблюдения с таким объективом называют вариофокальные. Большое распространение получили вариофокальные камеры с объективом 2.8-12мм. Как вы уже поняли это диапазон фокусных расстояний, который можно изменять, и тем самым увеличивать или отдалять изображение.

Вариообъектив может оснащаться электропроводом, то есть изменять фокусные расстояния можно удаленно, с помощью настроек на видеорегистраторе, компьютере или с мобильного приложения. Объектив с такой конструкцией называется "моторизованный". Стоимость камер с таким объективом будет значительно выше. Также стоит отметить недостаток такой конструкции: в сильные морозы может нарушиться работа механических элементов автопривода, что может привести к неработоспособности трансфокатора в зимнее время или до наступления потеплений.

Вариообъектив без электропривода лишен такого недостатка, фокусное расстояние и резкость на камерах с таким объективом как правило настраивается один раз - при монтаже. В итоге мы получаем нужный нам зум и нужные углы обзора, в зависимости от условий эксплуатации.

Рассмотрим особенности трансфокаторного (варио) объектива 2.8-12мм.
2.8мм - в нашем случае это минимальное крайнее положение, картинка будет максимально отдалена, изображение будет мелким, но при этом увеличиваются углы обзора.
12мм - максимальное крайнее положение, картинка будет "зазумлена", то есть максимально увеличина, при этом естественно углы обзора будут минимальными.
Можно найти компромисс, задать среднее положение, например 7.4 мм. Все зависит от ваших потребностей.
Если сравнивать полученные изображения при использовании цифрового и оптического зум"а, то оптический несомненно выигрывает, потому как при хорошей матрице и оптики не дает видимых оптических искажений.

Zoom камеры видеонаблюдения (Зоом).
Это камеры выдеонаблюдения с "моторизованным" объективом, который ранее нами упоминался. Чаще всего это поворотные уличные камеры, с возможностью настройки зума, фокуса и диафрагмы. Большинство моделей оснащены возможностью использовать помимо оптического увеличения еще и цифровое.
Обратите внимание, чтобы такая камера имела автофокус, иначе после каждого наведения на новый объект придется фокус настраивать вручную, что не очень удобно.

Вопросы, замечания и предложения пишите на: samohvalov@сайт

Views: 471

Зум X (zoom англ.) — это кратность приближения. Термин широко используется в цифровых компакт-камерах, где производители техники выставляют на показ количество мегапикселей матрицы и кратность оптического или цифрового зума.

Какие виды зумирования бывают

Сегодня широко используется два вида приближения:

  • оптическое
  • цифровое

Оптическое приближение используется объективом фотокамеры, точнее сказать, объект съемки приближается за счет объектива (линз) фотоаппарата. Как правило, такое зумирование не ведет к потери качества получаемого кадра. Кратность зума в 10х означает, объект съемки может быть приближен в 10 раз. Чем больше мы зумируем объект съемки, тем больше у нас есть вероятность шевеленки, дрожания камеры (если фотографируем с рук), так что наличие будет большим плюсом.

Цифровое приближение используется программным обеспечением фотокамеры. Здесь работает не оптика фотоаппарата, а программная составляющая. Т.е. если бы мы взяли нашу фотографию и увеличили ее на компьютере с помощью редактора. При цифровом зумировании значительно повышаются шумы на фотографии. Чем больше кратность цифрового зума в нашем кадре, тем меньше качество получаемой фотографии. Поэтому при выборе фотокамеры я бы не рекомендовал обращать внимание на кратность цифрового зума. Зачастую, это лишь маркетинговая уловка производителей фототехники.Современные мобильные телефоны, в основном, имеют цифровой зум , поэтому при фотографировании каких-либо объектов пренебрегать им не стоит. Картинка на экране мобильного телефона будет смотреться достаточно хорошо, а вот при переносе ее на ПК, мы увидим фото плохого качества. Соответственно, и при печати нашей фотографии, мы получаем множество артефактов. К тому же, при последующей обработке такого снимка, качество будет сильно ухудшаться.

Цифровые компакт-камеры (мыльницы) могут иметь кратность оптического зума до 30х. Здесь нужно быть осторожным, ведь при максимальном приближении, даже оптическом, мы можем значительно потерять в резкости снимка.

В современной цифровой фотографии, при использовании зеркальных фотокамер используются зум объективы, где кратность увеличения рассчитывается фокусным расстоянием объектива.

Наш глаз видит окружающий мир в эквиваленте ~50 мм. Все что больше, то идет на приближение. Все что меньше, то идет на отдаление. Поэтому, при использовании зеркальной камеры и сменной оптики, некорректно спрашивать у фотографа кратность зума объектива. В зеркальном сегменте такое понятие отсутствует.

При покупке длиннофокусного объектива стоит несколько раз подумать, ведь такие объективы используются в основном для съемки отдаленных объектов и использовать их каждый день вам не придется. Современные длиннофокусные , с хорошей светосилой стоят очень дорого, и покупка должна быть оправдана на 100%.