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2.1. Wie funktioniert eine Digitalkamera?
Inhaltsverzeichnis
Im Grunde genommen unterscheiden sich Digitalkameras
nicht allzu sehr von ihren 35-mm-
Pendants. Beide sind mit den Basiselementen
Objektiv, Blende und Verschluss ausgestattet.
Der eigentliche Unterschied besteht darin,
wie sie die Bildinformationen aufzeichnen und
speichern. Wenn Sie also mit einer Filmkamera
umgehen können, werden Sie genauso gut mit
einer digitalen zurechtkommen.
Schauen wir uns zunächst einmal
an, wie eine analoge Fotokamera
funktioniert:
Vereinfacht ausgedrückt,
besteht sie aus einem
Linsensystem (Objektiv),
einer Blende und einem
Verschluss. Das Objektiv
sorgt dafür, dass die
Kamera das gewünschte Motiv scharf abbildet,
während Blende und Verschluss die Lichtmenge
regulieren, die auf den Film gelangt. Sobald der
Auslöser der Kamera betätigt wird, öffnet sich der
Verschluss. Das einfallende Licht trifft, nachdem
es das Linsensystem und die Blende passiert hat,
auf den lichtempfindlichen Film. Eine automatisch
stattfindende chemische Reaktion in der
Filmbeschichtung speichert die vom Licht transportierten
Bildinformationen auf den Film, die
anschließend durch den Entwicklungsprozess
sichtbar gemacht und
dann fixiert werden.
Digitalkameras sehen ihren
analogen Pendants zwar häufig
ähnlich – kein Wunder,
denn auch sie besitzen eine
Blende, einen Verschluss
sowie ein Linsensystem –, allerdings unterscheiden sich die Methoden der
Bildaufzeichnung doch erheblich. Anstelle von
lichtempfindlichem Film verwenden sie zur Bildaufzeichnung
eine Kombination aus CCD-Chip,
Bildprozessor und Speichermedium.
Hinter der Blende verbirgt sich das „Herz“ einer
Digitalkamera. Hier befindet sich der so genannte
CCD-Sensor (Charge-Coupled Device), ein lichtempfindliches
Halbleiterelement, das aus vielen
winzigen Silizium-Dioden besteht.
(Manchmal werden auch CMOS-Sensoren – Complementary
Metal Oxide Semiconductor – eingesetzt)
Jede dieser Fotodioden repräsentiert ein Pixel der
späteren Aufnahme.
Pixel: Engl. Kurzwort für „picture element“ = Bildpunkt.
Kleinstes Element eines Rasterbildschirms oder eines digitalen
Bildes, das Informationen zu Helligkeit und Farbe enthält.
Trifft Licht auf diesen CCDSensor,
laden sich die einzelnen Fotodioden
elektronisch auf. Diese Ladungen werden als
elektronisches Spannungssignal ausgelesen. Bei
der Analog-Digital-Wandlung werden dann die
analogen Signale in Form von Millionen von
Spannungsimpulsen in digitale Werte umgewandelt.
Die kamerainterne Bildverarbeitung, bestehend
aus einem ASIC-Chip plus Software, verbessert
die Ergebnisse, z. B. durch Gamma-Korrektur und
Optimieren der Farbreproduktion. Das so rekonstruierte
Digitalbild wird danach auf das Speichermedium
übertragen.
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