การทำงานของกล้องดิจิตอล

การทำงานของกล้องดิจิตอล

               กล้องดิจิตอลมีหลักการในการทำงานคล้ายๆ กับกล้องที่ใช้ฟิล์มทั่วๆ ไป  กล้องดิจิตอลมีเลนส์  มีตัวรับภาพ(ดิจิตอลฟิล์ม)  ส่วนที่ใช้ในการควบคุมการบันทึกภาพ  ส่วนที่เพิ่มเข้ามาในกล้องดิจิตอลใหญ่ๆ สองส่วนคือส่วนของจอ LCDสำหรับดูภาพเมื่อบันทึกเสร็จ และส่วนของหน่วยบันทึกข้อมูล (memory card) สำหรับบันทึกข้อมูลภาพที่ต้องการเก็บ (หากไม่ลบทิ้ง)    การทำงานในส่วนของการบันทึกภาพนั้นใกล้เคียงกับกล้องใช้ฟิล์ม   ส่วนที่แตกต่างกันคือระบบการควบคุมคุณภาพของภาพ ซึ่งได้รวมเอาขึ้นตอนการแต่งภาพ การปรับโทนสีของภาพ การอัด-ขยายภาพมาให้ผู้ใช้เป็นผู้เลือกควบคุม (ในกรณีที่ต้องการ มิเช่นนั้นสามารถเลือกให้กล้องทำให้แบบอัตโนมัติได้   ข้อแตกต่างสำคัญระหว่างกล้องดิจิตอลและกล้องใช้ฟิล์มคือ

-ฟิล์มทำหน้าที่เป็นตัวรับ - บันทึกภาพ   เปลี่ยนยี่ห้อ รุ่น  ค่าความไวแสง ได้ตามต้องการเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานแต่ละประเภท

-ภาพที่บันทึกได้ต้องผ่านกระบวนการทางเคมี (การล้างภาพที่แล็ป)ก่อนจึงจะสามารถดูภาพได้

-ขั้นตอนการล้าง - อัด - ขยายภาพจะเป็นหน้าที่ของแล็ปที่ส่งฟิล์มไป (คุณภาพขึ้นอยู่กับศูนย์บริการเป็นสำคัญ)

-ใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยในการทำงาน

กล้องดิจิตอล

-ตัวรับภาพหรือ  Image Sensor ทำหน้าที่เป็นตัวรับภาพ เป็นส่วนหนึ่งของกล้องดิจิตอลที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้   ที่มีใช้กันอยู่ในกล้องดิจิตอลทั่วไปจะแบ่งเป็น CCD และ CMOS  ที่นิยมใช้กันทั่วไปจะเป็น CCD

-กล้องดิจิตอลใช้ Image Sensor เป็นตัวรับภาพ ในขณะที่ใช้ memory card เป็นตัวเก็บข้อมูลภาพ (บางรุ่นมีหน่วยบันทึกในตัวให้ด้วยประมาณ 8MB)  ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ควรมีความสัมพันธ์กัน

-สามารถเห็นภาพได้ทันทีผ่านทางจอ LCD เพราะกล้องจะประมวลผลข้อมูลภาพทันที ไม่ต้องผ่านกระบวนการทางเคมี

-ขั้นตอนการล้าง - อัดอยู่ในหน่วยประมวลผลของกล้อง  การควบคุมสี  ขนาดและคุณภาพของภาพอยู่ที่ผู้ใช้งานที่ต้องสั่งงานกล้องตั้งแต่ก่อนบันทึก

-มีฟังชั่นการบันทึกแบบอื่นๆ นอกเหนือจากการบันทึกภาพนิ่ง

-ใช้พลังงานเป็นหลักในการทำงานของกล้องตั้งแต่เริ่มเปิดกล้องไปจนถึงการเก็บข้อมูล

Exposure Control - ระบบบันทึกภาพของกล้อง

Exposure Control คือหัวใจสำคัญของกล้องดิจิตอลในการสร้างภาพที่สวยงามตามจินตนาการของผู้ถ่ายภาพ   กล้องแต่ละรุ่นจะมีขีดความสามารถในส่วนของระบบบันทึกภาพที่แตกต่างกัน  ระบบที่สามารถทำงานได้หลากหลายหรืออนุญาตให้ผู้ถ่ายภาพเปลี่ยนค่าการบันทึกต่างๆ ได้  ส่วนมากแล้วจะอยู่ในกล้องรุ่นที่มีราคาค่อนข้างสูง  เมื่อเทียบกันรุ่นที่ระบบบันทึกทั่วไปเป็นแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ    แต่ไม่ว่าจะเป็นกล้องในกลุ่มไหน  การทำความเข้าใจกับระบบควบคุมการบันทึกภาพต่างๆ ของกล้องอาจช่วยให้เราสามารถควบคุมกล้องได้ดียิ่งขึ้น 

        กล้องดิจิตอลมีระบบบันทึกภาพที่สามารถแยกออกได้เป็น 2 ส่วน คือ ระบบบันทึกภาพนิ่ง และระบบบันทึกภาพเคลื่อนไหว (Movie Clip)  นอกจากนี้แล้วปัจจุบันมีกล้องหลายรุ่นที่มีระบบรองรับการบันทึกเฉพาะเสียงอย่างเดียว  ทำหน้าที่คล้ายกับเทปอัดเสียงซึ่งสามารถบันทึกได้เป็นระยะเวลานานกว่าที่จะบันทึกภาพเคลื่อนไหวพร้อมเสียง    อย่างไรก็ตามสำหรับกล้องดิจิตอลที่เน้นกลุ่มนักถ่ายภาพโดยตรง  ฟังก์ชั่นในส่วนของการบันทึกภาพนิ่งจะเป็นสิ่งที่บริษัทผู้ผลิตให้ความสำคัญสูงสุด  จะเห็นได้ว่าในกล้องระดับกึ่งมืออาชีพหรือมืออาชีพจะไม่มีฟังก์ชั่นการบันทึกภาพเคลื่อนไหว (Movie Clip)

ระบบภาพดิจิตอล

กล้องดิจิตอลใช้ตัวรับภาพในการบันทึกภาพแทนฟิล์ม  ซึ่งบนตัวรับภาพจะประกอบด้วยตารางสี่เหลี่ยมเล็กๆ หลายแสนหลายล้านชิ้นเรียกว่า พิกเซล (pixel)  หนึ่งตารางสี่เหลี่ยมจะมีสีเพียงสีเดียวเท่านั้น   ตารางสี่เหลี่ยมที่ประกอบรวมเป็นภาพดิจิตอลภาพหนึ่งนั้นมีขนาดเล็กมากๆ เราจึงดูไม่ออกว่าภาพเหล่านั้นที่จริงแล้วคือการเรียงต่อกันของตารางสี  หากเราเปิดภาพดิจิตอลในเครื่องคอมพิวเตอร์แล้วใช้แว่นขยายส่องดูจะเห็นตารางสีสี่เหลี่ยมได้อย่างชัดเจน    การเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบของตารางสีเหล่านี้เป็นเสมือนแผนที่ของตารางสี  ซึ่งเป็นที่มาของชื่อภาพประเภทนี้ซึ่งเรียกว่าเป็นภาพ บิทแม็พ (Bit Map)

      

คุณภาพของภาพดิจิตอลไม่ว่าจะเป็นภาพที่นำไปอัด หรือแสดงบนจอมอนิเตอร์จะขึ้นอยู่กับข้อมูลของภาพที่มีอยู่  หรืออีกนัยหนึ่งก็คือขึ้นอยู่กับจำนวนของพิกเซลที่มีอยู่บนตัวรับภาพ   จำนวนพิกเซลที่มากขึ้นหมายถึงรายละเอียดของข้อมูลภาพที่สูงขึ้น  ซึ่งจะมีส่วนช่วยให้ได้ภาพถ่ายที่มีคุณภาพดีขึ้นไปด้วย (เมื่อนำไปอัด - ขยาย)    เราวัดจำนวนของพิกเซลในภาพดิจิตอลโดยการนำเอาจำนวนของพิกเซลแนวตั้งคูณกับจำนวนของพิกเซลแนวนอน  ซึ่งค่าที่ได้ก็คือค่าความละเอียดของกล้องดิจิตอลที่เรารู้จักกันว่า  กล้องตัวนี้ 3 ล้าน   กล้องตัวนี้ 5 ล้าน หรือกล้องตัวนี้ 6 ล้านเป็นต้น
    

ภาพขนาด 1600 x 1200 = 1,920,000 พิกเซล  หรือเป็นความละเอียดสูงสุดที่สุดที่กล้องดิจิตอล 2 ล้านพิกเซลสามารถบันทึกได้    ความละเอียดของกล้องดิจิตอลที่ระบุไว้จะดูที่ความละเอียดสูงสุดที่กล้องสามารถบันทึกได้เท่านั้น   (นอกจากกล้องบางรุ่นที่ระบุความละเอียดโดยใช้หลักการของการประมวลผลและเพิ่มข้อมูลให้กับภาพ)

ระบบบันทึกภาพนิ่ง

ในกล้องดิจิตอลจะมีระบบการบันทึกภาพอัตโนมัติมาให้เป็นมาตรฐานเพื่อความสะดวกในการใช้งาน (เป็นภาพกล้องถ่ายรูป หรือตัว P)  กล้องรุ่นที่รองรับนักถ่ายภาพสมัครเล่นหรือกึ่งโปรจะมีระบบบันทึกภาพแบบอื่นให้เลือกใช้นอกจากระบบบันทึกแบบอัตโนมัติเพื่อประโยชน์ในการสร้างสรรค์งานภาพตามความต้องการ   การมีระบบการบันทึกภาพที่หลากหลายมากขึ้นนี้จะช่วยให้ผู้ใช้กล้องสามารถบันทึกภาพและสร้าง effect ต่างๆ ให้กับภาพถ่ายได้มากขึ้น  ระบบต่างๆ ที่มีใช้อยู่คือ

P (Programmed Auto Exposure) -  ระบบโปรแกรมบันทึกภาพอัตโนมัติ

A (Aperture Priority Auto Exposure) -  ระบบโปรแกรมบันทึกภาพแบบเลือกค่ารูรับแสง  (กล้องแคนนอนจะใช้ AV)

S (Shutter Priority Auto Exposure) -  ระบบโปรแกรมบันทึกภาพแบบเลือกค่าความไวชัตเตอร์  (กล้องแคนนอนจะใช้ TV)

ระบบบันทึกภาพเคลื่อนไหว - Movie Clip, Video Clip

        จุดเด่นอีกประการหนึ่งของกล้องดิจิตอลนอกเหนือจากการมองเห็นภาพทันทีจากจอแอลซีดี  คือคุณสมบัติการบันทึกภาพเคลื่อนไหว (Movie Clip)   ภาพเคลื่อนไหวที่ได้จากกล้องดิจิตอลในปัจจุบันมีคุณภาพที่ดีมาก  แต่ส่วนใหญ่แล้วก็ยังไม่ไม่สามารถนำไปเทียบกับกล้องถ่ายวีดีโอซึ่งรองรับงานด้านวีดีโอโดยตรง    แม้ว่ากล้องดิจิตอลส่วนใหญ่จะมีฟังชั่นการบันทึกภาพเคลื่อนไหวให้เลือกใช้ แต่ความแตกต่างในการใช้งานและผลที่ได้ค่อนข้างหลากหลาย  ส่วนเด่นๆ ที่สามารถแยกได้คือ 

- ขนาดของภาพเคลื่อนไหวที่สามารถบันทึกได้  (Movie Size)

- ความสามารถในการบันทึกภาพพร้อมเสียง (Movie with / without sound)

- คุณภาพของภาพที่บันทึกได้ (อัตรา frame rate ต่อวินาที)

-  ระยะเวลาที่สามารถบันทึกได้ต่อหนึ่ง clip (Recording per clip)