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Digitalkamera. 23.3.2010 – Sven Schwab. Agenda. Geschichte ISO, SVC, Brennweite Aufbau Sensor, Objektiv, Speicher Funktionen Gesichtserkennung, Weißabgleich, Auto-Fokus, Rote-Augen Datenblatt Auf was muss ich schauen? Quellen. Geschichte. 1981 – MAVICA von Sony
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Digitalkamera 23.3.2010 – Sven Schwab
Agenda • Geschichte • ISO, SVC, Brennweite • Aufbau • Sensor, Objektiv, Speicher • Funktionen • Gesichtserkennung, Weißabgleich, Auto-Fokus, Rote-Augen • Datenblatt • Auf was muss ich schauen? • Quellen
1981 – MAVICA von Sony • Übergang von Analog zu Digitalfotografie • Speicherung auf Magnetscheiben • „Still Video Camera“ • CCD-Sensor • ISO 200 • 0,27 MegaPixel • Objektive • 25mm Festbrennweite • 50mm Festbrennweite
Still Video Camera • Einzelbilder werden im PAL/NTSC-Format gespeichert • Speichermedium ist eine Magnetscheibe • Drehen der Scheibe erzeugt Videostream • PAL = 50 Umdrehungen/Minute • NTSC = 60 Umdrehungen/Minute ISOInternational Standard Organisation • Lichtempfindlichkeit des Bildwandlers • Je kleiner der Wert desto mehr Licht wird benötigt • Hohe ISO-Werte durch Signalverstärkung • Kann zu Bildrauschen führen
1984 – RC701 von Canon • Farbig • Transmitter für Datenübertragung • CCD-Sensor • ISO 200 • 0,19 MegaPixel • Objektive • 11-66mm Zoomobjektiv • 6mm Festbrennweite
Brennweite • Abstand zwischen Objektiv und Sensor in mm • Festbrennweite: Voreingestellter Abstand • Kostengünstigere Produktion • Einfache Entwicklung • Zoom-Objektive:variabel einstellbarer Abstand • Zoomen während des Betriebs • Maximale Brennweite abhängig von der Objektivgröße 17mm 50mm
1985 – Nikon SVC von Nikon • CCD-Sensor wie RC701 jedoch mit 0,3 MP • 1987 – RC760 von Canon • Kamera mit 0,6 MP • 1988 – QV-1000C von Nikon • Kamera mit 0,38 MP S/W • ISO: 400, 800 & 1600 • Nur im Set (+Transmitter, +Objektive) für 10.000 € kaufbar
1990 – DCS-100 von Kodak • Erste wirklich digitale Kamera • Machte sich JPEG zu nutze • Komplette Elektronik war in einer 5kg schwere Tasche • S/W Monitor • Festplatte (200 MByte) • Akku • CCD-Sensor schaffte 1,3 MP • ab 1991 für 25.000€ zu kaufen
1992 – Fotoman von Logitech • Dockingstation • Akku laden • Verbindung mit PC (RS232C) • Eingebauter DRAM mit 4 MByte für 32 Bilder • Firmwareupdates waren möglich • CCD-Sensor schaffte nur 0,1 MP • Preis lag bei 860 € • 1994 – Fotoman Plus mit Farbe und 1,8 MP
1996 – DKC-ID1 von Sony • LCD-Sucher/Betrachter (0,11 MP) • leistungsfähigen LithiumAkku • 12fach optischen Zoom (f-5.4mm - 64.8mm) • Steckplatz für Speicherkarten (PCMCIA & CompactFlash) • CCD-Sensor schaffte nur 0,45 MP
1998 – CoolPix-900 von Nikon • Schwenkbares Gehäuse (Objektiv) • 3fach Zoom • CompactFlash-Wechselspeicher • 1,3 MP • 2000 – PowerShot S20 von Canon • 3,34 MP • 2003 – DSC-V1 von Sony • Videofunktion • USB-Schnittstelle • 5 MP
Objektiv • Besteht aus mehreren Linsen • Linsen sind konvex oder konkave • Brennweite • Abstand zwischen Objektiv und Sensor • Weitwinkel- oder Telefunktion • Tele ab ca. 50mm • F = Formfaktor • Faktor von Sensorgröße zum Kleinbildfilmformat • 1:XX = Blendenzahl • Je größer der Wert desto kleiner die Iris • Motorgesteuert
Sensor • CCD oder CMOS-Technologie • Lichtstrahlen (Photonen) treffen auf Siliziumkristall und erzeugen elektrische Ladung
CCD (Charged Coupled Devices) • Matrix von Fotodioden zeilenweise verbunden • Ladung wird spaltenweise verschoben • Werte kommen am Auswerteverstärker an und werden erfasst • 4 Ausleseverfahren/Bauformen • Interline-Transfer-Sensor
CCD und Farbe • 3-CCD‘s • jeder CCD hat eine Grundfarbe • Keine Farbinterpolation nötig • 1-CCD‘s • Jeder Pixel hat alle 3 Grundfarben • Bayer-Mosaik
CCD und typische Fehler • Moiré-Effekt • Überlappung von Raster durch neue Linien • Blooming • Elektronen fließen in benachbarte Felder
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) • Jeder Pixel wird einzeln adressiert und angesteuert • Jeder Pixel ist eine Fotodiode und Ausleseblock • Jeder Pixel übernimmt • das Auslesen der Spannung • den Transport der Signale • Messaufgaben sowie • Bildverarbeitung • und Ausgabe des Bildes • Nachteil: • Transistoren nehmen 70 % Platz weg • Linsen erhöhen Lichtausbeute • Erheblicher Rechenaufwand
CMOS und Farbe • Bayer-Mosaik • Foveon - X3 - Bildwandler • Pixel hat 3 Schichten mit den RGB-Farben
Speicher • Smart Media Card (SM) • xD-Picture Card (xD) • Multimediacard (MMC) • Memory Stick (MS) -PRO-HG Duo • Compact Flash (CF) • Secure Digital Memory Card (SD)
Smart Media Card (SM) • Speicher bis zu 128 MB • Lesegeschwindigkeit bis zu 8,3 MB/s • Schreibgeschwindigkeit bis zu 2 MB/s xD-Picture Card (xD) • Speicher bis zu 4 GB • Lesegeschwindigkeit bis zu 7 MB/s • Schreibgeschwindigkeit bis zu 3 MB/s Multimediacard (MMC) • Speicher bis zu 8 GB • Lesegeschwindigkeit bis zu 10 MB/s • Schreibgeschwindigkeit bis zu 9 MB/s
Memory Stick (MS)PRO-HG Duo • Speicher bis zu 32 GB • Lesegeschwindigkeit bis zu 37 MB/s • Schreibgeschwindigkeit bis zu 30 MB/s Compact Flash (CF ) • Speicher bis zu 64 GB • Lesegeschwindigkeit bis zu 90 MB/s • Schreibgeschwindigkeit bis zu 80 MB/s
Secure Digital Memory Card (SD) SD • Speicher bis zu 8 MB bis 4 GB • Lesegeschwindigkeit bis zu 20 MB/s • Schreibgeschwindigkeit bis zu 15 MB/s SDHC • Speicher bis zu 4 GB bis 32 GB • Lese/Schreib-Geschwindigkeit: Klassenabhängig: Klasse 2 = >2MB/s Klasse 4 = >4MB/s Klasse 6 = >6MB/s SDXC • Speicher bis zu 32 GB bis 2 TB • Lese/Schreib-Geschwindigkeit: bis zu 104 MB/s (in Planung 300 MB/s) - Heutiger Standart: 50 MB/s
Weitere Bautelemente • Akku • Sucher • LCD-Display mit bis zu 1 MP • Auslöser • Rechenwerk • Diverse Knöpfe zur Steuerung • Blitz • USB-Anschluss
Funktionen • Gesichtserkennung • Beruht auf Mathematik • Suche nach ovalen Formen mit Farbe (Gesicht) • Weitere Ovale und statistisch vergleichbarer Abstand (Augen) • Weißabgleich • Tageszeit + künstliche Lichtquellen ändert Farbtemperatur • Kamera vergleicht Weißanteil mit vorgegebenem Weiß • Autofokus • Durch Kontrastmessung • Kamera testet Entfernungen ab bis Kontrast maximal ist • Rote-Augen-Korrektur • Vorblitz • Pupille zieht sich zusammen und reflektiert weniger Licht
Datenblatt • Effektivpixel: 8,1 MP • Sensor: 1/2.5-inch CCD-Chip (8.290.000 Pixel) • Aufzeichnungssystem: • Foto: JPEG, DPOF- und DCF 1.0 Format • Movie: H.264/AVC, MOV-Format • Audio: WAV format (mono) • Aufnahmeformat (16:9, 4:3) • Aufzeichnungsmedium: • 12,4 MB interner Speicher • Speicherkartenslot für SD-/SDHC und MMC-/MMC-plus • Objektiv: F3.1 (W) - 5.9 (T), f = 6,3 (W) - 18,9 mm (T) • Zoom: 3fach optischer Zoom, 4fach digitaler Zoom, 12fach total • Verschlusszeiten: 1/2 - 1/2000 Sek. • Empfindlichkeit: ISO 64 / 100 / 200 / 400 / 800 / 1.600, automatisch • Funktionen: Weißabgleich, Makro (Nahaufnahme), Video • Ein-/Ausgänge: USB-/AV-Anschluß (PAL/NTSC)
Quellen • http://de.wikipedia.org/wiki/PAL • http://de.wikipedia.org/wiki/Zeilensprungverfahren • http://de.wikipedia.org/wiki/Halbbild • http://www.digicamhistory.com/ • http://de.wikipedia.org/wiki/Brennweite • http://de.wikipedia.org/wiki/Moir%C3%A9-Effekt • http://de.wikipedia.org/wiki/Interpolation_%28Fotografie%29 • http://www.elmar-baumann.de/fotografie/lexikon/index-f.html • http://de.wikipedia.org/wiki/SmartMedia • http://de.wikipedia.org/wiki/Multimedia_Card • http://de.wikipedia.org/wiki/CompactFlash • http://de.wikipedia.org/wiki/SD_Memory_Card • http://de.wikipedia.org/wiki/XD-Picture_Card • http://de.wikipedia.org/wiki/Memory_Stick • http://de.wikipedia.org/wiki/Blooming • http://de.wikipedia.org/wiki/Bildrauschen • http://apphotnum.free.fr/images/svc.jpg • http://www.hjreggel.net/cardspeed/index_de.html