Новая тема Ответить в теме
 
Опции темы Опции просмотра

Старый 12.08.2007, 10:58   #1
Специалист yUPa поза форумом
 
Аватар для yUPa
pm
Сообщение CCD vs CMOS

Nokia N73
5-мп камерофон Samsung SGH-G600

Подобные темы подтолкнули меня донести предоставить информацию о технологиях используемых в мире цифрового фото, что должно помочь понять преимущества/недостатки и ограничения используемых девайсов и ознакомиться с терминологией.
---
CCD против CMOS: холодная война

Впервые дебаты о судьбе CCD и CMOS, двух основных технологий для захвата изображения, вернее о том, какая из них будет в конце концов превалировать, разгорелись около пяти лет назад, когда CMOS успела лишь выйти на рынок цифрового фото, потеснив тем самым позиции CCD. И вот, едва успев угаснуть, рассуждения экспертов на эту тему вновь возобновляются с еще большей силой, но теперь они носят уже не столько технологический, сколько маркетинговый характер.

читать дальше
---
CCD

ПЗС-матрица - светочувствительная матрица цифрового фотоаппарата, выполненная на основе ПЗС (англ. CCD, "Charge-Coupled Device") - «приборов с зарядовой связью».

ПЗС-матрица состоит из поликремния, отделенного от силиконовой подложки, в которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. Положительное напряжение на электродах создает потенциальную яму, куда устремляются электроны из валентной зоны, сгенерированные фотонами. В этой потенциальной яме заряд хранится до момента считывания. Чем интенсивнее световой поток в течение экспозиции, тем больше скапливается электронов в потенциальной яме и тем выше итоговый заряд данного пикселя. Считывание итогового заряда ПЗС состоит в том, чтобы заставить поликремневые затворы, помимо функции электродов, выполнить еще и роль сдвиговых регистров, таким образом, чтобы они образовали конвейерную цепочку вдоль одной оси. При этом если учесть, что обычно один пиксель формируется несколькими, например, четырьмя электродами, то попеременная подача на них высокого либо низкого напряжения по принципу n+1 (1-2, 2-3, 3-4 и т. д.) позволит накопленному заряду как бы перетекать по выбранной оси, не теряя своей величины. Это становится возможным благодаря тому, что, изменяя конфигурацию потенциального барьера, мы как бы сдвигаем потенциальную яму с накопленными в ней зарядами. Причем описанный цикл повторяется до тех пор, пока все содержимое выбранных осей не «перетечет» к управляющей логике, преобразующей поступивший заряд в определенный уровень напряжения. Собственно, такой способ передачи заряда и дал название ПЗС - приборы с зарядовой связью фотосенсорам (матрицам) данного типа. Далее напряжение через усилитель и АЦП (аналого-цифровой преобразователь) подается уже в цифровом виде в оперативную память (буфер) и в процессор камеры, где интерполируется и преобразуется, а затем, в каком-либо стандартном формате изображения, например JPEG, поступает в устройство постоянного хранения, например Flash-карту SD.

CMOS

КМОП-матрица — светочувствительная матрица цифрового фотоаппарата, выполненная на основе КМОП-транзисторов c использованием шаблона Байера — мозаики цветных GRGB транзисторов, используемый в цифровой фотографии. Изобретён Брайсом Байером (англ. Bryce Bayer) из Kodak. Это цветное множество фильтра (CFA) цвета RGB,устроенных на квадратной сетке фотодатчиков (матрице), известной как «Датчик Bayer» или «Матрица Байера».

CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) - комплементарные металл-оксидные полупроводники (КМОП), то есть матрицы на активных точечных сенсорах. Технология производства CMOS-сенсоров близка к технологии производства компьютерных схем. Многие считали, что это революция. И действительно, массовая технология, матрицы можно выпускать дешевые, в отличие от дорогих CCD-матриц. Можно делать сенсоры с большим количеством мегапикселей, и стоить они будут недорого (по сравнению с CCD).


Но победные фанфары сторонников CMOS звучали недолго. Оказалось, что массовость и низкая цена еще не гарантируют успеха. Выяснилось, что шумы CMOS-матрицы не могут обеспечить изображение достаточного качества, которое наблюдается у камер с CDD-матрицами. Так что пока изобретатели CMOS-матриц ищут возможности устранения шума, на рынке по-прежнему продаются как камеры с CCD-матрицами, так и с CMOS.

Пиксель — является сокращением от «picture element» — «элемент рисунка», так обозначают крошечные точки, которые содержат информацию в цифровой фотокамере. Термин «мегапиксель», употребляемый гораздо чаще, означает один миллион пикселей. Чем больше количество пикселей, тем лучше разрешение. Чем выше разрешение, тем выше качество снимков. Снимки высокого качества занимают больше места на карте памяти, но дают более качественные распечатки.

Оптический зум — это приближение объекта за счет передвижения линз внутри объектива. С его помощью на объекте съемки можно рассмотреть мелкие детали: чем больше его величина, тем крупнее удаленный объект.

Цифровой зум — в отличие от оптического, увеличение картинки здесь достигается за счет анализа уже имеющегося изображения. Дополнительные точки как бы «вставляются» между существующими, не добавляя никаких деталей. Пример — какое-нибудь удаленное здание: оптика позволит рассмотреть его кирпичики, а «цифра» — только лишь увеличит дом, оставляя его гладким.

VGA (Video Graphics Array) - стандарт для графической подсистемы в IBM PC. Впервые появился в компьютере IBM PS/2 в 1987 году. Разрешение у VGA - 640x480. Позднее появился "Супер" VGA (SVGA), с более высокими разрешениями - 800 x 600, 1,024 x 768, 1,280 x 1,024 и др..

QVGA ( Quarter Video Graphics Array) или Quarter VGA – известный термин для компьютерных мониторов с разрешением 320x240 пикселей. QVGA дисплеи часто используются в сотовых телефонах и КПК. Само определение произошло от того, что данный режим представляет собой 1/4 часть 640x480 пикселей – оригинального стандарта от IBM – VGA, который стал стандартом де факто в 1980-х. QVGA не совместим и не является наследником VGA, связь здесь исключительно в разрешении.

QVGA так же применяется в терминологии цифрового видео в качестве режима записи, обычно в устройствах типа цифровых камер или сотовых телефонов. Каждый кадр есть изображение 320x240 пикселей. Видео QVGA пишется от 15 до 30 кадров в секунду. Режим QVGA относится исключительно к используемому разрешению, а не к формату видео файлов.

CIF (Common Itermediate Format) - используемый в телеконференциях стандарт видеоизображения с размером кадра 352х288 пикселов и частотой кадров 7.5, 10, 15 или 30 к/сек. Цвет кодируется в формате YUV с разрядностью 8 бит. Производные форматы: QCIF - 176х144 пикселов, subQCIF - 128x96 пикселов, 4CIF - 704x576 пикселов, 16CIF - 1408x1152 пикселов.

Разрешение - мера детальности цифрового видеоизображения, измеряемая или количеством пикселей в горизонтальном и вертикальном направлениях, или в пикселях на единицу длины (при просмотре на дисплее или печати).

Зум — увеличение размера объекта на картинке, его приближение.

Матрица — это миниатюрный светочувствительный элемент, встроенный внутри камеры. Именно матрица заменяет в цифровых фотоаппаратах пленку, воспринимая световой пучок, поступающий из объектива. Матрица состоит из мельчайщих светочувствительных элементов, реагирующих на энергию световой волны. От количества этих элементов зависит разрешение конечного кадра, например, 2 Мп.
---
По материалам:
ITC
mobile-arsenal
wikipedia

Дополняем, задаем вопросы.
  Цитата 
Старый 12.08.2007, 13:52   #2
Профессионал Andrew поза форумом
 
Аватар для Andrew
pm
Меня интересует такой вопрос:

КМОП-сенсоры используются как правило в камерах невысокого качества и мобильных телефонах. А также в профессиональных зеркальных камерах. Средний же сегмент полностью на ПЗС. Может кто знает, почему сложилась именно такая ситуация? В low-end сегменте все более менее понятно - низкое энергопотребление и невысокая себестоимость производства. Но что делает КМОП в сегменте зеркальных камер???
  Цитата 
Старый 12.08.2007, 18:13   #3
Пользователь BEN поза форумом
 
Аватар для BEN
pm
Цитата:
Сообщение от Andrew Посмотреть сообщение
Меня интересует такой вопрос:

КМОП-сенсоры используются как правило в камерах невысокого качества и мобильных телефонах. А также в профессиональных зеркальных камерах. Средний же сегмент полностью на ПЗС. Может кто знает, почему сложилась именно такая ситуация? В low-end сегменте все более менее понятно - низкое энергопотребление и невысокая себестоимость производства. Но что делает КМОП в сегменте зеркальных камер???
Всё очень просто...ССD сенсор дорогой и чем больше кол-во пикселей тем дороже готовый продукт,другая ситуация с CMOS сенсорами там кол-во пикселей особо не влияет на стоимость...а теперь подумай сколько будет стоить зеркалка в 11 мегов с CCD сенсором?и кол-во пикселей в зеркалках столь высоко (относительно) что можно пренебречь шумами и то они исправимы програмно...
а на деле CCD сенсор намного лучше...сам видел разницу между камерами...хотя в среднем такие камеры дороже процентов на 30...так что тут нужно выбирать...
__________________
Yota-Будущее уже сегодня!
  Цитата 
1 пользователь поблагодарил BEN:
Старый 04.11.2007, 16:32   #4
Специалист yUPa поза форумом
 
Аватар для yUPa
pm
FAQ по цифровому фото для начинающих

Содержание
  1. Общие положения
    • В чем преимущества и недостатки цифровой фотографии перед пленочной?
    • На какие подвиды делятся современные цифровые фотокамеры?
    • Варианты зеркальных фотокамер "Kit" и "Body" - что это?
    • Какая цифровая камера лучше всего подойдет для начинающего фотолюбителя?
    • Для каких целей, помимо своего прямого назначения, можно использовать ЦФК?
    • На что следует обращать внимание при покупке ЦФК?
    • Какие дополнительные расходы обычно сопровождают покупку новой ЦФК?
  2. Матрица
    • Что представляет собой матрица цифрового фотоаппарата?
    • Что такое разрешающая способность матрицы?
    • Какое влияние на качество снимков оказывает физический размер матрицы?
    • Что такое светочувствительность матрицы?
  3. Объектив
    • Что такое светосила объектива?
    • Что такое фокусное расстояние объектива?
    • Что такое автофокус и зачем он нужен?
    • Что такое зум-объектив?
    • Что такое "цифровой зум"?
    • Что такое аберрации?
    • Что такое "элемент" или "группа элементов" применительно к объективу?
    • В чем различие между пластмассовыми и стеклянными линзами?
    • Что такое стабилизатор изображения?
  4. Прочее
    • Что такое экспозиция?
    • Что такое экспокоррекция?
    • Что такое брекетинг?
    • Что такое гистограмма?
    • Какие бывают видоискатели в ЦФК?
    • Зачем в ЦФК нужен жидкокристаллический дисплей?
    • Какие типы карт памяти используются в ЦФК и чем они отличаются?
    • Какие бывают форматы хранения фотографий?
    • В чем заключается преимущество внешней вспышки перед внутренней?
    • Какие бывают источники питания ЦФК?

Полное FAQ
  Цитата 
Старый 02.03.2011, 19:34   #5
Специалист yUPa поза форумом
 
Аватар для yUPa
pm
CMOS вытесняют ССD с позиций основных сенсоров для цифровых камер
В течение ближайших трех лет аналитики IHS iSuppli прогнозируют стабильно высокий рост интереса к цифровым камерам, которые оснащены матрицами на активных точечных сенсорах CMOS. Сложившаяся ситуация позволит последним опередить традиционные ССD-матрицы в качестве ключевых сенсоров для рассматриваемой категории устройств.

В 2010 г. производители фотоаппаратов освоили 94,1 млн датчиков изображения CCD, тогда как датчиками CMOS были лишь оснащены 30,7 млн аппаратов. Однако уже в 2013 г. поставки CCD-сенсоров для нужд производителей фототехники сократятся до 66,9 млн, тогда как количество отгруженных CMOS-сенсоров превысит 71,1 млн.

В 2014 г. разрыв между двумя технологиями продолжит увеличиваться. Производители цифровых камер освоят 85 млн CMOS- и 51 млн CCD-сенсоров.

Среди главных преимуществ CMOS называется более эффективное, нежели у CCD, энергопотребление, а также сравнительно низкая себестоимость производства. Кроме того, CMOS-сенсоры позволяют получать более качественное изображение в условиях слабой и нормальной освещенности.
Источник: ko.com.ua

Добавлено через 14 минут
Корпорація Intel офіційно презентувала альтернативу стандарту USB. Нова технологія провідної передачі даних отримала назву Thunderbolt, йдеться в офіційному прес-релізі.

Теоретична швидкість передачі даних за допомогою Thunderbolt (раніше відомої як Light Peak), становить до 10-ти гігабіт на секунду, що дозволяє здійснити передачу фільму стандарту високої чіткості на комп'ютер із зовнішнього диска за 30 секунд. Напротивагу максимальна теоретична пропускна здатність поширеного зараз стандарту USB 2.0 складає лише 480 мегабіт на секунду.

Перші роз'єми Thunderbolt з'явилися на нових ноутбуках Apple MacBook Pro, де вони доповнюють роз'єми USB 2.0. За словами розробників, у майбутньому Thunderbolt зможе повністю замінити решту роз'ємів на зразок FireWire або HDMI. Невдовзі будуть представлені жорсткі диски, комп'ютери, монітори та інша техніка з підтримкою цього стандарту. Подібні рішення розробляються компаніями Western Digital, LaCie та іншими.

Як повідомляло ІА «Світ освіт», у перспективі бактерії можуть замінити флешки. Китайські вчені навчилися зберігати інформацію в колонії бактерій. Жива пам'ятьздатна накопичувати 90 гігабайт на один грам живої ваги.

Автор: Наталія Березюк
Джерело: ІА «Світ освіт»
  Цитата 
Новая тема Ответить в теме


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения