УСТРОЙСТВА ВВОДА

Устройство, принципы обработки информации и некоторые характеристики современных цифровых фотокамер

В последние годы цифровые камеры, благодаря постоянному повышению качества изображений получаемых с их помощью все прочнее занимают свое место в ряду научно-технических средств с успехом используемых для фиксации криминалистически значимой информации.

Они имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными пленочными камерами. Прежде всего это:

• оперативность: -за считанные секунды, без дополнительной лабораторной обработки, взглянув на ЖКИ-дисплей, можно оценить, следует ли сохранять данное изображение или его переснять заново. Это качество имеет немаловажное значение для их использования при фиксации криминалистически значимой информации;

• удобство пользования - в большинстве цифровых камер наряду с технология «беспленочной фотографии» сочетается с простотой обращения.

• Покадровая съемка, - во многих камерах для фиксации объектов в движении предусмотрен режим покажровой съемки с частотой фиксации кадров. Такой режим позволяет по серии полученых снимков позволяет воссоздать последовательность движения объекта, что может сыграть существенное значение при проведении воспроизведения обстановки и обстоятельств события.

• Возможность записи звуковых комментариев и титров

• Режим видеозаписи- Ряд современных видеокамер позволяет записывать как обычные изображения так и короткие фрагменты.

• Портативность- большинство бытовых камер имеют небольшие размеры и вес, что играет немаловажную роль для их использования для комплектации Унифицированных чемоданов.

Сегодня современные модели так называемых “мегапиксельных”^[163] камер по качеству получаемых изображений все стремительнее приближаются к хорошим пленочным, а некоторые уже перешагнули этот предел.

Большинство камер имеет автоматическое (электронное ZOOM) масштабирование, отличную оптику с трансфокатором, позволяющую производить увеличение объекта.

ССИ-матрицы в зависимости от конструкции могут обладать управляемой переменной светочувствительностью. В некоторых из них реализованы режимы работы в лучах невидимого спектра. Смена типа “электронной фотопленки” осуществляется обычным нажатием кнопки.

Следует также отметить, что, наряду с классом так называемых любительских цифровых фотокамер, функциональные возможности которых мы кратко рассмотрели, имеются и цифровые профессиональные камеры. В таких камерах реализуются функции записи изображений не только в статике, но и в динамике (в сущности, появляется возможность снимать короткие видеосюжеты, а также создавать звуковое сопровождение отдельных снимков). Такие функции реализованы в специальной цифровой камере “Hitachi”, предназначенной для репортерской работы. На жесткий диск такой камеры помещается до 3 000 изображений в формате JPEG.

К основным недостаткам, присущим цифровым фотокамерам, следует отнести то, что между нажатием на кнопку спуска и срабатыванием затвора обычно происходит небольшая задержка (до 0,5 - 2 сек). Кроме того, прежде чем сделать следующий снимок, приходится ждать несколько секунд, пока будет обработано и сохранено предыдущее изображение. До окончания обработки изображения камеру выключать нельзя, так как изображение может быть или полностью утраченным или искаженным (потеря резкости, цвета и т.д.). К недостаткам следует отнести и относительно большое энергопотребление, особенно при работе ЖКИ-дисплея.

На рис. 8 мы предлагаем рассмотреть принципиальную схему устройства современной электронной фотокамеры.

Практически все цифровые фотокамеры имеют набор электронного оборудования, позволяющего управлять всеми процессами и действиями, в том числе установкой диафрагмы и выдержки как в автоматическом, так и полуавтоматическом режимах. Для правильной установки этих параметров электроника получает необходимую информацию через дополнительный фотоэлемент (сенсор освещенности), устанавливаемый в передней части камеры, рядом с объективом. При недостаточной освещенности включается лампа-вспышка.

Для получения резкого снимка необходима наводка на резкость, т.е. установка определенного расстояния между объективом и ССD-матрицей (фокусировка). Некоторые модели цифровых камер оснащены жестко встроенными объективами. Такие камеры имеют фиксированную фокусировку. Другие обладают функциями ручной или автоматической установки резкости.

Рис. 8. Принципиальная схема устройства современной электронной, цифровой фотокамеры.

Автофокусировка может осуществляться двумя путями: активным или пассивным. В основе активной фокусировки лежит принцип измерения расстояний с использованием инфракрасных излучений и расчетов, производимых электроникой камеры. На основании полученных результатов серводви - гатель фокусировки перемещает объектив на необходимое расстояние, изменяя фокусное расстояние. Пассивная фокусировка работает по такому принципу: проходящий через объектив световой поток попадает на ССБ-матрицу, и серводвигатель перемещает объектив до получения наивысшей контрастности, а соответственно и резкости.

Принцип фотосъемки электронной фотокамерой следующий: сформированное объективом оптическое отражение объекта запечатлевается CCD-матрицей (приобретая дискретную форму) и затем поступает в аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). В АЦП происходит трансформация световых и цветовых характеристик изображения в цифровую форму.

Рис. 9. Электронная фотокамера “EPSON PhotoPC 600” (вид спереди). 1 - панель управления; 2 - встроенная электронная лампа вспышка.; 3 - информационная панель; 4 - окно видоискателя; 5 - выключатель, совмещенный с крышкой объектива и окном видоискателя.

Для временного хранения файлов используются встроенные и внешние устройства памяти.

В качестве встроенных устройств, как правило, используются обычные ОЗУ емкостью от 1 до 6 мегабайт. Роль сменных устройств зачастую играют флеш-карты (flesh- memory card) или дискеты 3,5 дюйма.

При необходимости контроля качества и других данных отснятое изображение можно вывести для просмотра на ЖКИ-дисплей, который также можно использовать и в качестве видоискателя при производстве отдельных снимков.

Рис. 10. Электронная фотокамера “EPSON PhotoPC 600” (вид сзади). 1 - видоискатель; а - индикатор готовности; 2 - информационная панель; 3 - переключатель режимов ЖКИ-дисплея; 4 - панель управления; 5 - кнопка

установки числа, времени и др. контрольных параметров; 6 - устрой

ство для установки сменной памяти (флеш-карты); 7 - кнопки управления просмотром отснятого материала на ЖКИ-дисплее или экране телевизора; 8 - ЖКИ-дисплей; 9 - кнопка выбора режимов панорамы, мульти- и электронного увеличения (трансфокации).

Рис. 11. Электронная фотокамера “EPSON PhotoPC 600” (вид слева). 1 - разъем подключения внешнего электропитания; 2 - разъем видеовыхода (для подключения к видеовходу телевизора); 3 - защитный, резиновый клапан; 4 - гнездо соединения с компьютером.

Рис. 12. Панель управления. 1 - кнопка выбора режима работы лам-

пы-вспышки; 2 - кнопка выбора режима съемки (разрешения и цветопередачи); 3 - спусковая кнопка; 4 - кнопка установки макро режима; 5 - кнопка автоспуска.

Рис. 13. Информационная панель. 1 - указатель разрешения; 2 - указатель свободной памяти в кадрах соответствующего разрешения; 3 - указатель заданных параметров встроенной лампы-вспышки; 4 - указатель включения режима макросъемки; 5 - указатель включения автоспуска; 6 - указатель электропитания (появление на панели свидетельствует о необходимости замены электропитания); 7 - указатель включения режима черно-белой съемки.

В качестве базовой модели для демонстрации возможностей нами выбрана электронная фотокамера “EPSON PhotoPC 600”, применяющаяся в деятельности экспертно-криминалистических подразделений УМВД в Луганской области. Данная камера имеет жестко встроенный объектив, встроенную лампу-вспышку, оптический видоискатель и цветной ЖКИ-дис- плей. Выбор экспозиции определяется автоматически сенсорным устройством. Кроме внутреннего ОЗУ, имеющего объем 4МБ, информацию можно записывать на сменные флеш-карты (flesh-memory card).

Выключатель камеры совмещен с крышкой объектива и окном оптического видоискателя, поэтому одновременно при открытии объектива начинает поступать питание и происходит зарядка матрицы. Процесс подготовки матрицы длится 23 секунды, все это время светодиод, расположенный в окне видоискателя, мигает красным светом. Когда матрица заряжена и готова к съемке, светодиод загорается зеленым цветом. После экспонирования происходит оцифровка полученного сигнала (считывание и преобразование запечатленного изображения с матрицы) в цифровую форму видеосигнала и пере-