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Digitalkamera 23.3.2010 – Sven Schwab. Agenda Geschichte –ISO, SVC, Brennweite Aufbau –Sensor, Objektiv, Speicher Funktionen –Gesichtserkennung, Weißabgleich,

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1 Digitalkamera – Sven Schwab

2 Agenda Geschichte –ISO, SVC, Brennweite Aufbau –Sensor, Objektiv, Speicher Funktionen –Gesichtserkennung, Weißabgleich, Auto-Fokus, Rote-Augen Datenblatt –Auf was muss ich schauen? Quellen

3 Geschichte

4 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

5 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 ISO International Standard Organisation Lichtempfindlichkeit des Bildwandlers Je kleiner der Wert desto mehr Licht wird benötigt Hohe ISO-Werte durch Signalverstärkung –Kann zu Bildrauschen führen

6 1984 – RC701 von Canon –Farbig –Transmitter für Datenübertragung –CCD-Sensor ISO 200 0,19 MegaPixel –Objektive 11-66mm Zoomobjektiv 6mm Festbrennweite

7 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

8 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 kaufbar

9 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 zu kaufen

10 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 – Fotoman Plus mit Farbe und 1,8 MP

11 1996 – DKC-ID1 von Sony –LCD-Sucher/Betrachter (0,11 MP) –leistungsfähigen LithiumAkku –12fach optischen Zoom (f-5.4mm mm) –Steckplatz für Speicherkarten (PCMCIA & CompactFlash) –CCD-Sensor schaffte nur 0,45 MP

12 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

13 Aufbau

14 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

15 Sensor CCD oder CMOS-Technologie Lichtstrahlen (Photonen) treffen auf Siliziumkristall und erzeugen elektrische Ladung

16 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

17 CCD und Farbe 3-CCDs –jeder CCD hat eine Grundfarbe –Keine Farbinterpolation nötig 1-CCDs –Jeder Pixel hat alle 3 Grundfarben –Bayer-Mosaik

18 Moiré-Effekt –Überlappung von Raster durch neue Linien CCD und typische Fehler Blooming –Elektronen fließen in benachbarte Felder

19 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

20 CMOS und Farbe Bayer-Mosaik Foveon - X3 - Bildwandler –Pixel hat 3 Schichten mit den RGB-Farben

21 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)

22 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

23 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

24 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

25 Weitere Bautelemente Akku Sucher –LCD-Display mit bis zu 1 MP Auslöser Rechenwerk Diverse Knöpfe zur Steuerung Blitz USB-Anschluss

26 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

27 Datenblatt Effektivpixel: 8,1 MP Sensor: 1/2.5-inch CCD-Chip ( 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) (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)

28 Fragen?

29 Quellen


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