Цифровые фотоаппараты

Жидкокристаллические дисплеи и система управления цифрового фотоаппарата

Разбить на страницы
Показывать лекцию целиком

Цель лекции - рассказать об устройстве и принципе действия жидкокристаллических матриц контрольных дисплеев и детально рассмотреть систему настроек цифрового фотоаппарата.

Жидкокристаллический контрольный дисплей цифрового фотоаппарата - инструмент универсальный и в практическом применении очень удобный. Во-первых, управление многочисленными режимами работы фотоаппарата и сервисными функциями реализовано через многоуровневое экранное меню дисплея. Во-вторых, контрольный дисплей выводит текущую информацию о наличии на карте флэш-памяти свободного места (количество оставшихся кадров), о времени и дате, о состоянии аккумуляторов, о задействованном программном режиме и об экспозиционных параметрах съемки. В-третьих, в абсолютном большинстве современных цифровых камер контрольный дисплей работает в качестве электронного видоискателя. И, наконец, контрольный дисплей позволяет просмотреть отснятые кадры по отдельности или в виде уменьшенных изображений по 9 (в некоторых моделях до 25) кадров на экран (режим preview), увеличить каждый кадр, чтобы лучше оценить его качество, удалить отдельные снимки или все сразу, подвергнуть снимки обработке встроенным программным фильтром, получив эффект черно-белой фотографии, сепии или негативного изображения.

Мы уже говорили, что в некоторых цифровых камерах начального уровня цветной контрольный дисплей выполняет функции основного и единственного видоискателя. Добавим - не только в камерах начального уровня, но и в достаточно дорогих ультракомпактных фотоаппаратах, в том числе и предназначенных для творческой съемки. В качестве примера можно привести замечательные фотоаппараты Panasonic Lumix, выпускаемые японской компанией Matsushita.

(рис 6.1) В фотоаппаратах Panasonic Lumix контрольный дисплей служит единственным инструментом компоновки кадра

Значение контрольного дисплея трудно переоценить, но в практической съемке пользоваться им неподготовленному фотографу, не имеющему опыта работы с цифровыми фотоаппаратами, не так просто. Один из самых существенных недостатков, который мы уже упоминали, это неразличимость изображения на экране дисплея при ярком солнечном освещении. В некоторых камерах, вроде выпущенного несколько лет назад Panasonic Lumix DMC-LC5, применялись светозащитные шторки (бленды), раскладывающиеся в виде шахты, как у прямых зеркальных видоискателей двух- и однообъективных среднеформатных и профессиональных малоформатных пленочных "зеркалок". В других фотоаппаратах (их, кстати, не так много) используются рефлективные жидкокристаллические матрицы с отражающей подсветкой. В этом случае лучи солнца отражаются от зеркальной подложки экрана дисплея и сами служат в качестве "лампы" подсветки. Но какие бы технические решения ни применялись, полностью вытеснить телескопические и зеркальные видоискатели контрольные ЖК дисплеи пока не могут.

Еще один недостаток встроенных в цифровые камеры дисплеев - неточное изображение реальной картинки или только что отснятого кадра. Надо осознавать, что точность отображения встроенного дисплея зависит от его разрешения. Сколько элементов можно расположить на матрице с диагональю в 1,8-2-2,5 дюйма? В очень популярном фотоаппарате Canon PowerShot A540 экран имеет размер 2,5 дюйма по диагонали и всего около 85 тысяч ячеек жидкокристаллической матрицы. Изображение на таком экране выглядит зернистым до такой степени, что становится трудно оценить степень наведения объектива на резкость и различить мелкие детали картинки.

(рис 6.2) Контрольный дисплей фотоаппарата Canon PowerShot A540

О другой особенности контрольного дисплея - виньетировании размера кадра при использовании экрана в качестве видоискателя - говорят мало. Между тем эффект виньетирования (или подрезания границ кадра) в той или иной степени присущ большинству дисплеев компактных цифровых фотоаппаратов. Дело в том, что для вывода изображения на экран, когда он работает в режиме видоискателя, используется только средняя часть светочувствительной матрицы, в которой реализован режим покадрового переноса зарядов. Остальная площадь матрицы работает только в режиме построчного переноса зарядов - для снижения стоимости сенсора и для более рационального использования поверхности кремниевого кристалла матрицы. В этом плане электронный видоискатель можно сравнить с оптическими видоискателями бюджетных пленочных "зеркалок". Зеркальный видоискатель способен отобразить от 80 до 90 процентов площади кадрового окна (очень редко до 95 процентов). Причина - в размерах подъемного зеркала, расположенного между задней линзой объектива и фокальной плоскостью (плоскостью пленки). Для увеличения площади отображения придется увеличить и размер зеркала, а вместе с ним и размер фокусировочного экрана. Поэтому с виньетированием кадра зеркальным видоискателем приходится мириться.

В лучшем положении оказываются владельцы дальномерных пленочных камер, особенно таких совершенных, как Leica M6 и M7. Телескопический видоискатель этих фотоаппаратов охватывает площадь, превышающую площадь кадрового окна. У фотографа появляется возможность видеть то, что выходит за рамки кадра, ориентируясь по светящейся ограничительной рамке. Это кардинальным образом изменяет технологию композиционного решения кадра (чем, собственно, и обусловлена неувядающая популярность "дальномерок" у серьезных мастеров художественной и документальной фотографии).

(рис 6.3) Пленочный дальномерный фотоаппарат Leica M7

Но у владельцев цифровых фотоаппаратов имеется точно такая же возможность - воспользоваться телескопическим видоискателем, если он у камеры, конечно, есть. Таким образом, любые недостатки встроенного контрольного дисплея меркнут, если рассматривать его как вспомогательный, а не основной инструмент для кадрирования будущего снимка.

В конструкцию жидкокристаллического экрана встроенного цветного дисплея заложены самые передовые достижения цифровых технологий последней четверти XX века. Принцип действия ЖК матрицы основан на способности некоторых веществ, находящихся в аморфном состоянии, менять свою кристаллическую структуру под воздействием электрического потенциала.

Жидкие кристаллы наделены свойствами твердого вещества, поскольку имеют кристаллическую структуру, и в то же время жидкого вещества, поскольку обладают текучестью и вязкостью. Если к капле субстрата, в котором хаотично располагаются жидкие кристаллы, подвести электрический потенциал положительной или отрицательной полярности, то кристаллы вещества расположатся в строго определенном порядке - параллельно или перпендикулярно подводящему потенциал электроду. То есть под воздействием электрического потенциала жидкие кристаллы упорядочивают свою структуру.

Прежде чем рассмотреть подробней устройство жидкокристаллических матриц, вновь обратимся к конструкции цифрового фотоаппарата. Все цифровые камеры снабжены жидкокристаллическими дисплеями. Но дешевые камеры-игрушки, популярные несколько лет назад, а ныне окончательно вытесненные сотовыми камерофонами, имеют символьный монохромный дисплей, как у наручных электронных часов. Информация на таком дисплее выводится в символьном виде, а сама матрица называется сегментной, поскольку все символы - буквы и цифры - строятся из отдельных элементов, или сегментов.

Монохромный дисплей фотоаппарата (кстати, не только цифрового, но и любого пленочного, имеющего автофокус и экспозиционную автоматику, начиная с недорогих компактных, заканчивая профессиональными зеркальными камерами) выводит на экран необходимый минимум информации. Символьные дисплеи в компактных цифровых фотоаппаратах редкость, но они применяются в зеркальных камерах, например, в Canon EOS 350D. Они выполняют второстепенную, сугубо информационную функцию, но, тем не менее, очень удобны.

(рис 6.4) Вспомогательный символьный дисплей

Теперь поговорим об устройстве монохромных жидкокристаллических матриц с сегментным отображением информации. Конструктивно жидкокристаллическая матрица представляет собой пакет тонких стекол с пленочными прокладками между ними. Первый слой (от основания экрана к его поверхности) отражает проникающий через стекла матрицы внешний свет. Если дисплей предназначен для работы в качестве вспомогательного монохромного индикатора цифрового (как у только что упомянутой цифровой "зеркалки" или, что будет более показательно, у профессиональных камер) или пленочного фотоаппарата, а также для установки в электронные часы, отражающий слой матрицы может быть дополнен лампами подсветки. При этом подсветка может иметь разную конструкцию - в виде излучающих светодиодов, установленных по краям стеклянной пластины и освещающих ее торцы, или в виде светящейся полимерной панели, работающей по принципу люминесцентной лампы (эффект свечения фосфора в среде нейтрального газа).

За отражающим слоем располагается подложка матрицы. Для уменьшения общей толщины панели отражающая свет амальгама может наноситься на внешнюю поверхность подложки (что в часах чаще всего и делается). Подложка прикрыта покровным стеклом, а между ними находится тончайшая прокладка, разделяющая промежуток между слоями стекла на герметичные ячейки. В эту прокладку (либо в подложку) вмонтированы полупрозрачные электроды. А ячейки матрицы заполнены жидкими кристаллами. Ячейки выполнены в виде полосок, образующих сегменты экрана. Над покровным стеклом матрицы располагается поляризационный фильтр, пропускающий только световые волны определенной направленности (этот фильтр обычно многослойный - для улучшения поляризации).

Работает матрица следующим образом. Контроллер матрицы посылает электрический сигнал к выводам каждой ячейки, образующей сегмент изображения. Накапливающийся на конце электрода потенциал воздействует на жидкие кристаллы, заставляя их располагаться упорядоченно - параллельно лучам отраженного от амальгамы света или перпендикулярно - в зависимости от полярности потенциала. Если кристаллы располагаются перпендикулярно лучам света, сегмент выглядит темным, если параллельно - он невидим. Без подсветки сзади сегменты матрицы неразличимы. Поляризационный фильтр служит для поглощения световых волн иной направленности и тем самым улучшает качество изображения на дисплее (попросту делает его видимым).

Как только электрический потенциал на электродах ячеек исчезает, жидкие кристаллы приходят в исходное хаотичное состояние, и изображение на экране матрицы разрушается. Чтобы этого не происходило, сигналы контроллера обновляются с определенной частотой. Из-за того, что жидкие кристаллы обладают свойством инерции, они не успевают изменить положение за время обновления потенциала на электроде ячейки. И сегмент дисплея кажется неизменным постоянно - до момента смены значения того или иного индикатора.

Если устройство монохромной жидкокристаллической матрицы с сегментным отображением информации кажется простым, то это ошибочный вывод. Матрица имеет очень сложное устройство. Достаточно вспомнить, что первые электронные калькуляторы и наручные часы с дисплеями на жидких кристаллах появились только в начале 70-х годов 20-го века, уже после того, как человек побывал на Луне. Однако устройство цветной жидкокристаллической матрицы, устанавливаемой в цифровые фотоаппараты в качестве контрольного дисплея (добавим - и в ноутбуки, и в ЖК мониторы персональных компьютеров, и в контрольно-измерительные, навигационные и прочие электронные приборы), намного сложней.

Жидкокристаллические матрицы цифровых фотоаппаратов, в отличие от сегментных, выводят изображение в графическом виде. То есть изображение строится не из сегментов, из которых складываются символы - буквы и цифры, а из отдельных точек - пикселей.

Количество пикселей матрицы определяет разрешение экрана. Например, матрица ноутбука с экранным разрешением XGA (1024х768 пикселей) содержит 786432 элемента, каждый из которых представляет собой микроскопический пузырек с жидкими кристаллами внутри. Разрешение матрицы не может быть увеличено вообще и не может быть уменьшено без специальных программных средств. Если изменить экранное разрешение ноутбука на меньшее, то мы увидим, что в построении изображения задействована только центральная часть экрана, а его края останутся темными. Причина в прямом способе адресации жидкокристаллической матрицы - контроллер посылает сигнал на электрод каждой ячейки непосредственно, а не последовательно (построчно), как в случае с электронно-лучевой трубкой компьютерных мониторов и телевизоров. К сведению, если на ноутбуке требуется установить полноэкранный режим отображения информации при пониженном разрешении, используется программная интерполяция, замещающая отсутствующие пиксели элементами с усредненными значениями яркости соседних элементов изображения. Качество картинки при этом сильно ухудшается.

(рис 6.5) Жидкокристаллический экран портативного компьютера

Жидкокристаллические матрицы с графическим представлением информации подразделяются на два типа - пассивные и активные. Ячейки пассивных матриц работают так же, как и ячейки сегментных матриц. Отличия в размерах ячеек - у пассивной матрицы с графическим представлением информации размер ячейки не превышает 0,28 мм, соответственно существенно меньше размеры подводящих потенциалы электродов, а площадь матрицы, панели подсветки и поляризационных фильтров - больше.

Пассивные монохромные матрицы до сих пор устанавливаются в недорогие карманные компьютеры, ноутбуки специального назначения и в контрольно-измерительные приборы. То есть в устройства, не требующие динамического обновления изображений, при котором сказывается основной недостаток пассивных матриц - высокая инерционность изображения. При этом пассивные матрицы обладают низким энергопотреблением и долговечностью. В пассивных матрицах не бывает "битых" пикселей. Они сохраняют работоспособность в течение 10 и более лет.

Эффект инерционности проявляется в том, что при резком перемещении курсора или при воспроизведении видео (запуске игр, любого приложения, в котором экранная картинка изменяется быстро) изображение смазывается, а курсор становится неразличимым.

Инерционность пассивной жидкокристаллической матрицы обусловлена ее конструктивными особенностями. Потенциалы ячеек матрицы обновляются с определенной частотой (стандартное значение 60 Гц). В промежутке между обновлениями кристаллы стремятся вернуться в исходное хаотичное положение. А при подводе потенциала на кристаллы действуют разнонаправленные силы - сила инерции, стремящаяся вернуть кристалл в первоначальное положение, и электромагнитное поле, стремящееся придать кристаллу упорядоченное положение. На преодоление противодействия инерции уходит некоторое время, в результате матрица не "успевает" отреагировать на сигналы контроллера дисплея.

Положение можно исправить, если подвести к каждой ячейке матрицы не электрод, а транзистор, который меняет полярность потенциала на своих выводах только при подаче на него явным образом электрического тока иной направленности. По этому принципу и устроена активная жидкокристаллическая матрица. Вместо электродов каждая ячейка матрицы снабжена тонкопленочным транзистором. Пока контроллер не изменит состояние транзистора, послав соответствующий электрический сигнал, транзистор сохраняет электрический потенциал и удерживает положение жидких кристаллов в неизменном положении. К тому же транзистор способен усиливать электрический ток, а потому управляющий потенциал ячейки активной матрицы имеет большую величину, чем потенциал на электроде ячейки пассивной матрицы.

Технологически производство активных жидкокристаллических матриц намного сложней, чем производство матриц пассивных. Конструкторам приходится решать две противоположные задачи - снабдить каждую ячейку надежно работающим транзистором, но при этом сами транзисторы должны быть прозрачными и не препятствовать прохождению света через матрицу.

До сих пор мы говорили о принципах работы монохромных жидкокристаллических матриц. Но в цифровые фотоаппараты устанавливаются исключительно цветные матрицы. Как в жидкокристаллических матрицах реализован вывод цветного изображения?

Известно, что цветное изображение можно получить сложением базовых цветов по модели RGB - красного, зеленого и синего. Есть и другие цветовые модели (например, применяющаяся в печатающих устройствах CMYK - Cyan, Magenta, Yellow, blacK - зелено-голубой, красно-малиновый, желтый и черный, аббревиатура составлена по выделенным буквам), но модель RGB оказывается наиболее простой и, соответственно, наиболее технологичной.

Чтобы получить цветное изображение на жидкокристаллической матрице, каждый ее элемент, ячейку с жидкими кристаллами, приходится делить на более мелкие субэлементы. При этом каждая ячейка состоит из трех субэлементов и называется триадой. Размер субэлемента втрое меньше размера ячейки. Каждый из субэлементов оснащен микросветофильтром - красным, зеленым или синим. При подаче на транзистор субэлемента сигнала определенной полярности жидкие кристаллы изменяют свое положение относительно проходящего через слои матрицы света от лампы подсветки, либо препятствуя прохождению световой волны, либо не препятствуя. В результате субэлементы триады формируют цвет пикселя матрицы.

При всей сложности и хрупкости жидкокристаллической матрицы, которая изготавливается из тончайших пластин оптического стекла, это достаточно прочная и надежная деталь цифрового фотоаппарата. Дисплей, установленный на камере, защищен толстым покровным стеклом, обладающим повышенной устойчивостью к царапинам. Однако случайный удар по поверхности покровного стекла, например, при падении камеры, выведет дисплей из строя. Поэтому владельцу цифрового фотоаппарата придется беречь не только оптику камеры, но и контрольный дисплей. Для обеспечения сохранности дисплея чаще всего используются специальные экранные протекторы - прозрачные пластиковые пленки, удерживающиеся на поверхности экрана посредством статики (клей не применяется), обеспечивающие защиту от царапин и придающие покровному стеклу экрана большую механическую прочность.

Характерной особенностью эксплуатации цифрового фотоаппарата является его использование в любых условиях, в том числе и при ярком солнечном освещении. Идеальные для большинства фотолюбителей условия съемки противоречат условиям беспроблемного функционирования жидкокристаллической матрицы. Изображение на экране дисплея при ярком освещении трудно рассмотреть потому, что яркости и контрастности любой, даже самой совершенной, матрицы оказывается недостаточно для отображения информации на экране, залитом ярким дневным светом. Для сравнения - показатель яркости изображения жидкокристаллических матриц не превышает 1:250 (соотношение яркостей между полностью погасшей и максимально светящейся точками), а электронно-лучевых телевизионных трубок 1:500 и выше. При этом солнечные лучи, попадающие через окно на экран телевизора, делают изображение неразличимым. Что же говорить о ЖК матрице?

Для преодоления этого эффекта дисплеи цифровых фотоаппаратов снабжаются лампами подсветки с регулируемой яркостью свечения. Радикальным способом решения проблемы можно считать применение матриц с рефлективной подсветкой. Добавим - казалось бы, можно. На самом деле не все так просто, и рефлективная подсветка проблемы не решает.

Матрица с рефлективной подсветкой от обычной активной матрицы отличается, как мы уже говорили, устройством внутренней панели, на которую возлагается роль источника света. В обычном случае эта панель представляет собой стеклянную плоскую призму, по боковым сторонам которой располагаются лампы. Подсвечивая торец призмы, лампы приводят к свечению всей ее поверхности. У матрицы же с рефлективной подсветкой стеклянная пластина покрыта отражающей амальгамой и расположена под углом к нижней поверхности матрицы. С одной стороны отражающей пластины располагаются лампы подсветки. При включенных лампах экран освещается ими, при отключенных - лучами солнечного света, проходящими через прозрачные слои матрицы и отражающимися от амальгамы стеклянной пластины. Другой вариант - стеклянная пластина выполнена в виде треугольной с узких торцов призмы, то есть имеет переменную толщину от одного длинного края к другому. Наконец, пластина может состоять из двух расположенных под небольшим углом частей или быть выполненной в виде такой же плоской призмы. Конструкций множество, технология производства компактных жидкокристаллических дисплеев бурно прогрессирует...

Недостаток дисплеев с рефлективной подсветкой - значительные цветоискажения. При ярком солнечном освещении лампа подсветки отключается и экран дисплея подсвечивается отражающей пластиной. Изображение на экране хорошо различимо, но цветопередача, контраст и яркость изображения при этом зависят от параметров внешнего источника света. Поворот экрана, тень, упавшая на камеру (а дисплей фотоаппарата всегда находится в тени), отражение от какой-либо поверхности (например, кирпичной стены или цветной рубашки фотографа), все это влияет на экранное изображение. Более того, даже при включенной лампе изображение на экране дисплея с рефлективной подсветкой имеет пониженную яркость. Это не позволяет правильно оценить только что отснятый цифровой камерой кадр и сильно мешает в визуальной оценке качества цветопередачи.

Стоит ли в таком случае говорить о рефлективных матрицах? Стоит, если учесть, что кроме собственно фотоаппаратов существует такой класс цифровых устройств, как смартфоны. К примеру, популярнейшие смартфоны Nokia семейства S60, оснащенные 2-х и 3-х мегапиксельными сенсорами CMOS активно используются владельцами в качестве фотоаппаратов. Экраны в этих смартфонах установлены именно рефлективные (точнее - трансфлективные, еще более независимые от внешней яркой засветки). Правда, качество снимков, получаемых посредством смартфона, не позволяет даже думать о каком-либо творчестве. Это лишь карманный фоторегистратор, простой аппарат для быстрой документальной съемки и не более того. Но, заметим, потрясающе привлекательный...

(рис 6.6) Смартфон Nokia, который может работать в качестве простого цифрового фотоаппарата

Контрольный дисплей цифрового фотоаппарата выполняет множество функций. Это и электронный видоискатель, и инструмент для просмотра отснятых кадров, и многофункциональное устройство управления функциями камеры. Система управления реализована при помощи многоуровневого многостраничного экранного меню. Правильная компоновка меню способствует комфортной работе с цифровой камерой и, наоборот, нелогично обустроенное меню способно испортить даже очень хороший фотоаппарат.

Органы управления цифровым фотоаппаратом сгруппированы на верхней и задней панелях корпуса камеры. На верхней панели располагаются (с некоторыми отличиями от модели к модели) спусковая кнопка затвора, трехпозиционный переключатель управления моторным приводом изменения фокусного расстояния зуммируемого объектива (этот переключатель может быть заменен трехпозиционной клавишей на, чаще всего, задней или, реже, передней панели корпуса камеры) и дисковый селектор выбора рабочих режимов фотоаппарата.

(рис 6.8) Кнопки верхней панели цифрового фотоаппарата Panasonic Lumix(рис 6.7) Кнопки задней панели цифрового фотоаппарата Panasonic Lumix(рис 6.10) Кнопки верхней панели цифрового фотоаппарата Canon PowerShot(рис 6.9) Кнопки задней панели цифрового фотоаппарата Canon PowerShot

На задней (или верхней, как у компактных камер Canon и Panasonic) панели корпуса располагаются главный выключатель питания, кнопка активации и переключения режимов работы встроенной вспышки, включатель серийной съемки, кнопка экспокоррекции, кнопка включения/выключения цветного контрольного дисплея, кнопка вызова экранного меню и четырехпозиционная круглая кнопка навигации по меню. Этой же кнопке могут быть присвоены функции включения экспокоррекции, быстрого выбора светочувствительности сенсора и установки электронного автоспуска.

Включив камеру главным выключателем, мы увидим освещенное лампой подсветки экранное меню на фоне сфокусированного объективом изображения. Если это первое включение фотоаппарата после длительного хранения без элементов питания, то компьютер камеры предложит установить дату и время на внутренних часах. В некоторых камерах (Canon PowerShot) внутренние часы оснащаются автономным литиевым элементом питания, позволяющим сохранить установки при длительном обесточивании камеры. Но в большинстве бюджетных моделей показания часов при изъятии батареи питания через некоторое время обнуляются. В фотоаппаратах начального и среднего уровня производства Nikon, Panasonic и других внутренние часы способны сохранять отсчет времени в течение от нескольких часов, до полугода, что позволяет не корректировать дату после каждой зарядки аккумуляторов (на полное восстановление заряда аккумуляторов обычно требуется 4-5 часов).

Кнопка включения дисплея последовательно переводит экран в три рабочих режима.

  • Первый режим - режим полной индикации. При этом на экран выводится ряд символьных индикаторов, отображающих параметры работы фотоаппарата. Типичное расположение этих элементов (на разных камерах набор индикаторов может быть различным) таково: в верхней левой части экрана дисплея - символ включенной рабочей программы, совпадающий с символом задействованного режима дискового сектора. Затем - режим встроенной вспышки (автоматическое срабатывание, защита от эффекта "красных глаз", медленная синхронизация, принудительное включение, принудительное отключение).

    В верхней правой части экрана дисплея - значение установленного разрешения, степени сжатия графического файла и состояния аккумуляторной батареи. Ниже - индикатор установленного значения светочувствительности сенсора и количество свободных кадров.

    В центре экрана видна ограничительная рамка, соответствующая зоне действия автофокуса. В нижней центральной части экрана при включении на несколько секунд выводятся время и дата внутренних часов.

    При частичном (на половину хода) нажатии на спусковую кнопку на экране возникает зеленая светящаяся точка, означающая, что экспонометр установил экспозиционные параметры, а механизм автоматической фокусировки навел объектив на резкость. Одновременно в нижней части дисплея выводятся значения установленной автоматом диафрагмы и выдержки. Между прочим, это позволяет использовать цифровую камеру в качестве электронного экспонометра, если фотограф снимает не только на "цифру", но и активно пользуется механической пленочной камерой.

  • Второй режим, в который кнопка переключения состояния дисплея переводит жидкокристаллический экран - режим частичной индикации. В этом режиме на экране видна только рамка активной зоны автофокуса, что облегчает композиционное построение кадра при помощи контрольного дисплея. При половинном нажатии спусковой кнопки в этом режиме значения диафрагмы и выдержки не выводятся, на экране видна только зеленая светящаяся точка, обозначающая готовность камеры к съемке.
  • Наконец, третий режим, в который кнопка переключения переводит контрольный дисплей камеры - выключенное состояние. Отключение дисплея позволяет значительно продлить работу аккумуляторов, поскольку лампа подсветки экрана и сама жидкокристаллическая матрица являются одними из самых энергоемких узлов камеры. Кроме того, с выключенным дисплеем фотоаппарат быстрей приходит в рабочую готовность после включения камеры.
    •

    Отключать контрольный дисплей рекомендуется и тогда, когда фотограф использует для компоновки кадра телескопический видоискатель, и во время съемки на ярком солнце, когда изображения на экране все равно не видно.

    Если при включенном контрольном дисплее нажать кнопку вызова меню, то на экране появятся пункты меню установок фотоаппарата. Количество пунктов и страниц меню на разных моделях камер может быть различным. Вот их типичный набор.

  • Первая страница, первая строка - W. Balance, установка баланса белого, один из важнейших параметров цифровой съемки (о балансе белого поговорим отдельно).
  • Первый пункт меню - автоматическая установка - компьютер камеры сам определяет цветовую температуру источника света.
  • Второй пункт - солнечный свет.
  • Третий - рассеянное естественное освещение (солнце скрыто облаками).
  • Четвертый - освещение галогенными лампами.
  • Пятый - установка баланса белого вручную.
    •
  • Второй пункт - Pict. Size, установка разрешения снимков. В камерах среднего уровня выбранное значение разрешения сохраняется при выключении камеры. В недорогих фотоаппаратах этот параметр приходится переустанавливать каждый раз, когда фотографа не устраивает разрешение по умолчанию (обычно среднее).
  • Третий пункт меню - Quality, выбор степени сжатия графических файлов. В виде таких файлов снимки сохраняются на карте флэш-памяти или во внутренней памяти фотоаппарата. Обычно это 2-3 значения. Выбор наибольшего значения позволяет увеличить количество кадров, умещающихся на карте памяти, но приводит к некоторому ухудшению изображения. Если в камере есть функция выбора типа графического файла, в котором хранится цифровой снимок, то в меню будет и этот пункт. В любительских фотоаппаратах снимки обычно сохраняются в формате JPEG, который допускает значительную компрессию графики.
  • Четвертый пункт меню - Sensitivity, установка чувствительности сенсора. Значения - auto (при недостаточном освещении автомат устанавливает светочувствительность 200 ISO, при нормальном - 100 ISO), 100 единиц ISO, 200 и 400 единиц.
  • Пятый пункт меню - D. Zoom, включение и выключение цифрового зума (мы об этой неоднозначной функции уже говорили).

    • Переход от пункта к пункту и активация режимов производятся кнопкой навигации по меню. Четыре ее положения - вверх, вправо, вниз и влево - обозначены стрелками. Такими же стрелками обозначаются выбранные пункты меню. То есть для выбора меню нажимаем навигационную кнопку вниз, для перемещения по строке меню, чтобы выбрать нужный пункт - вправо/влево, для активации пункта меню - вниз, для отмены - вверх. Все просто и очевидно.

    При достижении нижнего пункта меню первой страницы происходит автоматический переход на вторую страницу.

  • Первый пункт второй страницы меню - Monitor, установка яркости лампы подсветки контрольного дисплея.
  • Второй пункт меню - Auto Review, включение режима автоматического вывода на экран дисплея последнего отснятого кадра. При активации этого пункта каждый последний снимок будет появляться на экране дисплея в течение 1 секунды. Этот режим удобен для быстрой оценки качества снимка, но сказывается на времени готовности камеры для следующего снимка.
  • Третий пункт - Beep, включение или отключение звуковой сигнализации. Нажатие на любую кнопку, срабатывание затвора, включение/выключение камеры будет сопровождаться негромким звуковым сигналом. Удобно при работе с фотоаппаратом "вслепую", то есть во время оперативной съемки. Если камера используется для скрытой съемки, в общественных местах, например, в театре, звук лучше отключить.
  • Четвертый пункт - Power Save, выбор интервала автоматического отключения питания фотоаппарата. Можно выбрать интервал в 2 минуты, в 5 минут или режим ручного отключения. Автоматическое отключения питания при длительном простое камеры позволяет сберечь энергию аккумуляторов.
  • Пятый пункт - Clock Set, установка даты и времени внутренних часов фотоаппарата.
    •

    При переходе к следующему пункту меню происходит автоматическое переключение на третью страницу.

  • Первый пункт третьей страницы меню - No. Reset, сброс файловых номеров, присваиваемых каждому кадру, автоматически на 0001 (может использоваться иной формат названия файла, но всегда со сквозной общей нумерацией). Опции две - активация сброса файловых номеров и отмена сброса. Эта функция нужна для устранения путаницы с уникальными именами файлов (на персональном компьютере каждому снимку можно присвоить любое имя, в камере - только то, что присваивается автоматически) при применении нескольких сменных карт памяти.
  • Второй пункт - Language, выбор языка системы экранного меню. Количество доступных языков зависит от варианта камеры. Если она выпущена для продажи в странах Европы, то в меню выбора языков будут доступны английский, немецкий, французский, русский и другие языки. В азиатских вариантах доступны английский, японский или китайский языки.
  • Третий, последний пункт меню - Memory, сохранение установленных настроек в памяти камеры. Полностью настроив фотоаппарат, можно сохранить все значения (кроме настроек часов и даты), чтобы не перенастраивать камеру после длительного обесточивания.
    •

    Если вызвать экранное меню в режиме просмотра кадров (первое положение дискового селектора фотоаппарата), то содержание меню изменится.

  • На первой странице появится пункт удаления снимков из памяти. При этом меню имеет ряд вложенных опций - Delete, выбор снимка для удаления (снимок выводится на экран) или удаление всего содержимого памяти. Третья опция этого меню активирует форматирование карты флэш-памяти, во время которого снимки безвозвратно стираются, а на карту заново наносится разметка, как на любом дисковом накопителе - дискете или жестком диске.
  • Второй пункт первой страницы меню - Protect, защита от случайного удаления выбранных или всех снимков, хранящихся в памяти камеры или на карте флэш-памяти.
  • Третий пункт - DPOF, установка параметров печати снимков непосредственно с карты памяти. В этом меню можно выбрать снимки для распечатки, установить количество копий, затем переставить карту в принтер, поддерживающий функцию печати с карты памяти и произвести распечатку. Функция DPOF поддерживается портативными струйными и сублимационными принтерами для оперативного получения снимков на бумаге небольшого (до 10х15 см) формата.
  • Четвертый пункт меню - Slide Show, служит для включения режима "слайд-шоу". В этом режиме отснятые кадры, хранящиеся на карте флэш-памяти, выводятся на экран дисплея последовательно с небольшим интервалом. Эта функция позволяет освежить в памяти, что и где отснято.
    •
  • После четвертого пункта первой страницы меню на экране возникает вторая страница, состоящая из уже описанных пунктов. Это Monitor, или установка яркости лампы подсветки дисплея, Beep, или включение звуковой сигнализации, Power Save, или выбор интервала автоматического отключения питания, Clock Set, или установка даты и времени, Language, или выбор языка меню.
  • Третью страницу открывает пункт - Video выбора видеостандарта PAL или NTSC для правильного отображения снимков при подключении фотоаппарата ко входу AV телевизора специальным кабелем.
  • Последний пункт меню третьей страницы - Memory, сохранение настроек в памяти фотоаппарата.

    • Остается добавить, что индикация на встроенном контрольном дисплее обычно дополняется световыми индикаторами. Пара индикаторов зеленого и красного цвета располагается на задней поверхности корпуса камеры (или рядом с окуляром телескопического видоискателя). Зеленый светодиод загорается при включении камеры, красный горит при перезаписи снимков из основной памяти камеры (буферной) на карту памяти, мигает при зарядке конденсатора встроенной вспышки или часто мигает при невозможности съемки при ошибке автофокуса или недопустимо низкого освещения (с отключенной вспышкой). Красный световой индикатор на лицевой панели мигает медленно при срабатывании электронного автоспуска камеры, а когда до срабатывания затвора остается 2 секунды, начинает мигать с увеличенной частотой...

    Описанная система управления цифровой камеры может отличаться (и наверняка будет отличаться) в деталях для каждой конкретной модели фотоаппарата. Здесь приведены лишь общие принципы построения экранного меню и функционального назначения кнопок.

    Страницы:

    Цель лекции - рассказать об устройстве и принципе действия жидкокристаллических матриц контрольных дисплеев и детально рассмотреть систему настроек цифрового фотоаппарата.

    Жидкокристаллический контрольный дисплей цифрового фотоаппарата - инструмент универсальный и в практическом применении очень удобный. Во-первых, управление многочисленными режимами работы фотоаппарата и сервисными функциями реализовано через многоуровневое экранное меню дисплея. Во-вторых, контрольный дисплей выводит текущую информацию о наличии на карте флэш-памяти свободного места (количество оставшихся кадров), о времени и дате, о состоянии аккумуляторов, о задействованном программном режиме и об экспозиционных параметрах съемки. В-третьих, в абсолютном большинстве современных цифровых камер контрольный дисплей работает в качестве электронного видоискателя. И, наконец, контрольный дисплей позволяет просмотреть отснятые кадры по отдельности или в виде уменьшенных изображений по 9 (в некоторых моделях до 25) кадров на экран (режим preview), увеличить каждый кадр, чтобы лучше оценить его качество, удалить отдельные снимки или все сразу, подвергнуть снимки обработке встроенным программным фильтром, получив эффект черно-белой фотографии, сепии или негативного изображения.

    Мы уже говорили, что в некоторых цифровых камерах начального уровня цветной контрольный дисплей выполняет функции основного и единственного видоискателя. Добавим - не только в камерах начального уровня, но и в достаточно дорогих ультракомпактных фотоаппаратах, в том числе и предназначенных для творческой съемки. В качестве примера можно привести замечательные фотоаппараты Panasonic Lumix, выпускаемые японской компанией Matsushita.

    (рис 6.1) В фотоаппаратах Panasonic Lumix контрольный дисплей служит единственным инструментом компоновки кадра

    Значение контрольного дисплея трудно переоценить, но в практической съемке пользоваться им неподготовленному фотографу, не имеющему опыта работы с цифровыми фотоаппаратами, не так просто. Один из самых существенных недостатков, который мы уже упоминали, это неразличимость изображения на экране дисплея при ярком солнечном освещении. В некоторых камерах, вроде выпущенного несколько лет назад Panasonic Lumix DMC-LC5, применялись светозащитные шторки (бленды), раскладывающиеся в виде шахты, как у прямых зеркальных видоискателей двух- и однообъективных среднеформатных и профессиональных малоформатных пленочных "зеркалок". В других фотоаппаратах (их, кстати, не так много) используются рефлективные жидкокристаллические матрицы с отражающей подсветкой. В этом случае лучи солнца отражаются от зеркальной подложки экрана дисплея и сами служат в качестве "лампы" подсветки. Но какие бы технические решения ни применялись, полностью вытеснить телескопические и зеркальные видоискатели контрольные ЖК дисплеи пока не могут.

    Еще один недостаток встроенных в цифровые камеры дисплеев - неточное изображение реальной картинки или только что отснятого кадра. Надо осознавать, что точность отображения встроенного дисплея зависит от его разрешения. Сколько элементов можно расположить на матрице с диагональю в 1,8-2-2,5 дюйма? В очень популярном фотоаппарате Canon PowerShot A540 экран имеет размер 2,5 дюйма по диагонали и всего около 85 тысяч ячеек жидкокристаллической матрицы. Изображение на таком экране выглядит зернистым до такой степени, что становится трудно оценить степень наведения объектива на резкость и различить мелкие детали картинки.

    (рис 6.2) Контрольный дисплей фотоаппарата Canon PowerShot A540

    О другой особенности контрольного дисплея - виньетировании размера кадра при использовании экрана в качестве видоискателя - говорят мало. Между тем эффект виньетирования (или подрезания границ кадра) в той или иной степени присущ большинству дисплеев компактных цифровых фотоаппаратов. Дело в том, что для вывода изображения на экран, когда он работает в режиме видоискателя, используется только средняя часть светочувствительной матрицы, в которой реализован режим покадрового переноса зарядов. Остальная площадь матрицы работает только в режиме построчного переноса зарядов - для снижения стоимости сенсора и для более рационального использования поверхности кремниевого кристалла матрицы. В этом плане электронный видоискатель можно сравнить с оптическими видоискателями бюджетных пленочных "зеркалок". Зеркальный видоискатель способен отобразить от 80 до 90 процентов площади кадрового окна (очень редко до 95 процентов). Причина - в размерах подъемного зеркала, расположенного между задней линзой объектива и фокальной плоскостью (плоскостью пленки). Для увеличения площади отображения придется увеличить и размер зеркала, а вместе с ним и размер фокусировочного экрана. Поэтому с виньетированием кадра зеркальным видоискателем приходится мириться.

    В лучшем положении оказываются владельцы дальномерных пленочных камер, особенно таких совершенных, как Leica M6 и M7. Телескопический видоискатель этих фотоаппаратов охватывает площадь, превышающую площадь кадрового окна. У фотографа появляется возможность видеть то, что выходит за рамки кадра, ориентируясь по светящейся ограничительной рамке. Это кардинальным образом изменяет технологию композиционного решения кадра (чем, собственно, и обусловлена неувядающая популярность "дальномерок" у серьезных мастеров художественной и документальной фотографии).

    (рис 6.3) Пленочный дальномерный фотоаппарат Leica M7

    Но у владельцев цифровых фотоаппаратов имеется точно такая же возможность - воспользоваться телескопическим видоискателем, если он у камеры, конечно, есть. Таким образом, любые недостатки встроенного контрольного дисплея меркнут, если рассматривать его как вспомогательный, а не основной инструмент для кадрирования будущего снимка.

    В конструкцию жидкокристаллического экрана встроенного цветного дисплея заложены самые передовые достижения цифровых технологий последней четверти XX века. Принцип действия ЖК матрицы основан на способности некоторых веществ, находящихся в аморфном состоянии, менять свою кристаллическую структуру под воздействием электрического потенциала.

    Жидкие кристаллы наделены свойствами твердого вещества, поскольку имеют кристаллическую структуру, и в то же время жидкого вещества, поскольку обладают текучестью и вязкостью. Если к капле субстрата, в котором хаотично располагаются жидкие кристаллы, подвести электрический потенциал положительной или отрицательной полярности, то кристаллы вещества расположатся в строго определенном порядке - параллельно или перпендикулярно подводящему потенциал электроду. То есть под воздействием электрического потенциала жидкие кристаллы упорядочивают свою структуру.

    Прежде чем рассмотреть подробней устройство жидкокристаллических матриц, вновь обратимся к конструкции цифрового фотоаппарата. Все цифровые камеры снабжены жидкокристаллическими дисплеями. Но дешевые камеры-игрушки, популярные несколько лет назад, а ныне окончательно вытесненные сотовыми камерофонами, имеют символьный монохромный дисплей, как у наручных электронных часов. Информация на таком дисплее выводится в символьном виде, а сама матрица называется сегментной, поскольку все символы - буквы и цифры - строятся из отдельных элементов, или сегментов.

    Монохромный дисплей фотоаппарата (кстати, не только цифрового, но и любого пленочного, имеющего автофокус и экспозиционную автоматику, начиная с недорогих компактных, заканчивая профессиональными зеркальными камерами) выводит на экран необходимый минимум информации. Символьные дисплеи в компактных цифровых фотоаппаратах редкость, но они применяются в зеркальных камерах, например, в Canon EOS 350D. Они выполняют второстепенную, сугубо информационную функцию, но, тем не менее, очень удобны.

    (рис 6.4) Вспомогательный символьный дисплей

    Теперь поговорим об устройстве монохромных жидкокристаллических матриц с сегментным отображением информации. Конструктивно жидкокристаллическая матрица представляет собой пакет тонких стекол с пленочными прокладками между ними. Первый слой (от основания экрана к его поверхности) отражает проникающий через стекла матрицы внешний свет. Если дисплей предназначен для работы в качестве вспомогательного монохромного индикатора цифрового (как у только что упомянутой цифровой "зеркалки" или, что будет более показательно, у профессиональных камер) или пленочного фотоаппарата, а также для установки в электронные часы, отражающий слой матрицы может быть дополнен лампами подсветки. При этом подсветка может иметь разную конструкцию - в виде излучающих светодиодов, установленных по краям стеклянной пластины и освещающих ее торцы, или в виде светящейся полимерной панели, работающей по принципу люминесцентной лампы (эффект свечения фосфора в среде нейтрального газа).

    За отражающим слоем располагается подложка матрицы. Для уменьшения общей толщины панели отражающая свет амальгама может наноситься на внешнюю поверхность подложки (что в часах чаще всего и делается). Подложка прикрыта покровным стеклом, а между ними находится тончайшая прокладка, разделяющая промежуток между слоями стекла на герметичные ячейки. В эту прокладку (либо в подложку) вмонтированы полупрозрачные электроды. А ячейки матрицы заполнены жидкими кристаллами. Ячейки выполнены в виде полосок, образующих сегменты экрана. Над покровным стеклом матрицы располагается поляризационный фильтр, пропускающий только световые волны определенной направленности (этот фильтр обычно многослойный - для улучшения поляризации).

    Работает матрица следующим образом. Контроллер матрицы посылает электрический сигнал к выводам каждой ячейки, образующей сегмент изображения. Накапливающийся на конце электрода потенциал воздействует на жидкие кристаллы, заставляя их располагаться упорядоченно - параллельно лучам отраженного от амальгамы света или перпендикулярно - в зависимости от полярности потенциала. Если кристаллы располагаются перпендикулярно лучам света, сегмент выглядит темным, если параллельно - он невидим. Без подсветки сзади сегменты матрицы неразличимы. Поляризационный фильтр служит для поглощения световых волн иной направленности и тем самым улучшает качество изображения на дисплее (попросту делает его видимым).

    Как только электрический потенциал на электродах ячеек исчезает, жидкие кристаллы приходят в исходное хаотичное состояние, и изображение на экране матрицы разрушается. Чтобы этого не происходило, сигналы контроллера обновляются с определенной частотой. Из-за того, что жидкие кристаллы обладают свойством инерции, они не успевают изменить положение за время обновления потенциала на электроде ячейки. И сегмент дисплея кажется неизменным постоянно - до момента смены значения того или иного индикатора.

    Если устройство монохромной жидкокристаллической матрицы с сегментным отображением информации кажется простым, то это ошибочный вывод. Матрица имеет очень сложное устройство. Достаточно вспомнить, что первые электронные калькуляторы и наручные часы с дисплеями на жидких кристаллах появились только в начале 70-х годов 20-го века, уже после того, как человек побывал на Луне. Однако устройство цветной жидкокристаллической матрицы, устанавливаемой в цифровые фотоаппараты в качестве контрольного дисплея (добавим - и в ноутбуки, и в ЖК мониторы персональных компьютеров, и в контрольно-измерительные, навигационные и прочие электронные приборы), намного сложней.

    Жидкокристаллические матрицы цифровых фотоаппаратов, в отличие от сегментных, выводят изображение в графическом виде. То есть изображение строится не из сегментов, из которых складываются символы - буквы и цифры, а из отдельных точек - пикселей.

    Количество пикселей матрицы определяет разрешение экрана. Например, матрица ноутбука с экранным разрешением XGA (1024х768 пикселей) содержит 786432 элемента, каждый из которых представляет собой микроскопический пузырек с жидкими кристаллами внутри. Разрешение матрицы не может быть увеличено вообще и не может быть уменьшено без специальных программных средств. Если изменить экранное разрешение ноутбука на меньшее, то мы увидим, что в построении изображения задействована только центральная часть экрана, а его края останутся темными. Причина в прямом способе адресации жидкокристаллической матрицы - контроллер посылает сигнал на электрод каждой ячейки непосредственно, а не последовательно (построчно), как в случае с электронно-лучевой трубкой компьютерных мониторов и телевизоров. К сведению, если на ноутбуке требуется установить полноэкранный режим отображения информации при пониженном разрешении, используется программная интерполяция, замещающая отсутствующие пиксели элементами с усредненными значениями яркости соседних элементов изображения. Качество картинки при этом сильно ухудшается.

    (рис 6.5) Жидкокристаллический экран портативного компьютера

    Жидкокристаллические матрицы с графическим представлением информации подразделяются на два типа - пассивные и активные. Ячейки пассивных матриц работают так же, как и ячейки сегментных матриц. Отличия в размерах ячеек - у пассивной матрицы с графическим представлением информации размер ячейки не превышает 0,28 мм, соответственно существенно меньше размеры подводящих потенциалы электродов, а площадь матрицы, панели подсветки и поляризационных фильтров - больше.

    Пассивные монохромные матрицы до сих пор устанавливаются в недорогие карманные компьютеры, ноутбуки специального назначения и в контрольно-измерительные приборы. То есть в устройства, не требующие динамического обновления изображений, при котором сказывается основной недостаток пассивных матриц - высокая инерционность изображения. При этом пассивные матрицы обладают низким энергопотреблением и долговечностью. В пассивных матрицах не бывает "битых" пикселей. Они сохраняют работоспособность в течение 10 и более лет.

    Эффект инерционности проявляется в том, что при резком перемещении курсора или при воспроизведении видео (запуске игр, любого приложения, в котором экранная картинка изменяется быстро) изображение смазывается, а курсор становится неразличимым.

    Инерционность пассивной жидкокристаллической матрицы обусловлена ее конструктивными особенностями. Потенциалы ячеек матрицы обновляются с определенной частотой (стандартное значение 60 Гц). В промежутке между обновлениями кристаллы стремятся вернуться в исходное хаотичное положение. А при подводе потенциала на кристаллы действуют разнонаправленные силы - сила инерции, стремящаяся вернуть кристалл в первоначальное положение, и электромагнитное поле, стремящееся придать кристаллу упорядоченное положение. На преодоление противодействия инерции уходит некоторое время, в результате матрица не "успевает" отреагировать на сигналы контроллера дисплея.

    Положение можно исправить, если подвести к каждой ячейке матрицы не электрод, а транзистор, который меняет полярность потенциала на своих выводах только при подаче на него явным образом электрического тока иной направленности. По этому принципу и устроена активная жидкокристаллическая матрица. Вместо электродов каждая ячейка матрицы снабжена тонкопленочным транзистором. Пока контроллер не изменит состояние транзистора, послав соответствующий электрический сигнал, транзистор сохраняет электрический потенциал и удерживает положение жидких кристаллов в неизменном положении. К тому же транзистор способен усиливать электрический ток, а потому управляющий потенциал ячейки активной матрицы имеет большую величину, чем потенциал на электроде ячейки пассивной матрицы.

    Технологически производство активных жидкокристаллических матриц намного сложней, чем производство матриц пассивных. Конструкторам приходится решать две противоположные задачи - снабдить каждую ячейку надежно работающим транзистором, но при этом сами транзисторы должны быть прозрачными и не препятствовать прохождению света через матрицу.

    До сих пор мы говорили о принципах работы монохромных жидкокристаллических матриц. Но в цифровые фотоаппараты устанавливаются исключительно цветные матрицы. Как в жидкокристаллических матрицах реализован вывод цветного изображения?

    Известно, что цветное изображение можно получить сложением базовых цветов по модели RGB - красного, зеленого и синего. Есть и другие цветовые модели (например, применяющаяся в печатающих устройствах CMYK - Cyan, Magenta, Yellow, blacK - зелено-голубой, красно-малиновый, желтый и черный, аббревиатура составлена по выделенным буквам), но модель RGB оказывается наиболее простой и, соответственно, наиболее технологичной.

    Чтобы получить цветное изображение на жидкокристаллической матрице, каждый ее элемент, ячейку с жидкими кристаллами, приходится делить на более мелкие субэлементы. При этом каждая ячейка состоит из трех субэлементов и называется триадой. Размер субэлемента втрое меньше размера ячейки. Каждый из субэлементов оснащен микросветофильтром - красным, зеленым или синим. При подаче на транзистор субэлемента сигнала определенной полярности жидкие кристаллы изменяют свое положение относительно проходящего через слои матрицы света от лампы подсветки, либо препятствуя прохождению световой волны, либо не препятствуя. В результате субэлементы триады формируют цвет пикселя матрицы.

    При всей сложности и хрупкости жидкокристаллической матрицы, которая изготавливается из тончайших пластин оптического стекла, это достаточно прочная и надежная деталь цифрового фотоаппарата. Дисплей, установленный на камере, защищен толстым покровным стеклом, обладающим повышенной устойчивостью к царапинам. Однако случайный удар по поверхности покровного стекла, например, при падении камеры, выведет дисплей из строя. Поэтому владельцу цифрового фотоаппарата придется беречь не только оптику камеры, но и контрольный дисплей. Для обеспечения сохранности дисплея чаще всего используются специальные экранные протекторы - прозрачные пластиковые пленки, удерживающиеся на поверхности экрана посредством статики (клей не применяется), обеспечивающие защиту от царапин и придающие покровному стеклу экрана большую механическую прочность.

    Характерной особенностью эксплуатации цифрового фотоаппарата является его использование в любых условиях, в том числе и при ярком солнечном освещении. Идеальные для большинства фотолюбителей условия съемки противоречат условиям беспроблемного функционирования жидкокристаллической матрицы. Изображение на экране дисплея при ярком освещении трудно рассмотреть потому, что яркости и контрастности любой, даже самой совершенной, матрицы оказывается недостаточно для отображения информации на экране, залитом ярким дневным светом. Для сравнения - показатель яркости изображения жидкокристаллических матриц не превышает 1:250 (соотношение яркостей между полностью погасшей и максимально светящейся точками), а электронно-лучевых телевизионных трубок 1:500 и выше. При этом солнечные лучи, попадающие через окно на экран телевизора, делают изображение неразличимым. Что же говорить о ЖК матрице?

    Для преодоления этого эффекта дисплеи цифровых фотоаппаратов снабжаются лампами подсветки с регулируемой яркостью свечения. Радикальным способом решения проблемы можно считать применение матриц с рефлективной подсветкой. Добавим - казалось бы, можно. На самом деле не все так просто, и рефлективная подсветка проблемы не решает.

    Матрица с рефлективной подсветкой от обычной активной матрицы отличается, как мы уже говорили, устройством внутренней панели, на которую возлагается роль источника света. В обычном случае эта панель представляет собой стеклянную плоскую призму, по боковым сторонам которой располагаются лампы. Подсвечивая торец призмы, лампы приводят к свечению всей ее поверхности. У матрицы же с рефлективной подсветкой стеклянная пластина покрыта отражающей амальгамой и расположена под углом к нижней поверхности матрицы. С одной стороны отражающей пластины располагаются лампы подсветки. При включенных лампах экран освещается ими, при отключенных - лучами солнечного света, проходящими через прозрачные слои матрицы и отражающимися от амальгамы стеклянной пластины. Другой вариант - стеклянная пластина выполнена в виде треугольной с узких торцов призмы, то есть имеет переменную толщину от одного длинного края к другому. Наконец, пластина может состоять из двух расположенных под небольшим углом частей или быть выполненной в виде такой же плоской призмы. Конструкций множество, технология производства компактных жидкокристаллических дисплеев бурно прогрессирует...

    Недостаток дисплеев с рефлективной подсветкой - значительные цветоискажения. При ярком солнечном освещении лампа подсветки отключается и экран дисплея подсвечивается отражающей пластиной. Изображение на экране хорошо различимо, но цветопередача, контраст и яркость изображения при этом зависят от параметров внешнего источника света. Поворот экрана, тень, упавшая на камеру (а дисплей фотоаппарата всегда находится в тени), отражение от какой-либо поверхности (например, кирпичной стены или цветной рубашки фотографа), все это влияет на экранное изображение. Более того, даже при включенной лампе изображение на экране дисплея с рефлективной подсветкой имеет пониженную яркость. Это не позволяет правильно оценить только что отснятый цифровой камерой кадр и сильно мешает в визуальной оценке качества цветопередачи.

    Стоит ли в таком случае говорить о рефлективных матрицах? Стоит, если учесть, что кроме собственно фотоаппаратов существует такой класс цифровых устройств, как смартфоны. К примеру, популярнейшие смартфоны Nokia семейства S60, оснащенные 2-х и 3-х мегапиксельными сенсорами CMOS активно используются владельцами в качестве фотоаппаратов. Экраны в этих смартфонах установлены именно рефлективные (точнее - трансфлективные, еще более независимые от внешней яркой засветки). Правда, качество снимков, получаемых посредством смартфона, не позволяет даже думать о каком-либо творчестве. Это лишь карманный фоторегистратор, простой аппарат для быстрой документальной съемки и не более того. Но, заметим, потрясающе привлекательный...

    (рис 6.6) Смартфон Nokia, который может работать в качестве простого цифрового фотоаппарата

    Контрольный дисплей цифрового фотоаппарата выполняет множество функций. Это и электронный видоискатель, и инструмент для просмотра отснятых кадров, и многофункциональное устройство управления функциями камеры. Система управления реализована при помощи многоуровневого многостраничного экранного меню. Правильная компоновка меню способствует комфортной работе с цифровой камерой и, наоборот, нелогично обустроенное меню способно испортить даже очень хороший фотоаппарат.

    Органы управления цифровым фотоаппаратом сгруппированы на верхней и задней панелях корпуса камеры. На верхней панели располагаются (с некоторыми отличиями от модели к модели) спусковая кнопка затвора, трехпозиционный переключатель управления моторным приводом изменения фокусного расстояния зуммируемого объектива (этот переключатель может быть заменен трехпозиционной клавишей на, чаще всего, задней или, реже, передней панели корпуса камеры) и дисковый селектор выбора рабочих режимов фотоаппарата.

    (рис 6.8) Кнопки верхней панели цифрового фотоаппарата Panasonic Lumix(рис 6.7) Кнопки задней панели цифрового фотоаппарата Panasonic Lumix(рис 6.10) Кнопки верхней панели цифрового фотоаппарата Canon PowerShot(рис 6.9) Кнопки задней панели цифрового фотоаппарата Canon PowerShot

    На задней (или верхней, как у компактных камер Canon и Panasonic) панели корпуса располагаются главный выключатель питания, кнопка активации и переключения режимов работы встроенной вспышки, включатель серийной съемки, кнопка экспокоррекции, кнопка включения/выключения цветного контрольного дисплея, кнопка вызова экранного меню и четырехпозиционная круглая кнопка навигации по меню. Этой же кнопке могут быть присвоены функции включения экспокоррекции, быстрого выбора светочувствительности сенсора и установки электронного автоспуска.

    Включив камеру главным выключателем, мы увидим освещенное лампой подсветки экранное меню на фоне сфокусированного объективом изображения. Если это первое включение фотоаппарата после длительного хранения без элементов питания, то компьютер камеры предложит установить дату и время на внутренних часах. В некоторых камерах (Canon PowerShot) внутренние часы оснащаются автономным литиевым элементом питания, позволяющим сохранить установки при длительном обесточивании камеры. Но в большинстве бюджетных моделей показания часов при изъятии батареи питания через некоторое время обнуляются. В фотоаппаратах начального и среднего уровня производства Nikon, Panasonic и других внутренние часы способны сохранять отсчет времени в течение от нескольких часов, до полугода, что позволяет не корректировать дату после каждой зарядки аккумуляторов (на полное восстановление заряда аккумуляторов обычно требуется 4-5 часов).

    Кнопка включения дисплея последовательно переводит экран в три рабочих режима.

  • Первый режим - режим полной индикации. При этом на экран выводится ряд символьных индикаторов, отображающих параметры работы фотоаппарата. Типичное расположение этих элементов (на разных камерах набор индикаторов может быть различным) таково: в верхней левой части экрана дисплея - символ включенной рабочей программы, совпадающий с символом задействованного режима дискового сектора. Затем - режим встроенной вспышки (автоматическое срабатывание, защита от эффекта "красных глаз", медленная синхронизация, принудительное включение, принудительное отключение).

    В верхней правой части экрана дисплея - значение установленного разрешения, степени сжатия графического файла и состояния аккумуляторной батареи. Ниже - индикатор установленного значения светочувствительности сенсора и количество свободных кадров.

    В центре экрана видна ограничительная рамка, соответствующая зоне действия автофокуса. В нижней центральной части экрана при включении на несколько секунд выводятся время и дата внутренних часов.

    При частичном (на половину хода) нажатии на спусковую кнопку на экране возникает зеленая светящаяся точка, означающая, что экспонометр установил экспозиционные параметры, а механизм автоматической фокусировки навел объектив на резкость. Одновременно в нижней части дисплея выводятся значения установленной автоматом диафрагмы и выдержки. Между прочим, это позволяет использовать цифровую камеру в качестве электронного экспонометра, если фотограф снимает не только на "цифру", но и активно пользуется механической пленочной камерой.

  • Второй режим, в который кнопка переключения состояния дисплея переводит жидкокристаллический экран - режим частичной индикации. В этом режиме на экране видна только рамка активной зоны автофокуса, что облегчает композиционное построение кадра при помощи контрольного дисплея. При половинном нажатии спусковой кнопки в этом режиме значения диафрагмы и выдержки не выводятся, на экране видна только зеленая светящаяся точка, обозначающая готовность камеры к съемке.
  • Наконец, третий режим, в который кнопка переключения переводит контрольный дисплей камеры - выключенное состояние. Отключение дисплея позволяет значительно продлить работу аккумуляторов, поскольку лампа подсветки экрана и сама жидкокристаллическая матрица являются одними из самых энергоемких узлов камеры. Кроме того, с выключенным дисплеем фотоаппарат быстрей приходит в рабочую готовность после включения камеры.
    •

    Отключать контрольный дисплей рекомендуется и тогда, когда фотограф использует для компоновки кадра телескопический видоискатель, и во время съемки на ярком солнце, когда изображения на экране все равно не видно.

    Если при включенном контрольном дисплее нажать кнопку вызова меню, то на экране появятся пункты меню установок фотоаппарата. Количество пунктов и страниц меню на разных моделях камер может быть различным. Вот их типичный набор.

  • Первая страница, первая строка - W. Balance, установка баланса белого, один из важнейших параметров цифровой съемки (о балансе белого поговорим отдельно).
  • Первый пункт меню - автоматическая установка - компьютер камеры сам определяет цветовую температуру источника света.
  • Второй пункт - солнечный свет.
  • Третий - рассеянное естественное освещение (солнце скрыто облаками).
  • Четвертый - освещение галогенными лампами.
  • Пятый - установка баланса белого вручную.
    •
  • Второй пункт - Pict. Size, установка разрешения снимков. В камерах среднего уровня выбранное значение разрешения сохраняется при выключении камеры. В недорогих фотоаппаратах этот параметр приходится переустанавливать каждый раз, когда фотографа не устраивает разрешение по умолчанию (обычно среднее).
  • Третий пункт меню - Quality, выбор степени сжатия графических файлов. В виде таких файлов снимки сохраняются на карте флэш-памяти или во внутренней памяти фотоаппарата. Обычно это 2-3 значения. Выбор наибольшего значения позволяет увеличить количество кадров, умещающихся на карте памяти, но приводит к некоторому ухудшению изображения. Если в камере есть функция выбора типа графического файла, в котором хранится цифровой снимок, то в меню будет и этот пункт. В любительских фотоаппаратах снимки обычно сохраняются в формате JPEG, который допускает значительную компрессию графики.
  • Четвертый пункт меню - Sensitivity, установка чувствительности сенсора. Значения - auto (при недостаточном освещении автомат устанавливает светочувствительность 200 ISO, при нормальном - 100 ISO), 100 единиц ISO, 200 и 400 единиц.
  • Пятый пункт меню - D. Zoom, включение и выключение цифрового зума (мы об этой неоднозначной функции уже говорили).

    • Переход от пункта к пункту и активация режимов производятся кнопкой навигации по меню. Четыре ее положения - вверх, вправо, вниз и влево - обозначены стрелками. Такими же стрелками обозначаются выбранные пункты меню. То есть для выбора меню нажимаем навигационную кнопку вниз, для перемещения по строке меню, чтобы выбрать нужный пункт - вправо/влево, для активации пункта меню - вниз, для отмены - вверх. Все просто и очевидно.

    При достижении нижнего пункта меню первой страницы происходит автоматический переход на вторую страницу.

  • Первый пункт второй страницы меню - Monitor, установка яркости лампы подсветки контрольного дисплея.
  • Второй пункт меню - Auto Review, включение режима автоматического вывода на экран дисплея последнего отснятого кадра. При активации этого пункта каждый последний снимок будет появляться на экране дисплея в течение 1 секунды. Этот режим удобен для быстрой оценки качества снимка, но сказывается на времени готовности камеры для следующего снимка.
  • Третий пункт - Beep, включение или отключение звуковой сигнализации. Нажатие на любую кнопку, срабатывание затвора, включение/выключение камеры будет сопровождаться негромким звуковым сигналом. Удобно при работе с фотоаппаратом "вслепую", то есть во время оперативной съемки. Если камера используется для скрытой съемки, в общественных местах, например, в театре, звук лучше отключить.
  • Четвертый пункт - Power Save, выбор интервала автоматического отключения питания фотоаппарата. Можно выбрать интервал в 2 минуты, в 5 минут или режим ручного отключения. Автоматическое отключения питания при длительном простое камеры позволяет сберечь энергию аккумуляторов.
  • Пятый пункт - Clock Set, установка даты и времени внутренних часов фотоаппарата.
    •

    При переходе к следующему пункту меню происходит автоматическое переключение на третью страницу.

  • Первый пункт третьей страницы меню - No. Reset, сброс файловых номеров, присваиваемых каждому кадру, автоматически на 0001 (может использоваться иной формат названия файла, но всегда со сквозной общей нумерацией). Опции две - активация сброса файловых номеров и отмена сброса. Эта функция нужна для устранения путаницы с уникальными именами файлов (на персональном компьютере каждому снимку можно присвоить любое имя, в камере - только то, что присваивается автоматически) при применении нескольких сменных карт памяти.
  • Второй пункт - Language, выбор языка системы экранного меню. Количество доступных языков зависит от варианта камеры. Если она выпущена для продажи в странах Европы, то в меню выбора языков будут доступны английский, немецкий, французский, русский и другие языки. В азиатских вариантах доступны английский, японский или китайский языки.
  • Третий, последний пункт меню - Memory, сохранение установленных настроек в памяти камеры. Полностью настроив фотоаппарат, можно сохранить все значения (кроме настроек часов и даты), чтобы не перенастраивать камеру после длительного обесточивания.
    •

    Если вызвать экранное меню в режиме просмотра кадров (первое положение дискового селектора фотоаппарата), то содержание меню изменится.

  • На первой странице появится пункт удаления снимков из памяти. При этом меню имеет ряд вложенных опций - Delete, выбор снимка для удаления (снимок выводится на экран) или удаление всего содержимого памяти. Третья опция этого меню активирует форматирование карты флэш-памяти, во время которого снимки безвозвратно стираются, а на карту заново наносится разметка, как на любом дисковом накопителе - дискете или жестком диске.
  • Второй пункт первой страницы меню - Protect, защита от случайного удаления выбранных или всех снимков, хранящихся в памяти камеры или на карте флэш-памяти.
  • Третий пункт - DPOF, установка параметров печати снимков непосредственно с карты памяти. В этом меню можно выбрать снимки для распечатки, установить количество копий, затем переставить карту в принтер, поддерживающий функцию печати с карты памяти и произвести распечатку. Функция DPOF поддерживается портативными струйными и сублимационными принтерами для оперативного получения снимков на бумаге небольшого (до 10х15 см) формата.
  • Четвертый пункт меню - Slide Show, служит для включения режима "слайд-шоу". В этом режиме отснятые кадры, хранящиеся на карте флэш-памяти, выводятся на экран дисплея последовательно с небольшим интервалом. Эта функция позволяет освежить в памяти, что и где отснято.
    •
  • После четвертого пункта первой страницы меню на экране возникает вторая страница, состоящая из уже описанных пунктов. Это Monitor, или установка яркости лампы подсветки дисплея, Beep, или включение звуковой сигнализации, Power Save, или выбор интервала автоматического отключения питания, Clock Set, или установка даты и времени, Language, или выбор языка меню.
  • Третью страницу открывает пункт - Video выбора видеостандарта PAL или NTSC для правильного отображения снимков при подключении фотоаппарата ко входу AV телевизора специальным кабелем.
  • Последний пункт меню третьей страницы - Memory, сохранение настроек в памяти фотоаппарата.

    • Остается добавить, что индикация на встроенном контрольном дисплее обычно дополняется световыми индикаторами. Пара индикаторов зеленого и красного цвета располагается на задней поверхности корпуса камеры (или рядом с окуляром телескопического видоискателя). Зеленый светодиод загорается при включении камеры, красный горит при перезаписи снимков из основной памяти камеры (буферной) на карту памяти, мигает при зарядке конденсатора встроенной вспышки или часто мигает при невозможности съемки при ошибке автофокуса или недопустимо низкого освещения (с отключенной вспышкой). Красный световой индикатор на лицевой панели мигает медленно при срабатывании электронного автоспуска камеры, а когда до срабатывания затвора остается 2 секунды, начинает мигать с увеличенной частотой...

    Описанная система управления цифровой камеры может отличаться (и наверняка будет отличаться) в деталях для каждой конкретной модели фотоаппарата. Здесь приведены лишь общие принципы построения экранного меню и функционального назначения кнопок.

    Предыдущее занятие Следующее занятие
    Вернуться к учебному плану
    ^