Ψηφιακή Φωτογραφία & Πολυμέσα

Φωτογραφία (Σημειολογία) Συλλογή συναισθημάτων Οπτική γωνία αντίληψης της πραγματικότητας Αγωνία του φωτογράφου να κλειδώσει για πάντα τη στιγμή Οδηγός για το ταξίδι στο χρόνο και το χώρο Τέχνη, πάθος, έρωτας, ματαιοδοξία, αγάπη για τη στιγμή, ελατήριο για τη φαντασία, πρόκληση, μνήμη, επιστήμη, άποψη, ταξίδι, γνώση Αλήθεια και ψέμα μαζί, όπως κάθε μορφή τέχνης...

Δημιουργία ψηφιακής φωτογραφίας Από ψηφιακή φωτογραφική μηχανή Από ψηφιοποίηση τυπωμένης εικόνας με τη βοήθεια σαρωτή Και στις δύο περιπτώσεις τα αναλογικά δεδομένα που συναντώνται στη φύση ψηφιοποιούνται

Σαρωτής Λειτουργία: δέσμη φωτός, μέτρηση ανακλώμενου φωτός Το λευκό χρώμα αντανακλά όλο το φως ενώ το μαύρο το απορροφά Οι ενδιάμεσοι τόνοι του γκρι χρώματος απορροφούν κάποια ποσότητα φωτός και αντανακλούν την υπόλοιπη Ειδική διάταξη μετράει το ανακλώμενο φως και στέλνει στον Η/Υ διαφορετικό ψηφιακό σήμα για την εκάστοτε μετρούμενη ποσότητα Με τη βοήθεια ειδικού προγράμματος γίνεται η επεξεργασία, η εμφάνιση στην οθόνη του Η/Υ και η αποθήκευση σε αρχείο Σημαντικά τεχνικά χαρακτηριστικά των σαρωτών: η ανάλυση, το μέγεθος της επιφάνειας σάρωσης και η δυνατότητα σάρωσης διαφάνειας Η ανάλυση μετριέται σε dpi (dots per inch), πλήρως έγχρωμο στοιχείο Περισσότερα dpi σημαίνει μεγαλύτερη - καλύτερη ανάλυση της σάρωσης

Ψηφιακές Φωτογραφικές μηχανές Φακός Φωτοευαίσθητος αισθητήρας Έγχρωμη οθόνη LCD προβολής πληροφοριών Μηχανισμός διαφράγματος Κεντρικός επεξεργαστής Μπαταρία Διακόπτες λήψης και ρυθμίσεων Ηλεκτρονικό σκόπευτρο Κατηγοριοποίηση: με βάση των αριθμό των pixels του αισθητήρα (σε Mpixels) και άλλα κριτήρια (compact, bridge, dslr)

Αρχή λειτουργίας ψηφιακής μηχανής Παρόμοια και σε πλήρη αντιστοιχία με την αναλογική: Συγκέντρωση του φωτός από το φακό και προώθηση μέσω ενός σκοτεινού θαλάμου στον αισθητήρα (CCD/CMOS) Ανάλυση στο φάσμα RGB Ψηφιοποίηση του παραγόμενου αναλογικού σήματος Επεξεργασία του ψηφιακού πλέον σήματος Συμπίεση και αποθήκευση σε ειδικές κάρτες μνήμης

Φακοί Από τα σημαντικότερα τμήματα μιας φωτογραφικής μηχανής Μηχανισμός που μετατρέπει τον τρισδιάστατο κόσμο σε ένα είδωλο δύο διαστάσεων που αποτυπώνεται πάνω στον CCD H ποιότητα του φακού καθορίζει, σε μεγάλο βαθμό, και την ποιότητα των φωτογραφιών Πολύ καλός φακός + μέτρια μηχανή  τεχνικά καλές φωτογραφίες Φακός χαμηλής ποιότητας + καλή μηχανή  χαμηλότερης ποιότητας φωτογραφίες Λειτουργία: δημιουργούν τα είδωλα πάνω στο CCD, με τον ίδιο τρόπο που ένας μεγεθυντικός φακός μαζεύει το φως του ήλιου για να κάψει ένα κομμάτι χαρτί

Φακοί (διάφραγμα) Το διάφραγμα είναι ένας από τους μηχανισμούς με τους οποίους μπορούμε να επέμβουμε σε μια φωτογραφία Οι τιμές του διαφράγματος, f, είναι συνήθως : f/1, f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/6.7 f/8, f9.5, f/11, f/13, f/16, f/19, f/22, f/27 Όσο το διάφραγμα είναι ανοιχτό, τόσο μικρότερη τιμή παίρνει, και τόσο περισσότερο φως αφήνει να περάσει Όσο κλείνει το διάφραγμα ή μεγαλώνει η τιμή του, τόσο λιγότερο φως αφήνει να περάσει μέσα από το φακό Μεταξύ δύο διαδοχικών τιμών διαφράγματος («stop») αντιστοιχεί ένας διπλασιασμός ή υποδιπλασιασμός στην ποσότητα του φωτός που θα περάσει από το φακό

Φακοί (Εστιακή απόσταση) Είναι η απόσταση ανάμεσα στο οπτικό κέντρο του φακού και τον CCD Ελέγχει πόσο θα μεγεθυνθεί το είδωλο του θέματος Φακοί με μικρότερες εστιακές αποστάσεις από 50mm ονομάζονται ευρυγώνιοι: μεγαλύτερο οπτικό πεδίο, μικρότερα θέματα από ότι ένας φακός 50mm Φακοί με μεγαλύτερες εστιακές αποστάσεις από 50mm, τηλεφακοί: δημιουργούν μεγεθυσμένα είδωλα αλλά δείχνουν μικρότερο οπτικό πεδίο

Φακοί (Βάθος πεδίου) Τα θέματα σε ευκρινή εστίαση δεν βρίσκονται σε ένα επίπεδο, καλύπτουν ένα φάσμα αποστάσεων μπροστά και πίσω από το σημείο εστίασης Το εύρος αυτής της ζώνης ονομάζεται βάθος πεδίου Εξαρτάται από το διάφραγμα και είναι ελάχιστο σε μεγάλα διαφράγματα (f/1, f/1.4, f/1.8) Όσο κλείνουμε το διάφραγμα, αυξάνει το βάθος πεδίου Ευκρίνεια σε όλο το θέμα: χρησιμοποιούμε πολύ μικρά διαφράγματα (f/11, f/16 κ.λπ.)

Φακοί (Προοπτική) Κάνει ένα μακρινό αντικείμενο να φαίνεται ακόμη πιο μακριά σε σχέση με ένα κοντινό αντικείμενο Ένας μεγάλος τηλεφακός μπορεί να εμφανίζει δύο αντικείμενα, ένα κοντά και το άλλο μακριά, σε πιο κοντινή απόσταση μεταξύ τους, ένας δυνατός ευρυγώνιος κάνει το αντίθετο Η προοπτική εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ φωτογραφικής μηχανής και θέματος, πλησιάζοντας π.χ. κοντά σε ένα πρόσωπο με ένα ευρυγώνιο φακό, γεμίζουμε όλο το κάδρο μας με τα πρόσωπο, “διογκωμένη” προοπτική Κάποιο αντικείμενο που είναι σε πρώτο πλάνο φαίνεται πολύ μεγαλύτερο από ότι είναι στην πραγματικότητα, ενώ τα πιο μακρινά αντικείμενα δείχνουν να απομακρύνονται στο βάθος

Φακοί (Είδη φακών) Χωρίζονται, ανάλογα με την χρήση τους, σε δύο κατηγορίες: σταθερού εστιακού μήκους (π.χ. 50mm, 200mm) και φακοί μεταβλητού εστιακού μήκους ή φακοί zoom (π.χ. 28-80mm, 75-300mm) Η τιμή που έχουν είναι ένας αριθμός που μας δείχνει τι μπορεί να απεικονίσει ο συγκεκριμένος φακός, δεν έχει σχέση με το μήκος τους Ανάλογα με το πόσο περισσότερο ή λιγότερο θέμα μπορούν να καταγράψουν, δηλαδή ανάλογα την εστιακή τους απόσταση, χωρίζονται σε κανονικούς, ευρυγώνιος, τηλεφακούς, φακούς ζουμ, φακούς macro και κάποιους άλλους φακούς για ειδικές εφαρμογές

Ψηφιακός αισθητήρας Διαδεδομένοι οι αισθητήρες διάταξης: pixels, από πυρίτιο, τριών κατηγοριών ανάλογα με την φωτοευαισθησία στα τρία βασικά χρώματα RGB Ανάλογα με την ποιότητα (τόνο, απόχρωση, ένταση ) του προσπίπτοντος φωτός, κάθε pixel παράγει ένα byte πληροφορίας (256 συνδυασμοί). Στο σύνολο, για τα τρία χρώματα RGB 16777216 χρώματα.

Επεξεργαστής ψηφιακού σήματος Ενσωματώνει πολύπλοκους αλγόριθμους που απαιτούνται για την εκτέλεση λειτουργιών υψηλής ακρίβειας Η επεξεργασία έχει σκοπό να δώσει την επιθυμητή οξύτητα (sharpness), κορεσμό χρωμάτων (saturation) και αντίθεση (contrast) και να περιορίσει το "θόρυβο" (noise) της εικόνας Επίσης, συμπιέζει τις πληροφορίες της εικόνας έτσι ώστε να καταλάβει τον μικρότερο δυνατό αποθηκευτικό χώρο

Σταθεροποιητής εικόνας Γυροσκοπικό σύστημα που ενσωματώνεται στον φακό Η λειτουργία του επιδρά στο σύστημα του φακού απορροφώντας μέρος των κραδασμών του χεριού Στην αντίθετη περίπτωση θα παίρναμε μια κουνημένη φωτογραφία ή θα χρειαζόμασταν οπωσδήποτε τρίποδο Βρίσκει κυρίως εφαρμογή σε φακούς που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν για λήψεις με το χέρι ή έχουν μεγάλο βάρος

Ηλεκτρονική σκόπευση Δυνατότητα άμεσης προεπισκόπησης της προς λήψη εικόνας, κατευθείαν από τον ψηφιακό αισθητήρα, στην οθόνη LCD Ακριβέστατη "μέσα από το φακό" σκόπευση, αφού οι ενσωματωμένες οθόνες προσφέρουν κάλυψη που αγγίζει το 100% των pixels του αισθητήρα Άμεσα ορατές όλες οι επεμβάσεις στην επιλεγμένη έκθεση Σε μερικές εξελιγμένες μηχανές δυνατή η μεγέθυνση τμήματος της εικόνας για καλύτερο έλεγχο του βάθους πεδίου αλλά και της σωστής εστίασης Βασικό μειονέκτημα των καθαρά ψηφιακών συστημάτων σκόπευσης είναι η αδυναμία δράσης σε χαμηλό φωτισμό

Αυτόματη εστίαση (auto focus, AF) Βασική αρχή: καθώς η εικόνα περνά από το φακό, ένα ειδικό πρίσμα την διασπά σε δύο όμοιες εικόνες που κατευθύνονται σε 2 μικρούς αισθητήρες CCD οι οποίοι αναλύουν την σχετική θέση της κάθε εικόνας, το σύστημα αυτόματης εστίασης του φακού κινείται έως ότου η θέση των 2 εικόνων να ταυτιστεί στους δύο CCD Το AF εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό τόσο από το σώμα και την ποιότητα των ηλεκτρονικών του, όσο και από την φωτεινότητα του φακού και τις συνθήκες φωτισμού που επικρατούν γενικότερα Όσο πιο σκοτεινό είναι το θέμα μας, τόσο πιο πολύ θα δυσκολευτεί το σύστημα να εστιάσει γρήγορα και με ακρίβεια Το σημείο εστίασης μπορεί να επιλεγεί αυτόματα από την μηχανή ή και να οριστεί από το χρήστη χειροκίνητα Σχεδόν όλες οι σύγχρονες φωτογραφικές μηχανές έχουν το σύστημα AF

Ανάλυση – μέγεθος Μία ψηφιακή εικόνα αποτελείται από εικονοστοιχεία. Οι διαστάσεις μιας φωτογραφίας εκφράζονται σε αριθμό στηλών x αριθμό γραμμών που την αποτελούν Οι διαστάσεις μιας φωτογραφίας παραμένουν σταθερές ανεξάρτητα από την ανάλυση που έχουμε στην οθόνη Το πλήθος των χρωμάτων από το οποίο μπορούμε να επιλέξουμε για ένα εικονοστοιχείο καλείται βάθος χρώματος (8, 16 ή 24 bit) Ο συνδυασμός των διαστάσεων της φωτογραφίας και του βάθους χρώματος δίνει το μέγεθος αρχείου στο δίσκο Αν π.χ. έχουμε μία φωτογραφία 1600x1200 με βάθος χρώματος 24 bit τότε σημαίνει ότι αποτελείται από 1600 x 1200 x 24 bits = 46.080.000 bits = 5.5 MB (χωρίς συμπίεση)

Μέγεθος - ποιότητα Τα pixels του αισθητήρα συγκρατούν ένα πολύ μικρό ποσό ηλεκτρικής ενέργειας, ένα αναλογικό σήμα που στη συνέχεια μετατρέπεται σε ψηφιακό, κάθε φορά που εκτίθενται στο φως: μεγαλύτερη ένταση φωτός παράγει και μεγαλύτερη ενέργεια Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια ενός CCD για δεδομένο αριθμό ΜΡ (δηλαδή όσο πιο μεγάλα είναι τα pixels), τόσο πιο καθαρές εικόνες παίρνουμε (λιγότερος ηλεκτρονικός θόρυβος σε σχέση με το ωφέλιμο σήμα) Μόλις 5 MP είναι αρκετά για μια εκτύπωση μεγέθους Α5 (21 x 14,8 cm), ανάλυσης 300 dpi που είναι η μέγιστη ανάλυση που μπορεί να διακρίνει ένα εκπαιδευμένο ανθρώπινο μάτι, η συνηθισμένη διάσταση εκτύπωσης είναι 10x15 cm. Επομένως, τα megapixels δεν είναι σε καμία περίπτωση σοβαρός παράγοντας επιλογής μιας φωτογραφικής μηχανής.

Μέγεθος Γιατί χρειαζόμαστε τελικά μεγάλες αναλύσεις; Από εικόνες μεγάλων αναλύσεων μπορούμε να παράγουμε μικρότερες, ποιοτικές όσο θα έβγαιναν από μία μηχανή χαμηλής ανάλυσης Αντίθετα από εικόνες μικρής ανάλυσης δεν μπορούμε να πάμε σε μεγαλύτερης χωρίς να χάσουμε σημαντικό μέρος από την ευκρίνεια και την ποιότητα της εικόνας Αυτό συμβαίνει γιατί είναι πολύ πιο εύκολο να "πετάξουμε" πληροφορία από την ήδη υπάρχουσα παρά να εφεύρουμε Το μόνο μειονέκτημα των εικόνων υψηλής ανάλυσης, είναι ότι καταλαμβάνουν μεγαλύτερο χώρο στα αποθηκευτικά μέσα Με δεδομένο όμως τα μεγάλα μεγέθη καρτών αποθήκευσης που είναι σήμερα διαθέσιμα αλλά και τις καλές τιμές με συνεχώς πτωτικές τάσεις, δεν είναι πια ιδιαίτερο πρόβλημα

Μέγεθος Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα που μας δίνουν οι υψηλές αναλύσεις είναι ότι μας δίνουν το περιθώριο του κοψίματος των φωτογραφιών, μπορούμε να εκτυπώσουμε, τμήμα της φωτογραφίας και να έχουμε έναν ικανοποιητικό αριθμό ΜP ώστε να βγει με καλή ποιότητα η φωτογραφία μας Τέλος, οι μεγάλες αναλύσεις, μας δίνουν τη δυνατότητα να τυπώσουμε σε μεγέθη μεγαλύτερα από το κλασσικό 15x10 εκατοστά όπως ας πούμε A4. Πολλά MP είναι για τους επαγγελματίες που χρειάζονται να τυπώνουν ακόμα και σε μέγεθος αφίσας σε περισσότερα από 300dpi

Συμπίεση - Αποθήκευση Απωλεστική συμπίεση: διαδοχικές απωλεστικές συμπιέσεις π.χ. JPEG θα επέφεραν αθροιστικά σημαντική μείωση ποιότητας JPEG: Διατηρεί σε πολύ μεγάλο βαθμό την αίσθηση της αρχικής πληροφορίας παρέχοντας μικρό μέγεθος αρχείου. Παρέχει και αυτό μεταβλητή συμπίεση και χρησιμοποιείται κυρίως για αναπαράσταση και διακίνηση φωτογραφιών στο Internet.

Συμπίεση - Αποθήκευση TIFF: format που χρησιμοποιείται όταν υπάρχει ανάγκη να αποθηκεύονται εικόνες που περιέχουν όλη την αρχική τους πληροφορία (μετά από σκανάρισμα κ.λπ.) για περαιτέρω διαχείριση, χαρτογραφικού τύπου αρχεία ασυμπίεστης εικόνας μεγάλου μεγέθους Gif: μη απωλεστικού τύπου format συμπιεσμένης εικόνας (αλγόριθμος LZW). Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που έχουν σχέση με το Internet λόγω της μεγάλης ευελιξίας στους τρόπους αποθήκευσης και χρήσης που παρέχει (μεταβλητή συμπίεση , δυνατότητα διαφάνειας, τύπου interlaced κ.λπ.)

Συμπίεση - Αποθήκευση Μη απωλεστική συμπίεση: χωρίς την παραμικρή απώλεια πληροφορίας π.χ. αρχεία RAW, TIFF, JPEG2000 κ.ά. Βασίζονται μη απωλεστικούς αλγόριθμους συμπίεσης. Οι πιο διαδεδομένοι από αυτούς είναι: RLE (Run Length Encoding): Χρησιμοποιείται από το Adobe Photoshop  και από αρκετά διαδεδομένα format αρχείων των Windows. LZW (Lempel-Zif-Welch): Μέθοδος που χρησιμοποιείται στα format TIFF, PDF, GIF, και στα αρχεία της γλώσσας PostScript. Είναι πιο αποτελεσματική για τη συμπίεση εικόνων με μεγάλες περιοχές του ίδιου χρώματος.  ZIP: Μέθοδος που χρησιμοποιείται στα format PDF and TIFF. Και αυτή είναι πιο αποτελεσματική για τη συμπίεση εικόνων με μεγάλες περιοχές του ίδιου χρώματος.

Οργάνωση και διαχείριση Στο σύστημα αρχείων του Η/Υ: σε φακέλους και υποφακέλους με περιγραφικά ονόματα. Ψηφιακά αρχεία σε ιεραρχική δομή, στατική και μονοδιάστατη, χωρίς δυνατότητα πολλαπλής ομαδοποίησης. Τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα έχουν ενσωματωμένες επαρκείς δυνατότητες προεπισκόπησης, αναζήτησης και παρουσίασης Λογισμικό διαχείρισης με χρήση metadata (σύνολο δεδομένων που περιγράφουν και χαρακτηρίζουν ένα ψηφιακό έγγραφο, χωρίς να αποτελούν τμήμα του περιεχομένου του και είναι ενσωματωμένα σ’ αυτό) των εταιριών ACD Systems, Adobe κ. ά.

Πλεονεκτήματα ψηφιακής μηχανής Oικονομία Δυνατότητα άμεσης προεπισκόπησης Δυνατότητα οικονομικής αναπαραγωγής απεριόριστων αντίτυπων Δυνατότητα αλλαγής στην ευαισθησία λήψης Δυνατότητα ορθής χρωματικής απόδοσης υπό οποιοδήποτε τύπο φωτισμού Οι ψηφιακές εικόνες παραμένουν αναλλοίωτες στο χρόνο Τα ψηφιακά μέσα αποθήκευσης έχουν πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής, επηρεάζονται ελάχιστα από εξ. παράγοντες Η ταχύτητα με την οποία τα αποτελέσματα της φωτογράφησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ηλεκτρονικά μέσα όπως πολυμέσα, δικτυακούς τόπους και e-mail

Μειονεκτήματα Υψηλό κόστος απόκτησης Χαμηλότερη ποιότητα σε σχέση με το συμβατικό film Μικρή αυτονομία μπαταρίας Χρόνος μεταφοράς στην μνήμη Χρόνος Εκκίνησης Υψηλό κόστος ειδικών εξαρτημάτων Η αξία μεταπώλησης Με το χρόνο οι διαφορές αμβλύνονται!!!

Εξελίξεις στο χώρο (Fujifilm) Οι κυριότεροι τύποι φωτοευαίσθητων αισθητήρων είναι οι CMOS και CCD Οι πιο διαδεδομένοι είναι σήμερα οι CCD, αν και η νέας γενιάς CMOS που χρησιμοποιούνται από εταιρίες όπως η Canon, δείχνουν ότι μπορούν να αποδώσουν το ίδιο καλά με τους CCD, ενώ είναι φθηνότεροι και χαμηλότερης κατανάλωσης Παραλλαγές των τεχνολογιών αυτών είναι το SuperCCD της Fujifilm, που χρησιμοποιεί οκταγωνικό σχήμα για τα pixels του αντί για το συμβατικό παραλληλόγραμμο των άλλων εταιριών και σε συνδυασμό με εξελιγμένες λειτουργίες παρεμβολής (interpolation) μπορεί να διπλασιάσει σχεδόν την ανάλυση της τελικής εικόνας χωρίς απώλειες

Εξελίξεις στο χώρο (Foveon) Τρία διαφορετικά διαδοχικά στρώματα φωτοδιόδων Το φως περνάει από τα στρώματα που απορροφούν μπλε πράσινο και κόκκινο διαδοχικά. Κάθε εικονοστοιχείο του αισθητήρα παράγει πλήρες χρώμα, αντίθετα με τα CCD/CMOS, όπου κάθε εικονοστοιχείο αναγνωρίζει και αποδίδει μόνο ένα από τα 3 χρώματα του RGB, με 25% R, 25% B και 50% G

Προστασία πνευματικών δικαιωμάτων Ο νόμος 2121/93 Περί Πνευματικής Ιδιοκτησίας και Συγγενικών Δικαιωμάτων, κατοχυρώνει ρητά το φωτογραφικό copyright Oι φωτογραφίες προστατεύονται ως αυτοτελή έργα που εκφράζονται με ορισμένη μορφή Στα χέρια του δημιουργού - φωτογράφου προσφέρεται ένα πλέγμα διατάξεων που τον κατοχυρώνουν απόλυτα Ανήκει πλέον στη δική του πρωτοβουλία πώς θα μεθοδεύσει την προστασία και τη διεκδίκηση των δικαιωμάτων του εφόσον παραβιασθούν

Επίλογος Η φωτογραφία κατασκευάζει την πραγματικότητα είτε έχει αυτή την πρόθεση είτε όχι Μπορείς να μοιραστείς στιγμές, καταστάσεις, αλλά και να τις κρατήσεις για πάντα Διεγείρει τη φαντασία αφού αφήνεται ελεύθερη Είναι για όσους δε φοβούνται να αφεθούν σε συναισθήματα, για όσων η σκέψη γρηγορεί, για όσους γοητεύονται από την αναζήτηση Pablo Picasso: “I have discovered photography. Now I can kill myself. I have nothing else to learn.”