فى بلاد الله
03-04-2008, 03:40 PM
http://melody7.com//up/upload4/9294-5425-8492.jpg
الكاميرات الرقمية هي بالفعل جهاز إلكتروني عجيب فكيف يمكنه أن يلتقط الصور بدون فيلم حساس للضوء كالذي تستخدمه الكاميرات التقليدية وكيف يستخرج الصور ملونة بدون عمليات التحميض وكيف يتم تخزين الصور التي تقوم بالتقاطها بحيث تعرض علي شاشتها بمجرد التقاط الصورة. عندما نريد أن نرسل صورة لصديق من خلال البريد الإلكتروني فيجب أن تكون هذه الصورة مخزنة بالطريقة التي يفهمها الحاسب (بيت وبايت كما وضحنا في العدد السابق) واسهل طريقة للحصول علي صورة مخزنة بهذه الطريقة هو استخدام الكاميرات الرقمية. كل نقطة صغيرة علي الصورة تسمي Pixel (وهي تقريبا في حجم النقطة التي نضعها بسن القلم الرصاص). كل نقطة من النقاط التي تكون الصورة يتم تخزين لونها بدقة (يوجد بالكاميرات الرقمية درجات لأكثر من 16 ملون درجة لون) ومجموع هذه النقاط تمثل الصورة التي تخزن علي الكاميرا الرقمية أو في الحاسب الشخصي.
تتشابه الكاميرات الرقمية مع التقليدية في أن النوعين يوجد بهما عدسات هي التي ينفذ منها الضوء لكي تتكون الصورة التي نريد التقاطها. لكن بدلا من تسليط الضوء علي سطح الفيلم الحساس في الكاميرات التقليدية يتم تسليطه علي وحدة إلكترونية من أشباه الموصلات Semiconductor وهذه الوحدة تستطيع تسجيل درجات الضوء التي تصل إليها إلكترونيا. أشباه الموصلات تمثل نقاط حساسة Sensor لديها القدرة علي تحويل الضوء إلى شحنات إلكترونية.
يقوم الحاسب الإلكتروني داخل الكاميرا الرقمية بتحويل البيانات الإلكترونية التي تم تسجيلها معلومات رقمية تمثل الصورة التي تم التقاطها. كل العمليات التي تبهرنا في الكاميرات الرقمية مثل عرض الصور وتصغيرها أو تكبيرها أو تغير خصائصها تجيء بعد هذه المرحلة.
الوحدة الإلكترونية العجيبة التي تقوم بتحويل الضوء إلى معلومات رقمية يطلق عليها CCD وهي اختصار لمصطلح Charge Coupled Device وهي كما عرضنا تتكون من مجمعة كبيرة جدا من مجسات الضوء والتي تستطيع تحويل جزيئات الضوء (Photons) إلى شحنات كهربائية (إلكترونات). كلما زادت كمية الضوء التي تستقبلها مجسات الضوء كلما أخرجت شحنه أكبر من الكهرباء التي يتم تجميعها وتحويلها إلى معلومات رقمية. الانخفاض في السعر الذي يحدث حاليا في الكاميرات الرقمية يعود إلى التطور التكنولوجي في وحدات CCD الغالية الثمن والتي أمكن استبدالها بوحدات أقل تكلفة تسمي CMOS. كل واحد من مجسات الضوء يكون مسئولا عن نقل جزء صغير جدا من الصورة التي يتم التقاطها لكي يحول الضوء الخاص بها إلى شحنة كهربائية تحول فيما بعد إلى بيان رقمي يمكن تخزينه علي الكمبيوتر. وحدة CCD مساحتها لا تتجاوز 5 مليمتر × 7 مليمتر وهذه المساحة أصغر من المساحة التي تستخدمها الأفلام الحساسة في الكاميرات التقليدية بمقدار الخمس تقريبا.
http://melody7.com//up/upload4/2492-8734-4901.jpg
كيف تعمل الكاميرات الرقمية ؟
نستكمل في هذه الحلقة عرض الأفكار التي ساهمت في وجود كاميرا تستطيع أن تلتقط وتخزن الصور بشكل فوري وبدون فيلم حساس أو إجراء أي عمليات طبع أو تحميض. في العدد الماضي تحدثنا عن وجود وحدة تسمي CCD وهي عبارة عن مجموعة من الخلايا الإلكترونية تكون حساسة للضوء بحيث تنتج هذه الخلايا شحنة من الكهرباء توازي كمية الضوء الذي يسلط عليها. الخطوة التالية عند التقاط أي صورة بالكاميرا الرقمية هي تحويل الشحنة الكهربائية لكل خلية إلى بيان يشكل المعلومات التي يتطلب الحصول عليها لتكوين كل نقطة بالصورة.
المسئول عن تحويل الشحنة الكهربائية إلى بيان هي وحدة تسمي Analog-to-Digital Converter ويطلق عليها اختصارا DTAC وهي الوحدة التي تحول النبضات Analog (الشحنة الكهربائية) إلى أرقام Digital وتقوم بهذه العملية لكل نقطة Pixel في الصورة التي يتم التقاطها.
إذا لقد تم استبدال الفيلم الحساس في الكاميرات التقليدية بوحدة إلكترونية تسمي CCD وهي التي تستقبل الضوء من العدسة. تتكون هذه الوحدة من عدد كبير من الخلايا (ترانزيستور) وظيفة كل منهم هو تحويل الضوء الذي يصل إليها إلى نبضات (شحنة كهربائية) وبعد ذلك تقوم وحدة DTAC بتحويل النبضات إلى أرقام لكل نقطة بالصورة وبذلك يتكون لدينا المعلومات اللازمة لتكوين الصورة كاملة.
من العوامل الهامة التي تحدد كفاءة الكاميرا الرقمية هو دقة تصنيع وحدة CCD والتي تعادل في وظيفتها الفيلم الحساس للكاميرات التقليدية. فكلما زادت كفاءتها وحساسيتها للضوء وقلت الشوائب بها كلما أمكنها نقل الصورة بدقة عالية وهو ما تختلف فيه الشركات عن بعضها البعض.
كفاءة الصورة Resolution :
كلما أمكن للكاميرا أن تنقل قدر أكبر من التفاصيل للصور التي تلتقطها كلما كان ذلك يعني مزيدا من الكفاءة. معيار الكفاءة يقاس بعدد النقاط Pixels التي تتكون منها الصورة فكما وضحنا أنه يتم تسجيل بيانات لكل نقطة وكلما زادت عدد النقط فإن ذلك يعني تسجيل بيانات أكثر بالصورة وبالتالي تسجيل مزيد من التفاصيل لتخرج لنا صورة أقرب ما تكون من الواقع. كلما زادت عدد النقاط بالصورة كلما أمكن تكبيرها دون أن نخسر قدر كبير من كفاءتها ولذلك فإن الصور التي تستخدم في طبع الملصقات كبيرة الحجم يجب أن يكون عدد النقاط بها كبير. كلما زادت كفاءة الصورة كلما زادت المساحة التي تخزن فيها.
بعض درجات الجودة للصور في الكاميرات الرقمية تكون كالتالي:
256×256 نقطة:
هذا المستوي يوجد في الكاميرات الرقمية رخيصة الثمن أو تلك التي توجد في بعض التليفونات المحمولة. تعتبر درجة كفاءة هذه الصور ضعيفة جدا ولن تفيد في معظم الأغراض.
640×480 نقطة :
يمثل هذا المستوي من الكفاءة الحد الأدنى المقبول للكاميرات الرقمية. الرقم 640 يرمز لعدد النقاط في الصف والرقم 480 يرمز لعدد النقاط في العمود الذي يكون الصورة. هذا الاستخدام يناسب التعامل مع الإنترنت والبريد الإلكتروني.
1216×912 نقطة:
إذا كنت تفكر في طباعة الصور التي تلتقطها فهذا هو المستوي الذي يناسب الطباعة العادية. هذا المستوي من الكفاءة يطلق عليه 1 ميجابكسل (1216 × 912 = 1.108.992).
1600×1200 نقطة:
هذا هو مستوي الصور ذات الكفاءة المرتفعة والتي يمكن طباعتها بحجم كبير والكاميرات التي تتعامل بهذا المستوي يطلق علي درجة كفاءتها 2 ميجابكسل. يوجد الآن في السوق كاميرات درجة كفاءتها 10 ميجابكسل.
يتبع .....
الكاميرات الرقمية هي بالفعل جهاز إلكتروني عجيب فكيف يمكنه أن يلتقط الصور بدون فيلم حساس للضوء كالذي تستخدمه الكاميرات التقليدية وكيف يستخرج الصور ملونة بدون عمليات التحميض وكيف يتم تخزين الصور التي تقوم بالتقاطها بحيث تعرض علي شاشتها بمجرد التقاط الصورة. عندما نريد أن نرسل صورة لصديق من خلال البريد الإلكتروني فيجب أن تكون هذه الصورة مخزنة بالطريقة التي يفهمها الحاسب (بيت وبايت كما وضحنا في العدد السابق) واسهل طريقة للحصول علي صورة مخزنة بهذه الطريقة هو استخدام الكاميرات الرقمية. كل نقطة صغيرة علي الصورة تسمي Pixel (وهي تقريبا في حجم النقطة التي نضعها بسن القلم الرصاص). كل نقطة من النقاط التي تكون الصورة يتم تخزين لونها بدقة (يوجد بالكاميرات الرقمية درجات لأكثر من 16 ملون درجة لون) ومجموع هذه النقاط تمثل الصورة التي تخزن علي الكاميرا الرقمية أو في الحاسب الشخصي.
تتشابه الكاميرات الرقمية مع التقليدية في أن النوعين يوجد بهما عدسات هي التي ينفذ منها الضوء لكي تتكون الصورة التي نريد التقاطها. لكن بدلا من تسليط الضوء علي سطح الفيلم الحساس في الكاميرات التقليدية يتم تسليطه علي وحدة إلكترونية من أشباه الموصلات Semiconductor وهذه الوحدة تستطيع تسجيل درجات الضوء التي تصل إليها إلكترونيا. أشباه الموصلات تمثل نقاط حساسة Sensor لديها القدرة علي تحويل الضوء إلى شحنات إلكترونية.
يقوم الحاسب الإلكتروني داخل الكاميرا الرقمية بتحويل البيانات الإلكترونية التي تم تسجيلها معلومات رقمية تمثل الصورة التي تم التقاطها. كل العمليات التي تبهرنا في الكاميرات الرقمية مثل عرض الصور وتصغيرها أو تكبيرها أو تغير خصائصها تجيء بعد هذه المرحلة.
الوحدة الإلكترونية العجيبة التي تقوم بتحويل الضوء إلى معلومات رقمية يطلق عليها CCD وهي اختصار لمصطلح Charge Coupled Device وهي كما عرضنا تتكون من مجمعة كبيرة جدا من مجسات الضوء والتي تستطيع تحويل جزيئات الضوء (Photons) إلى شحنات كهربائية (إلكترونات). كلما زادت كمية الضوء التي تستقبلها مجسات الضوء كلما أخرجت شحنه أكبر من الكهرباء التي يتم تجميعها وتحويلها إلى معلومات رقمية. الانخفاض في السعر الذي يحدث حاليا في الكاميرات الرقمية يعود إلى التطور التكنولوجي في وحدات CCD الغالية الثمن والتي أمكن استبدالها بوحدات أقل تكلفة تسمي CMOS. كل واحد من مجسات الضوء يكون مسئولا عن نقل جزء صغير جدا من الصورة التي يتم التقاطها لكي يحول الضوء الخاص بها إلى شحنة كهربائية تحول فيما بعد إلى بيان رقمي يمكن تخزينه علي الكمبيوتر. وحدة CCD مساحتها لا تتجاوز 5 مليمتر × 7 مليمتر وهذه المساحة أصغر من المساحة التي تستخدمها الأفلام الحساسة في الكاميرات التقليدية بمقدار الخمس تقريبا.
http://melody7.com//up/upload4/2492-8734-4901.jpg
كيف تعمل الكاميرات الرقمية ؟
نستكمل في هذه الحلقة عرض الأفكار التي ساهمت في وجود كاميرا تستطيع أن تلتقط وتخزن الصور بشكل فوري وبدون فيلم حساس أو إجراء أي عمليات طبع أو تحميض. في العدد الماضي تحدثنا عن وجود وحدة تسمي CCD وهي عبارة عن مجموعة من الخلايا الإلكترونية تكون حساسة للضوء بحيث تنتج هذه الخلايا شحنة من الكهرباء توازي كمية الضوء الذي يسلط عليها. الخطوة التالية عند التقاط أي صورة بالكاميرا الرقمية هي تحويل الشحنة الكهربائية لكل خلية إلى بيان يشكل المعلومات التي يتطلب الحصول عليها لتكوين كل نقطة بالصورة.
المسئول عن تحويل الشحنة الكهربائية إلى بيان هي وحدة تسمي Analog-to-Digital Converter ويطلق عليها اختصارا DTAC وهي الوحدة التي تحول النبضات Analog (الشحنة الكهربائية) إلى أرقام Digital وتقوم بهذه العملية لكل نقطة Pixel في الصورة التي يتم التقاطها.
إذا لقد تم استبدال الفيلم الحساس في الكاميرات التقليدية بوحدة إلكترونية تسمي CCD وهي التي تستقبل الضوء من العدسة. تتكون هذه الوحدة من عدد كبير من الخلايا (ترانزيستور) وظيفة كل منهم هو تحويل الضوء الذي يصل إليها إلى نبضات (شحنة كهربائية) وبعد ذلك تقوم وحدة DTAC بتحويل النبضات إلى أرقام لكل نقطة بالصورة وبذلك يتكون لدينا المعلومات اللازمة لتكوين الصورة كاملة.
من العوامل الهامة التي تحدد كفاءة الكاميرا الرقمية هو دقة تصنيع وحدة CCD والتي تعادل في وظيفتها الفيلم الحساس للكاميرات التقليدية. فكلما زادت كفاءتها وحساسيتها للضوء وقلت الشوائب بها كلما أمكنها نقل الصورة بدقة عالية وهو ما تختلف فيه الشركات عن بعضها البعض.
كفاءة الصورة Resolution :
كلما أمكن للكاميرا أن تنقل قدر أكبر من التفاصيل للصور التي تلتقطها كلما كان ذلك يعني مزيدا من الكفاءة. معيار الكفاءة يقاس بعدد النقاط Pixels التي تتكون منها الصورة فكما وضحنا أنه يتم تسجيل بيانات لكل نقطة وكلما زادت عدد النقط فإن ذلك يعني تسجيل بيانات أكثر بالصورة وبالتالي تسجيل مزيد من التفاصيل لتخرج لنا صورة أقرب ما تكون من الواقع. كلما زادت عدد النقاط بالصورة كلما أمكن تكبيرها دون أن نخسر قدر كبير من كفاءتها ولذلك فإن الصور التي تستخدم في طبع الملصقات كبيرة الحجم يجب أن يكون عدد النقاط بها كبير. كلما زادت كفاءة الصورة كلما زادت المساحة التي تخزن فيها.
بعض درجات الجودة للصور في الكاميرات الرقمية تكون كالتالي:
256×256 نقطة:
هذا المستوي يوجد في الكاميرات الرقمية رخيصة الثمن أو تلك التي توجد في بعض التليفونات المحمولة. تعتبر درجة كفاءة هذه الصور ضعيفة جدا ولن تفيد في معظم الأغراض.
640×480 نقطة :
يمثل هذا المستوي من الكفاءة الحد الأدنى المقبول للكاميرات الرقمية. الرقم 640 يرمز لعدد النقاط في الصف والرقم 480 يرمز لعدد النقاط في العمود الذي يكون الصورة. هذا الاستخدام يناسب التعامل مع الإنترنت والبريد الإلكتروني.
1216×912 نقطة:
إذا كنت تفكر في طباعة الصور التي تلتقطها فهذا هو المستوي الذي يناسب الطباعة العادية. هذا المستوي من الكفاءة يطلق عليه 1 ميجابكسل (1216 × 912 = 1.108.992).
1600×1200 نقطة:
هذا هو مستوي الصور ذات الكفاءة المرتفعة والتي يمكن طباعتها بحجم كبير والكاميرات التي تتعامل بهذا المستوي يطلق علي درجة كفاءتها 2 ميجابكسل. يوجد الآن في السوق كاميرات درجة كفاءتها 10 ميجابكسل.
يتبع .....