Dijital fotoğrafçılık

Sayısal Fotoğrafçılık (İngilizce: Digital photography), nesnelerin görüntülerini oluşturmak için sayısal teknolojinin kullanıldığı bir fotoğrafçılık tarzıdır. Sayısal teknolojinin gelişimine kadar fotoğrafçılıkta görüntülerin karta basılması için kimyasal işlemlere ihtiyaç duyulan fotoğraf filmi kullanılmaktaydı. Aksine, sayısal görüntü (İngilizce: digital image) kimyasal işleme gerek olmaksızın tamamen sayısal teknoloji ve bilgisayar kullanılarak görüntülenebilir, basılabilir, işlenebilir, taşınabilir ya da arşivlenebilir.
Sayısal fotoğrafçılık sayısal görüntüleme (İngilizce: digital imaging)nin birkaç türünden biridir. Bilgisayarlı tomografi  ve radyoteleskoplar gibi fotoğrafçılık alanı dışındaki ekipmanlar kullanılarak ya da geleneksel yöntemlerle basılmış görüntüleri tarayıcıdan geçirerek de sayısal görüntüler oluşturulmaktadır.

Çokişlevlilik ve bağlanabilirlik

En üst düzeydeki bazı CCD tip kameralar ya da basit webcam'ler haricinde, daha sonra bilgisayar ortamına aktarılabilecek görüntüyü depolamak için bir sayısal bellek aygıtı (genellikle flash bellek ,floppy disk ve CD-RW daha az yaygındır) kullanılır.
Sayısal kameralar resim çekebilir, aynı zamanda ses ve görüntü kaydı da yapabilirler. Bazı modeller webcam olarak kullanılabilir. Bazıları PictBridge standardı ile bilgisayar kullanmadan doğrudan bir yazıcıya bağlanabilirler. Bazıları ise doğrudan bir televizyon ekranına görüntü aktarabilir. Benzer biçimde, pek çok camcorder durağan fotoğraflar çekebilir ve bunları videoteyp ya da flah bellekte saklayabilir.

Piksel sayısı

Sayısal bir görüntü için maksimum çözünürlük(n), yatay piksel adediyle(w) dikey piksel adetinin(h) çarpımıdır (n = w × h). Örneğin 1600 × 1200 çözünürlüğündeki bir görüntü 1,920,000 piksel = 1.92 megapikseldir. DSLR olmayan kompakt kameraların çoğu 4:3 görüntü oranı(İngilizce: aspect ratio)'na sahiptir(en/boy = 4/3). Digital Photography Review dergisine göre the 4:3 oranı bilgisayar monitörlerinin ve eski CCD lerin 4:3 oranına sahip olması ve sayısal kameraların bunu miras olarak almasıdır.
Üreticiler tarafından belirtilen piksel sayısı tam-renk piksellerinin sayısını göstermeyebileceğinden yanıltıcı olabilir. Tek yongalı görüntü algılayıcı kullanan kameralarda bu sayı Bayer algılayıcılarda olduğu gibi farklı konumlarda olmalarına rağmen tek renge duyarlı fotoalgılayıcılar ya da Foveon X3 algılayıcılarda olduğu gibi üçerli gruplar halinde yerleştirilmiş fotoalgılayıcıların toplam sayısını ifade eder. Ancak gerçek görüntüler farklı sayıda RGB piksele sahip olacaktır: Bayer algılayıcıya sahip kameralar interpolasyon kullanarak fotoalgılayıcı adedi kadar RGB piksel üretebilirken Foveon algılayıcılı kameralar interpolasyon yapmadıklarından fotoalgılayıcı adedinin üçtebiri sayısında RGB piksel üretebilirler. Bu iki tip algılayıcının megapiksel oranlarına bakarak yapılan çözünürlük kıyaslaması zor ve çoğu zaman itilaf konusudur.

Çözünürlük

Çözünürlük yakalanan görüntüdeki detayın miktarsal olarak anlatımı için kullanılan bir kavramdır ve diğer ölçütler gibi görüntü kalitesini etkileyen etmenlerden yalnızca bir tanesidir. Bunun ötesinde farklı görüntü işleme metotları kameraların çözünürlüğünü sadece görüntü algılayıcıların ürettikleri piksel adetlerine bakarak karşılaştırmayı imkânsız hale getirir. Örneğin Sigma SD14 modeli bir makina Foveon teknolojisi kullanır. 14 megapiksel çözünürlüğünde bir sensöre sahip olmasına rağmen söz konusu çözünürlük değeri 2652 x 1769 x 3 olarak hesaplanmaktadır. Son çarpan olan "3", Faveon sensörlerde her bir ana renk için 3 algılayıcı katmanının bulunmasından ileri gelir. Yani fiziksel olarak 2652 x 1769 = 4.7 megapiksel algılayıcı çözünürlüğü olması verilebilecek maksimum detay anlamında bağlayıcı iken, bu çözünürlüğün her bir ana renk için geçerli olması Sigma' nın ürünü bu şekilde lanse etmesinin arka planıdır.
Aynı örnek üzerinden analiz edildiğinde 2652 x 1769 = 4.7 megapiksel çözünürlüğü olan ve Bayer filtresi kullanan bir sensör için de hesap teorik anlamda basit değildir. Çünkü Bayer renk filtrasyonu kullanan sensörlerde 4.7 milyon adet piksel 3 ana renk arasında bölüştürülmüştür: her 1 kırmızı ve ve 1 mavi renk üreten piksel için 2 adet yeşil renk üretecek piksel olacak şekilde.
Çözünürlükteki artıştan ötürü detay oranındaki göreceli artış resim alanındaki toplam piksel adedi yerine resim enince(ya da boyunca) olan piksel adedine bakılarak daha iyi kıyaslanabilir. Örneğin 2560 × 1600 elemendan oluşan bir görüntü algılayıcı "4 megapiksel" olarak tanımlanır (2560 × 1600 = 4,096,000).Görüntü elemanlarını 3200 × 2048 e çıkartmak resimdeki toplam piksel sayısını 6,553,600 (6.5 megapiksel) çıkarır. Görünürde 1.6 katlık bir artış olmasına rağmen aynı resim büyüklüğünde santimetreye düşen piksel sayısı sadece 1.25 kat artmıştır. Lineer çözünürlükteki göreceli artış toplam resim alanındaki çözünürlüğün karekökü ile ifade edilir.
Dijital fotoğrafçılık bağlamında nihayi fotoğraftaki (baskı veya imaj dosyası) çözünürlük, tek başına sensör çözünürlüğüne bağlı değildir. Maksimum sistem çözünürlüğü, diğer etkenler (sensör üzerinde yer alan filtreler, kullanılan objektifin optik kalitesi ve diyafram açıklığı vb.) dışarıda tutulursa aşağıdaki formül ile hesaplanabilir (birim = LP/MM İng.: line pairs per milimeter)
1/sistem çöz. = (1/sensör çöz.) + (1/objektifin ürettiği çöz.)
2012 yılı itibarıyla tam kare sensörlerde 36 megapiksel çözünürlüğün söz konusu olduğu durumlarda dahi, yukarıdaki sistem çözünürlüğü formülünde kısıtlayıcı faktör sensör çözünürlüğü olarak kabul edilir.
Piksel adedi olarak çözünürlük görüntü kalitesinin belirleyen tek ölçüt değildir; aynı sayıda piksel içeren daha büyük bir algılayıcı genelde küçük olanına göre daha iyi bir görüntü oluşturur. En önemli farklardan birini yaratan etmen görüntüdeki gürültünün azaltılmasıdır. Bu DSLR kameraların aynı çözünürlükteki daha basit kameralara olan önemli üstünlüklerinden biridir.

Uygulama ve düşünceler

Sayısal fotoğrafın kabul edilebilir görüntü kalitesi ve diğer avantajlarıyla (özellikle günlük gazetelerin zaman sınırlaması) profesyonel haber fotoğrafçılarının çoğunluğu fotoğraflarını sayısal kamera kullanarak çekmeye başladılar.
Sayısal fotoğrafçılık aynı zamanda email ile görüntü aktarımı, resimlerin internet ortamına aktarımı ve sayısal resim çerçevelerinde sergilenmesinin kolaylığı gibi nedenlerle pek çok amatör fotoğrafçı tarafından da benimsendi. Cep telefonlarının çoğuna da sayısal kamera yerleştirilmesine rağmen pek çok telefondaki kalitesiz lensler ve görüntü algılayıcılar yüzünden bunlardan orta kalitede bile baskı alınması mümkün olmamaktadır.
Bazı ticari fotoğrafçılar ve sanatsal fotoğrafla ilgilenen bazı amatörler sayısal kamera ile çekilen resimlerin kalitesinin filmli makinelere göre hala çok düşük olduğunu ve filmli makine ile orta kalitede çekilen bir fotoğrafın kalitesini yakalamanın bile sayısal kamera ile neredeyse imkânsız düşündüklerinden sayısal kamera kullanmamakta ısrarcıdırlar. Bazıları değişen bilgisayar teknolojisi yüzünden sayısal fotoğrafların gelecekte erişilemez olacağı yönündeki endişelerini ifade etmektedir. İlgili bir endişe ise özellikle adli olaylarda kanıt olarak sunulan sayısal fotoğrafların orijinal olup olmadığının anlaşılmasındaki zorluktur. Bazı üst düzey filmli yansıtıcılar hala en iyi sayısal yansıtıcılardan daha iyi optik çözünürlük sağlamaktadır.
Diğer ticari fotoğrafçılar ve pek çok amatör esneklik ve uzun dönem maliyetlerinin düşük olması gibi avantajlar yüzünden sayısal fotoğrafçılığı coşkuyla benimsemiştir. Sayısal fotoğrafın hemen hemen tek maliyetinin ilk ekipman edinme maliyeti olduğu söylenilebilinir. Birkez ekipman edinildikten sonra resim çekme, saklama ve kopyalama maliyeti ihmal edilebilir düzeydedir. Filmli fotoğrafçılık sarf malzemesi ve ekipmanlar hızlı değişmemesine rağmen sürekli geliştirme için harcama gerektirmektedir. Bazı profesyonel fotoğrafçılar bilgisayar ortamındaki geniş redaksiyon olanakları yüzünden sayısal fotoğrafa geçmektedir. Fotoğrafçı çektiği resmin renk dengesini ayarlama ve karanlık odada yapamayacağı çeşitli etkiler verebilme imkânına sahiptir. Film kullanıcıları da aslında film tarayıcısı kullanarak aynı işlemleri yapabilirler. Kameradan monitör ve yazıcıya kadar tamamen renk dengesi olan sistemlerle fotoğrafçı ekranda gördüğü görüntüyü aynen kağıda aktarabilir.
Ancak sayısal kameralar sıkça pil değiştirme ya da şarj gerektirmektedir. Bu da fotoğrafçının elektrik prizlerine ulaşabilme zorunluluğu anlamına gelmektedir. Sayısal kameralar aynı zamanda aşırı soğuk ve neme daha duyarlıdırlar. Günümüzde pek çok üst düzey DSLR makinede hava şartlarına dayanıklı donanım olmasına rağmen, dış ortam çekimlerinde pek çok fotoğrafçı hala filmli SLR kamera tercih etmektedir. Orta ve büyük formatlı filmli kameralar en üst düzey fotoğraf kalitesi isteyen bazı dergiler tarafından hala tercih edilebilmektedir.
Sayısal fotoğraf kamudan çok önce astronomi alanında kullanılmış ve 1980'lerin başında neredeyse tamamen fotoğrafik aynaların yerini almıştır. Bunun nedeni CCD'lerin ışığa aynalardan daha duyarlı olmasının yanında çok daha düzenli ve kestirilebilir tepki vermesidir. Astronomide kullanılan CCDler genel kullanım için olanlarla benzer olmakla birlikte çoğunlukla tekrenklidirler ve ısıdan kaynaklanan gürültüyü düşürmek için sıvı nitrojen ile soğutulurlar. Çoğu astronomik ekipman toplamı bazen milyara yakın pikseli bulan pek çok CCD dizisinden oluşmaktadır. Günümüzde amatör astronomlar da çoğunlukla sayısal kamera kullanmaktadır.

Çerçeve görüntü oranları karşılaştırması

Standart bir sayısal kameranın görüntü oranı 1.33 (4:3) tür. Bu rakam NTSC, PAL/SECAM tv'ler ve eski sinema filmleriyle aynıdır. Ancak 35mm filmin görüntü oranı 1.5 (3:2) dir. Bazı yeni sayısal kameralar her iki oranda da resim çekebilir ve hemen hemen tüm sayısal SLR makineler genellikle 35mm film için tasarlanmış objektifler kullandılkarından 3:2 oranında resim çekerler (Olympus ve Panasonic sayısal SLR makineler az sayıdaki istisnalardandır). Bazı baskı laboratuvarları 3:2 yanında 4:3 baskı hizmeti de verirler. 2005 yılında Panasonic doğal görüntü oranı HDTV ile aynı yani 16:9 olan ilk sayısal kamerayı piyasaya sürdü. Bu APS film için yaygın bir oran olan 7:4'le benzerdir. Sayısal ya da filmli fotoğraflarda baskı sırasında oluşan kırpılma sorunlarının temel nedenlerinden biri de farklı görüntü oranlarıdır. Bunun yanında sayısal kameraların çoğunluğu 4.5" x 6.0" boyutuna dönüştürülen 4:3 görüntü oranı kullanırlar. Bunun anlamı standart 4" x 6" baskı boyutunda en ve boydan yarımşar inç kayıp demektir. Benzer kayıplar 5"x7", 8"x10", or 11"x14" gibi farklı baskı boyutlarında da meydana gelmektedir. İstenilen görüntü oranının uygun olup olmadığını anlamanın kolay yolu uzunluk ve genişliği bölmektir. Eğer oran uymlu ise kırpılma olmayacaktır. Örneğin 8"x12" lik bir resim 4"x6" ya da 12"x18" lik resimle aynı görüntü oranına sahiptir (12/8 = 6/4 = 1.5).

Pazar etkileri

2002 sonlarında 2 megapiksel kameralar Amerika Birleşik Devletlerinde 100$'ın altına, bazı 1 megapiksel kameralar da 60$'dan ucuza satılmaktaydı. Aynı zamanda fotoğraf laboratuvarı olan pek çok ucuzluk mağazası sayısal fotoğrafları 1 saat içinde baskıya geçirme hizmeti vermekteydi. Bu fiyatlar filmli fotoğraf fiyatlarıyla hemen hemen aynı düzeydeydi. Ancak sayısal fotoğraflar 35mm filmli fotoğraftan farklı görüntü oranına sahip olduklarından insanlar 4x6 inç baskıda bir miktar görüntü kaybı olduğunun farkına varmaya başladılar. Bunun üzerine bazı fotoğraf laboratuvarları sayısal fotoğraf ile aynı görüntü oranında baskı hizmeti vermeye başladılar.
2003 Temmuz ayında 11$'a satılan 1.2 megapiksel (1280 x 960) Ritz Dakota Digital 'in piyasaya sürülmesiyle sayısal kameralar tek kullanımlık kamera pazarına girdiler. Filmli makinelerdekine benzer olarak Dakota Digital bir kullanımlık olarak tasarlanmıştı. Önceden programlanmış 25 poz limiti dolunca kullanıcı kamerayı mağazaya geri götürüp çektiği fotoğrafları karta basılmış ve aynı zamanda bir CD-ROM içinde resim dosyaları olarak alabiliyordu. Kamera ise yeniden satılacak şekilde tamir edilmekteydi. Dakota Digital'den sonra birkaç tane daha tek kullanımlık sayısal kamera piyasaya çıktı. Bazıları daha yüksek görüntü çözünürlüğü, LCD ekran gibi ekstra özelliklere sahip olmakla birlikte çoğu tek kullanımlık sayısal kamera Dakota Digital ile benzer özelliklere sahipti. Bu kameraların hepsi olmasa da çoğu baskı masrafları hariç 20$'ın altına satılmaktaydı. Ancak düşük fiyatlı ve üstün özellikli sayısal kameralara olan büyük talep sıklıkla üretim kalitesinde sıkıntılara yol açtı, bu da kamera arızaları, yüksek yedek parça fiyatları ve kısa kullanım ömrü gibi müşteri şikayetlerini artırdı. Bazı sayısal kameralar sadece 3 ay kullanım garantisi verebilmektedir.
35mm filmli kamera üreticilerinin üretimlerini gittikçe Çin gibi işçilik maliyetlerinin daha düşük olduğu ülkelere kaydırmaları bu ekipmaların fiyatlarını da düşürdü. Kodak firması Ocak 2004'te gelişmiş ülkelerde artık Kodak markalı filmli kameraları satmayacağını duyurdu. Ocak 2006'da ise Nikon firması Nikon FM10 ve Nikon F6 haricindeki tüm filmli kameralarının üretimini durduracağını açıkladı. Aynı ay içinde Konica Minolta fotoğraf makinesi pazarından tamamen çekildiğini duyurdu. 35mm filmli ve APS kompakt kamera fiyatları büyük olasılıkla sayısal kameralar ile olan rekabet ve ikinci el pazarının büyümesi sebepleriyle düşüşe geçti. Pentax'da filmli kamera üretimini azalttı ancak tamamen durdurmadı. Sayısal kamera teknolojisi o kadar hızlı ilerlemekteydi ki Kodak firmasının bir filmli kamera modeli, aynı yıl içinde "yılın kamerası" ödülü almadan önce üretimden kalktı.
2002'den beri sayısal kamera satışları filmli kamera satışlarından yüksektir. Ancak gelişmekte olan ülkelerde 35mm filmli kamera satışları hala daha fazladır. Örneğin Guatemala'da sayısal ürünlere uygulanan yüksek gümrük vergileri filmli kamera satışlarını artırmaktadır.
Filmli kamera satışlarındaki düşüş fotoğraf filmi satışlarını da düşürmüştür. Kasım 2004'te Alman film üreticisi Agfa-Gevaert 'in AgfaPhoto adlı birimi şrket bünyesinden ayrıldı ve 6 ay içinde iflas etti. Konica Minolta firması 31 Mart 2007 itibarıyla renkli fotoğraf filmi ve baskı kağıdı üretimini durdurmuştur. Aynı zamanda 2005 itibarıyla Kodak firmasının çalışan sayısı 20 yıl öncekinin üçte birine düşmüştür. Filmli fotoğrafçılık endüstrisindeki bu iş kayıplarının sayısal görüntüleme sektörüne ne ölçüde kaydığı bilinmemektedir.

Bunun yanında sayısal teknolojinin olumlu pazar etkileri de olmuştur. Sayısal fotoğraf çerçeveleri ve kanvas baskıların popüler hale gelmesi doğrudan etkilerinden bazılarıdır.

Sosyal etkiler

Fotoğrafçılık tarihi boyunca optik sistemler, kamera üretimi, geliştirilmesi ve görüntüleme teknolojilerindeki ilerlemeler insanların resimleri izleme yöntemlerini etkiledi. 1970'lerden önce ABD'deki çoğu kişi slayt (ya da "krom") film kullanıyor ve çekilen resimleri slayt projektörü ile izliyordu. Sonraları insanlar renkli negatiften baskı yapmaya başladılar. Internet ve e-mail kullanımının eşzamanlı olarak yaygınlaşması ve bilgisayarların göreceli olarak ucuzlaması sayısal format resimlerin sayısında müthiş bir artışa neden oldu.  
21. yüzyılın ilk yarısında insanlar hala belli oranda baskı fotoğraflar kullanmasına rağmen yaygın fotoğraf izleme metotları bilgisayar ve cep telefonlarından sayısal görüntüleri izlemektir. Bu etmenler fotoğraf filmi ve filmli kamera satışları ve film işleme teknolojilerinde büyük düşüşe neden olmuş, Fuji, Kodak ve Agfa gibi firmalar bundan büyük ölçüde etkilenmiştir. Ayrıca baskı hizmeti veren mağazaların çoğu bundan vazgeçmiş, hala devam edenlerin satışları ise ciddi oranda düşmüştür.
Fotoğraf görüntüleri güneşe maruz kalır ya da uygun olmayan koşullarda saklanırsa solmaya ve görüntü kalitesinin kaybolmasına eğilimlidir. Sayısal görüntüler bilgisayarlı ortamlarda veri olarak saklandığından saklama ortamı sağlam olduğu sürece bozulmadan kalırlar. Sayısal bir görüntüye hasar vermenin yolu veri dosyasını silmek, dosyayı kısmen bozacak şekilde üzerine yeni data yazmak ya da dosyanın saklandığı elektronik depolama ortamına (hard disk, veri diski, CD-ROM, flash bellek, vs.) zarar vermektir. Tüm bilgisayar dosyalarında olduğu gibi yedekleme sayısal bir görüntünün sağlıklı olarak saklanabilmesi için gereklidir.
Tarihçi ve arşivcilerin sayısal depolama ortamlarının yeterince kalıcı olmaması ya da bozulmasının kolay olması yönündeki endişeleri giderek artmaktadır. Elle tutulabilir ve her an erişilebilir olan fotoğraf filmi ve basılmış resimlerin aksine sayısal görüntü teknolojisi hızlı ilerlediğinden resim formatları yeni aygıtlar için kolaylıkla erişilmez olabilmektedir. Tarihçiler arızalı ya da ulaşılamaz sayısal medya gereçleri yüzünden gelecekte tarihin bir dönemi hakkında yeterli bilgi kalmayabileceğinden korkmaktadırlar. Profesyonel ve amatör kullanıcıların eski teknolojiler ile kaydedilmiş sayısal görüntüleri yenilenen teknolojiye adapte edecek yöntemler geliştirmesi tavsiye edilmektedir.
Fotoğraf filmi büyük olasılıkla bir daha asla 20. yüzyılda olduğu kadar yaygın kullanılmayacaktır. Fakat tamamen ortadan kalkması da beklenmemektedir. 19. yüzyılda ilk olarak ortaya çıktığında pek çok kişi tamamen resim ve diğer sanat eserlerinin yerini alacağını düşünmekteydi. Akrilik ve yağlı boyanın hala sanatçıların en çok kullandığı malzeme olması gibi, olasılıkla filmli fotoğrafçılık ta meraklıları için alternatif bir yöntem olarak kalacaktır. Filmli fotoğrafçılık ve sayısal fotoğrafçılık arasında resim sanatı ve filmli fotoğrafçılık arasında olduğundan daha az farklılık olduğunu da belirtmek gerekir.