Digitalkamera

Digitalkamera er et kamera som lagrer fotografier elektronisk i stedet for på fotografisk film, som i tradisjonelle kameraer. Moderne digitale kompaktkameraer er utstyrt med flere funksjoner, og kan ta stillbilder, film, gjøre lydopptak og lagre metadata om bildene.

I et digitalkamera føres det lyset som danner motivet inn på en lysfølsom bildebrikke eller bildesensor, som er oppdelt i et antall kvadratiske bildepunkt eller piksler. Lysstyrke og farge avleses digitalt for hvert bildepunkt. Antall piksler utgjør kameraets oppløsning. Oppløsninga oppgis vanligvis i megapiksler, dvs. antall bildepunkt i millioner. Opplysningene fra sensoren sendes til en prosessor som behandler informasjonen fra sensoren og setter den sammen til et bilde. Dataene lagres så ofte i en utbyttbar minnebrikke i kameraet. Bildene kan deretter overføres til en datamaskin for videre behandling, eller til en TV-skjerm eller annen monitor for framvisning.

Det største antall digitale kameraer som ble produsert i 2017, kom som en integrert del av en mobiltelefon.

Videokameraer
Kompakte videokameraer for hjemmemarkedet har innebygd mikrofon, en søker i svart-hvitt med okular og en LCD-skjerm for søking og avspilling. Profesjonelle videokameraer brukes i TV- og filmproduksjon. Disse er utstyrt med flere bildesensorer - en for hver farge - for å gi best mulig oppløsning og fargegamut. Både hjemmekameraer og profesjonelle kameraer kan også ta stillbilder.

Webkameraer er digitalkameraer som blir koblet til og styrt fra datamaskiner. Webkameraer brukes i videokonferanser eller til å legge øyeblikksbilder fra et sted ut på internett.

Stillbildekameraer
Stillbildekameraer brukes primært til å ta digitale fotografier, men det er etter hvert blitt vanlig at de også har videofunksjon. Mange kameraer har også mulighet for å spille inn og lagre en innlest kommentar til bildet. De fleste kameraer har en LCD-skjerm som brukes som søker og til gjennomsyn av lagra bilder. I tillegg kan de ha en optisk søker.

Sensoren i et stillbildekamera er enten av typen CCD eller CMOS, som begge er bygd opp av et nett av fototransistorer. CMOS-sensorer har et lysfølsomt materiale som krever mindre strøm enn CCD-sensorer.

Overføring av bilder til PC skjer oftest gjennom en USB-kabel, og kameraet virker da som en ekstern stasjon på datakaskinen. Overføring via firewire  var vanlig en stund, men i stor grad erstattet av USB og wifi (IEEE 802.11).

Kompaktkameraer
Standard digitalkameraer - såkalte kompaktkameraer - utgjør den største delen av markedet. De kjennetegnes av utstrakt automatikk og enkel betjening. De enkleste har objektiv med fast brennvidde og gjerne digital zoom, mens noe dyrere utgaver har optisk zoom. JPEG er det typiske bildeformatet for kompaktkameraer.

Speilreflekskameraer

Digitale speilreflekskameraer kombinerer det tradisjonelle speilreflekskameraets egenskaper med avansert elektronikk. De har avtagbart objektiv, og bildet som framkommer i søkeren er nesten identisk eller identisk (vanlig er 95-100 % dekning i søker) med bildet som registreres på bildebrikka. Mange fabrikanter har samme innfesting av objektivet på sine filmbaserte og digitale speilreflekskameraer, slik at samme objektiv kan brukes på begge typer.

Speilreflekskameraene har bildebrikke med større ytre mål enn kompaktkameraene, noe som gjør at den fanger mer lys, gir mindre støy i bildet, tillater større bildevinkler og gir bedre kontroll med dybdeskarpheten. Et vanlig mål på sensoren er ca. 20 × 30 mm. Siden sensoren er mindre enn filmruta i tradisjonelle 35 mm-kameraer, vil samme objektiv brukt på et digitalt kamera forstørre bildeutsnittet ca. 1,5 ganger, og dermed gi en zoomeffekt. Noen speilreflekskameraer har kommet med sensorer som har samme format som 35 mm film (35,8 × 23,9 mm) - såkalt fullformat. Disse er i stand til å utnytte hele det optiske potensialet i ulike objektiver. Sensoren er ofte av typen CMOS, og oppløsninga ligger mellom 8 og 21 megapiksler. Digitale speilreflekskameraer kan ha en LCD-skjerm; denne kan i noen modeller brukes til både søking (Live view) og avspilling, mens andre modeller ikke støtter dette. Mange modeller kan håndtere bilder i RAW-format i tillegg til JPEG.

Den engelske forkortelsen DSLR (Digital single-lens reflex) blir ofte brukt for å benevne digitalt speilreflekskamera.

Virkemåte
Digitale kameraer bruker en digital CCD eller CMOS billedsensorer, der CMOS overtar en stadig større del av markedet. Fototransistorene i sensoren overfører lys til elektriske signaler på samme måte som en solcelle. Hvor mange lysfølsomme transistorer som finnes i sensoren angir hvor høy oppløsning bildet kan få. Lysstyrken målt av hver transistor kodes som et digitalt signal og behandles videre av kameraets elektronikk.

For at bildene skal få farge må man enten bruke tre forskjellige sensorer, en for rødt, en for grønt og en for blått lys, og så settes de tre bildene sammen til ett. De fleste vanlige kameraer bruker en sensor og et Bayerfilter, der annenhver pixel er grønn, og hver fjerde er rød eller blå. Bryce Bayer patenterte metoden i 1976 , og ideen var å etterligne fysiologoien i det mennesklige øyet som er mer sensitivt for grønt lys. Forskjellige algoritmer kan brukes for å kompensere for bayerfilterets fargemøster, og hver pixel kodes ut fra intensitet og farge.

Kameraet må deretter lagre informasjonen slik at sensoren er klar for neste bilde. TIFF-formatet lagrer ukomprimerte data, men tar mye plass. JPEG komprimering utnytter bl.a. at noen områder i et bilde har samme farge og intensitet, og gjør at stillbilder kan komprimeres og bruker mindre enn 10 % av lagringsplassen uten at kvaliteten forringes særlig.

Når en tar et bilde med et CCD-kamera peker du linsa på objektet, stiller inn eventuell optisk zoom og trykker på knappen. Digitalkameraet fokuserer på objektet og leser av lyset og resetter sensoren. Etter et øyeblikk har lyset på sensoren bygd opp elektrisk ladning som leses av, digitaliseres, interpoleres for å få rett farge og komprimerer dataene som så lagres på kameraets flash-minne eller på telefonen.

Smarttelefoner har innebygde kameraer som i prinsippet virker på samme måte. Optikken og lysfølsomheten på sensoren er bedre i et dedikert digitalkamera, så rådataene fra et kamera er normalt mye bedre enn fra en smarttelefon, uavhengig av antall pixler. Redigering av dataene i ettertid gjør det likevel mulig å få gode sluttresultater selv med middels gode smarttelefoner.

Digitale videokameraer bruker også CCD eller CMOS sensorer, men i stedet for å komprimere bilder ett og ett, benyttes MPEG, ofte H.264 for å kode endringene mens tiden går.

Salget av digitale kameraer og videokameraer falt med 47,4 % fra juni 2015 til juni 2016 , samtidig som antall solgte smarttelefoner passerte 2 milliarder.

Referanser

Eksterne lenker 

 The History of Digital Cameras

Digitalkameraer