Vstupné zariadenia - snímanie obrazu, digitálne fotoaparáty, kamery a skenery

Vstupné zariadenia - vnímanie obrazu, skenery, digitálne fotoaparáty a digitálne kamery
Vstupná jednotka je zariedenie slúžiace na vstup údajov a programov.
Pri zadávaní informácií je najčastejšou vstupnou jednotkou klávesnica a v súčasnosti aj myš. V určitom ohlade môžeme považovať za vstupnú jednotku aj disk. Údaje respektíve programy sú zo vstupnej jednotky za súčinnosti ukladané do pamäte. V súčasnosti najčastejšie je implementovaná ako polovodičová. Takejto pamäti hovoríme aj vnútorná pamäť. Za momentálne najvyužívanejšie vstupné zariadenia môžeme považovať vo veľkej miere skenery, digitálne kamery a fotoaparáty, ktorých je na celosvetovom trhu dostatočné množstvo.
Z pohľadu počítača je klávesnica jeho štandardným vstupom. Odovzdáva do základnej jednotky informácie o stlačení alebo uvoľnení nejakého klávesu. Svojim spôsobom je centrom klávesnice vlastne špecializovaný jednočipový mikropočítač, ktorý tieto služby zabezpečuje. Z klávesnice do základnej jednotky sa teda prenáša kôd stlačeného klávesu resp. uvoľneného. Tento fakt sa využíva pri implementácii národného prostredia a pomocou špeciálnych programov tzv. ovládačov klávesnice sa prekódovávajú potrebné klávesy. Tento problém sa potom rieši buď prelepaním znakov na klávesoch za nové pomocou samolepiek alebo v súčasnosti častejšie zakúpením klávesnice priamo s lokalizovanou potlačou.
V súčasnosti medzi základné vstupné zariedenia tzv. polohovacie patrí aj myš. V podstate sa do maximálnej miery v aplikačnom softvéri obchádza už použitie klávesnice a využíva sa spomínaná myš. Robí sa to najčastejšie výberom z ponúk na obrazovke a rýchlym pohybom kurzora po obrazovke. Myš je v podstate malá škatuľka s dvoma alebo troma tlačidlami. V súčasnosti sa k týmto tlačidlám pridávajú rôzne ďalšie ovládacie a navigačné prvky, ktoré sú určené najmä na zrýchlenie rolovania obrazu, čo sa s výhodou používa najmä pri prezeraní niektorých stránok na internete. Na spodnej strane myši je gumová guľôčka, ktorá pri pohybe myši odvaľuje po podložke. Otáčanie guľôčky je v x-ovom a y-ovom smere snímané a vysielané do počítača. Použitie myši a význam jej tlačidiel závisí od programu. Takto definovaná myš je klasická mechanicko-optická myš.
Zariadenie na snímanie obrazov nazývame skener. Dnes si snáď už málokdo spomenie na ručné skenery s krátkym a málo ohybným kablíkom, ktorý bol svojho času jediný cenovo dostupný možnosťou prevodu obrázka do súboru na počítači.

Šírka snímaných plôch sa blížila skôr k šírke kreditnej karty a o farbe nemohlo byť u prvých modeloch ani reči - tá prišla až omnoho neskôr. Postupom času sa ustálila stolná rada skenerov (formátu A4), samozrejme s možnosťou farebného snímania v hĺbke až 24-bitov a rozlišením 300 dpi. Tie boli nahradené "lepšími" modelmi s väčšou hĺbkou farieb a s vyšším rozlišením (600-1200 dpi a 32 až 36 bitovou hĺbkou).
Firma Hewlett Packard teraz ponúka nový model skenerov s označením ScanJet 5300C. Ide o farebný stolný model s rozlišením 1200 dpi a farebnou hĺbkou 36 bitov (ako je vidieť obidva parametre sú - "na úrovni"). Pripojenie k počítaču je tzv. duálne, čo značí pripojenie cez USB port a pokiaľ nim ešte nie je počítač vybavený, tak na paralelný port. Maximálna veľkost snímanej plochy je 216 x 297 mm.

Obrázok1: HP ScanJet 5300C
Na fotografii modelu skeneru HP ScanJet 5300C sú patrné štyri funkčné tlačítka: skenovanie, kopírovanie, odosielanie el.poštou a odosielanie faxom.
Z voliteľného príslušenstva je veľmi zajímavý adaptér HP ScanJet na 35 milimetrové diapozitívy. Ďalej je možné ku skeneru objednať automatický podávač dokumentov a adaptér na transparentné materiály (127 x 127 mm).
Súčasťou dodávky je okrem samotného HP ScanJet 5300C návod a grafický návod, instalační CD s programami, USB kabel, paralelné káble a napájacia šnúra. Maximálna hmotnosť je asi 5,2 kg, z čoho je 3,7 kg váži samotný skener.

Obrázok2: Flash Film Skener C-1400XL
Pri použití skeneru Flash Film Skener a novej špičkovej digitálnej zrkadlovky typu „všetko v jednom" C-1400XL je digitalizácia negativných filmov a diapozitívov veľmi jednoduchá, pričom kvalitná optika garantuje dokonalú kvalitu obrazu.
Ďalšie výkoné skenery KV-S2065 a KV-S6055 sú určené pre efektívne a pohodlné množstvo dokumentov každého druhu, formátu a kvality. A to od potvrdeniek a šekov cez pokrčené zmluvy po množstvo vizitiek až po úplné rarity naskenovanej cibuľkovej šupky. Panasonic vyvinul špeciálnu technológiu Panasonic IET-Image Enhancement Technology, ktorá razantne zvyšuje kvalitu skenovania, čo môže len ojedinele presiahnuť kvalitu. IET umožňuje, aby skener rozpoznal a patrične interpretoval kľúčové informácie zo skenovanej predlohy tak, aby dosiahnutá kvalita bola maximálna. Napríklad môže u predlohy s farebným pozadím preniesť farby pozadia na bielu, čím dosiahne vyššieho kontrastu.

Samozrejmosťou je automatická detekcia textu a grafiky a ich rozdielne spracovanie či eliminácia rušivých
miest na predlohe.

Obrázok3: KV-S6055
Digitálne fotografovanie nie je nič iného, ako zachytenie obrazu pomocou digitálneho fotoaparátu vo forme súboru číslicových dát. Nie je teda potreba negatívnych filmov. Výsledný súbor dát je možno spracovávať na počítači, zverejnovať na internete, zasielať elektronickou poštou, archivovať na obvyklých nosiacich dátach (disk, disketa, CD, atď.), tlačiť na papier v pripojenej tlačiarni alebo z nej vyrobiť klasickú fotografiu vo fotolabe. Digitálny fotoaparát sa pritom na prvý pohľad nemusí vôbec lišiť od fotoaparátu na film. Obraz vytvorený objektívom nedopadá na film, ale na elektronický snímač, ktorý dokáže obraz rozložiť na milióny maličkých bodov a informácie o jase a farbe všetkých týchto bodov vložiť do svojej vnútornej pamäti, poprípade na výmenu.



Prostredníctvom výmennej pamäťovej karty alebo priamym prepojením fotoaparátu s počítačom je možno obrázky preniesť do počítača eventuálne rovno vytlačiť na tlačiarni.
Digitálna fotografia má mnoho výhod. Digitálny fotoaparát však ukládá exponované obrázky do elektronickej pamäti, z ktorej ich môžme kedykoľvek "vysypať" do počítača či fotolabu a fotografovať do uvoľneného priestoru pamäti znova. V pamätiach dnešných fotoaparátov možno uchovávať stovky až tisíce snímkov. Naviac je možné si po každej expozícii okamžite výsledný obrázok prehliadnuť na displeji fotoaparátu a pokiaľ sa nám nepáčia, hneď ich môžme priamo z fotoaparátu vymazať.
Digitálne fotoaparáty sú oproti klasickým mechanicky jednoduchšie. Odpadá nutnosť motorového prevíjania filmu a jeho zakladanie cez otvárateľné zadné dvierka. To sa prejavuje priaznivým snížením rozmeru, bezohľadu na nižšiu hmotnosť objektívu. Uhlopriečka snímača je totiž menšia ako uhlopriečka políčka kinofilmu, takže objektív digitálneho fotoaparátu môže mať k vykresleniu menšiu plochu, kratšiu ohniskovú vzdialenosť a tým pádom pri zachovaní rovnakej i menšej priemernej optickej sústavy. Digitálny spôsob snímania obrazu dovoluje použiť okrem optických transfokátorov tiež transfokátory digitálne, ktoré umožnujú vďaka cene, mierneho zníženia kvality obrazu, napodobniť efekt predĺženej ohniskovej vzdialenosti transfokátoru opticky.
Nezanedbateľnou výhodou je i fakt, že náklady na digitálne fotografovanie sú takmer nulové. Pokiaľ už vlastníte digitálny fotoaparát a počítač. Stačí totiž len občas nabiť batériu. Políčko kinofilmu obsahuje okolo 5-6 miliónov efektívne využiteľných obrazových bodov. Obrazový snímač dnešných digitálnych fotoaparátov už tejto hodnoty dosiahol.
Vo fotolaboch dokážu zhotoviť klasickú fotografiu 10x15cm z digitálneho súboru bežne používaného JPEG.

Pritom stačí obrázky odoslať priamo zo svojho počítača do virtuálnej zberne na internete a vybrať si miesto, kde si hotové fotografie vyzdvihnete a zaplatíte. Pri prevode digitálneho obrázka na klasickú fotku do albumu hrajú veľmi dôležitú úlohu rozmery digitálneho obrazu, odfotené fotoaparátom. Pretože osvitové jednotky fotolabu pracujú s maximálnou hustotou približne 300dpi, čo predstavuje asi 118 bodov na centimeter, potrebujú na vytvorenie maximálne kvalitné fotografie o rozmeroch napr. 15x10cm, obrázok o rozmeroch aspoň 1800x1200 bodov. Toto je jednoznačné kritérium pre výber digitálneho fotoaparátu pre človeka, ktorý bude chcieť niektoré zo svojich podarených záberov ukladať vo forme maximálne kvalitných klasických fotografií s rozmermi 15x10cm do zaprášeného fotoalbumu na dno skrine. Pre rozmer 13x9cm stačí miernejšie kritérium, teda 1550x1100 a celkom asi 1.8 miliónov bodov. Citlivosť snímačov digitálnych fotoaparátov a klasických negatívov je veľmi podobná. Rozdielna je ale zatiaľ, a to v neprospech digitálnych fotoaparátov. Negatívny film je schopný sa vyrovnať s väčším rozdielom jasu a na rozdiel od elektronického snímača teda vykreslí správne i pomerne veľmi kontrastne obraz. Nie je toľko náchylný na podexpozíciu či preexpozíciu. U digitálneho fotoaparátu je treba spôsobu merania venovať väčšiu pozornosť, hlavne u veľmi kontrastných záberoch.
I digitálne fotoaparáty majú svoj zdroj energie, teda batériu. Z batérie je však u digitálnych fotoaparátov zatiaľ podstatne väčší, obzvlášť keď si fotograf exponované snímky často prehliada. Na vine je predovšetkým farebný displej, ktorého príkon je pomerne veľký. Z týchto dôvodov sa v digitálnych fotoaparátoch používajú nabíjecie akumulátory (NiMH, Li-Ion).

Obrázok4: Model DSC-F505
Ďalej je potreba rozlišovať medzi rôznými parametrami označovanými jedným slovom rozlíšenie. Maximálnu kvalitu digitálnej fotografie určuje takzvané "fyzické rozlišenie snímačov", teda počet svetlucitlivých buniek, z ktorých sa snímač skladá. U niektorých fotoaparátov je ešte uvádzané vyššie výstupné rozlišenie, ktorého je však dosahované matematickým výpočtom, a i tak nezlepšuje kresbu ani ostrosť snímku. Rozlíšenie nie je zďaleka jediným parametrom digitálneho fotoaparátu určujícemu kvalitu snímku, nič menej dostatočné rozlíšenie je potrebnou podmínku dosiahnutia uspokojivej kvality. Z pohľadu bežného fotoamatéra sú adekvátne kvalitné fotoaparáty od rozlišenia 1,3 či 2mil. bodov. Pre náročných fotoamatérov či užívateľov z komerčnej sféry sa doporučujú prístroje s rozlišením 3 mil.

a viac.
V profesionálnej fotografii nie je možné stanoviť jednoduché kritérium v rovine rozlíšenia, pretože sa výrazne líšia požiadavky podľa konkrétnych podoborov fotografie. Je však extrémne dôležité venovať pozornosť i ďalším vlastnostiam prístroja, pretože kvalitatívny rozdiel medzi amatérskou a profesionálnou technikou pri rovnakom rozlišení je priepastné.

Obrázok5: Model Mustek VDC300
Digitálne videokamery systému Digital 8
Po nástupe Mini DV, ktorý pocháza z dielní firiem Matsushita/Panasonic, sa konkurenčnej firme Sony, ktorá síce tento projekt podporila a dokonca ho prekvapivo uviedla na trh prvá, podarilo priviesť na svet nový digitálny formát Digital 8. Tento formát si dosť rýchlo našiel svojich priaznivcov z radu videoamatérov vlastniacich nahrávky v systému Video 8 či Hi8, ale u prístrojov Digital 8 je spätná kompatibilita "smerom dole" takže je možné na tomto prístroji prehrávať staršie nahrávky zriadené na starej "osmičke" (Video8) alebo "hájosmičke"(Hi8). Dokonca dá sa zohnať i digitálny výstup z pôvodného analogového záznamu.
Je to vlasne systém MiniDV aplikovaný na podmienky stávajúcej kazety Video8 a tým pádom i výrobne zabehnutej a lacnej mechaniky. Nevýhody tohoto systému boli spočiatku vyvážené podstatne nižšou cenou, ako konkurenčný systém MiniDV, ktorý súbežne ponúka aj Sony.
Digitálne videokamery systému mini DV
Jedná sa o prvý komerčný digitálny záznamový štandard. Záznamovým médiom je 6,35 mm široký pásik umiestnený v miniaturnej kazete o rozmeroch 66x48x12,23 mm.
Precízna mechanika tohoto systému podává úctihodné výkony. Jej bubienok o priemere 21,7 mm rotuje deväťkrát rýchlejšie ako bubienky kamier Video8 a Hi8, pričom informácie o jednom snímku nerospisujú do dvoch, ale do dvanástich stôp, rozdelených na štyri úseky. Do každého z nich se postupne ukládajú riadiace strihové informácie, dve zvukové stopy so vzorkovaním 48 kHz/16 bitov, resp. 32kHz/12bitov, ktoré sa môžu spracovávať samostatne. Obrazový signál komprimovaný v pomere 5:1 a prevozných dát vrátane časového kódu a kompletných informacií o nastavení kamery pri zábere, t.j. použitej clone, času atď.
Mechanika zabezpečuje úplne nerušenú statickú a spomalenú reprodukciu i presné vyhladávanie záznamu.

V porovnaní s analogovými systémami je však ešte náročnejšie na presné zoriadenie a hlavne na čistotu dráhy a páskov.
Systém MiniDV vyhovie i tým najvyšším požiadavkám na kvalitu a možnosti spracovania záznamov i z hľadiska profesionálov.

Svojou vlastnou podstatou je tento systém predurčený pre prepojenie s výpočtovou technikou.
Na rozdiel od systému miniDV, z ktorého bolo zachované členenie stop a ich obsah, ale je k dispozícii širší pásik (8 mm) a vyššia transportná rýchlosť, čo umožnilo stopy rozšířiť a poskladať ich za sebou do párov. O tretinu rýchlejší transport však prináša na druhú stranu, ale zase o tretinu kratšiu dobu záznamu. Na rovnakú kazetu, na ktorú sa zmestí napr. 90 minút analogového záznamu sa tak vojde len 60 minút digitálneho záznamu. Dáva priestor k vytváraniu vlastných filmov digitálnej videokamery SONY.
Digitálne zariadenia niesú schopné pracovať so všetkými farbami, ale iba s obmedzenou množinov konkrétnych odtieňov, ktorá je obmedzená dvomi faktormi. Prvým je šírka farebného gamutu, teda akého veľkého rozsahu farieb sme schopný docieliť. Druhým je farebná hĺbka určujúca jemnosť a presnosť, s ktorou sa vo vnútri tohto priestoru pracuje. Všetko vychádza z toho, že farebná informácia je kombináciou troch základných farieb – typicky zelenej, červenej a modrej (RGB). Výsledná farba je teda uchovávaná v podobe troch celých čísel udávajúcich intenzitu jednotlivej farebnej zložky(kanálu). Farebná hĺbka v praxi udáva koľko rôznych úrovní základných farieb rozlišujeme.
Použitá literatúra:
Branislav Sobota, ABC o PC, Oriens s.r.o., 2001, vydanie 6.(vo vydavateľstve Oriens 2.), strany-15, 39, 49-50, 53
http://www.skyfly.cz, Standa Hlavinka
http://www.grafika.cz/JanBřezina/tirazphp?uid=4>, Ján Březina
http://www.opencae.cz/cenniky/hw.dov-foto-video.html
http://elysh.cz/vt/digitalobrazky/dmm.gif
http://www.metrologic.com
http://www.panasonic.cz
http://www.jukon.cz
http://lea.hamradio.si/~s51kg/DV-IN.HTM.

Linky:

http://grafika.cz/JanBrezina - grafika.cz/JanBrezina