1 Цветная пленочная фотография. Цифровые ПЗС

Основы пленочной фотографии

В обычном пленочном фотоаппарате свет отражается от объекта или сцены и проходит через прозрачные стеклянные или пластиковые линзы, которые фокусируют его на тонком гибком кусочке пластика ("пленка"). Пленка покрыта светочувствительным эмульсионным слоем галоида серебра. Попадающий на пленку свет (фотоны) приводит к немедленной химической реакции, которая после химической обработки помогает проявить и закрепить изображение на пленке. Свет различается по цвету и интенсивности, что приводит к практически идентичному дублированию сцены в результате химической реакции.

Единственными регуляторами света в обычном пленочном фотоаппарате являются затвор (металлический или тканевой занавес или пластинки, которые быстро открываются и закрываются для управления временем выдержки/экспозиции сцены на пленке) и диафрагма (отверстие с изменяемым размером, позволяющее управлять количеством проходящего через линзу света). Перед съемкой фотограф устанавливает значение выдержки и размер диафрагмы. Диафрагма обычно устанавливается вручную при вращении ободка на объективе, который в свою очередь механически регулирует лепестки отверстия, пропускающего свет. Конечно, сегодня многие фотоаппараты (как аналоговые, так и цифровые) обладают некоторым интеллектом, позволяющим автоматически выбрать время выдержки и размер диафрагмы.

Фотоплёнка бывает чёрно-белой или цветной:

    В чёрно-белой фотоплёнке есть обычно один слой серебряных солей. При попадании света и дальнейшей химической обработке соли серебра превращаются в металлическое серебро, препятствующее проникновению света — на плёнке образуются тёмные области, соответвующие светлым областям на отпечатке.

Существует специальная монохромная плёнка, являющаяся чем-то средним между чёрно-белой и цветной. Она обрабатывается по классическому цветному процессу, но формирует чёрно-белое изображение.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
    Цветная плёнка использует как минимум три слоя. Окрашивающие, адсорбирующие к поверхности серебряных солей, делают кристаллы чувствительными к различным цветам. Обычно чувствительный к синему слой расположен сверху, Далее идут зелёный и красный. В течение экспонирования выставленные серебряные соли превращаются в металлическое серебро, точно так же, как у чёрно-белой плёнки. Впоследствии металлическое серебро снова превращается в соли и вымывается в процессе отбелки и фиксирования, так что изображение в цветной плёнке формируется цветными красителями. Современные фотоплёнки, такие как Kodacolor II, имеют до 12 слоёв эмульсии, со свыше 20 различными реактивами в каждом слое.


Основы цифровой фотографии

В цифровых фотоаппаратах процесс получения изображения намного более сложен. Но, как и в пленочной технологии, принципы и основы будут неизменны в ближайшие годы, независимо от масштаба роста технологий.

В цифровых фотоаппаратах также используется линза, но вместо фокусирования изображения на пленку, свет попадает на светочувствительные ячейки полупроводникового чипа, называемого сенсором (image sensor). Сенсор реагирует на получаемые фотоны, что фиксируется фотоаппаратом. Дальше вычислительный блок фотоаппарата анализирует полученную информацию и определяет необходимые значения выдержки и фокуса, цвет (баланс белого), необходимость вспышки и т. д. Потом сенсор захватывает изображение и передает его на чип АЦП (аналого-цифровой преобразователь), который анализирует аналоговые электрические импульсы и преобразует их в цифровой вид (поток нулей и единичек).

Используя дополнительную вычислительную мощность (цифровые фотоаппараты могут содержать несколько процессоров и других чипов, включая специализированные процессоры и главный процессор), данные проходят дальнейшую обработку с помощью специальных (зависящих от конкретной модели/фирмы) алгоритмов и преобразуются в файл изображения, который уже можно просмотреть. Файл записывается на встроенный или внешний электронный носитель. Далее изображение может быть перенесено на компьютер, выведено на принтер или телевизор. Равно как его можно просмотреть на встроенном в камеру ЖК экране/видоискателе, благодаря чему пользователь может обработать изображение с помощью дополнительных алгоритмов или фильтров, используя встроенный интерфейс (чаще всего работающий через ЖК экран) или просто стереть неудачный снимок и начать все сначала.

3 устройство пленочной и цифровой фотокамеры.

Основные детали пленочной (аналоговой) фотографии

    Фотографируемый объект - изображение - при помощи фотообъектива фокусируется на экран ( на фокальную поверхность), т. е. светочувствительный материал — прозрачную пленку, покрытой светочувствительным эмульсионным слоем галоида серебра. Падающий свет изображения, состоящий из электромагнитных лучей (фотонов), вступает в химическую реакцию с кристаллами галоида серебра и формирует изображение, которое в специальных условиях проявляется и закрепляется. Так как свет мы различаем по цвету, то получаем цветное изображение. Фотокамера имеет механический затвор, (металлический или тканевой занавес или пластинки, которые быстро открываются и закрываются для управления временем выдержки/экспозиции изображения на пленке) при съемке. Регулируя время съемки (выдержка) регулируется величина (засветки) , величина обработки кристаллов серебра до проявления. Диафрагма - устройство в объективе, состоящее из лепестков, которое регулирует просвет объектива и также управляет засветкой пленки - выбором экспозиции, т. е. величиной потока фотонов. На корпусе фотоаппарата имеются системы (поворотные лимбы) для установки времени экспозиции, чувствительности пленки, выбора режимов съемки, диафрагмы и т. д. В объективах имеются поворотные диафрагменные кольца для управления вручную. Сейчас практически вся оптика имеет режим автоматической настройки и ручного управления и т. д.

Цифрово́й фотоаппара́т — устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительный материал заменен светочувствительной матрицей (фотосенсором), состоящей из отдельных пикселей, квантующих изображение по световому параметру. Современные компактные цифровые фотоаппараты многофункциональны, способны записывать кроме фотографий, звук и видео.

Объектив фотоаппарата

    Объектив фотоаппарата остался аналоговым прибором, который фокусирует световой поток от объекта съёмки на матрицу.

Благодаря уменьшению (относительно 35 мм. плёнки) размера матрицы стало возможным использование оптических схем, ранее дорогих для любительских фотокамер.

    Оптические линзы из стекла постепенно заменяются на пластиковые, керамические и плоские, что существенно снижает вес, габариты и уменьшает оптические искажения светового потока.
    Разрешающая способность объектива цифровых фотоаппаратов начального уровня с матрицей 5,25Мп порядка 250 lpm, (линий на миллиметр), миры, что в 5 раз лучше, чем у объектива аналогового фотоаппарата того же класса.
    Вводится в объектив система стабилизации светового потока изображения в плоскости матрицы. Система стабилизации устраняет влияние на изображение объекта шевеления и сдергивания кадра при съёмке с рук при недостаточном освещении.
    Вводится в объектив система автоматической фокусировки. В этой конструкции уже имеются принципиальные усовершенствования не только в системе выработки сигнала автоматического регулирования резкости, но и в исполнительном устройстве. Классический электрический двигатель привода смещения линз заменяется на бесшумный, безинерционный пьезоэлектрический (волновой) двигатель с высоким кпд.
    Сейчас появились фотоаппараты, позволяющие радикально удешевить производство объективов за счёт вывода из объектива систем стабилизации. Функцию стабилизации изображения выполняет подвижная в фокальной плоскости матрица.
    По быстродействию современные цифровые фотоаппараты не уступают плёночным моделям, за исключением лага затвора в моделях, использующих систему медленного контрастного автофокуса. Время готовности к съёмке фотокамер с выдвигающимися элементами — 0,1—0,2 секунды.

Матрица цифрового фотоаппарата

    В цифровой фотографии применяются несколько типов матриц (сенсора), которые можно классифицировать: по методу считывания заряда «потенциальных ям»: CCD, CMOS; по методу цветоделения: матрицы с фильтром Байера и матрицы без фильтра Байера — матрицы Foveon X3.

Пример обозначения матрицы в паспорте фотоаппарата: 1\1,8" CCD 5,25 Mp. — CCD матрица с разрешением 5,25 Мп (мегапиксел) и диагональю 1\1,8 дюйма.

    Термин аналоговой фотографии чувствительность фотоматериала имеет свою аналогию в цифровой фотографии — коэффициент усиления электрического изображения, поэтому в цифровой фотографии говорят: эквивалентная чувствительность.
    Термин аналоговой фотографии зернистость имеет свою аналогию в цифровой фотографии — цифровой шум. Чем чувствительней плёнка — больше ISO, тем больше её зернистость. Чем больше ISO — требуемая эквивалентная чувствительность, вычисленная процессором для данного цифрового изображения по экспозамеру, тем выше коэффициенты усиления в цветовых каналах электрического изображения и выше уровень шумов матрицы и процессору требуются больше времени на погашение этого шума. Если эквивалентную чувствительность матрицы с диагональю 1\1,8" CCD установить более ISO 400, то отношение сигнал/шум при таких режимах эксплуатации матрицы будет ниже требуемого предела, а на фотографии будет видно цифровой шум.
    Изображение сюжета при цифровой фотосъемке считывается с миллионов пикселев матрицы, образующих растр. Если в сюжете тоже есть растр (фактурные ткани, линейные узоры, экраны мониторов и телевизоров) близкий по размеру к растру сенсора, то могут возникнуть шумы типа муар — биение растров, образующее зоны усиления и ослабления яркости, которые сливаются в линии и текстуры. Это очень сильная помеха, но к счастью возникает редко из-за малых размеров матрицы.
    Во всех цифровых фотоаппаратах перед матрицей установлен ИК-фильтр.

Инфракрасное излучение отфильтровывается для увеличения контрастности изображения — устранения ореолов и других паразитных эффектов.

    Матрицы цифровых фотоаппаратов имеют линейную чувствительность к свету, а глаза человека и телевизоры — логарифмическую. Поэтому человек хорошо видит значительно более «широкий» диапазон яркостей освещения, чем воспринимают фотопленка и фото матрица. Чтобы кадр на снимке имел привычный вид проводится гамма-коррекция — пересчет входного линейного сигнала в выходной логарифмический сигнал. В цифровом фотоаппарате удобно пересчитывать по таблицам (слабые сигналы имеют больший коэффициент усиления, чем сильные). Гамма-коррекция проводиться в электронном тракте или в процессоре.

Затвор фотоаппарата

    Все цифровые фотоаппараты оснащены электронным эквивалентом затвора, который встроен в сенсор. Электронный затвор — это переключатель, который включает сенсор на приём светового потока и выключает его по команде процессора.
    Механический затвор цифровые камеры используют для предотвращения попадания на сенсор света после окончания времени выдержки, чтобы не было ореола, затуманивания и смазывания. Механический затвор имеет электрический привод и управляется процессором. Механического затвора не имеют цифровые видеокамеры и некоторые специальные цифровые фотокамеры. Основной характеристикой механического затвора является минимальная выдержка, которую он может обеспечить. У простых цифровых фотоаппаратов затвор работает в диапазоне от 5-15 сек. до ≈1/500 сек.

Выдержки короче ≈1/500 сек. всегда отрабатываются электронным эквивалентом затвора - (до 1/4000сек. и короче)

4 Цифровые компакт-камеры и зеркальные фотокамеры: различия конструкции и определяемые конструкцией возможности.

Схема однообъективного зеркального фотоаппарата

Схема однообъективного зеркального фотоаппарата

В процессе выбора объекта съёмки и наведения резкости фотограф наблюдает через окуляр видоискателя (8) реальное изображение, воспринимаемое объективом камеры (1) и проецируемое зеркалом (2) на матовое стекло (5).

Соответствие границ изображения, наблюдаемого через видоискатель, тому, что проецируется на пленку или матрицу — поле зрения видоискателя — является важной характеристикой качества зеркальной камеры. У хороших камер оно составляет 90-100 %. Меньшие показатели заставляют фотографа делать мысленную поправку, учитывая, что реально снятый кадр будет несколько больше того, что он видит в видоискателе.

Пентапризма 7 (придающая характерные очертания большинству зеркальных фотокамер), обеспечивает переворот изображения в естественное положение, соответствующее тому, что фотограф видит невооружённым глазом. В призматических камерах, помимо матового стекла, часто используются и другие средства для оценки точности наводки на резкость (клинья Додена, микропирамиды).

После окончания наводки при нажатии на спуск специальный механизм убирает зеркало (2) из оптического тракта камеры, затвор (3) открывается на время выдержки, и изображение проецируется на фотоплёнку или матрицу (4).

Оптический видоискатель без параллакса

Принципиальным преимуществом DSLR перед остальными типами цифровых камер является оптический видоискатель, унаследованный от плёночных зеркальных камер. Такой тип видоискателя не подвержен параллаксу, поскольку свет в него попадает непосредственно через объектив, в то время как оптические видоискатели у незеркальных цифровых камер получают свет через вспомогательное окошко, расположенное в стороне от оптической оси основного объектива.

Компактные цифровые камеры также позволяют оценить картинку перед съёмкой, отображая её на ЖК-экране вместо видоискателя. Однако такой способ имеет свои недостатки: задержку (лаг), относительно невысокое разрешение и яркость, что может затруднить работу в некоторых условиях, например на ярком солнце или при съёмке динамичных сюжетов. Видоискатель DSLR отображает картинку в реальном времени, с высокой яркостью и разрешением.

До недавнего времени в DSLR ЖК-экран использовался только для просмотра отснятых кадров и доступа к меню камеры, в то время как кадрирование было возможно только через оптический видоискатель. В некоторых случаях это вносило существенные неудобства в процесс съёмки, например, если нужно было располагать фотоаппарат на уровне земли или снимать в толпе поверх голов. В то время как на многих компактных цифровых фотокамерах в таких ситуациях можно было легко снимать используя поворотный ЖК-экран, владельцам DSLR приходилось снимать наугад или использовать дорогие и неудобные насадки на видоискатель. Однако в январе 2006 компания Olympus представила камеру E-330 — в ней впервые на рынке DSLR была реализована возможность кадрирования по ЖК-экрану.

Быстрый фазовый автофокус

В цифровых зеркальных фотоаппаратах используется фазовый автофокус. Это очень быстрый и точный метод, однако для его работы необходимо чтобы в оптическом тракте камеры были установлены специальные датчики. Это не составляет трудности сделать в зеркальных фотоаппаратах, так как там имеется зеркало, отклоняющее световые лучи в видоискатель и одновременно на датчики автофокуса. После нажатия на спуск зеркало быстро убирается, позволяя световым лучам беспрепятственно попадать на матрицу. В компактных цифровых камерах матрица используется не только во время собственно съёмки кадра, но и в остальное время для работы электронного видоискателя или ЖК-дисплея, поэтому ввести в оптический тракт датчики автофокуса, заслоняющие матрицу, нельзя. По этой причине незеркальные цифровые камеры, как правило, используют более медленный контрастный тип автофокуса, не требующий отдельных датчиков.

Сменная оптика

Возможность использовать сменную оптику, выбирая объектив наиболее пригодный для конкретной потребности, а также возможность использования специализированных объективов, постепенное удешевление DSLR — одни из основных факторов, способствующих популярности цифровых зеркальных камер.

Практически все объективы для DSLR имеют бо́льшую светосилу, чем объективы в компактных цифровых камерах (в особенности, т. н. «фикс-объективы» с постоянным фокусным расстоянием). Это позволяет большему количеству света попадать на матрицу, и, таким образом, появляется возможность использовать более короткие выдержки при съёмке, что особенно важно при фотографировании динамичных объектов (балет, спорт и т. п.) в условиях, когда нельзя пользоваться фотовспышкой. Таким образом, приходится признать, что на данный момент развития, подавляющее большинство компактных фотокамер (т. н. в просторечии «мыльниц») не даёт возможности производить качественную фотосъёмку подобных культурных мероприятий в местах со слабой освещённостью.

Большинство объективов, разработанных для плёночных зеркальных камер, могут быть использованы и на цифровых, но обратное не всегда верно. Новые объективы для DSLR могут использовать такой же тип байонета, как и плёночные камеры, но при этом включать в себя усовершенствованные электронные схемы (управление диафрагмой, оптический стабилизатор и т. д.), которые могут не заработать при установке на старые камеры. Некоторые объективы, разработанные для DSLR, имеют уменьшенный размер изображения (так как на многих цифровых зеркальных камерах размер матрицы меньше размера стандартного 35-мм кадра) и поэтому при установке на плёночную или полнокадровую цифровую камеру такие объективы будут давать затемнение (виньетирование) по углам кадра. Кроме того у некоторых производителей новые объективы физически несовместимы со старыми плёночными камерами (например, объективы Canon EF-S). Тенденция к переходу на «цифру» видна и у производителей цифровых фотокамер. Так, например, в 2006 фирмой «Nikon» была представлена любительская модель Nikon D40, которая вообще не предполагает в себе полноценного использования старых объективов, которые были разработаны «для фотоплёнки».

5 Что и каким образом влияет на экспозицию фотоизображения?

Экспози́ция (в фотографии) — произведение освещенности светочувствительной матрицы (фотоплёнки) на время освещения. Выражается в лк*с (люксах на секунды).

Экспозиция должна быть такой величины, чтобы позволить фотоматериалу с заданной чувствительностью получить количество света, нужное для сохранения изображения – это техническая характеристика каждой светочувствительной матрицы (фотоплёнки). Чем больше светочувствительность (ISO 50/100/200/400/800/1600/3200) матрицы (фотоплёнки), тем требуется меньшая экспозиция. Экспопара (выдержка и диафрагма) – технический синоним термина экспозиция.

Экспопара (выдержка и диафрагма) вычисляется по экспозамеру с учетом эквивалентной чувствительности матрицы (чувствительности фотоплёнки), а иногда и других параметров кадра: контрастности, расстояния до объекта, фокусного расстояния.

Выдержка - время, в течение которого свет от объекта фотографирования воздействует на матрицу (в цифровой фотографии) или светочувствительную эмульсию фотоплёнки (в аналоговой фотографии). В фотографии выдержку отрабатывает затвор.

Освещенность фокальной плоскости (плотность светового потока) регулируется диафрагмой объектива.

В фотографии стандартные значения диафрагменных чисел: 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 16; 22; ..., образованы геометрической прогрессией со знаменателем \sqrt{2}\approx 1,4, т. е. увеличение диафрагмы на одну ступень (1EV) равносильно увеличению выдержки в 2 раза или допускает уменьшение светочувствительности ISO в 2 раза.

Экспозамер – это измерение освещённости объекта съёмки с помощью специального прибора экспонометра или системы сенсоров внутри кадра.

Разное освещение сцены внутри сюжета составляет динамический диапазон освещенности внутри данного фотокадра. Для полной передачи градаций плотностей в кадре динамический диапазон матрицы (фотографическая широта фотоплёнки) должны быть больше динамического диапазона фотокадра.

6  Что и каким образом влияет на качество фотоизображения?

На качество изображеня влияет все: Освещенность, светочувствительность матрицы, время выдержки, плотность светового потока (диафрагменное число), фокусировка, баланс белого.

9  Особенности подготовки видео для воспроизведения на телевизорах.

Стандартом телевизионного вещания принято называть совокупность числа строк разложения кадра, частоту смены кадров или полей и наличие чересстрочности. Уже несколько десятилетий в мире преобладают три стандарта с чересстрочной разверткой:

    625 строк, 50 полей в секунду в Европе (PAL) 525 строк, 59.94 полей в секунду в Америке и Японии (NTSC) 625 строк, 50 полей в секунду во Франции, России, Китае и некоторых странах Ближнего Востока (SECAM)

Сейчас им на смену приходит телевидение высокой четкости (ТВВЧ). Есть два стандарта, они могут иметь чересстрочную (i — interlace) или построчную (p — progressive) развертку и частоту кадров 24, 25, или 30 в секунду.

    720/50i;60i;30p;25p;24p 1080/50i;60i;30p;25p;24p

Под системой телевидения понимают способ кодирования информации о цвете. Имеется три системы (в порядке разработки):

    NTSC PAL SÉCAM

NTSC (от англ. National Television Standards Committee,  — Национальный комитет по телевизионным стандартам) — система аналогового цветного телевидения, разработанная в США. 18 декабря 1953 года впервые в мире было начато цветное телевизионное вещание с применением именно этой системы.

NTSC принята в качестве стандартной системы цветного телевидения также в Канаде, Японии и ряде стран американского континента.

Технические особенности

Будем рассматривать систему NTSC, применяемую в США, так называемый «базовый» NTSC M:

    количество полей — 60 Гц (точнее 59, Гц); количество строк (разрешение) — 525; частота поднесущей — 35 Гц. количество кадров в секунду — 30. развертка луча чересстрочная (интерлейсинг).

Передача цветоразностных сигналов в системе NTSC осуществляется в спектре яркостного сигнала на одной поднесущей. Два цветоразностных сигнала ER-Y и EB-Y передаются с помощью квадратурной модуляции.

Цветоразностные сигналы подаются на балансный модулятор, на котором они модулируются по амплитуде с подавлением поднесущей. Модулированные цветоразностные сигналы красного ER-Y и синего EB-Y свдинуты относительно друг друга по фазе на 90°. При суммировании они образуют новый сигнал — сигнал цветности. Таким образом:

U=\sqrt{E^2_{R-Y}+E^2_{B-Y}}
\phi=\arctan \frac{E_{R-Y}}{E_{B-Y}}

Таким образом, изменение фазы свидетельствует об изменении тона, а модуль вектора определяет насыщенность.

Применение амплитудной модуляции с подавленной поднесущей порождает трудности при приёме. При детектировании важно чтобы совпадали фазы и частоты гетеродина и поднесущей. Для этого после каждого синхроимпульса строки следует особый импульс-вспышка — он содержит 8-10 периодов колебаний опорного генератора.

Частота поднесущей выбрана таким образом, чтобы как можно меньше влиять на приёмники чёрно-белого телевидения.

При этом, в интервале строки размещается нечётное число полупериодов поднесущей (точно — 455), поэтому рисунок от помехи имеет вид шахматного поля. Такая структура менее заметная, чем вертикальные полосы.

Полярность поднесущей в смежных кадрах изменяется на противоположную, таким образом, тёмные участки чередуются со светлыми. За счёт временной взаимной компенсации, помеха становится ещё менее заметной.

Особенностью системы NTSC является то, что информация о цветности передается не в системе координат ER-Y и EB-Y, а в системе EI и EQ, развернутой относительно ER-Y и EB-Y на 33°. Одновременно с этим применяется компрессия по амплитуде (специальные коэффициенты).

E_I=\alpha_1 E_{R-Y} \cos 33 - \alpha_2 E_{B-Y} \cos 57;\,\!
E_Q=\alpha_1 E_{R-Y} \cos 57 + \alpha_2 E_{B-Y} \cos 33;\,\!

\alpha_1=0,877; \alpha_2=0,493;\,\!

E_I=0,74 E_{R-Y}-0,27 E_{B-Y};\,\!
E_Q=0,48 E_{R-Y}+0,41 E_{B-Y}.\,\!

Кроме того, полосы пропускания для сигналов EI и EQ выбраны различными — таким образом разработчиками учитывается тот факт, что человеческий глаз различает мелкие сине-зелёные детали хуже, чем красные. Для сигнала EI ширина полосы пропускания — 1,3 МГц, для EQ — 0,6 МГц.

PAL (от англ. phase-alternating line) — система аналогового цветного телевидения, разработана инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и представленная как стандарт телевизионного вещания в 1967 году.

Технические особенности

Как и все аналоговые телевизионные стандарты, PAL является адаптированным и совместимым с более старым монохромным (черно-белым) телевещанием. В адаптированных аналоговых стандартах цветного телевещания дополнительный сигнал цветности передается в конце спектра монохромного телесигнала.

Как известно из природы зрения человека, ощущение цвета складывается из трех составляющих: красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. Такую цветовую модель обозначают аббревиатурой RGB. Из-за преобладания в среднестатистической телевизионной картинке зеленой составляющей цвета и для избежания избыточного кодирования, в качестве дополнительного сигнала цветности используют разность R-Y и B-Y (Y - общая яркость монохромного телесигнала). В системе PAL используют цветовую модель YUV.

Оба дополнительных сигнала цветности в стандарте PAL передаются одновременно в квадратурной модуляции (разновидность AM), типичная частота поднесущего сигнала - 4433618.75 Гц (4.43 МГц). При этом каждый цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы с частотой 15,625 кГц на 180 градусов, благодаря чему декодер PAL полностью устраняет фазовые ошибки (типичные для системы NTSC). Для устранения фазовой ошибки декодер складывает текущую строку и предыдущую из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте PAL имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.

Применение квадратурной модуляции является отличительной особенностью PAL от стандарта SECAM, повтор цветоразностных сигналов в противофазе отличает его от NTSC, цветовая модель YUV отличает от всех аналоговых систем.

SÉCAM или SECAM (от фр. Séquentiel couleur avec mémoire, позднее Séquentiel couleur à mémoire — последовательный цвет с памятью; произносится [сека́м]) — система аналогового цветного телевидения, впервые применённая во Франции. Исторически она является первым европейским стандартом цветного телевидения.

Технические особенности

Спектр телевизионного сигнала SECAM

Спектр телевизионного сигнала SECAM

Как и все аналоговые телевизионные стандарты, SECAM является адаптированным и совместимым с более старым монохромным (черно-белым) телевещанием. В адаптированных аналоговых стандартах цветного телевещания дополнительный сигнал цветности передается в конце спектра монохромного телесигнала.

Как известно из природы зрения человека, ощущение цвета складывается из трех составляющих: красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. Такую цветовую модель обозначают аббревиатурой RGB. Из-за преобладания в среднестатистической телевизионной картинке зеленой составляющей цвета и для избежания избыточного кодирования, в качестве дополнительного сигнала цветности используют цветоразностные сигналы R-Y и B-Y (Y - общая яркость монохромного телесигнала). В системе SECAM используют цветовую модель YDbDr (разновидность YUV. Состоит из трех независимых видеосигналов, один из которых является сигналом яркости а два других получаются путем вычитания сигналов синей (B) и красной (R) цветовых составляющих из сигнала яркости. Лучше всего DVD плеер подключать по компонентному сигналу, так как именно компонентный сигнал (в оцифрованном виде) и записывается на DVD-диск. Чтобы получить изображение на экране, этот сигнал нужно лишь преобразовать в RGB, а это преобразование происходит практически без потери качества. )

Сигнал цветности в стандарте SECAM передается в частотной модуляции (ЧМ), по одной цветовой составляющей в одной телевизионной строке, поочередно. В качестве недостающих строк используют предыдущий сигнал R-Y или B-Y соответственно, получая его из памяти (в аналоговых телевизионных приемниках для этого используется линия задержки). Таким образом, объективно, цветное телевизионное изображение в стандарте SECAM имеет в два раза меньшее разрешение по вертикали, чем монохромное изображение. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, на среднестатистических картинках такое ухудшение почти не заметно. Применение цифровой обработки сигнала еще больше сглаживает этот недостаток.

Применение частотной модуляции, поочередной передачи цветового сигнала и цветовой модели YDbDr является отличительной особенностью SECAM от других телевизионных аналоговых стандартов (PAL и NTSC).

Версии SECAM

В мире используются несколько модификаций стандарта SECAM. Строго говоря, они все является одним и тем же стандартом SECAM, а отличаются только методом кодирования монохромного видеосигнала, кодирования звука и шириной спектра.

Стандарт

Число строк

Частота кадров

Полоса канала

Полоса сигнала

Кодирование видеосигнала

Поднесущая звука

Модуляция звука

Страна

SECAM-L

625

25

8 МГц

6 МГц

Позитивное

+6,5 МГц

АМ

Франция

SECAM-K1

625

25

8 МГц

6 МГц

Негативное

+6,5 МГц

FM

Бывшие заморские владения Франции

SECAM В/G

625

25

7 МГц(МВ), 8 МГц (ДМВ)

5 МГц

Негативное

+5,5 МГц

FM

Греция, Средняя Азия

SECAM D/K

625

25

8 МГц

6 МГц

Негативное

+6,5 МГц

FM

Россия, СНГ

Стандарт MESECAM используется только при записи на магнитную ленту. В этом стандарте для уменьшения влияния непостоянства скорости лентопротяжного механизма на качество цвета, поднесущие цветоразностных сигналов перенесены на более низкие частоты (примерно 1.1 МГц).

Бытует расхожее мнение, что стандарт SECAM был принят в СССР по политическим мотивам, в пику США с их стандартом NTSC. На самом деле, выбор осуществлялся на конкурентной основе из четырех существовавших тогда вариантов (НИИР, PAL, SECAM и NTSC). Сравнение проводилось путем трансляции сигналов по существующим тогда радиорелейным линиям (не самого подходящего качества) и записи на видеомагнитофон "Кадр-1Ц". Считается, что SECAM в этих условиях показал наилучшее качество. Стандарт НИИР тогда был только в макете и потенциально мог превосходить своих конкурентов. Когда стало очевидно, что выбор может остановиться на отечественной системе НИИР, французы существенно снизили стоимость лицензии на SECAM, к тому же аппаратура SECAM была готова к серийному производству. Это и стало решающим фактором при принятии нового стандарта в СССР.

Также существует версия, что решающим фактором в пользу SECAM был тот факт, что в декодерах SECAM не требуется кварцевый резонатор - дефицитный и дорогой на тот момент радиокомпонент.