Digitaalikamerat

Fotogrammetrian, kuvatulkinnan

ja kaukokartoituksen seminaari

Maa-57.270

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Markus Ruottinen

46364E

mruottin@cc.hut.fi

1.0 Johdanto *

2.0 digitaalikuvaus *

2.1 Digitaalikuvien hankinnan vaihtoehdot *

2.1 Digitaalikameroiden kehitys *

3.0 Digitaalikameroiden ominaisuudet *

3.1 Muistit *

3.2 Akut *

3.3 Digitaalikameroiden säädöt ja käytettävyys *

3.4 Digitaalifilmin käytettävyys *

3.5 Digitaalikameroiden lisäominaisuudet *

4.0 Digitaalikuvan siirto ja käsittely *

4.1 Kuvaformaatit *

4.2 Kuvien siirto kiintolevylle *

4.3 Kuvankäsittelyohjelmat *

4.4 Kuvien arkistointi *

5.0 Digitaalikameroiden resoluutiot *

5.1 Yhden miljoonan pikselin kamerat *

5.2 Kahden miljoonan pikselin kamerat *

5.3 Kolmen miljoonan pikselin kamerat *

5.4 Sensorin koon ja resoluution vaikutus tarkkuuteen *

5.5 Resoluution kehitys tulevaisuudessa *

6.0 Digitaalikamera vastaan filmikamera *

Lähdeluettelo *

 

1.0 Johdanto

Digitaalikameroiden tulo markkinoille on tapahtunut lyhyessä ajassa. Kameroiden ominaisuudet ovat parantuneet ja ominaisuuksien määrä lisääntynyt. Tässä tekstissä tarkastellaan markkinoilla olevia digitaalikameroita, jotka luokitellaan taskukameroiksi. Tässä ei siis puhuta digitaalisista järjestelmäkameroista, tai digitaalisista ilmakuvakameroista vaan keskitytään markkinoilla oleviin yleisimpiin laitteisiin ja niiden ominaisuuksiin. Digitaalikameroiden ominaisuuksia käsiteltäessä pyritään tuomaan esille kameroiden erilaisuuksia, joita kannattaa huomioida kameroita vertailtaessa. Tässä tekstissä käsitellään mm. digitaalikameroiden käytettävyyttä, digitaalikuvan siirtoa tietokoneelle, kameroiden resoluutioita ja resoluution vaikutusta tarkkuuteen. Lopuksi verrataan digitaalikameraa ja filmikameraa ominaisuuksiltaan.

2.0 digitaalikuvaus

Digitaalinen kuva muodostuu kuvapisteistä eli pikseleistä, jotka muodostavat paikkatasossa (x,y) diskreetin hilan. Digitaalikuvia saadaan digitaalikameralla, skannaamalla kuvia paperilta tai videonauhalta kuvakaapparin avulla.

(http://foto.hut.fi/~kkart/luento4/luento4b.html)

Kuva 1. Digitaalikuvan muodostuminen. Vasemmalla erottuvat pikselit, oikealla esitetään pikselien arvojen vaihtelu 3D piirroksessa (http://foto.hut.fi/~kkart/luento4/luento4b.html).

Digitaalisten kuvien suosio on kasvanut tietokoneiden käytön lisääntyessä. Digitaalisia kuvia voidaan julkaista WWW:ssä ja lähettää helposti sähköpostin mukana toiselle puolelle maapalloa. Digitaalisia kuvia voidaan myös editoida tietokoneella kuvankäsittelyohjelmien avulla. Tietokoneet voivat myös tulkita kuvia ja tunnistaa niiltä kohteita, enää ei aina tarvita ihmistä katselemaan kuvia.

2.1 Digitaalikuvien hankinnan vaihtoehdot

Skannerin käyttäminen digitaalisten kuvien saamisessa on monessa suhteessa hyvä vaihtoehto. Skannerilla voidaan skannata paperikuvia tai diakuvia. Yleisimmin käytössä on A4 kokoisia skannereita, jotka riittävät hyvin tavallisten valokuvien skannaamiseen. Skannerin etu on se, että skannattaessa kuvaa voidaan valita käytettävä resoluutio, tällöin itse kuvan resoluutio ei ole rajoittava tekijä. Skannattaessa kuvalle voidaan myös tehdä yksinkertaisia sävynsäätöjä. Skannerin haittapuoli kuitenkin on, että skannausta ennen kameran filmi pitää kehittää, mikä vie aikaa.

Kuvakaappari toimii siten, että se digitoi kuvan pikseli kerrallaan analogiselta filmiltä, negatiiveilta tai dioilta.

2.1 Digitaalikameroiden kehitys

Digitaalikameroiden ryntäys markkinoille alkoi kolme vuotta sitten. Alkuaikoina digitaalikameraa ei voinut pitää edes halvan kertakäyttökameran kilpailijana, hinta oli korkea, kuvien laatu ja koko oli huono. Digitaalikameroilla on kuitenkin aina ollut etuna nopeus. Kuva saadaan valmiiksi digitaalimuodossa. Tosin alkuaikoina nopeus saavutettiin silloin, kun kameran mukana oli kannettava tietokone.

Digitaalikameroiden tarkkuus on parantunut vuosien aikana nopeasti. Alkuaikoina kameran ydintä, CCD-kennoa, ei pystytty valmistamaan tarpeeksi edullisesti riittävän monelle kuvapisteelle. Toinen digitaalikameroiden ongelma on ollut, laitteen sisällä oleva tietokone, joka käsittelee ja pakkaa kuvan. Kolmas ongelmakohta on ollut kameran muistin vähyys. Nämä kaikki ominaisuudet ovat parantuneet huomattavasti ajan kuluessa, joten digitaalikamerasta on tullut vaihtoehto niin harrastelija-, kuin ammattivalokuvaajallekin.

(Tietokone 2/2000)

3.0 Digitaalikameroiden ominaisuudet

 

3.1 Muistit

Nykyisissä digitaalikameroissa ei ole kiinteää muistia vaan digitaalisena filminä käytetään muistikortteja. Muistikortteja voidaan vaihtaa silloin kuin halutaan. Muistikortteja on seuraavanlaisia: SmartMedia, CompactFlash, CompactFlash II ja MemoryStick –kortteja. Katso kuva 2.

Kuva 2. Muisteja: SmartMedia, MemoryStick,CompactFlash ja CompactFlash II:een sopiva mikrokiintolevy. (Tietokone 2/2000)

Smartmedia -kortit ovat matkapuhelimen SIM-kortin tapaisia kortteja. Ne ovat noin millin paksuisia. Suurin tällä hetkellä saatavilla oleva kortti on 64 megatavua.

MemoryStick –muisti on Sonyn lanseeraama muistityyppi, joka on parin millimetrin paksuinen pitkulainen muistikortti, joka mahtuu PC-korttisovittimeen. Suurin saatavilla oleva kapasiteetti on 32 megatavua.

CompactFlash –muistikortti on noin kolmen millimetrin paksuinen neliömäinen muovinpala. Compact Flash –muistikortit ovat SmartMedia-kortteja tilavampia. Compact Flash –kortteja on kapasiteetiltaan 64 tai 128 megatavua. CompactFlash kortin voi sovitteen avulla liittää kannettavan tietokoneen PC-korttipaikkaan.

CompactFlash II–muistikortti on hieman isompi kuin tavallinen CompactFlash –muistikortti. Kapasiteetti 320 megatavua. CompactFlash II –muistipaikkaan voidaan liittää 330 megatavun mikrokiintolevy.

(Tietokone 2/2000)

Muistikorteissa on flash-muistipiirit, jotka pitävät kuvat tallessa myös ilman paristoa. Flash-muistiin kirjoittaminen on hidasta. Tällä hetkellä yleisin digitaalikameroissa käytettävä muistiväline on 16 megatavun CompactFlash –kortti. Tälläiseen korttiin mahtuu kolmen miljoonan pikselin kameran parhaalla tarkkuudella ja hyvällä JPEG-pakkauksella noin 30 kuvaa. Muistikorttien hinnat ovat nykyään jo kohtuullisia, joten useamman kortin pitäminen mukana on mahdollista. IBM:n kehittämä Microdrive eli mikrokiintolevy on hyvä keino saada riittävästi tallenuskapasiteettia. Mikrokiintolevulle mahtuu 330 megatavua. Mikrokiintolevy kuluttaa kuitenkin enemmän virtaa kuin muistikortti, mutta se toimii flash-muistia nopeammin. Mikrokiintolevy tarvitsee kuitenkin CompactFlash II-muistipaikan. Eri kameravalmistajat käyttävät vaihtelevasti erilaisia muistikortteja, joten mikrokiintolevyä ei voi liittää kaikkiin kameroihin.

(Tietokone 9/2000)

 

3.2 Akut

Digitaalikameroiden virtalähteenä on tavanomaisesti ollut neljä AA-kokoista paristoa. Uusimmissakin kameroissa on yhä tämän kokoisia irtoakkuja, mutta yksittäisakut ovat myös yleistyneet. Hyväpuoli neljän AA-pariston käytössä on se, että paristoja voi ostaa kaikkialta. Kannattaa kuitenkin huomioida, että joissakin kameroissa ei alkaliparistoja saa käyttää, vaikka kamera AA-kokoisia akkuja käyttäisikin.

Irrallisia akkuja käytettäessä akkuja kannattaa käyttää yhtenäisinä sarjoja, sillä virranottokyky on sama kuin heikoimman akun. Kannattaa siis varoa sekoittamasta vara-akkuja keskenään. Tästä syystä irrallisia akkuja on hieman hankala käyttää.

Jos akkukennosto on pakattu muovikoteloon, sen käsittely on helpompaa kuin irtoakkujen. Tällainen akkupakkaus on myös paljon pienempi kuin neljä AA-akkua.

Normaalikäytössä kannattaa olla vara-akut mukana, sillä digitaalikamerat kuluttavat akkuja nopeasti. Kätevää on käyttää irtolaturia, jolla voi ladata toisia akkuja samalla, kun toiset ovat jo käytössä. Irtolaturi on monissa kameroissa vakiovarusteena.

Digitaalikameroiden akut ovat joko Ni-MH(nikkeli-metallihybridi) tai Litium akkuja. Ni-MH-akut on yleensä hieman tehokkaampia, mutta Litium-akkujen käyttö on vaivattomampaa. Litium-akkuja voidaan ladata vaikkei sitä olisi käytetty tyhjäksi asti.

Sonyn digitaalikameran akku osaa kertoa paljonko kamerassa on virtaa jäljellä. Kamerasta voidaan siis nähdä kuinka kaun akkua voidaan vielä käyttää.

Kuva 3. Canonin, Fujin, Sonyn ja Kodakin akut.

(Tietokone 2/2000)

 

3.3 Digitaalikameroiden säädöt ja käytettävyys

Vanhoissa digitaalikameroissa kuvan tarkkuus oli niin huono, ettei silloisissa kameroissa ollut edes tarkennusta. Nykyisissä kameroissa on niin paljon pikseleitä, että esiin tulevat perinteiset kameraan liittyvät seikat, kuten optinen laatu. Objektiivin piirtokyky, optiset vääristymät ja tarkennuksen tarkkuus tulevat esiin jo kahden miljoonan pikselin kameroissa. Kahden miljoonan pikselin CCD-kennolla on erotettavissa terävyyden heikkeneminen kuvien reunoilla, sekä vaatimaton terävyysalue digitaalikameroiden käyttämillä suurilla himmentimen aukoilla.

Yksi kuvan laatuun vaikuttava syy on CCD-kennon pieni koko. Kenno on kolmasosan kokoinen verrattuna kinofilmiin. Objektiivin polttovälit ovat myös vain kolmasosan kinofilmikameroiden polttoväleistä. Digitaalikameran objektiivin piirtokykyvaatimus on siten vähintään puolitoistakertainen tavallisiin filmikameroihin verrattuna.

(Tietokone 2/2000)

Digitaalikameroihin on resoluution lisääntymisen mukana tullut samoja käyttötapoja, joita filmikameroissa on jo ollut. Monissa kolmen miljoonan pikselin kameroissa voi käyttäjä valita suljinajan- ja himmentimen aukon koon. Näitä säätömahdollisuuksia tarvitaan, sillä liike-epäterävyys ja terävyysalue tulevat näkyviin tarkemmissa kameroissa.

Digitaalikameroiden käytettävyys on huono, jos sitä vertaa filmikameraan. Himmentimelle ja suljinaukon säädölle pitäisi olla oma säätöpyörä asteikkoineen. Näitä säätöjä on vaikea tehdä digitaalikameroiden valikoiden kautta. Käsiasetusten tekeminen vaatii tarkkuutta ja opettelua, sillä painikkeen merkitys vaihtelee tilanteen mukaan.

(Tietokone 9/2000)

Digitaalikameroissa voi olla ongelmia tarkennuksen, valotuksen ja kuvan rajauksen arvioinnin kanssa. Kuvan rajaaminen tarkasti ei aina onnistu, jos optinen etsin ei kulje objektiivin kautta. Kuvan tarkennuksen arviointi on vaikeaa, jos LCD-näyttöä ei voida suurentaa niin paljon, että LCD-näytön resoluutio vastaa tiedoston resoluutiota. Valotuksen arviointiin LCD-näytöstä on apua, mutta näytön katselu tietyissä valaistusolosuhteissa voi olla vaikeaa.

Jos kameralla ei voida arvioida kuvan laatua, on käsisäädöistä vain vähän hyötyä. Hyödyllinen käsisäätö on puoliautomatiikka, joka lukitsee valotuksen ja tarkennuksen halutusta kuvan kohdasta mitattuna.

(Tietokone 2/2000)

 

3.4 Digitaalifilmin käytettävyys

Kun digitaalista filmiä luetaan CCD-kennolta, saatavaan kuvaan pätee samat säännöt, kuin kemialliseen filmiin. Kun herkkyyttä lisätään, kasvaa kuvan kohina ja kontrasti. Digitaalinen filmi venyy kuitenkin pitemmälle, kuin tavallinen filmi. Digitaalikameroiden herkkyydet ovat hitaan filmin tasolla, eli yleensä 100-400 ISO, niillä voidaan silti kuvata sisätiloissa, jopa hämärässä. Kirkkausero kirkkaimman ja tummimman pisteen välillä on digitaalikamerassa suurempi kuin filmillä.

Kun kuvataan hämäriä ja tummia kohteita, muuttuvat värit epätasaisiksi eli kohinaisiksi, näin käy filmi- ja digitaalikamerassa. Filmikamerassa värit muuttuvat epätasaisiksi aikaisemmin, eli digitaalikameralla voidaan kuvata hämärämmässä.

Värien toistossa CCD-kenno jää perinteistä filmiä huonommaksi.

(Tietokone 2/2000)

3.5 Digitaalikameroiden lisäominaisuudet

Uusissa digitaalikameroissa on normaalien kameran ominaisuuksien lisäksi mukana muita hienouksia. Äänen tallennus on yleinen ominaisuus kameroissa, myös lyhyiden video-pätkien kuvaamismahdollisuus on yleistynyt. Video-otosten laatua rajoittaa CCD-kennon- ja muistin toimintatapa, niinpä videokuvausmahdollisuus on enemmänkin hauska lisäominaisuus. Kameroiden mukana tulevat lisävarusteet ovat aika niukat. Harvoissa kameroissa on mukana kaukosäätö. Oheisohjelmien tasokin vaihtelee, tosin joidenkin kameroiden mukana voi tulla hyvä kuvankäsittely- ja kuva-arkistointiohjelmakin.

(Tietokone 9/2000)

 

4.0 Digitaalikuvan siirto ja käsittely

4.1 Kuvaformaatit

Digitaalikamerat käyttävät pääsääntöisesti kahta kuvaformaattia TIFF ja JPEG. Pakkaamatonta TIFF:iä käytetään, jos kuva halutaan valitulla resoluutiolla ja parhaalla sävymäärällä. JPEG-formaatti mahdollistaa kuvan pakkaamisen pienempään tilaan. JPEG-pakkaus on häviöllinen, mikä tarkoittaa sitä, että kuvasta katoaa hieman tietoa sitä pakattaessa.

Tavallisesti digitaalikameralla kuvattaessa käytetään pakattuja formaatteja. Digitaalikameroiden pakkausmahdollisuuksissa on eroja. Jokin kamera pakkaa aina samalla häviösuhteella, kun taas toisissa kameroissa voi olla kolme vaihtoehtoa pakkaussuhteen valinnaksi. Kaikissa kameroissa ei myöskään ole TIFF-kuvaformaattia, joka mahdollistaa pakkaamattoman tallentamisen.

4.2 Kuvien siirto kiintolevylle

Digitaalisten kuvien siirtämiseen tietokoneen kiintolevylle on tarjolla useita vaihtoehtoja.

Ensimmäisten kameroiden siirtomenetelmänä käytettiin sarjaliikennekaapelia tietokoneen sarjaportin kautta. Tiedostojen koko on kuitenkin kasvanut nykykameroissa niin isoiksi, että sarjaliikenne on hidasta, jolloin yhden kuvan siirtoaika on parin minuutin luokkaa. Sarjaliikenne on useissa kahden miljoonan pikselin kameroissa vaihtoehtoisena siirtomuotona.

USB-liitäntä on ollut jonkin aikaa tietokoneiden liitännöissä vakiovarusteena. USB -liitännällä kuvien siirtoaika on kohtuullinen. 16 megatavun muistikortin sisältö siirtyy PC:lle parissa minuutissa. USB:n etu on, että kamera voidaan kytkeä tietokoneeseen koneen ollessa käynnissä. Yksinkertaisin tapa käyttää USB:tä on on ajuri, joka tuo kameran muistikortin näkyviin levyasemana, jolloin kopiointi on helppoa.

Kaikkein nopein tapa siirtää kuvat kamerasta tietokoneeseen on muistikorttisovitin, joka liittyy PC-korttipaikkaan. PC-korttipaikkoja on kaikissa kannettavissa tietokoneissa, mutta vain harvoin pöytäkoneissa. Muistikorttisovittimet ovat nopeudeltaan kiintolevyn luokkaa. CompactFlash- ja MemoryStick-korteille on saatavilla PC-korttisovittimet. Mikrokiintolevyn sovitin puolestaan liitetään PC-card-II-liittimeen.

SmartMedia-korteille on saatavilla Flashpath-levykesovitin. Sovitin toimii 3,5 tuuman levykeasemassa. Sovittimen käyttöön ottoon tarvitaan ajuri. Muistikortti näkyy siis levykkeenä levykeasemassa, tiedonsiirto on kohtuullisen nopeata.

Muistikorteille on saatavissa myös erillisiä lukulaitteita, joiden liityntätapa voi vaihdella. Eli muistikortti laitetaan lukulaitteeseen sisälle, joka siirtää tiedon tietokoneeseen. Yksi tapa liitynttää lukulaite tietokoneeseen on USB.

(Tietokone 2/2000)

4.3 Kuvankäsittelyohjelmat

Digitaalikameroiden tuottama kuva saattaa tarvita hieman parannusta. Niinpä tietokoneessa kannattaisi olla kuvankäsittelyohjelma, jolla pystyy tekemään yksinkertaisia parannuksia. Kameroiden mukana saattaa ostaja saada jonkinlaisen kuvankäsittelyohjelman. Yksinkertaisia ohjelmia voi imuroida internetistä ilmaiseksi tai ostaa halvalla.

4.4 Kuvien arkistointi

Kun digitaalinen kuva on otettu se voidaan siirtää tietokoneen kovalevylle. Monet kamerat osaavat tuottaa tulostusformaattia(DPOF-formaattia), joka voidaan ohjata suoraan tulostimelle. Jos kuva tulostetaan suoraan kamerasta, ei tarvita tiedonsiirtoa tietokoneelle, mutta tällöin ei myöskään voida käsitellä kuvaa kuvankäsittelyohjelmalla.

Kuvan tallentaminen tietokoneelle ja katseleminen jollakin ohjelmalla voi riittää monille. Kameroiden mukana voi saada kuvankatseluohjelmia ja yksinkertaisia albumiohjelmia. Markkinoiden ohjelmat voidaan karkeasti jakaa kolmeen osa-alueeseen:

  1. Yksinkertaisen albumiohjelman voi ostaa muutaman sadan markan hinnalla. Albumiohjelman avulla voi selailla kuvia helposti. Albumiohjelmat on tarkoitettu kotikäyttöön.
  2. Tuhat tai kaksi tuhatta markkaa maksavia keskiluokan arkistointiohjelmia voivat käyttää valokuva-ammattilaiset, pienet yritykset tai pienlehden toimitus. Keskiluokan arkistointiohjelmien ero halpoihin albumiohjelmiin on se, että keskiluokan arkistointiohjelmissa käyttäjä voi antaa kuville tekstikuvauksia ja hakuavaimia. Näiden tekstikuvauksien ja hakuavaimien avulla arkistointiohjelmaan voidaan suorittaa kyselyjä ja löytää tietyn kuvauksen täyttäviä kuvia.
  3. Kolmas vaihtoehto arkistointiin ovat suuret ja raskaat kuva-arkistointiohjelmat. Ne on tarkoitettu suurien yritysten ja lehtien tarpeisiin.

Arkistointiohjelman käyttö tulee suunnitella siten, millaisia hakusanoja ja kuvauksia käytetään. Liian lennokkaat selitteet voivat vaikeuttaa kuvien löytymistä. Arkistointisanoina kannattaa käyttää perusmuotoisia sanoja. Laajasta kuva-arkistosta ei ole iloa jos sitä ei pysty järkevästi käyttämään. Ainakin keskiluokan arkistointi-ohjelmista on saatavissa internetistä ilmaisia kokeiluversioita, joilla voi tutustua ohjelmien toimintoihin ja monipuolisuuteen.

(Tietokone 4/2000, Kuvat ojennukseen: Kolme kuva-arkisto-ohjelmaa)

Casio on kehittänyt kuvien katseluun oman näppärän vaihtoehdon. Casion kolmenmiljoonan pikselin kamera osaa tuottaa kuvaluettelon sekä ikonikoossa, että suuremmin kuvin käyttäen HTML-formaattia. Suuremmassa kuvaluettelossa näkyvät myös kuvien tekniset tiedot. Luetteloiden selaamiseen ei tarvita mitään erikoista ohjelmaa vaan ne näkyvät normaalilla WWW-selaimella kotitietokoneessa. Mikäli kotikoneessa ei WWW-selainta ole, tulee Casion kameran mukana sellainenkin.

(Tietokone 9/2000)

5.0 Digitaalikameroiden resoluutiot

Digitaalikamerat jaotellaan tässä resoluutioiden mukaan. Käytännössä mitä pienempi resoluutio sitä vanhemmasta laitteesta on kyse. Niinpä olen kuvannut eri resoluutioluokkien muutamia tyypillisiä ominaisuuksia.

5.1 Yhden miljoonan pikselin kamerat

Miljoonan kuvapisteen saavuttaminen oli raja, joka avasi digitaaliselle kameroille ensimmäiset ammattimarkkinat. Tämä pikselimäärä mahdollisti sen, että kuva voitiin painaa kohtuullisessa koossa.

(Tietokone 2/2000)

5.2 Kahden miljoonan pikselin kamerat

Kahden miljoonan pikselin kamerat ovat tulleet markkinoille vuoden 1999 lopulla ja 2000 vuoden alussa.

Kahden miljoonan pikselin kameroissa ovat jo toteutuneet monet käyttäjien toiveet. Tarkkuutta on riittävästi moniin tehtäviin ja kuvien siirto kamerasta on sujuvaa.

Kameroiden kapasiteetti ja toiminta-aika ovat vielä heikkoja. Mikrokiintolevy tarjoaa ensimmäisen tallennemuodon, jossa on riittävästi tilaa. Kehittynyt akkutekniikka on lisännyt kameroiden käyttöaikaa selvästi. Käyttäjän tulee kuitenkin huomioida akkujen rajaama kuvausaika.

Kameroiden käytettävyyteen liittyy erilaisia toiveita. Ammattikäyttäjät kaipaavat lisää perinteisen kameran ominaisuuksia, harrastelijakuvaajat taas kaipaavat automatiikkaa eli erilaisia älykkäitä valotusohjelmia.

Kahden miljoonan pikselin kamerat riittävät teknisiltä ominaisuuksiltaan vaatimattomaan ammattikäyttöön sekä lehtien kuvitukseen. Käyttöominaisuudet ovat vielä kuitenkin harrastekuvaajan tasolla.

(Tietokone 2/2000)

5.3 Kolmen miljoonan pikselin kamerat

Kolmen miljoonan pikselin digitaalikamerat voidaan jakaa digitaalisiin järjestelmäkameroihin ja taskukameroihin. Tässä arvioidaan kuitenkin vain taskukameroita, järjestelmäkameroiden markkinat ovat niukat ja hinnat aivan toista luokkaa verrattuna digitaalisiin taskukameroihin.

Yleisesti ottaen kolmen miljoonan pikselin kamerat ovat hyviä automaattisia taskukameroita. Käsikäytössä niitä on kuitenkin hankala käyttää. Myös esine- ja lähikuvauksessa terävyysalueen arviointi on vaikeaa.

Kolmen miljoonan pikselin tarkkuus riittää juuri kymppikuviin ja A4-väritulostukseen sekä suurimpaan osaan painotuotteiden kuvituksesta.

(Tietokone 9/2000)

5.4 Sensorin koon ja resoluution vaikutus tarkkuuteen

Lähteeksi merkityssä artikkelissa on tutkittu kolmen digitaalikameran sensorin koon ja resoluution vaikutusta tarkkuuteen. Artikkelissa tutkittujen kameroiden tiedot ovat seuraavassa taulukossa

Kodak DC40

DSC420

DCS460

Resoluutio(pikseleitä)

0.38 milj.

1.5 milj.

6 milj.

Sensorin koko(mm)

6.9*4.6

14*9.3

18.4*27.6

Tutkimuksen tarkoitus oli tutkia kameroiden tarkkuutta lähifotogrammetrian sovelluksia varten. Tutkimus osoitti, että toistotarkkuus(precision) parani, kun resoluutio kasvoi 0.38 miljoonasta pikselistä 6 miljoonaan pikseliin. Sen sijaan sijaintitarkkuus(accuracy) pysyi samana riippumatta kameroiden erilaisista resoluutiosta, ks. kuva 4. Tutkimus osoitti sen, että myös kameraa jossa on huonompi resoluutio, 0.38 miljoonaa pikseliä, voidaan myös käyttää sellaisiin lähifotogrammetrian sovelluksiin, joissa budjetti on minimaalinen ja tarkkuusvaatimukset eivät ole vaativat.

Kuva 4. Resoluution vaikutus sijaintitarkkuuteen ja toistotarkkuuteen esitettynä histogrammin ja viivadiagrammin avulla. Sijaintitarkkuus ei riipu kameran resoluutiosta, toistotarkkuus kasvaa kun resoluutio kasvaa.

(A.Ahmad and J.H.Chandler, Photogrammetric capabilities of the Kodak DC40, DSC420 and DCS460 Digital Cameras, Photogrammetric Record, 16(94):601-615(October 1999) ).

5.5 Resoluution kehitys tulevaisuudessa

Tulevaisuudessa digitaalikameroiden resoluution paraneminen jatkuu. Yksi esimerkki siitä on se, että Kalifornialainen firma Foveon on julkistanut uuden valoherkän prosessorin, jonka resoluutio on 1600*1600 pikseliä neliösentillä. Tämän hetken kolmen miljoonan pikselin kameroiden koko sensorin pikseliarvot ovat 2048*1536.

Uusi prosessori perustuu CMOS-tekniikkaa. CMOS-prosessoreja pystytään tuottamaan kymmenesosa hinnalla verrattuna CCD-tekniikalla tuotettuihin prosessoreihin. CMOS-prosessorien ennustetaan tulevan markkinoille vuoden kuluessa, eli vuoden 2001 lopulla. Uuden prosessoritekniikan resoluutio on noin kaksikertaa enemmän kuin tavallisen 35 millimetrin filmin keskivertoresoluutio.

(Tekniikka & Talous 12.10.2000, Halpa prosessori kaksinkertaistaa digitaalikameroiden resoluution)

6.0 Digitaalikamera vastaan filmikamera

Digitaalikuvilla on monia etuja perinteiseen filmille tallentamiseen verrattuna. Ehkä kaikkein suurin etu on se, että kuvauksen jälkeen kuvat ovat heti käytettävissä, ei tarvitse tehdä muuta kuin siirtää kuvat tietokoneelle. Tämä nopeusetu on joissakin tapauksissa tärkeä, ja mahdollistaa kuvatiedon siirtämisen nopeasti vaikkapa toiselle puolelle maapalloa.

Digitaalikameroissa on perinteisiin kameroihin verrattuna laajempi ja lineaarisempi toistokaista, mikä takaa paremman sävyntoiston ja –jakautuman.

Studio-olosuhteissa digitaalikameroiden etuna on kuvien tasalaatuisuus. Filmikameroissa, eri filmierissä ja filmien kehityksessä voi olla eroja, mikä näkyy herkkyys ja värivirheinä. Täten digitaalikamerassa jatkuva värientoistokyky on stabiilimpi, kuin tavallisella kameralla kuvattaessa.

Jos työskentelyssä tarvitaan paljon kuvia rupeaa digitaalikameran suurempi lähtöhinta kompensoitumaan, sillä digitaalikameralla kuvattaessa yhden kuvan materiaalikustannukset ovat olemattomat.

Kun digitaalikamerassa on kaksi miljoona kuvapistettä, alkavat kuvatiedostojen koot aiheuttaa tallennusongelmia. Suuren kuvajoukon tallentamiseen tarvitaan useita muistikortteja jolloin käyttöhintaa tulee lisää.

Virrankulutus on myös digitaalikameroiden ongelma. Kamerat ovat täysin riippuvaisia sähköstä, niinpä vara-akkuja on kannettava mukana. Useimmat nykyaikaiset kamerat ovat arkoja pakkaselle. Digitaalikamerat ovat suuren virrankulutuksensa takia vielä haavoittuvampia pakkasen suhteen, kuin perinteiset kamerat.

(Tietokone 2/2000)

Digitaalikameroiden käytettävyys on huono jos sitä vertaa filmikameraan. Himmentimelle ja suljinaukon säädölle pitäisi olla oma säätöpyörä asteikkoineen. Näitä säätöjä on vaikea tehdä digitaalikameroiden valikoiden kautta. Käsiasetusten tekeminen vaatii tarkkuutta ja opettelua, sillä painikkeen merkitys vaihtelee tilanteen mukaan.

Digitaalikameroissa on vähemmän varusteita ja huonompi filmiherkkyys, kuin filmikameroissa. Digitaalikameroiden tarkkuus on huonompi, sillä kinofilmin ja objektiivin erottelukyky vastaa 25 miljoonan kuvapisteen digitaalikameraa.

(Tietokone 9/2000)

 

Lähdeluettelo

Tietokone 2/200., Kahden miljoonan pisteen digitaalikamerat. Kiireisen kuvaajan vaihtoehdot.

Tietokone 4/2000. Kuvat ojennukseen: Kolme kuva-arkisto-ohjelmaa

Tietokone 9/2000. Toimivia työkaluja, 3 miljoonan kuvapisteen digitaalikamerat

Markus Törmä. http://foto.hut.fi/~kkart/luento4/luento4b.html

A.Ahmad and J.H.Chandler. Photogrammetric capabilities of the Kodak DC40, DSC420 and DCS460 Digital Cameras, Photogrammetric Record, 16(94):601-615(October 1999).

Tekniikka & Talous 12.10.2000. Halpa prosessori kaksinkertaistaa digitaalikameroiden resoluution