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कैमरा सेंसर और डिजिटल इमेज कैप्चर

हर डिजिटल फोटोग्राफ सेंसर पर बिगिन्स: छोटा चिप मिलियन्स ऑफ लाइट-सेंसिटिव साइट्स से कवर। आपने पहला कोर्स में सेंसर ब्रीफली मिला। यह लेसन एक लेवल डीपर जाता है, ताकि समझें कि सेंसर असल में क्या मापता है, वह माप नंबर कैसे बनता है, और सेंसर डिजाइन नॉइज़, डायनामिक रेंज, स्पीड और यहां तक मूविंग ऑब्जेक्ट्स की शेप क्यों असर डालता है। ये बातें इस कोर्स के बाकी में सीखेंगे का ज्यादा समझाते हैं।

यह लेसन किस सवाल का जवाब देता हैफोटोग्राफ लेते समय सेंसर के अंदर क्या होता है, और सेंसर डिजाइन क्यों मायने रखता है?

इमेज सेंसर क्या है?

इमेज सेंसर एक चिप है जो लाखों टिनी लाइट-सेंसिटिव साइट्स से बनी है, जिन्हें फोटोसाइट्स कहते हैं, ग्रिड में अरेंज्ड। एक्सपोज़र के दौरान, हर फोटोसाइट मापता है कि कितनी लाइट उस तक पहुंचती है। एक्सपोज़र के बाद, वे मेजरमेंट्स रीड आउट किए जाते हैं और नंबर्स में टर्न किए जाते हैं जो डिजिटल इमेज बनाते हैं।

डिजिटल कैमरा फोटोग्राफ कैसे क्रिएट करता है में आपने सीखा कि हर फोटोसाइट रेड, ग्रीन या ब्लू फिल्टर (बायर फिल्टर) के तहत बैठता है और कैमरा बाद में फुल कलर कैलकुलेट करता है। यह लेसन फोकस करता है कि लाइट मेजरमेंट खुद कैसे काम करता है।

लाइट से नंबर तक

बायर पैटर्न में रेड, ग्रीन और ब्लू फोटोसाइट फिल्टर्स की ग्रिड, फिर डीमोज़ेइकिंग, फिर फुल-कलर इमेज।
हर फोटोसाइट एक कलर रिकॉर्ड करता है; डीमोज़ेइकिंग फुल-कलर इमेज बिल्ड करती है।
  1. लाइट कलेक्ट होती है: हर फोटोसाइट के ऊपर छोटा लेंस, माइक्रो-लेंस कहा जाता है।
  2. लाइट चार्ज बनती है: जब लाइट पार्टिकल्स (फोटॉन्स) सिलिकॉन हिट करते हैं, वे इलेक्ट्रॉन्स फ्री करते हैं। ज्यादा लाइट ज्यादा इलेक्ट्रॉन्स फ्री करती है।
  3. चार्ज स्टोर होता है: हर फोटोसाइट छोटे बकेट की तरह वर्क करता है एक्सपोज़र के दौरान इलेक्ट्रॉन्स कलेक्टिंग।
  4. चार्ज वोल्टेज बनता है: एक्सपोज़र के बाद, चार्ज इलेक्ट्रिकल सिग्नल में कन्वर्टेड और एम्प्लिफाइड होता है। ISO रेजिंग यह एम्प्लिफिकेशन इनक्रीज करता है, जैसा आपने ISO में लर्न किया।
  5. वोल्टेज नंबर बनता है: एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर हर सिग्नल मोड़ करता है।
  6. नंबर इमेज बनते हैं: कैमरा उन्हें RAW फाइल के रूप में सेव करता है या प्रोसेस करता है।

Tip:एक उपयोगी पिक्चर: हर फोटोसाइट बारिश (लाइट) कैच करने वाली बाल्टी है। जो बाल्टी ज़्यादा बारिश कलेक्ट करती है वह ज़्यादा रिलायबल मेजरमेंट देती है। जब बहुत कम बारिश गिरती है, छोटे रैंडम वैरिएशन्स ज़्यादा नोटिसेबल हो जाते हैं, जो नॉइज़ समझने का सिंपल तरीका है, हाई-ISO परफॉर्मेंस और डिजिटल नॉइज़ में कवर।

फोटोसाइट को क्या लिमिट करता है

  • फुल कैपेसिटी: हर बाल्टी सिर्फ कुछ ही इलेक्ट्रॉन रख सकती है। जब वह भर जाती है, तो हाइलाइट की डिटेल खो जाती है; यही क्लिपिंग है, हाइलाइट, शैडो, क्लिपिंग और डायनामिक रेंज से।
  • नॉइज़ फर्श: कोई लाइट न होने पर भी, इलेक्ट्रॉनिक्स छोटी अमाउंट ऑफ रैंडम सिग्नल ऐड करते हैं। बहुत डार्क टोन्स उसमें डिसअपियर हो सकते हैं।
  • डायनामिक रेंज: नॉइज फ्लोर और फुल कैपेसिटी के बीच रेंज डिसाइड करता है कि सेंसर कितना हाइलाइट और शैडो डिटेल होल्ड कर सकता है, डायनामिक रेंज और हाइलाइट/शैडो इंफॉर्मेशन में एक्सप्लोर्ड।

सेंसर डिज़ाइन के किस्म

कॉमन सेंसर टेक्नोलॉजीज़
डिज़ाइनइसका मतलबबेनिफिट
CMOSहर फोटोसाइट का अपना एम्प्लिफायर है; लगभग सभी आधुनिक कैमरों और फोन्स में यूजफास्ट, एफिशिएंट, लो पावर
CCDपुराना डिज़ाइन जो चार्ज चिप के पार पढ़ने मूव करता हैपुराने और कुछ स्पेशलिस्ट कैमरों में मिलता है
बैक-साइड इल्यूमिनेटेड (BSI)वायरिंग लाइट-सेंसिटिव लेयर के सामने की जगह पीछे मूव हैज्यादा लाइट हर फोटोसाइट तक पहुंचती है; छोटा सेंसर और कम लाइट मदद
स्टैक्डप्रोसेसिंग सर्किटरी और मेमोरी की एक्स्ट्रा लेयर्स सेंसर के अंडर बिल्ट हैंबहुत फास्टर रीडआउट: हायर फ्रेम रेट्स, कम रोलिंग-शटर डिस्टॉर्शन

रोलिंग और ग्लोबल शटर

आपने रोलिंग शटर शटर स्पीड में देखा। यहां उसके पीछे सेंसर रीजन है: ज्यादातर CMOS सेंसर हर फोटोसाइट को एक ही इंस्टेंट पर रीड नहीं कर सकते। वे रो बाय रो रीड करते हैं, टॉप से बॉटम, जो शॉर्ट टाइम लेता है। इलेक्ट्रॉनिक शटर के साथ, फास्ट-मूविंग सब्जेक्ट्स या फास्ट कैमरा मूवमेंट बेंट या स्लांटेड अपियर हो सकते हैं, क्योंकि फ्रेम का बॉटम टॉप से स्लाइटली लेटर रिकॉर्ड हुआ।

रोलिंग की तुलना ग्लोबल शटर से
रोलिंग शटर रीडआउटग्लोबल शटर
यह कैसे पढ़ता हैरो बाई रोसभी फोटोसाइट्स समान इंस्टेंट पर
संभव समस्याएँबेंट प्रोपेलर्स, फास्ट पैनिंग पर लीनिंग इमारतें, कुछ लाइट्स के अंडर बैंडिंगये डिस्टॉर्शन्स अवॉइड करता है
कहां मिलता हैज्यादातर कैमरे और फोन्सकुछ रीसेंट कैमरे, मुख्य रूप से फास्ट एक्शन और वीडियो के लिए

Remember:फास्टर स्टैक्ड सेंसर रोलिंग-शटर प्रॉब्लम्स को ग्रेटली रिड्यूस करते हैं। मैकेनिकल शटर यूज़ करना भी स्टिल फोटो के लिए ज्यादातर उनसे बचता है। शटर टाइप्स आगे मॉडर्न कैमरा टेक्नोलॉजी में समझाए गए हैं।

सेंसर डिज़ाइन आपके लिए क्यों मायने रखता है

सेंसर साइज़, फोटोसाइट की संख्या और डिज़ाइन मिलकर नॉइज़, डायनामिक रेंज, कम लाइट की क्षमता, स्पीड और फाइल साइज़ पर असर डालते हैं। इस कोर्स का बाकी हिस्सा इन सबको समझाता है: सेंसर फॉर्मेट सेंसर फॉर्मेट में, रिज़ॉल्यूशन रिज़ॉल्यूशन, पिक्सेल और असली डिटेल में, और कुल इमेज क्वालिटी सिर्फ मेगापिक्सेल पर निर्भर हुए बिना इमेज क्वालिटी समझना में।

वीडियो बनाने वालों के लिए

वीडियो में, सेंसर कंटिन्यूअसली रीड होता है, प्रति सेकंड कई बार। ज्यादातर सेंसर लाइन बाय लाइन रीड करते हैं, इसलिए फास्ट मूवमेंट या क्विक पैन्स वर्टिकल लाइन्स को लीन या वॉबल कर सकते हैं, एक इफेक्ट जिसे रोलिंग शटर कहते हैं। कंटिन्यूअस रीडिंग हीट भी प्रोड्यूस करती है, जो कुछ कैमरों पर रिकॉर्डिंग टाइम लिमिट कर सकता है, जैसा वीडियो मोड और बेसिक वीडियो सेटिंग्स में।

आम गलतफहमियां

  • "ISO सेंसर को ज्यादा सेंसिटिव बनाता है" वह मुख्य रूप से कैप्चर के बाद सिग्नल एम्प्लीफाई करता है।
  • "सेंसर कलर देखते हैं" फोटोसाइट सिर्फ ब्राइटनेस मापते हैं; कलर बाद में आता है।
  • "न्यूअर हमेशा हर वे में बेहतर मतलब है" डिज़ाइन स्पीड, रेज़ोल्यूशन, नॉइज़ और कीमत ट्रेड करते हैं।
  • रोलिंग शटर नज़रअंदाज़ करना: इलेक्ट्रॉनिक शटर के साथ तेज़ पैनिंग सब्जेक्ट को टेढ़ा कर सकती है।

प्रोफेशनल सेंसर के बारे में कैसे सोचते हैं

प्रोफेशनल सेंसर को लिमिट्स वाले लाइट-मेजरिंग डिवाइस के रूप में समझते हैं। वे क्लीन शैडो के लिए एनफ लाइट कलेक्ट करने के लिए एक्सपोज़ करते हैं जबकि हाइलाइट्स को ओवरफ्लोइंग से प्रोटेक्ट करते हैं, रोलिंग-शटर डिस्टॉर्शन रिस्क होने पर मैकेनिकल शटर चुनते हैं, और कैमरा पिक करते हैं जिनकी सेंसर स्ट्रेंथ्स उनके वर्क के फिट हों: स्पोर्ट्स और वाइल्डलाइफ के लिए स्पीड, लैंडस्केप्स के लिए डायनामिक रेंज, कमर्शियल और फाइन-आर्ट वर्क के लिए रेज़ोल्यूशन।

प्रैक्टिकल उदाहरण

बेंट प्रोपेलर

स्थिति
छोटे प्लेन की फोटो स्ट्रेंजली बेंट प्रोपेलर ब्लेड्स दिखाती है।
क्या करें
आप इलेक्ट्रॉनिक शटर से मैकेनिकल शटर पर स्विच करते हैं।
यह क्यों काम करता है
इलेक्ट्रॉनिक शटर सेंसर को रो बाई रो रीड कर रहा था जबकि ब्लेड्स मूव कर रहे थे, उन्हें बेंडिंग।
नतीजा
प्रोपेलर नैचुरल लगता है और नॉर्मली ब्लर्ड।

नाइट पर नॉइज़ी शैडोज़

स्थिति
आपकी नाइट स्ट्रीट फोटो में दानेदार शैडोज़ हैं।
क्या करें
आप ट्राइपॉड पर वाइडर अपर्चर और स्लो शटर स्पीड इस्तेमाल करते हैं, ताकि ISO बढ़ाने से पहले सेंसर पर ज्यादा लाइट पहुंचे।
यह क्यों काम करता है
ज्यादा कलेक्टेड लाइट हर फोटोसाइट को स्ट्रॉन्गर, क्लीनर सिग्नल देता है।
नतीजा
कम नॉइज़ के साथ क्लीनर शैडोज़।

मुख्य बातें

  • सेंसर फोटोसाइट्स का एक ग्रिड है जो एक्सपोज़र के दौरान लाइट मापता है।
  • फोटॉन इलेक्ट्रॉन मुक्त करते हैं; चार्ज वोल्टेज बनता है, फिर एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्ज़न से एक नंबर।
  • हर फोटोसाइट की एक पूरी क्षमता (क्लिपिंग) और एक नॉइज़ फ्लोर (अंधेरे की सीमा) होती है।
  • CMOS का बोलबाला है; बैक-साइड इल्युमिनेटेड और स्टैक्ड डिज़ाइन लाइट इकट्ठा करने और स्पीड को बेहतर बनाते हैं।
  • इलेक्ट्रॉनिक शटर के साथ रोलिंग-शटर रीडआउट तेज़ मोशन को टेढ़ा कर सकता है; ग्लोबल शटर इससे बचते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

कैमरा सेंसर कैसे काम करता है?
एक्सपोज़र के दौरान फोटोसाइट लाइट इकट्ठा करते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन मुक्त होते हैं। चार्ज वोल्टेज में बदलता है और फिर हर फोटोसाइट के लिए डिजिटल नंबर में।
BSI सेंसर क्या है?
बैक-साइड इल्यूमिनेटेड सेंसर वायरिंग को लाइट-सेंसिटिव लेयर के पीछे ले जाता है, ताकि हर फोटोसाइट तक ज़्यादा लाइट पहुँचे।
स्टैक्ड सेंसर क्या है?
ऐसा सेंसर जिसमें प्रोसेसिंग सर्किटरी और मेमोरी नीचे लेयर में बनी हो, जिससे रीडआउट बहुत तेज़ हो।
ग्लोबल शटर क्या है?
ऐसा सेंसर जो सभी फोटोसाइट एक ही पल में पढ़े, ताकि तेज़ चलते सब्जेक्ट पंक्ति-दर-पंक्ति रीडआउट से मुड़ें नहीं।

निष्कर्ष

कैमरा सेंसर प्रिसाइज लाइट-मापते हुए ग्रिड है: फोटोसाइट्स लाइट कलेक्ट करते हैं, चार्ज में कन्वर्ट करते हैं और फिर नंबर में, लिमिट्स के अंदर जो उनकी कैपेसिटी और नॉइज़ सेट करते हैं। BSI और स्टैक्ड जैसे सेंसर डिजाइन्स लाइट गैदरिंग और स्पीड इम्प्रूव करते हैं। अगला, आप मेन सेंसर साइजेस कंपेयर करेंगे, फुल फ्रेम से Micro Four Thirds तक।

पढ़ लिया? सेंसर, इमेज क्वालिटी, RAW और डिजिटल इमेजिंग में अपनी प्रगति दर्ज करें।

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