Буферна пам'ять

Цей тип пам'яті аналогічний ОЗУ, використовуваному в персональних комп'ютерах. Основна відмінність в тому, що при виборі тих або інших мікросхем основна увага приділяється не стільки швидкодії (хоча і воно важливе), скільки надійності і малому енергоспоживанню. До недавнього часу розміри буфера були порівняно невеликі, поки комусь з виробників не прийшла в голову думка збільшити об'єм цієї пам'яті. При цьому в буфер може поміщатися і оброблятися не один, а декілька кадрів. Таким чином, значно скорочується інтервал, необхідний для підготовки камери до наступної зйомки, практично час витрачається лише на зарядку спалаху. Якщо не використовувати спалах, то стає доступним режим безперервної зйомки коли камера робить декілька (до 10) кадрів з високою швидкістю (до 3 кадрів в секунду) і поміщає їх в буфер, де вони обробляються і потім записуються в довготривалу пам'ять. Якщо АЦП матриці забезпечує високу пропускну спроможність, то можливий режим відеозйомки — затвор при цьому залишається відкритим на весь час зйомки.

Характеристики отримуваного відеоролика в основному такі: дозвіл 320x240, частота 15 кадрів в секунду, тривалість до 30 секунд.

Після того, як програмне забезпечення камери створило на основі даних з ПЗС-матрицы повнокольорове зображення, виникає завдання його збереження. Графічні файли дуже великі і тому потрібна їх додаткова обробка — стискування. При цьому використовується алгоритм JPEG (Joint Photographic Experts Group). Суть цього алгоритму зводиться до трьох основних кроків. На першому кроці кодування RGB, засноване на представленні кожного кольору поєднанням червоного, синього і зеленого відтінків, замінюється на кодування YUV. У цьому форматі компонент Y відповідає за яскравість, а U і V — за колірний відтінок. Подібна схема застосовується в телемовленні — як вже було сказано, людське око більше реагує на характеристики яскравості зображення, чим на колірних.

На другому кроці слідує розбиття зображення на окремі ділянки розміром 8x8 пікселами, потім над кожною ділянкою виробляється математична операція — дискретне косинус-перетворення. В результаті зображення представляється у вигляді гармонійних коливань різної частоти і амплітуди.

А на третьому кроці відбувається те, через що компресія JPEG називається «Стискуванням з втратами якості» — частотно-амплітудні характеристики кожного блоку аналізуються з врахуванням повторюваності кольорів в зображенні і особливостей людського зору, зокрема меншої чутливості ока до верхньої частини спектру. При цьому удається виключити до половини інформації яскравості і до 3/4 колірний. Природно, що навіть при мінімальному стискуванні, коли людське око не в змозі відрізнити зображення у форматі JPEG від оригінала, відновити зображення з точністю до піксела неможливо (а, загалом, і не потрібно). Чим вище коефіцієнт стискування, тим більша кількість характеристик яскравості і колірних виключається, тим менше отримуваний файл і тим більше шансів виявити при перегляді візуальні спотворення (артефакти) JPEG. Ці спотворення виявляються у вигляді розмиття контрастних кордонів, прояву блокової структури кадру і інших небажаних явищ.

Як альтернатива формату JPEG в деяких камерах використовується так званий формат RAW, коли в довготривалу пам'ять записується «відбиток» ПЗС-матрицы. При цьому розмір зображення в десятки разів більше кадру JPEG, і для його перегляду потрібна спеціальна програма, що поставляється фірмою-виробником камери. Не завжди ці програми володіють достатньою кількістю операцій по обробці зображення, інколи у них незручний інтерфейс. Дані обставини привели до появи біля фотокамер функції запису у форматі TIFF. Він теж дозволяє виробляти стискування кадру, але на відміну від JPEG втрати інформації при цьому не відбувається. Але навіть з мінімальним стискуванням файл JPEG у декілька разів менше файлу TIFF.

Чи варто відмовлятися від формату JPEG і, купивши достатню кількість модулів довготривалої пам'яті великого об'єму, використовувати лише TIFF? Спираючись на власний досвід, автор може запевнити, що використання мінімального рівня стискування JPEG практично не позначається на якості кадру. В той же час невдалий підібрана експозиція, баланс білого або фокус можуть зіпсувати кадр значно серйозніше. Отже інколи буває краще зняти декілька кадрів у форматі JPEG і вибрати з них найвдаліший, чим переконатися в невдалості єдиного кадру TIFF.

Оскільки практично всі сучасні моделі цифрових фотокамер оснащені кольоровим ЖК-дисплеем, є можливість розглянути зняті кадри. Деякі фотоапарати підтримують функцію масштабування, тобто перегляду збільшеного зображення по частинах. Таким чином, невдалі кадри
можна видалити відразу ж. А для зберігання необхідних користувачеві зображень потрібна довготривала пам'ять, до розгляду якої ми і переходиться.