டிஜிட்டல் கேமரா அடிப்படை தத்துவம். (Basic of digital camera)

டிஜிட்டல் காமரா என்பது இப்போது சர்வ சாதாரணமாக இருக்கிறது. முன் போல நிறைய செலவழித்து பிலிம் வாங்கி, அதில் போட்டோ எடுக்கும்பொழுது ”இது சரியா வரவேண்டுமே” என்று கவலைப்பட்டுக்கொண்டு இருப்பது போல இல்லை. போட்டோ எடுத்ததும் உடனடியாக LCD Screenஇல் சரிபார்த்து,தேவைப்பட்டால் மறுபடி போட்டோ எடுக்கிறோம். பெரும்பாலான செல்போன்களில் கூட இந்த கேமரா வந்துவிட்டது.

இந்த டிஜிட்டல் கேமரா எந்த அடிப்படையில் இயங்குகிறது? இங்கு பொதுவாக ஒரு கேமராவில் இருக்கும் லென்ஸ், அந்த லென்ஸை எப்படி பயன்படுத்துவது, Zoom செய்வது போன்ற விவரங்களை விட்டு விடுவோம். ஒளியானது, லென்ஸ் மூலம் காமிராவிற்கு உள்ளெ சென்ற பிறகு என்ன நடக்கிறது என்பதை கவனிப்போம்.

பழைய பிலிம் போடும் கேமரா இருந்தால், அங்கு ‘ஒளி பிலிமில் பட்டதும் ரசாயன வினை நடக்கும். அதில் நாம் போட்டோ எடுக்கும் உருவம் பதிவாகும்” என்று சொல்வோம். டிஜிட்டல் காமிராவில் நடப்பது என்ன?

டிஜிட்டல் கேமராவில் பிலிம் இருக்கும் இடத்தில் ஒரு செவ்வக வடிவில் சில்லு (chip) ஒன்று இருக்கும். அதில் நெருக்கமாக பலஒளியை உணரும் (Light Sensitive) புள்ளிகள் இருக்கும். இவற்றை ஆங்கிலத்தில் பிக்சல் (pixel)என்று சொல்லுவார்கள். இவற்றில் ஒளி பட்டால், அதை மின்னூட்டமாக (charge) மாற்றும். இந்த புள்ளிகள், சி.சி.டி. (CCD or charge coupled device) என்ற மின்னூட்டமாக்கும் சாதனங்கள் ஆகும்.

• இவையும் போட்டோ வோல்டாயிக் செல் (photo voltaic cell) என்ற சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக்கும் சாதனங்களும் வேறு வேறானவை. சூரிய ஒளியில் மின்சாரமாக்கும் சாதனத்தில், சூரிய ஒளி பட்டால், அதை ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தத்திற்கு மாற்றும். ஒவ்வொரு சாதனமும் ஒளியின் அளவை பொறுத்து குறைந்த அளவோ அல்லது அதிக அளவோ மின்சாரம்(current)கொடுக்கும். ஆனால், சூரிய ஒளி விழும்பொழுதே அந்த மின்சாரத்தை பயன்படுத்தாவிட்டால், அந்த ஆற்றல் வீணாகிவிடும். ஒளி போன பின்னர் பயனில்லை.
• சி.சி.டி.இல், ஒளி பட்டால், மின்னூட்டம் (charge) அதிகரிக்கும். அதிகம் ஒளி பட்டால், அதிக மின்னூட்டம் சேமிக்கப்படும். எல்லை மீறி போனால்தான் (இந்த சாதனத்தில் சேமிக்கும் அளவை மீறி போனால்தான்) அதற்கு மேல் மின்னூட்டத்தை சேமிக்க முடியாது. இது தெவிட்டும் நிலை (saturation) எனப்படும்.

லென்ஸ் வழியே விழும் பிம்பம், பிலிமில் விழுவது போலவே இதிலும் விழும்.இந்த புள்ளிகள் அருகருகே இருப்பதால், பிம்பம் ஏறக்குறைய பிலிமில் இருப்பது போலவே இருக்கும். 5 மெகா பிக்சல் என்றால் சுமார் 50 லட்சம் புள்ளிகள் என்று பொருள். இதை மிகச் சிறிய அளவில் வைத்திருப்பதால், படம் நன்றாகவே வரும். 1 மெகா பிக்சல் அல்லது 2 மெகா பிக்சலில் 10 லட்சம் அல்லது 20 லட்சம் புள்ளிகள் இருப்பதால், கொஞ்சம் தெளிவில்லாமல் hazy ஆக வரும். கை நடுங்கிக்கொண்டே படம் எடுத்தாலும் அப்படித்தான் வரும் என்பது வேறு விஷயம் :-)

இங்கு ஒரு குறிப்பு: நமது கண், மிக மிக நுணுக்கமானது. 80 லட்சம் புள்ளிகள் இருக்கும் சில்லை விட சிறிய கண் திரையில் ஆட்டோமேடிக் லென்ஸ், ஒளி அதிகமானால் அல்லது குறைந்தால் சமாளிக்கும் திறமை, நிறம் அறிதல் என பல வகை விஷயங்களை செய்கிறது. நம் உடலில் இருக்கும் அனைத்து உறுப்புகளுமே சிறப்பானவை என்றாலும் மூளையும் கண்ணும் மிகவும் சிக்கலானவை. அதன் அருமை இம்மாதிரி நாம் செயற்கையாக செய்யும் பொருள்களின் விவரங்களைப் பற்றி யோசிக்கும் பொழுது புரியும். கால்களின் முக்கிய பயனான ‘பயணம்' இப்போது பெரும்பாலும் வேறு வழிகளில் விரைவாக செய்ய முடியும். கண்ணின் வேலையை, கண்ணை விட துல்லியமாக சுலபமாக செய்யும் சாதனம் ( at least இப்போதைக்கு) இல்லை.

ஒரு முறை போட்டோ எடுத்ததும், இந்த சில்லில் இருக்கும் மென்பொருள், அதில் இருக்கும் ஒவ்வொரு பிக்சலிலும் இருக்கும் மின்னூட்டத்தை குறித்துக் கொள்ளும் (record). இதுதான் நமக்கு கிடைக்கும் படம். இதை மெமரி ஸ்டிக் என்ற பகுதியில் சேமித்துக் கொள்ளும். அடுத்து, எல்லா பிக்சலிலும் மின்னூட்டத்தை பூஜ்யமாக்கி விடும். இது ஒரு போட்டோ எடுத்ததும், அடுத்த பிலிம் வருவது போல , ‘காலி சிலேட்' என்ற நிலைக்கு வரும்.

வீடியோ modeல், ஒரு விநாடிக்குள், 25 அல்லது 30 போட்டோக்கள் எடுக்கப்பட்டு அவை அனைத்தும் சேமிக்கப்படும். (ஒரு போட்டொ எடுத்து, உடனே சேமித்து, எல்லா மின்னூட்டத்தையும் பூஜ்யம் ஆக்கும். உடனே அடுத்த போட்டோ, சேமிப்பு, காலி சிலேட், இப்படி ஒரு நொடிக்கு 25 முறை).

சரி இது வரை பார்த்ததில் கருப்பு-வெள்ளை படம்தான் வரும். கலர் படம் வருவது எப்படி?

நமது கண்ணுக்கு தெரியும் நிறங்கள் அனைத்தையும், சிவப்பு, பச்சை, நீலம் என்ற மூன்று வகை நிறங்களை வெவ்வேறு அளவில் கலந்து 'உருவாக்க' முடியும். இதை ஆங்கிலத்தில், RGB (Red, Green, Blue என்பதன் சுருக்கம்)என்று சொல்வார்கள். காமிராவில் ஒரு பொருளை போட்டோ எடுக்கும் பொழுது, ஒவ்வொரு பிக்சலிலும், “இவ்வளவு சிவப்பு, இவ்வளவு பச்சை, இவ்வளவு நீலம்' என்ற விவரம் முழுதும் பதிவாக வேண்டும். அதை எப்படி செய்வது?

இந்த புள்ளிகள் இருக்கும் சில்லில், ஒவ்வொரு புள்ளிக்கும் மேல் சிவப்பு அல்லது பச்சை அல்லது நீல நிறக் கண்ணாடி (புள்ளியின் அளவே) இருக்கும். ஒரு சிவப்பு கண்ணாடிக்கு, ஒரு நீலக் கண்ணாடியும், இரண்டு பச்சை நிறக் கண்ணாடிகளும் இருக்கும். இதற்கான படத்தை விக்கியில் (www.wikipedia.com) இருந்து இங்கு கொடுத்திருக்கிறேன்.


இதனால் நாம் ஒரு புள்ளி என்பது, உண்மையில் நான்கு புள்ளிகளால் ‘உணரப்' படுகிறது.
இவை அனைத்தையும் சேர்த்தால்தான் அந்த புள்ளியில் இருக்கும் உண்மையான நிறம் வரும்.


Hubble Telescope போன்று விண்வெளியில் இயங்கும் சாதனங்கள் கூட டிஜிட்டல் காமிராக்கள் தான். (இல்லாவிட்டால், எப்படி பூமிக்கு படங்கள் வரும்? தினம் தினம் விண்வெளியிலிருந்து பிலிமை எடுத்துக்கொண்டா வரமுடியும்?) முன்பு அவை மிக அதிக விலை ஆனதால் சாதாரண மக்கள் வாங்க முடியவில்லை. இப்போது சிலிக்கன் சில்லு தயாரிப்பில் ஏற்பட்ட முன்னேற்றத்தால், சிசிடி கூட குறைந்த விலையில் தயாரிக்க முடிகிறது. அதனால் எல்லோரும் வாங்கும் விலையில் கிடைக்கிறது.