Ψηφιακή φωτογραφία. Βασικές γνώσεις για όλους.

Φωτογραφία είναι το αποτέλεσμα της καταγραφής μιας εικόνας σε κάποιο μέσο από το οποίο μπορεί να αναπαραχθεί. Η καταγραφή από την ανακάλυψη της φωτογραφίας μέχρι πριν λίγα χρόνια γινόταν αποκλειστικά με τον τρόπο που αποκαλείται σήμερα αναλογική φωτογραφία, σε αντιδιαστολή με τον σύγχρονης τεχνολογίας τρόπο που αποκαλείται ψηφιακή φωτογραφία. Η αναλογική φωτογραφία είναι αποτέλεσμα της προσβολής από το φώς μιας ειδικής χημικής επίστρωσης επι ειδικής ταινίας που ονομάζεται φίλμ. Η χημική μεταβολή της επίστρωσης από την προβολή του φωτός, δίνει το αποτέλεσμα της καταγραφής δημιουργώντας αυτό που αποκαλείται αρνητικό φίλμ, το οποίο στη συνέχεια «εμφανίζεται» προκειμένου να δώσει την προς εκτύπωση εικόνα. Η ψηφιακή φωτογραφία είναι αποτέλεσμα της προσβολής από το φώς ενός μεταλλικού πλέγματος ηλεκτροδίων από πυρίτιο, το οποίο οναμάζεται αισθητήρας. Με την προσβολή του φωτός, ενεργοποιούνται τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του μετάλλου και δημιουργούν συστοιχίες, ανάλογα με την ένταση και το μήκος κύματος του φωτός. Αυτές οι συστοιχίες καταγράφονται σαν δεδομένα μέσω ενας ψηφιακού μετατροπέα και αυτό που προκύπτει είναι η ψηφιακή φωτογραφία. Η διαδικασία συλλογής, καταμέτρησης και δημιουργίας των συστοιχιών ηλεκτρονίων απαιτεί κάποιο χρόνο, με αποτέλεσμα η αποτύπωση της εικόνας κατά την λήψη να μην είναι ακαριαία όπως στην αναλογική φωτογραφία. Υπολογίζεται ότι κατά την λήψη μιας ψηφιακής φωτογραφίας, για την καταγραφή της απαιτείται χρόνος ενός δευτερολέπτου, ισως και ελάχιστα μεγαλύτερος.
Επειδή τα ηλεκτρόδια του αισθητήρα είναι διατεταγμένα σε τετράγωνα, και η εικόνα καταγράφεται σαν σύνολο μικροσκοπικών τετραγώνων, όπως οι ψηφίδες ενός μωσαϊκού. Τα τετράγωνα αυτά ονομάζονται pixels (picture elements). Τα pixels συνενώνονται και σχηματίζουν την ψηφιακή φωτογραφία, επομένως οσα περισσότερα pixels υπάρχουν σε μια φωτογραφία, τόσο καλύτερης ποιότητας είναι αυτή. Αν αρχίσουμε να μεγενθύνουμε μια φωτογραφία, οσο προχωρούμε σε μεγαλύτερη μεγένθυνση, τόσο θα αρχίζουν να ξεχωρίζουν μεταξύ τους τα pixel.
Για κάθε ψηφιακή φωτογραφία υπάρχουν τρία χαρακτηριστικά μεγέθη που προσδιορίζουν τις ιδιότηές της. Αυτά είναι :
Το πλήθος των pixels που υπάρχουν σε μια συγκεκριμένη επιφάνεια της φωτογραφίας ονομάζεται ανάλυση (resolution) και εκφράζεται σε pixel ανα ιντσα (ppi).
Ο συνολικός αριθμός των pixels που αποτελούν την φωτογραφία και ονομάζονται μέγεθος της φωτογραφίας, μετρούμενο σε pixel.
Το γεωμετρικό μέγεθος της φωτογραφίας όπως θα εκτυπωθεί και εκφράζεται σε ιντσες.
Για κάθε φωτογραφία, τα τρια παραπάνω μεγέθη βρίσκονται μεταξύ τους στην σχέση ότι : Το γεωμετρικό μέγεθος της φωτογραφίας που θα εκτυπωθεί ισούται με την ανάλυση πολλαπλασιασμένη επι το μέγεθος σε pixel. Αν δηλαδή μια φωτογραφία εχει μέγεθος 1200Χ1800 pixel και τυπωθεί με ανάλυση 300 ppi τότε το γεωμετρικό μέγεθος εκτύπωσης θα είναι 4Χ6 ιντσες (1200/300=4 και 1800/300=6). Η σχέση αυτή πρέπει πάντα να ισχύει γι΄αυτό αν κάποιο από τα παραπάνω μεγέθη θα αλλάξει τότε θα αλλάξουν και τα άλλα (το ένα η και τα δυο) ώστε να συνεχίσει να ισχύει η σχέση.
Όταν θέλουμε να αλλάξουμε το μέγεθος μιας φωτογραφίας, δεν πρέπει να αλλάξουμε το μέγεθος αυτής σε pixel, γιατί αυτό εχει σαν αποτέλεσμα την μείωση της ποιότητας. Βασικά για την εκτύπωση μιας φωτογραφίας δεν χρειάζεται να επέμβουμε στα μεγέθη αυτά γιατί αυτό το κάνουν αυτόματα οι εκτυπωτές. Στο μόνο που μπορούμε να επέμβουμε είναι η ανάλυση της οποίας την τιμή πρέπει να κρατήσουμε στα 300 ppi κατ΄ελάχιστον για συνήθεις καλής ποιότητας εκτυπώσεις. Για φωτογραφίες που θα χρησιμοποιηθούν στο διαδίκτυο, η ανάλυση των 72 ppi είναι ικανοποιητική.
Η καταγραφή των εικόνων στην μνήμη των ψηφιακών μέσων (φωτογραφικές μηχανές, κάμερες κλπ) γίνεται με ψηφία, εξ ου και η ονομασια «ψηφιακή». Κάθε 8 ψηφία αποτελούν μια ακολουθία που ονομάζεται byte. Στις ασπρόμαυρες εικόνες κάθε pixel αποτελείται από ένα byte, ενώ στις έγχρωμες κάθε pixel αποτελείται από 3 bytes. Ετσι αν μια έγχρωμη φωτογραφία είναι διαστάσεων 1200Χ1800 pixel, ο χώρος που θα καταλάβει στη μνήμη του αποθηκευτικού μέσου θα είναι 1200Χ1800=2.160.000 pixel και επι 3 δίνει 6.480.000 bytes η 6,48 ΜΒ. Το μέγεθος αυτό είναι πολύ μεγάλο με αποτέλεσμα να μην υπάρχει δυνατότητα αποθήκευσης πολλών φωτογραφιών στη μνήμη. Το πρόβλημα αυτό λύθηκε με την χρήση ενός συστήματος που κάνει συμπίεση της φωτογραφίας μόλις τραβηχτεί, ώστε να περιέχει λιγότερα pixel και επομένως να καταλαμβάνει λιγότερο χώρο. Το σύστημα της συμπίεσης είναι το γνωστό JPEG (Joint Photographic Experts Group) το οποίο χρησιμοποιεί μια αλγοριθμική μέθοδο εξέτασης ολων των pixel και προσδιορίζει ποια εξ αυτών δεν επηρεάζουν σημαντικά την εμφάνιση της εικόνας αν λείπουν και τα διαγράφει. Η λειτουργία της συμπίεσης μπορεί να ρυθμιστεί σε 3 ποιότητες τελικής εικόνας, υψηλή, μέτρια, χαμηλή. Την ρύθμιση αυτή εχουν ολες οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές, προσφέροντας την δυνατότητα επιλογής του συνολικού αριθμού των φωτογραφιών που χωράει η μνήμη, αλλά εις βάρος της ποιότητας των εικόνων. Πρέπει βέβαια να τονίσουμε ότι αν δούμε την ιδια φωτογραφία με συμπίεση και χωρίς συμπίεση, δεν πρόκειται να παρατηρήσουμε καμμία διαφορά στην ποιότητα. Η διαφορές φαίνονται μόνο στις ειδικές επεξεργασίες και αναλύσεις των εικόνων.
Τέλος να πούμε δυο λόγια και για την ανάλυση που προσφέρουν οι φωτογραφικές μηχανές στο εμπόριο. Όταν μια φωτογραφική μηχανή λέμε ότι είναι 5 megapixel, αυτό σημαίνει ότι χωράει να καταγράψει κατά μέγιστο 5 εκατ. pixel για κάθε φωτογραφία. Οι πρώτες μηχανές εφθαναν τα 3 megapixel ενώ σήμερα διατίθενται για μεν ερασιτεχνική χρήση μέχρι και 15, ενώ για επαγγελματική έχουν ξεπεράσει και τα 20 megapixel. Oσα περισσότερα «megapixel» προσφέρει η μηχανή, τόσο καλύτερη είναι αφού θα καταγράψει καλύτερη ποιότητα εικόνας. Είναι λάθος όμως να πιστεύουμε ότι αυτό είναι το μόνο κριτήριο για να προμηθευτούμε φωτογραφική μηχανή και εφ΄οσον έχουμε πολλά megapixel, θα βγάζουμε και πολύ καλές φωτογραφίες. Όπως ειπαμε και παραπάνω, κανείς μας δεν θα διακρίνει την διαφορά στην ιδια φωτογραφία με διαφορά ανάλυσης η συμπίεσης. Για καλές φωτογραφίες πρέπει να ασχοληθεί κανείς  και με άλλα θέματα που αφορούν την φωτογραφία, τα οποία όμως δεν είναι αντικείμενο του παρόντος.