K čemu slouží obrazový procesor? - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

26. září 2005, 00.00 | Každý o něm jistě slyšel, u mnoha fotoaparátů je napsán jeho typ, ale začátečníci zpravidla příliš neví, k čemu přesně slouží. Jaké je tedy poslání obrazového procesoru, co všechno zajišťuje, jak moc je důležitý a lze jej vyměnit?

Každý o něm jistě slyšel, u mnoha fotoaparátů je napsán jeho typ, ale začátečníci zpravidla příliš neví, k čemu přesně slouží. Jaké je tedy poslání obrazového procesoru, co všechno zajišťuje, jak moc je důležitý a lze jej vyměnit?

Obrazový procesor
Pokud je snímač srdcem fotoaparátu, pak je obrazový procesor jeho mozkem. Abychom si ujasnili tvorbu digitálního snímku a nalezli, kde má obrazový procesor své místo, tak začneme od začátku. Světlo se dostane skrz objektiv na snímač, na kterém se přemění v náboj v jednotlivých buňkách. Z nich je náboj odváděn a převáděn A/D převodníky na digitální hodnoty, tedy na čísla. V tomto okamžiku nastupuje na scénu procesor, který tato čísla zpracuje tak, aby se dala zobrazit jako snímek. S tím souvisí ale také mnoho parametrů, kterými lze výsledek ovlivnit.
Pokud tedy ve fotoaparátu nastavujeme redukci šumu, kontrast, ostrost a saturaci, tak jen nastavujeme parametry právě pro obrazový procesor. Z hlediska výsledného snímku se tedy procesor stará o: vyvážení bílé barvy, barevný prostor (sRGB, Adobe RGB), kontrast, ostrost, saturaci, barevný posun a kompresi JPEGu. Tyto parametry můžeme zpravidla také ovlivnit.
Tato součást digitálního fotoaparátu má tedy nemalý vliv na výsledný snímek. Jeho kvality poznáme na snímku například podle podání barev, či kvalitě redukce šumu. Ta je velmi důležitá při tvorbě digitálního snímku, protože prakticky každý snímač generuje určitý šum a je na procesoru, jak se s ním popere. U nízkých citlivostí to zpravidla nebývá problém, ovšem u velkých citlivostí se již jedná o vyřešení kompromisu mezi tzv. vyžehlenými snímky, které sice nemají tolik šumu, ovšem díky zpracování přišly i o jemné detaily. Celkově však také velmi záleží na snímači, kde například CMOS technologie nabízí poměrně nízký šum.
Samotný obrazový procesor je hardwarová součást digitálního fotoaparátu, nejedná se tedy o jakýsi firmware, ale o skutečný procesor usazený ve fotoaparátu. Typově se jedná o DSP (Digital Signal Processor), což jsou speciální procesory určené speciálně pro zpracování signálu. Nejedná se tedy o univerzální procesor, použitelný k jakýmkoliv operacím, ale o součást navrženou pro přesně zadanou práci. Díky tomu je značně efektivní a zvládá zpracovat velké množství dat najednou. Například proto trvá zpracování snímků v PC o něco déle, protože PC má zcela jinou architekturu (a také možnosti využití).
Rychlost zpracování se projeví nejvíce při sériovém snímání, kde mají právě kapacity obrazového procesoru velký vliv. Zde hraje také svou roli velikost vyrovnávací paměti (bufferu), se kterou je obrazový procesor přímo spojen a rychlost přenosu mezi nimi a paměťovou kartou.
Pro každý fotoaparát se zpravidla nevyvíjí zcela nový procesor, například všechny současné digitální fotoaparáty Canon nyní používají procesor DIGIC II, který se nejdříve usadil v nejdražších zrcadlovkách EOS a postupně pronikal i do kompaktů. Jeho vlastnosti jsou samozřejmě u kompaktů redukovány, například sériové snímání, ale nelze přehlédnout podobnost snímků, například díky automatickému vyvážení bílé barvy. Fuji má nyní úspěch se svým Real Photo Procesorem, který dosahuje nízkých úrovní šumu. Je to také díky speciálnímu SuperCCD snímači a profesionálové mu vytýkají přílišnou "vyžehlenost" snímků. Olympus používá svůj TruePic TURBO a Sony svůj procesor nazývá Real Imaging Procesor. Nutno podotknout, že někteří výrobci DF používají obrazové procesory od třetích stran.

obrazový procesor Canon DIGIC

O co se dále stará?
Procesor se stará nejen o výše uvedené parametry. Zpravidla se stará také o automatické zaostřování, automatickou expozici, komunikaci s paměťovou kartou, zobrazování na LCD displeji a o A/V výstup. Také na něm například závisí spotřeba energie, takže jeho úpravou může výrobce snížit spotřebu a zvýšit tím počet snímků, které lze pořídit na jedno nabití.

CCD snímač

Lze ho vyměnit? Aneb fotografování do RAWu
Ne, vyměnit jej nelze, ale můžeme ho obejít. Některé fotoaparáty (pokročilejší DSLR zrcadlovky) umožňují například nahrát si své vlastní tonální křivky, čímž zpracování ovlivníme, ale největší možnosti nabízí fotografování do formátu RAW. Tomuto tématu je věnováno několik jiných článků (například zde), ovšem ve zkratce můžeme říci, že fotografování do RAW formátu obchází obrazový procesor a umožňuje uživateli snímek zpracovat až v počítači. Můžeme tak použít různé úrovně redukce šumu, zvolit si libovolné nastavení vyvážení bílé, barevného prostoru apod. To vše bez ztráty kvality, v případě, že bychom chtěli upravovat hotový JPEG. Pro konverzi RAWu existuje několik programů (od výrobce fotoaparátu, Adobe Photoshop apod). Díky tomu tedy nejsme odkázání pouze na jeden postup zpracování, ale můžeme takto z velké části obejít zabudovaný obrazový procesor.

Shrnutí
Obrazový procesor se stará o zpracování digitálních dat, zpravidla do formátu souborů JPEG. K tomu se vztahuje možnost ovlivnění několika parametrů zpracování, jako je například ostrost, kontrast, saturace barev, barevný prostor, vyvážení bílé atd. Obejít jej můžeme využitím formátu RAW, pokud jej fotoaparát podporuje, a snímky si zpracovat až v počítači s možností vyzkoušení několika nastavení a nalezení toho správného.