Digital Kameras

Allgemeines

Durch die rasante Entwicklung am PC-Markt, sowohl in Sachen Verbreitung, als auch im Bezug auf die billigeren Hardware-Komponenten, werden immer mehr Geräte für den PC erschlossen, die bisher lediglich über einige Umwege mit dem Computer verbunden werden konnten.

Noch vor einigen Jahren war die Digitale Kamera nur ein Traum. Heutzutage ist sie für den Privatmann erschwinglich geworden.

Die Funktionsweise

Bei der digitalen Kamera wird das Bild meistens durch einen sogenannten "Charge Coupled Device" (à CCD)-Chip (das heißt soviel wie "mit Ladung gekoppelte Elemente") erzeugt. Dieser Teil der Kamera besteht aus vielen lichtempfindlichen Elementen, in denen jeder Pixel durch einen roten, blauen und grünen Transistor repräsentiert wird. Jedes Element verwandelt das Licht in elektrische Spannung, die um so höher ist, je höher die Helligkeit ist. Diese analogen Daten werden im Analog/Digital-Konverter ( ADC) in digitale umgewandelt. Das Ergebniss vom ADC wird im Digital-Signal-Prozessor ( DSP) noch einmal korrigiert und komprimiert bevor es gespeichert wird.

Je heller das Licht ist, desto höher ist die Spannung und damit die Helligkeit des Pixels. Je mehr Elemente vorhanden sind, desto höher und damit besser ist die Auflösung und die Detailfülle, die aufgezeichnet werden kann.

CCD vs CMOS

Eine Alternative zu CCD-Technik sind die sogenannten "Complementary Metal-Oxide Semiconductor"-Sensoren, kurz die CMOS-Sensoren. CMOS-Chips sind billiger, leichter herzustellen und außerdem haben sie einen niedrigern Stromverbrauch als CCD-Chips.

Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Techniken ist allerdings, dass der CCD-Sensor "nur" dazu benutzt werden kann um das Licht von tausenden Bildpunkten zu registrieren. Nicht so beim CMOS-Chip. Er kann darüberhinaus auch andere Tätigkeiten übernehmen wie z.B. die Konvertierung von analogen in digitale Signale oder die Kontrolle der Kamera. Weiters ist es möglich die Qualität und Farbdichte der Sensoren zu verbessern ohne die Kosten drastisch zu erhöhen.

Wegen dieser und anderer Gründe geht man davon aus, dass in nächster Zukunft die meisten Kameras mit diesen Chips ausgestattet werden und nur mehr die Kameras im High-Endbereich mit den CCD-Chips bestückt werden.

Wie alles hat natürlich aber auch der CMOS-Sensor Nachteile. Da wären zum Beispiel die Geräuschentwicklung und die ungenügende Aufnahme von bewegten Bildern. Allerdings wird bereits gearbeitet, die Probleme zu beseitigen.

Bildqualität

Die Bildqualität einer digitalen Kamera hängt von mehreren, verschiedenen Faktoren ab. Zum einen von der optischen Qualität der Linse und des Sensor-Chips zum anderen natürlich auch von dem verwendeten  Kompressionsalgorithmus. Das wichtigeste Kriterium allerdings ist die Auflösung der CCD-Sensoren. Um es kurz zu sagen: "Je mehr Elemente umso größer die Auflösung". Damit verbunden auch die Anzahl der Details, die aufgenommen werden können.

1997 lag die typische Auflösung einer "normalen" (d.h. für den Konsumenten erschwinglichen) digitalen Kamera bei 640x480 Pixel. Ein Jahr später bekam man, bedingt durch die verbesserten Fertigungsmethoden und den Einsatz neuer Techniken, für das selbe Geld eine Kamera mit einer Auflösung von 1024x768. Heutzutage kann liegt die Auflösung auch schon Werte um die 1536x1024 erreichen.

Einige Kameras speichern die einzelnen Bilder mit einer größeren Auflösung als der eigentlichen optischen Auflösung, die ja durch Anzahl der Elemente des CCD-Chips begrenzt wird. Das geschieht entweder durch Interpolierung ( 1.5 Interpolierung) oder durch spezielle Software-Bearbeitung.

Features

LCD-Bildschirm

Mit dem eingebauten LCD-Bildschirm hat man die Möglichkeit die geschossenen Bilder direkt anzusehen und wenn auch wieder zu verwerfen. Weiter bekommt man auf diesem Bildschirm eine Übersicht über alle aktuellen Daten der Kamera.

Zoom-Möglichkeit

Die Zoommöglichkeit, im Bereich von 36mm (ca. Weitwinkel) und 114mm (ca. Teleobjektiv), ist ein immer beliebter werdendes Feature. Es gibt die Möglichkeit bestimmte "Brennweiten" zu definieren, aber auch eine konfortable Auto-Zoom-Funktion.

Spezielle Aufnahmefunktionen

Einige Kamreas bieten ganz spezielle Aufnahmefunktionen. So ist es z.B. im "Burst"-Mode möglich mit einem einzigen Klick automatisch 10 Bilder aufzunehmen, bei einer Aufnahmegeschwindigkeit von zwei Bildern pro Sekunde.

Zeitverzögerte Aufnahme

Arten der Speicherung

Viele der Digitalen Kameras, die der ersten Generation angehörten, besaßen einen ein bit zwei Megabyte großen internen Speicher. Damit konnten ca. 30 Bilder in Standardqualität in einer Auflösung von 640x480 Pixel gespeichert werden. Sobald dieser Speicher voll war mußte man die Bilder in den Computer übernehmen um weiter Aufnahmen machen zu können.

Heutzutage verfügen digitale Kameras über Wechselmedien. Daraus ergeben sich im wesentlichen zwei große Vorteile. Erstens kann man das Medium einfach aufwechseln wenn es voll ist und zweitens ist es möglich die Daten des Medium direkt in den PC zu übernehmen.

Es werden hauptsächlich zwei Arten von Wechselmedien benutzt.

CompactFlash

Zum ersten Mal wurde diese Art von Medium 1994 von SanDisk Corporation vorgeführt. CompactFlash Karten wiegen nur 11,4 Gramm und haben eine Größe von 43x36x3,3 mm. Sie basieren auf der Flash-Memory-Technologie (eine Art SRAM-Speicher). Diese Technologie erlaubt es den ComactFlash-Karten Daten ohne eine permanente Stromversorgung zu speichern. Im wesentlichen ist es eine PC-Karte, die auf ein Viertel ihrer ursprünglichen Größe verkleinert wurde. Etwas zur Mitte von 1998 hatten diese Karten eine Speicherkapazität von 4-48 MB, allerdings wächst die Kapazität im laufe der Zeit rasant an.

SmartMedia

SmartMedia-Karten sind im Verhältnis zu CompactFlash-Karten schmäler und leichter. Das Gewicht beträgt 0,48 Gramm, die Größenmaße sind 45x37x0,78 mm. Die Kapazität ist zwar kleiner, allerdings sind die Kosten pro Megabyte niedriger als bei einer CompactFlash-Karte.

Auf einer typischen 4 MB Karte passen ca. 50 Bilder in normaler Qualität ( 640x480) oder aber 20 hochauflösende Bilder im 1024x768 Pixel-Format.

PCMCIA-Festplatten

Einige Kameras im High-End-Bereich benutzen herkömmliche PCMCIA-Festplatten um die geschossenen Bilder zu speichern. Obwohl die Speicherung selbst auf der Platte keinen Strom verbraucht und die Kapazität im Vergleich zu den beiden vorigen Methoden größer ist, sie beträgt ca. 170 MB, das entspricht ungefähr 3200 640x480 Bilder, hat diese Methode auch ihre Nachteile. Eine durchschnittliche PCMCIA-Festplatte verbraucht ca. 2,5 Watt, wenn sie sich im "Leerlauf" befindet. Bei Schreib-/Lesevorgängen ist der Verbrauch noch höher. Da nun jede Fotos einzeln abgespeichert wird belastet das die Batterie der Kamera mit der Zeit extrem. Ein weitere Nachteil ist die Datensichereit bzw. Verlässlichkeit. Da die technischen Bauteile innehalb einer PCMCIA-Platte sehr dicht gepackt sind, kann es bei unsachgemäßer Handhabung leicht zu Datenfehler kommen.

Anschlußmöglichkeiten

Obwohl der Trend klar zu wechselbaren Speichermedien hingeht, bietet die digital Kamera auch weiterhin Anschlußmöglichkeiten an den PC.

Die wichtigsten wären in diesem Zusammenhang:

RS-232 (Serielle Schnittstelle)

SCSI

USB

Beispielprodukte

Wichtige Auswahlkriterien

Auflösung

Für die Bildschrimdarstellung sind 640x480 ausreichend

Speicher

Display

Akku

Scanner-Beispiele

CAM-DKC-ID1

Hersteller: Sony

Vollständiger Name: Sony Digitalkamera DKC-ID1

Auflösung: 768x576

Farben: 16,7 Mio. Farben

Bilder: 7-29

Preis (inkl. UST): 21384,-- öS / 1554,04 EUR

Beurteilung

Obwohl mit dieser Auflösung noch nicht das Ende erreicht ist, ist diese Kamera durch Zusatz-Features, wie z.B. 12-facher Auto-Fokus doch etwas für Profis.

CAM-DC-120

Hersteller: Kodak

Vollständiger Name: Kodak Digitalkamera DC-120

Auflösung: 1290x960

Farben: 16,7 Mio. Farben

Farbdisplay: 1,6"

Bilder: 12-20

Preis (inkl. UST): 10440,-- öS / 758,70 EUR

Beurteilung

Bei diesen Features ist ein Preis von ca. 10000,-- öS auch schon fast für den normal User gerechtfertigt.

Quellen

Internet

Twain-Schnittstelle - "https://www.twain.org"

Scanner/Wichtige Begriffe - "https://www.members.aol.com/MUnger1369/scanner1.htm"

"The PC Technologie Guide" - "https://ww.dircon.co.uk/pctechguide/"

"Pixel auf dem Vormarsch" - "https://www.zdnet.de/produkte/artikel/prph/9802/cam-wc.htm"

"Test Methodology" - "https://www.newmedia.com/NewMedia/97/07/td/method.html"

"Digitale Kameras" - "https://bod-online.de/foto0b.htm"

Preis-Informationen/Sony - "https://www.socomp.de/Dkamera/dig_kameras.htm"

Prospekte

Epson-Scanner: FilmScan 200/GT-9500/GT-7000/GT-12000

Epson-Digital Kameras: PhotoPC 600/PhotoPC 700

TransTec - Gesamtkatalog