آشنایی با سیستم های تصویربرداری و اصطلاحات

در این مقاله در مورد انواع دوربین ها و اصطلاحات رایج آن ها صحبت خواهیم کرد. همچنین در خصوص انواع کیفیت های تصویربرداری نیز مطالبی را ارائه خواهیم کرد تا دوستانی که قصد خرید دوربینی همچون GoPro را دارند با آگاهی بیشتری اقدام به این کار کنند.

تفاوت دوربین های دیجیتال و آنالوگ

هر فریم آنالوگ شامل یک سری خطوط افقی است که توسط لامپ دوربین(در دوربین های لامپی که تا اوایل دهه 90 مورد استفاده قرار می‌گرفتند) اسکن می‌شود. این لامپ مانند ماشین تحریر عمل می‌کند به این گونه که با تشخیص و اسکن شدت نور از چپ به راست حرکت کرده و هنگامی‌که به انتهای سطح می‌رسند به خط پایینی می‌روند و مجددا از چپ به راست عملیات اسکن را آغاز می‌کند. بار اول خطوط فرد اسکن می‌شوند و هنگامی‌که کار اسکن خطوط به آخر می‌رسد، شعاع باریک الکترون به بالای صفحه و ابتدای خط زوج رفته و این عمل را بر روی خطوط زوج تکرار می‌کند.

سیستم های آنالوگ به دو دسته NTSC و PAL تقسیم می‌شوند. سیستم NTSC در مجموع دارای 525 خط اسکن در هر فریم است که از این تعداد 480 تای آنها خطوط فعال (Active) هستند، به این معنی که «بر روی صفحه تصویر دیده می‌شوند ». در مقابل سیستم PAL دارای 625 خط اسکنی است که 576 عدد از آنها فعال است. به همین دلیل وضوح عمودی که این سیستم در مقابل سیستم NTSC می‌دهد بیشتر می‌باشد. این سیستم های اسکن و نمایش تنها مربوط به فورمت آنالوگ بوده و ارتباطی با فرمت دیجیتال ندارند.

از سوی دیگر سیستم دیجیتال از دو نوع سنسور CCD و CMOS استفاده می‌کند که در ادامه به توضیح آن می‌پردازیم.

اطلاعات صوتی و تصویری در فرمت آنالوگ به صورت تغییرات ممتد مغناطیسی بر روی نوار، ضبط می‌شوند. اما در ضبط دیجیتال این سیگنال ها با تبدیل به یک سری صفر و یک، بر روی حافظه های Binary (دودویی) ذخیره می‌شوند.

روش ذخیره سازی دیجیتال نسبت به آنالوگ از مزیت های فراوانی برخوردار است:
1- سیستم دیجیتال امکانات بیشتری برای ذخیره، تدوین، ویرایش و انتقال اطلاعات نسبت به آنالوگ دارد.
2- در این سیستم می‌توان به کیفیتی مساوی با آنالوگ اما با هزینه کمتر دست یافت.
3- کپی نوار های مغناطیسی همواره توأم با ایجاد نویز و کاهش کیفیت است و این امر پس از چند کپی تبدیل به یک مشکل جدی می‌شود. اما فرمت های دیجیتال قابلیت این را دارند که چندین بار از روی آنها کپی برداری شود بدون اینکه از کیفیت آنها کاسته شود.
«البته تبدیل فرمت و فشرده سازی فایل های دیجیتالی می‌تواند سبب کاهش کیفیت آنها شود. »
عامل دیگری که می‌تواند کاهش دهنده کیفیت تصاویر باشد تبدیل فرمت دیجیتال به آنالوگ و بر عکس است. این تغییر فرمت در خود دوربین و هنگام ضبط تصاویر نیز رخ می‌دهد.

سنسورهای CCD و CMOS:

همانطور که در گفته شد سیستم های تصویربرداریِ دیجیتال از دو نوع سنسورِ CCD و CMOS استفاده می کنند. روش کارِ این سنسورها به صورت آنالوگ بوده و اطلاعات دریافتی از طریق پردازنده هایی به سیستم دیجیتال تبدیل می شوند. CCD مخفف Charge_Coupled device (به معنای دستگاه بارجفت شده) و CMOS مخفف Complementary metal Oxide Semiconductor (به معنای نیمرسانای اکسید فلزی مکمل) است.
سطح این سنسور های آنالوگ به مربع یا مستطیل های بسیار ریزی تقسیم می شوند. به هر یک از این تقسیمات Pixel گفته می شود. هر پیکسل را می توان یک نورسنج ضعیف به حساب آورد که شدت نور یک نقطه از تصویر را اندازه گیری می کند؛ بدین صورت وقتی نور به پیکسل برخورد می کند، این پیکسل واکنش نشان داده و شارژ الکتریکی را ذخیره می کند، هر چه شدت این نور بیش تر باشد مقدار شارژ نیز بیش تر می شود. دو روش برای خوانش اطلاعات از روی سنسور وجود دارد:
1- روش Interline Transfer که در این روش مانند دوربین های آنالوگ خطوط به صورت «یک خط درمیان » خوانده می شوند. ابتدا سری ردیف های فرد پیکسل ها خوانده شده و در حافظه ای دیگر به عنوان «میدانِ فردِ تصویر » ذخیره می شوند. سپس ردیف های زوج در حافظه ای به عنوان «میدان زوج تصویر » ذخیره می شوند. ترکیب این دو میدان یک فریم تصویر را می سازد. در این روش به علت قرار گرفن حافظ های عمودی و افقی که مخصوص ذخیره میدان های اطلاعاتی هستند بر روی سنسورِ CCD نقاط کوری به وجود می آید.
2- در روش دوم برای اینکه نقاط کور به وجود نیایند، بجای انتقال میدان از انتقال فریم استفاده می کنیم. بدین صورت که اطلاعات بر روی CCD به منطقه ذخیره ی مجازی آن منتقل شده و از آنجا به روش Interline transfer که در پیش گفته شد خوانده می شوند.

هر چه CCD کوچک تر شود ابعاد پیکسل ها نیز برای حفظ کیفیت تصویر کاهش می یابد. این امر سبب کاهش مساحت پیکسل و در نتیجه کاهش مقدار نوری می شود که به پیکسل می رسد. به همین دلیل برای تقویت سنسور و افزایش حساسیت آن به نور، از عدسی هایی کوچک به نام micro ens استفاده می کنند. با قرار دادن این عدسی ها بر روی هر پیکسل، شدت نور آن پیکسل افزایش می یابد.
استفاده دیگر ماکرولنز از بین بردن نقاط کوری است که به علت قرار گرفن حافظه عمودی و افقی بر روی CCD و CMOS ایجاد می شود.

پیکسل

یک تصویر دیجیتال از المان هایی مربعی که به صورت شبکه وار در کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شده است. به واحدهای تشکیل دهنده ی این شبکه، پیکسل (pixel) می گویند. هر کدام از این واحدها دریک تصویر روشنایی و رنگ یک نقطه مشخص را نشان می دهد. هر چه تعداد پیکسل های یک تصویر و یا به عبارت دیگر تعداد سطرها و ستون های شبکه تشکیل دهنده تصویر بیشر باشد، وضوح تصویر بیشر است.

هان طور که درپیش گفته شد این المان ها در سنسورهای نوری CCD و CMOS نیز وجود دارند. پس هرچه تعداد پیکسل های یک سنسور بیشر باشد وضوح تصویر آن نیز بیشر است. تعداد سطر و ستون های یک تصویر یا سنسور که آن را به صورت «سطر ×ستون » نمایش می دهند، رزولوشن (resolution) نامیده می شود. تعداد کل پیکسل های یک تصویر برابر است با ضرب تعداد ستون ها در تعداد سطرهای آن تصویر.

به طور مثال اگر در اطلاعات یک عکس نوشته شده باشد که رزولوشن آن 500×400 می باشد، معنی آن این هست که تعداد سطرهای شبکه پیکسلی برابر با 400 و تعداد ستون های آن برابر با 500 است و تعداد پیکسل آن برابر است با: 400 * 500 = 200000،

واضح بودن تصویر به این معنی است که تصویر دارای تاری نبوده و ابعاد اشکال موجود در تصویر قابل شناسایی است. اما واضح بودن، همیشه به معنی کیفیت داشن تصویر نیست. کیفیت تصویر از نظر رنگ و روشنایی بستگی به نوع پیکسل تشکیل دهنده آن دارد و ربطی به تعداد پیکسل های تصویر ندارد. درادامه به بررسی انواع پیکسل ها از نظر کیفیت می پردازیم. اگر در ابعاد مساوی به دو تصویر یکسان با تعداد پیکسل های مختلف نگاه کنیم تصویری که تعداد پیکسلهای آن بیشر است واضح تر و هموارتر دیده می شود. از سوی دیگر، اگر تعداد پیکسل های یک تصویر از مقداری خاص بیشتر شود، در افزایش کیفیت نمایش آن تاثیری ندارد. این مقدار خاص بستگی به رزولوشن نمایشگر ما دارد. به طور مثال در یک نمایشگر با رزولوشن 720×1280، ذو تصویر که رزولوشن آها 720×1280 و 1080×1920 است، وضوح یکسانی را نشان می دهند. زیرا نمایشگر دیگر قادر به نمایش تصویری بیشتر از این رزولوشن نمی باشد.

با اینکه رزولوشن تصویر سمت چپ بیشر از تصویر سمت راست است ولی به دلیل بالاتر بودن کیفیت پیکسل‌های استفاده شده در تصویر سمت راست، این تصویر رنگ بهتری دارد.

                    

منبع : شرکت رها

درون کارخانه یGigafactory تسلا چه خبر است؟

تسلا یکی از بزرگترین کارخانه ها در حوزه ی ماشین های الکتریکی است که تقریبا میتوان گفت که رقیبان تسلا توان رقابت با این شرکت بزرگ را ندارند. در این راستا، این کمپانی برای تولید باتری ماشین های الکتریکی خود، کارخانه ی گیگافکتوری (Gigafactory) را در نوادای آمریکا احداث کرده است تا بتواند علاوه بر تولید انبوه باتری های لیتیوم یون، به بهبود این باتری ها، کمک کند.

به تازگی خبرگزاری CNBC از درون کارخانه ی گیگافکتوری، گزارشی تهیه نموده و با مصاحبه با رییس تسلا، آینده ی این نوع از خودروها را جویا شده است.

تست موفق پهپادهای پیک در فرانسه

در صورتی که پروژه های اولیه شرکت هایی مثل Bizzy و  را DHL Parcel در نظر بگیریم، آسمان های اروپا  به زودی شاهد این طرف و آن طرف شدن پهپاد های پیک خواهد بود. GeoPost، پست سریع و مشهور درمیان شرکت های خدمات پستی فرانسه، اکنون این موضوع را نشان داده است و پهپاد های پیک را به صورت آزمایشی در Centre d'Etudes et d'Essais pour Modèles Autonomes (CEEMA) در سپتامبر به کار گرفته است.

GeoPost در پروژه ی GeoDrone، با شرکت Atechsys در توسعه یک پهپاد الکتریکی همکاری می کند که این قابلیت را داشته باشد تا به صورت خودکار قادر به حمل باری با ابعاد 40X30X20 سانتی متر و وزن 4 کیلوگرم تا شعاع 2 کیلومتر باشد.  آن ها در این پروژه به دنبال این هستند که از پهپاد ها استفاده شود تا بتوان به مناطق دور از دسترس مثل کوهستان، جزایر و مناطق روستایی دست پیدا کنند و همچنین ابزاری برای پاسخگویی به موقعیت های اورژانسی ارائه کنند. برای نشان دادن کاربرد های ممکن پهپاد ها در شرایط دنیای واقعی، آزمون هایی می شود شامل مواردی چون  بلند شدن اتوماتیک پهپاد، مرحله پرواز، فرود و بازگشت به مرکز. متاسفانه GeoPost  هیچ ویژگی را روی نمونه اولیه مشخص نکرده است ولی می توان این را گفت که نمونه  ی اولیه شش پره ای توانسته بسته 2 کیلوگرمی را بیش از 1200 متر در محوطه CEEMA در جنوب فرانسه حمل کند.
می توانید GeoDrone را در حال پرواز در ویدیو زیر (به زبان آلمانی) ببینید.

شرکت رها 

ساخت باتری لیتیوم یون با چاپ سه بعدی | رها باتری

باتری های مورد استفاده در صنعت و کاربردهای روزمره معمولا به شکل استوانه یا به شکل مکعب مستطیل اند که گاهی اوقات طراحان صنعتی را با محدودیت رو به رو می کند و به طراحان اجازه نمیدهد که اشکال و طرح های بهینه را ایجاد نمایند و این امر موجب می شود که فضای اضافی در این طرح ها ایجاد شود و یا حتی باعث می گردد که طرح مورد نظر شکل نامناسبی را به خود بگیرد.

به تازگی دانشمندان برای حل این مشکل، به سمت ساخت وسایل الکترونیکی به کمک چاپ سه بعدی رفتند و در این راستا توانستند باتری های لیتیوم یون را با این روش تولید کنند.آنها در این پروژه از پلیمر PLA استفاده کردند اما این پلیمر مشکلاتی را به همراه داشت. یکی از این مشکلات، عدم رسانایی یونی این پلیمر بود که با آغشته کردن پلیمر به یک محلول الکترولیت، این مشکل، تا حدی برطرف شد.

همچنین با آغشته کردن الکترود باتری ها به گرافن و نانولوله های کربنی چند دیواره، رسانایی کاتد و آند را بهبود دادند و با این کار به ظرفیت باتری ساخته شده به روش چاپ سه بعدی کمک کردند.

نقد و بررسی کوادروتور فانتوم

یکی از محصولات شرکت DJI که کاربران بسیاری را به خود جذب کرد است پرنده های سری فانتوم می باشد. از ویژگی های اصلی این پرنده می توان به قیمت پایین، سادگی استفاده و همچنین ظاهری زیبا اشاره کرد.
در اینجا قصد داریم تا نگاهی دقیق تر به این محصول داشته و با مزایا و معایب آن آشنا شویم.
باتوجه به اینکه طراحی فانتوم جهت تصویر برداری هوایی صورت گرفته، در اینجا نیز پارامترهایی در نظر گرفته شده اند که بیشتر به تصویربرداری هوایی مرتبط بوده است.

سازه‌های بتنی در نقش باتری | رها باتری

جهان نیازمند فناوری های پیشرفته و جدیدی است که بتواند محدودیت های حاصل از گسترش تکنولوژی را حل کند. یکی از این نیاز های بسیار حیاتی، ذخیره ی انرژی است که با چالش های جدی مواجه است و حتی باعث میشود که سرعت پیشرفت تکنولوژی را به خود محدود کند. ذخیره ی انرژی الکتریکی در مقیاس های بالا گاهی با مشکلات بسیاری دست و پنجه نرم میکند. برای مثال حجم زیاد باتری های به کار رفته جهت ذخیره ی انرژی میتواند در کاربرد های صنعتی مشکل آفرین باشد.

سرمایه گذاری صد میلیون دلاری Wolkswagen بر روی باتری های solid state | رها باتری

سرمایه گذاری صد میلیون دلاری Wolkswagen بر روی باتری های solid state

امروزه استفاده از وسایل الکتریکی به شدت افزایش یافته است و بزرگترین چالش این وسایل الکتریکی، باتری-هاست که کاربرد این وسایل را محدود کرده است. وسایل حمل و نقل الکتریکی طرفداران بسیاری را به خود جلب کرده که این باعث شده است که شرکت های مختلفی از جمله Toyota و BMW بر روی این نوع از وسایل الکتریکی، پول های زیادی را سرمایه گذاری کنند.