Анатомия камеры смартфона

Часть 1

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Камеры смартфонов за последнее время совершили большой рывок вперёд. Многие девайсы позволяют делать снимки ночью без штатива с недосягаемым ранее качеством, вручную регулировать выдержку, ISO и другие параметры, а некоторые даже снимают в формате RAW. Но что именно определяет техническое качество фотографий? Наверняка многие сразу вспомнят про пресловутые мегапиксели — и будут правы. Но лишь отчасти. Сегодня мы начнём рассказ из двух частей, почему старая формула «больше мегапикселей — лучше» работает не всегда, и разберёмся в устройстве основных элементов камеры смартфона.

Общее устройство камеры

Камера смартфона со стороны выглядит как пластмассовый «глазок», но на деле представляет собой сложную многокомпонентную систему. В её основе — матрица и объектив. Кроме них в устройствах часто присутствует непростая механика для стабилизации и автофокуса, лазерные дальномеры, RGB-датчики и разные виды вспышек. Затвор в смартфонах электронный, а не механический, и поэтому любимый многими олдфагами «щелчок» приходится озвучивать динамику гаджета.

За общее качество фотографий в широком смысле (цвет, детализация, динамический диапазон и т.п.) в наибольшей степени отвечает модель установленной в смартфон матрицы и сопряжённая с ней система линз. От матрицы  зависит разрешение снимков и количество шума на ночных фотографиях. От характеристик объектива — угол обзора, а также резкость и другие параметры получаемой картинки. В свою очередь, технологией используемой в смартфоне автофокусировки обусловливаются скорость и точность наводки на резкость. Особенно это критично для исключения осечек в ночное время при фотографировании движущихся объектов.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

 

Матрица: принцип работы

Если в старом «Зените» изображение фиксировала светочувствительная плёнка, то в цифровой камере вместо неё «заряжена» матрица. Называется этот компонент так, потому что представляет собой прямоугольный элемент с расположенными на ней миллионами крошечных светочувствительных диодов.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Сами по себе эти фотоприёмники не «различают» цвета, поэтому накрываются светофильтром одного из первичных цветов: красного, зелёного, синего (цветовая модель RGB). Таким образом, световой поток сначала проходит через объектив, потом просвечивает через массив цветных фильтров (обычно фильтр Байера), а только потом достигает фотоприёмников.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Каждый светочувствительный элемент воспринимает ⅓ цветовой информации, а ⅔ отсекаются фильтром. Недостающая информация о цвете «добывается» из соседних светочувствительных ячеек. После этого процессор рассчитывает данные о цвете на основании показаний окружающих ячеек и только после этого формирует конечное значение цветного пикселя. То есть в формировании одного пикселя участвуют несколько фотодиодов матрицы. Все эти элементы настолько малы, что видны лишь под микроскопом. Миллион таких пикселей составляют один мегапиксель. Соответственно, чем больше мегапикселей, тем более детализированным (состоящим из большего количества точек) будет конечный файл изображения.

Исторически одной из лучших по качеству считалась CCD-технология, но по ряду причин большую долю на рынке захватила технология CMOS. В смартфонах также используются разновидности CMOS-технологии. Этот тип матриц обладает рядом особенностей, наиболее важных для мобильных гаджетов: CMOS-матрицы имеют низкое энергопотребление, позволяют размещать усилители внутри пикселя (что улучшает качество при плохом освещении), более дёшевы в производстве, обеспечивают высокую скорость работы при формировании изображения и при визировании в реальном времени.

Матрица: размер «зерна»

Помимо количества пикселей на матрице, реальное качество и «чистота» создаваемого цифрового изображения сильно зависят от физического размера матрицы и физического размера каждого пикселя по отдельности. Чем крупнее отдельно взятый пиксель (часто говорят «жирный» пиксель), тем лучшей светочувствительностью он обладает. А чем больше физический размер матрицы, тем проще на ней разместить достаточно крупные пиксели на некотором расстоянии друг от друга. Это позволяет уменьшить паразитное перетекание зарядов — «наводки» от соседних пикселей, из-за которых появляются помехи и выбросы, именуемые цифровым шумом.

В смартфонах обычно стоит небольшая матрица, которая по площади примерно в 50 раз меньше, чем в полнокадровой зеркальной камере. Увеличить размер матрицы в смартфонах очень сложно — слишком мало места в тонком компактном корпусе. Излишняя «мегапиксельность» при маленькой матрице ведёт к уменьшению размера пикселей, то есть ухудшению светочувствительности и увеличению шумности снимков.

Другими словами, нельзя судить о камере, основываясь только на количестве мегапикселей. Если хочется меньшей шумности и более высокого качества на ночных снимках — размер пикселя важнее. Есть технологии объединения нескольких пикселей в один. Она позволяет за счёт снижения разрешения  повысить светочувствительность матрицы при съёмке в условиях низкой освещенности.

Информацию о размере пикселей несложно найти в Интернете: сначала нужно выяснить модель фотосенсора, установленного в смартфоне, а затем его технические характеристики. Для смартфона большим считается пиксель размером 2 микрона, а маленьким — в районе 1 микрона.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1ASUS ZenFone 3: размер пикселя на фотосенсоре — 1,12 микрона

Анатомия камеры смартфона. Часть 1Apple iPhone 7: размер пикселя на фотосенсоре — 1,22 микрона

Анатомия камеры смартфона. Часть 1Huawei Honor 8: размер пикселя на фотосенсоре — 1,25 микрона Анатомия камеры смартфона. Часть 1Samsung Galaxy S7: размер пикселя на фотосенсоре — 1,4 микрона

Матрица: изоляция пикселей

В условиях физических ограничений производители направили усилия на улучшение качества изображения за счёт новых технологий. Так что большое количество мегапикселей не всегда плохо — современные матрицы с применёнными технологиями изоляции друг от друга пикселей, качественной системой линз и хорошей программной оптимизацией вполне способны и приемлемо фотографировать ночью, и выдавать детализированные снимки при ярком солнечном свете. Кроме того, та же «мегапиксельность» может быть полезна для съёмки видео. Часто именно такие матрицы позволяют производить съёмку в 4K с высоким fps и обеспечивают «запас» по разрешению, позволяющий качественно реализовать цифровое зумирование и цифровую стабилизацию.

Матрицы CMOS реализуются по-разному у разных производителей и постоянно дополняются всякими «технологиями», призванными бороться с характерными для данного класса устройств проблемами. Так, в огромном количестве смартфонов применяются традиционные сенсоры с технологией обратной засветки (BSI), которая позволяет снизить количество шума по сравнению с обычной CMOS-матрицей при съёмке ночью. Существуют и матрицы с названием ISOCELL — это доработанная компанией Samsung технология BSI. По сути такие сенсоры — всё те же CMOS-матрицы, но в них каждый пиксель дополнительно изолирован от соседнего, чтобы также уменьшить шумы при ночной съёмке и улучшить цветопередачу на фотографиях, сделанных при плохом освещении.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Матрицы Exmor RS у компании Sony примечательны многоярусной структурой — электронная «обвязка» пикселя находится под ним, а не рядом с ним. На таких сенсорах элементы на имеющейся площади располагаются более рационально. Также есть дополнительный белый субпиксель (схема WRGB) для увеличения яркости изображения в условиях слабой освещённости и некоторые другие особенности, помогающие производителям в создании качественных камер в смартфоне (это и скорость передачи данных на процессор, и аналог функции HDR при съёмке видео, и другие технические нюансы).

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Ещё одна разновидность CMOS — матрицы с фильтром RGBC. В отличие от обычного байеровского массива (где две зелёные ячейки, одна красная и синяя), в них присутствует, грубо говоря, «прозрачный» пиксель, лучше пропускающий на сенсор всю информацию о яркости света. Эти данные затем дополнительно используются матрицей для построения изображения.

Основные игроки на рынке, производящие сегодня большинство матриц для смартфонов — OmniVision, Sony и Samsung Определить, матрица какой фирмы установлена в вашем гаджете, можно по характерным буквам в начале названия этого компонента — OVxxxx, IMXxxx и S5Kxxx соответственно. Одни из лучших матриц, которые обычно используются в дорогих смартфонах, на данный момент выпускают Sony и Samsung, хотя есть неплохие сенсоры и у OmniVision.

Объектив: фокусное расстояние, резкость и ХА

Зачастую матрицы для смартфонов поставляются производителем уже в наборе со специально подобранным объективом. Но бывает и так, что разработчик конкретного смартфона сам решает, какое «стекло» поставить перед матрицей. Это (а также алгоритмы обработки изображения) и объясняет то, что в зависимости от модели устройства одна и та же матрица может проявлять себя совершенно по-разному.

Как и в фотокамерах, в смартфонах — пусть в уменьшенном и упрощённом варианте — объектив представляет собой не просто одно стекло, а оптическую систему из группы линз, с помощью которой достигается максимальное качество картинки при минимальных искажениях.

В целом, от качества системы линз очень сильно зависит итоговое качество картинки. Например, если перед хорошей матрицей установлена откровенно плохая линза, которая просто не способна «разрешить» сенсор, то никакого повышения детализации на снимках не окажется, сколько бы ни было много мегапикселей. Файлы изображений будут огромными по размеру с формально большим количеством пикселей, но чёткости на фотографиях от этого не прибавится.

У разных объективов резкость может существенно отличаться по всему полю кадра, также зачастую присутствует проблема хроматических аберраций (ХА). Если в смартфоне хорошая оптика, то на тестовых снимках не окажется «мыла» в углах кадра, а при съёмке, например, тонких веток деревьев в контровом свете (чёрные контуры на фоне яркого неба) не будут возникать цветовые ореолы (те самые ХА).

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

Разумеется, важные параметры в оптике — фокусное расстояние и величина диафрагмы. На данный момент в смартфонах всегда используются широкоугольные объективы, так как маленькая матрица имеет большой кроп-фактор (отношение размера матрицы смартфона к исторически «нормальному» кадру формата 35 мм в фотографии). Скажем, сверхширокоугольный 4-мм «глазок» на смартфоне по углу обзора будет примерно соответствовать объективу с фокусным расстоянием 30-мм, установленному на фотоаппарате с полнокадровым сенсором или с классической 35-мм плёнкой (можно, например, вспомнить объектив «Мир» на старых плёночных камерах).

В принципе, в плане фокусного расстояния среди смартфонов нет существенной разницы: почти все девайсы имеют широкоугольную оптику, позволяющую вместить много всего в кадр, не отходя от объектов съёмки слишком далеко. Некоторые смартфоны оснащены особенно широкоугольными объективами, с увеличенным до 135 градусов углом обзора. Такая оптика позволяет охватить большую сцену, но привносит нежелательные геометрические искажения. Например, чрезмерно широкий угол на фронтальных камерах искажает пропорции лица и вызывает эффект «рыбьего глаза».

Отметим также, что хотя большинство смартфонов сегодня обладает оптикой с фиксированным фокусным расстоянием, бывают модели пусть и с небольшим, но полноценным оптическим зумом.

Объектив: диафрагма

Ещё один важный параметр объектива — диафрагменное число (F). Эта величина обратна значению относительного отверстия объектива, то есть отношению «зрачка» к фокусному расстоянию объектива. То есть чем меньше диафрагменное число, тем  больше отверстие. Объектив пропустит больше света, матрице придётся меньше «усиливать» сигнал. А значит, при прочих равных окажется больше возможностей делать качественные снимки ночью (когда мало света) с меньшим количеством шумов.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1

От диафрагменного числа также в большой степени зависит возможность получения популярного эффекта «боке» — размытия заднего плана. На степень размытия заднего фона на снимках влияет не только диафрагма, но также размер матрицы и фокусное расстояние объектива. Если коротко, то чем больше матрица и диафрагма (меньше число F), чем длиннофокуснее объектив — тем больше возможностей сильно размыть фон при съёмке более крупного объекта. На смартфонах из-за миниатюрной матрицы и широкоугольных объективов «по-настоящему» размыть фон получается только при макросъёмке мелких предметов вроде цветка, фигурки и т.п. Сфотографировать человека в полный рост или хотя бы по пояс и при этом размыть задний план под силу только камерам с крупной матрицей и портретными объективами с большой диафрагмой. В смартфонах на данный момент размытие при съёмке больших объектов достигается только с помощью «имитации» программным образом на некоторых девайсах со «сдвоенными» камерами.

С точки зрения покупателя нужно знать, что большинство камер в смартфоне имеют значение диафрагмы f/2 и f/2.2. Некоторые камеры могут похвастаться лучшим показателем — f/1.8 и f/1.7.

Анатомия камеры смартфона. Часть 1LG G5 SE: f/1.8

Анатомия камеры смартфона. Часть 1Samsung Galaxy S7: f/1.7

Вообще снимать при полностью открытой диафрагме не всегда оптимально с точки зрения детализации снимка, но на смартфонах ввиду технических особенностей она всё равно не регулируется. Так что в контексте текущего положения дел в мире смартфонов лучше выбирать аппарат с объективом с большей диафрагмой. Такие объективы при прочих равных обеспечат лучшие возможности при ночной съёмке и способны сильнее размывать «задник» при макросъёмке.

Итоги

Итак, количество мегапикселей — всего лишь один из параметров сложной системы устройства камеры. Крайне важна модель установленной матрицы и качество оптики. Кроме того, многое зависит от конкретной реализации камеры в смартфоне определённого производителя. Некоторый выигрыш в качестве способна дать поддержка ручных настроек: например, ночью можно снимать со штатива, понизив ISO до 100 (или 50 на некоторых моделях смартфонов) с большой выдержкой. Это позволит даже с не очень хорошей матрицей получить ночные снимки с меньшим количеством шума. Кроме того, часто (но не всегда) оказывается полезной поддержка съёмки в формате RAW — сохранение снимков в виде цифровых негативов, из которых уже после съёмки можно самостоятельно «выжать» максимум качества при обработке на компьютере. В любом случае, для камеры смартфона важен не какой-то отдельно взятый параметр, а совокупность технических характеристик.

В следующей части материала разберёмся с существующими в мобильных девайсах системами фокусировки и стабилизации, рассмотрим дополнительные фишки камер, разновидности вспышек, датчиков и параметры, определяющие качество съёмки видео.

Часть 2

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

В первой части статьи мы обсудили, почему «много мегапикселей» — далеко не всегда хорошо, рассмотрели общее устройство камеры смартфона, характеристики матриц и базовые свойства оптики. В этой части разберёмся со «вспомогательными», но очень важными для качества снимков характеристиками: разновидностями автофокуса и систем стабилизации, двойными камерами, вспышками, датчиками, а также уделим внимание видеосъёмке.

Объектив и электроника: системы фокусировки

Автофокуса у основной камеры сегодня нет разве что в совсем бюджетных смартфонах, хотя среди фронтальных камер его отсутствие до сих пор не редкость. Когда камера не оснащена автофокусом, объектив устройства настроен на «бесконечность». Это позволяет фотографировать общие планы и различные объекты на большом расстоянии, но лишает возможности наводки на резкость с близкого расстояния, не говоря уже про макросъёмку.

Система автофокусировки бывает пассивная и активная. Пассивная полагается на электронику и анализ изображения, то есть по сути не оперирует расстоянием до объекта. Активная — та, которая использует различные датчики и способна измерить расстояние до объекта, чтобы правильно сфокусироваться на нём.

Итак, первая система — это «контрастный» автофокус, который есть в большинстве камер смартфонов.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Когда вы наводите камеру на человека, находящегося на фоне светлой стены, устройство обнаружит контраст, например, на границе одежды и стены, и на основе этого наведётся на резкость. При этом линзы будут двигаться туда-сюда, чтобы электроника могла сравнить контраст при их различных положениях. Как нетрудно догадаться, такая система не слишком совершенна: работает не всегда быстро, лучше подходит для съёмки статичных объектов, может ошибаться или даже отказываться работать при плохом освещении, когда в кадре нет контрастных объектов.

Активная система с помощью дополнительного «железа» вычисляет расстояние до объектов, чтобы точнее и быстрее поймать на них фокус. Например, смартфоны с фазовой системой фокусировки используют расположенные ближе к краям дополнительные датчики на матрице, чтобы проанализировать «раздвоенное» изображение объектов, постоянно подстраивая фокус таким образом, чтобы две проекции слились в единое целое (оказались в фазе).

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Данная система хороша в первую очередь высокой скоростью работы, помогает фокусироваться на быстро движущихся объектах при дневном освещении, но в то же время она может спасовать ночью.

Имплементация фазовой фокусировки может отличаться на разных смартфонах и иметь различные фирменные названия. Так, в аппаратах Apple используется технология Focus Pixels, а у Samsung — Dual Pixel. И то, и другое по сути является усовершенствованной реализацией фазовой фокусировки. Улучшение происходит за счёт увеличения количества специальных датчиков на матрице, встроенных непосредственно в пиксели сенсора. Focus Pixels подразумевает, что около 5-10% пикселей сенсора одновременно могут быть задействованы для работы фазовой фокусировки, а в системе Dual Pixel вообще все пиксели имеют дополнительные датчики и помогают лучше работать автофокусу.

Смартфон с лазерной фокусировкой имеет рядом с объективом камеры излучатель, который освещает объект. Затем расположенный рядом сенсор измеряет расстояние на основе времени поступления отражённого лазерного луча.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Есть у этой системы существенное «но»: лазерный автофокус работает только на близких расстояниях, плюс-минус пара метров, а при фокусировке на далеко расположенных объектах смартфон всё равно переключится в стандартный режим контрастного или фазового фокуса.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2ASUS ZenFone 3 обладает гибридной системой автофокуса, способной работать в следящем режиме и использовать как контрастный метод наводки на резкость, так и фазовую технологию.

Объектив и электроника: стабилизация

Фотолюбители знают, что избежать смазанных фотографий можно за счёт съёмки на коротких выдержках. Но в таком случае автоматике камеры необходимо повысить чувствительность ISO, а это приведёт к увеличению цифрового шума. В противном случае фотографу придётся отказаться от этой затеи и просто воспользоваться штативом. Однако есть и третий способ решения проблемы: оптическая (OIS) или цифровая (EIS) стабилизация.

У камеры с OIS система физически смещает линзы в противофазе движениями при тряске, ориентируясь на показания специальных гироскопов.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Оптическая стабилизация позволяет использовать более длинные выдержки при съёмке с рук, а значит — избежать смазывания и уменьшить количество шума при фотографировании в условиях слабого освещения. Конечно, возможности такой системы не безграничны. Например, при очень длинной выдержке она всё равно не заменит штатив. Но при обычной динамичной съёмке в темноте она допускает увеличение экспозиции на пару стопов.

samsung-galaxy-a5-2016-1В Samsung Galaxy A5 (2016) есть оптическая стабилизация (OIS).

Всё вышесказанное относится исключительно к фотографии. Для съёмки видео в большинстве смартфонов применяется цифровая стабилизация. Во время видеозаписи задействуется не вся, а лишь центральная часть матрицы камеры, поэтому пиксели вокруг рамок этого прямоугольника видеокадра используются как «буферная» зона для подстраховки на случай тряски, что позволяет электронике вкупе с анализом дрожания камеры восстановить выпадающую из-за тряски визуальную информацию за видимыми рамками кадра.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Цифровая стабилизация в современных дорогих смартфонах весьма эффективна, не привносит искажений и в целом не портит качество записи видеоматериала.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2В смартфонах Google Pixel для видеозаписи используется цифровая стабилизация (EIS).

Разумеется, EIS, как и OIS, спасёт лишь от дрожи рук и несильных колебаний камеры, но не будет работать как операторский кран на съёмке блокбастера, а также не сильно поможет в случае сильной тряски.

Увидеть, как работает оптическая стабилизация в смартфоне, можно на примере «старичка» LG G2 в видеоролике.

Объектив: угол обзора и зум

В первой части статьи мы упомянули про фокусное расстояние объективов и диафрагму. Сегодня рассмотрим «стёкла» с потребительской точки зрения, так как производители редко указывают полные характеристики, делая упор на то, что действительно важно. Среди новых смартфонов часто встречаются модели с рекламируемым расширенным углом обзора, равным, например, небывалым ранее среди таких гаджетов 135 градусам. Это означает, что в кадр при съёмке на такой сверхширокоугольник можно будет уместить больше объектов (захватить больше пространства), не отходя от них. Однако стоит учитывать, что чем больше угол обзора, тем больше геометрические искажения — бочкообразные, «гнутые» линии и эффект «рыбьего глаза». Они особенно явно видны на крупных планах, скажем, лицах на селфи.

Если же перед вами не стоит задача уместить побольше всего в кадр, а наоборот, нужно приблизить предмет, не подходя к нему ближе — на помощь придёт зум. В большинстве смартфонов «приближение» реализовано цифровым способом и работает относительно неплохо лишь на дорогих аппаратах с большим количеством мегапикселей. По сути, картинка просто вырезается из середины кадра за счёт использования запаса мегапикселей матрицы. При этом чёткость и качество получаемого снимка, как правило, заметно снижаются, а поле зрения камеры, соответственно, сужается.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2У «старичка» Samsung Galaxy K Zoom объектив выезжал вперёд, как у цифрокомпакта.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2В ASUS ZenFone Zoom зум «уложен» внутрь корпуса в горизонтальном положении.

Полноценный же зум, позволяющий снять объект крупнее без потери качества, есть только в редких моделях специализированных смартфонов, и то чаще всего речь идёт лишь о двух-трёхкратном увеличении.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2ASUS ZenFone Zoom обладает трёхкратным оптическим зумом.

Двойные камеры

Учитывая, что в компактный корпус смартфона проблематично установить серьёзный фикс-объектив с большим фокусным расстоянием или со сложной системой зумирования, производители пошли другим путём. Во многих новинках стали появляться «сдвоенные» камеры. При внешней схожести они могут выполнять совершенно разные функции, о чём ранее мы подробно писали в отдельной статье.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Вкратце напомним, что, например, в iPhone 7 вторая камера имеет более длинное фокусное расстояние, чем первая. Такое решение позволяет выбирать между съёмкой с широким углом обзора на основную камеру или с «приближением» на вторую. Кроме того, вторая камера в iPhone 7 и в большинстве других смартфонов может использоваться для получения эффекта боке или, проще говоря, для сильного размытия фона при съёмке средних планов, таких как поясной портрет.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Также «двустволки» в смартфонах применяются для улучшения качества фотографий. Скажем, в Huawei P9 одна камера имеет отдельный сенсор для цветных снимков, а вторая — для монохромных. Датчик с диодами без цветового фильтра (см. подробнее об устройстве матрицы в предыдущем материале) в теории способен захватить больше деталей и нюансов изображения, так как собирает только информацию об интенсивности света и не «страдает» от цветовых фильтров. Соответственно, в режиме улучшенного качества объединяются полезные данные сразу с двух камер с их двумя отдельными сенсорами.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2«Двустволка» в Huawei P9 разрабатывалась совместно с Leica.

Датчик цвета

В отличие от нас, камера смартфона не может изначально «знать», какой цвет должны иметь те или иные предметы окружающего мира, поэтому зачастую запечатлевает снег излишне синего оттенка или наоборот, окрашивает его в жёлтый. Также камерам порой трудно угадать цвета во время съёмки в помещениях со смешанным освещением, когда одновременно присутствуют и белые лампы дневного света, и жёлтые диодные с несовпадающими цветовыми температурами.

Сейчас в продаже можно найти модели смартфонов, в которых установлены отдельные RGB-датчики, например, LG G5. Датчик в реальном времени мониторит освещение и подсказывает камере, как правильно выставить баланс белого даже в полутьме, чтобы цветопередача на снимках была максимально естественной.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Вспышки

Самые яркие вспышки — ксеноновые. Такие используются в фотоаппаратах, а раньше встречались в некоторых камерофонах. В современные смартфоны их не ставят из-за дороговизны, сильного расхода аккумулятора и риска перегрева.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2В Nokia Lumia 1020, выпущенном в 2013 году, была ксеноновая вспышка.

Чаще всего сегодня применяются светодиодные вспышки (LED) — либо простые одинарные, либо двойные (их названия могут варьироваться в зависимости от производителя). Последние обычно отличаются от первых вовсе не «дальнобойностью», а тем, что используют два диода с разными цветовыми температурами. Это позволяет улучшить цветопередачу и снижает вероятность пересвечивания снимков.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2В Moto X Play двухтоновая вспышка называется Dual CCT flash (Color Correlated Temperature).

Анатомия камеры смартфона. Часть 2У Apple технология называется True Tone: в iPhone 6 она предполагала два диода, в новых iPhone 7 — целых четыре (для увеличения яркости).

Если абстрагироваться от маркетинга, то, строго говоря, все вспышки в смартфонах не слишком яркие и способны осветить лишь небольшой объект на расстоянии до полутора-двух метров. Поэтому, какой бы ни была вспышка, в большинстве случаев из-за своих малых размеров и направленности только вперёд она всё равно пригодится лишь для «технической» съёмки, когда нужно чётко и качественно сфотографировать какую-нибудь деталь в авто посреди ночи, запечатлеть страницу документа либо попросту воспользоваться ей как фонариком.

Видеосъёмка

Говоря о съёмке видео, в качестве главной характеристики называют разрешение ролика. Например, HD — это 1280 на 720 точек, Full HD — 1920 на 1080 и 4K — 3840 на 2160. Однако так же, как и «мегапиксельность» при фотографировании, высокое разрешение вовсе не обязательно означает выдающийся результат. На видеосъёмку, как и на фото, влияют все ранее перечисленные параметры, матрица и качество объектива. Но помимо этого видеосъёмка на современных смартфонах сильно зависит от скорости центрального процессора гаджета. Дело в том, что кроме разрешения (HD, Full HD, 4K) у видео есть известный многим параметр fps (количество кадров в секунду), а также битрейт. Число fps обусловливает плавность видео (чем больше число, тем более плавным будет видео). От величины битрейта при записи зависит качество картинки, которое будет «запаковано» внутрь обозначенного разрешения, неважно, Full HD это или 4K.

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Записывать видео одновременно с высоким битрейтом, с высоким FPS и в 4K-разрешении способны лишь смартфоны с мощным процессором, так как они должны обсчитывать параметры для каждого из миллионов пикселей.

Бывает и так, что установленный в гаджете модуль камеры поддерживает более качественную съёмку видео, но из-за ограничений процессора производителю приходится искусственно снижать настройки изображения. Кроме того, если смартфон планируется использовать для видеосъёмки, стоит избегать девайсов, склонных к перегреву и троттлингу — такие устройства попросту не дадут долго снимать видео и будут отключать камеру после 15-20 минут видеозаписи.

Выявить нехватку мощностей для качественного кодирования видео получится путём тестовой съёмки в максимальном разрешении (4K) с максимальными настройками качества в полутьме. Если на видео fps резко снижается, значит, мощности «железа» не хватает для полноценной съёмки в сложных условиях. Придётся понижать разрешение либо вовсе отказаться от покупки такого гаджета.

Производители обычно не указывают битрейт, с которым смартфоны записывают видео, но узнать его можно самостоятельно, заглянув в свойства файлов оригиналов тестовых записей (заодно стоит выяснить, с каким битрейтом идёт запись звука).

Анатомия камеры смартфона. Часть 2

Вообще скорость видеопотока при записи видео производители, конечно, устанавливают оптимальную, отталкиваясь от реальных возможностей платформы аппарата, и его обычно нельзя поменять. Тем не менее на некоторых смартфонах при установке сторонних приложений, скажем, Snap Camera HDR, есть возможность выйти за рамки заводских настроек и попробовать постепенно увеличивать битрейт, подбирая значения, которые сможет «переварить» ваш гаджет. При увеличении значений качество картинки становится выше, уменьшается количество артефактов на изображении (например, по контуру мелких объектов на контрастном фоне). Однако при этом нередко проседает fps, а камера и вовсе может отказаться работать при завышенных настройках.

Итоги

Смартфоны сегодня почти полностью вытеснили любительские point-and-shoot камеры. Они отлично справляются с фотографированием и записью видео для личных архивов, блогов и социальных сетей, подходят для документирования и даже творческой работы. Конечно, есть объективные ограничения, связанные с габаритами смартфонов, из-за чего в них невозможно установить большую матрицу или сложную оптику, но многое сегодня «вытягивают» новые технологии и программная обработка. Так что, зная базовые параметры камер, оценив аппаратную начинку гаджета и проверив тестовые снимки приглянувшегося девайса, можно сделать осознанный выбор. И если с самого начала не возлагать на смартфоны лишних надежд и понимать сильные и слабые стороны таких устройств, он не разочарует.

Автор текста: Антон Копнов

Источник

Грач против Бородавочника. Штурмовики Су-25 и А-10 – взгляд из окопа

Немногие армии мира могут позволить себе такую роскошь, как штурмовик.
Например из союзников по НАТО Тандерболт-2 хотели приобрести Германия, Англия и Бельгия, так же облизывались на него японцы, корейцы и автралийцы… Но все в итоге, посчитав что он слишком дорог, отказались, ограничившись истребителями-бомбардировщиками и многофункциональными истребителями.
Обладателей Су-25 значительно больше, но если убрать из списка всех халявщиков из бывших союзников и республик Советского Союза, получивших самолет за бесценок от СССР… то в принципе – картина та же. Исключение – Конго купившее “сушки” в 1999 году и сегодняшний Ирак.
В целом, даже для богатых стран, специализированный самолет-штурмовик, как оказалось – дорогое удовольствие. Ни монархии Персидского залива, привыкшие сорить деньгами на военные игрушки, ни даже стремительно наращивающий силу Китай – таких самолетов не имеют. Ну с Китаем вопрос отдельный – там роль эрзац штурмовиков могут играть многочисленные клоны МиГов семнадцатых (J-5), девятнадцатых (J-6) и иже с ними, а людские ресурсы почти безграничны… избыток мужского населения надо куда-то девать.
В общем, серьезных армий, могущих себе позволить штурмовики, сейчас в мире сейчас две – американская и наша. А представляют противоборствующие стороны соответственно A-10 Thunderbolt II (о котором я подробно писал тут) и Су-25.

У многих рождается закономерный вопрос – «Кто же из них круче лучше? Апологеты Запада, сразу скажут, что А-10 круче, потому что у него есть мононхромный экран в кабине берет больше и летит дальше.
Патриоты скажут, что Су-25 более скоростной и живучий. Давайте попробуем рассмотреть плюсы каждого самолета в отдельности и взглянуть пристальнее.
Но сперва немножко истории – как появились обе машины.

Хронология создания

США
1966 год открытие ВВС программы A-X(Attack eXperimental — ударный экспериментальный)
Март 1967 года – объявлен конкурс на проектирование относительно недорогого бронированного штурмовика. Участвует 21 авиастроительная фирма
Май 1970 – подняты в воздух два прототипа (YA-9A и YA-10A – финалисты конкурса)

Октябрь 1972 года – начало сравнительных испытаний
Январь 1973 года – победа в конкурсе YA-10A от Fairchild Republic. Заключен контракт (159 млн долларов) на производство 10 предсерийных самолётов.
Февраль 1975 года – полет первого предсерийного самолета
Сентябрь 1975 года – первый полет с пушкой GAU-8/A
Октябрь 1975 года – полет первого серийного A-10A
Март 1976 года – самолеты начали поступать в войска (на авиабазу Девис-Монтен)
1977 год – достижение боеготовности и принятие на вооружение ВВС США

СССР
Май 1968 года – начало инициативного проектирования в ОКБ Сухого, принятие облика генеральным конструктором П.О.Сухим. Тогда самолёт ещё носил название “самолёт поля боя” (СПБ).
Конец 1968 года – начало продувок в ЦАГИ
Март 1969 года – конкурс на лёгкий штурмовик. Участвовали: Т-8 (с двумя 2 х АИ-25Т), Як-25ЛШ, Ил-42, МиГ-21ЛШ
Конец 1969 года – победа Т-8, требование военных 1200 км/ч
Лето 1970 года – проработка проекта, создание документации
Конец 1971 года – финализация облика, договорились с военными о максимальной скорости в 1000 км/ч
Январь 1972 года – закрепление облика Т-8, начало макетных работ
Сентябрь 1972 года – утверждение макета и комплекта документации у заказчика, начало постройки опытного самолёта
Февраль 1975 года – полёт первого прототипа (Т-8-1)
Лето 1976 года – обновленные прототипы (Т-8-1Д и Т-8-2Д) с двигателями Р-95Ш
Июль 1976 года – получение наименования “Су-25” и начало подготовки к серийному производству
Июнь 1979 года – полет первой серийной машины (Т-8-3)
Март 1981 год – окончены ГСИ и самолет рекомендован к принятию на вооружение
Апрель 1981 года – самолет начал поступать в строевые части
Июнь 1981 года – начало применения Су-25 в Афганистане
1987 год – официальное принятие на вооружение

Проект СПБ (Самолет поля боя) ОКБ Сухого

Сравнение на бумаге

Тактико-технические характеристики самолетов пришлось собирать долго и упорно, ибо ни в одном источнике они не бились.
ТТХ А-10 в рунете (с максимальной скоростью в 834 км/ч ) – это вообще нечто, имеющее в истоках старую советскую брощюру 1976 года. Короче как с той пушкой GAU-8 и массой ее снарядов, везде в рунете (кроме мого поста о ней в svbr) публикуемой неверно. А вычислил я это, считая варианты боевой нагрузки – с имеющейся массой нихрена не билось.
Потому пришлось полазить по сайтам супостатов, в ходе чего я даже нашел 500 страничное РЛЭ мануал для А-10.


Короче итогом всего этого стали пост про А-10 и такая табличка:


Преимущества “Бородавочника”

Радиус действия и боевая нагрузка

И действительно, А-10 “берет” больше
Максимальная боевая нагрузка А-10 – 7260 кг, плюс боекомплект пушки (1350 снарядов) – 933,4 кг.
Максимальная боевая нагрузка Су-25 – 4400 кг, боекомплект пушки (250 снарядов) – 340 кг.
И летит дальше:
Тандерболт-2 имеет больший радиус действия — от 460 км с нормальной нагрузкой (в миссиях “непосредственная поддержка”) до 800 км налегке (в миссиях “воздушная разведка”).
У Грача же боевой радиус 250-300 км.

Во многом из-за того, что двигатели Тандерболта экономичнее.
Стендовый расход TF34-GE-100 – 0,37 кг/кгс·ч, у Р-95Ш – 0,86 кг/кгс·ч.
Тут любители американской техники в воздух чепчики бросают и радуются – “Грач в два с половиной раза прожорливее”.

Почему так?
Во-первых движки Тандерболта двухконтурные (на Граче – одноконтурные), а во вторых – двигатель Су-25 более неприхотлив и всеяден (например, он может вместо авиационного керосина кушать… дизтопливо), что само собой, не идет на пользу топливной эффективности, но расширяет возможности применения самолета.
И так же следует помнить, что часовой расход топлива, не есть километровый расход (ибо скорости самолетов различаются, и на крейсерской скорости тот же Су-25 пролетает за час на 190 км больше).

К дополнительному плюсу А-10 можно отнести наличие системы дозаправки топливом в воздухе, которая еще более расширяет его возможный радиус действия.

Дозаправка топливом от воздушного танкера KC-135

Отдельная мотогондола двигателя

Дает плюсы при модернизации самолета – новая силовая установка от размеров мотогондолы не зависит, можно воктнуть, что нужно. Так же, вероятно, такое расположение двигателя дает возможность возможность его быстрой замены при повреждении.

Хороший обзор из кабины

Форма носовой части бородавочника и фонарь кабины обеспечивают летчику хороший обзор, что дает лучшую ситуативную осведомленность.
Но не решает проблем с поиском целей невооруженным глазом, таких же как и у летчика Су-25.
Об этом подробнее – ниже.

Превосходство “Грача”

Скорость и маневренность

Тут вперед выходит Су-25.
Крейсерская скорость “Бородавочника” (560 км/ч) почти в полтора раза меньше скорости “Грача” (750 км/ч).
Максимальная, соответственно – 722 км/ч против 950 км/ч.
По вертикальной маневренности, тяговооруженности (0,47 против 0,37) и скороподъемности (60 м/с против 30 м/с) Су-25 тоже превосходит американца.
При этом в горизонтальной маневренности американец должен быть лучше – за счет большей площади крыла и меньшей скорости на вираже. Хотя, к примеру, летчики пилотажной группы “Небесные гусары”, пилотировавшие А-10А, говорили, что разворот с креном больше 45 градусов у А-10А идет с потерей скорости, чего не скажешь о Су-25.
Летчик-испытатель, Герой России Магомед Толбоев, летавший на А-10 подтверждает их слова:

“Су-25 более маневренный, у него нет ограничений как у А-10. К примеру, наш самолет может полностью выполнять сложный пилотаж, а «американец» не может, у него ограниченные углы тангажа и углы крена, вписаться в каньон А-10 не может, а Су-25 может…”

Живучесть

Принято считать, что живучесть у них примерно равная. Но все же «Грач» более живуч.
А Афганистане штурмовикам приходилось работать в очень суровых условиях. Помимо всем известных поставленных террористам американских ПЗРК «Стингер»… в горах Афганистана Су-25 встретили интенсивное огневое воздействие. Стрелковка, крупнокалиберные пулеметы, МЗА… причем «Грачей» зачастую одновременно обстреливали не только снизу, но и сбоку, сзади и даже… сверху!
Хотелось бы посмотреть на А-10 в таких передрягах (с его большим фонарем кабины с “отличным обзором”), а не в условиях преимущественно равнинного Ирака.

Оба бронированы, но конструктивно… бронекабина А-10А из титановых панелей скрепленных болтами (которые сами становятся вторичными элементами поражения при прямом попадании), у Су-25 – сварная титановая “ванна”; тяги управления на А-10А – тросовые, на Су-25 – титановые (в хвостовой части фюзеляжа из жаропрочной стали), выдерживающие попадания крупнокалиберных пуль. Двигатели тоже разнесены у обоих, но у Су-25 между двигателями фюзеляж и бронепанель, у А-10 – воздух.

При этом «Су-25» геометрически меньше, что несколько снижает вероятность попадания по нему из стрелковки и МЗА.

Гибкость базирования

Грач менее требователен к аэродрому.
Длина разбега/пробега Су-25: на бетонной ВПП – 550/400 м (на грунте – 900/650 м). При необходимости – он может взлетать и садиться с грунтовых ВПП (тогда как у А-10 заявлена только посадка на траву).
Длина разбега/пробега А-10: 1220/610 м.

Грачу не нужен специальный комплекс для перезарядки пушки, в отличие от А-10.

Специальный комплекс ALS (Ammunition Loading System) для перезарядки GAU-8

И самое интересное.
Летчикам Су-25 не нужен холодильник с Кока-колой! Шучу Двигатель “Грача” Р-95, который хают за “прожорливость” (стендовый расход 0,88 кг/час против 0,37 кг/час у американца)… гораздо более неприхотлив и всеяден. Дело в том, что двигатель Су-25 можно заправлять… дизтопливом!
Сделано это было, чтобы Су-25, действующие вместе с наступающими частями (либо с “аэродромов подскподскока”, подготовленных площадок), могли при необходимости заправляться у тех же танкистов.

Стоимость

Цена одного А-10 – 4,1 млн.$ в ценах 1977 года, или 16,25 млн.$ в ценах 2014 года (это цена внутренняя для американцев, т.к. А-10 на экспорт не поставлялся).
Стоимость Су-25 установить сложно (ибо давно снят с производства)… Принято считать (в большинстве источников я встречал именно эту цифру), что стоимость одного Су-25 – 3 млн. $ (в ценах 2000-х годов).
Так же встречал оценку, что Су-25 был вчетверо дешевле А-10 (что примерно сходиться с вышеприведенными цифрами). Ее предлагаю и принять.

Взгляд из окопа

Если перейти от бумаги к конкретным оврагам, т.е. от сравнения циферок к боевым реалиям, то картина получается интереснее.

Я сейчас для многих крамольную вещь скажу, но вы не спешите кидаться помидорами стрелять – дочитайте до конца.
Солидная боевая нагрузка А-10, в общем-то бессмысленна. Ибо работа штурмовика это «появился – расчесал противника – свалил», пока он не очухался и не организовал ПВО.
Штурмовик должен поразить свою цель с первого, максимум со второго захода. В третий и другие заходы эффект неожиданности уже утрачен, непораженные «цели» попрячутся, а те, которые не хотят прятаться – приготовят ПЗРК, крупнокалиберные пулеметы и другие, неприятные для любого самолета штуки. А еще и могут прилететь вражеские истребители, вызванные на подмогу.
И для этих одного-двух (ну трех) заходов – семь тонн боевой нагрузки А-10 избыточны, не успеет он все вывалить адресно по целям.

Аналогичная ситуация с пушкой, имеющей огромный темп стрельбы на бумаге, но позволяющей стрелять только короткими очередями продолжительностью в одну секунду (максимум – две). За один заход Бородавочник может позволить себе одну очередь, а затем минута охлаждения стволов.
Секундная очередь ГАУ-8 это 65 снарядов. За два захода максимальный расход боеприпасов – 130 шт., за три – 195 шт. В итоге из боекомплекта в 1350 снарядов остается 1155 неиспользованных снарядов. Если даже лупить двухсекундными очередями (расход 130 шт / сек), то после трех заходов остается 960 снарядов. Даже в этом случае 71% (а реально – 83%) боекомплекта пушки по сути не нужен и избыточен. Что, кстати подтверждается той же “Бурей в пустыне”, фактический расход снарядов составил 121 шт. за вылет.
Ну да ладно, запас карман не тянет – оставим ему, чтобы по пути вертолеты сбивал надо же куда-то утилизировать ненужный американцам обедненный уран 238.

Хорошо, скажете вы – мы можем не брать полную боевую нагрузку (возьмем столько же, сколько и Грач), а залить побольше топлива и даже прихватить еще пару-тройку ПТБ (подвесных топливных баков), серьезно увеличив радиус действия и время пребывания в воздухе. Но в большом боевом радиусе А-10 кроется другая закавыка.
Больший радиус действия имеет неприятную для дозвукового самолета оборотную сторону. Чем выше дальность полета – тем дальше аэродром от места боя, соответственно – лететь на помощь своим войскам придется дольше. Ладно, если штурмовик в это время барражирует в районе “передовой”… а если это вылет по экстренному запросу с земли?
Одно дело лететь на 300 километров со скоростью 750 км/ч (вылет Су-25), и совершенно другое лететь на 1000 км (а примерно на столько и даже чуть дальше можно утащить А-10 с 4 тоннами боевой нагрузки полными баками и парой ПТБ) со скоростью 560 км/ч. В первом случае сухопутное подразделение, прижатое огнем, будет ждать штурмовик 24 минуты, а во втором 1 час 47 минут. Что называется – почувствуйте разницу (с).
А зону ответственности штурмовикам товарищи военные будут “нарезать” на карте сообразно радиусу действия. И горе тем американским пехотинцам, подразделения которых придутся на края радиуса.

Но, мы забыли, что американский штурмовик с кучей топлива (и возможностью дозаправки топливом в воздухе) может долго «висеть» над передовой, в готовности отработать по вызову с земли. Тут, правда, все равно сохраняется проблема вызова с другого края большой зоны ответственности… Но может и повезти – и вызовут ребята атакованные где-нибудь рядом.
Топливо и моторессурс правда придется переводить зря, но это не самое страшное. Есть другое серьезное НО. Этот сценарий плохо подходит для войны с равнозначным противником, имеющим фронтовые истребители, самолеты ДРЛО, дальнобойные ЗРК и загоризонтные РЛС в зоне боевых действий. С таким противником повисеть над передовой в «ожидании звонка» не получится.
Вот и получается, что бумажное вроде бы серьезное преимущество – практически обнуляется реальной жизнью. Возможности А-10 по дальности и боевой нагрузке – представляются избыточными. Это как с забиванием гвоздя (уничтожения важной точечной цели на передовой) микроскопом… Можно взять обычный молоток (Су-25), а можно кувалду (А-10). Результат один, а трудозатраты выше.

При этом всем стоит помнить, что Су-25 значительно дешевле. На цену одного А-10 можно купить 4 Су-25, которыми можно закрыть ту же (если не большую) зону ответсвенности с гораздо более высокой скоростью реагирования.
А теперь, давайте подумаем, что для штурмовика самое важное.
Штурмовик должен а) точно и быстро поразить цель, б) выбраться из под огня живым.

По первому пункту у обоих самолетов есть проблемы (и даже у их сегодняшних модификаций А-10С и Су-25СМ). Без предварительного качественного целеуказания с земли или беспилотника обнаружить и поразить цель с первого захода зачастую невозможно.
А у сравниваемых нами А-10А и Су-25 с этим все еще хуже, поскольку нормального прицельного комплекса не было (об этом и проблемах, с которыми столкнулись в Ираке – тут).
Ни оптико-электронного прицела (для ракет с ТВ-наведением пилот А-10 осуществлял поиск цели на монохромном экранчике убогого разрешения через головку самонаведения ракеты с узким полем зрения), ни РЛС штурмовики не несли. Правда “Грач” при этом имел свой лазерный дальномер-целеуказатель «Клен-ПС», с помощью которого мог применять управляемые ракеты класса “воздух-поверхность” с лазерными ГСН (С-25Л, Х-25МЛ, Х-29Л). “Бородавочник” же бомбы с лазерным наведением мог применять только при внешней подсветке целей лазером.

Пуск управляемой ракеты Х-25МЛ с штурмовика Су-25

По второму пункту (“выбраться из под огня живым”) преимущество однозначно у Су-25. Во-первых, вследствие более высокой живучести. А во-вторых, вследствие гораздо более высокой максимальной скорости и лучших разгонных характеристик.

А сейчас, к примеру, на Су-25СМ3 у нас еще и устанавливается комплекс индивидуальной защиты “Витебск”.

Разный подход

Пока писал эту статью, мне вспомнился один эпизод из фильма “Snatch”.

В данном случае – более здоровый и тяжелый А-10А (со смертельным ударом™) у меня прочно ассоциируется с роскошным Джоржем, а маленький и жилистый цыган Микки – с Су-25.

Вроде бы самолеты одного класса, а начинаешь разбираться и понимаешь, что на самом деле машины очень разные. А отличия их обусловлены разным подходом и концепциями применения.
“Тандерболт” это скорее такой защищенный летающий “истребитель танков”, заточенный на долгое время пребывания в воздухе и свободную охоту. Мощный и тяжелонагруженный, тащущий на себе кучу боеприпасов на все случаи жизни. Его комплекс вооружения (сверхмощная пушка GAU-8/A и управляемые ракеты AGM-65 “Мейверик”) в первую очередь был “заточен” на атаку танков, для нивелирование советского танкового преимущества на земле (наметившегося в конце 60-х и оформившегося в 70-х годах ХХ века), а уже затем – на непосредственную поддержку войск.

“Грач” же создавался, как рабочая лошадка для пекла. Как выносливый, дешевый и неприхотливый самолет для войны, который должен был решать задачу поддержки сухопутных войск “дешево и сердито”, подходя максимально близко к противнику и обрабатывая его бомбами, НУРСами и пушкой… А в отдельных случаях ракетами с лазерной ГСН уничтожать точечные цели.

Как видим сегодня – идея “самолета вокруг пушки” себя не оправдала (особенно учитывая, что подавляющее большинство целей А-10А уничтожил ракетами “Мейверик”), и в следующей модификации А-10С ушел на высоту, получив прицельные контейнеры в качестве “глаз” и высокоточное оружие в качестве “длинной руки” и сохранив атавизмы в виде пушки и брони.
А концепция дистанционной войны и сокращения потерь фактически выдавила его из “штурмовиков” в нишу истребителей-бомбардировщиков, чем на мой взгляд во многом и обусловлены его сегодняшние проблемы. Хотя иногда Бородавочник “принимается за старое” и утюжит наземные цели (желательно побеззащитнее)… но все же, похоже, что американцы всерьез намерены снова похоронить штурмовик как класс.

Наши же отказываться от Су-25 не намерены. Не так давно была открыта ОКР “Шершень” на новый перспективный штурмовик, а затем заговорили и о программе ПАК ША. Правда в конце-концов, изучив возможности модернизированного Су-25СМ3, военные вроде как пока решили отказаться от новой платформы, и отжать до суха потенциал старичка Су-25, модернизируя все оставшиеся в ВВС машины по программе СМ3. Может быть даже производство Су-25 развернули бы снова, если бы завод по их производству не остался после развала СССР в Грузии, а Улан-Удэнский авиационный завод (выпускавший в свое время Су-25УБ, Су-25УТГ и планирующий выпускать Су-25ТМ) производство Су-25 уже свернул.
Не смотря на звучащие периодически бредовые мысли по замене Су-25 легким штурмовиком на базе Як-130 – наши военные от штурмовиков отказываться не собираются. И даст бог, вскоре мы увидим замену старому доброму Грачу.

Как ни стараются военные фантазеры избавить поле боя от обычного солдата… пока наступления этих времен не видать. Нет, в отдельных случаях можно сражаться роботами, но это решение очень “нишевое” и не для серьезной войны.
В масштабной войне с сопоставимым противником все эти сегодняшние дорогие свистелки-перделки быстро уйдут в прошлое. Ибо тот кто будет наносить удары высокоточными ракетами/бомбами ценой в 100000 $ и выше по ДОТам себестоимостью 50000 руб и 60 человекочасов чаботы – обречен. Потому все эти разговоры о высокоточном оружии, замене штурмовиков на беспилотники, самолетах 6-го, 7-го и 8-го поколения, “сетецентрической войне” и прочих радостях при серьезной и масштабной заварухе быстро прекратятся. А на поле боя снова придется вернуться штурмовикам, места в кабинах которых придется занять Иванам да Джонам…

Источник

АК vs AR. Часть II

По логике, стоило бы начать с обсуждения достоинств и недостатков советского 5.45х39 и американского 5.56х45 патронов, но это отдельная тема, поэтому ограничусь констатацией факта. Отечественный слабее по мощности при вылете из ствола, но это не является его недостатком. Наоборот, меньше мощность — меньше отдача оружия, выше кучность при стрельбе очередями, при этом по пробиваемости наш патрон до сих пор остается недосягаем ни для американских, ни для европейских конструкторов.

 

Магазинный аспект
В отличие от самой винтовки M16, насыщенной мелкими деталями, ее магазин удивляет простотой формы до такой степени, что в спешке его можно вставить в оружие вверх ногами (см. тезис о защите от дурака в первой части).Бросается в глаза отсутствие накладок, усиливающих загибы магазина M16, хотя они есть в магазинах АК и штурмгевера. Неусиленный загиб более чувствителен к механическому воздействию, а значит, из-за его деформации не будет обеспечена стабильность линии подачи патрона в патронник.
Ларчик просто открывается. Эти магазины должны были быть одноразовыми и поставляться в полиэтиленовой упаковке. Боец должен был срывать эту упаковку (зубами?) и после отстрела магазина (всего или частично) выбрасывать его. Принцип, отлично работающий для одноразовой посуды, не устроил американского заказчика. Одноразовыми магазины не стали, но и в плане изменения конструкции ничего не произошло. Разумеется, это не замедлило сказаться на надежности. 

Стенки магазина M16 усилены двумя вертикальными выштампованными ребрами жесткости, которые, кроме того, служат для уменьшения трения патронов о стенки магазина. Вот только жесткость, которую они должны обеспечивать, совсем недостаточна для надежной работы.

Вот это схема распределения сил внутри обычного магазина:

Усилие подающей пружины проходит через один вертикальный ряд патронов. С одной стороны, оно должно быть достаточным, чтобы поднять всю его массу. С другой, слишком мощная пружина затруднит снаряжение, а верхний патрон будет настолько сильно прижиматься к загибу, что энергии наката затвора может не хватить чтобы надежно подать его из магазина в патронник.

Добавим энтропии — наступим на магазин ногой. Его стенки сблизятся, между патронами одного вертикального ряда появятся промежутки:

Усилие подающей пружины будет подаваться на верхний патрон через один по касательной, появится сила, давящая на стенки магазина. В зависимости от степени и качества загрязненности (добавим еще энтропии) между патроном и корпусом магазина из-за трения появится составляющая, направленная против усилия подачи пружины.

Для того, чтобы патроны разошлись, достаточно смещения боковых стенок или налипания мусора на них примерно на 1 мм. То есть на незначительное изменение системы будет получен скачкообразный результат.

К чему это приведет? Если даже патроны и не заклинит, а для этого нужно уж очень постараться залить магазин грязью или засыпать пылью, замедлится подача патрона на линию досылания. В результате затвор при накате просто не успеет захватить очередной патрон, потому что он еще не поднялся до уровня подачи.

Пластиковые магазины имеют лучшую упругость, поэтому они просто восстановят свою форму или сломаются, если на них как следует надавить. Но когда внутрь попадет много грязи, то произойдет тот же самый эффект. Такая беда равновероятна для магазинов обоих автоматов. Но давайте посмотрим на их конструкцию внутри. В M16 затвор в откате проскальзывает над верхним патроном магазина. В АК затвор при откате досылателем нажимает на него, притапливая весь ряд вниз:

При этом грязь и мусор стряхиваются, уменьшая вероятность ее критического накопления в одной точке, что на порядок повышает надежность работы магазина.

Пристегиваем магазин
Вот вы говорите «эргономика», «эргономика». Давайте пристегнем магазин к автомату Калашникова. Для этого нужно сделать два движения. Поймать зацепом магазина передний край приемного окна и повернуть его до срабатывания защелки.Срабатывание защелки будет не только слышно, но и ощутимо тактильно. «Чок!» — как говорил Михаил Тимофеевич. Это обеспечивается достаточно сильной пружиной защелки и большим ее рабочим ходом. Сам магазин работает как рычаг, поэтому большого усилия для срабатывания прилагать не требуется. Такое движение одинаково для любых ситуаций при работе с автоматом и для пользователей любого уровня. Спортсмен, спецназовец, простой пехотинец или ребенок с игрушкой будут делать это движение совершенно одинаково.А теперь будем присоединять магазин к автомату Стоунера. В отличие от АК, в два движения никак не получится. А в одно тем более. Хотя, на первый взгляд, именно так это и должно происходить. Для этого нужно, не глядя, попасть магазином в окно шахты, то есть точно совместить наружный периметр магазина и внутренний приемного окна. Такая точность достигается упорными тренировками в ситуациях, далеких от стрессовых. В жизни приходится перезаряжать оружие и сидя и лежа и боком, а тут навыки плохо помогают. Поэтому вход в шахту сделан не под прямым углом, а с небольшим скосом. Это увеличивает размер приемного окна, облегчает попадание в него углом магазина, но добавляет еще одно движение — доворот до перпендикуляра, чтобы магазин начал свое движение в шахте.

Таким образом, первое действие равноценно при манипуляции с автоматом Калашникова. Хорошо, поймали окно, довернули магазин, протолкнули его в шахту. Всё? Нет, «всё» еще только начинается. Защелка магазина зело соплива по длине срабатывания — всего два миллиметра.

Срабатывает она в выштампованное отверстие в стенке магазина, через которое внутрь просачивается энтропия грязь.

Если эта грязь не провалилась внутрь магазина, а, скажем, засохла или явилась в виде щепочки или камушка, то защелка ничего фиксировать не будет. Рычага-то нет, чтобы продавить ее внутрь магазина! Почувствует стрелок срабатывание защелки — вопрос. А ведь у него на руках еще и перчатки, чтобы об планки Пикатинни ладошки не натереть. С другой стороны, пружина защелки оказалась слишком сильная. Тогда, чтобы защелка сработала, навстречу движению магазина в шахте должна действовать другая сила. В ее качестве действует только вес самого автомата. Если его будет недостаточно, проблему можно решить, только придав ускорение магазину. Вот и венчает процесс его присоединения характерный шлепок ладонью снизу, сбивая и без того ушедшее с линии прицеливания оружие. Привет Шмайссеру.

Как ни странно, расположение кнопки защелки с одной стороны оружия не доставляет неудобств. Хотя увеличивает вероятность случайного отстегивания магазина.

Затворная задержка
Пристегнули магазин, что дальше? Верно — затворная задержка. Для этого в ее кнопку нужно попасть большим или указательным пальцем, в зависимости от того, какой рукой пристeгивается магазин. В реальности же это часто делается по-другому. Достаточно один раз в стрессовой ситуации этой защeлке не сработать или не попасть в нее пальцем, и вы до конца жизни будете выключать ее хлопком ладони левой руки, сбивая оружие с линии прицеливания, и без того ушедшее после хлопка по магазину снизу.

При всех этих манипуляциях не будем забывать, что центр тяжести оружия находится перед кистью правой руки, заставляя ее дополнительно напрягаться, а сам контроль положения оружия на линии прицеливания в процессе смены магазина остается возможным только в рафинированных условиях образцово-показательных выступлений.

В АК, как известно, никаких задержек нет. Поэтому проблемы снятия затвора с задержки нажатием кнопки или хлопком ладони по ней не существует, вместо этого происходит обычное передергивание затвора. По энергетике такое движение более затратно, чем хлопок ладони, это бесспорно. Но если делать его правой рукой, левой удерживая оружие хватом за цевье, можно легко контролировать его положение на линии прицеливания. Центр тяжести будет находиться между двух точек опоры — цевьем и пяткой приклада, и не станет дополнительно напрягать кисть руки, держащей автомат на весу. Если пристегнуть магазин по-православному, правой рукой, то ее кисть будет находиться рядом с рукояткой взведения. Дальнейшим движением после взведения затвора рука окажется там, где ей нужно быть, — у рукоятки оружия. Таким образом, затворная задержка M16 не дает никаких решительных преимуществ перед ее отсутствием в АК.

Отдельно стоит сказать о манере перезаряжания АК левой рукой. Всё равно эта тема поднимется в обсуждениях статьи. Я не против, скорее за.

Перезаряжать нужно уметь не только любой рукой, но и ногой, и в первую очередь головой. Я против того, чтобы эта манера навязывалась в качестве обязательной в системе подготовки, что мы теперь нередко наблюдаем. Закрепление неестественной манеры в качестве навыка может дорого обойтись на практике.

В статье использована фотография из статьи: Андрей Фищев, Основная заповедь, журнал «Калашников» № 7, 2006.
В отношении других снимков автору неизвестно об ограничениях их использования.

AK vs AR. Часть I

 

Сравнение русской и американской штурмовых винтовок глазами американского солдата:

“Это оружие казалось всем чем-то вроде пращи и лука примитивных дикарей, настолько просто оно было устроено и отделано…”

Джо Монтенья (Joe Mantegna), ведущий телеканала “OUTDOR”, о винтовке M16:

“Её считают самым узнаваемым оружием в мире”.

По степени избитости тем вокруг автомата Калашникова на втором месте после мифа о причастности Хуго Шмайссера к его разработке стоит тема противопоставления ему американской винтовки M16. Точнее, AR-15 и всех ее последующих клонов. Как и со Шмайссером, в этом вопросе присутствует куча домыслов, выдуманных «фактов», а также множество очевидцев и свидетелей, независимых и знаменитых экспертов. Главный тезис в этом противопоставлении — это надежность. Но что это такое?

Когда мы говорим о надежности, то обычно полагаемся на опыт использования уже изготовленных и прошедших испытания образцов, в результате которых выявляются огрехи в конструкции, совершенствуется техпроцесс, оружие становится надежнее. Это норма. А вот при проектировании с нуля, если не учитывать достоинства и недостатки конструкций прототипов, не знать азов надежности механизмов той отрасли машиностроения, к которой относится разработка, — это не норма. Американского авиационного конструктора Юджина Стоунера, похоже, можно спокойно записать в категорию «ненормированных». Иначе никак не объяснить появление на свет такого оружейного недоразумения, как американская винтовка M16.

История
В техногенезе, так же, как и в биогенезе, на этапе эволюции работают законы, которые сформулировал Дарвин. Вид совершенствуется путем естественного отбора лучших мутаций отдельных индивидов. Чем больше индивидов и больше мутаций, тем вероятнее появление наиболее живучего вида. В истории с разработкой автомата под промежуточный патрон было обеспечено разнообразие как индивидов (конструкций), так и мутаций (моделей и их доработок). Из пятнадцати образцов выиграл лучший. При этом была обеспечена информационная открытость по конкурсу, когда участники могли изучать конструкции конкурентов, члены комиссии по результатам испытаний вырабатывали технические предложения для реализации в тех или иных образцах. Итогом работы этого коллективного мозга стал отбор действительно самой совершенной конструкции. Остается только констатировать, что в нынешних условиях повторить подобное уже невозможно.

Так что появление такого высоконадежного оружия, как автомат Калашникова, — это в первую очередь работа природного закона, а такие личности, как Калашников, Зайцев, Булкин, Дейкин и многие другие, сделали все возможное, чтобы этот закон не нарушить.

В истории с M16 никакого разнообразия мутаций не было. Было сплошное лоббирование и протекционизм отдельно взятых личностей и генералов. В одном из пропагандистских американских фильмов о создании M16 прямо говорится, что, когда встал вопрос о разработке оружия под новый малокалиберный патрон, старинные и уважаемые американские оружейники из «Springfield Armory” прямо ответили, что им потребуется на это четыре года.

Но нашелся один товарищ, который запросил шесть месяцев на доработку своей неудачной конструкции AR-10. Ему сказали: «Давайте». Так при переделке из охотничьего появился патрон SS109 (5.56×45), из AR-10 получилась AR-15, принятая на вооружение под маркой M16, а центр по разработке и производству огнестрельного оружия “Springfield Armory” закрылся в 1968 году.

Еще более древняя история
Когда неофиты говорят о том, что герр Шмайссер заложил куда-то какие-то там основы, которыми до сих пор пользуется вся передовая оружейная мысль, то не так уж они и далеки от истины. Штурмгевер является прямым прототипом для M16. Причем не только по конструктивному наследию. Assault rifle — это перевод немецкого Sturmgewer, что на языке родных осин означает «штурмовое ружьё». Конструктивное тевтонское наследие, если копать основательно, обнаруживается гораздо раньше, еще в MP-18. Это поперечная конструкция защелки магазина, которая фиксирует его своим выступом в выемке боковой стенки. В американской винтовке она изменилась незначительно.

Вместе с защелкой перешел и способ установки магазина в шахту.

Следующим прототипом стал MP-38/40. С точки зрения эволюции это был революционный образец, хотя его немного подпортил глючный магазин Шмайссера. Штампованный корпус ствольной коробки и функциональное разделение оружия на две части: верхнюю, содержащую ствол и затворную группу, и нижнюю с УСМ, соединяемые с помощью выдвижного штифта или на шарнире.

Способ установки затворной группы в трубообразном кожухе (устанавливаемой с торца) перешёл в штурмгевер, а от него в M16. Непосредственно штурмгеверовским решением, перешедшим в американскую винтовку, были возвратная пружина в прикладе и защитная шторка напротив окна экстракции гильзы.

Таким образом, по совокупности всех признаков, очевидно, какой конструктор под влиянием какого конструктора находился, когда создавал свою винтовку. Немецкий Stg-44 является прямым прототипом M16.

Этот очевидный факт никем не отмечается, зато полно утверждений, что Калашников находился под впечатлением от конструкции тевтонского гения, или даже сам Шмайссер приложил руку к созданию АК.

Немного странной выглядит попытка доказательства несостоятельности этих утверждений на основании использования в АК и штурмгевере разных способов запирания затвора, когда достаточно и фактов и документов, опровергающих это. Генерал В. Г. Федоров в своей работе «О тенденциях изменения образцов стрелкового вооружения иностранных армий по опыту Второй мировой войны» в 1944 году писал: «Германский автомат-карабин с точки зрения конструкторских качеств не заслуживает особого внимания».

Действительно, недостатков в штурмгевере хватает. Один из них — это штампованный кожух ствольной коробки. Дело здесь не в технологии, а именно в самой конструкции. Если нанести удар по крышке АК, и она деформируется так, что начнет препятствовать движению затворной рамы, то ее можно просто снять. Что будет, если это же произойдет с корпусом штурмгевера или M16? То же самое, что и с попаданием достаточного количества грязи между затворной рамой и корпусом. В лучшем случае потеряется энергия наката рамы, после которой последует целая цепочка вероятностей от недосыла патрона до незакрытия затвора. В худшем — ее клин.

Грюнер, Судаев и Калашников прекрасно показали, как нужно делать надежные штампованные конструкции в оружии.

О надежности
Первое, с чем сталкивается производство после того как образец прошел испытания и был передан в серию, это разработка технологических процессов. Не всегда деталь, выпиленная напильником, может быть воспроизведена дешевым и массовым способом. От выбора технологии производства, материалов, создания системы контроля качества надежность оружия зависит не в меньшей, если не в большей мере, но абсолютному большинству эта тема непонятна и неинтересна. Поэтому остановимся на том, что можно посмотреть и потрогать руками, — на конструктивных особенностях AR и АК.

Есть такое понятие — энтропия. Это все возможные состояния системы, которые могут возникнуть в процессе ее работы. Они, в свою очередь, зависят от количества элементов системы и многообразия их взаимодействий между собою.

Отказ — это одно из таких состояний. Чем больше энтропия системы, тем выше вероятность что рано или поздно наступит такое ее состояние, когда она не сможет полностью или частично выполнить свои функции.

Основные поставщики энтропии в систему — это грязь, мусор, погодные условия и дураки. Для последних создан целый научный раздел, который так и называется: “Защита от дурака”. Но какой бы совершенной ни была защита, она всегда будет проигрывать, потому что дурак совершенен по определению. Яркий пример — авария ракеты-носителя «Протон-М» 2 июля 2013 года, когда разъемы датчиков, имеющих защиту от неправильного подключения, были просто забиты кувалдой. Что касается грязи и мусора, то это первое, что представляет себе оружейник в месте соприкосновения двух деталей.

Задача конструктора — создать систему с наименьшей энтропией. Это великолепно понимал сержант Советской Армии Михаил Калашников и плохо представлял себе американский дипломированный инженер Юджин Стоунер.

Полная Command Line

Очень иногда в разработке нужно под виндой посмотреть полную командную строку. К сожалению в стандартном Task Manager ограничено это отображение, которое, к тому же, ещё включать дополнительно приходится. Через cmd глухо совсем – tasklist такого отродясь не умеет. Посим остаётся VBScript. Создаём следующий файлик и запускаем: csript proc.vbs

 

Так все-таки чем перехватывать исключения в Java

Несколько лет назад я, будучи новичком, помню, на практических шишках пришёл к выводу, что если хватать все исключения Throwable-ом, то будет мне счастье. Но тогда же “умными” сеньёрами мне было настучено по рукам. Потому что так Фулер (тот что Мартин) какой-то то там сказал или просто карго-культ. Вот так надо и больше никак! Ну да ясный код с ними. Я же, когда мне было надо, один хрен юзал где Throwable, а где Exception. Вообщем мне хватало. Карго-последователи утверждают, якобы, что ровными руками написать код который бы генерил исключения неотлавливаемые через Exception – невозможно.

Но вот недавно натолкнули меня коллеги на следующий код:

Вообщем, идея простая. У нас есть код, который надо выполнить (строка 7). В этом коде простреливает такой вот эрор java.lang.ExceptionInInitializerError, полученный, кстати, весьма честно – стреляем рантайм исключение из статического блока при инициализации класса:

untitled

Получается что чхать хотел этот зверёк на Exception и может быть перехвачен только Throwable. Вот так вот.

Solaris FTP Server Setup

The FTP on Solaris is not set up by default. To set it up, do the following:

1. Login as root

2. Create a new user “ftp” in /etc/passwd file as follows:

ftp:x:123:1:Anonymous FTP:/export/home/ftp:/bin/true

3. Then we need to sync this file with /etc/shadow with:

pwconv

4. Create a directory for this ftp account like this:

mkdir /export/home/ftp

Change the ownership on this directory to:

chown -R root:other /export/home/ftp

5. Set permissions on just created directory with 555 permission:

chmod 555 /export/home/ftp

6. Create directory pub where the files will be uploaded and downloaded from:

mkdir /export/home/ftp/pub

7. Change permissions on this pub directory to:

chmod 777 /export/home/ftp/pub

8. Modify /etc/ftpd/ftpaccess file by adding the following line:

upload /export/home/ftp /pub yes ftp other 0600 nodirs

9. Now start the ftp server. You will need to su, pfexec, or however you have Solaris setup to run this command

inetadm -e ftp

10. Test to see if the ftp server is running

inetadm | grep ftp

The FTP server should allow the connection and upload/download of files now by anonymous user

When anonymous user logs in, the login should be anonymous and the password is the email address. After logging in, the user should go to pub directory by invoking:

cd pub

Then the user can add a file from his current directory by doing:

put “filename” – where “filename” is the name of the file to be uploaded to the server

In order to get a file user should do:

get “filename”

@LongLink When Using Tar In Solaris

Problem

I was trying to install Archiva so that I can use it as a mirror repository for Maven and I ran into a problem when trying to extract the Archiva package which I had downloaded.

When I ran the following command

$tar -xvf apache-archiva-1.3.2-bin.tar
There were a whole bunch of the following errors:

x apache-archiva-1.3.2/apps/archiva/WEB-INF/classes/org/apache/maven/archiva/web/action/ShowArtifactAc, 6392 bytes, 13 tape blocks
tar: ././@LongLink: typeflag ‘L’ not recognized, converting to regular file

and after running the command, there was a file called @LongLink in the directory.

-rw-r–r– 1 username group 121 Nov 25 00:04 @LongLink

It turns out, Solaris tar cannot handle very long file names.

Solution

User GNU tar instead. On Solaris 10, /usr/sfw/bin/gtar is available as part of the SUNWgtar package.

$/usr/sfw/bin/gtar -xvf apache-archiva-1.3.2-bin.tar

Светодиодный свет для чайников

svetodiodi_LEDs

Я не очень люблю формулы. Как и любой нормальный человек  Они вызывают у меня головную боль и желание кинуть что-нибудь в стену. Всю жизнь я старался держаться от них подальше. И ведь получалось. Но вот я заинтересовался светодиодами и понял – никуда не денешься. Чтобы получить нужный результат – нужно понимать – как это работает. Потихоньку, по шажку, начал я продираться сквозь дебри люмен, кандел, стерадиан. Постепенно в голове начала формироваться какая-то картинка. А заодно сожаление – ну почему некому это было объяснить простым доступным языком? Столько времени впустую… Попробую уберечь вас от головной боли и максимально доступно объяснить – что такое светодиод и как он работает.

Статья посвящена тем, кто путается в ваттах-канделах-люменах-люксах. Да и вообще в светодиодах. Написано продвинутым чайником для чайников начинающих.

Обычный светодиод – с чем его едят

Первым полупроводником в истории был Иван Сусанин.

Как ни верти, а придется вначале коснуться законов обычного электричества. В наглядных примерах, конечно 🙂 Все мы знаем – что такое 220 вольт – это то, что может как следует стукнуть, если не соблюдать меры предосторожности. Когда вы покупаете электроприбор, например, утюг – в паспорте написано, на какое напряжение он рассчитан. Обычно это 220 вольт. Но в этом же паспорте еще указаны такие параметры – переменное напряжение с частотой 50 герц. Зачем-то же производители упорно указывают эти параметры для вас ? Возьмите в руки любой технический паспорт на электроприбор и посмотрите – там указано, что напряжение питания должно быть – ~ 220 вольт, 50 Гц. Давайте разберемся – что это такое. Значок “~” означает, что напряжение должно быть переменным. В автомобильной бортовой сети, например, напряжение постоянное. И у пальчиковой батарейки оно постоянное. Разница простая – у постоянного напряжения есть плюс и минус – у переменного нет. А почему нет ? Все очень просто. В сети с переменным напряжением плюс и минус постоянно меняются местами. Один и тот же контакт – то плюс, то минус. Как часто ? А вот для этого и существует еще одно значение – 50 Гц. Что такое Гц ? Это одно колебание в секунду. То есть в нашей домашней сети плюс меняется с минусом пятьдесят раз в секунду. А теперь – какая практическая польза от этих знаний, какое это имеет оношение к светодиоду? Давайте разбираться. Предположим, у вас в руках лампочка на 220 вольт 100 ватт. Если вы ее включите в электрическую сеть – она засветится на все свои сто ватт. А если нам не нужны эти 100 ватт ? А нужно, скажем, 50 Вт ?  В этом нам поможет ДИОД.

Если разбить слово “светодиод” на составляющие, то мы получим “свето” и “диод“. То есть это обычный диод, который еще и светится. Диод – это такой прибор, который лучше всего сравнить, например, с клапаном или ниппелем в автоколесе. Туда вы можете закачать воздух, а обратно – ниппель не пускает.  Обычный диод выглядит как черный бочонок с двумя выводами – плюсом и минусом. Вот его мы и можем использовать для пра
15vtктических опытов, которые многим помогают закрепить материал. Конечно, опасно начинать опыты сразу с 220 вольтами, но при должной осторожности ничего страшного не произойдет. Тем не менее, все опыты вы проводите на свой страх и риск 🙂 Нам понадобится лампочка от холодильника на 220в, 15 Вт. Для нее нужно найти подходящий патрон и вывести из него два провода. Затем нам понадобится любой дио
diodд, который можно добыть, например, из любого неисправного телевизора или магнитофона. Чем больше он будет размером – тем лучше. Совсем маленькие брать не надо – 220 вольт все-таки. Возле него обычно есть обозначение в виде треугольника.
Затем нам понадобится сетевой шнур с вилкой, некоторое количество проводов и паяльник. Для начала просто подсоедините лампочку к сети и запомните – как она светится. Затем отсоедините и соберите цепь по схеме слева. Не забудьте тщательно заизолировать изолентой все соединения. Включайте в розетку. Как видите, лампочка светит гораздо хуже. Это и неудивительно – она теперь получает только половину нужного ей напряжения – вторую диод не пускает. Если опыт у вас удался, а диод достаточно большой – вы теперь можете сделать любую свою лампочку пратически вечной. Например, светит у вас в коридоре лампа на 50 ватт и постоянно перегорает. Возьмите 100 ваттную, включите ее через диод – светить она будет примерно как 50 ватт, зато не будет перегорать. Есть, правда, один нюанс – диод должен быть расчитан на напряжение 350-400 вольт и ток не менее ампера. Лучше всего купить такой в магазине радиодеталей.
Ну, раз мы разобрались с тем, что такое диод, есть смысл перейти к интересующей нас теме – светодиоду. У светодиода, как теперь понятно, тоже есть плюс и минус.  То есть для его работы нужен источник постоянного напряжения – аккумулятор, батарейка, блок питания. На блоке питания должно быть указано, что он выдает постоянное напряжение (DC). Обычно на крышке блока есть наклейка такого содержания.
Input – ~220V 50HZ,
output – 12v, 0,5 A DC
Это значит, что такой блок может выдать постоянное напряжение 12 вольт и ток 0,5 ампера.
Отметим, что зарядное устройство для сотовых телефонов – это тоже блок питания. Оно обычно имеет параметры 5-6 вольт, 0,2-0,5 А. Зачастую его очень удобно использовать для питания светодиодов, потому что зарядное устройство стабилизирует ток. Но об этом позже, в следующих статьях.
Нам важны два параметра – рабочее напряжение светодиода и ток. Рабочее напряжение светодиода называют еще “падением напряжения”. В сущности, этот термин обозначает, что после светодиода напряжение в цепи будет меньше на размер этого самого падения. То есть если мы подадим питание на светодиод, у которого падение напряжения 3 вольта, то он эти три вольта сьест, и включенному после него в эту же цепь прибору достанется на 3 вольта меньше. Но самое главное, что нужно усвоить – светодиоду важен ток, а не напряжение. Напряжения он возьмет столько, сколько ему нужно, а вот тока – сколько дадите. То есть если ваш источник питания может выдать 10 ампер – светодиод будет брать ток, пока не сгорит. Логика тут простая – подключенный светодиод потребляет ток и начинает греться. Чем сильнее он греется – тем больше тока через него может пройти – он же от нагрева расширяется. Вместе с током растет падение напряжения на диоде. И так пока не сгорит совсем – ток-то никто не ограничил. А делать это надо обязательно, используя ограничивающий элемент.
Отметим, что если источник питания имеет выходное напряжение, равное рабочему напряжению светодиода – ток ограничивать необязательно. То есть если у вас есть, например, белый светодиод и аккумулятор на 3,6 вольт от сотового телефона – можете прямо к этому аккумулятору и подключить – ничего светодиоду не будет. Он и рад бы побольше тока хапнуть – а напряжения не хватает. Так что аккумулятор от сотового на 3,6 в – идеальный источник питания для экспериментов с белыми и синими светодиодами. Почему только с ними – об этом в других статьях.
В общем, последовательно со светодиодом нам нужно поставить этакий кран и закрутить его на нужное нам значение. В роли такого крана могут выступать разные приборы. Самый простой из них – резистор. Как правильно ограничить ток светодиода говорится в моей статье о подключении светодиодов в авто. А мы пойдем дальше. Правда, если вам неинтересно, как работает светодиод, а всего лишь хочется узнать о его практическом применении – лучше перейти в конец страницы и выбрать другую часть “Для чайников”. Но если вы твердо намерены узнать о твердотельных источниках света “с азов” – продолжим знакомство 😉

Оптические аспекты использования светодиодов

“Существует достаточно света для тех, кто хочет видеть, и достаточно мрака для тех, кто не хочет”

Б. Паскаль

Предположим, мы научились подключать светодиод и ограничивать его ток. Встает вопрос – а насколько сильно он светит ? Тут нам придется немного окунуться в оптику.
В числе свойств светодиодов, особенно мощных, часто указывается тип распределения света. Обычно это так называмая Ламбертов
svetodiod-lambertianская диаграмма
. Дальше мы ее и будем рассматривать как самую распостраненную. Что этот термин обозначает ? “Ламбертовский” светодиод светит во все стороны одинаково, независимо от направления. Если бы светодиод был шариком, он бы во все стороны светил одинаково – вот суть диаграммы Ламберта. Чтобы было понятно- солнце – это ламбертиановский источник.  Стандартная конструкция светодиода – кристалл, тонкая пластинка, которая светится. Посмотрите в прозрачное окошко светодиода – и вы этот кристалл увидите. К нему идут тоненькие проволочки контактов. Если подключить воображение, то можно представить свет, идущий от светодиода, как сферообразное облако, висящее над ним. Свет – это же маленькие частички, называемые фотонами. Значит,  над светодиодом висит шарик, наполненный фотонами. И чем больше света испускает светодиод – тем больше шарик, тем дальше летят фотончики, толкая и вытесняя друг друга. Больше всего их летит вверх перпендикулярно плоскости кристалла, поэтому максимальная сила света светодиодов – 90 градусов относительно горизонтальной оси.  Надеюсь, теперь вам стали более понятны диаграммы, которые приводят производители светодиодов 🙂 Чтобы стали совсем уж понятны – давайте рассмотрим пример.

lambert  Примем, что есть светодиод, вверху которого висит излучаемая им световая сфера диаметром 1 метр (хор-роший светодиод ! :)).
Нижняя шкала – это расстояние до верхушки этого метра, верхняя – градус излучения. В соответствии с этой диаграммой больше всего фотонов – на оси с градусом 0. Чем дальше отклонение от оси и чем больше расстояние от кристалла – тем меньше плотность фотонов. Нужно также не забывать, что свет – это волна, не зря же для характеристик указывают длину волны. Соответственно, нашу световую сферу можно представить как электромагнитное поле с определенной плотностью.  Но это уже дебри – пойдем дальше 🙂

Угол половинной яркости

Производитель обычно указывает такой параметр, как двойной угол половинной яркости. Что означает этот термин ? Как мы выяснили, максимум света светодиод дает в центре, то есть угол равен нулю. Соответственно, чем дальше от центра, тем меньше света. Угол половинной яркости – это когда на “0” градусов светодиод дает 100 условных единиц света, а, например, на 30 градусах (относительно оси “0”) – 50.
degreeНа рисунке I – сила света, Imax – максимальная сила света. ImaxCos – половина силы света. Почему “двойной” – умножаем градусы на два, светодиод же симметрично светит. В итоге мы получаем симпатичный равнобедренный треугольник света. За пределами этого треугольника тоже свет есть, но точка отсчета для характеристики светодиода – это половинный угол.

Кандела

Теперь можно рассмотреть, что же такое Кандела. Кандела – это, по старому, “свеча”. Помните, раньше говорили – люстра или лампа в сто свечей ? В прежние времена нужна была какая-то точка отсчета. Договорились взять нужной толщины свечку, зажечь и считать ее эталоном, этим самым канделом. В наши времена, конечно, считают по-другому. Я не буду подробно объяснять – как, это за рамки статьи уже выходит. Просто есть единица измерения силы света, и она называется Кандела. Ее основная особенность – применение для измерения силы света направленных источников. Вот почему для 5 мм светодиодов значения указываются в канделах, точнее, милликанделах (1 cd=1000 mcd).
Пришло время разобраться, чем 5 мм светодиоды или любые другие в пластиковом корпусе отличаются от мощных.

Особенности конструкции индикаторных 5 мм светодиодов

Как уже говорилось выше, светодиод – это излучающий свет кристалл. Рассмотрим конструкцию светодиода в 5 мм пластиковом корпусе. При внимательном рассмотрении мы обнаруживаем две важных вещи – линзу и рефлектор. В рефлектор
led-diagram помещается кристалл светодиода. Этот рефлектор и задает первоначальный угол рассеивания. Затем свет проходит через корпус из эпоксидной смолы. Доходит до линзы – и тут начинает рассеиваться по сторонам на угол, зависящий от конструкции линзы. На практике – от 5 до
led-diagram-1160 градусов. Для обозначения силы света таких светодиодов как раз и используется кандела. Светодиоды с направленным свечением излучают свет в некотором телесном угле. Чтобы понять, что такое телесный угол, достаточно представить следующую картину. Вы берете фонарик, включаете и помещаете его в пожарное ведро в самый низ, затем закрываете крышкой. Свет внутри, соответственно, имеет вид объемного конуса по форме нашего ведра. Вот этот конус, ограниченный крышкой – и есть телесный угол. Попробую объяснить смысл распределения света попроще. Допустим,  сила света нашего фонаря –  1 кандела, то есть 1000 милликандел(чтобы было более образно, можно считать милликанделы фотонами :)) Если и дальше идти по аналогии, у нас есть полное ведро милликандел. Объем ведра при желании можно вычислить – добро пожаловать в геометрию 🙂 Соответственно, если мы возьмем ведро в два раза больше – милликанделы равномерно по нему распределятся, то есть больше их не станет, просто снизится плотность. Поэтому не гонитесь за канделами, когда выбираете светодиод – чем шире его угол, тем меньше кандел – у одного и того же.  Во всех этих объяснения можно найти ответ на сакральный вопрос – сколько надо светодиодов, чтобы заменить стоваттную лампочку. Об этом – далее.

Особенности конструкции мощных светодиодов

В отличие от индикаторных светодиодов, мощные – это не только прибор, но и маркетиновый продукт. На сегодняшний день между крупными производителями происходит настоящая гонка за люмены – кто больше ? И никого не волнует, что люмены эти надо еще применить. Давайте по порядку.
Основное отличие мощного светодиода от индикаторного в чистом виде  – сведение к минимуму каких-либо препятствий для выхода света из корпуса светодиода. Поэтому мощные светодиоды имеют ламбертовскую диаграмму. К чему это приводит на практике ? Вы включаете светодиод и получаете симпатичный световой шарик над ним. И что дальше делать ? Как им осветить нужную вам поверхность ? Очевидно, что нужно сделать поуже угол излучения. Вам приходится применять различную оптику или рефлекторы, что неизбежно ведет к потерям, а значит и снижению светового потока. Поэтому, если, купив мощный светодиод, вы не обзавелись хорошей оптикой, причем рассчитанной именно на его конструкцию – рано радуетесь – головная боль еще впереди. Доставить нужные вам люмены до поверхности, которую нужно осветить – непростая задача. Впрочем, если вам просто нужно осветить помещение – можно обойтись и без оптики – достаточно рассеивателя.

Люмен

svetodiod-1

Как вы уже поняли, канделы для оценки силы света мощных светодиодов не подходят. Для этого существуют люмены – это общее количество света, которе может дать светодиод при подключении с заданными значениями тока и напряжения. Помните аналогию про пожарное ведро ? Здесь она тоже подходит. Будем считать, что если светодиод имеет силу света 100 люмен – то в нашем ведре будет 100 люмен.  Обычная электрическая лампочка на 100 Вт – это тоже ламбертовский источник. Средняя светоотдача этой лампочки – 10-15 люмен на ватт. То есть 100 ватт лампы накаливания дадут нам, скажем, 1000 люмен. Значит, чтобы заменить лампу 100 вт светодиодами, нужно 10 шт по 100 люмен. Вот так вот все просто ? Нет, к сожалению. Мы подходим к такому термину, как ЛЮКС.

Люкс

Люкс – это соотношение количества люмен и освещаемой площади. 1 люкс – это 1 люмен на квадратный метр. Допустим, у нас есть квадратная поверхность площадью один метр. Вся она равномерно освещена лампочкой, расположенной на некотором расстоянии отвесно сверху . Для этой лампочки производитель заявил освещенность 100 люкс. Берем прибор, называемый люксметр и померяем в любой точке нашего квадрата, мы должны получить 100 люкс. Если это так – производитель нас не обманул.  Это касается источника света, который во все стороны светит одинаково (ламбертиановский источник ). Но светодиод наибольшую силу света имеет на оси, перпендикулярной плоскости кристалла. Иными словами, подвесив светодиод на потолок и померяв люксметром, мы увидим, что чем дальше от оси, тем меньше показания прибора.  Все вы наверняка сталкивались с точечными лампами накаливания – это так называемые “зеркалки”. Задняя часть колбы у этих ламп  покрыта зеркальным составом, и светят они только вниз.  Вот вам и аналог.

Особенности практического применения светодиодов – в следующей статье.

(с) Юрий Рубан, февраль 2009 г, http://led22.ru.  Пожелания и замечания приветствуются на форуме http://ledway.ru или по электронной почтеruban@led22.ru

Источник

Устанавливаем WordPress локально

Установка Apache

В очередной раз Apache убрал со своего сайта бинарники посим качать приходится откуда прийдется:

http://apache.ip-connect.vn.ua/httpd/binaries/win32

(Раздел “Downloading Apache for Windows”)

Далее:

1) Скачиваем и распаковываем

В моем случае это был httpd-2.2.31-x86. Причем версия сервера должна быть потокобезопасна.

2) Настраиваем

В моем случае пришлось отключить модули ssl, прописать корневую дирректорию и порт.

3) Запускаем

Впринципе достаточно трёх комманд:

4) Проверяем что всё работает

В браузере идем на корень установленного сервера. Должны увидеть нечто без ошибки.

Установка MySQL

Расписывать не буду. ПОсле установки у нас есть порт, хост, имя пользователя и пароль. Это надо для дальнейшей настройки.

Установка PHP

1) Скачиваем и распаковываем

Для вышеуказанного web-сервера я скачивал версию php-5.2.17-Win32-VC6-x86. Здесь тоже важна потокобезопасность, так что необходимо быть внимательным.

2) Настраиваем

  • На web-сервере

  • В папке PHP

переименовываем файл php.ini и включаем модули для поддержки MySQL

проверить включены ли модули можно коммандой

3) Запускаем

После изменениий конфигурации не забываем перегружать web-сервер.

4) Проверяем что всё работает

В папке htdocs я создал файлик hello.php со следующим содержимим и ходил на него из браузера

Устновка WordPress

Собсно здесь все вкратце описано