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この画像処理エンジンは、演算スピードを向上させることで、すべてのプロセスでの高速化を実現するとともに、大幅な省電力化を可能にしました。また、ハードウェアアクセラレーターの搭載により、カメラ内での画像編集や画像合成などの多機能化にも貢献しています。 D80の画像処理システムは、画像処理精度も向上。CCDセンサーから読み出されたRGB各信号を、アナログ信号の段階で最適化することで画像劣化を抑え、デジタル信号に変換。その上でニコンのプロフェッショナル向けデジタル一眼レフカメラから継承した先進のアルゴリズムと高精度演算により、補間処理、色相調整、ノイズ低減処理などを実行。忠実な色表現、豊かでなめらかな階調の自然な画像表現を実現しています。
 
ISO感度は100〜1600の広範囲で1/3段ステップで設定できます。さらにISO 1600から約0.3段、約0.7段、約1段の増感が可能。また、設定したISO感度で適正露出が得られない場合に自動的にISO感度を変更する「感度自動制御」を搭載。ISO感度の上限を設定できる「制御上限感度」、シャッタースピードの低速側の限界（1/125〜1秒）を設定できる「低速限界設定」から制御方法を選択できます。
自然な色調での撮影を可能にするホワイトバランスモードを搭載。撮影者が光源に合わせて、9種類のモードからホワイトバランスを設定できます。 自動的にホワイトバランスを調整する「オート」のほか、6種類のマニュアル（電球、蛍光灯、晴天、フラッシュ、曇天、晴天日陰）、自分で選んだ被写体や光源を基準にしたり、SDメモリーカード内の画像と同じホワイトバランスに合わせることができる「プリセット」、色温度を指定する「色温度設定」の各モードから選択できます。
画像の仕上がり状態を撮影意図やイメージに合ったキーワードで選べる仕上がり設定機能を搭載。「標準」、「ソフトに」、「鮮やかに」、「より鮮やかに」、「ポートレート」のいずれかを選べば、輪郭（シャープネス）、階調（コントラスト）、カラー設定、彩度、色合いの各項目を選択したキーワードに合わせた状態に設定します。さらに、撮影意図に合わせた設定を項目ごとに個別に行うことができる「カスタマイズ」、白黒写真を撮影できる「白黒」設定を搭載しています。 ※撮影モードのP、S、A、Mで設定できます。
撮影画像のカラーモードは、被写体や画像の使用目的に合わせて3種類から選べます。モードIaとモードIIIaはパソコンでの使用やプリントに適したsRGBに、モードIIはより幅広い色空間を持つAdobe RGBにそれぞれ対応しています。画像の使用目的、被写体、撮影後のワークフローに合わせて選択できます。
※仕上がり設定の「カスタマイズ」で設定できます。
「D-ライティング」をはじめとするカメラ内で画像の加工・編集ができる「画像編集メニュー」を搭載。さまざまな表現を手軽に実現できます。 ●「D-ライティング」 逆光やフラッシュ撮影などで光量不足のため暗くなってしまった部分だけを明るく補正するだけでなく、被写体の状況によって起こる白とびを抑えるために意図的にアンダー気味に撮影してから適用するなど、作品づくりの表現手法として積極的に利用できる機能です。効果レベルを「強め」、「標準」、「弱め」の3段階から選択できます。
●「モノトーン」 「白黒」、「セピア」、「クール」の3種類を用意。色みの違うモノトーン表現が可能です。 ●「フィルター効果」 青みを抑える「スカイライト」、暖色にする「ウォームトーン」の2種類を用意。さらにカラーカスタマイズにより画面全体の色調を好みに合わせて調整できます。多数のフィルターを持ち運ぶことなく、撮影後にフィルターワークを施せます。
●赤目補正 フラッシュ撮影時の「赤目現象」により人物の瞳が赤くなってしまった画像を補正します。 ●トリミング 画像の必要な部分だけを切り出して保存できます。 ●スモールピクチャー Web使用やメール添付に便利な小さいサイズの画像を作成できます。 ●画像合成 D80で撮影したSDメモリーカード内のRAW画像2コマを使用して、カメラ内で画像を合成できます。
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