Принцип работы фотоаппарата: Устройство и принцип работы фотоаппарата

Устройство и принцип работы фотоаппарата

За время своего существования фотография проникла буквально во все области человеческой деятельности. Для одних людей — это профессия, для других — просто развлечение, для третьих — верный помощник в работе. Фотография оказала огромное влияние на развитие современной культуры, науки и техники. В настоящее время фотография — одна из бурно развивающихся современных информационных технологий.

К фототоварам относят фотоаппараты, светочувствительные материалы, фотопринадлежности.

Современный фотоаппарат представляет собой электронный оптико-механический прибор для создания оптического (светового) изображения объекта на поверхности светочувствительного материала (фотопленки или электронно-оптического преобразователя).

Основными конструктивными узлами фотоаппарата являются корпус, объектив, диафрагма, затвор, видоискатель, фокусировочное и экспонометрическое устройство, электронная лампа-вспышка, индикаторное устройство, счетчик кадров.

Для регистрации и хранения светового изображения в пленочных фотоаппаратах используется фотопленка. В цифровых фотоаппаратах для регистрации изображения используется электронно-оптический преобразователь (матрица, состоящая из большого количества светочувствительных элементов-пикселей), а для хранения информации об изображении — флэш-память (энергонезависимое устройство хранения оцифрованных изображений).

Пиксель является наименьшим элементом цифрового изображения. Миллион пикселей называют мегапикселем. Пиксели реагируют на свет и создают электрический заряд, величина которого пропорциональна количеству попавшего света. Для формирования сигналов о цветном изображении, микроскопические элементы (пиксели) светочувствительной матрицы покрыты микросветофильтрами красного, зеленого и синего цветов и объединены в группы, что позволяет получить электронную копию цветного изображения.

Электрические сигналы считываются с пикселей, преобразуются в аналого-цифровом преобразователе в двоичные цифровые данные и записываются во флэш-память. Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) характеризуется разрешающей способностью (в мегапикселях) и размером по диагонали (в дюймах). Разрешающая способность определяется произведением количества пикселей по горизонтали и вертикали. Например, обозначение 2048 х 1536 пикселей соответствует разрешению в 3,2 мегапикселя. Наиболее распространены матрицы с диагональю 1/2; 1/3; 1/4 дюйма.

Корпус является несущей частью фотоаппарата, в которой монтируются все узлы и механизмы фотоаппарата и размещается светочувствительный материал.

На передней панели корпуса находится объектив. Объектив может крепиться к корпусу жестко или быть съемным. В последнем случае крепление объектива может быть резьбовым или байонетным. За объективом пленочного фотоаппарата, со стороны задней панели корпуса, имеется кадровая рамка, просвет в которой называется кадровым окном. Кадровое окно определяет размеры поля изображения (формат кадра) на светочувствительном материале.

Объектив представляет собой систему оптических линз, заключенных в общую оправу и предназначенную для формирования светового изображения объекта съемки и проецирования его на поверхность светочувствительного материала. От свойств объектива, а также светочувствительного материала, в значительной степени зависит качество получаемого изображения. В оправу объектива вводятся диафрагма, механизмы фокусировки и изменения фокусного расстояния.

Диафрагма (рис.) предназначена для изменения величины светового отверстия объектива.

Рис. Устройство и принцип действия диафрагмы

С помощью диафрагмы регулируют освещенность светочувствительного материала и изменяют глубину резкости изображаемого пространства. Отверстие диафрагмы образуется несколькими серповидными лепестками (ламелями), расположенными симметрично вокруг оптической оси объектива.

В фотоаппаратах может применяться ручное и автоматическое управление диафрагмой.

Ручное управление диафрагмой осуществляется кольцом, расположенным на внешней поверхности оправы объектива, на котором нанесена шкала диафрагменных чисел. Ряд значений диафрагм нормирован числами: 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22. Переход от одного значения диафрагменного числа к соседнему изменяет количество проходящего через объектив света вдвое — пропорционально изменению площади светового отверстия.

Автоматическое управление диафрагмой осуществляется экспонометрическим устройством фотоаппарата в зависимости от условий съемки (яркости снимаемого объекта, светочувствительности фотопленки) и выдержки.

Фокусировочное устройство объектива предназначено для совмещения создаваемого объективом оптического изображения с плоскостью светочувствительного материала при различных расстояниях до объекта съемки.

Фокусировка объектива (наводка на резкость) осуществляется путем перемещения объектива или какой-либо его части вдоль его оптической оси. В современных фотоаппаратах фокусировка объектива возможна в пределах от фотографической бесконечности до некоторого минимального расстояния, называемого ближним пределом фокусировки. Ближний предел фокусировки зависит от величины максимального выдвижения объектива.

В фотоаппаратах может использоваться ручная и автоматизированная система фокусировки. В некоторых простейших компактных фотоаппаратах объективы не имеют механизма фокусировки. Такие объективы, получившие название фикс-фокус, имеют большую глубину резкости и сфокусированы на некоторое постоянное расстояние.

Механизм изменения фокусного расстояния объектива позволяет изменять угол поля зрения объектива и масштаб изображения на светочувствительном материале посредством изменения фокусного расстояния объектива. Механизмом изменения фокусного расстояния оснащаются объективы дорогих фотоаппаратов среднего и высокого класса.

Затвор представляет собой механизм фотоаппарата, автоматически обеспечивающий пропускание световых лучей к светочувствительному материалу в течение заданного промежутка времени (выдержки) при нажатии на кнопку затвора. Ряд числовых значений выдержек, автоматически устанавливаемых затвором, нормирован следующими числами (в секундах): 1/4000; 1/2000; 1/1000; 1/500; 1/250; 1/125; 1/60; 1/30; 1/15; 1/8; 1/4; 1/2; 1; 2; 3; 4. Различают модели фотоаппаратов с постоянной, ручной и автоматической установкой выдержки. По принципу действия затворы, применяемые в современных фотоаппаратах, подразделяются на электронно-механические, электронные и электронно-оптические.

Электронно-механический затвор состоит из световых заслонок, перекрывающих световой поток, электронного реле времени, отрабатывающего установленное время экспонирования, и электромагнитного привода, обеспечивающего перемещение световых заслонок. К электронно-механическим затворам относят центральные и щелевые затворы. В центральных затворах световые заслонки в виде тонких металлических лепестков открывают световое отверстие объектива от центра (от оптической оси) к краям, а закрывают в обратном направлении, подобно диафрагме (рис.)

Рис. Схема устройства и действия центрального затвора

Центральные затворы располагаются, как правило, между линзами объектива или непосредственно за объективом и применяются в компактных пленочных и цифровых фотоаппаратах, имеющих жестко встроенный несъемный объектив.

Особую группу центральных затворов представляют затворы-диафрагмы, у которых функции затвора и диафрагмы объединены в одном механизме с регулированием величины и длительности открытия светового отверстия. Они способны отрабатывать выдержки до 1/500 с.

Щелевые затворы (рис.) пропускают световой поток к светочувствительному материалу через щель, образованную двумя световыми заслонками в виде тканевых шторок или металлических ламелей. При срабатывании затвора, шторки (или две группы ламелей) перемещаются одна за другой, с определенным интервалом времени, вдоль или поперек кадрового окна. Одна из световых заслонок открывает кадровое окно, а другая — закрывает его.

Выдержка зависит от ширины щели. Щелевые затворы способны отрабатывать более короткие выдержки (в 1/1000 с и короче) и применяются в фотоаппаратах, имеющих съемный объектив.

Рис. Схема устройства щелевого затвора

Электронный затвор применяется в цифровых фотоаппаратах. Он представляет собой электронный переключатель, который включает (или выключает) ЭОП в определенный момент времени с одновременным считыванием зафиксированной электронной информации. Электронный затвор способен отработать выдержку в 1/4000 и даже 1/8000 с. Электронный затвор срабатывает бесшумно и без вибраций.

В некоторых цифровых фотоаппаратах наряду с электронным применяется электронно-механический или электронно-оптический затвор.

Электронно-оптический (жидкокристаллический) затвор представляет собой жидкий кристалл, расположенный между двумя параллельными стеклянными поляризованными пластинами, через который свет проходит на электронно-оптический преобразователь (ЭОП). При подаче напряжения через тонкое прозрачное электропроводное напыление к внутренней поверхности стеклянных пластин возникает электрическое поле, изменяющее на 90° плоскость поляризации жидкого кристалла и соответственно обеспечивающее его максимальную непрозрачность. Таким образом, путем подачи напряжения жидкокристаллический затвор закрывается, а при отсутствии напряжения (выключении) — открывается. Электронно-оптический затвор отличается простотой и надежностью, так как отсутствуют механические компоненты.

Видоискатель служит для визуальной компоновки кадра. Для правильного определения границ кадра необходимо, чтобы угловое поле зрения видоискателя соответствовало угловому полю зрения съемочного объектива, а оптическая ось видоискателя совпадала с оптической осью съемочного объектива.

При несовпадении оптической оси видоискателя с оптической осью съемочного объектива границы изображения, наблюдаемого в видоискателе, не совпадают с границами кадра на светочувствительном материале (явление параллакса). При фотографировании удаленных объектов параллакс незаметен, но возрастает по мере уменьшения дистанции съемки.

Современные фотоаппараты могут иметь телескопический, зеркальный (перископический) видоискатель или жидкокристаллическую панель.

Компактные фотоаппараты оснащаются телескопическим видоискателем, который располагается в корпусе фотоаппарата рядом с объективом.

Идентификационным признаком фотоаппаратов с телескопическим видоискателем является наличие на передней панели корпуса фотоаппарата окна видоискателя.

В зеркальных видоискателях (рис.) съемочный объектив является одновременно и объективом видоискателя. Такая схема видоискателя обеспечивает беспараллаксное визирование. Оптическое изображение объекта съемки, видимое в окуляре видоискателя и получаемое на светочувствительном материале, идентичны друг другу.

Рис. Схема устройства фотоаппарата с зеркальным видоискателем: а — с убирающимся зеркалом; б — с призмой-делителем

Фотоаппараты, имеющие зеркальный видоискатель, получили название зеркальных (SLR — Single Lens Reflex). Идентификационным признаком однообъективного зеркального фотоаппарата (видоискателя) является отсутствие на передней панели корпуса фотоаппарата окна видоискателя и призматическая форма верхней панели корпуса.

Экспонометрическое устройство в современных фотоаппаратах обеспечивает автоматическое или полуавтоматическое определение и установку экспозиционных параметров — выдержки и диафрагменного числа в зависимости от светочувствительности фотопленки и освещенности (яркости) объекта съемки.

Экспонометрическое устройство состоит из светоприемника, электронной системы управления, индикатора, а также исполнительных органов, управляющих работой затвора, диафрагмы объектива и согласующих работу затвора и лампы-вспышки. В качестве светоприемника в большинстве современных фотоаппаратов используют кремниевые фото-диоды. В компактных фотоаппаратах, светоприемник экспонометрического устройства располагается на передней панели корпуса, рядом с объективом.

В зеркальных фотоаппаратах высокого класса светоприемник размещают внутри корпуса фотоаппарата, за объективом, что позволяет автоматически учитывать реальное светопропускание объектива (реальную освещенность светочувствительного материала). Фотоаппараты с замером освещенности внутри корпуса за съемочным объективом имеют международное обозначение TTL или TEE.

Механизм транспортировки пленки служит для перемещения пленки на один кадр, точной ее установки перед объективом и обратной перемотки пленки в кассету после экспонирования. Механизм транспортировки пленки связан со счетчиком кадров, который предназначен для отсчета экспонированных или неэкспонированных кадров.

Фотовспышка предназначена для кратковременного освещения объекта съемки при фотографировании в условиях недостаточной естественной освещенности, съемке объекта против света, а также подсветки теневых участков объекта при ярком солнце.

Индикаторное устройство служит для индикации режимов съемки и контроля за работой фотоаппарата. В качестве индикаторных устройств в фотоаппаратах используются жидкокристаллические дисплеи (LCD — индикаторы), светодиоды и стрелочные индикаторы.

подробная схема из чего состоит техника

Поделиться статьёй:

Пользоваться зеркальным фотоаппаратом в наше время может даже школьник, однако, иногда даже профессиональные фотографы смутно представляют себе внутреннее устройство этого агрегата. А ведь полная осведомленность о функциях и строении техники может намного облегчить работу, улучшить качество и красоту снимков. Это особенно актуально для тех, кто только начинает свое знакомство с фотокамерой, планирует покупку или уже пробует создать свои первые снимки. Данная статья поможет вам лучше познакомиться со своим чудо-аппаратом, разобраться в его функционале и изучить “начинку”.

Содержание статьи:

Итак, для начала давайте познакомимся с более упрощенной версией фотоаппаратов — цифровым. Он оцифровывает изображение за счет преобразования световых потоков в электричество. Все детали в данном аппарате расположены таким образом, чтобы обеспечить максимальное привлечение света от кнопки пуска до линзы объектива.

Как же происходит этот процесс в механизме цифровой фотокамеры? Дело в том, что это, казалось бы, небольшое устройство умеет преобразовывать световые лучи в заряженные электрические импульсы, которые, в свою очередь, и составляют изображение, появляющееся на экране аппарата в конечном счете. Для того, чтобы разобраться в этом процессе более детально, давайте изучим Подробное строение устройства, ведь каждый элемент в нем имеет свою, особенную функцию. В целом же, задача конструкции состоит в том, чтобы вовремя поймать световой сигнал и правильно направить его.

Фотоаппарат: «начинка» и функции

Итак, вы уже образно представляете себе принцип работы фотоаппарата. Исходя из всего, написанного ранее, мы можем сделать вывод, что главный компонент, необходимый для того, чтобы привести фотоаппарат в действие, — это свет. Фотоны, те самые необходимые частицы света, покидают свой первоначальный источник, отталкиваются от определенного объекта и, затем, направляются к камере, в которую проникают через несколько специальных линз. Затем, фотоны продвигаются к своей конечной точке, направляемые различными деталями механизма.

Диафрагма и выдержка

Створки этого компонента отвечают за количество света и осуществляют его контроль. Именно диафрагма “следит” за тем, чтобы внутрь механизма попадало нужное количество света. Процесс контроля потока световых частиц происходит за счет изменения размера отверстия через которое этот поток и проходит.

Выдержка же осуществляет функцию регулирования длительности воздействия световых потоков на матрицу, а то есть, определяет момент открытия затвора фотокамеры. Правильно регулируя эти показатели, вы можете добиться изменения количества световых частиц, попадающих в матрицу. В стандартных аппаратах выдержка чаще всего будет иметь измерение в секундах или долях секунды.

Эти параметры, каждый по-своему, одновременно оказывают влияние на световой поток, настраивая определенную экспозицию. Проще говоря, диафрагма и выдержка — это те два параметра, которые будут влиять на экспозицию вашего снимка. Именно они отвечают за яркость и цветовое наполнение изображения. При правильной экспозиции (верно определенных параметрах диафрагмы и выдержки) снимок будет обладать достаточно хорошей цветовой насыщенностью, на нем можно будет разглядеть различные тона, а главный объект съемки станет наиболее отчетливым.

Работа с диафрагмой
Настройки диафрагмы могут влиять на художественную составляющую составляющую снимка. Главным качеством этого параметра является регулирование глубины резкости снимаемых предметов. Резкость поможет вам сделать фокус более отчетливым, а также наилучшим образом передать пейзажи, в которых несколько предметов находятся на разном расстоянии от объектива.  Для получения качественных снимков на большом расстоянии вам потребуется увеличить глубину резкости используемого пространства, или по другому, ГРИП.

Именно параметры диафрагмы помогут вам “размыть” задний фон и сделать четкий фокус на одном или нескольких объектах.

Определение выдержки
Настройка выдержки будет необходима вам лишь при съемке объектов, находящихся в движении. Например, все вы наверняка встречали на просторах интернета снимки, где была отчетливо видна каждая капля дождя или брызги фонтана, а также кадры,на которых эти же вещи изображаются в виде сплошного потока. Давайте узнаем, из чего состоит диафрагма.

Стоит отметить, что диафрагмы, встроенные в цифровые фотоаппараты имеют несколько разновидностей. Обратите внимание на ирисовую диафрагму: маленький механизм, состоящий из нескольких звеньев, похожих на лепестки. При полном открытии данная диафрагма формирует кольцо. Если же ее звенья “распустить” не полностью, то мы получим некий многоугольник.

Видоискатель

Пройдя отсеивание диафрагмой и обработку линзой, световой поток отражается от зеркала и оказывается в видоискателе. Этот элемент в устройстве фотокамеры дает нам возможность увидеть на экране изображение еще до того момента, когда будет сделан снимок. Самое полезное качество, которым обладает видоискатель, это возможность выбрать границы фото и положение объекта в нем еще до того, как фото будет сделано. Вы также легко сможете поработать над наклоном, настроить приближение, сразу добавить некоторые фильтры и много чего еще.

Обратите внимание на тот факт, что видоискатель никаким образом не сказывается на качестве фото, он лишь отображает “увиденную” устройством картинку. Этот элемент фотокамеры может быть представлен в различных вариантах:

1. жидкокристаллический экран;
2. EVF (эл. вариант). Электронный видоискатель работает с помощью жидкокристаллического экрана. Такая панель позволит нам видеть то же самое изображение, что распознается матрицей экрана. Большинство аппаратов цифрового формата имеют жидкокристаллические экраны. Слишком слабое освещение, или,наоборот, чрезмерно высокий уровень света может причинить вам дискомфорт в процессе съемки, так как в обоих случаях вы не сможете правильно оценить цветовые особенности изображения. Некоторые современные камеры имеют встроенные настройки яркости дисплея. Однако, высокая яркость экрана приведет к быстрому расходу энергии аппарата и уже в скором времени он окажется бесполезным, если под рукой нет зарядного устройства.Поэтому, лучше изначально приобретать аппаратуру с наличием дополнительного оптического видоискателя.
3. Зеркальный экран. Этим типом экрана наделены, как видно из названия, зеркальные фотокамеры. Он отражает изображение, находящееся на матрице, а, соответственно, мы избавляемся от такого явления, как параллакс. Экран данного типа наделен собственной оптической системой,
4. Оптический экран. Он осуществляет свои функции с помощью нескольких линз, которые встроены в верхнюю часть фотоаппарата. Смотря в них, фотограф может определить место и увидеть объект съемки. Однако, из-за того, что оптический видоискатель установлен немного выше самой камеры, при фотографировании и на снимке могут появиться определенные погрешности. С таким экраном у вас также могут появиться проблемы с фокусировкой.

Фотокамера может содержать любой из этих вариантов. Имеются также модели устройств, в которых присутствует совмещение сразу нескольких из них.

Параметры видоискателя
Абсолютно любой видоискатель, несмотря на свою классификацию, имеет данные параметры:

1. Зона охвата. Она показывает нам процентные показатели изображения ( какая часть картинки от общего количества памяти показана на экране). Расширение зоны охвата позволяет более явно увидеть границы изображения.
2. Увеличение. Этот параметр имеет определение 1 в случае, когда мы смотрим на объект, не используя для этого увеличительных приспособлений. Чтобы приблизить картинку, нужно повысить определение увеличения. Это также сделает фокусировку более отчетливой.

Матрица

Еще до того, как картинка отображается в электронном видоискателе происходит процесс преломления световых лучей при помощи призмы. Именно она “переворачивает” картинку, вследствии чего мы видим изображение таким, какое оно есть в действительности, а не перевернутым. Если в данный момент картина, изображенная на экране нам нравится, то мы производим щелчоки получаем в свою коллекцию одну новую фотографию.

Перед тем, как новый снимок окажется в нашей коллекции, механизм фотоаппарата производит следующие действия: маленькое зеркальце приподнимается, что позволяет свету проникнуть за него и направиться не в видоискатель, а прямо в центр конструкции — матрицу.

Матрица фотоаппарата выполняет роль преобразователя в конструкции всего устройства. Именно она осуществляет процесс превращения световых потоков в электрические импульсы, которые и являются главными составляющими снимка. Данное преобразование осуществляется при помощи специальных микродатчиков, которые находятся непосредственно в матрице.

Для того, чтобы лучше понять то, что именно мы сейчас обсуждаем, давайте сформулируем легкое и понятное определение термина “матрица”.

• Матрица — это микросхема, состоящая из микроскопических фотодатчиков, которые реагируют на световые потоки.

Следует отметить, что матрица фотокамеры способна создать лишь черно-белую картинку, а для того, чтобы изображение приобрело свои настоящие цвета, фотодатчики подвергаются нанесению специальных фильтрующих напылений различных цветов. В большинстве современных форматах сохранения снимка камера самостоятельно моделирует оттенок пикселей. Однако, если вы планируете работать с форматом RAW, то стоит учесть один нюанс: пиксели в таком формате будут иметь окрас одного из 3-х цветом. Это очень удобно в случае, если вы планируете детальную коррекцию фото без потери качества изображения.

Размер матрицы
Как вы уже поняли, матрица состоит из множества элементов, а значит, количество этих самых элементов напрямую влияет на размер матрицы. Как правило, данная характеристика этой детали фотоаппарата обозначается дробью в дюймах. Опытные фотографы наверняка знают, что качество сделанного снимка напрямую зависит от размера матрицы. Чем она больше, тем меньше шумовых помех будет на фото, а значит, изображение будет иметь больше полутонов и цветов, приближенных к реальности.

Фоточувствительность
Светочувствительность любого фотоаппарата — это уровень его способности к превращению световой энергии в электрическую, а то есть, показатель количества света для получения требуемого количества энергии. Этот параметр особенно важен при фотосессии в темное время суток или в малоосвещенном помещении. Для того, чтобы настроить правильную светочувствительность вам необходимо поработать с такими параметрами, как выдержка и диафрагма. Разобравшись с ними, вы повысите светочувствительность своего устройства, что, несомненно, скажется на качестве производимых вами изображений.

 

Поделиться статьёй:

Устройство фотоаппарата, строение и принцип действия.

Человека всегда тянуло к прекрасному, увиденной красоте человек пытался придать форму. В поэзии это была форма слова, в музыке красота имела гармоническую звуковую основу, в живописи формы прекрасного передавались красками и цветом. Единственное, что не мог человек, это запечатлеть мгновение. Например, поймать разбивающуюся каплю воды или рассекающую грозовое небо молнию. С появлением в истории фотоаппарата и развитием фотографии это стало возможным. История фотографии знает множественные попытки изобретения фотографического процесса до создания первой фотографии и берет начало в далеком прошлом, когда математики изучая оптику преломления света обнаруживали, что изображение переворачивается, если пропустить его в темную комнату через небольшой отверстие.

В 1604 г. немецкий астроном Иоганн Кеплер установил математические законы отражения света в зеркалах, которые в последствии залегли в основу теории линз по которым другой итальянский физик Галилео Галилей создал первый телескоп для наблюдения за небесными телами. Принцип преломления лучей был установлен, оставалось только научиться каким-то образом сохранять полученные изображения на отпечатках еще не раскрытым химическим путем.

В 1820-е гг.. Жозеф Нисефор Ньепс открыл способ сохранения полученного изображения путем обработки попадающего света асфальтовым лаком (аналог битума) на поверхность из стекла в, так называемой камере-обскуре. С помощью асфальтового лака изображение принимало форму и становилось видимым. В первые в истории человечества картину рисовал не художник, а падающие лучи света в преломлении.

В 1835 г. английский физик Уильям Тальбот, изучая возможности камеры-обскура Ньепса смог добиться улучшения качества фотоизображений с помощью изобретенного им отпечатка фотографии — негатива. Благодаря этой новой возможности снимки теперь можно было копировать. На своей первой фотографии Тальбот запечатлел собственное окно на котором четко просматривается оконная решетка. В будущем он написал доклад, где называл художественное фото миром прекрасного, таким образом заложив в историю фотографии будущий принцип печати фотографий.В 1861 г. фотограф из Англии Т. Сэттон изобрел первый фотоаппарат с единым зеркальным объективом. Схема работы первого фотоаппарата была следующей, на штатив закреплялся крупный ящик с крышкой сверху, через которую не проникал свет, но через которую можно было вести наблюдение. Объектив ловил фокус на стекле, где с помощью зеркал формировалось изображение.

  В 1889 г. в истории фотографии закрепляется имя Джорджа Истмана Кодак, который    запатентовал первую фотопленку в виде рулона, а потом и фотокамеру «Кодак»,  сконструированную специально для фотопленки. В последствии, название «Kodak» стало  брэндом будущей крупной компании. Что интересно, название не имеет сильной смысловой  нагрузки, в данном случае Истман решил придумать слово, начинающееся и заканчивающиеся на одну и ту же букву.

 В 1904 г. братья Люмьер под торговой маркой «Lumiere» начали выпускаться пластины для цветного фото, которые стали основоположниками будущего цветной фотографии.

 В 1923 г. появляется первый фотоаппарат в котором используется пленка 35 мм, взятая из кинематографа. Теперь можно было получать небольшие негативы, просматривая затем их выбирать наиболее подходящие для печатания крупных фотографий. Спустя 2 года фотоаппараты фирмы «Leica» запускаются в массовое производство.

В 1935 г. фотоаппараты Leica 2 комплектуются отдельным видеоискателем, мощной фокусировочной системой, совмещающие две картинки в одну. Чуть позже в новых фотоаппаратах Leica 3 появляется возможность использования регулировки длительности выдержки. Долгие годы фотоаппараты Leica оставались неотъемлимыми инструментами в области искусства фотографии в мире.

В 1935 г. компания «Kodak» выпускает в массовое производство цветные фотопленки «Кодакхром». Но еще долгое время при печати их надо было отдавать на доработку после проявки где уже накладывались цветные компоненты во время проявки.

В 1942 г. «Kodak» запускают выпуск цветных фотопленок «Kodakcolor», которые последующие полвека становятся одними из популярными фотопленками для профессиональных и любительских камер.

В 1963 г. представление о быстрой печати фотографий переворачивают фотокамеры «Polaroid», где фотография печатается мгновенно после полученного снимка одним нажатием. Достаточно было просто подождать несколько минут, чтобы на пустом отпечатке начали прорисовываться контуры изображений, а затем проступала полностью цветная фотография хорошего качества. Еще 30 лет универсальные фотоаппараты Polaroid будут занимать ведущие по популярности места в истории фото, чтобы уступить эпохе цифровой фотографии.

В 1970-х гг. фотоаппараты снабжались встроенным экспонометром, автофокусировку, автоматические режимы съемки, любительские 35 мм камеры имели встроенную фотовспышку. Чуть позже к 80-м годам фотоаппараты начали снабжаться ж/к панелями, которые показывали пользователю программные установки и режими фотокамеры. Эра цифровой техники только начиналась.

В 1974 г. с помощью электронного астрономического телескопа была получена первая цифровая фотография звездного неба.

В 1980 г. компания «Sony» готовит к выпуску на рынок цифровую видеокамеру Mavica. Снятое идео сохранялось на гибком флоппи-диске, который можно было бесконечно стирать для новой записи.

В 1988 г. компания «Fujifilm» официально выпустила в продажу первый цифровой фотоаппарат Fuji DS1P, где фотографии сохранялись на электронном носителе в цифровом виде. Фотокамера обладала 16Mb внутренней памяти.

В 1991 г. компания «Kodak» выпускает цифровую зеркальную фотокамеру Kodak DCS10, имеющую 1,3 mp разрешения и набор готовых функций для профессиональной съемки цифрой.

В 1994 г. компания «Canon» снабжает некоторые модели своих фотокамер системой оптической стабилизации изображений.

В 1995 г. компания «Kodak», следом за Canon прекращает выпуск популярных последние полвека пленочных своих фирменных фотокамер.

2000-х гг. Стремительно развивающиеся на базе цифровых технологий корпорации Sony, Samsung поглощают большую часть рынка цифровых фотоаппаратов. Новые любительские цифровые фотоаппараты быстро преодолели технологическую границу в 3Мп и по размеру матрицы легко соперничают с профессиональной фототехникой имея размер от 7 до 12 Мп. Несмотря на быстрое развитие технологий в цифровой технике, таких как: распознавание лица в кадре, исправление оттенков кожи, устранение эффекта «красных» глаз, 28-кратное «зумирование», автоматические сцены съемки и даже срабатывание камеры на момент улыбки в кадре, средняя цена на рынке цифровых фотокамер продолжает падать, тем более что в любительском сегменте фотоаппаратам начали противостоять мобильные телефоны, снабженные встроенными камерами с цифровым зумом. Спрос на пленочные фотоаппараты стремительно упал и теперь наблюдается другая тенденция повышения цены аналоговой фотографии, которая переходит в разряд раритета.

Принцип работы аналогового фотоаппарата: свет проходит через диафрагму объектива и, вступая в реакцию с химическими элементами пленки сохраняется на пленке. В зависимости от настройки оптики объектива, применения особых линз, освещенности и угла направленного света, времени раскрытия диафрагмы можно получить различный вид изображения на фотографии. От этого и многих других факторов формируется художественный стиль фотографии. Конечно, главным критерием оценки фотографии остается взгляд и художественный вкус фотографа.

Корпус.
Корпус фотоаппарата не пропускает свет, имеет крепления для объектива и фотоспышки, удобную форму ручки для захвата и место для крепления к штативу. Внутрь корпуса помещается фотопленка, которая надежно закрыта светонепропускающей крышкой.

Фильмовой канал.
В нем пленка перематывается, останавливась на нужном для съемке кадре. Счетчик механически связан с фильмовым каналом, при прокрутке которого указывает на количество отснятых кадров. Существуют камеры с моторным приводом, которые позволяют делать съемку через последовательно заданный промежуток времени, а также вести скоростную съемку до нескольких кадров в секунду.

Видоискатель.
Оптический объектив через которое фотограф видит в рамке будущий кадр. Зачастую имеет дополнительные метки для определения положения объекта и некоторые шкалы настройки светка и контрастности.

Объектив.
Объектив — мощный оптический прибор, состоящий из нескольких линз, позволяющий делать изображения на различном расстоянии со сменой фокусировки. Объективы для профессиональной фотосъемки помимо линз состоят еще из зеркал. Стандартный объектив имеет расстояние фокусаокругленно равное диагонали кадра, угол 45 градусов. Фокусное расстояние широкоугольного объектива меньшее диагонали кадра служит для съемки в небольшом пространстве, угол до 100 градусов. для удаленных и панорамных объектов применяется телескопический объектив у которого фокусное расстояние гораздо больше диагонали кадра.

Диафрагма.

Устройство регулирующее яркость оптической картинки объекта фотографирования по отношению к его яркости. Наибольшее распространение получила ирисовая диафрагма, у которой световое отверстие образуется несколькими серповидными лепестками в виде дуг, при съемке лепестки сходятся или расходятся, уменьшая или увеличивая диаметр светового отверстия.

Затвор

Затвор фотоаппарата приоткрывает шторки для попадания света на пленку, затем свет начинает действовать на пленку, вступая в химическую реакцию. От продолжительности приоткрытия затвора зависит экспозиция кадра. Так для ночной съемки ставится более длительная выдержка, для съемке на солнце или скоростной съемке максимально короткая.

Дальнометр.

Устройство с помощью которого фотограф определяет расстояние до объекта съемки. нередко дальномер бывает совмещен для удобства с видоискателем.

Кнопка спуска .

Запускает процесс фотосъемки длящийся не более секунды. В одно мгновение срабатывает затвор, раскрываются лепестки диафрагмы, свет попадает на химический состав фотопленки и кадр запечатлен. В старых пленочных фотоаппаратах кнопка спуска основана на механическом приводе, в более современных фотоаппаратах кнопка спуска, как и остальные движущиеся элементы камеры на электроприводе

Катушка фотплёнки
Катушка на которую крепится фотопленка внутри корпуса фотоаппарата.По окончании кадров на пленке в механических моделях пользователь перематывал фотопленку в обратном направлении в ручную, в более современных фотоаппаратах пленка перематывалась по окончании с помощью электромоторного привода, работающего от пальчиковых батареек.Фотовспышка.
Плохая освещенность объектов фотосъемки приводит к использованию фотоспышки. В профессиональной съемке к этому приходится прибегать только в неотлагательных случаях когда нет других приборов освещения экранов, ламп. Фотоспышка состоит из газорязрядной лампы в виде стеклянной трубки содержащей газ ксенон. При накапливании энергии вспышка заряжается, газ в стеклянной трубке ионизируется, затем мгновенно разряжается, создавая яркую вспышку при силе света свыше сотни тысяч свечей. При работе вспышки нередко отмечается эффект «красных глаз» у людей и животных. Это происходит потому, что при недостаточной освещенности помещения где проводится фотосъемка, глаза человека расширяются и при срабатывании вспышки зрачки не успевают сузиться, отражая слишком много света от глазного яблока. Для усранения эффекта «красных глаз» используется один из методов предварительного направления светового потока на глаза человека перед срабатыванием вспышки, что вызывает сужение зрачка и меньшим отражением от него света вспышки.

Принцип работы цифрового фотоаппарата на стадии прохождения света через линзу объектива тот же, что и у пленочного. Изображение преломляется через систему оптики, но сохраняется не на химическом элементе фотопленки аналоговым путем, а преобразуется в цифровую информацию на матрице от разрешающей способности которой и будет зависеть качество снимка. Затем перекодированное изображение в цифровом виде сохраняется на сменном носителе информации. Информацию в виде изображения можно редактировать, перезаписывать и отправлять на другие носители данных.

Корпус.

Корпус цифрового фотоаппарата имеет вид по аналогии с пленочным фотоаппаратом, но за счет отсутствия необходимости фильмового канала и места для катушки с пленкой, корпус современного цифрового фотоаппарата значительно тоньше обычного пленочного и имеет место для ЖК экрана, встроенного в корпус, либо выдвижного, и слоты для карт памяти.

Видоискатель. Меню. Настройки (ЖК экран) .

Жидкокристалический экран неотъемлимая часть цифрового фотоаппарата. Он имеет совмещенную функцию видоискателя, в котором можно приближать объект, видеть результат автофокусировки, выстраивать экспозицию по границам, а также использовать его в качестве экрана меню с настройками и опциями набора функций съемки.

Объектив.

В профессиональных цифровых фотоаппаратах объектив практически ничем не отличается от аналоговых фотокамер. Он также состоит из линз и набора зеркал и имеет те же механические функции. В любительских камерах объектив стал гораздо меньших форм и помимо оптического зума (приближение объекта) имеет встроенный цифровой зум, который способен многократно приблизить отдаленный объект.

Матрица сенсор.

Главный элемент цифровой фотокамеры небольшая пластина с проводниками которая формирует качество изображения, четкость которого и зависит от разрешающей способности матрицы.

Микропроцессор.

Отвечает за все функции работы цифровой камеры. Все рычаги управления камеры ведут к процессору в котором зашита программная оболочка (прошивка), которая отвечает за действия фотокамеры: работа видоискателя, автофокус, программные сцены съемки, настройки и функции, электрический привод выдвижного объектива, работа фотовспышки.

Стабилизатор изображений.

При покачивании камеры во время нажатия на спусковой завтор или при съемке с движущейся поверхности, например, с качающегося на волнах катера, изображение может получится размытое. Оптический стабилизатор практически не ухудшает качество полученной картинки за счет дополнительной оптики, которая компенсирует отклонения изображения при покачивании, оставляя изображение неподвижным перед матрицей. Схема работы цифрового стабилизатора изображения фотоаппарата при дрожании картинки заключается в условных поправках, вносимых при расчете картинки процессором, задействовав дополнительную треть пикселей на матрице, учавствующих только в коррекции изображения.

Носители информации .

Полученное изображение сохраняется в памяти фотоаппарата в виде информации на внутренней, либо внешней памяти. Фотоаппараты имеют разъемы для карт памяти SD, MMC, CF, XD-Picture и др., а также разъемы для подключения к другим источникам храненияинформации компьютеру, HDD сменным носителям и т.п.

Цифровая фототехника сильно поменяла представления в истории фотографии о том какое должно быть художественное фото. Если в прежние времена фотографу приходилось идти на различные ухищрения, чтобы получить интересный цвет или необычный фокус для определения жанра фотографии, то теперь есть целый набор примочек, включенных в программное обеспечение цифровой фотокамеры, коррекция размеров изображения, изменение цвета, создание рамки вокруг фото. Также любую отснятую цифровую фотографию можно подвергнуть редактированию в известных фоторедакторах на компьютере и легко установить в цифровую фоторамку, которые следом за пошаговым наступлением цифровых технологий становятся все более популярными для украшения интерьера чем-то новым и необычным.

Статьи‎ > ‎История Фотографии‎

Устройство зеркального фотоаппарата

Как устроены цифровые зеркальные фотоаппараты? Большинство из них устройство имеют примерно одинаковое. Это, прежде всего, корпус, собственно камера, на которую крепится фотообъектив. Объектив служит для создания изображения на матрице, а матрица — для записи фотографического изображения. В зеркальных аппаратах съемочный объектив так же передает изображение и в видоискатель. Незеркальные аппараты имеют чуть другую схему. Изображение на матрицу и изображение в видоискатель чаще всего передается двумя различными объективами. В этом случае объектив для видоискателя маленький и находится над основным объективом. В самых простых аппаратах, так называемых «мыльницах», на экране дисплея отображается изображение, которое непосредственно попадает на матрицу.

Принцип действия фотоаппарата примерно таков: световой поток проходит сквозь объектив и попадает на диафрагму. Диафрагма регулирует количество попавшего в объектив света и пропускает его дальше, на зеркало. Свет отражается от зеркала и попадает в призму, преломляясь через которую доходит до видоискателя, в котором фотограф и видит то, что находится непосредственно перед объективом. К изображению в видоискателе добавляется и другая полезная информация о снимаемом кадре. Что это за информация, ее количество – это зависит от конкретной модели аппарата. Как говорят, от его наворочености.

В собственно момент фотографирования зеркало, входящее в эту механическую конструкцию, поднимается и открывается затвор фотоаппарата. Именно в этот момент и происходит так называемое экспонирование. Свет попадает на матрицу и создает на ней изображение. После экспонирования затвор закрывается, зеркало опускается на свое место и ваш фотоаппарат готов сделать следующий снимок. Интересно то, что весь этот сложный технологический процесс происходит внутри аппарата за сотые и даже за тысячные доли секунды.

C того дня, как придумали это механическое устройство для фотосъемки, в процесс фотографирования не было внесено ничего принципиально нового. Световой пучок проходит сквозь объектив, масштабируется и попадает на установленный внутри фотоаппарата светочувствительный элемент. Этот принцип одинаков и для пленочных, и для цифровых фотокамер.

В чем заключается различие зеркального и незеркального фотоаппаратов? В чем преимущества зеркалки? Как мы уже сказали, зеркальный аппарат имеет в своей конструкции зеркало, которое позволяет нам в видоискателе видеть точно ту же картинку, что попадает на светочувствительный элемент.

А в чем отличие между зеркальным цифровым и зеркальным пленочным аппаратом? Вот на этом давайте остановимся поподробнее.

• Первым делом следует сказать, что в зеркальном цифровом фотоаппарате использована электронная система записи изображения. Оно записывается на электронную карту памяти. В плёночном же аппарате изображение сохраняется на фотографической плёнке.
• Практически все зеркальные фотокамеры записывают изображение на матрицу, поверхность которой меньше чем площадь кадра в пленочном зеркальном фотоаппарате.
• Устройство цифрового зеркального фотоаппарата таково, что фотограф может сразу просматривать отснятые кадры. Зеркальный пленочный фотоаппарат такой возможности не предоставляет. Полученное изображение мы можем увидеть на фотоплёнке после некоторой химической её обработки.
• Пленочные зеркалки старых моделей полностью механические. Они не нуждаются в электрическом питании. А современные цифровые зеркальные фотокамеры не могут жить и работать без батареек или аккумуляторных батарей.
• При съемке зеркальной плёночной камерой кадр лучше немного переэкспонировать, а при работе с цифровой камерой — как раз наоборот: недоэкспозиция выгоднее.
• Зеркальные фотоаппараты, не зависимо от того, пленочные они или цифровые, позволяют пользоваться множеством всевозможных аксессуаров: сменные объективы, фотовспышки, пульты дистанционного управления и пр.

Как устроен современный цифровой зеркальный фотоаппарат.

Давайте для начала рассмотрим его принципиальное устройство. Каждый современный человек сегодня знает, что основная часть любого фотоаппарата – это светонепроницаемая коробка, которую раньше называли камерой-обскурой. В одной из стенок этой коробки проделано отверстие. На противоположной от отверстия стенке находится светочувствительный сенсор, который называется матрицей. Для того, чтобы создать фотографический снимок, современные фотоаппараты оснащены множеством дополнительных элементов. Основные компоненты конструкции фотокамеры – объектив, затвор и диафрагма.

1. Объектив – это оптическая конструкция, состоящая из стеклянных (или, в недорогих моделях пластиковых) линз. Световой поток преломляется, проходя сквозь эти линзы, попадает на матрицу или плёнку, что делает изображение качественным.
2. Затвор – это устройство, чаще механическое, которое установлено между объективом и матрицей. Затвор представляет собой непрозрачную плоскость. Эта плоскость открывается и закрывается с огромной скоростью, чем регулирует доступ света на матрицу. Отрезок времени, на который затвор остается открытым, называется выдержка.
3. Диафрагма – это круглое отверстие, которое может менять свой диаметр. Она позволяет дозировать количественное поступление света на матрицу фотокамеры. Диафрагма чаще всего установлена внутри объектива, между его линзами.

Ну вот, теперь вы имеете некоторое понятие о современной цифровой зеркальной фотокамере. Теперь давайте изучать это сложнейшее электронно-механическое устройство и принцип его работы более детально. Поговорим о каждом из упомянутых конструктивных элементах поподробнее.

Объектив

Объектив — наиболее важная составляющая любого фотоаппарата. Ему всегда уделяется особое внимание.

Что такое фотографический объектив? Это оптическая система линз, собранная в оправе из металла. Объектив проецирует изображение на плоскость. В цифровом фотоаппарате – на матрицу, в пленочном — на плёнку. Хорошие фотографические объективы должны давать на плёнке или матрице резкое изображение по всей площади кадра, его пропорции должны соответствовать реальным пропорциям объекта съемки. Современный объектив – изделие достаточно сложное технически. Производство объективов – высокотехнологичное и точное производство. На заводах, выпускающих объективы, каждый из них проверяется индивидуально и очень тщательно. В былые времена, на заре фотографии, в фотоаппаратах в качестве объектива использовалась всего одна собирательная линза. Но такой примитивный объектив имел множество недостатков. Например, изображение получалось резким только в центральной части кадра, по краям оно оставалось нерезким и размытым, прямые линии ближе к границам кадра становились изогнутыми. Путем комбинации, подбора линз в одну цельную оптическую систему ученые со временем научились избегать этих недостатков.

Как выбрать объектив

Ещё на стадии планирования покупки зеркального фотоаппарата необходимо задуматься об объективе. Дело в том, что одна и та же модель фотокамеры при продаже может комплектоваться различными объективами, а может продаваться и вообще без объектива. Всё зависит от выбора производителя и фирмы-продавца. Обычно покупка фотокамеры в комплекте с объективом обходится несколько дешевле, чем приобретение собственно камеры и объектива раздельно. Но иногда особо придирчивых покупателей предлагаемый комплект по каким либо характеристикам не устраивает.

Для начала рекомендуем выбирать объектив исходя из его универсальности. Проще говоря, это объектив, подходящий для всех видов съемки. От того, как широки будут возможности вашего первого объектива, зависит, как быстро вы поймете на практике, какой ещё объектив вам необходим для тех видов съемки, которым вы будете отдавать приоритет в своей работе. Если вы, например, увлечетесь фотоохотой – то вам будет нужен объектив с большим фокусным расстоянием, если вашей страстью станет съемка портретов – то потребуется объектив, который так и называется – портретный.

Но, даже если у вас и появятся различные объективы, в основном вы будете снимать объективом универсальным. Специализированные объективы — широкоугольники, длиннофокусники и пр. применяются в повседневной практике достаточно редко. Но, тем не менее, зачастую возникают ситуации, когда без специальных объективов не обойтись. И тогда их применение становится очень даже оправданным.

Все объективы в основном выпускаются со стандартной резьбой, что позволяет легко их заменять на разных моделях фотоаппаратов.

Подведём итог. К приобретению своего первого объектива нужно отнестись достаточно серьезно. В противном случае неудачная дорогостоящая покупка так и останется лежать в ящике вашего стола невостребованной. А ведь универсальный объектив как раз тем и хорош, что использовать его можно во всех случаях жизни. Например, в путешествиях, когда любой лишний вес может оказаться в тягость. А объективы — вещь довольно тяжелая.

Диафрагма

Если присмотреться, внутри объектива можно увидеть несколько лепестков, каждый из которых имеет форму дуги. Накладываясь один на другой, они образуют круглое отверстие, диаметр которого можно регулировать. Это устройство называется диафрагма. Сам этот термин имеет греческие корни, и буквально означает «перегородка». В английском языке для обозначения диафрагмы употребляется другой термин: «апертура».

Диафрагма – это устройство, которое регулирует количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Изменяя диаметр отверстия диафрагмы, мы меняем соотношение яркостей создаваемого объективом фотографического изображения. Влияет диафрагма и на яркость самого объекта.

Посредством специального довольно сложного механизма лепестки диафрагмы сводятся к центру и отверстие, которое они образуют, уменьшается. При изменении значения диафрагмы на одну ступень, диаметр уменьшается или увеличивается в 1,4 раза. А вот количество света, попадаемого на пленку или матрицу, увеличивается в другой пропорции – в 2 раза.

Зачем нам необходима диафрагма? Почему без неё не обойтись? Для какой цели этот сложный конструктивный узел включен в фотоаппарат? Главное – для регулирования светового потока на матрицу или плёнку. Например, снимая при ярком освещении целесообразно отверстие диафрагмы сделать поуже. А при недостатке света, естественно, пошире. Но далеко не только для этого нужна диафрагма. Между прочим, по большому счету без нее можно и обойтись. Почему? А вот почему.

Как уже было сказано выше, и диафрагма, и затвор являются своего рода перегородками на пути светового потока, идущего к матрице или плёнке. Диафрагму вместе с выдержкой называют также экспопарой. Например, при одной конкретной съемке диафрагма может быть широко открыта, а выдержка установлена более короткой, а при другой съемке – с точностью до наоборот: выдержка длинная, а отверстие диафрагмы маленькое. Вроде бы, кажется, что значение выдержки и диафрагмы взаимозаменяемы. И та, и другая влияют на количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так. Размер отверстия диафрагмы в первую очередь влияет на глубину резкости, или, как сейчас стали говорить специалисты, глубину резко изображаемого пространства (сокращенно – ГРИП). А это как раз и является весьма значимым функциональным фактором, позволяющим создавать различные творческие и технические эффекты, при помощи которых фотограф и достигает намеченного результата, поставленной цели съемки.

Не хочется вас загружать различными сложными формулами и определениями. Все равно на данном начальном этапе вы мало что запомните и поймёте. Вам сейчас важно понять и усвоить самое главное. В книжках, справочниках и формулах диафрагма обозначается буквой f. И чем большее число будет стоять около этой буквы, тем меньшим будет диаметр отверстия диафрагмы, которое оно обозначает. Например, как на своем языке говорят фотографы, дырка 2.8 шире, чем дырка 8 или 16. Сейчас в основном самое широкое отверстие диафрагмы – это 2,8 (на старинных объективах можно встретить диафрагму 1, 4). Таким образом, на большинстве современных объективов при значении 2,8 отверстие диафрагмы максимально. То есть, смело можно сказать, что диафрагмы в этом случае попросту нет. Между прочим, некоторые мастера считают, что чем меньше значение диафрагмы, то есть чем больше дырка в объективе, тем интереснее будет кадр, тем красивее будет выглядеть объект. Многие свадебные фотографы работают именно по этому принципу – как они говорят, «на полной дырке».

Теперь про глубину резкости. На старых объективах даже была нанесена специальная шкала глубины резкости. Принцип тут простой: чем отверстие диафрагмы меньше, тем глубина резкости больше. Измеряется глубина резкости в метрах. Например, при определенной фокусировке на какой то объект и при определенной диафрагме глубина резко изображаемого пространства будет от 1,5 до 5 метров. Несмотря на то, что основным способом управления глубиной резкости является диафрагма, на ГРИП так же влияют и другие параметры: размер матрицы аппарата, фокусное расстояние объектива, которым вы снимаете, расстояние до снимаемого объекта.

Для разных сюжетов и видов съемки глубина резкости нужна так же разная. Как применять глубину резкости на практике? Например, вы фотографируете пейзаж. Тогда смело закрывайте диафрагму, делайте ее отверстие меньше. И вы получите резкое изображение как ближних, так и дальних объектов снимаемого ландшафта. А если вы решили снять портрет, то фон лучше сделать нерезким, а собственно лицо модели – резким. Как этого добиться? Снимайте с маленькой глубиной резкости, то есть с большим отверстием диафрагмы. В этом случае нерезкость фона как бы оторвет портретируемого от окружающего пространства. С маленькой глубиной резкости хорошо снимать крупным планом цветы, или ещё какие-нибудь объекты небольшого размера. Резкость можно настроить на ближний край цветка. А дальний от фотографа и зрителя край вывести в нерезкость. Это будет очень красиво. За счет маленькой глубины резкости хорошо делать акценты. Зритель сразу понимает, на что автор фотографии хочет обратить его внимание.

Регулировка глубины резко изображаемого пространства – очень важное средство в арсенале фотографа.

В компактных цифровых аппаратах, или каких ещё называют, мыльницах, глубина резкости будет большой при любом положении диафрагмы. Так уж рассчитаны их объективы разработчиками. Это очень мешает реализации многих творческих идей фотографа, но в то же время дает хорошего качества повседневные бытовые снимки для фотолюбителей. Мыльницы ведь и рассчитаны на эту категорию пользователей.

Затвор

Переходим к описанию следующего элемента фотоаппарата — затвору. Для чего они необходим?

Затвор — этот дико сложный механизм, гораздо сложнее, чем механизм диафрагмы. Его можно назвать сердцем любого фотоаппарата. Затвор отмеряет время, на протяжении которого свет действует на матрицу или на фотоплёнку, и происходит собственно процесс экспонирования. Это время, на которое затвор открыт, называется выдержкой. Затвор находится внутри фотокамеры, постороннему взгляду его не видно. Но зато его в зеркальных (как цифровых, так и плёночных) камерах хорошо слышно. Именно он издает тот самый характерный щелчок, ставший символом всей фотографии.

Что же происходит с затвором в момент фотографирования?

Затвор представляет собой механическое устройство, включающее в себя одну или две непрозрачные шторки, которые могут быть расположены как горизонтально, так и вертикально. Именно эти шторки открываются и закрываются, дозируя световой поток. Выдержка измеряется во времени. Чаще всего, это доли секунды. То есть затвор, можно сказать, работает молниеносно. Трудно даже представить себе отрезок времени, составляющий 1/250 или 1/500 долю секунды, не говоря уж о 1/1000 и менее. Но механический затвор имеет предел скорости срабатывания. Тогда каким же образом работают выдержки 15000 и 1/7000 секунды, на которые способна современная фотоаппаратура? Для этих целей инженерами разработан так называемый цифровой затвор. Тут регулировка выдержки осуществляется непосредственно на матрице, электроникой. Происходит это в таком режиме: при нажатии кнопки спуска открываются шторки физического, механического затвора, причем на минимально возможное время, затем на матрицу аппарата от его «электронной начинки» поступает цифровой сигнал, который включает экспонирование матрицы, а спустя какое то время другой сигнал отключает это экспонирование, а затем закрываются шторки и физического затвора. Величина выдержки зависит от освещенности снимаемого объекта, об общей освещенности в помещении, в котором вы снимаете, от скорости движения объекта или объектов съемки. Выдержку всегда нужно соотносить с диафрагмой.

Если в современном зеркальном цифровом фотоаппарате установлено и работает сразу два затвора, может возникнуть вопрос: а зачем в таком случае нужен тут механический затвор? Ответим. Кроме своей основной функции — отмеривания времени — он так же выполняет функцию защиты матрицы от пыли и грязи. Пыль и грязь наносят ей серьезные повреждения. А ведь матрица – самый дорогой и нежный элемент современного фотоаппарата.

Механизм любого фотоаппарата, будь то плёночного или современного зеркального цифрового фотоаппарата, немыслим без затвора. Но из-за наличия в механическом затворе шторок, в цифровых зеркалках исключена возможность визирования по дисплею. Матрица закрыта этими шторками, и изображение на дисплей передаваться просто не имеет возможности. При нажатии кнопки спуска шторки открываются (за счет или пружин, или электромагнитов), и на матрице происходит формирование изображения. В цифровых аппаратах с несъемной оптикой чаще всего стоит электронный затвор. Проще говоря, матрица сама на время проведения экспонирования включается, и по окончании этого времени отключается. Во время экспонирования и происходит запись изображения. Все остальное время на дисплей выводится сигнал для визирования, или, говоря по-другому, наводки. Преимущества электронного затвора очевидно – он может работать на несравненно более высоких скоростях, чем механический. Но, тем не менее, комбинированный электронно-механический затвор намного лучше.

Несколько слов о вспышке

О фотовспышке поговорим только в общих чертах. Причем, упор сделаем на штатную, встроенную в сам фотоаппарат вспышку, которую иногда весело называют «лягушкой» (потому что она, как лягушка, выпрыгивает из фотоаппарата). Вспышка может работать в нескольких режимах, которые соотносятся с режимами работы самого фотоаппарата.

• Автоматический режим. Вспышка срабатывает (или не срабатывает) автоматически. В этом режиме автоматически же регулируется длительность излучаемого ей светового импульса и его мощность в зависимости от условий освещения, в которых производится съемка. Такой режим удобен тем, что при нём экономится заряд электрической батареи. Но, тем не менее, он не всегда может быть использован. Например, при съемке в контровом свете. Так уж устроен фотоаппарат.
• Принудительный режим фотовспышки. Вспышка будет срабатывать всегда, независимо от уровня освещенности. В этом режиме недоступно регулирование длительности и мощности светового импульса. Как говорят специалисты, вспышка тут полностью использует своё ведущее число. Такой режим работы со вспышкой применим практически во всех случаях съемки, однако и расход энергии батареи тут будет более высоким, чем в предыдущем режиме.
• Режим медленной синхронизации. При таком режиме скорость срабатывания затвора (проще говоря, выдержка), устанавливается на более продолжительное время, чем длительность светового импульса. Это делается для дополнительной проработки фона и заднего плана снимаемой сцены. Ведь встроенная в фотоаппарат вспышка достаточно слаба и зачастую ее световой поток не достаёт («не добивает») до фона.
• Режим съемки без вспышки. Тут вспышка вообще не срабатывает. Этот режим необходим в тех ситуациях, когда съемка со вспышкой запрещена или в ней нет никакой необходимости, так как условия освещенности вполне благоприятные. А при благоприятном естественном освещении изображение всегда получается намного лучше, естественно передаются цвета объектов, теневые и освещенные его участки.

В более совершенных фотоаппаратах предусмотрены и другие режимы работы вспышки, например эффект устранения «красных глаз». В этом режиме перед основной вспышкой, во время которой срабатывает затвор, производится ещё несколько коротких вспышек. Это сделано для того, чтобы у людей, которых вы фотографируете, рефлекторно сузились зрачки глаз. Ведь что такое «красные глаза»? Не что иное, как отражение яркого света вспышки, проникающего через широко открытые зрачки на глазное дно. А если зрачки будут узкими, то и отражение сильного света в глазном дне будет практически незаметным. Такой режим нужно применять лишь при съемке людей. В противном случае – это пустая трата не только энергии батарей, но и времени.

Не нужно забывать, что использование штатной, встроенной в аппарат (как иногда называют — бортовой) фотовспышки делает лица людей на снимке довольно плоскими. Происходит это из-за того, что вспышка находится в непосредственной близости к объективу и «бьёт» прямо в лоб снимаемому человеку, лишая его лицо теней. Стало быть, со встроенной вспышкой людей лучше снимать под небольшим углом — чтобы появились хоть какие-то тени на лице. Но и под большим углом снимать тоже не надо — тени будут слишком грубыми и неестественными.

Общая схема устройства и принцип работы фотоаппарата

Каждый момент этой жизни бесценен вне зависимости от того грустный он или весёлый. Потому что это и есть жизнь. И нужно наслаждаться этими самыми моментами. Проблема лишь в том, что мы не настолько знаем свой мозг, чтобы уместить в нем все воспоминания. Но человек и вечный двигатель прогресса — лень, сделали такую чудо-штуку как фотоаппарат. А что же это такое. В моём понимании — это есть некое устройство, позволяющее выбирать и фиксировать на каком-либо носителе выбранное изображение, план местности, проекцию пространства — как угодно называйте.

Итак, носители есть разные, и в зависимости от его типа происходит первое деление в классификации фотоаппаратов.
Итак это плёночные и цифровые (возможно есть еще и другие)

В плёночных фотоаппаратах носителем инф-ции является плёнка. Плёнка — это кусок пластика(полиэстер, нитрат или ацетат целлюлозы) и нанесённая на него фотоэмульсия. Фотоэмульсия — это химический состав, который обладает светочувствитльностью. То есть в зависимости от степени освещения(то бишь от величины потока электро-магнитной волны) изменяет свои свойства, образуя скрытое изображение. Его потом преобразуют в явное. Фотоэмульсия состоит из галогенидов серебра в растворе защитного коллоида.

В цифровых фотоаппаратах изображение попадает на матрицу. Матрица — это интегральная микросхема с фотодиодами. Фотодиоды преобразуют свет в цифровой сигнал.

Одна из основных составляющих частей камеры — видоискатель. Видоискатель позволяет вам «прицеливаться» на объект съёмки. По типу видоискателя фотоаппараты условно делят на зеркальные, псевдозеркальные и «мыльницы „. У мыльниц в качестве видоискателя выступает маленький экран на задней стороне. Псевдозеркальные — те же мыльницы, но с расширенным количеством функций, внешним видом, напоминающим зеркалку и дыркой над экраном — глазком для прицеливания(кстати в глазке тоже экран). В отличии от зеркальных не имеют собственно зеркала и призмы, управление в основном электронное, размер матрицы небольшой, поэтому идет больше шумов. Но по сравнению с мыльницами имеют хорошую оптику, позволяют вручную настраивать параметры съемки.

Устройство зеркального фотоаппарата

Итак, основные элемненты цифровой зеркальной камеры(далее ЦЗК) приведены на следующем рисунке:

Ингридиенты:

1. Объектив. То что ловит и пропускает через систему линз изображение.
2. Собственно зеркало. Здесь оно показано в положении т.н. визирования, т.е. когда мы ловим объект.
3. Затвор. То что закрывает матрицу
4. Матрица. Светочувствительный материал
5. Зеркало(еще одно). Здесь оно в положении фотографирования
6. Линза видоискателя.
7. Пентапризма.
8. Окуляр видоискателя

Точечной линией показано, как идет изображение в положении визирования. Сначала свет проходит через систему линз объектива. Попадая в корпус камеры он отражается от зеркала(2), и идет через матовую линзу в пентапризму(7). Пентапризма(7) делает переворот изображения в его естественное(для нас) положение. Если бы не пентапрзма, то в окуляре видоискателя мы бы видели изображение вверх ногами.
Когда мы прицелились на объект и нажимаем кнопокочку съемки, то происходит следующее: Зеркало(2) убирается, затвор(3) поднимается(сворачивается, телепортируется — нужное подчеркнуть) на время выдержки и свет идет прямёхонько на матрицу, которая в течении времени выдержки облучается светом и формирует изображение.

Устройство фотоаппарата. Пленочные и цифровые фотокамеры

Современные цифровые камеры во многом напоминают старые пленочные фотоаппараты. И в этом нет ничего удивительного, ведь цифровая фотография, по сути, выросла из пленочной, позаимствовав различные узлы и компоненты. Особенное сходство прослеживается между зеркальным цифровым фотоаппаратом и пленочной камерой: ведь и там и там применяется объектив, с помощью которого аппарат фокусируется на снимаемом объекте. Схожий процесс: фотограф просто нажимает на кнопку затвора и, в конечном счете, получается фотоизображение.

Тем не менее, несмотря на схожесть процесса съемки, устройство цифрового фотоаппарата является гораздо более сложным по сравнению с пленочным. И эта сложность конструкции обеспечивает «цифровикам» существенные преимущества — мгновенный результат съемки, удобство, широкие функциональные возможности по управлению фотосъемкой и обработке изображений. Для того, чтобы разобраться в устройстве цифрового фотоаппарата, нужно, прежде всего, ответить на следующие вопросы: Как создается фотоизображение? Какие узлы цифровой фотоаппарат позаимствовал у пленочного?  И что нового появилось в фотокамере с развитием цифровых технологий?

Принцип работы пленочного и цифрового фотоаппарата

Принцип работы обычной пленочной камеры состоит в следующем. Свет, отражаясь от снимаемого объекта или сцены, проходит через диафрагму объектива и фокусируется особым образом на гибкой, полимерной пленке. Фотопленка покрыта светочувствительным эмульсионным слоем на основе галоидного серебра. Мельчайшие гранулы химических веществ на пленке под действием света изменяют свою прозрачность и цвет. В результате, фотопленка благодаря химическим реакциям «запоминает» изображение.

Устройство зеркального цифрового фотоаппарата

Как известно, для формирования любого существующего в природе оттенка достаточно использовать комбинацию трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Все остальные цвета и оттенки получаются путем их смешивания и изменения насыщенности. Каждая микрогранула на поверхности фотопленки отвечает, соответственно, за свой цвет в изображении и изменяет свои свойства именно в той степени, в которой на нее попали лучи света.

Поскольку свет различается по цветовой температуре и интенсивности, то в результате химической реакции на фотопленке получается практически полное дублирование снимаемой сцены. В зависимости от характеристик оптики, освещенности, времени выдержки/экспозиции сцены на пленке и времени раскрытия диафрагмы, а также других факторов формируется тот или иной стиль фотографии.

Что же касается цифрового фотоаппарата, то тут также используется система оптики. Лучи света проходят через линзу объектива, преломляясь особым образом. Далее они достигают диафрагмы, то есть отверстия с изменяемым размером, посредством которого регулируется количество света. Далее при фотографировании лучи света попадают уже не на эмульсионный слой фотопленки, а на светочувствительные ячейки полупроводникового сенсора или матрицы. Чувствительный сенсор реагирует на фотоны света, захватывает фотоизображение и передает его на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Последний анализирует простые, аналоговые электрические импульсы, и преобразует их с помощью специальных алгоритмов в цифровой вид. Это перекодированное изображение в цифровом виде сохраняется на встроенном или внешнем электронном носителе. Готовое изображение уже можно посмотреть на ЖК-экране цифровой камеры, либо вывести его на монитор компьютера.

В течение всего этого многоступенчатого процесса получения фотоизображения электроника камеры непрерывно опрашивает систему на предмет немедленной реакции на действия фотографа. Сам фотограф через многочисленные кнопки, регуляторы и настройки может влиять на качество и стиль получаемого цифрового снимка. И весь этот сложный процесс внутри цифровой камеры происходит за считанные доли секунды.

Основные элементы цифрового фотоаппарата

Даже визуально корпус цифровой камеры схож с пленочным аппаратом, за исключением того, что в «цифровике» не предусмотрено катушки фотопленки и фильмового канала. На катушку в пленочных фотоаппаратах закреплялась пленка. И по окончании кадров на пленке фотографу приходилось перематывать кадры в обратном направлении вручную. В фильмовом канале фотопленка перематывалась до нужного для съемки кадра.

В цифровых фотоаппаратах все это кануло в лету, причем за счет избавления от фильмового канала и места для катушки с пленкой удалось сделать корпус камеры существенно тоньше. Впрочем, некоторые узды пленочных фотоаппаратов плавно перешли в цифровую фототехнику. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим основные элементы современной цифровой камеры:

— Объектив

Оптическая схема объектива Samyang

И в пленочной, и в цифровой фотокамере световые лучи проходят через объектив для получения изображения. Объектив представляет собой оптическое устройство, состоящее из набора линз и служащее для проецирования изображения на плоскости. В зеркальных цифровых фотоаппаратах объективы практически ничем не отличаются от тех, что использовались в пленочных камерах. Более того, многие современные «зеркалки» обладают совместимостью с объективами, разработанными для пленочных моделей. К примеру, старые объективы с байонетом F могут применяться со всеми цифровыми зеркальными фотоаппаратами Nikon.

— Диафрагма и затвор

Диафрагма – это круглое отверстие, посредством которого можно регулировать величину светового потока, попадающего на светочувствительную матрицу или фотопленку. Это изменяемое отверстие, обычно размещающееся внутри объектива, образуется несколькими серповидными лепестками, которые при съемке сходятся или расходятся. Естественно, что диафрагма имеется как в пленочных, так и в цифровых аппаратах.

Механизм шестилепестковой диафрагмы

Тоже самое можно сказать и о затворе, который устанавливается между матрицей (фотопленкой) и объективом. Правда, в пленочных камерах используется механический затвор, представляющий собой своеобразные шторки, которые ограничивают воздействие света на пленку. Современные же цифровые аппараты оснащены электронным эквивалентом затвора, способным включать/выключать сенсор для приема приходящего светового потока. Электронный затвор фотоаппарата обеспечивает точную регуляцию времени приема света матрицей фотоаппарата.

В некоторых цифровых камерах, впрочем, имеется и традиционный механический затвор, который служит для предотвращения попадания на матрицу световых лучей после окончания времени выдержки. Тем самым, предотвращается смазывание картинки или появления эффекта ореола. Стоит отметить, что поскольку цифровому фотоаппарату может потребоваться некоторое время, чтобы обработать изображение и сохранить его, то возникает задержка по времени между тем моментом, когда фотограф нажал на кнопку спуска, и моментом, когда камера зафиксировала изображение. Эта задержка по времени называется задержкой срабатывания затвора.

— Видоискатель

Как в пленочном, так и в цифровом фотоаппарате имеется устройство для визирования, то есть устройство для предварительной оценки кадра. Оптический видоискатель, состоящий из зеркал и пентапризмы, показывает фотографу изображение именно в том виде, в котором оно существует в натуре. Однако многие современные цифровые камеры оборудованы электронным видоискателем. Он снимает изображение со светочувствительной матрицы и показывает фотографу таким, каким камера его видит с учетом предустановленных настроек и используемых эффектов.

В недорогих компактных цифровых фотоаппаратах видоискатель как таковой может просто отсутствовать. Его функции выполняет встроенный ЖК-экран с функцией LiveView. ЖК-экраны сегодня встраиваются и в зеркальные цифровые аппараты, поскольку благодаря такому экрану фотограф имеет возможность сразу же просмотреть результаты съемки. Таким образом, если снимок не удался, его можно тут же удалить и отснять новый кадр уже с другими настройками или в другом ракурсе.

Дисплей фотоаппарата

— Матрица и аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

После того, как мы рассмотрели принцип работы пленочного и цифрового фотоаппарата, стало понятно, в чем собственно состоит основная разница между ними. В цифровой камере вместо фотопленки появилась светочувствительная матрица или сенсор. Матрица представляет собой полупроводниковую пластину, на которой размещается огромное множество фотоэлементов.

Матрица цифрового фотоаппарата

Размеры матрицы не превышают размеров кадра фотопленки. Каждый из чувствительных элементов матрицы  при попадании на него светового потока создает минимальный элемент изображения – пиксел, то есть одноцветный квадрат или прямоугольник. Элементы сенсора реагируют на свет и создают электрический заряд. Таким образом, матрица цифрового фотоаппарата фиксирует световые потоки.

Матрица цифровой камеры характеризуется такими параметрами, как физические размеры, разрешение и чувствительность, то есть способность матрицы точно уловить поток попадающего на нее света. Все эти параметры оказывают свое влияние на качество фотоизображения.

Полученная информация от сенсора в виде электрических импульсов далее поступает на обработку в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Функция последнего состоит в том, чтобы превратить эти аналоговые импульсы в цифровой поток данных, то есть перевести изображение в цифровой вид.

— Микропроцессор

Микропроцессор присутствовал и в некоторых последних моделях пленочных камер, однако в цифровом фотоаппарате он стал одним из ключевых элементов. Микропроцессор отвечает в «цифровике» за работу затвора, видоискателя, матрицы, автофокуса, системы стабилизации изображения, оптики, а также за запись отснятого фото- и видеоматериала на носитель, выбор настроек и программных режимов съемки. Это своеобразный мозговой центр камеры, управляющий всей электроникой и отдельными узлами.

Электроники фотоаппарата (процессор, АЦП)

От производительности микропроцессора во многом зависит то, насколько быстро цифровая камера сможет осуществлять непрерывную съемку. В этой связи в некоторых продвинутых моделях цифровых камер используется сразу два микропроцессора, которые могут производить отдельные операции параллельно. Тем самым, обеспечивается максимальная скорость серийной съемки.

— Носитель информации

Если аналоговый (пленочный) фотоаппарат сразу же фиксирует изображение на пленке, то в цифровом, электроника записывает изображение в цифровом формате на внешний или внутренний носитель информации. Для этой цели в большинстве случаев используются карты памяти (SD, CompactFlash и др.). Но в некоторых камерах имеется и встроенная память небольшого объема, которой хватает для размещения нескольких отснятых кадров.

Карты памяти

Также цифровые камеры обязательно оснащаются соответствующими разъемами для возможности их подключения к персональному или планшетному компьютеру, телевизору и другим устройствам. Благодаря этому фотограф получает возможность всего через несколько минут после съемки поместить готовое изображение в Интернете, передать по электронной почте или распечатать.

— Батарея

Во многих пленочных фотоаппаратах используется аккумуляторная батарея для приведения в действие электроники, которая, в частности, управляет фокусировкой и автоматической экспозицией сцены. Но эта работа не требует значительного энергопотребления, поэтому на одном заряде батареи пленочная камера способна проработать несколько недель.

Другое дело цифровая фототехника. Здесь жизнь аккумуляторной батареи камеры измеряется часами. А потому для поддержания работы камеры в условиях отсутствия источника электричества фотографу порой приходится запасаться дополнительными батареями.

Несмотря на то, что цифровая фототехника заимствовала многие узлы и компоненты из пленочной фотографии, она обладает рядом существенных преимуществ. Прежде всего, это возможность оперативно контролировать результаты съемки и вносить необходимые коррективы. Цифровой фотоаппарат в силу особенностей своего устройства предоставляет любому фотографу больше гибкости в процессе съемки за счет широких возможностей управления качеством изображений. Цифровые технологии обеспечивают мгновенный доступ к любому кадру и высокоскоростную фотосъемку. Сочетание гибкости, широких функциональных возможностей и оперативности ведения съемки гарантируют обладателю цифровой камеры получение фотографий превосходного качества практически в любых условиях.

Возможности цифровой фототехники сегодня далеко не исчерпаны. По мере развития устройство цифровых камер будет все более усложняться, в них будут реализованы новые технологии, увеличивающие функциональность аппаратов и обеспечивающие еще более высокое качество изображений.

Источник: Фотокомок.ру – тесты и обзоры фотоаппаратов (при цитировании или копировании активная ссылка обязательна)

Принцип работы цифрового фотоаппарата — презентация онлайн

1. Принцип работы

ПРИНЦИП
РАБОТЫ
цифрового фотоаппарата
Единственное принципиальное отличие цифровой камеры от плёночной
заключается в природе используемого в них светочувствительного
материала. Если в плёночной камере это плёнка, то в цифровой –
светочувствительная матрица. И как традиционный фотографический
процесс неотделим от свойств плёнки, так и цифровой фотопроцесс во
многом зависит от того, как матрица преобразует свет, сфокусированный
на неё объективом, в цифровой код.

3. Что такое матрица?

■ Светочувствительная
матрица или
фотосенсор
представляет собой
интегральную
микросхему (проще
говоря, кремниевую
пластину),
состоящую из
мельчайших
светочувствительных
элементов –
фотодиодов.
• Существует два основных типа сенсоров: ПЗС (Прибор с
Зарядовой Связью, он же CCD – Charge-Coupled Device) и
КМОП (Комплементарный Металл-Оксид-Полупроводник, он же
CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Матрицы
обоих типов преобразовывают энергию фотонов в
электрический сигнал, который затем подлежит оцифровке,
однако если в случае с ПЗС матрицей сигнал, сгенерированный
фотодиодами, поступает в процессор камеры в аналоговой
форме и лишь затем централизованно оцифровывается, то у
КМОП матрицы каждый фотодиод снабжён индивидуальным
аналого-цифровым преобразователем (АЦП), и данные
поступают в процессор уже в дискретном виде. В целом,
различия между КМОП и ПЗС матрицами хоть и принципиальны
для инженера, но абсолютно несущественны для фотографа.
■ Фотодиоды, из которых состоит любая матрица, обладают способностью
преобразовывать энергию светового потока в электрический заряд. Чем
больше фотонов улавливает фотодиод, тем больше электронов получается
на выходе. Очевидно, что чем больше совокупная площадь всех
фотодиодов, тем больше света они могут воспринять и тем выше
светочувствительность матрицы.
■ К сожалению, фотодиоды не могут быть расположены вплотную друг к
другу, поскольку тогда на матрице не осталось бы места для
сопутствующей фотодиодам электроники (что особенно актуально для
КМОП матриц). Восприимчивая к свету поверхность сенсора составляет в
среднем 25-50 % от его общей площади. Для уменьшения потерь света
каждый фотодиод накрыт микролинзой, превосходящей его по площади и
фактически соприкасающейся с микролинзами соседних фотодиодов.
Микролинзы собирают падающий на них свет и направляют его внутрь
фотодиодов, повышая таким образом светочувствительность сенсора.
■ Под динамическим
диапазоном матрицы
подразумевают
отношение между
максимальным уровнем
сигнала фотодиодов и
уровнем фонового шума
матрицы, т.е., по сути, –
отношение между
максимальной и
минимальной
интенсивностью света,
которые матрица
способна воспринять
■ Цветные светофильтры, покрывающие фотодиоды, образуют узор, или мозаику,
называемую массивом цветных фильтров. Существует множество вариантов взаимного
расположения светофильтров, но в большинстве цифровых камер используется т.н.
фильтр Байера, состоящий на 25 % из красных, на 25 % из синих и на 50 % из зелёных
элементов. Вдвое большее количество зелёных светофильтров используется потому,
что человеческий глаз обладает повышенной чувствительностью именно к световым
лучам зелёного цвета, из-за чего неточность в передаче зелёного канала на
фотографии особенно заметна.
■ Обозначения на схеме
субпикселяПЗС-матрицы — матрицы
с карманом n-типа:
1 — фотоны света, прошедшие
черезобъектив фотоаппарата;
2 — микролинза субпикселя;
3—R—
красный светофильтрсубпикселя,
фрагмент фильтра Байера;
4—
прозрачный электрод изполикристалли
ческого кремния или сплава индия и
оксида олова;
5 — оксид кремния;
6 — кремниевый канал n-типа: зона
генерации носителей —
зонавнутреннего фотоэффекта;
7 — зона потенциальной ямы(карман
n-типа), где собираются электроны из
зоны генерацииносителей заряда;
8 — кремниевая подложка p-типа.
■ Полученное с помощью массива цветных фильтров изображение не
является в полной мере цветным, ведь каждый фотодиод сообщает
процессору камеры информацию лишь об одном из основных цветов:
красном, зелёном или синем. Недостающая цветовая информация для
каждого пикселя восстанавливается в процессе дебайеризации.
Процессор фотоаппарата анализирует данные из расположенных по
соседству элементов и, используя хитроумные алгоритмы
интерполяции, рассчитывает значения красного, зелёного и синего
цвета для каждого пикселя, получая в конечном итоге полноцветное
RGB изображение.
■ Печально, но платой за цвет является трёхкратное снижение
чувствительности матрицы, поскольку, при использовании фильтра
Байера, световой поток, достигающий каждого фотодиода, ослабляется
светофильтром примерно втрое. Кроме того, страдает резкость
изображения. Заявленное производителем разрешение матрицы отражает
её, так сказать, чёрно-белое разрешение, в то время как цветное
изображение формируется посредством интерполяции соседних пикселей,
что несколько размывает картинку.
■ Также матрицы с массивом цветных фильтров ведут себя из рук вон плохо
в условиях монохромного освещения. Например, при свете натриевых
ламп низкого давления полноценно работают только красные фотодиоды.
Зелёные получают минимум света, а синие и вовсе не воспринимают
никакой информации. В результате фотография выходит довольно
зернистой даже при умеренных значениях ISO, поскольку изображение
приходится восстанавливать почти исключительно на основании красных
пикселей, которых на матрице всего 25 %.

16. Спасибо за внимание!

Принцип камеры-обскуры | Событие

Вторник, 5 июля 2016 г., 19:00 —

Воскресенье, 25 сентября 2016 г., 17:00

Hohenzollerndamm 176 Берлин 10713

Современные позиции в фотографии-обскурах

С работами Томаса Бахлера, Джорджия Кравец, Оливер Мёст, Карен Штуке, Майкл Везели

Когда Аристотель наблюдал солнечное затмение за 400 лет до Рождества Христова, он впервые реализовал принцип камеры-обскуры. Когда свет проходит через маленькое отверстие в темную комнату, он создает перевернутое изображение.1800 лет спустя Леонардо да Винчи обнаружил, что человеческий глаз работает в основном таким же образом.
Выставка «Принцип камеры-обскуры» исследует это явление с позиций современного искусства. Новые перспективы, конструкции и концептуальные стратегии показывают, что очарование старости сегодня потеряло всякое влияние и продолжает оставаться призрачным.
На выставке будут представлены работы, в которых освещены экспериментальные и современные подходы к этой традиционной художественной технике.
Например, Майкл Везели представляет ящики с отверстиями, боковые стенки которых покрыты фоточувствительной бумагой; таким образом отображается только окружающее пространство, а не объект, на который указывает камера.
Оливер Мёст снимает заднюю часть экрана камеры-обскуры, создавая поэтические миниатюры фильмов-обскур.
Карен Стьюке использует свою машину как треногу, а в переднее окно она выставляет фотографии, сделанные во время поездок по европейским туннелям. Время, свет и пространство создают эффект всасывания форм и цветов.
Джорджия Кравец сфотографировала пары братьев и сестер из Силезии / Польши двумя камерами-обскурами, и она представляет изображения в футляре стереоскопического обзора, выражая ностальгию и отсутствие.
Томас Бахлер неоднократно менял форму отверстия для камеры и создает в серии Pixel Trees цифровые эффекты, несмотря на аналоговую запись.
Помимо фотографий, видео и аппаратов ручной работы, на выставке можно будет окунуться в камеру-обскуру.

Вложения

---

---

Как работает камера?

Ежедневно, 1.В Интернете размещено 8 миллиардов фотографий, которые останавливают жизнь и превращают моменты в цифровые пиксели информации. Но как камера превращает то, что мы видим, в цифровые пиксели? Как камеры могут останавливать время?

Фотография на самом деле такая же наука, как и искусство, но подавляющее большинство не понимает, что происходит каждый раз, когда они нажимают кнопку камеры или открывают приложение камеры смартфона. Так как же работает камера? Вот что происходит каждый раз, когда вы нажимаете эту кнопку, и как использовать камеру, чтобы делать более качественные снимки.

Представьте, что вы стоите посреди комнаты без окон, дверей и света. Что ты видишь? Ну ничего, потому что нет света. А теперь представьте, что вы достаете фонарик и включаете его. Свет от фонарика движется по прямой. Когда этот луч света попадает на объект, свет отражается от этого предмета в ваши глаза, позволяя вам видеть все, что находится внутри комнаты.

Весь свет ведет себя так же, как этот фонарик — он движется по прямой линии.Но свет также отражается от объектов, что позволяет нам видеть и фотографировать объекты. Когда свет отражается от объекта, он продолжает двигаться по прямой линии, но отражается назад под тем же углом, под которым попадает.

Это означает, что лучи света отражаются повсюду в самых разных направлениях. Первая камера представляла собой комнату с небольшим отверстием в боковой стене. Свет будет проходить через это отверстие, и, поскольку он отражается прямыми линиями, изображение будет проецироваться на противоположную стену в перевернутом виде.Хотя подобные устройства существовали задолго до настоящей фотографии, фотография родилась только после того, как кто-то решил разместить светочувствительный материал в задней части комнаты. Когда свет попадает на материал, который на протяжении истории фотографии состоял из вещей, от стекла до бумаги, химические вещества реагировали на свет, вытесняя изображение на поверхности.

Поскольку первая камера не улавливала много света, на то, чтобы сделать один снимок, потребовалось восемь часов.Изображение тоже получилось довольно размытым. Так как же сегодня мы можем делать четкие изображения за миллисекунды? Объектив фотоаппарата.

Хотя свет отражается от объектов, он также может проходить через объекты, но когда это происходит, он может фактически изменять направление. Объектив камеры принимает все световые лучи, прыгающие вокруг, и использует стекло, чтобы перенаправить их в одну точку, создавая резкое изображение.

Когда все эти световые лучи встречаются на сенсоре цифровой камеры или на куске пленки, они создают резкое изображение.Если свет не попадает в нужную точку, изображение будет выглядеть размытым или не в фокусе. Система фокусировки объектива перемещает кусок стекла ближе или дальше от датчика или пленки, позволяя фотографу настроить объектив так, чтобы объект был резким.

Расстояние также играет роль в том, как объективы камеры могут увеличивать масштаб. Когда переднее стекло отодвигается дальше от датчика камеры, объекты становятся ближе. Фокусное расстояние — это измерение расстояния между местом, где лучи света впервые попадают в объектив, и тем местом, где они достигают датчика камеры.Например, для объектива с фокусным расстоянием 300 мм свету требуется 300 мм, чтобы направить его обратно в острую точку на датчике камеры. Объектив 300 мм считается телеобъективом или объективом, который может приближать далекие объекты.

— Фото: Кейси Косли

Объектив камеры собирает и фокусирует свет — но как эта информация записывается? Исторически фотографы тоже были своего рода химиками. Пленка состоит из светочувствительных материалов.Когда на эти материалы попадает свет от линзы, они фиксируют форму объектов и детали, например, сколько света исходит от них. В темной комнате пленка, подвергшаяся воздействию света, снова помещается в серию химических ванн, чтобы в конечном итоге создать изображение.

Так как же тогда работают цифровые фотоаппараты? Хотя линзы, методы и термины одинаковы, сенсор цифровой камеры больше похож на солнечную батарею, чем на полосу пленки. Каждый датчик разделен на миллионы красных, зеленых и синих пикселей (т.е. мегапикселей). Когда свет попадает на пиксель, датчик преобразует его в энергию, и компьютер, встроенный в камеру, считывает, сколько энергии вырабатывается.

Измерение энергии каждого пикселя позволяет датчику определять, какие области изображения светлые и темные. А поскольку каждый пиксель имеет значение цвета, компьютер камеры может оценивать цвета в сцене, глядя на то, что зарегистрировали другие соседние пиксели. Собирая информацию со всех пикселей вместе, компьютер может приблизительно определить формы и цвета сцены.

Если каждый пиксель собирает световую информацию, то сенсоры камеры с большим количеством мегапикселей могут улавливать больше деталей. Вот почему производители часто рекламируют мегапиксели камеры. В некоторой степени это верно, но размер сенсора также важен. Датчики большего размера собирают больше света, что делает их более эффективными при съемке в условиях низкой освещенности. Упаковка большого количества мегапикселей в небольшой сенсор на самом деле ухудшает качество изображения, потому что эти отдельные пиксели слишком малы.

Все современные камеры используют объектив и датчик (или пленку) для записи изображения. Но почему тогда два человека могут сфотографировать одну и ту же сцену и получить совершенно разные результаты? Камера — это немного больше, чем объектив и сенсор, и настройка этих дополнительных элементов меняет то, как выглядит окончательное изображение.

Один из способов сделать изображения уникальными — это композиция. Объектив фотоаппарата не в состоянии видеть все — композиция — это просто термин, который используется для описания того, что фотограф предпочитает оставить, а что — нет.Отрегулировать композицию часто так же просто, как перемещаться по сцене — подумайте о движении вперед или назад, а также из стороны в сторону или даже стоя на коленях или стоя на стуле. Небольшие изменения положения камеры могут сильно повлиять на фотографию.

Линзы также могут помочь изменить композицию фотографии. В зум-объективах стекло собирается таким образом, чтобы пользователь мог регулировать расстояние до объекта. На компактных камерах зум часто выполняется с помощью небольшого переключателя в верхней части камеры, в то время как зеркальные и беззеркальные объективы имеют поворотный регулятор вокруг объектива.Масштабирование — отличный инструмент для обрезки отвлекающих объектов.

Еще одним важным аспектом фотографии является выдержка, то есть насколько светлым или темным является изображение, и он зависит от ряда различных факторов, которые вместе взятые определяют, сколько света записывается.

Цифровые камеры имеют встроенный измеритель, который измеряет количество света в сцене. В автоматическом режиме компьютер камеры выбирает правильную экспозицию. Хотя автоматический режим не идеален и не позволяет вам настроить окончательный вид фотографии, вы можете снимать правильно экспонированное изображение (большую часть времени), выбрав «автоматический» режим в меню камеры или, на более продвинутых камерах. , диск переключения режимов в верхней части камеры.

Фотографы-новички могут регулировать экспозицию без изучения ручных режимов с помощью компенсации экспозиции. Эта функция просто делает изображение светлее и темнее. На современных камерах компенсация экспозиции часто регулируется нажатием кнопки со знаками «+» и «-» и поворотом диска рядом с большим пальцем правой руки. Однако эта функция не является эксклюзивной для продвинутых камер — на iPhone вы можете коснуться экрана, затем коснуться появившегося значка солнца и провести пальцем вверх и вниз.

После того, как вы выбрали режим экспозиции (вероятно, автоматический для новых фотографов) и определили, что включить в композицию, просто нажмите кнопку в правом верхнем углу камеры, верно? Да и нет.

Полное нажатие верхней кнопки (технический термин — спуск затвора) делает снимок, а нажатие наполовину сфокусирует снимок. Глядя через отверстие в верхней части экрана (который называется видоискателем) или на ЖК-экран камеры, нажмите кнопку спуска затвора наполовину.Убедитесь, что то, что вы хотите сфокусировать («объект»), действительно находится в фокусе, затем полностью нажмите кнопку спуска затвора, чтобы сделать снимок.

С помощью цифровой камеры только что сделанный снимок появится на ЖК-экране. Если он не появляется автоматически, нажмите кнопку со значком воспроизведения, чтобы отобразить снятые вами фотографии — вы можете использовать клавиши со стрелками, чтобы пролистывать их. Благодаря этой цифровой технологии вы можете просматривать изображения и повторно снимать их, если вам не нравится композиция или вам нужно настроить компенсацию экспозиции.

Хотя технологии позволяют делать снимки одним нажатием кнопки, так было не всегда.Камеры собирают и записывают свет с помощью довольно точных научных и передовых технологий. Машина времени может быть научной фантастикой, но камера может заморозить воспоминания на всю жизнь.

Хотите делать больше, чем просто наводить и снимать? У вас есть зеркалка, но вы все еще используете автоматический режим? Узнайте, как использовать ручные режимы, чтобы вывести свою фотографию на новый уровень.

студентов изучают принципы фотографии с помощью камеры-обскуры — Новости — Carleton College

Даже недосыпающие студенты, которые ходили на занятия в Carleton College в течение последних нескольких недель, должны были заметить странный объект на лужайке возле обсерватории Гудселла и Болиу-холла, колледжа художественное строительство.При ближайшем рассмотрении можно было бы обнаружить черный как смоль деревянный ящик на колесах с дверью с одной стороны — и слабые голоса студентов внутри. Более шести футов в высоту, трех футов в ширину и глубину, он не похож на фотоаппарат, но, несомненно, самый большой фотоаппарат-обскура Карлтона.

Студенты, сгрудившиеся внутри камеры-обскуры — на латыни «темная комната» — были на популярном уроке истории фотографии преподавателя истории искусств Байрда Джармана, который пытался экспонировать свои фотографии карандашами до того, как солнце скрылось за облаком.Джарман использовал камеру как центральный элемент того, что он называет гуманитарной лабораторией, в которой студенты встречаются вне класса, чтобы научиться основным оптическим законам и принципам фотографии без использования современного фотооборудования. Студенты тщательно рисуют на бумаге изображения зданий и пейзажей кампуса, имитируя то, что современная светочувствительная пленка делает автоматически. Таким образом, лаборатория возвращает студентов к самым ранним дням фотографии, когда камеры были наиболее примитивными.

Камера-обскура является предшественницей современных фотоаппаратов. Его конструкция знакома, но несколько удивительна в действии: в затемненной коробке прорезано небольшое отверстие, через которое свет проникает и достигает белой бумаги на противоположной стене коробки. Затем падающий свет фокусируется линзами, чтобы сформировать перевернутые изображения внешних объектов, которые можно проследить на бумаге. Тот же самый эффект возникает на высокотехнологичном миниатюрном уровне каждый раз, когда снимок делается нецифровой камерой.Камера-обскура работает точно так же, как и другие камеры, но дает понять, что скрыто за ручными «камерами» в современных камерах.

Джарман создал небольшую камеру-обскуру для использования в классе в прошлом году, но решил, что камера гораздо большего размера будет идеальной для интерактивного обучения. Он и Джош Уолкотт, ученик Карлтонского класса 2002 года и один из прошлогодних стажеров художественного факультета, летом обсуждали различные дизайны. Незадолго до начала занятий в сентябре Уолкотт, Джарман и Розали Миддлман, старший специалист по художественной студии, заинтересованный в экспериментах с техниками фотографии, построили и раскрасили портативную складную камеру.Мидлман, которая будет использовать камеру-обскуру в сочетании с камерами-обскурами, сделанными из банок с краской, в рамках своего последнего проекта для взрослых, заинтригована примитивной обстановкой, в которой камера фиксирует изображения. «Мне нравится находиться внутри камеры, чтобы манипулировать изображениями», — сказала она. «Мне нравится таинственность, непредсказуемость».

Если любопытные студенты или посредник не выкатят его наружу для использования, камера-обскура останется в вестибюле Зала Болиу до конца осеннего семестра.Любой, у кого есть объектив и немного любопытства, может войти внутрь и вблизи узнать, что происходит каждый раз, когда делается снимок.

Как работает камера-обскура

Отрывок из книги «От отверстия до печати — вдохновение, инструкции и идеи менее чем за час». Как камеру без объектива можно использовать для съемки и объяснения того, как работает камера-обскура.

---

Камеры-обскуры основаны на том факте, что свет распространяется по прямым линиям — принципу, называемому прямолинейной теорией света.Это заставляет изображение отображаться в камере перевернутым.

Многие фотографы-обскуры вдохновляют умение создавать собственные камеры. Поиск новых материалов или идеальной коробки может быть подобен обнаружению спрятанного сокровища.

Камера-обскура поражает своей простотой. В своей основной форме это светонепроницаемый контейнер со светочувствительным материалом на одном конце и отверстием на другом.

Камеры-обскуры отличаются отсутствием объектива.Если у камеры есть объектив, это НЕ камера-обскура.

Когда затвор открывается, свет проникает сквозь него, чтобы запечатлеть изображение на фотобумаге или пленке, размещенной с обратной стороны камеры.

Камеры-обскуры основаны на том факте, что свет распространяется по прямым линиям — принцип, называемый прямолинейной теорией света . Это заставляет изображение отображаться в камере перевернутым.

Фокусное расстояние камеры-обскуры.

Если размеры вашей камеры и размер вашего точечного отверстия правильные, вы можете сделать фотографию, которая будет конкурировать на техническом уровне с фотографией с вашей цифровой зеркальной камеры.

Маленькое отверстие обычно дает более четкое изображение, чем большое. Однако, если точечное отверстие слишком маленькое, световые волны могут немного рассеяться по краям точечного отверстия и вызвать искажение или потерю фокуса.

Отверстия меньшего размера также увеличивают время экспозиции, поскольку они пропускают меньше света в камеру.

Фокусное расстояние, примерно равное диагонали бумаги или пленки, является нормальным фокусным расстоянием. Более короткое фокусное расстояние называется широкоугольным, а значительно большее — телефото.

Как работает фокусное расстояние в камере-обскуре

Фокусное расстояние вашей камеры-обскуры — это расстояние между отверстием на передней части камеры и бумагой или пленкой на задней стороне камеры.

Факты о фокусном расстоянии

Короткое фокусное расстояние

• Широкоугольный
• Короткое время экспозиции

Длинное фокусное расстояние

• телефото
• Длительное время выдержки

На трех фотографиях показаны различные эффекты при изменении фокусного расстояния.Изображение слева было снято камерой-обскурой с фокусным расстоянием 15 мм, среднее — 30 мм, а правое — 60 мм, все снято на 120-пленку
/2 1/4 ″ пленки. . Камера с фокусным расстоянием 100 мм создаст круг изображения диаметром 350 мм. Небольшой круг изображения вызывает ослабление света и виньетирование по краям изображения.

Виньетки

Когда свет попадает в точечное отверстие в передней части камеры, он проецируется на бумагу или пленку сзади по кругу.Диаметр круга изображения примерно в три с половиной раза больше фокусного расстояния. У вас может получиться черная виньетка вокруг изображения, если у вас меньшее фокусное расстояние. И это может быть именно то, что вам нужно.

Виньетка появляется потому, что свет перемещается дальше к внешним краям круга, оставляя его недоэкспонированным. Если вам не нужен этот эффект, убедитесь, что для камеры не требуется бумага, размер которой примерно вдвое больше ее фокусного расстояния.

Камера с фокусным расстоянием 3 дюйма создаст изображение диаметром приблизительно 10 мм.5 дюймов.
Интенсивность света в вашей камере уменьшается по мере увеличения длины камеры. Свет будет сильнее около отверстия и постепенно ослабевает по мере продвижения к задней части камеры. Это означает, что для телеобъективов потребуется более длительное время выдержки.

Дополнительные сведения см. В книге «Пинхол»

Связанные

Камера-обскура — принцип, конструкция, использование и часто задаваемые вопросы

Что такое камера-обскура?

Камера-обскура — это простейшая камера без объектива, но с маленькой апертурой, светонепроницаемая коробка с крошечным отверстием с одной стороны.Свет от объекта проходит через апертуру и проецирует перевернутое изображение на противоположную сторону коробки, известное как эффект камеры-обскуры.

Арабский ученый Ибн аль-Хайтам был первым человеком, который показал, как мы видим, для чего он изобрел камеру-обскуру, предшественницу камеры-обскуры. Он продемонстрировал, как свет может проецировать изображение на плоскую поверхность.

Первая фотография была сделана камерой-обскурой шотландским ученым сэром Дэвидом Брюстером в 1850 году.

[Изображение будет скоро загружено]

На изображении выше показано четкое изображение камеры-обскуры.

Материалы для камеры-обскуры

Материалы, необходимые для изготовления камеры-обскуры, включают:

1. Алюминиевая фольга

2. Лента

3. Булавка или канцелярская скрепка

4. Два кусочка белого картона 9208

Принцип камеры-обскуры

Камера-обскура, также известная как камера-обскура (что на латыни означает темная комната), работает по одному принципу, описанному ниже:

• Изображение, сформированное камерой, показывает прямолинейное распространение света, которое означает, что камеры-обскуры полагаются на тот факт, что свет распространяется по прямой линии.

• Когда мы открываем ставни или окно, свет загорается, образуя изображение на фотобумаге или пленке, размещенной на задней стороне камеры.

Как сделать камеру-обскуру?

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Создание камеры-обскуры включает этапы, описанные ниже:

• Вырежьте квадратное отверстие

• Вырежьте отверстие квадратной формы в центре одного куска белого картона.

• Лента поверх отверстия

• Отрежьте квадратную алюминиевую фольгу и прикрепите ее к отверстию картона.

• Выкопайте отверстие в фольге

• С помощью канцелярской скрепки или булавки проделайте отверстие в алюминиевой фольге.

• Теперь давайте поэкспериментируем с нашей работой:

• Поместите второй кусок картона на землю и удерживайте его с алюминиевой фольгой над ним (фольгой вверх).

• Встаньте так, чтобы солнце было позади вас, и просмотрите проецируемое изображение на карточке ниже.

• Чем дальше вы держите камеру, тем больше будет проецируемое изображение.

• Чтобы сделать проекцию более очерченной, попробуйте поместить нижнюю часть картона в темное место, а другую часть держать на солнечном свете. Для исследования своего творчества вы можете попробовать проделать несколько отверстий в фольге, придавая им четкие формы. , узоры и другие конструкции. Каждая дыра, которую вы создадите, превратится в собственную проекцию затмения с различными эффектами.

Модель камеры-обскуры

[Изображение будет скоро загружено]

1. Модель камеры-обскуры — это простая модель камеры, используемая в компьютерном зрении.Название происходит от концепции камеры-обскуры.

2. Он содержит закрытую коробку, в которой мы делаем крошечное отверстие с помощью булавки или скрепки для бумаг, через которое свет проникает, попадает на светочувствительную поверхность внутри коробки и отражает ее.

3. Он устанавливает математическую связь между координатами точки в трехмерном пространстве и их проекцией на плоскость изображения идеальной камеры-обскуры.

4. Здесь мы рассматриваем апертуру камеры как точку, и никакие линзы не используются для фокусировки света, поскольку световые лучи, исходящие от объекта, сходятся, чтобы пропустить их через это маленькое отверстие камеры.

Изображение, сформированное камерой-обскурой

Из приведенной выше конструкции давайте обсудим характеристики изображения, сформированного камерой-обскурой:

1. Размер изображения, сформированного камерой-обскурой, меньше размера объект и выглядит перевернутым как по вертикальной, так и по горизонтальной оси по сравнению с реальным объектом.

2. Сформированное изображение является реальным, потому что оно видно на экране.

3. Лучи, исходящие от объекта, сходятся, чтобы пройти через отверстие камеры-обскуры.

4. Размер отверстия определяет резкость изображения, что означает, что чем меньше размер отверстия, тем резче будет изображение, и наоборот.

Использование камеры-обскуры

1. Мы можем проецировать изображение, сформированное камерой-обскурой, на полупрозрачную поверхность для безопасного наблюдения солнечного затмения в реальном времени.

2. Эти камеры можно использовать для наблюдения, поскольку их трудно обнаружить.

3. Полезное устройство для наблюдения отраженного изображения ослепительного объекта, такого как Солнце.

4. Большинство приложений используют модели камеры-обскуры для изучения движения Солнца в течение длительного периода (процесс, известный как соляграфия).

5. Устройство помогает художнику увидеть сцену в уникальном ракурсе.

Знаете ли вы?

Работа камеры-обскуры аналогична работе человеческого глаза, потому что в камере-обскуре свет проходит через отверстие камеры, проецируя перевернутое изображение на заднюю часть коробки, в то время как в человеческом глазу, свет проходит через линзу, создавая перевернутое изображение на задней стороне сетчатки.Затем мозг переворачивает это изображение, чтобы мы воспринимали его правой стороной вверх.

Что такое цифровая камера, принцип работы, конструкция, применение

Принцип работы цифровой камеры

Камера — это устройство, которое используется для записи изображений или видео. Современные цифровые фотоаппараты не используют пленку для записи изображений. В этой статье мы собираемся изучить «Принцип работы цифровой камеры».

Также в наши дни цифровая камера используется в качестве устройства для видеонаблюдения в режиме реального времени Modesto, чтобы снизить уровень преступности, или вы можете посетить охрану преступников.com.

Цифровая камера

представляет собой комбинацию фотоэлектрических датчиков и записывает входящий узор света. Каждый датчик возвращает электрический ток, когда на него попадает падающий свет.

Поскольку количество возвращаемого тока зависит от количества света, электронные внутренности вашей цифровой камеры могут объединять различные уровни тока в составной образец данных, который представляет входящий свет — другими словами, изображение в форме двоичного файл.

Компоновка системы цифровой Камера

Он разделен на компоненты и подсистемы, как и расположено в них на схеме системы. Нам нужен ввод, чтобы смартфон разрешил приложению камеры сделать снимок. Этот вход представляет собой красный экран UR, который измеряет изменения емкости в координатах X и Y выхода или более касаний. Этот ввод поступает в ЦП и ОЗУ.

ЦП действует как мозг и мыслительная сила смартфона.Оперативная память — это рабочая память, как если бы мы думали о себе как о себе в любой момент. Программное обеспечение и программа приложения камеры любого движения перемещены из места хранения смартфона, в данном случае твердотельный накопитель, в оперативную память.

Было бы расточительно, если бы на смартфоне всегда загружалось приложение камеры в оперативную оперативную память. После загрузки программного обеспечения камеры активируется датчик освещенности, который измеряет яркость окружающей среды, а лазерный дальномер измеряет расстояние до объектов перед камерой.

На основе этих показаний ЦП и программное обеспечение настраивают заслонку электроники для ограничения количества падающего света. Миниатюрный мотор перемещает объектив камеры вперед и назад, чтобы сфокусировать объект. Активное изображение, отправленное обратно на дисплей, в зависимости от окружающей среды в светодиоде используется для устранения видимого.

Наконец, снимок срабатывания камеры делается и отправляется на дисплей для просмотра и на твердотельный накопитель для хранения.

Это много довольно сложных компонентов и еще две критических загадки — это блок питания и провода.Все компоненты нуждаются в электричестве и от аккумуляторной батареи и регулятора мощности. Провода несут эти компоненты, а отдельные провода передают электрические сигналы, позволяющие обмениваться данными друг с другом.
Печатная плата содержит множество компонентов, имеющих ЦП, ОЗУ, твердотельный накопитель.

Аналогия между смартфоном и человеком

Имеется системная схема смартфона и человеческого тела.

Человеческое тело может иметь функции, аналогичные описанным нами подсистеме смартфона.

Например, ЦП — это мозг области решения проблем, а ОЗУ — это краткосрочная память. Это сравнение, которое мы можем использовать.

Интересно найти так много общего между этими двумя проводами: разные нервные и сигнальные провода, оба являются высокоскоростным сигналом для разных участков тела. Там, где электрические импульсы смартфона, один сделан из меди, а другой — из ячеек. Также человеческий разум имеет такой же уровень памяти, что и ЦП, оперативная память и твердотельный накопитель.

Человеческий глаз роговица — это внешняя линза, воспринимающая более широкий угол света и фокус.Количество света, попадающего в глаз, ограничено радужной оболочкой. Форма второй линзы может быть изменена окружающими ее мышцами, а затем светом для фокусировки изображения.

Это сфокусированное изображение попадает в глаз и попадает на сетчатку. Здесь массивные клетки ROD и ядра поглощают фотоны света, а выходные электрические сигналы, поступающие в нервное волокно, поступают в мозг для обработки.

Стержни

могут наблюдать все типы цветов в видимом свете и выводить черно-белое изображение. Три типа колбочковых клеток наблюдают: красный, зеленый и синий, а синий — цветное повреждение.

Теперь возникает вопрос, есть ли в глазу три разных типа колбочек, каждая из которых поглощает только красный, зеленый и синий. Как мы видим весь этот спектр цветов?

Красный, зеленый и синий конус поглощают целый спектр света, а не только один цвет. Это означает, что синий конус набирает небольшую скорость в диапазоне фиолетового, а также в неудобном диапазоне.

Глаза не обнаруживают единственную длину волны света за раз, а смешанные длины волн, это смешанное показывает уникальный цвет

Рабочий объектив цифровой камеры:

Камера смартфона оснащена набором линз с мотором для изменения фокуса.

Эти линзы обеспечивают широкий угол обзора и фокусировку для создания четкого изображения. Электрический затвор регулирует количество света, попадающего на датчик. После задней камеры создается массивный микроскопический светильник Sensitive Square. Они создают схему, называемую датчиком изображения, каждый отдельный светочувствительный квадрат называется пикселем.

16-мегапиксельная камера имеет около 16 миллионов крошечных светочувствительных квадратов или пикселей в прямоугольнике в прямоугольной сетке.Если бы мы увеличили масштаб реального сенсора, а также увеличили поперечное сечение пикселя. Микрообъектив и цветной фильтр фиксируют верхнюю часть каждого отдельного пикселя для свежей фокусировки света. Затем у каждого из них есть красный, зеленый и синий, позволяя только этому определенному диапазону света проходить и запускать пиксель.

Освещенная зона — это светочувствительная область, называемая фотодиодом.

Фотодиод наблюдает за фотонами и преобразует энергию в электричество.Когда фотон попадает на соединение материалов в фотодиоде, называемое атомами PN перехода, они поглощают энергию фотонов, перескакивают в более высокое энергетическое состояние и покидают атом.

Обычно электроны рекомбинируют с атомом, дополнительная энергия превращается обратно в слой. Отвергнутый электрон отталкивается, и он не может рекомбинировать с атомом. Когда много фотонов отклоняют электроны, и ток электронов нарастает, и ток может быть измерен.

В датчике есть множество дополнительных схем помимо фотодиодов, которые необходимы для считывания и требуются каждое значение для всех 16 миллионов светочувствительных квадратов.Наиболее распространенный метод считывания электрического тока — это строка за строкой, особенно одна строка разложена по АЦП за раз. Подвижный электронный затвор синхронизируется со считыванием значения строки, чтобы выключить свет, чувствительный к датчику.

Сборка АЦП электронов, преобразуемых в цифровое значение от 0 до 4095, сохраняется в 12-битной ячейке памяти.

Изображение / контент Кредит:

Как работают камеры | HowStuffWorks

Химический компонент в традиционной камере — пленка .По сути, когда вы экспонируете пленку реальному изображению , она делает химическую запись структуры света.

Он делает это с помощью набора крошечных светочувствительных зерен, рассыпанных в виде химической суспензии на пластике. Под воздействием света зерна подвергаются химической реакции.

Когда рулон закончен, пленка проявляется — она ​​подвергается воздействию других химикатов, которые вступают в реакцию со светочувствительными зернами. В черно-белой пленке химические вещества проявителя затемняют зерна, подвергшиеся воздействию света.Это создает негатив, где более светлые области кажутся более темными, а более темные области — более светлыми, который затем преобразуется в позитивное изображение при печати.

Цветная пленка состоит из трех различных слоев светочувствительных материалов, которые, в свою очередь, реагируют на красный, зеленый и синий цвета. Когда пленка проявляется, эти слои подвергаются воздействию химикатов, окрашивающих слои пленки. Когда вы накладываете цветовую информацию из всех трех слоев, вы получаете полноцветный негатив.

Подробное описание всего этого процесса можно найти в статье «Как работает фотопленка».

До сих пор мы рассмотрели основную идею фотографии — вы создаете реальное изображение с помощью собирающей линзы и записываете световой узор этого реального изображения на слое светочувствительного материала. Концептуально это все, что нужно для фотографирования. Но чтобы получить четкое изображение, вы должны тщательно контролировать, как все сочетается.

Очевидно, что если вы положите кусок пленки на землю и сфокусируете на нем реальное изображение с помощью собирающей линзы, вы не получите никакого полезного изображения.На открытом воздухе каждая крупинка пленки будет полностью освещена светом. А без контрастных неэкспонированных участков нет изображения.

Чтобы сделать снимок, вы должны держать пленку в полной темноте, пока не придет время делать снимок. Затем, когда вы хотите записать изображение, вы впускаете немного света. На самом базовом уровне это все, что представляет собой корпус камеры — герметичная коробка со шторкой , которая открывается и закрывается между объективом и пленкой . Фактически, термин камера сокращается от camera obscura , что буквально означает «темная комната» на латыни.

Чтобы изображение получилось правильным, вы должны точно контролировать, сколько света попадает на пленку. Если вы впустите слишком много света, слишком много зерен отреагируют, и изображение будет блеклым.

Принцип работы фотоаппарата: Устройство и принцип работы фотоаппарата