Принцип работы фотоаппарата

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат - фото 1 - изображение 1

Люди, желающие приобрести фотокамеру, часто интересуются, как же устроен и работает зеркальный фотоаппарат. Данное устройство сильно отличается от цифровых камер и «мыльниц».

Знания об устройстве фотокамеры помогут создавать качественные снимки. Давайте разберем, из чего состоит зеркальный фотоаппарат, как работает и как правильно его настроить.

Название аппарата связано с зеркалом. Оно располагается под углом в 45 градусов. Это является главным отличием данного типа фотокамер от других.

Зеркальные фотоаппараты имеют целый ряд преимуществ, по сравнению с цифровыми устройствами и камерами-мыльницами:

  • Наличие зеркального видоискателя, обеспечивающего лучшую фокусировку при съемке;
  • Размер матрицы устройств гораздо больше, чем у цифровых, ввиду чего цвета на фото получаются более насыщенными и яркими, а дефектов и «шумов» гораздо меньше;
  • Зеркальные камеры имеют фазовые датчики фокусировки, а не контрастные (как у «мыльниц»), что увеличивает скорость получения снимков.

Все указанные преимущества зеркальной камеры свидетельствуют о том, что она в несколько раз превосходит другие фотоаппараты по своим характеристикам и процессу съемки.

Принцип работы фотоаппаратов

Работа камер такого типа имеет несколько дополнительных процессов, происходящих во время съемки, по сравнению с цифровыми устройствами. Полученное через объективы изображение проходит несколько ступеней обработки перед тем, как снимок отображается на матрице устройства.

Принцип работы зеркального фотоаппарата:

  • Изначально стекло закрывает собой матрицу, находясь в стандартном положении.
  • После, лучи попадают на матовое стекло, проходя к оптической системе (пентапризме). Здесь изображение переворачивается на 90 градусов, чтобы отобразиться на матрице под правильным углом.
  • После того, как пользователь нажимает на кнопку, делающую снимок, зеркало переходит во второе положение. В это время отодвигается затвор, а изображение проецируется на матрицу камеры.
  • Последним этапом, который проходит снимок, является считывание информации и её отображение на экране фотокамеры.

Принцип работы фотоаппаратов - изображение 2 - изображение 2

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Таким образом, пройдя все указанные этапы обработки и преобразования, изображение сохраняется в памяти устройства. Если правильно пользоваться зеркальной фотокамерой, знать, как работает фотоаппарат, снимки будут получаться четкими и качественными.

Основные элементы цифрового фотоаппарата

Важно знать, из чего состоит фотоаппарат и как он работает, чтобы делать качественные снимки и уметь правильно настраивать его.

Устройство цифрового фотоаппарата состоит из нескольких частей, во многом похоже на устройство пленочной камеры:

  • Корпус
  • Объектив
  • Диафрагма
  • Затвор
  • Кнопка спуска
  • Видоискатель
  • Устройство фокусировки
  • Фотоэкспонометр
  • Встроенная вспышка
  • Детали питания фотоаппарата
  • Матрица
  • Дисплей
  • Элементы управления
  • Стабилизатор изображения
  • Карта памяти
  • Блок цифровой обработки и хранения изображения

Основные элементы цифрового фотоаппарата - фото 3 - изображение 3

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Большинство деталей в устройстве разберем в данной статье.

Объектив фотокамеры

Зеркальный фотоаппарат глобально состоит из двух частей: устройство фотоаппарата и объектива. Разберем устройство объектива.

Объектив фотокамеры - фотография 4 - изображение 4

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Объектив – это глаз фотоаппарата, набор линз, пропускающих свет и формирующих картинку. Внутри него расположена диафрагма (несколько «лепестков», последовательно накладывающихся друг на друга). Благодаря этому образуется отверстие круглой формы.

Виды объективов

Существует несколько видов объективов, каждый из которых хорош для разных целей:

  • Китовый объектив. По-другому его называют штатным, комплектным, обычным. Это универсальный объектив, часто именно такой идет в комплекте при покупке фотоаппарата. Он настроен под углом обзора человеческого глаза.Китовый объектив применяется при съемке портретов, пейзажей и при бытовой съемке.Он имеет свои особенности: универсальность (приспособлен для съемки в любых жанрах), недостаток освещения губительно сказывается на качестве снимков, имеет небольшую цену. Благодаря стандартному объективу пользователь может определить, в каком жанре хотел бы снимать и при покупке следующей оптики сделать правильный выбор.

Крепление оптики - изображение 5 - изображение 5

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат
  • Широкоугольный объектив. Также его называют короткофокусным или ласково «шириком». Особенностью такого объектива является большая видимость (начиная от 60 градусов). Он подойдет для съемки пейзажей, интерьеров и массовых мероприятий (свадеб, к примеру).Широкоугольный объектив дает много возможностей: фотографирование в неформальных условиях, качественная съемка группы людей. Такой объектив придает размытость фону. Для съемки на данный объектив не требуется много дополнительных знаний, однако широкоугольный объектив имеет высокую цену.

Диафрагма и ее функции - изображение 6 - изображение 6

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Работа зеркал - фото 7 - изображение 7

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат
  • Рыбий глаз. Его называют fishye или «фишай». Особенностью данного объектива является угол обзора в 180 градусов и неисправимая дисторсия (искажение ровной линии в дугу). Рыбий глаз применяется при съемке уличных спортсменов (скейтбордисты), при творческой архитектурной съемке. Существуют два подвида рыбьего глаза: круговой (фото в форме круга) и диагональный (сверхширокоугольное фото).Такой объектив дает возможность для создания интересных фотографий.

Функции и разновидности затворов - изображение 8 - изображение 8

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Пентапризма и видоискатель - фотография 9 - изображение 9

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат
  • Макрообъектив. По-другому – «макрушник». Он предназначен для фотографирования маленьких объектов большим планом с незначительного расстояния.Его особенностью является фокус – его можно взять даже с дистанции в пару сантиметров. Сами снимки выходят яркими и четкими. Конечно, применяется для съемки самых мелких частей живой и неживой природы.

Матрица зеркальной цифровой фотокамеры - фотография 10 - изображение 10

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат
  • Длиннофокусный объектив. Его называют телеобъективом или «телевиком». Угол обзора начинается от 40 градусов. Применяется для съемки мероприятий по спорту или зверей в неограниченной человеком природе.Имеет большие размеры и вес, позволяет снимать объекты на огромном расстоянии.

Системы стабилизации изображения - фотография 11 - изображение 11

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат
  • Портретный объектив. Также его называют «портретником», «фиксом» или «полтинником». Благодаря мягкому фокусу на фото незаметны некоторые дефекты кожи.Существуют подвиды портретных объективов. Они рассчитаны на разное расстояние съемки. 50 mm – полный рост или по колено; 85 mm – по пояс или по грудь; 135 mm – крупный план.

Краткая характеристика остальных деталей фототехники - изображение 12 - изображение 12

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Рынок предоставляет множество оптик для разных целей. Нужно быть внимательным при выборе подходящего устройства объектива для себя.

Крепление оптики

В устройстве цифровых фотоаппаратов часто сменный объектив. Если Ваша камера такая – обратите внимание на крепление оптики к устройству фотоаппарата. Это может иметь большое значение, особенно если планируется использование массивных объективов.

Есть два основных крепления:

1.  Резьбовое крепление. При таком соединении и фотоаппарат, и объектив имеют резьбу. Они скрепляются обычным прокручиванием, а открепляются с помощью обратного раскручивания.

Данное крепление было популярно с появления плёночных камер. В современных устройствах такой вид соединения почти не используется.

Резьбовое крепление имеет ряд своих недостатков:

  • Для установки объектива требуется время. Иногда его получается закрутить не с первого раза, в некоторых фотоаппаратах приходится делать несколько оборотов.
  • Если не полностью закручивать объектив, со временем он может самооткручиваться, что приводит к потере резкости изображения.
  • Из-за постоянного трения возможно появление мелких металлических частиц, которые могут попасть в матрицу. В таком случае её, конечно, придётся чистить.

Есть важный плюс резьбового соединения – оно более дешевое в изготовлении.

2.  Байонетное крепление. При таком соединении нужно вставить оптику и прокрутить по часовой стрелке до щелчка. Чтобы открепить, нужно нажать на специальную кнопку около объектива и прокрутить в обратную сторону.

Такое крепление позволяет быстро сменять объективы, надежно их соединять с камерой. Помимо этого, открылась возможность использовать электронную оптику, где соединяются много контактов.

У данного соединения практически нет минусов, однако появилась новая проблема. Большинство производителей выпускают объективы именно под устройство своих фотоаппаратов. Такой маркетинговый ход понятен, но ограничивает выбор оптики. Конечно, в таком случае лучше покупать объектив своего производителя. Есть производители, выпускающие объективы, совместимые с подобными фотоаппаратами, однако их качество заметно хуже.

Диафрагма и ее функции

Диафрагма – особая деталь в устройстве объектива в виде кольца из лепестков, которые регулируют пропуск света на матрицу. Чем меньше значение, тем шире диафрагма, также наоборот.

Заключение - фото 13 - изображение 13

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Диафрагма влияет на экспозицию. Чем больше открыта диафрагма, тем светлее будет полученное фото. Работа фотоаппарата со светом одинаково важна при съемке различных сюжетов. Также благодаря ей можно добиться таких эффектов, как размытие заднего фона, при этом отверстие должно быть максимально открытым.

Устройство и принцип работы фотоаппарата - фотография 14 - изображение 14

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Диафрагма влияет на глубину резкости. Настраивая диафрагму, можно корректировать резкость изображений, а соответственно – в какой-то степени и качество снимка. Чем уже кольцо диафрагмы, тем больше резкость. При широкой диафрагме предмет окажется в фокусе, а задний фон будет размыт.

Важно уметь настраивать диафрагму для съемки различных объектов – так Вы получите лучший результат.

f/4 – портретная съемка; f/5.6 – полный рост; f/8 – людей; f/16 и f/22 – пейзажная съемка. Это приблизительные размеры диафрагмы, которые, конечно, лучше корректировать для себя, искать свой вид.

Похожие статьи - фото 15 - изображение 15

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

С каким бы устройством фотоаппарата Вы ни работали, нужно уметь настраивать внутренние параметры и подбирать свет.

Работа зеркал

Благодаря работе зеркал происходит первичная обработка потока света и его вывод на экран. Разберем, чем отличается устройство зеркального типа фотоаппарата от беззеркальных устройств.

Световой поток проходит через линзы, попадает на зеркало, которое в исходящем положении заслоняет матрицу и затвор. Потом свет проходит через матовое стекло, попадает в пентапризму. Там картинка поворачивается на 90 градусов. Это происходит для того, чтобы в итоге не получить перевернутого изображения.После нажатия кнопки спуска зеркало и затвор поднимаются, а свет попадает на матрицу. На последнем этапе информация считывается, проходит обработку и выводится на экран.

Как работает фотокамера - изображение 16 - изображение 16

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Функции и разновидности затворов

Важным невидимым механизмом любого аппарата, в том числе устройства зеркального фотоаппарата, является затвор. Его главная функция – пропуск лучей света к матрице, регулирование продолжительности светового потока. Свет пропускается за заданный промежуток времени. Его называют выдержкой (время, за которое открывается затвор).

Помимо этого, затвор защищает матрицу от засветки.

В устройстве цифрового фотоаппарата устанавливается затвор, который открывается и закрывается с очень большой скоростью. Функция регулировки выдержки особенно важна профессионалам. Чем больше выдержка – тем больше света попадает на матрицу.

Существуют различные виды затворов. Как правило, они отличаются по своей конструкции и принципу закрытия. Есть три вида затворов:

Электронный затвор. Процессор включает и выключает сенсор для приема потока света. При таком виде затвора свет на матрицу попадает постоянно, благодаря чему изображение матрицы транслируется на дисплей цифрового фотоаппарата. Электронный затвор в устройстве фотоаппарата позволяет фотографу использовать очень маленькую выдержку (до 1/8000с). Конечно, больше возможностей делают работу с фотоаппаратом лишь интереснее.

У электронного затвора есть свои преимущества: он не издает звуков. К недостаткам можно отнести низкое качество получаемого изображения. Это происходит из-за того, что чтение матрицы происходит последовательно. Для сохранения снимка и избегания эффектов вроде ореола и блюминга устанавливается и механический затвор тоже. Чаще всего это делают в профессиональных фотоаппаратах, где важны даже такие мелочи при настройке.

Механический затвор. Его роль в защите матрицы от маленьких пылинок и грязи. Помимо этого, он дозирует лучи света для матрицы. Однако у таких затворов определенный срок службы.

В современных фотоаппаратах затвор защищает матрицу от попадания пылинок и грязи. Такие мелочи могут навсегда вывести матрицу из строя. Не нужно забывать, что матрица – одна из самых дорогостоящих деталей фотографического аппарата.

Механические затворы бывают двух видов:

  • Шторный затвор. Характеризуется большей скоростью и лучшей выдержкой. Строение: он состоит из двух шторок, в щель между ними попадает свет. При снимке первая шторка открывает кадр, вторая – закрывает. Такой вид затвора может искажать снимок, но сохраняет короткую выдержку.
  • Центральный затвор. Он состоит из лепестков. Благодаря тому, как они закрываются и открываются, свет распределяется равномерно. Такой затвор устанавливают в объектив между линзами.

Электронно-оптический затвор. Такой вид затвора применяется в устройствах зеркальных фотоаппаратов. Это жидкий кристалл, находящийся между пластинами. Через него проходит свет и направляется к оптическому преобразователю.

Затвор – важная деталь фотоаппарата, позволяющая, пропускать лучи света на матрицу, регулировать выдержку и, собственно, делать снимки.

Пентапризма и видоискатель

Пентаризма – пятиугольный механизм в устройстве фотоаппарата, который поворачивает изображение на 90 градусов, увеличивает путь лучей света благодаря дальнейшему прохождению через зеркала.

1. Создание экспозиции - изображение 17 - изображение 17

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Уже на матовом стекле изображение прямое. В профессиональных устройствах пентапризма съемная. Иногда в неё встраивают различные индикаторы, открывающие больше возможностей.

Чаще всего она изготавливается из стекла. В более дешевых моделях – из пластика. Возможна альтернатива, при которой изображение поворачивают зеркало и несколько линз.

Это используется при совсем небольшой матрице.

Видоискатель – часть фотоаппарата, позволяющая видеть, какое изображение получится.

Он не влияет на качество, бывает трёх видов:

  • Зеркальный (система зеркал);
  • Электронный (жидкокристаллический экран);
  • Оптический (набор линз).

Самая сложная и дорогая конструкция в зеркальном видоискателе, однако при хороших линзах стоимость полностью оправдывает себя.

В одном устройстве может быть установлен как один видоискатель, так и их комбинация.

Матрица зеркальной цифровой фотокамеры

Одной из важных деталей, обеспечивающих работу зеркального фотоаппарата, является матрица. Матрица – это часть фотоаппарата, благодаря которой световой поток превращается в биты, дальше из них формируется само изображение.

2. Запись того, что видит камера - фотография 18 - изображение 18

KONICA MINOLTA DIGITAL CAMERA

Матрица состоит из мельчайших фотодиодов. Один диод – один пиксель будущей фотографии.

Матрица является неким аналогом плёнки, она так же формирует изображение. Конечно, иным и более качественным путем.

Нужно знать, что такое экспонирование матрицы, этот термин часто используют фотографы. Это процесс выявления снимка с момента, когда Вы нажали на кнопку до закрытия затвора. Часто слово матрица опускается – экспонирование.

Матрица имеет характеристики, которые определяют её возможности:

  • Физический размер – одна из важнейших характеристик. Чем больше расстояние между пикселями и их количество, тем лучше качество получаемого изображения. Также от размера матрицы зависят следующие характеристики: шумы, динамика изображения, цвета снимка, размер фотоаппарата.
  • Разрешение – название размеров матрицы. Может измеряться в дюймах, миллиметрах.
  • Соотношение шум. Чем больше размер матрицы, тем лучше получается изображение, на нем будет меньше шумов. Как правило, они заметны при увеличении.
  • Чувствительность ISO. Данный параметр регулирует яркость снимка. Насколько качественно повысится или понизится яркость также определяется матрицей.
  • Динамический диапазон – наибольшая яркость фотографии. Она определяет качество самых тёмных и самых светлых участков.

ВАЖНО! Мегапискели полностью не определяют качество камеры, гораздо важнее, сколько света принимает один пиксель.

Матрицу следует выбирать по данным критериям. Матрица является залогом отличной картинки.

Системы стабилизации изображения

Камеры становятся все легче, а при съёмке с рук все чаще фото получаются худшего качества. Конечно, в некоторых ситуациях с такой проблемой неплохо справляется штатив, однако он не всегда удобен. Стабилизировать изображение также можно уменьшив выдержку и увеличив чувствительность, но в таком случае может появиться зернистость.

Существуют стабилизаторы, делающие работу за нас: это оптическая и цифровая системы.

Оптический стабилизатор проделывает работу с блоком линз. Они двигаются в зависимости от того, как перемещается камера. Такая система дороже, но её преимущество в том, что полученная картинка передается и на матрицу, и в видоискатель. Такая система возможна с перемещением матрицы (то есть двигается сама матрица), что позволяет использовать любые объективы. Оптическая система не влияет на качество фото даже при увеличении, однако потребляет больше энергии.

3. Как работает затвор - фото 19 - изображение 19

Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат

Цифровой стабилизатор – это установленные в процессор программы, определяющие, насколько миллиметров картинка сдвинута. При такой работе теряется часть изображения с краёв матрицы. Данный стабилизатор хуже справляется с увеличением, возможны помехи на изображении.

СОВЕТ: Если у Вас нет требований к размерам камеры, выбирайте оптический стабилизатор. Результат работы этих частей фотоаппарата играет важную роль в получаемом изображении.

Краткая характеристика остальных деталей фототехники

Мы разобрали, как устроен фотоаппарат и его основные детали.

Характеристика остальных деталей:

  • Кнопка спуска. При неполном нажатии возможна фокусировка. Если нажать полностью, камера делает кадр.
  • Встроенная вспышка. При плохой освещенности она включается автоматически. В некоторых режимах её нужно включать самостоятельно.
  • Кнопка ISO. С её помощью регулируется чувствительность. В некоторых режимах это делается автоматически, но её можно регулировать вручную.
  • Главный диск управления. С его помощью устанавливаются диафрагма и выдержка.

Заключение

Мы разобрали, как же устроен и работает зеркальный фотоаппарат, основные функции фотоаппарата, принцип работы и виды главных элементов. Чтобы научиться пользоваться зеркальным фотоаппаратом, придется уделить много времени Вашей аппаратуре, изучению её свойств. Нужно понимать, как происходит процесс появления изображения, настройка аппарата. В таком случае Вы всегда будете знать, что нужно нажать или с какой стороны подойти, чтобы сделать удачное фото.

Устройство и принцип работы фотоаппарата

4. Фокусировка - фото 20 - изображение 20

Категория: Разные непродовольственные товары

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.

5. Точная регулировка света - фотография 21 - изображение 21

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.)

6. Глубина резкости - фотография 22 - изображение 22

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.

7. Управление освещенностью с помощью выдержки - фото 23 - изображение 23

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.

8. Светочувствительность - изображение 24 - изображение 24

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.

Похожие статьи

  • Устройство и принципы работы приборов для измерения рн
  • Устройство и принцип работы компрессионной холодильной машины
  • Устройство и принцип действия фотометрических приборов
  • Устройство и принципы действия атомно-абсорбционных анализаторов
  • Электронные платформенные весы
  • Характеристика ассортимента современных фотоаппаратов

Как работает фотокамера

9. Подытожим - фото 25 - изображение 25

Большинство учебников по фотографии, включая те, что вы можете найти на нашем сайте, предполагают некоторый базовый уровень знаний. Но что делать, если вы только что решили изучить фотосъемку в ручном режиме?

С этого руководства вы можете начать изучение базовых основ фотографии – базу, которая позволит вам начать читать и использовать более сложные уроки и управлять ручными настройками вашей камеры. Мы рассмотрим экспозицию, принципы работы камеры, затвор, фокусировку, свет, глубину резкости и светочувствительность.

Как и любая специализированная область, фотография имеет много жаргона. Это руководство познакомит вас со специальной терминологией там, где это требуется, но я старался не использовать специальных терминов на протяжении большей части статьи если мог заменить их более простыми словами, передающими тот же смысл.

Мы хотим, чтобы вы научились из данной статьи основным понятиям фотографии и стали свободно жонглировать новыми терминами, которые ранее были вам не знакомы и это незнание затрудняло ваше освоение фотографии.

Наконец, обсуждаемые понятия относятся к фотографии в широком смысле. Не зависимо от того, какую камеру вы используете, основы фотографии относятся и к ней.

1. Создание экспозиции

Что такое «экспозиция»? Это слово может быть одним из наиболее непонятных, с которыми вы сталкиваетесь. Оно используется во многих различных контекстах и имеет немного разный смысл в каждом. В широком смысле, экспозиция – это картинка, которую вы снимаете (или уже сняли).

Когда вы нажимаете на кнопку спуска на камере – вы буквально «экспонируете» её светом. Вся фотография – это запись света. Без света не будет картинки. Ещё раз, говоря простым языком, мы не видим вещи – мы видим отражение света от них.

Устройство и принцип работы фотоаппарата - изображение 26 - изображение 26

Мы видим свет, отраженный в наши глаза, и камера так же видит.

Подумайте об этом. Возьмем что-нибудь простое – например камень. Выйдите с камнем в руке на улицу и посмотрите на него на ярком свету. Вы увидите камень. Занесите его в комнату с искусственным светом и вы всё ещё будете видеть камень. Зайдите с ним в темную комнату, в которой совсем нет никакого света. Вы можете чувствовать камень у себя в руке и вы знаете, что он ещё там, но вы не сможете видеть его потому что нет света. Ещё раз, то что вы видели было не камнем, а отражением света от камня.

Когда мы делаем снимок, в действительности мы записываем свет, который отражается отовсюду, куда мы направляем камеру. Это и есть экспозиция.

2. Запись того, что видит камера

Следующий пункт на нашем пути в понимании работы камеры – изучить как именно камера записывает то, что было экспонировано. Наиболее популярны сегодня, конечно же, цифровые камеры. Внутри них есть специальный компьютерный чип с высокой чувствительностью к свету. В целях упрощения данного урока я буду называть его плёнкой.

Компьютерный чип – это плёнка, которую использует камера чтобы снимать фотографии. Понятие плёнка может быть более знакомо большинству людей поскольку до цифровой фотосъемки плёнка была именно тем, что использовалось для записи экспонированных кадров. В том случае плёнка была буквально плёнкой, покрытой светочувствительным веществом. До плёнок фотографы использовали стеклянные пластинки, которые также приходилось покрывать слоем фоточувствительного вещества самостоятельно. Фирмы Kodak, Fuji и Agfa тогда ещё не были в этом бизнесе.

Камера в самом начале своего существования была просто светозащищённым ящиком. В нём было отверстие, прикрытое светонепроницаемой шторкой, называемой «затвор». Прямо перед затвором размещался объектив. Мы поговорим и о затворе и об объективе более детально в дальнейшем.

Когда вы нажимаете кнопку на своей камере, чтобы что-то сфотографировать, происходит следующее: затвор открывается и экспонирует «плёнку» к свету. Всего на короткое время. Короче чем моргание. Плёнка настолько чувствительна к свету, что столько короткая экспозиция – это всё, что ей нужно чтобы увидеть и записать всё, что находилось перед камерой пока затвор был открыт.

В старые плёночные времена после этого следовало перемотать кадр. Обычно это делалось рычажком в верхней части камеры, колесиком сзади или выполнялось с помощью встроенного электропривода камеры. Плёнка продвигалась по направляющим и для экспонирования был готов следующий кадр плёнки.

Если вам никогда не приходилось вытаскивать плёнку из кассеты, я расскажу, что она имеет примерно 24 мм в ширину и около метра в длину. Каждый раз когда вы нажимаете на кнопку спуска и открывается затвор – экспонируется только небольшой кусочек плёнки, примерно 36 мм в длину. Остальная плёнка тщательно закрыта. В далёкие предалёкие времена стеклянных пластинок, фотографы должны были после экспонирования извлекать пластину из камеры и хранить в светозащитном контейнере пока он или она не сможет проявить её. Чтобы сделать ещё один снимок нужно было вставить следующую стеклянную пластину.

В цифровую эпоху электроника камеры сохраняет отснятое изображение во встроенную память. Затем камера готова сделать следующий снимок. Встроенная память камеры обычно может хранить всю исходную информацию порядка 5-10 снимков. В тоже время фотографии из встроенной памяти обрабатываются и записываются на карту памяти. (Большинство современных цифровых фотокамер используют несколько основных стандартных типов карт памяти. CF и SD – наиболее популярны сегодня, но на протяжении развития технологии использовались десяток разных типов карт памяти.)

Эта запись информации на карты памяти – сравнительно медленный процесс. Вот почему камера использует встроенный буфер, чтобы быть готовой сделать следующий снимок не дожидаясь пока предыдущий запишется на карту.

3. Как работает затвор

Конечно, точное понимание принципов работы затвора не очень необходимо для съёмки хороших фотографий, но это требуется уяснить для понимания других фундаментальных понятий в фотографии.

Строение фотокамеры - фотография 27 - изображение 27

Затвор.

Прежде всего, нужно объяснить пару терминов.

Кадр: Это ещё один термин, имеющий несколько разных значений. Например, одну экспозицию (одно фото) также можно назвать кадром.

Для удобства нашего обсуждения работы затвора, кадр – это отверстие в камере, закрываемое затвором. Когда затвор открыт – свет проникает в кадр чтобы экспонировать изображение.

Шторка: То, что мы обобщенно называем «затвор» - на самом деле состоит из нескольких частей. Наиболее важны на самом деле две разные светозащитные шторки, которые и составляют основную часть затвора. Для целей данной статьи важно отметить, что каждая шторка может управляться индивидуально.

Первая шторка (шторка А) прикреплена к верхней части кадра. Она расширяется вниз, чтобы закрыть кадр и сокращается вверх чтобы раскрыть его. Вторая шторка (шторка Б) крепится к нижней части кадра. Она расширяется вверх чтобы закрыть кадр и сокращается вниз чтобы открыть его.

Предположим, что сейчас шторка А раскрыта вниз, закрывая кадр. Соответственно шторка Б сокращена, давая шторке А делать свою работу по блокировке света.

Когда вы нажимаете на кнопку спуска на камере чтобы снять фотографию, происходит следующая последовательность событий:

Шторка А сокращается вверх, экспонируя кадр.

  • Шторка Б раскрывается вверх, закрывая кадр и заканчивает экспозицию.

Промежуток между этими двумя событиями – это выдержка. В следующий раз при нажатии кнопки спуска Шторка Б пойдет вниз, а затем за ней последует шторка А. Они будут двигаться так попеременно в течение всей жизни камеры. В старый плёночных камерах без электронного привода шторки не меняют направление движения. Взведением курка «поднимаются» шторки затвора, возвращаясь на место во время экспозиции, но остальные принципы, описанные здесь, верны.

При длинных выдержках (например 1/15 секунды), движения двух шторок могут быть отдельными событиями. На протяжении почти всего времени экспозиции, кадр остается полностью раскрытым. На быстрых выдержках (например 1/2000 секунды), обе шторки движутся одновременно, оставляя лишь небольшую щель между собой для экспонирования кадра.

Предположим, что была бы только одна шторка (пусть это будет шторка А). Шторка должна была бы сократиться вверх, а затем, после интервала, определенного настройкой выдержки, раскрываться вниз для завершения экспозиции.

Верхняя часть кадра будет последней экспонирована и первой закрыта. Для относительно длинных выдержек (порядка 1/4 секунды) разница во времени экспонирования между верхней и нижней частями кадра относительно общего времени экспозиции была бы незначительна и вы вряд ли заметили бы разницу. А на более быстрых выдержках (порядка 1/1000 секунды) разница относительно общей длительности экспозиции будет гораздо более заметна. Вы получите фотографию постепенно затемняющуюся снизу вверх.

Наличие двух шторок также позволяет использовать гораздо более короткие выдержки. Подумайте о механике, которую пришлось бы применять чтобы очень быстро перемещать шторку в одном направлении, затем останавливать, менять направление движения и также быстро возвращать обратно. Даже если бы такие механизмы использовались – они быстрее выходили бы из строя и чаще бы ломались.

4. Фокусировка

Самый минимальный набор компонентов, необходимый для фотосъёмки – это светочувствительный носитель (плёнка или цифровой чип), светозащищённая коробка (корпус фотокамеры), отверстие, через которое свет попадает на плёнку и способ контроля количества света (затвор). С помощью этого набора можно сделать например пинхол-камеру. Всё остальное просто делает фотографию «лучше»: быстрее, удобнее и гибче.

Следующей частью, которую мы добавим к этому минимальному набору будет объектив. Ваша камера может иметь встроенный объектив, который постоянно закреплен на ней, либо позволять вам менять объективы.

Всё, что делает объектив – это берет свет перед камерой и фокусирует его.

Зачем нужен объектив - фото 28 - изображение 28

Проектор имеет плоскость для фокусировки.

Вспомните старомодный слайдпроектор или кинопроектор. Если взять один из слайдов или кусок плёнки и поместить его между лампой и стеной – свет от лампы не создаст какого-либо различимого образа на стене. В лучшем случае вы увидите размытые цветные пятна. Проектор использует объектив для фокусировки и направления света в определённой плоскости вместо того, чтобы он распространялся во всех направлениях.

Объектив вашей камеры делает тоже самое, но в обратном направлении. Вместо того, чтобы фокусировать распространяющийся наружу свет, он берет окружающий свет и фокусирует его на «плёнку». (Кстати наши глаза – тоже объективы. Они имеют почти такую же структуру и базовые функции, как и объектив фотокамеры.)

Рассмотрим как объективы производят и поговорим о механизме фокусировки. (Мы сейчас пропустим обсуждение работы диафрагмы – о ней будет рассказано в отдельном разделе.)

Как работает линза - фото 29 - изображение 29

Линзы фокусируют свет на плёнку.

Даже самые простые объективы состоят как минимум из двух «элементов». Элемент – это один кусочек стекла. (На самом деле они могут быть изготовлены из пластика и других экзотических материалов). Каждый элемент имеет хотя бы одну изогнутую поверхность. Посмотрите внимательно на очки. Вы заметите, что их стекла отличаются от плоского оконного стекла. Обычно передняя поверхность каждой линзы изогнута наружу от глаза, а внутренняя поверхность изогнута внутрь центра линзы и также наружу от глаза.

В объективах фотокамеры элементы могут иметь одну плоскую поверхность и одну изогнутую, могут иметь две изогнутые в одном и том же направлении (как в очках) или могут иметь поверхности, изогнутые в противоположных направлениях, обе наружу или обе вовнутрь.

С одним куском стекла мы можем модифицировать свет, но не сможем фокусировать его. Вернёмся к нашему примеру со слайдом или куском плёнки между лампой и стеной. Если вставить увеличительное стекло или стекло из очков в эту конструкцию – вы заметите изменение в свете на стене, но всё ещё не сможете создать чёткое изображение.

Добавление второго кусочка стекла, также с хотя бы одной изогнутой поверхностью, даёт возможность фокусировки. Фокусировка осуществляется перемещением двух линз ближе или дальше относительно друг друга. (Также они могут вместе быть перемещены ближе или дальше относительно плёнки.)

Когда свет проходит через каждый стеклянный элемент объектива, изогнутые поверхности «искривляют» лучи света. Большинство объективов имеют гораздо больше двух элементов и в результате они могут модифицировать свет много раз и весьма сложным образом. Иногда два или более элемента склеивают вместе. Это называется группой. (Чтобы запутать вас ещё больше – отдельно стоящий элемент также может быть назван «группой»). Так что когда вы смотрите на характеристики объектива вы может увидеть что-то вроде «13 элементов в 7 группах». Теперь вы знаете что это значит.

Конечной целью всего этого является так модифицировать и сконцентрировать лучи, чтобы они сформировали четкую картинку на плёнке.

Принцип работы первого фотоаппарата - фотография 30 - изображение 30

Элементы объектива.

5. Точная регулировка света

С объективом на камере вы получаете выбор между резким изображением и нерезким. Для более тонкой настройки резкости и дополнительных эффектов нужно добавить кое-что ещё.

Отличие зеркальных фотоаппаратов - фото 31 - изображение 31

Диафрагма.

Диафрагма – это комплект светонепроницаемых лепестков, расположенных по кругу внутри объектива. В центре круга получается отверстие, похожее на дырку в бублике. (Формально слово «диафрагма» имеет два разных значения. Вся описанная конструкция называется диафрагмой, но и одно лишь отверстие тоже называется диафрагмой. В большинстве случаев люди, говоря «диафрагма» имеют в виду отверстие, а не конструкцию из лепестков, образующих отверстие.) Размер отверстия диафрагмы можно регулировать точным образом чтобы управлять количеством света, проходящим через объектив к плёнке.

Даже если ваша камера не дает вам напрямую управлять ей, все кроме самых простейших камер используют диафрагму.

Размер отверстия диафрагмы никогда не измеряется в абсолютных величинах. Например, вы никогда не услышите «у меня диафрагма 10мм». Вместо этого она выражается в относительных величинах, включающих фокусное расстояние объектива. Она также изменяется по логарифмической шкале, что делает концепцию чуть более сложной для людей не относящихся к науке. Так, например если диаметр диафрагмы 10мм, а фокусное расстояние объектива 100мм – вы можете сказать, что диафрагма f10. Это означает, что диаметр отверстия диафрагмы составляет 1/10 от фокусного расстояния. Те же 10мм на 50мм-объективе дадут f5 потому что диаметр составит лишь 1/5 от фокусного расстояния. (Буква «f» в этом выражении является сокращением от английского слова, означающего «фокусное расстояние».) Запутано? Определённо. Но всему есть свои причины. Сейчас разберемся!

Типичный ряд диафрагм: f1.4, f2, f2.8, f4, f5.6, f8, f11, f16, f22. Между каждыми соседними – один стоп. Изменение экспозиции в фотографии принято измерять «стопами». И каждая из указанных диафрагм позволяет попасть на плёнку вдвое меньшему количеству света, чем предыдущая и вдвое больше, чем следующая за ней. Существуют объективы, диафрагму которых можно открыть более чем f1.4 или закрыть менее чем на f22, но они не так распространены.

Также ваш объектив может не иметь даже всего представленного тут диапазона. На передней части объектива вы можете найти маркировку наподобие «17mm f 5.6» или возможно «17mm 1:5.6». f5.6 в нашем примере показывает максимально открытую диафрагму, доступную на этом объективе. Так что на данном экземпляре вы сможете использовать значения от f 5.6 до f 22. Реальные цифры вашего объектива могут отличаться от нашего примера и если у вас зум – у вас будет два комплекта значений. Первый относится к короткому положению зума, а второй – к длинному.

Так зачем это отверстие измеряют по такой системе? Чтобы понять это надо узнать, какую функцию это отверстие выполняет.

  • Основная функция диафрагмы состоит в регулировке количества света, который может пройти через объектив и попасть на плёнку. Поскольку лепестки диафрагмы непрозрачные – то свет может пройти только через образуемое ими отверстие. Одна из причин, ради которой в объективе искривляются лучи света – это необходимость пройти через это отверстие. В результате, закрывая диафрагму, вы получаете нормальное изображение, а не светлый кружок на черном фоне.
  • Побочный эффект, и самый важный по мнению фотографов, состоит в том, что изменение размера диафрагмы приводит к изменению количества картинки в зоне фокуса.

Это требует дополнительного объяснения, так что посвятим этому вопросу отдельный раздел.

6. Глубина резкости

Возвращаясь к нашему примеру с проектором – слайд плоский и экран, на который он проецируется - тоже плоский. Объектив проектора не имеет диафрагмы потому что количество света, которое он пропускает известно и неизменно и две плоских поверхности означают, что достаточно сфокусировать точку А на слайде в точку Б на экране.

Фокусировка на объекте - фото 32 - изображение 32

Глубина резкости.

Реальный мир трехмерен. Объектив может сфокусировать свет на плоскую поверхность, но этот свет исходит не от плоских поверхностей. Технически, объектив может идеально сфокусировать лишь одну плоскость за один раз. По мере удаления предметов от этой плоскости, независимо от того ближе или дальше от камеры, они будут выглядеть всё более расфокусированными. До некоторого момента степень размытости столь незначительна, что она практически не заметна невооруженным взглядом. В итоге вы получаете некоторый диапазон, в котором все предметы кажутся резкими, даже если технически в фокусе находится лишь одна точка. Этот диапазон называют глубиной резкости.

Чтобы охватить весь жаргон, который вам встретится в вашем знакомстве с фотографией, упомянем еще один термин – «кружок рассеяния». Представьте кончик карандаша. Свежезаточенный карандаш имеет очень острый кончик. Пусть точка, находящаяся в плоскости идеальной фокусировки будет как кончик такого карандаша. По мере использования карандаша он постепенно притупляется. Кончик становится круглее, больше и шире. Изменения происходят не внезапно, так что на многих промежуточных стадиях карандаш будет нам казаться столь же острым, как в начале.

Можно сказать, что это попадает в зону глубины резкости. В какой-то момент кончик карандаша становится толстым и совсем тупым. Вы ясно видите, что он уже не так остр как прежде. В этой точке происходит превышение размера кружка рассеяния и ваш мозг больше не путает чуть затупившийся карандаш с идеально острым. Вы точно знаете, что карандаш тупой, или в нашей метафоре, определяете часть изображения как нерезкую.

Какое всё это имеет отношение к диафрагме? Чем сильнее вы закрываете отверстие диафрагмы – тем больше становится глубина резкости. То есть гораздо большая часть кадра оказывается резкой. Это может быть полезно например при попытке снять большое цветочное поле так, чтобы оно всё оказалось резким, от нескольких шагов от вас до горизонта.

Размер объектива и размер фотографии - фотография 33 - изображение 33

На этой портретной фотографии фон находится вне фокуса.

Понимание этого явления поможет вам понять и противоположное – по мере открытия диафрагмы глубина резкости уменьшается. Это часто используется в портретной съемке, где фотографы предпочитают получить в фокусе человека на приятно размытом фоне.

Я обещал объяснить почему значения диафрагмы следуют в таком трудном для понимания логарифмическом порядке, а не в конкретных значения размера отверстия. Теперь, когда мы немного изучили диафрагму и принцип её работы, а также узнали кое-что об объективах и фокусировке – соберем всё вместе. Причина в том, что одно и то же отверстие диафрагмы будет давать разную картинку в зависимости от фокусного расстояния объектива. Отверстие диафрагмы 10мм будет огромным для 12мм объектива, достаточно скромным для 80мм объектива и совсем крошечным для 300мм объектива. Количество проходящего света и значение глубины резкости будет не одинаковым для разных объективов.

Это все равно, что сказать, что метр будет иметь одно значение в Сингапуре, другое значение в Норвегии и третье – в Австралии. Без стандартизации единицы измерения становятся бессмысленны. Поэтому вместо конкретного размера диафрагма представляется в виде дроби с фокусным расстоянием объектива. Это обеспечивает необходимую стандартизацию, так что эффект влияния диафрагмы на изображение будет примерно одинаковым при разных фокусных расстояниях объективов.

Шаг изменения диафрагмы может показаться случайным, но он на самом деле обеспечивает изменение вдвое отверстия диафрагмы и соответственно светопропускания.

7. Управление освещенностью с помощью выдержки

Фотографы могут настолько увлечься вторичным эффектом от диафрагмы – глубиной резкости – что совсем забывают об основном предназначении диафрагмы – регулировать количество проходящего через объектив света.

Мы уже говорили, что всё, чем занимается фотография – это записью и сохранением света. Следует отметить, что камера накапливает весь получаемый свет. Чаще всего плёнке вашей камеры или цифровой матрице требуется экспозиция всего в несколько долей секунды чтобы записать и сохранить изображение. Когда становится темнее – требуется открывать затвор на более длительное время чтобы он пропустил больше света.

Отличия между линзами - изображение 34 - изображение 34

Игры с экспозицией в ночное время

Пока открыт затвор камера накапливает свет. Если в вашем кадре окажется движущийся объект и его скорость будет выше используемой скорости затвора – он будет размыт в кадре. Это знание может быть полезным.

Иногда вам может быть необходимо снять предмет размытым или замороженным. Зная об отношении скорости объекта и скорости затвора можно выбрать более правильные настройки. Вам не потребуется выдержка 1/4000 чтобы заморозить движение прогуливающегося пешехода – 1/125 может быть достаточно.

Несложно догадаться, что для более быстродвижущихся объектов требуются более короткие выдержки. Будет полезно изучить влияние выдержки на изображение. Как передать ощущение движения. Или как может выглядеть движение на снимке.

Управление выдержкой может быть полезно при необходимости заморозить (или намеренно размыть) движущийся объект. Например, при съемке потока воды короткая выдержка заморозит отдельные капли. Очень длинная выдержка создаст эффект текучей сладкой ваты. И между этими крайностями множество доступных выдержек.

8. Светочувствительность

Пока мы говорили о двух способах управления светом, создающих экспозицию: диафрагме и выдержке. Есть ещё два способа управления светом. Первый из них – добавить больше света. Обычно это делается с помощью вспышки. Вспышка – это отдельная большая тема, которой мы посвятим отдельное руководство. Пока просто знайте, что это один из инструментов, которые можно использовать.

Другой способ часто обозначается аббревиатурой ISO. Она расшифровывается как Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization). Эта структура помогает вводить стандарты повсюду, от электричества и размеров шин до твердости стали и мягкости хлопка. Она также установила стандарты светочувствительности.

С фотографической точки зрения понятие светочувствительность прежде всего относится к плёнке. Давайте еще раз на секунду вернемся в прошлое и вспомним о плёнке. Вы могли прийти в любой магазин, где продавалась плёнка и найти там целый ряд различных вариантов. Можно было выбрать плёнку чувствительностью 100, 200 или 400 единиц и выше. (Вновь обращу ваше внимание на традиционное в фотографии изменение значений вдвое.)

Потребительская плёнка как правило имела значения светочувствительности от ISO50 до ISO800. Цифровые камеры как правило предлагают диапазон ISO от 50 до 6400. В предельных случаях значения светочувствительности могут достигать 30000 и более.

Шкала одинакова и для плёнки и для цифры. Вот краткая характеристика доступных значений:

  • ISO25 очень нечувствительна, требует очень яркий свет.
  • ISO50 вдвое чувствительней, но всё ещё требует сильного света.
  • ISO100 основная и для плёнки и для цифры. Используется в основном солнечным днем или при сравнимом уровне яркости.
  • ISO200 следующее значение по шкале. Можно назвать самой популярной плёночной чувствительностью. На улице может использоваться в сумерках и на рассвете.
  • ISO400 следующий целый стоп. Подходит для съемки при сравнительно неярком свете помещения или в сумерках.
  • ISO800 для ночных фотографий при малом свете.
  • ISO1600 для использования в темноте.
  • ISO3200 и выше для очень тёмных условий.

Как правило более чувствительный носитель (с большим значением ISO) даст на изображении больше зерна. В некоторых случаях зернистость может стать настолько большой, что повлияет на качество изображения. Как правило избегаемое, это однако иногда используется для получения определенного «настроения».

Между насыщенностью цветов и светочувствительностью также есть определенная связь. ISO 100 почти не имеет зерна, дает резкую картинку с яркими цветами. ISO 400 может иметь небольшое, но всё же заметное зерно и приглушенные цвета. ISO 1600 как правило имеет чрезвычайно заметное зерно и почти монохроматические цвета.

9. Подытожим

Мы рассмотрели основные части фотокамеры и способы, которыми камера контролирует свет, создающий ваши фотографии. Все эти методы совместно безгранично комбинируются, что позволяет достичь практически любого эффекта, который вы задумаете. Каждый из них имеет побочные эффекты, которые могут быть как желательны, так и нежелательны для фотографии, которую вы собираетесь сделать. Управляя количеством приникающего в камеру света, диафрагма также определяет глубину резкости. Управляя временем экспонирования с помощью выдержки, можно усиливать или ослаблять размытие движения. Определяя сколько света будет достаточно с помощью изменения значения ISO, приводим к изменению зернистости и насыщенности цветов.

Никто не говорит, что прочитав статью вы станете экспертом в данном вопросе. Возможно вам придется перечитать её не один раз. Возможно вам понадобится вернуться к этим вопросам через какое-то время чтобы освежить в памяти понятия. Цель данного материала в том, чтобы помочь вам заложить фундамент, на котором будет возможно осваивать другие уроки и самостоятельно изучать новые вопросы.

Удачных кадров!

Автор: Jeffrey Kontur

Устройство и принцип работы фотоаппарата

Хроматическая аберрация - фото 35 - изображение 35

Фотография является одним из самых важных изобретений в истории — она ​​действительно изменила представление людей о мире. Теперь каждый человек может увидеть изображения вещей, которые на самом деле находятся на огромном расстоянии или уже давно не существуют. Каждый день миллиарды фотографий публикуются в Интернете, превращая жизнь в цифровые пиксели информации.

Строение фотокамеры

Фотография позволяет запечатлеть важные моменты жизни и сохранить их на долгие годы. Приборы для создания изображений уже давно встроены в телефоны и другие гаджеты, но принцип работы фотоаппарата для многих остается загадкой. Фотография — это такая же наука, как и искусство, но подавляющее большинство не осознает, что происходит, когда нажимают кнопку камеры или открывают приложение камеры смартфона. Первый фотоаппарат, строение и принцип работы которого будут рассмотрены позже, вовсе не имел кнопок и совсем не напоминал приложение. Но его устройство лежит в основе современных гаджетов.

Пленка и датчики изображения - фотография 36 - изображение 36

Например, пленочная камера состоит из трех основных элементов: оптического — объектива, химического — пленки, а также механического — корпуса камеры. Рассмотрим кратко принцип работы фотоаппарата: пленка загружается в катушку справа и наматывается на другую катушку слева, проходя перед объективом по пути. Она представляет собой длинную ленту из гибкого пластика, покрытого специальными химическими веществами на основе соединений серебра, чувствительных к свету.

Черно-белая пленка имеет один слой, а цветная пленка — три: верхний чувствителен к синему свету, центральный — к зеленому, а нижний — к красному. Изображение получалось из-за химической реакции каждого из них. Чтобы свет не испортил пленку, ее оборачивают в прочный светостойкий пластиковый цилиндр, который и помещается внутрь камеры. Но как происходит объединение всех компонентов таким образом, чтобы они записывали четкое, узнаваемое изображение? Есть много разных способов заставить работать эти части, но сначала следует понять основной принцип работы фотоаппарата. Поскольку для фотосъемки не требуется электричество, обычная однообъективная беззеркальная камера представляет собой отличную иллюстрацию основных процессов производства фотографии.

Зачем нужен объектив

Начать объяснение принципов работы фотоаппарата кратко лучше всего с теории. Представьте, что стоите посреди комнаты без окон, дверей или освещения. В таком месте ничего не видно, потому что нет источника света. Если предположить, что вы достали фонарик и включили его, и луч от него движется по прямой линии. Когда этот свет попадает на объект, то отражается от него и попадает в глаза, позволяя увидеть то, что находится внутри комнаты.

Принцип работы цифрового фотоаппарата похож на процесс выхватывания лучом от фонарика предметов из темной комнаты. Оптической составляющей камеры является объектив. Его работа состоит в том, чтобы отразить лучи света, вернувшиеся от объекта, и перенаправить их, чтобы они собрались вместе и сформировали изображение, которое выглядит как сцена перед объективом. Может быть, не совсем понятно, как происходит этот процесс и почему обычное стекло способно перенаправить свет. Ответ очень прост: когда свет перемещается из одной среды в другую, он меняет скорость.

Как работает линза

Свет распространяется быстрее через воздух, чем через стекло, поэтому линза замедляет его. Когда лучи попадают на нее под углом, одна часть волны достигнет поверхности раньше другой и, таким образом, замедляется первой. Когда свет входит в стекло под углом, он изгибается в одном направлении, а затем еще раз, когда выходит из стекла, потому что части световой волны попадают в воздух и ускоряются раньше других.

Почему важны мегапиксели - фото 37 - изображение 37

В стандартной выпуклой линзе изогнуты одна или обе стороны стекла. Это означает, что проходящие лучи света будут отклоняться к центру линзы при входе. В двойной выпуклой линзе, такой как увеличительное стекло, свет будет изгибаться как на выходе, так и на входе. Это эффективно меняет путь света от объекта, что связано с главным принципом работы фотоаппарата. Источник света излучает свет во всех направлениях. Все лучи начинаются в одной точке и затем постоянно расходятся. Собирающая линза берет эти лучи и перенаправляет их, чтобы они все сходились обратно в одну точку. В этом месте получается изображение предмета.

Принцип работы первого фотоаппарата

Первая камера представляла собой комнату с небольшим отверстием на одной боковой стене. Свет проходил через него и отражался по прямым линиям, а изображение проецировалось на противоположную стену в перевернутом виде. Она получила название камеры обскура и использовалась художниками для написания художественных полотен. Изобретение приписывают Леонардо да Винчи. Хотя подобные устройства существовали задолго до появления первой настоящей фотографии, только когда кто-то решил разместить материал, чувствительный к свету, в задней части этой комнаты, зародилась идея получения изображения таким способом. Принцип работы первого фотоаппарата был таким: когда луч попадал на светочувствительный материал, химические вещества реагировали и вытравливали изображение на поверхности. Поскольку эта камера не улавливала слишком много света, на то, чтобы сделать одну фотографию, требовалось восемь часов. Изображение также получалось довольно размытым.

Как работает  - изображение 38

Отличие зеркальных фотоаппаратов

Профессионалы часто отдают предпочтение зеркальным камерам. Считается, что качество снимка получается лучше, потому что фотограф видит в видоискателе реальное изображение объекта, не искаженное оцифровкой и фильтрами. Если описать кратко принцип работы фотоаппарата с зеркальным видоискателем, то смысл сводится к тому, что в такой камере фотограф видит реальное изображение. Он также может регулировать все детали, поворачивая и нажимая кнопки. Это происходит благодаря двойному зеркалу — пентапризме. Но в конструкции фотоаппарата присутствует еще одно — полупрозрачное, расположенное перед матрицей, которую также называют датчиком или сенсором. Принцип работы затвора фотоаппарата состоит в том, что при нажатии кнопки он приподнимает зеркало и меняет угол его наклона. В этот момент поток света попадает на датчик, после чего изображение обрабатывается и выводится на экран.

24 функции фотокамеры о которых должен знать каждый фотограф - фото 39 - изображение 39

Принцип работы зеркального фотоаппарата связан с диафрагмой, которая постепенно приоткрывается для пропуска лучей. Она состоит из лепестков, от положения которых зависит диаметр центрального круга и количество пропускаемого света. Луч попадает на линзы, а потом на зеркало, фокусировочный экран и пентапризму, где и переворачивается изображение, а затем в видоискатель. Именно там фотограф видит реальное изображение. Принцип работы беззеркального фотоаппарата отличается тем, что в нем нет такого видоискателя. Часто он заменяется экраном или электронной версией. Фазовый автофокус также есть только у зеркальных фотоаппаратов. Еще одно отличие в том, что свет при нажатии кнопки затвора сразу попадает на матрицу камеры.

Фокусировка на объекте

Качество картинки меняется в зависимости от того, как свет проходит через объектив фотоаппарата. Оно связано с тем, под каким углом световой луч входит в него и его какова структура. Этот путь зависит от двух основных факторов. Первый — угол входа светового луча в объектив. Второй — структура объектива. Угол входа света изменяется при перемещении объекта ближе или дальше от него. Лучи, которые входят под более острым углом, будут выходить под более тупым, и наоборот. Объектив фотоаппарата улавливает все отраженные лучи света и использует стекло, чтобы перенаправить их в одну точку, создавая четкое изображение. Общий «угол изгиба» в любой конкретной точке остается постоянным.

Устройство фотоаппарата - от пленочного к цифровому - фото 40 - изображение 40

Если свет не попадает в нужную, изображение будет выглядеть размытым или не в фокусе. По сути, изгиб линзы увеличивает расстояние между разными точками на ней. Лучи из более близкой точки сходятся дальше от линзы, чем из той, которая находится дальше. То есть реальное изображение более близкого объекта формируется дальше от линзы, чем от более отдаленного. Общий «угол изгиба» определяется структурой линзы. Объектив камеры вращается, чтобы сфокусироваться, перемещаясь ближе или дальше от поверхности пленки или матрицы. Линза с более круглой формой будет иметь более острый угол изгиба. Это увеличивает количество времени, в течение которого одна часть световой волны движется быстрее, чем другая часть, поэтому свет совершает более резкий поворот. В результате сфокусированное реальное изображение формируется дальше от объектива, когда объектив имеет более плоскую поверхность.

Размер объектива и размер фотографии

С увеличением расстояния между объективом и реальным изображением лучи света расширяются, формируя картинку большего размера. Плоская линза проецирует большое изображение, но пленка экспонируется только в его средней части. По сути, объектив сосредоточен на середине кадра, увеличивая небольшой участок перед зрителем. Когда передняя часть стекла отодвигается от датчика камеры, объекты становятся ближе. Фокусное расстояние — это измерение расстояния между тем, где лучи света впервые попадают на объектив, и тем, где они достигают датчика камеры. Профессиональные камеры позволяют устанавливать разные объективы, с разным увеличением. Степень увеличения описывается фокусным расстоянием. В камерах оно определяется как расстояние между объективом и реальным изображением объекта на дальнем расстоянии.

Отличия между линзами

Более высокое число фокусных расстояний указывает на большее увеличение изображения. Различные линзы подходят для разных ситуаций. Если снимать горный массив, то можно использовать объектив с особенно большим фокусным расстоянием. Они позволяют сосредоточиться на определенных элементах в отдалении. Если нужно сделать портрет крупным планом, то подойдет широкоугольный объектив. У него гораздо более короткое фокусное расстояние, поэтому он сжимает сцену перед фотографом.

Как работает фотоаппарат - изображение 41 - изображение 41

Хроматическая аберрация

Объектив камеры — это на самом деле несколько объективов, объединенных в один блок. Одна сходящаяся линза может сформировать реальное изображение на пленке, но оно будет искажено рядом аберраций. Одним из наиболее значительных факторов деформации является то, что различные цвета спектра по-разному изгибаются при движении через объектив. Эта хроматическая аберрация, по существу, создает изображение, где оттенки не выстроены правильно. Камеры компенсируют это, используя несколько линз из разных материалов. Каждая линза обрабатывает цвета по-разному, и, когда они комбинируются определенным образом, цвета перестраиваются. В зум-объективе есть возможность перемещать различные элементы объектива взад и вперед. Изменяя расстояние между отдельными объективами, можно регулировать силу увеличения объектива в целом.

Пленка и датчики изображения

Устройство и принцип работы фотоаппарата связаны также с записью информации на носитель. Исторически фотографы были также 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 проявлялась, подвергаясь воздействию и серии химических ванн, чтобы появилось изображение. Принцип работы фотоаппарата с датчиком несколько отличается от работы пленочного. Хотя объективы, методы и термины совпадают, матрица цифровой камеры больше напоминает солнечную панель, чем полосу пленки. Каждый датчик разделен на миллионы красных, зеленых и синих пикселей или мегапикселей. Когда свет попадает на пиксель, датчик преобразует его в энергию, а встроенный в камеру компьютер считывает, сколько энергии вырабатывается.

Почему важны мегапиксели

Принцип работы матрицы фотоаппарата состоит в измерении того, сколько энергии имеет каждый пиксель и позволяет ей определить, какие области изображения светлые и темные. А поскольку каждый пиксель имеет значение цвета, компьютер камеры может оценивать цвета в сцене, просматривая, какие другие соседние пиксели зарегистрированы. Собрав воедино информацию из всех пикселей, компьютер способен приблизить формы и цвета снимаемого объекта. Если каждый пиксель собирает световую информацию, то датчики камеры с большим количеством мегапикселей могут захватывать больше деталей.

Вот почему производители часто рекламируют мегапиксели камеры, добавляя краткое объяснение принципов работы фотоаппарата. Хотя это в некоторой степени верно, размер сенсора также важен. Большие матрицы будут собирать больше света, что поможет получить лучшее качество снимка слабом освещении. Упаковка большого количества мегапикселей в маленький датчик фактически ухудшает качество изображения, потому что отдельные пиксели слишком малы. Стандартный объектив объектива с фокусным расстоянием 50 мм не позволяет значительно увеличить или уменьшить изображение, что делает его идеальным для съемки объектов, которые расположены не слишком близко или далеко.

Элементы фотоаппарата - фотография 42 - изображение 42

Как работает "Полароид"

Переносная фотостудия, снимки в которой можно получать почти мгновенно, — долгое время это было просто мечтой. Пока не появилась необычная фотокамера, позволяющая не ждать неделями распечатки изображений. Эдвин Лэнд создал первую камеру "Полароид". У него была идея о создании мгновенной фотографии, и он попросил компанию Kodak о финансировании. Но в фирме это восприняли как шутку и лишь посмеялся над ним. Эдвин Лэнд пошел домой и начал работать над другими проектами, чтобы собрать деньги. Он создал Polaroid Lens, а потом изобрел свою знаменитую переносную фотостудию.

Принцип работы фотоаппарата "Полароид" схож с механизмом работы обычной пленочной камеры, внутри которой находилась пластиковая основа, покрытая частицами соединения серебра, чувствительных к свету. В каждой заготовке под фотографию есть такие же светочувствительные слои, расположенные на пластиковом листе. Они содержат все необходимые химические вещества для проявки фотографии. Под каждым цветным слоем находится еще один, с красителем. Всего на карточке более 10 различных слоев, в том числе непрозрачный базовый, представляющих собой заготовку для химической реакции. Компонент, который запускает процесс — это реагент, смесь дезактиваторов, щелочи, белого пигмента и других элементов. Он находится в слое чуть выше светочувствительных слоев и чуть ниже слоя с изображением.

Работа составляющих во время снимка - фотография 43 - изображение 43

Принцип работы фотоаппарата "Полароид" в том, что перед созданием снимка весь материал реагента собирается в виде шарика на границе пластикового листа, вдали от светочувствительного материала. После нажатия кнопки край пленки выходит из камеры через пару роликов, которые распределяют материал реагента в центре кадра. Когда реагент распределяется между слоем изображения и светочувствительными слоями, он реагирует с другими химическими элементами. Непрозрачный материал предотвращает фильтрацию света на нижележащие слои, поэтому пленка не полностью экспонируется, прежде чем проявится.

Видео по теме - изображение 44 - изображение 44

Химические реагенты движутся вниз через слои, превращая открытые частицы каждого слоя в металлическое серебро. Затем химикаты растворяют краситель проявителя, поэтому он начинает проникать вверх на слой изображения. Области металлического серебра в каждом слое, которые были на свету, захватывают красители, чтобы они перестали двигаться вверх. Только краски из неэкспонированных слоев будут перемещаться до слоя изображения. Свет, отражающийся от белого пигмента в реагенте, проходит через эти цветные слои. Кислотный слой в пленке вступает в реакцию со щелочью и дезактиваторами в реагенте, в результате чего постепенно проявляется изображение. Ему нужен свет, чтобы проявиться до конца, и обычно фотограф, извлекая карточку, видит последний химический процесс, связанным с проявкой пленки.

24 функции фотокамеры о которых должен знать каждый фотограф

Источники - изображение 45 - изображение 45

Независимо от того, как долго у вас есть ваш цифровой фотоаппарат, всегда есть чему поучиться. И если вы только что купили свою первую зеркалку, процесс обучения может показаться невероятно сложным. Но это не должно пугать вас и отбивать желание работать. В этой статье мы поможем вам получить максимум от своей цифровой зеркальной камеры, объясняя особенности некоторых ключевых функций, которые есть почти в каждой модели. Изучение функций камеры и ее управления, на ранней стадии вашего ознакомления с фототехникой поможет избежать некоторых распространенных ошибок, а значит, сделает ваши фотографии качественнее и красивее.

 

Передняя панель корпуса камеры

1. Лампа для подавления эффекта красных глаз

Чтобы предотвратить появление красных глаз в кадре, необходим источник света, который будет компенсировать яркий свет от вспышки. Эта лампа и является таким источником света. Лампа также выступает в качестве удобного индикатора для обратного отсчета автоспуска.

2. Кольцо фокусировки

В режиме автоматической фокусировки это кольцо вращается до тех пор, пока камера не сфокусируется на объекте. В режиме ручной фокусировки можно поворачивать кольцо самостоятельно, и сфокусироваться на требуемой точке съемки.

3. Кольцо зумирования

Поворачивайте кольцо по часовой стрелке, чтобы уменьшить масштаб и получить широкоугольный кадр. При повороте кольца против часовой стрелки вы приблизите объект съемки и получите крупный план снимаемого предмета.

4. Кнопка вспышки

При съемке в полуавтоматических или ручном режиме у вас есть возможность включить встроенную вспышку. Для этого необходимо нажать эту кнопку.

5. Переключатель режима фокусировки

Здесь вы можете установить режим AF (автофокусировка), если хотите, чтобы камера самостоятельно фокусировалась. Так же можно переключить в режим MF (ручная фокусировка), в этом случае вы будете самостоятельно контролировать фокус. В режиме ручной фокусировки вы можете использовать точки автофокусировки в видоискателе, которые подскажут вам то, на чем именно концентрируется ваша фотокамера.

6. Переключатель стабилизации изображения

Объективы IS (стабилизатор изображения) предназначены для предотвращения размытия, вызванного дрожанием фотоаппарата (что особенно заметно, когда вы фокусируетесь на удаленном объекте). Объективы фирмы Nikon имеют аналогичный переключатель VR (подавление вибраций).

7. Встроенный микрофон

Большинство камер, таких как Canon 500D (на фото выше) теперь может записывать видео. Звук для этих видеороликов записывается через встроенный микрофон.

8. Кнопка Глубины резкости и предварительного просмотра

Нажав на эту кнопку, вы сможете увидеть, каким будет ваш кадр, при данных настройках.

Задняя панель корпуса камеры

Принцип работы цифрового фотоаппарата - изображение 46 - изображение 46

1. Кнопка компенсации экспозиции

Во. время работы в ручном режиме удерживайте эту кнопку и поворачивайте главный диск управления, чтобы открыть или закрыть диафрагму.

2. Выбор точки фокусировки

Нажмите эту кнопку, а затем вращайте переключатель каналов для выбора точки автофокусировки в камере, которую будет использовать.

3. Кнопка фиксации экспозиции

Эта кнопка позволяет зафиксировать экспозицию. Вы также можете использовать её, чтобы уменьшить масштаб снимка при просмотре на ЖК-дисплее в режиме воспроизведения. Она также позволяет сфокусировать камеру при использовании Live View.

4. Live View

Нажмите здесь, чтобы посмотреть, что камера зафиксирует на экране ЖК-дисплея. Самые новые камеры имеют функцию Live View, которая избавит вас от необходимости просмотра сюжета через видоискатель.

5. Четыре кнопки управления

Эти кнопки позволяют перемещаться по меню камеры и по подменю. Так же каждая кнопка позволяет попасть в конкретное меню настроек. Таким образом, кнопки обеспечивают быстрый доступ к популярным функциям таким, как WB (баланс белого) или AF (автофокусировка).

6. Автоспуск

Эта кнопка позволяет менять режим съемки в фотоаппарате и устанавливать съемку с таймером.

7. Кнопка воспроизведения

Кнопка воспроизведения позволяет просматривать снимки, которые вы сделали.

8. Кнопка удаления

Кнопка с универсальным символом мусорной корзины позволяет удалять файлы, от которых вы, при просмотре на дисплее, решили избавиться.

9. Кнопка меню

При нажатии на эту кнопку вы получите доступ к широкому спектру меню и подменю, где вы сможете изменить параметры в соответствии с вашими требованиями.

Верхняя панель фотоаппарата

Устройство и принцип работы фотоаппарата - фото 47 - изображение 47

1. Встроенная вспышка

Когда вы снимаете с низким уровнем света, получить достойный кадр, вам может помочь встроенная вспышка. В некоторых режимах, вам понадобиться включать ее вручную. В сюжетных режимах вспышка активизируется автоматически.

2. Кнопка спуска затвора

Эта кнопка необходима для того что бы сделать снимок. Нажав на кнопку на половину, вы получите возможность сфокусироваться, или активизируете автоматическую фокусировку. При полном нажатии, фотокамера сделает кадр.

3. Главный диск управления

Вращение этого диска позволяет вручную устанавливать диафрагму камеры или выдержку.

4. Кнопка ISO

При нажатии на эту кнопку вы сможете настроить чувствительность ISO. Затем вы можете использовать главный диск управления, чтобы увеличить или уменьшить уровень ISO. Так же у вас есть возможность установить ISO вручную, воспользовавшись соответствующим пунктом меню.

5. Кнопка включения / выключения

Так вы сможете выключить камеру, когда она не используется (хотя она автоматически перейдет в спящий режим, после 30 секунд бездействия).

6. Диск установки режимов

На диске установки режимов вы сможете поставить необходимый режим съемки. На диске представлены все возможные сюжетные режимы, полуавтоматические и ручной режим.

7. Горячий башмак

Используя зеркальный фотоаппарат, у вас будет возможность установить вспышку, в качестве дополнительного источника света. Внешняя вспышка обычно более мощная и удобная в управлении.

Устройство фотоаппарата - от пленочного к цифровому

Принцип работы фотоаппарата - фото 48 - изображение 48

Устройство фотоаппарата - от пленочного к цифровому

Принцип работы фотоаппарата - изображение 49 - изображение 49

fotoloff

October 18th, 2012

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.

Принцип работы фотоаппарата - изображение 50 - изображение 50

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

Принцип работы фотоаппарата - изображение 51 - изображение 51

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.

Принцип работы фотоаппарата - фото 52 - изображение 52

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

Принцип работы фотоаппарата - изображение 53 - изображение 53

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.

Принцип работы фотоаппарата - фото 54 - изображение 54

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.

Принцип работы фотоаппарата - фото 55 - изображение 55

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.

Принцип работы фотоаппарата - изображение 56 - изображение 56

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.

Принцип работы фотоаппарата - фотография 57 - изображение 57

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.

Tags: устройство фотоаппарата, фотоаппараты

Как работает фотоаппарат

Принцип работы фотоаппарата - изображение 58 - изображение 58

Фотоаппараты стали самыми популярными гаджетами для съемки изображений или создания видеозаписей. Современное устройство фотоаппарата может быть достаточно миниатюрным и умещаться в корпусе мобильного телефона, а может достигать больших размеров и перемещаться только с помощью дополнительных приспособлений. Тем не менее, все современные фотоаппараты имеют похожую структуру и принцип работы.

Элементы фотоаппарата

Основными элементами каждого цифрового фотоаппарата являются матрица, объектив, затвор, видоискатель, процессор. Также широко используются дополнительные устройства (например, карты памяти и разъемы для подключения аудио- или видеооборудования).

Матрица является главным активным элементом любой фото- или видеотехники. От характеристик матрицы зависит качество изображения. Само устройство представляет собой небольшую пластинку, состоящей из светочувствительных датчиков, сгруппированных определенным образом. Чаще всего элементы составляются в отдельные строчки и столбцы. Всего на сегодняшний день популярны два типа матриц: CMOS и CCD. Первая разновидность значительно дешевле, но вторая обеспечивает лучшее качество снимков.

Объектив современных камер мало чем отличается от объектива устройств прошлого и имеют общий принцип функционирования, однако чаще всего новые изделия имеют меньшие размеры. Другой важной частью системы является затвор, который выполняет функцию фиксирования кадра для записи его на носитель информации.

В современных камерах используется электронный затвор, однако в более дорогих аппаратах применяется и механический.

Процессор обрабатывает результат работы затвора, а также позволяет осуществлять управление объективом и другими функциями камеры. При наличии экрана процессор занимается построением и выводом изображения. При помощи дополнительного реализуются возможности обработки кадров, записи информации и ее отображения.

Работа составляющих во время снимка

До нажатия затвора в зеркальных фотоаппаратах особым образом располагается специальное зеркало, через которое свет попадает на видоискатель. В незеркальных фотоаппаратах свет, попадающий в объектив, перенаправляется к матрице, а на экране выводится изображение, которое было создано после обработки полученных платой данных.

При помощи органов управления (кнопок) пользователь выбирает нужные настройки и производит конфигурацию аппарата. Затем фотограф должен нажать на кнопку и опустить ее в первое положение, чтобы привести затвор в действие. Это позволит применить все параметры съемки и дать возможность полной подстройки матрицы под условия снимка.

Современные аппараты записывают изображение во время произведения пользователем второго снимка, поскольку процедура записи может занимать для устройства довольно длительное время.

После полного нажатия на кнопку затвора производится фиксация кадра. При этом созданный рисунок передается в буфер обмена фотоаппарата, через который изображение обрабатывается процессором с учетом произведенных пользователем настроек. Полученные данные сжимаются в графический формат и записываются на флеш-карту, откуда они могут быть воспроизведены, изменены или удалены.

Видео по теме

Источники

  • как работает фотоаппарат

Принцип работы цифрового фотоаппарата

Принцип работы фотоаппарата - фото 59 - изображение 59

Оптическое изображение объекта съемки формируется в фокаль­ной плоскости цифрового фотографического аппарата точно так же оптической системой как и в обычном фотоаппарате, а затем преобразуется в электрический видеосигнал. Технологический прорыв и соз­дание первой системы электронной фотографии были осуществлены в 1981 г. фирмой Sony.

В цифровых фотоаппаратах изображение фокусируется на сенсоре светочувствительном полупроводниковом кристалле - приборе с за­рядовой связью ПЗС (charged-coupled device, CCD) - то, что часто называют матрицей, чипом (англ. chip- пластина). Размер матрицы не более 1-2 см2. На пластинке регулярно по строкам размещено множе­ство (по числу элементов изображения) мельчайших фотоэлементов. Мельчайшие фотоэлементы называются пикселями (от английского выражения picture element — элемент изображения, имеющий две ха­рактеристики — цвет и яркость). Мегапиксельные ПЗС-матрицы раз­решением 1280 х 960 пикселей появились в 1997 г. Каждый пиксель пропорционально его освещенности генерирует электрические заря­ды. Полученный сигнал преобразуется в цифровую форму и в такой форме подвергается дальнейшей обработке и записи. Это преобразова­ние и дало цифровой фотографии наименование.

Одна из главных характеристик любого цифрового фотоаппара­та — разрешение матрицы, то есть количество пикселей по высоте и по ширине матрицы. Этот параметр обычно записывается в одном из двух видов:

• 1600 х 1200;

• 1920000 пикселей, или 1,9 мегапикселей.

Первый вид показывает число пикселей по ширине и высоте кадра соответственно, а второй - общее число точек, обычно представляе­мое в миллионах, или мегапикселях и округляемое производителями до десятых долей мегапикселя в большую сторону.

Как правило, реальное число пикселей на матрице больше, чем число пикселей, участвующих собственно в изображении (видимых пикселей). Связано это с тем, что пиксели, находящиеся по краям мат­рицы, обычно не участвуют в процессе съемки, плюс некоторое число пикселей служит для других целей, например для замера яркости и ос­вещенности сцены и правильных установок автоматики камеры.

Большое значение имеет и другой параметр светочувствительной матрицы, про который обычно не упоминают, а именно - размер матрицы, от которого зависит и размер одной точки матрицы. Тут чем больше, тем лучше, так как больший по размеру пиксель может наиболее точно передать цвет и яркость. В большинстве современных камер полупрофессионального класса матрица имеет около сантимет­ра по диагонали (при разрешениях в 4—5 мегапикселей).

Профессиональные камеры обеспечивают разрешение уже более чем в 20 мегапикселей, а полупрофессиональные аппараты — около 8 миллионов точек.

Камера, как правило, имеет ЖК-дисплей диагональю 1,5-2 дюйма с регулируемой контрастностью, большинство камер оснащены и тра­диционным оптическим видоискателем. Все модели последних лет имеют функцию цифрового зума, то есть приближения снимаемого объекта, а большинство камер оснащены и классическим оптическим зумом, который предпочтительнее, так как позволяет увеличивать же­лаемый объект без потерь качества будущего снимка. На моделях сред­него класса сочетание оптического и цифрового зума дает увеличение до 10—12, а на профессиональных камерах это число практически не ограничено.

В современных цифровых камерах фотограф может вручную уста­навливать практически любые параметры съемки, такие как открытие диафрагмы (экспокоррекция), светочувствительность (от 100 до 400 единиц), баланс белого, время открытия затвора (в среднем от 1/1000 до 4-8 секунд), фокусное расстояние, режимы вспышки (включена, выключена, авто, функция «красных глаз»).

Естественно, автоматика камер может установить все эти парамет­ры съемки автоматически, это может пригодиться, когда нужно сфото­графировать что-то очень быстро. Многие аппараты имеют такие заме­чательные режимы съемки, как макро-, панорамная съемка, 3D (инте­реснейший режим стереоизображений, который стал доступен с циф­ровой фототехникой) и съемка с цифровым наложением цветовых светофильтров.

Также многие аппараты теперь умеют записывать видеоролики, даже со звуком, что превращает фотоаппарат в портативную видеока­меру. Многие аппараты имеют удобную функцию изменения разреше­ния для отснятого изображения и функцию кадрирования изображе­ния.

Определяющим для цифровой фотографии является преобразова­ние оптического изображения в электрический сигнал и регистрация в этой форме такого сигнала на носителе записи. Записывается и хра­нится изображение на сменных «картах» памяти (иногда встречаются фотокамеры с встроенной памятью). Флеш-память — энергонезависи­мая память, сохраняющая информацию после выключения питания. Характеризуется емкостью (в мегабайтах), скоростью доступа и напря­жением питания (3,3 или 5В).

С карт памяти посредством адаптеров или кабелей информация передается в компьютер, где происходит окончательная обработка изображения: ретушь, при необходимости монтаж или другие дизайнерские изыскания. После чего изображение может быть просмотрено на экране телевизора, распечатано на принтере, размещено в Интернете или подготовлено к полиграфическому воспроизведению. Хранятся изображения в файлах на дисках и других носителях.

На всем протяжении этого многоступенчатого процесса «интел­лект» камеры непрерывно опрашивает операционную систему для не­медленной реакции на действия фотографа (которые он производит через многочисленные кнопки, рычаги, регуляторы и ЖК интерфейс).

Для хранения изображений в цифровом виде существуют различ­ные форматы.

Самым распространенным из форматов записи изображения, в связи с небольшим объемом файла, является формат JPEG. Формат JPEG предназначен для сохранения растровых изображений со сжати­ем. Это название представляет собой аббревиатуру от словосочетания Joint Photographic Experts Group — Объединенная группа экспертов в области фотографии. Так называется организация, в которой был раз­работан данный формат, и именно он по умолчанию используется в большинстве цифровых фотоаппаратов.

Формат JPEG является практически синонимом потерь при сжа­тии, где в жертву приносится качество ради уменьшения размера фай­ла. Но так как этот формат повсеместно используется в Интернете, оборотной его стороной является возможность загружать снимки на сервер или отправлять их по электронной почте непосредственно с ка­меры. Сжатие по этому методу уменьшает размер файла от десятых до­лей процента до ста раз (практически диапазон уже: от 5 до 15 раз), но сжатие в этом формате происходит с потерями и не рекомендуется при сильно детализированных изображениях.

Правило - никогда не записывать результаты работы в формате JPEG. Этот формат применять в полиграфических проектах категори­чески не рекомендуется. При каждом сохранении JPEG необратимо модифицирует изображение. Дело в том, что при сильном сжатии страдает качество изображения - теряется резкость, огрубляются тональные и цветовые градации. Многократное сохранение файла может привести к полной деградации изображения. Для таких файлов рекомендуется формат PSD, RAW или TIFF. Аббревиатура, образованная от Tagged Image File Format, - самодокументируемый формат файлов изображений. В течение многих лет этот формат был ведущим для печатных публикаций, а в последнее время он появился и в камерах со средним и высоким разрешением. Он был создан в качестве универсального формата для изображений с цветовыми каналами. Еще одним важным качеством этого формата является его переносимость на разные компьютерные платформы (IBM PC или Macintosh). Он импорти­руется всеми настольными издательскими системами. Этот формат имеет самый широкий диапазон передачи цветов: от монохромного до 32-битной модели CMYK. TIFF очень удобен — он позволяет после съемки производить всевозможные манипуляции с изображением в разных графических редакторах (Photoshop, например).

RAW — в переводе с английского означает «сырой», «необработан­ный». Формат RAW доступен только в камерах высокого разрешения. Приверженцами формата RAW являются «пуристы», считающие, что фотоаппарат никак не должен воздействовать на вид снимка, даже если такое влияние ведет к улучшению качества, как это обычно быва­ет. Многие из программ для редактирования и систематизации изобра­жений не могут открыть файлы RAW, кроме того, их не понимают браузеры и берущие на себя лишнее почтовые программы. Поэтому приходится обращаться к программному обеспечению от производи­теля фотоаппарата для преобразования файлов в форматы TIFF или JPEG, чтобы подготовить их к дальнейшему редактированию. Кроме того, фотографии в формате RAW вообще не сжимаются, что приводит к появлению файлов гигантского размера.

Формат BMP предназначен для Windows и поэтому поддерживает­ся всеми приложениями, работающими в этой среде. Он использует только индексированные цвета (ограниченная цветовая гамма), неза­висим от платформы, не поддерживает каналы. Для профессиональ­ной работы с цветом он малопригоден.

Некоторые камеры также поддерживают стандарт DPOF. Данная технология позволяет к каждому файлу изображения прикреплять ин­формацию о желаемом количестве отпечатков и дате произведения снимка. При передаче такого файла в цифровое печатающее устройство с поддержкой стандарта DPOF машина сама определит, сколько пе­чатать кадров, и по желанию проставит дату в углу снимка. Это позво­ляет упростить работу с цифровой печатающей техникой и фотолабо­раториями.

Для связи камеры с компьютером раньше использовали СОМ-порт, сейчас же большинство камер поддерживают стандарт USB, что очень удобно. Однако некоторые производители пошли дальше и ос­настили свои приборы инфракрасными портами и технологией Bluetooth. Дальше всех пошла фирма Ricoh со своей моделью RDC i700, которая способна автоматически закачивать изображения по протоколу FTP через встроенный модем. Пользователь сможет пере­дать как статические изображения, так и видеоролики и текст. Кроме того, 1700 поддерживает периферию стандарта Туре II, например дополнительный модем, сетевую или АТА карту. В1700 даже интегриро­ван собственный веб-браузер. Точно так же Polaroid PDC-640M содер­жит встроенный 56,6k модем для подключения по телефонной линии и прямой закачки фотографий на фотосайт Polaroid.

Изображения, имеющие большое разрешение, образуют файлы большого размера. Для работы с этими файлами требуются носители больших объемов. Современной цифровой фотокамере для нормаль­ной работы, чтобы записать несколько снимков с максимальным раз­решением, нужна карта памяти емкостью хотя бы 8-10 Mb. Примерное количество снимков, которое может быть записано на карточку памя­ти объемом 256 МБ при различных комбинациях настроек качества и размера изображения, показано в приведенной ниже таблице.

Таблица 14.1. Емкость карточки памяти

Качество снимка RAW HI FINE NORMAL BASIC
Количество снимков
Размер файла 12 МБ 23МБ 4МБ 2 МБ 1МБ

На сегодняшний день в цифровых фотоаппаратах применяется около десяти типов карт памяти, таких как:

• PC Card (или PCMCIA AT A);

• Mini Card;

• CompactFlash;

• CompactFlash Type II;

• SmartMedia;

• IBM Microdrive;

• MultiMedia Card;

• Sony Memory Stick;

Некоторые из них совместимы между собой (например, CompactFlash type 1, Type II и IBM Microdrive), наиболее распространены на сегодняшний день CompactFlash и SmartMedia. Максимальная емкость разных карт различна, так что если планируются большие объемы съемок за один раз, то при выборе фотоаппарата нужно учесть используемый тип карты.

Непревзойденным по объему является IBM Microdrive (недавно объявлено о выпуске микровинчестера на целых два гигабайта, но стоимость такой памяти будет, видимо, дороже средней полупрофессиональной камеры), но он же отличается и самым высоким энергопотреблением. А заодно и самой низкой скоростью передачи данных (хотя эти параметры и не так важны, как емкость).

Из других примечательных свойств разных типов памяти стоит от­метить удивительную ударопрочность CompactFlash — они выдержива­ют падение с высоты трех метров, и компактность SmartMedia, толщи­на которых всего лишь 0,76 мм. В последнее время Panasonic и ряд дру­гих компаний активно продвигают SD-card (Secure Digital), обла­дающую встроенной системой защиты авторских прав. Кроме того, SD Card весьма перспективна в смысле совместимости с рядом других электронных устройств. Капиталовложение в карту памяти оправдан­но, так как в отличие от пленки в традиционных аппаратах карта поку­пается один раз и навсегда.

Подавляющее большинство цифровых аппаратов имеют встроен­ный объектив с ограниченным зум-диапазоном. То есть время от вре­мени вы будете обнаруживать, что самое «широкое» положение зума недостаточно широко, а самое «узкое» — приближает не так, как хоте­лось бы. Для профессиональных фотоаппаратов существуют оптиче­ские насадки на объектив — конвертеры.

Конвертеры изменяют фокусное расстояние объектива. Источни­ком электроэнергии в камерах в зависимости от моделей может быть специальный аккумулятор либо батарейки одного из стандартных раз­меров, хотя многие аппараты «умеют» работать и от сети.

Для понимания технических характеристик фотоаппарата необхо­димо знать еще несколько тонкостей:

• приоритет выдержки и диафрагмы. У некоторых моделей циф­ровых фотокамер функция приоритета выдержки или диафрагмы по­зволяет выставить два или три значения (обычно два крайних и среднее);

• ручная фокусировка не всегда означает вращение кольца фоку­сировки на объективе, с контролем по матовому стеклу. Часто это уста­новка численного значения расстояния до объекта съемки на ЖКД фо­токамеры;

• смысл цифрового зума заключается в том, что центральная часть кадра интерполируется камерой до границ полного кадра. Реаль­ное разрешение снижается пропорционально кратности цифрового зума. Цифровой зум не исправляет искажений перспективы, вноси­мых широкоугольным объективом.

Выдержка. Время, которое затвор фотоаппарата открыт для полу­чения (экспонирования) кадра. Например, 1/500 — затвор открыт 1/500 сек.

Для съемки с руки рекомендуется использовать выдержки не ниже 1/60 сек. С телеобъективами действует правило: минимальная выдержка при съемке с руки должна быть не меньше единицы, деленной на фокусное расстояние объектива (300 мм объектив-выдержка не ниже 1/250). Применение больших выдержек ведет, как правило, к смазыванию кадра из-за естественного дрожания рук. Для съемки быстродвижущихся объектов рекомендуется использовать минимально возмож­ную выдержку. Во многих цифровых фотоаппаратах есть специальный режим «спорт», который автоматически подберет оптимальную вы­держку для съемки.

Диафрагма. Отверстие, через которое свет попадает на пленку. Чем меньше число диафрагмы — тем больше отверстие. (Обратная зависи­мость.) Ценность объектива во многом определяется минимальной диафрагмой (большим отверстием). Чем больше света пройдет через объектив, тем меньше можно установить выдержку. Таким образом, при диафрагме 5,6 выдержка может быть 1/30 (т.е. снимок может «сма­заться»), а при диафрагме 2,8 выдержка будет 1/125. Большее отверстие диафрагмы (меньшее значение) уменьшает глубину резкости (диапа­зон, в пределах которого объекты получаются в фокусе), и наоборот. Вместе выдержка и диафрагма образуют пару, которую можно изме­нять, сохраняя правильную экспозицию пленки, например, умень­шить выдержку и соответственно увеличить диафрагму для спортив­ной съемки или увеличить отверстие диафрагмы для получения малой глубины резкости (портретная съемка), уменьшив соответствующим образом выдержку.

Например, диафрагма — выдержка:

• 8 — 1/125 — нормальная автоматическая съемка;

• 4 — 1/500 — спортивная съемка, средняя глубина резкости —

малая выдержка;

• 2,8-1 /750 — портрет, минимальная глубина резкости — в порт­рете важен портрет, а не задний план.

Светосила. Минимальная диафрагма объектива (в объективах с ZOOMom минимальная диафрагма наименьшего фокусного расстоя­ния и наибольшего фокусного расстояния).

Например:

• 200/2,8 - минимальная диафрагма 2,8, фокусное расстояние -200 мм;

• 28-105 /3,5-5,6 — минимальная диафрагма на 28 мм — 2,5, на 105мм – 5,6

•28-70/2,8 - объектив с постоянной минимальной диафрагмой – 2,8

Значение диафрагмы является относительным отверстием. Число f - числовое обозначение относительного отверстия (относительной диафрагмы) объектива. Результат деления фокусного расстояния объектива на эффективную диафрагму. Каждое число f в 1,4 раза больше предыдущего (от 1,4 до 2; от 2 до 2,8; от 2,8 до 4). Каждое число показы­вает удвоение или уменьшение на два количество света, проходящего через отверстие диафрагмы. Каждое большее число f обозначает диа­фрагму, которая пропускает в два раза меньше света, чем предыдущее, каждое меньшее значение f обозначает диафрагму, пропускающую в два раза больше света, чем вышестоящее значение. Эффективная диа­фрагма — это видимый диаметр диафрагмы, просматриваемой через переднюю часть объектива (наружную линзу).

Оптическое разрешение (обычно указывается для сканеров). Это ха­рактеристика изображения, показывающая, на какое количество эле­ментов (точек) аппаратура позволяет разбить изображение оригинала, и выражается в точках на дюйм dpi (dot per inch). Например, параметр 300 dpi означает, что каждый квадратный дюйм изображения разбит на 300 точек по горизонтали и 300 точек по вертикали. Чем больше разре­шение, тем больше информации об оригинале может быть введено в компьютер и подвергнуто дальнейшей обработке.

Интерполяционное разрешение. При интерполяции между двумя точками изображения программными или аппаратными средствами вставляется одна или несколько дополнительных точек, которым при­сваивается среднее значение цветов соседних. Однако каким бы заме­чательным ни был алгоритм интерполяции, это созданные искусствен­но, а не снятые с оригинала данные, обычно не дающие реального вы­игрыша в качестве.

Диапазон оптической плотности (динамический диапазон). Пара­метр чрезвычайно важный для полноценного сканирования слайдов и негативов. Этот параметр показывает диапазон оттенков в оригинале, которые может различить сканер: от самого светлого до самого темно­го. Диапазон плотностей измеряется по логарифмической шкале от 0,0 (светлый) до 4,0 (темный). Типичная пленка имеет минимальную плотность около 0,3 и максимальную плотность до 3,3; разница значе­ний или диапазон оптической плотности составляет около 3,0, хотя диапазон некоторых слайдов достигает значения 3,6. Если слайд имеет максимальную плотность (Dmax) 3,3, а сканер оперирует значениями только до 3,0, то детали цветов плотностью выше 3,0, скорее всего, ока­жутся черными. То есть на практике динамический диапазон — это способность слайд-сканера фиксировать малоконтрастные детали в «тенях» и «светах». Чем шире диапазон, тем большее количество дета­лей и оттенков различает сканер. Из вышеизложенного ясно, что в на­стоящее время минимально допустимым значением для слайд-сканера считается 3,0, хорошим 3,2—3,4, а отличным — 3,6. Сравнивать харак­теристики диапазонов плотностей следует с осторожностью. Некоторые производители могут выполнять тесты для измерения реального практического диапазона. Другие приводят только теоретические пределы для своих сканеров. Нельзя принимать решение только на основе заявленных характеристик, лучше выполнить несколько пробных ска­нирований.

Глубина цвета - отражает разрядность аналого-цифрового преоб­разователя (АЦП). Это характеристика, показывающая, насколько точна информация о цвете каждой точки отсканированного изображе­ния. Глубине цвета в 1 bit соответствует черно-белый режим работы сканера, каждая точка может быть только черной или белой. В сером режиме глубина цвета составляет обычно 8 bit, этому соответствует 256 градаций серого. Именно такое количество оттенков возможно для ка­ждой точки, т. е. при работе с цветом, каждый цвет имеет 256 оттенков (от самого светлого до самого темного). Итак, каждый пиксель матри­цы чувствителен к трем цветам: красному, зеленому и синему (из кото­рых состоит белый цвет). В случае если каждый светочувствительный элемент пикселя имеет глубину 10 bit, датчик способен различить 1024 градации каждого цвета, и говорят, что АЦП сканера имеет разряд­ность 10 bit на цветовой канал. Хотя программное обеспечение, по­ставляемое в комплекте со сканером, в большинстве случаев создает файл с 30-разрядовым цветом (по 10 разрядов для красного, зеленого и синего каналов), внутреннее аналогово-цифровое преобразование может задавать значение цветов 40 и даже большим числом разрядов. Такая реализация принята потому, что 1 млрд. цветов, доступных при 30 разрядах (бит) на пиксель, могут распределяться в изображении не­равномерно: особенно часто теряются оттенки в тенях и на самых свет­лых участках. Нельзя забывать, что светочувствительные элементы и цепи аналогово-цифрового преобразования вносят определенный шум. Поэтому, снимая с оригинала информацию с глубиной цвета бо­лее 30 разрядов для каждого пикселя, сканер отбрасывает информа­цию, которая, скорее всего, содержит шум, и при этом в его распоря­жении остается достаточно информации для обработки и получения на выходе изображения с глубиной цвета 30 разрядов.

Шум — характеристика, сильно связанная с динамическим диапа­зоном и глубиной цвета, указывает на наличие дефектов изображения (мелких вкраплений, отличающихся от окружающего по тону и цвету).

Природа шумов различна. Шум, возникающий из-за проблем аналого-цифрового преобразования, нарушает частоту и насыщенность цвета и возникает чаще всего на участках минимальной и максимальной плот­ности. Эта характеристика не указывается в спецификациях фотока­меры или сканера и может быть оценена только после пробной съемки или сканирования.

Большинство функций цифровых камер либо полностью копиру­ют функций пленочных камер, либо очень близки к ним, по сути, к та­ким устройствам можно отнести трансфокатор.

ZOOM. To же самое что и трансфокатор. Относится к оптической системе фотоаппарата — объективу. Способность объектива изменять свое фокусное расстояние — приближать объект съемки и менять угол

съемки.

Чем меньше минимальное фокусное расстояние, тем больше угол съемки. Объективы с фокусным расстоянием менее 35 мм называются широкоугольными.

На практике это выражается в следующем: там, где с объективом 35 мм в кадр попадают 5 человек, с объективом 28 мм в кадре поместят­ся 6. Имеет значение при съемке в ограниченных помещениях (когда сзади стена, а впереди гости на диване) и для съемки пейзажей. Стан­дартный объектив — 45-55 мм. Объективы с фокусным расстоянием более 80 мм относятся к категории телеобъективов. С фотографиче­ской точки зрения самое «натуральное» изображение (так, как видит человеческий глаз) у объективов 60—80 мм — это самое подходящее фокусное расстояние для съемки портретов. Телеобъективы 80—105 мм еще более предпочтительны для портретной съемки — они слегка приукрашают действительность.

Макросъемка. Режим работы аппарата, позволяющий снимать очень крупным планом. Для съемки мелких предметов, насекомых, монет и т.д.

В зеркальных фотоаппаратах подбирается выдержка и диафрагма, а также устанавливается соответствующий режим работы вспышки, оптимизированный для таких съемок. Важный параметр макросъемки это увеличение объекта: так, например, коэффициент 1:1 означает, что возможно переснять объект с масштабом 1:1. Для макросъемки приме­няются также специальные макрообъективы, позволяющие сфокуси­роваться с расстояния 5-6 см и менее. У обычных объективов, как пра­вило, минимальное расстояние фокусировки около 40-60 см. Также применяются специальные адаптеры на объектив. Они позволяют сфокусироваться на объекте с определенного расстояния.

Точечный замер SPOT. Фотоаппарат замеряет освещенность по то­чечному полю в центре кадра, а не по всему кадру, если речь идет о за­мере освещенности, либо использует для настройки на резкость более узкую рамку автофокуса вместо стандартной широкой по умолчанию, если речь идет о фокусировке. При точечном автофокусе этот режим дает возможность сделать снимок в условиях, когда главный объект съемки на дальнем плане, а на переднем плане второстепенный объ­ект. Классический пример во всех инструкциях — портрет, где на переднем плане развилка дерева. В стандартном режиме шансов на правильную наводку на резкость никаких, а точечный автофокус позволяет тонкому лучу автофокуса пройти через развилку дерева и правиле оценить расстояние до объекта. При точечном замере освещенности также правильно замеряется освещенность главного объекта в центре в условиях неравномерного освещения поля кадра. (Главный объект в луче света, а съемка происходит в темном помещении.) При стандарт­ной системе замера экспозиции луч света на объекте будет смешан с общим темным фоном. В результате фотоаппарат усреднено будет считать кадр «серым», и есть большая вероятность, что в итоге кадр бу­дет передержан (пересвечен), так как аппарат дотянет серый усреднен­ный замер до нормы, в то время как главный объект был освещен го­раздо сильнее вычисленного среднего значения. Выходом для фотоап­паратов без точечного замера может послужить сдвиг экспозиции.

Гистограммы — «один из видов графического изображения стати­стических распределений какой-либо величины по количественному признаку», говорится в словарном определении. В статистике диа­граммы применяются для того, чтобы числа стали более наглядными. Простую диаграмму обычно значительно проще понять, чем массу цифр. Кроме того, диаграмма способна показать взаимосвязь различ­ных цифр, которая скрыта в цифровых данных, — одно из исключе­ний. В мир фотографии гистограммы пришли вместе с цифровыми технологиями.

В цифровой фотографий гистограмма отражает распределение то­нов в изображении. Каждый пиксель попадает в одну из 256 групп, где О — черный, 255 —белый, а все другие числа обозначают различные тона серого. На гистограмме горизонтальная ось обозначает группы пикселей каждой тональности — от 0 (черный) до 255 (белый). Верти­кальная ось обозначает количество пикселей в каждой группе. На гис­тограмме вы видите плавный график - хотя на самом деле вы видите 256 вертикальных линий, но они стоят так близко друг к другу, что соз­дается впечатление плавного графика.

Гистограмма показывает недо- или переэкспозицию. Если с левого края гистограммы видно много линий - скорее всего, изображение недоэкспонировано. А если справа - то налицо пересвет. Типичное хорошо экспонированное изображение будет иметь гистограмму с ос­новным распределением тонов по центру с уменьшением по краям, слева и справа - хотя и из этого правила бывают исключения.

Цифровые камеры EOS (кроме серии DCS) показывают гистограмму каждого снимаемого вами изображения. Когда на экран выводится изображение снятого кадра, при нажатии кнопки Info изображение на дисплее изменится картинка уменьшится и камера покажет гисто­грамму, а также некоторые базовые параметры съемки.

Если камера определяет, что часть изображения пересвечена, эта область начинает мигать на дисплее. Эта функция очень полезна при съемке статичных сюжетов — например, пейзажей. Если часть изобра­жения мигает, можно применить компенсацию экспозиции и снять кадр повторно, чтобы привести тона изображения в допустимые пре­делы экспозиции. Пользуясь этой функцией, навсегда можно изба­виться от проблемы переэкспонированных кадров.

Гистограммы показываются не только на дисплеях цифровых ка­мер. Их можно встретить во многих графических программах. К при­меру, их показывает программа Canon File Viewer Utility. Но в основном фотографы работают с гистограммами в программе Adobe Photoshop (меню Image, затем Histogram). Можно не только просматривать гисто­грамму по всему изображению, но и отдельно по каждому из слоев — по красному, зеленому и синему. Гистограмму также можно посмот­реть и в меню Image-Adjust-Levels, где возможно подстроить параметры изображения.

Единственный помощник при работе с аналоговыми камерами — опыт. Нужно знать пленку и ее динамический диапазон. Цифровые ка­меры с их способностью показывать изображение сразу после съемки позволяют практически избежать недо- или переэкспонированных кадров.

У цифровой техники, несомненно, ерть масса принципиальных преимуществ по сравнению с аналоговой:

• Отсутствие пленки. Современных карт памяти хватает на 3000 снимков (10x15) или до 300 (30 х 40 см)! А плохой кадр можно удалить;

• скорость. Моментальное получение изображения без необхо­димости проявки пленки;

• качество. Качество цифровой фотографии гораздо выше, чем аналоговой. Особенно если сравнивать с фотографией, которую полу­чили со сканера;

• творчество. Достоинства цифровой фотографии проявляются, когда камера рассматривается не сама по себе, а как часть компьютер­ного комплекса. Можно экспериментировать с изображением сразу после съемки. Неограниченные возможности компьютерной обработ­ки изображения привлекают художников, фотографов, как профес­сионалов, так и любителей;

• наглядность и предсказуемость процесса, не говоря уже об эле­ментарном удобстве;

• возможность создавать законченные изображения без всякого постороннего участия;

• купив камеру и необходимые аксессуары нет необходимости тратить деньги на съемку. Пленка больше не понадобиться – разве чтобумага для принтера;

• экологичность. Отсутствие отходов пленки, химрастворов;

• хранение. Отсутствие потерь в качестве при длительном хране­нии и копировании. Цифровое хранение вечно в отличие от пленки или бумаги.

Однако есть и недостатки:

• вложения в цифровую аппаратуру значительно выше, чем в пле­ночную аналогичного класса;

• качество изображения цифровых камер, хотя и многократно выросшее за очень короткое время, пока еще недотягивает до лучших пленочных стандартов. Для сравнения: разрешение человеческого гла­за составляет порядка 120 млн. элементов изображения. Снятый каче­ственным объективом и профессионально отсканированный 35-мм слайд эквивалентен изображению с 5—20 мегапиксельной цифровой, камеры.

При равном разрешении качество изначально цифрового изобра­жения выше. Во всяком случае, при распечатке на принтере изображе­ния с двухмегапиксельной камеры без проблем растягивается на лист А4со вполне сносным качеством, а трех - и новейшие четырехмегапиксельные камеры обеспечивают соответственно большие форматы. Трехмегапиксельная камера выдает журнальную иллюстрацию (речь идет о лучших глянцевых изданиях) размером 13х 17 см без компро­миссов по качеству. А для компьютерного применения такое разреше­ние вовсе избыточно и даже мешает, поскольку требует лишнего вре­мени на сжатие картинки до размеров экрана.

Качество конечного изображения зависит не только от разрешения аппарата, но и от ряда других его возможностей. Так, немаловажно, на­сколько точно осуществляется фокусировка, вычисляется экспозиция и насколько хороши оптические характеристики объектива. Предпоч­тительны инфракрасный автофокус, стеклянные асферические линзы с трех -четырехкратным трансфокатором и система определения экс­позиции «через линзы» (TTL).

И у цифровой, и у традиционной фотографии есть свои сильные стороны, отсутствующие у соперницы. Но дальнейшее развитие ситуа­ции определяется неоспоримым фактом: новые технологии стреми­тельно сдвигают баланс сил в пользу цифровой фотографии. Похоже, что она триумфально займет весь фотографический мир, оставив ана­логовой фотографии лишь узкоспециальные и некоторые творческие сферы применения.

Устройство и принцип работы фотоаппарата

Принцип работы фотоаппарата - фото 60 - изображение 60

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 2048x1536 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. 1) предназначена для изменения ве­личины светового отверстия объектива. 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.

Принцип работы фотоаппарата - фото 61 - изображение 61

Рис. 1. Устройство и принцип действия диафрагмы

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. 2) 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.

Принцип работы фотоаппарата - фотография 62 - изображение 62

Рис. 2. Схема устройства и действия центрального затвора

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. 3) 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.

Принцип работы фотоаппарата - изображение 63 - изображение 63

Рис. 3. Схема устройства щелевого затвора

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.

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. 4) 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.

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.

Принцип работы фотоаппарата - фото 64 - изображение 64

Рис. 4. Схема устройства фотоаппарата с зеркальным

видоискателем: а - с убирающимся зеркалом; б — с призмой-делителем

Экспонометрическое устройство в современных фотоап­паратах обеспечивает автоматическое или полуавтоматичес­кое определение и установку экспозиционных параметров — выдержки и диафрагменного числа в зависимости от свето­чувствительности 4ютопленки 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 фотодиоды. 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.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 193)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты