Как работает фотоаппарат: Кратко об устройстве и принципе работы фотоаппарата

Содержание

Кратко об устройстве и принципе работы фотоаппарата

Чтобы разобраться, как работает плёночный или цифровой фотоаппарат, следует запомнить, что фотография — это рисунок, созданный при помощи света. Ну а дальше всё просто.

Содержание статьи

Как устроен фотоаппарат

Устройство фотоаппарата

Для облегчения знакомства с устройством камеры, пойдём по тому же пути, который проходит свет. То есть наше путешествие начнётся с объектива — системы линз, среди которых находится диафрагма. Линзы нужны для того, чтобы направить поток лучей в нужном направлении. А диафрагма — чтобы регулировать количество света, которое пройдёт сквозь объектив.

Дальше начинаются варианты:

  1. У зеркальной камеры после объектива находится зеркало, которое перенаправляет большую часть лучей на специальную призму, преломляющую их и направляющую на систему линз оптического видоискателя. То есть пользователь видит именно то, что попало в объектив фотоаппарата. На расположенный за зеркалом затвор свет не попадает.
  2. В беззеркальной камере лучи останавливаются на затворе. И тут опять есть варианты. Затвор может находиться в положении визирования, тогда на цифровой видоискатель попадает изображение с матрицы. А может быть просто закрыт, если речь идёт об отдельном видоискателе, чья ось параллельна оси объектива, но не совпадает с ней.

За затвором находится матрица или плёнка. В первом случае камера будет дополнена цифровым блоком обработки и хранения данных, с которого информация передаётся на карту памяти. А во втором — механизмом перемотки плёнки. На этом с базовыми элементами все.

Принцип работы фотоаппарата

Принцип действия фотоаппарата

После ознакомления с устройством камеры, разобраться с принципом её действия несложно. У зеркальных фотоаппаратов после нажатия кнопки спуска зеркало поднимается, пропуская лучи на затвор, шторки которого в этот момент начинают двигаться.

Вначале положение изменяет одна шторка, формируя зазор, необходимый для беспрепятственного продвижения уловленного объективом света. А затем вторая, которая, примыкая к первой, вновь перекрывает путь лучам.

Интервал между началом движения шторок затвора называется экспозицией.

В беззеркальных цифровых камерах после нажатия спуска затвор закрывается из положения визирования, после чего производит экспозицию. А у беззеркальных плёночных фотоаппаратов нажатие спуска сразу же приводит в движение шторки затвора.

Лучи, пробившиеся из объектива во время срабатывания затвора, попадают на плёнку или матрицу. В первом случае это приводит к формированию отпечатка на светочувствительном напылении, после чего запускается механизм перемотки плёнки.

Во втором же светочувствительные элементы матрицы улавливают свет, преобразовывают его в электрический сигнал и передают на процессор фотокамеры. Дальше изображение передаётся на карту памяти уже в виде электронного файла. Всё, снимок готов и можно начинать ловить следующий удачный кадр.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Как работает цифровой фотоаппарат

© 2014 Vasili-photo.com

Для полного контроля над процессом получения цифрового изображения необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе устройство и принцип работы цифрового фотоаппарата.

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

Принцип работы фотоматрицы

Светочувствительная матрица или фотосенсор представляет собой интегральную микросхему (проще говоря, кремниевую пластину), состоящую из мельчайших светочувствительных элементов – фотодиодов.

Матрица фотоаппарата Nikon D4
Матрица фотоаппарата Nikon D4

Существует два основных типа сенсоров: ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью, он же CCD – Charge-Coupled Device) и КМОП (Комплементарный Металл-Оксид-Полупроводник, он же CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Матрицы обоих типов преобразовывают энергию фотонов в электрический сигнал, который затем подлежит оцифровке, однако если в случае с ПЗС матрицей сигнал, сгенерированный фотодиодами, поступает в процессор камеры в аналоговой форме и лишь затем централизованно оцифровывается, то у КМОП матрицы каждый фотодиод снабжён индивидуальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП), и данные поступают в процессор уже в дискретном виде. В целом, различия между КМОП и ПЗС матрицами хоть и принципиальны для инженера, но абсолютно несущественны для фотографа. Для производителей же фотооборудования имеет значение ещё и тот факт, что КМОП матрицы, будучи сложнее и дороже ПЗС матриц в разработке, оказываются при этом выгоднее последних при массовом производстве. Так что будущее, скорее всего, за технологией КМОП в силу чисто экономических причин.

Фотодиоды, из которых состоит любая матрица, обладают способностью преобразовывать энергию светового потока в электрический заряд. Чем больше фотонов улавливает фотодиод, тем больше электронов получается на выходе. Очевидно, что чем больше совокупная площадь всех фотодиодов, тем больше света они могут воспринять и тем выше светочувствительность матрицы.

К сожалению, фотодиоды не могут быть расположены вплотную друг к другу, поскольку тогда на матрице не осталось бы места для сопутствующей фотодиодам электроники (что особенно актуально для КМОП матриц). Восприимчивая к свету поверхность сенсора составляет в среднем 25-50 % от его общей площади. Для уменьшения потерь света каждый фотодиод накрыт микролинзой, превосходящей его по площади и фактически соприкасающейся с микролинзами соседних фотодиодов. Микролинзы собирают падающий на них свет и направляют его внутрь фотодиодов, повышая таким образом светочувствительность сенсора.

Основа любой фотографии – свет. Он проникает в камеру через объектив, линзы которого формируют изображение предмета на светочувствительной матрице. При нажатии на кнопку спуска затвор камеры открывается (как правило, на доли секунды) и происходит экспонирование кадра, т.е. освещение матрицы потоком света заданной интенсивности. В зависимости от желания получить светлый или тёмный снимок, может потребоваться различное количество света, т.е. различная экспозиция.

По завершении экспонирования электрический заряд, сгенерированный каждым фотодиодом, считывается, усиливается и с помощью аналого-цифрового преобразователя превращается в двоичный код заданной разрядности, который затем поступает в процессор фотоаппарата для последующей обработки. Каждому фотодиоду матрицы соответствует (хоть и не всегда) один пиксель будущего изображения.

Разрядность определяет количество оттенков, т.е. градаций яркости для каждого пикселя. Чем выше разрядность, тем более плавные тональные переходы способна запечатлеть камера. Большинство цифровых зеркальных камер способно сохранять 12 или 14 бит информации для каждого пикселя. 12 бит означает 2

12=4096 оттенков, а 14 бит – 214=16384 оттенка.

Динамический диапазон

Под динамическим диапазоном матрицы подразумевают отношение между максимальным уровнем сигнала фотодиодов и уровнем фонового шума матрицы, т.е., по сути, – отношение между максимальной и минимальной интенсивностью света, которые матрица способна воспринять.

Чем больше фотонов способен уловить фотодиод до того, как он достигнет насыщения, тем большим динамическим диапазоном будет обладать сенсор в целом. Ёмкость фотодиодов пропорциональна их физическому размеру, а потому, при прочих равных условиях, фотоаппарат с бо́льшей матрицей, а значит, и с более крупными фотодиодами, будет обладать большим динамическим диапазоном и меньшим уровнем шума.

Кроме того, бо́льшая матрица обычно означает более высокое максимальное значение чувствительности ISO для конкретной модели фотоаппарата. Ведь повышение ISO в цифровой камере – это всего лишь усиление электрического сигнала непосредственно перед его оцифровкой. Естественно, что вместе с полезным сигналом усиливается и шум, а значит, матрица с большим отношением сигнал/шум обеспечивает более чистую картинку при высоких значениях ISO.

Формирование цветного изображения

Возможно, некоторые из читателей уже заметили, что матрица цифрового фотоаппарата в том виде, в каком она описана выше, способна воспринимать лишь чёрно-белое изображение. Совершенно верно. Фотодиод регистрирует лишь интенсивность освещения (по принципу один фотон – один электрон), но не имеет возможности определить цвет, зависящий от длины световой волны или, иначе говоря, от энергии конкретных фотонов.

Чтобы решить эту проблему, каждый из фотодиодов снабжается светофильтром красного, зелёного или синего цвета. Красный светофильтр пропускает лучи красного цвета, но задерживает синие и зелёные лучи. Аналогичным образом ведут себя зелёный и синий светофильтры, пропуская лучи только своего цвета. В результате каждый фотодиод становится восприимчив лишь к ограниченному спектру световых волн.

Фильтр Байера

Цветные светофильтры, покрывающие фотодиоды, образуют узор или мозаику, называемую массивом цветных фильтров. Существует множество вариантов взаимного расположения светофильтров, но в большинстве цифровых камер используется т.н. фильтр Байера, состоящий на 25 % из красных, на 25 % из синих и на 50 % из зелёных элементов. Вдвое большее количество зелёных светофильтров используется потому, что человеческий глаз обладает повышенной чувствительностью именно к световым лучам зелёного цвета, из-за чего неточность в передаче зелёного канала на фотографии особенно заметна.

Полученное с помощью массива цветных фильтров изображение не является в полной мере цветным, ведь каждый фотодиод сообщает процессору камеры информацию лишь об одном из основных цветов: красном, зелёном или синем. Недостающая цветовая информация для каждого пикселя восстанавливается в процессе дебайеризации. Процессор фотоаппарата анализирует данные из расположенных по соседству элементов и, используя хитроумные алгоритмы интерполяции, рассчитывает значения красного, зелёного и синего цвета для каждого пикселя, получая в конечном итоге полноцветное RGB изображение.

Печально, но платой за цвет является трёхкратное снижение чувствительности матрицы, поскольку, при использовании фильтра Байера, световой поток, достигающий каждого фотодиода, ослабляется светофильтром примерно втрое. Кроме того, страдает резкость изображения. Заявленное производителем разрешение матрицы отражает её, так сказать, чёрно-белое разрешение, в то время как цветное изображение формируется посредством интерполяции соседних пикселей, что несколько размывает картинку.

Также матрицы с массивом цветных фильтров ведут себя из рук вон плохо в условиях монохромного освещения. Например, при свете натриевых ламп низкого давления полноценно работают только красные фотодиоды. Зелёные получают минимум света, а синие и вовсе не воспринимают никакой информации. В результате фотография выходит довольно зернистой даже при умеренных значениях ISO, поскольку изображение приходится восстанавливать почти исключительно на основании красных пикселей, которых на матрице всего 25 %.

Существуют альтернативные подходы к получению цветного изображения вроде трёхматричных систем 3CCD или трёхслойных фотосенсоров Foveon X3, однако и они не лишены недостатков и по распространённости значительно уступают матрицам с фильтром Байера.

Предварительная фильтрация света

Поверх фильтра Байера и микролинз сенсор накрыт дополнительным фильтром, прозрачным для видимого света, но непроницаемым для инфракрасных лучей. Необходимость в ИК фильтре продиктована высокой чувствительностью матрицы не только к видимому, но также и к инфракрасному излучению. ИК фильтр отсекает световые лучи с длиной волны свыше 700 нм и приводит диапазон частот, воспринимаемых фотосенсором, в соответствие с чувствительностью человеческого глаза.

Для съёмки же в инфракрасном диапазоне выпускаются специальные камеры без ИК фильтра.

К ультрафиолетовому излучению (с длиной волны меньше 400 нм) сенсор цифрового фотоаппарата практически не восприимчив, и потому в специальном УФ фильтре не нуждается.

Помимо фильтра, задерживающего инфракрасное излучение, фотосенсор часто снабжается ещё и т.н. оптическим фильтром нижних частот или сглаживающим фильтром, задача которого состоит в лёгком размытии изображения. Дело в том, что если снимаемый объект имеет области с мелкими деталями, размер которых сопоставим с размерами фотодиодов матрицы, то при оцифровке изображения возможно появление неестественно выглядящих артефактов вроде муара. Фильтр нижних частот сглаживает мельчайшие детали изображения, т.е. снижает частоту исходного аналогового сигнала до уровня, не превышающего частоту дискретизации. Это позволяет уменьшить риск возникновения артефактов оцифровки ценой незначительного снижения резкости конечного снимка.

Чем выше разрешение цифрового фотоаппарата, тем меньше необходимость в сглаживающем фильтре, и потому в последнее время всё чаще выпускаются модели без оного. При разрешении матрицы свыше 15-20 мегапикселей аберрации объектива и дифракция на отверстии диафрагмы обеспечивают естественное и неизбежное размытие изображения, что делает намеренное ухудшение резкости с помощью фильтра нижних частот излишним.

***

Теперь вы знаете, как работает цифровая камера, и обладаете достаточным представлением об определённых технических слабостях цифровой фотографии на настоящем этапе её развития. Само собой разумеется, что сведения эти дополняют, но ни в коем случае не заменяют глубокое и всестороннее понимание экспозиции.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!


  Дата публикации: 22.01.2014
Лицензия Creative Commons

Вернуться к разделу «Матчасть»

Перейти к полному списку статей


Как работает фотокамера

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.

 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.

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.

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.)

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.

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.

 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.

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.

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.

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

Как работает фотокамера

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.

 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.

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.

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.)

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.

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.

 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.

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.

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.

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

Как работает фотоаппарат моментальной печати | Фотокамеры моментальной печати | Блог

Наверняка у каждого в фотоальбоме найдется подписанная фотокарточка в белой рамке,  так и навевающая теплые воспоминания. Эти снимки сделаны на фотоаппарат моментальной печати Polaroid, сорвавший куш из народной любви и популярности в России в лихие 90-е годы и ставший именем нарицательным для всех подобных устройств. Совсем недавно моментальные снимки вновь вошли в моду: фотоаппараты теперь легкие, компактные и очень симпатичные!

Хоть идея моментальных снимков, мягко говоря, не нова, принцип работы до сих пор для многих остается загадкой.

Как устроен фотоаппарат моментальной печати

Конструкция «полароидов» состоит из нескольких линз и зеркал, а также кассеты-фильмака и роликов в старых моделях, через которые проходит будущее изображение. Принцип работы построен на отражении и преломлении света. Фотограф видит изображение, отраженное несколько раз от разных линз и зеркал внутри фотоаппарата.

Луч света проходит через объектив и отражается от зеркала напротив, формируя изображение снимаемого объекта на экране. Экран же выполнен в виде линзы с зеркальной поверхностью. А от экрана луч «поднимается» вверх, вновь отражаясь от зеркала. Через окуляр-видоискатель мы видим изображение, отраженное от асферического вогнутого зеркала, действующего как увеличитель.

Как появляются фотографии

Фотоаппарат моментальной печати может проявлять фотографии двумя способами: с помощью реактивов или специальных кристаллов.

Проявление реактивами

По этому принципу работают как раз те самые фотоаппараты, созданные еще в 60-х годах компанией Polaroid. Экспонирование — воздействие света на фотоматериал фильмпака — первый этап появления заветного снимка. Как это происходит:

  1. Экран-линза поднимается вверх.
  • Световой поток, отражаясь от его зеркального слоя, попадает на фотоматериал.

  • Затем открывается затвор.

  • После достаточного воздействия света на фильмпак затвор закрывается, а экран опускается на место.

  • «Засвеченная» карточка прокатывается через ролики.

  • На свет выходит фотография, которую на пару минут нужно поместить в темное место.

  • Снимок готов!
  • Сама карточка фильмпака состоит из трех слоев. Первый слой — это негатив, покрытый светочувствительной эмульсией, второй — позитив, покрытый темным несветочувствительным лаком для закрепления результата, а между ними находится проявляющая паста. Весь этот «сэндвич», прокатываясь через ролики, вступает в реакцию: капсулы с проявляющей пастой лопаются, и раствор равномерно растекается между позитивом и негативом. А через пару минут в темном месте фотография окончательно проявляется.

    У фотоаппаратов, проявляющих снимки с помощью реактивов, есть один существенный недостаток. В зависимости от температуры и влажности в помещении или на улице снимки могут получиться разными по цветопередаче. Например, при съемке на морозе фотография будет бледной. Также до полной проявки фотографию нельзя трогать, иначе на ней останутся отпечатки пальцев, а цвета могут измениться.

    Проявление кристаллами

    Проявление фото при помощи специальных кристаллов — это относительно новая технология, называется она ZINK. Именно она используется в последних моделях фотоаппаратов моментальной печати. Процесс проявки кристаллами гораздо проще, чем реактивами. Нет никаких роликов и даже в темное место фото не нужно убирать для проявки! Все происходит под воздействием температуры:

    1. Сначала фотокарточка экспонируется, как и в полароиде.
    2. От света органические кристаллы на бумаге окисляются.

    3. В зависимости от цветовой температуры проявляется изображение.

    Благодаря «кристальной» технологии исчезла проблема плохой цветопередачи при низких температурах воздуха и на снимках не остается отпечатков пальцев. Также эта технология позволила уменьшить размеры современных фотоаппаратов, сделав их гораздо компактнее и легче.

    Фотоаппараты моментальной печати — это всегда немного волшебство. Даже после объяснения технологии печати фотокарточек остается ощущение особенной атмосферы. Эти фото в белых рамках особенно теплые и дорогие сердцу. Наверное, потому что они сохраняют неповторимый миг только единожды. Иногда стоит отложить цифровую камеру или смартфон и сделать поистине уникальный снимок, хоть и блеклый или размытый, чтобы с особым трепетом вспоминать запечатленный момент. И обязательно сразу подписать фото.

    Строение фотоаппарата: зеркального, беззеркального, компактного

    Зеркальные, беззеркальные, компактные – все эти виды фотоаппаратов имеют свои плюсы и минусы, у них есть свои особенности, достоинства и недостатки. Неизменным остается только одно – принцип «создания картинки из пучка света». Но как именно это происходит, и из чего состоит фотоаппарат? Рассказываем коротко и по существу.разные фотоаппараты

    Содержание статьи

    Зеркальные фотоаппараты

    Популярны как у профессионалов, так и у любителей. Главная особенность – благодаря конструкции позволяют контролировать съемку «от и до». Рассмотрим, что у них находится «под шкурой».

    Зеркалка состоит из двух частей – тушки и объектива. При этом к одной тушке может быть несколько разных по типажу объективов.

    Интересно! Цена самой тушки может быть куда меньше, чем стоимость отдельных объективов.камеры и объективы

    Объектив

    Представляет из себя набор линз и диафрагму. Объективы бывают разными – широкоугольные, нормальные, длиннофокусные. Именно от объектива зависит качество и тип фотографий, и о них стоит поговорить отдельно.типы объективов

    Впрочем, вне зависимости от вида, конструкция остается неизменной:строение объектива

    Если говорить предметно:

    1. Набор линз, через который проходит отраженный от объектов свет.
    2. Диафрагма. По сути – набор подвижных лепестков. Диафрагма регулирует количество света, которое поступает извне. Степень раскрытия лепестков и определяет, какой будет фотография – светлой или тёмной.
    3. Ещё один набор линз, через которые свет поступает непосредственно в «тушку». А именно в тушке уже находятся датчики и зеркала, которые регулируют расположение линз.

    Зачем нужны линзы? Они определяют, сколько окружающего пространства попадёт на фото, на что будет направлен фокус, как будет работать зум и так далее.

    Тушка

    Именно в ней находится «мозг» аппарата. Рассмотрим все детали с помощью схемы:строение тушки

    Если говорить предметно:

    1. Пучок света, прошедший сквозь систему линз и диафрагму, попадает на полупрозрачное стекло. Увидеть его можно не только на схеме, но и при съёме объектива с тушки. Здесь поток света делится на две части.
    2. Первая часть попадает на фазовые датчики, они же – система фокусировки. Именно она определяет, в каком положении будут линзы, и, соответственно, что именно будет в фокусе.
    3. Вторая часть поступает на другой фокусировочный экран. Выглядит он как матовое стекло, над которым нависает увеличительная линза. Так фотограф может оценить, насколько верно настроен фокус перед съёмкой.
    4. Сразу после матового стекла пучок света попадает в «горбушку», характерную для всех зеркалок. Тут располагается пентапризма. Именно здесь изначально перевёрнутая картинка приводится в привычный нам вид и отправляется дальше – в видоискатель.
    5. Видоискатель – экран, на который проецируется изображение. Может быть разных размеров и оттенков. В профессиональных аппаратах и камерах «выше среднего» видоискатель большой и светлый – это облегчает жизнь фотографу, поскольку можно сразу оценить кадр, задать правильные настройки, посмотреть, как поставлен фокус.

    Настоящая магия начинается после нажатия кнопки. Полупрозрачное зеркало (1 на предыдущей схеме) поднимается, и пучок света уже не дробится по фокусировочным экранам, а попадает сразу на матрицу.объектив и затвор

    И здесь в дело вступают ещё два принципиально важных для «тушки» элемента:

    1. Затвор. «Выбрасывается» в момент нажатия на кнопку. Именно он определяет выдержку (то, сколько времени свет будет поступать на матрицу). У него есть два принципипально важных параметра – лаг и скорость. Лаг – время, которое проходит от нажатия кнопки до выбрасывания затвора. Показатель принципиально важен для фотографирования динамичных объектов. Чем меньше лаг – тем чётче фотография. Скорость определяет, сколько времени затвор будет открыт минимально.
    2. Матрица, на которую поступает пучок света. По сути – микросхема с отдельными светочувствительными элементами.

    Если не углубляться в технические детали, именно после матрицы изображение обрабатывается и записывается на карту памяти фотоаппарата.

    Беззеркальные фотоаппараты

    Проще своих зеркальных «собратьев», не позволяют контролировать все параметры съёмки, более компактны. Критически важных узлов у них уже меньше.

    Схема:строение беззеркального фотоаппарата

    1. Объектив по конструкции такой же, как у зеркалок – комплект линз и диафрагма. В принципе, с помощью переходника любимый объектив для зеркалки можно переставить на беззеркальную модель и пользоваться спокойно.
    2. Пучок света после прохождения через линзы и диафрагму попадает сразу же на матрицу (как и в зеркалках – это микросхема с чувствительными к свету элементами).
    3. Изображение поступает в процессор и обрабатывается.
    4. В режиме «реального времени» изображение попадает на экран. Можно сразу оценить кадр и сделать снимок.

    А что с затвором? Он есть, только уже регулируется не вручную, а сугубо электроникой.

    Благодаря избавлению от «лишних» элементов, беззеркалки стали более компактными и легкими, правда, и для фотографирования динамики они не вполне подходят. Опять же, нет видоискателя, как в зеркалках, да и объективы можно менять не на всех моделях, а только на «выше средних».беззеркальные фотоаппараты

    Компактные цифровые фотоаппараты

    Почти вымирающий вид – их успешно заменяют беззеркалки, которые дают более приемлемое качество фото при не сильно различающихся габаритах. Вторая опасность для компактных фотоаппаратов – камеры на смартфонах. Как ни крути, телефон и легче, и всегда под рукой, а камеры год от года становятся всё лучше.камеры на смартфонах

    Отличительная черта – несменные жёсткие объективы. Свет проходит через линзы, попадает на матрицу, оттуда – в процессор, где обрабатывается и подаётся на небольшой экран.компактный фотоаппарат схема

    Похоже на беззеркальные фотоаппараты? Да. Но есть ряд минусов – более «слабые» фотографии, изображение на экране демонстрируется с неточностями, да и фотограф практически устранён от управления процессом. Выбирай программу, жми на кнопку – вот и всё, что остается. Остальное делает автоматика без твоего участия.

    В принципе, это всё, что можно сказать о строении разных типов фотоаппаратов. Конечно, в статье мы не касались разрешения изображения, не погружались с головой, ногами, руками и прочими конечностями в сугубо технические тонкости и нюансы – это темы отдельных статей. Но, надеемся, мы дали общее представление о принципах работы фотоаппарата и его устройстве.

    Подпишитесь на наши Социальные сети

    Как работает фотоаппарат 🚩 как работает фотокамера 🚩 Фото и видеотехника

    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.

    Как работает камера?

    Иногда кажется чистой магией запечатлеть момент времени на неподвижной фотографии. Как именно камера сохраняет этот момент в доли секунды на вечность? Давайте посмотрим на внутреннюю работу обычной однообъективной зеркальной (SLR) камеры.

    Камера состоит из светонепроницаемой коробки, которая пропускает немного света в нужный момент. Как только свет попадает в камеру, он создает изображение, вызывая химическую реакцию на фотопленке.

    Конечно, зеркальные фотоаппараты также могут создавать чисто цифровые изображения вообще без использования фотопленки, но сегодня мы сосредоточимся на традиционном использовании пленки.

    Давайте представим, что вы фотографируете свою собаку, играющую в снегу. Когда вы видите, что ваша собака бежит к вам, вы подносите камеру к глазу.

    Наружный свет отражается от вашей собаки, попадает в камеру, через линзу и на зеркало. Затем свет отражается от зеркала в пятиугольный кусок стекла, называемый «пентапризмой», и попадает в окуляр.

    Наконец, свет проходит через окуляр в ваш глаз. Это позволяет вам видеть изображение именно таким, каким оно будет на пленке.

    Поднося камеру к глазу, вы ждете подходящего момента. Ваша собака останавливается на мгновение и щелкает ! У тебя есть шанс.

    Когда вы нажимаете кнопку на фотоаппарате, зеркало убирается в сторону. Затем свет проходит на заднюю часть камеры, где попадает на фотопленку и запускает химическую реакцию.

    Когда вы нажимаете кнопку, вы мгновенно записываете отраженный свет от объектов в поле зрения камеры. Хотя вы, вероятно, не можете сказать, пленка состоит из тонкого листа пластика, покрытого крошечными кристаллами серебра в желатине. Кристаллы реагируют на свет, который проходит через камеру на пленку.

    После того, как вы сделали снимок, самое время проявить пленку в темной комнате. Процесс проявления включает погружение пленки в несколько химикатов. Специальные химические вещества, называемые «проявителем», помогают изображению стать видимым.

    Если вы когда-либо подносили проявленную пленку к свету, вы можете заметить, что что-то выглядит странно. Проявленная пленка дает негативное изображение! Это означает, что темные объекты будут выглядеть светлыми, а светлые — темными.

    Когда пришло время распечатать фотографию, вы должны направить свет через негативную пленку. Это создает тень на специальной светочувствительной бумаге, оставляя изображение, противоположное негативу — позитивный отпечаток! Наконец-то у вас есть фотография.

    ,

    Как работают камеры | HowStuffWorks

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

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

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

    Цветная пленка

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

    Для более подробного описания всего этого процесса ознакомьтесь с разделом «Как работает фотопленка».

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

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

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

    Чтобы изображение получилось правильным, вы должны точно контролировать, сколько света попадает на пленку. Если вы пропустите слишком много света, слишком много зерен отреагируют, и изображение будет блеклым. Если вы не дадите достаточно света попасть на пленку, слишком мало зерен отреагирует, и изображение будет слишком темным.В следующем разделе мы рассмотрим различные механизмы камеры, которые позволяют регулировать экспозицию.

    ,

    Как работает камера?

    Вы когда-нибудь задумывались, что такое камера и как она работает? Как работает этот тонкий механизм, когда вы фотографируете? Ты не одинок.

    За последние полтора века фотоаппараты претерпели значительные изменения. Фотография кардинально изменилась. Современные камеры являются результатом бесчисленных лет разработки, но основные принципы остаются неизменными.

    Так как же работает камера? Вот наш гид.

    A camera with miniature figurines around it [ Примечание: ExpertPhotography поддерживается читателями. Ссылки на продукты на ExpertPhotography являются реферальными. Если вы воспользуетесь одним из них и что-то купите, мы заработаем немного денег. Нужна дополнительная информация? Посмотрите, как все это работает. ]

    A camera with miniature figurines around it A camera with miniature figurines around it

    Какова роль света?

    Если мы хотим понять, как работает камера, нам нужно знать, как работает свет. Фотография не существовала бы без нашего понимания света.

    Не углубляясь в дикие территории физики, давайте проясним основы.

    Свет движется по прямому пути. Кривых не бывает (по крайней мере, практически для нас, фотографов). Он отражается и поглощается.

    Для наших глаз и фотоаппаратов свет — это волна. Он имеет почти те же свойства, что и звук — он различается по длине волны, частоте и амплитуде. Отличается уровнем энергии.

    Задача фотографа собрать и запечатлеть свет по своему вкусу и форме.

    Основная концепция камер

    Помимо самых первых камер-обскур (у которых нет стекла), двумя основными частями камер являются объектив и датчик света.

    Объектив камеры собирает свет и проецирует его на поверхность светоприемника — пленочный или цифровой датчик.

    Затем, с помощью различных способов обработки, вы получаете окончательное изображение, форма которого соответствует вашему вкусу.

    Фотография — это все, что происходит между этими этапами — и даже до этого.

    И вы, фотограф, можете это контролировать.

    Объектив

    Объектив — первое столкновение света с камерой.

    Свет проходит через линзу. С помощью различных оптических формул он определяет способ проецирования изображения. Это один из самых мощных инструментов самовыражения, поэтому очень важно понимать, как он работает.

    Оптическая структура

    Объектив вашей камеры — это не один объектив. Он состоит из множества отдельных линз и групп линз.

    Конструкция является результатом тщательного проектирования и тестирования. Есть несколько стандартных формул, таких как 50 мм f / 1,8 или f / 1,4. Они очень похожи у разных производителей и были разработаны давно.

    Формулы некоторых продвинутых и экстремальных объективов для фотоаппаратов были недоступны до недавнего времени.

    Оптическая формула объектива определяет изображение, которое он может проецировать на датчик.

    Diagram showing the anatomy of a lens

    Фокусное расстояние

    Проще говоря, фокусное расстояние определяет степень увеличения.Меньшее фокусное расстояние дает более широкий угол обзора. Более высокое — «длинное» — фокусное расстояние дает более узкое кадрирование сцены.

    Технически говоря, фокусное расстояние — это расстояние между точкой схождения объектива и датчиком или пленкой. Diagram showing focal length

    Практически невозможно сконструировать объектив с точкой схождения перед передним элементом , но он может быть за ним. Это означает, что телеобъективы должны быть на длиннее (за исключением зеркальных линз).Тем не менее, широкоугольные объективы могут быть удивительно длинными.

    Зум-объективы меняют положение вперед и назад. Объективы с постоянным фокусным расстоянием фиксированы, а элементы перемещаются только для фокусировки. Diagram showing zoom lens

    Диафрагма

    Диаметр линзы определяет максимальное количество проходящего света.

    В большинстве объективов стоит диафрагма и . Ирис используется для уменьшения диаметра. Он работает как зрачок в вашем глазу: чем он уже, тем меньше света пропускает.

    Кроме того, с более плотной диафрагмой достигается большая глубина резкости и меньшее разделение фона.

    Величина диафрагмы указывается в виде диафрагмы. F-стоп — это соотношение. Вы можете рассчитать это, разделив фокусное расстояние на диаметр линзы (на диафрагме).

    Например, диафрагма объектива 50 мм с диаметром апертуры 25 мм равна f / 2. Diagram showing aperture size

    Конечно, при зумировании фокусное расстояние меняется. В объективах с постоянным минимальным значением диафрагмы — например, 24-70 мм f / 2,8 — диафрагма постепенно открывается при увеличении изображения. Это сохраняет соотношение одинаковым во всем.

    Фокусировка

    Как и ваш глаз, объектив камеры видит мир в фокальных плоскостях . Эти плоскости параллельны переднему элементу объектива камеры и (в большинстве случаев) датчику. Исключение составляют объективы с регулируемым наклоном и сверхширокоугольные объективы.

    Чтобы сфокусировать определенную плоскость, линза должна перемещаться внутри линзы. Управлять этим элементом можно с помощью автофокуса или вручную, поворачивая кольцо фокусировки.

    Существует диапазон фокусировки, на который способен каждый объектив.Чем ближе фокусирующий элемент подходит к сенсору, тем дальше он фокусируется.

    За исключением макрообъективов, большинство фокусируется на бесконечность. Бесконечность — это плоскость, за которой практически все, находится в идеальном фокусе. Физически можно пойти дальше, но это не имеет смысла, так как после этого изображение снова становится размытым.

    При съемке крупным планом фокусирующий элемент уходит от сенсора. Следовательно, можно сделать любой немакро-объектив способным к макросъемке, добавив удлинительные трубки между корпусом и объективом.

    Обычно кольцо фокусировки физически связано с механизмом фокусировки внутри объектива. В этом случае ручная фокусировка дает вам прямой контроль. В некоторых объективах есть только электронное управление.

    Это происходит с тяжелыми объективами (такими как Canon 85mm f / 1.2 II). В крошечных конструкциях, где обычное кольцо фокусировки в любом случае было бы непрактично (например, блинный объектив Canon 40mm f / 2.8), оно также часто используется.

    Стабилизация

    В некоторых современных объективах вы найдете элемент, который активно стабилизирует движение камеры.Эта часть обычно представляет собой структурно обособленный задний блок с одной линзой.

    С помощью гироскопа он измеряет и нейтрализует ваше рукопожатие и другие движения.

    Названия систем стабилизации различаются от марки к марке. Canon называет их IS (стабилизатор изображения), Nikon — VR (подавление вибраций), Sony — OSS (Optical SteadyShot) и так далее. Все они по большей части делают одно и то же.

    Вес и эргономика

    Размер и вес линз зависит от множества факторов.

    Обычно более высокая диафрагма означает большие линзы. Широкий диапазон зума также приводит к получению более длинных линз при увеличении, но они часто убираются.

    Кроме того, чем больше предполагаемый размер сенсора, тем больше должен быть объектив.

    Стабилизация также имеет больший вес.

    Чаще всего производители проектируют свои объективы так, чтобы обеспечить оптимальный баланс с их камерами. Но в некоторых случаях это невозможно. Светосильный телеобъектив и супертелеобъектив (например, Canon 200 мм f / 2) и светосильный сверхширокоугольный объектив (например, Sigma 14 мм f / 1.8) должны иметь огромные передние элементы, чтобы они не уравновешивались.

    Подключение к корпусу камеры

    В этом смысле есть два типа линз для фотоаппаратов: сменные и прикрепленные к корпусу.

    Фиксированные объективы в основном используются в компактных и мостовых камерах потребительского уровня. Некоторые бренды, например Leica, выпускают камеры с фиксированным объективом высшего уровня.

    Вариантов с фиксированными объективами не так много — вы получаете то, что получаете.

    Однако на

    .

    Как работают цифровые фотоаппараты?

    Криса Вудфорда. Последнее изменение: 9 сентября 2019 г.

    Цифровые фотоаппараты дают совершенно новый смысл идеи рисования цифрами. В отличие от пленочных фотоаппаратов старого образца, они захватывают и записывают изображения окружающий мир с помощью цифровых технологий. Другими словами, они хранят фотографии не как узоры тьмы и света, а как длинные цепочки чисел. У этого есть много преимуществ: дает нам мгновенные фотографии, позволяет редактировать наши изображения и облегчает нам обмен фотографиями с помощью мобильных телефонов (мобильных телефоны), электронную почту и веб-сайты.

    Фото: типичная недорогая цифровая камера. Круг — это линза; прямоугольник над ним — ксеноновая лампа-вспышка. Вы можете увидеть, как эта камера выглядит внутри, на фото ниже на этой странице.

    Как работают обычные пленочные фотоаппараты

    Фото: Пленочный фотоаппарат старого образца с конца 1980-й года. Пленка загружается в катушку справа и перематывается на другую. катушка слева, по пути проходящая перед объективом. Когда ты сделай фото, затвор позволяет свет попадает из линзы и экспонирует пленку.Это все очень похоже на XIX век по сравнению с цифровой фотографией!

    Если у вас есть камера старого образца, вы поймете, что она бесполезна без одного жизненно важного оборудования: пленки . Пленка — это длинная катушка из гибкого пластика, покрытого специальными химикатами (на основе соединений серебра) чувствительные к свету. Чтобы свет не испортил пленку, ее заворачивают внутрь жесткой, светонепроницаемый пластиковый цилиндр — вещь, которую вы вставляете в камеру.

    Если вы хотите сделать снимок пленочной камерой, вы должны нажать кнопку кнопка.Это приводит в действие механизм, называемый затвором, который делает отверстие (апертура) открывается на короткое время в передней части камеры, позволяя свет проникает через линзу (толстый кусок стекло или пластик установлен спереди). Свет вызывает реакции в химикаты на пленке, таким образом сохраняя изображение перед вами.

    Это не Однако это конец процесса. Когда фильм заполнен, ты нужно отнести в аптеку (аптеку), чтобы получить разработаны. Обычно это включает размещение пленки в огромном автоматическая проявочная машина.Машина открывает фильм контейнер, вытаскивает пленку и окунает ее в другие химические вещества. чтобы ваши фотографии появились. Этот процесс превращает фильм в серию «негативных» картинок — призрачных перевернутых версий то, что вы на самом деле видели. На негативе черные области выглядят светлыми и наоборот, и все цвета тоже выглядят странно, потому что негатив хранит их как противоположности. Как только машина произведет негативы, он использует их для печати (готовых версий) ваших фото.

    Если вы хотите сделать только одну или две фотографии, все это может быть немного неприятность.Большинство людей теряют фотографии просто «закончить фильм». Часто приходится ждать несколько дней на проявку пленки и распечатки ( готовые фотографии) вернулся к вам. Неудивительно, что цифровая фотография стала очень популярной, потому что она решает все эти проблемы одним махом.

    (Кстати, если вы хотите узнать больше о пленочных фотоаппаратах и ​​традиционной фотографии, см. нашу основную статью о том, как работают пленочные фотоаппараты.)

    Как работают цифровые камеры

    Фото: обычный датчик изображения.Зеленый прямоугольник в центре (размером с ноготь) — это светочувствительная часть; золотые провода, идущие от него, подключают его к цепи камеры.

    Цифровые фотоаппараты очень похожи на обычные пленочные фотоаппараты, но работают в совершенно другой способ. Когда вы нажимаете кнопку, чтобы взять сфотографировать цифровым фотоаппаратом, диафрагма открывается в передней части камера и свет проникает через объектив. Пока что как пленочный фотоаппарат. Однако с этого момента все по-другому.Нет пленки в цифровом камера. Вместо этого есть кусок электронное оборудование, которое улавливает падающие световые лучи и превращает их в электрические сигналы. Этот световой датчик может быть одного из двух типов: с зарядовой связью. устройство (CCD) или датчик изображения CMOS .

    Если вы когда-нибудь смотрели на экран телевизора, закройте вверх, вы заметите, что изображение состоит из миллионов крошечных цветные точки или квадраты называются пикселей . ЖК-экраны ноутбуков также создают изображения с помощью пикселей, хотя они часто слишком мал, чтобы увидеть.На экране телевизора или компьютера, электронное оборудование включает и выключает все эти цветные пиксели очень быстро. Свет от экрана попадает в ваши глаза и мозг обманут, заставив увидеть большую движущуюся картинку.

    В цифровой камере происходит прямо противоположное. Свет от объект, который вы фотографируете, приближается к объективу камеры. Этот входящий «картинка» попадает на чип датчика изображения, который разбивает его на миллионы пикселей. Датчик измеряет цвет и яркость каждого пикселя. и сохраняет его как число.Ваша цифровая фотография эффективно чрезвычайно длинная строка чисел, описывающих точные детали каждого содержащегося в нем пикселя. Вы можете узнать больше о том, как датчик изображения создает цифровое изображение в нашем статья о веб-камерах.

    Как в цифровых камерах используются цифровые технологии

    После того, как изображение сохранено в числовой форме, вы можете делать все, что угодно. с этим. Подключите цифровую камеру к компьютеру, и вы сможете скачать сделанные вами изображения и загрузить их в такие программы, как PhotoShop чтобы отредактировать их или оживить.Или вы можете загрузить их на веб-сайты, отправить по электронной почте друзьям и т. Д. на. Это возможно, потому что ваши фотографии хранятся в цифровом формате. формат и все виды других цифровых гаджетов — от MP3-плееры iPod на от мобильных телефонов и компьютеров до фотопринтеров — используйте цифровые технологии тоже. Цифровой — это язык, на котором все электронные гаджеты «говорят» сегодня.

    Фото: Цифровые фотоаппараты намного удобнее чем пленочные камеры. Вы можете сразу увидеть, как изображение будет выглядеть на ЖК-дисплее. экран на спине.Если с вашей картинкой не все в порядке, вы можете просто удалить ее и попробовать очередной раз. С пленочной камерой этого не сделать. Цифровые камеры означают фотографы могут быть более креативными и экспериментальными.

    Если вы откроете цифровую фотографию в программе рисования (редактирования изображений), вы можете изменить его разными способами. Такая программа работает изменяя числа, представляющие каждый пиксель изображения. Так, если вы нажмете на элемент управления, который сделает изображение на 20 процентов ярче, программа по очереди перебирает все числа для каждого пикселя и увеличивает их на 20 процентов.Если вы зеркально отразите изображение (переверните его по горизонтали), программа меняет последовательность чисел, которые она магазины, поэтому они работают в противоположном направлении. Что вы видите на Экран — это изображение, изменяющееся при редактировании или манипулировании им. Но что вы не видите, меняет ли программа рисования все числа в фон.

    Некоторые из этих методов редактирования изображений встроены в более сложные цифровые камеры. У вас может быть камера с оптическим зумом и цифровой зум. Оптический зум означает, что объектив перемещается внутрь и наружу. для увеличения или уменьшения входящего изображения при попадании на ПЗС-матрицу. цифровой зум означает, что микрочип внутри камеры взрывает входящее изображение без фактического перемещения объектива. Таким образом, как и при приближении к телевизору, качество изображения ухудшается. Короче говоря, оптическое увеличение делает изображения больше и такими же четкими, но цифровое зуммирование делает изображения больше и более размытыми.

    Почему цифровые камеры сжимают изображения

    Представьте на мгновение, что вы — ПЗС- или КМОП-датчик изображения. Выгляни в окно и попробуй выясните, как вы будете хранить детали вида, который вы видите.Во-первых, вам нужно разделить изображение на сетку квадратов. Итак, вам нужно будет нарисовать воображаемую сетку поверх окна. Затем вам нужно будет измерить цвет и яркость каждого пиксель в сетке. Наконец, вам придется написать все эти измерения вниз как числа. Если вы измерили цвет и яркость для шести миллионов пикселей и записал оба значения как чисел, вы получите строку из миллионов чисел — просто чтобы хранить одну фотографию! Вот почему качественные цифровые изображения часто создавать огромные файлы на вашем компьютере.Каждого может быть несколько размером в мегабайты (миллионы символов).

    Чтобы обойти это, цифровые камеры, компьютеры и другие цифровые устройства используйте метод под названием сжатие . Сжатие — это математический трюк это включает сжатие цифровых фотографий поэтому их можно хранить с меньшим количеством номеров и меньшим объемом памяти. Одна из популярных форм сжатия называется JPG (произносится как J-PEG, что расшифровывается как Joint Photographic Experts Group имени ученых и математиков кто придумал идею).JPG известен как «с потерями» сжатие, потому что, когда фотографии сжимаются таким образом, некоторые информация потеряна и не может быть восстановлена. JPG высокого разрешения использовать много места в памяти и выглядеть очень четко; использование JPG низкого разрешения гораздо меньше места и выглядят более размытыми. Вы можете узнать больше о сжатие в нашей статье о MP3 игроки.

    Большинство цифровых фотоаппаратов имеют настройки, позволяющие делать снимки с более высокой или более низкие разрешения. Если вы выберете высокое разрешение, камера сможет хранить на карте памяти меньше изображений, но они намного лучшего качества.Выберите низкое разрешение, и вы получите больше изображений, но качество не будет таким хорошим. Изображения с низким разрешением сохраняются с большим сжатием.

    Токарный обычные фотографии в цифровые фотографии

    Есть способ превратить фотографии с обычного пленочного фотоаппарата в цифровые фотографии — путем их сканирования. Сканер — это часть компьютера оборудование, похожее на небольшой копировальный аппарат но работает как цифровая камера. Когда вы помещаете фотографии в сканер, свет сканирует через них, превращая их в строки пикселей и, таким образом, в цифровые изображения, которые вы можете просматривать на своем компьютере.

    Зеркало, зеркало?

    Фактически существует четыре различных типа цифровых фотоаппаратов. Самый простой, известный как наведи и стреляй , имеет объектив для захвата света (который может увеличивать или уменьшать масштаб), датчик изображения для преобразования светового рисунка в цифровую форму и ЖК-экран на задней панели для просмотра фотографий. На противоположном конце спектра фотоаппараты DSLR (Digital Single Lens Reflex) выглядят как традиционные профессиональные пленочные фотоаппараты и имеют внутри подвижное откидное зеркало, которое позволяет вам просматривать точную картинку, которую вы собираетесь снимать, через объектив ( для объяснения того, как работает SLR, смотрите нашу статью о пленочных камерах).Самая последняя инновация, беззеркальные цифровые фотоаппараты , представляет собой своего рода гибрид этих двух конструкций: они отказываются от система шарнирных зеркал в пользу ЖК-видоискателя с более высоким разрешением, установленного ближе к датчику изображения, что делает их меньше, легче, быстрее и тише. Наконец, есть камеры для смартфонов , которые напоминают модели с наведением и съемкой, но не имеют таких функций, как оптический зум.

    Чем цифровые фотоаппараты соотносятся с фотоаппаратами смартфонов?

    Из того, что я сказал до сих пор, вы можете видеть, что цифровые камеры — замечательная вещь, если вы сравнивая их со старыми пленочными фотоаппаратами.Благодаря превосходному ультрасовременному изображению датчиков, на самом деле нет веских причин (кроме ностальгического предпочтения аналоговая технология) для использования пленки. Вас простят за то, что вы думаете, что продажи цифровых фотоаппаратов будут взлетит, но вы ошибаетесь. За последние несколько лет, продажи цифровых фотоаппаратов падают одновременно с двузначным числом с массовым ростом количества смартфонов и планшетов (которые сейчас продаются Больше чем 1,5 миллиарда каждый год). Посетите сайт обмена фотографиями, например Flickr, и вы обнаружите, что самые популярные «камеры» на самом деле телефоны: в сентябре 2019 г., когда я обновляю эту статью, Все пять лучших камер Flickr iPhone’ов.Есть ли веская причина владеть автономным цифровым камеры больше или теперь можно все делать с камерой телефона?

    Фото. На трех фотографиях резюмированы плюсы и минусы цифровых фотоаппаратов и смартфонов. Даже цифровые камеры типа «наведи и снимай», такие как мой старый Canon Ixus, имеют большие, лучшие телескопические линзы (вверху) и сенсоры по сравнению с таковыми в лучших камерах для смартфонов, таких как мой новый LG (посередине). Но смартфоны, несомненно, имеют хорошие возможности подключения, и их экраны больше, лучше и четче (внизу).Здесь вы можете увидеть огромный экран моего смартфона, изображенный на превью фотографии на крошечном экране Canon.

    Датчики и экраны

    Сделайте шаг назад на десять лет, и не будет никакого сравнения между грубые и неуклюжие снимки камер на мобильных телефонах и даже на самых посредственные компактные цифровые фотоаппараты. В то время как цифровые устройства хвастались постоянно растущее количество мегапикселей, мобильные телефоны сделали грубые снимки немного лучше, чем у обычной веб-камеры (1 Мегапиксель или меньше было обычным явлением).Теперь все изменилось. Цифровая камера Canon Ixus / Powershot 10-летней давности, которую я обычно использую, имеет разрешение 7,1 мегапикселя, то есть отлично подходит почти для всего, что я когда-либо хотел делать. Мой новый смартфон LG имеет разрешение 13 мегапикселей, что (по крайней мере теоретически) звучит так, будто он должен быть вдвое лучше.

    Но ждать! «Мегапиксели» — это маркетинговая уловка, вводящая в заблуждение: действительно важен размер и качество самих датчиков изображения. Как правило, чем больше датчик, тем лучше снимки.Сравнивая необработанные технические данные, Canon Ixus заявляет о ПЗС-матрице размером 1 / 2,5 дюйма. в то время как LG имеет 1 / 3,06-дюймовую CMOS (более новый, несколько иной тип сенсорного чипа). Что на самом деле означают эти числа? Измерения сенсора основаны на бесполезной запутанной математике, которую я не собираюсь здесь объяснять, и Вы можете поверить в то, что обе эти камеры имеют крошечные сенсоры, размером примерно половину ногтя на мизинце (менее 5 мм в каждом направлении), хотя сенсор Canon значительно больше. Digital Ixus, хотя и на восемь лет старше, чем смартфон LG, и имеет вдвое меньше «мегапикселей», имеет значительно больший сенсорный чип, который, вероятно, превзойдет LG, особенно в условиях низкой освещенности.

    Canon также набирает очков на лучше, телескопический объектив (технически оцененный 5,8–17,4 мм, что эквивалентно 35–105 мм) — лучшее качество и телескопический при загрузке — который может снимать все с бесконечного расстояния пейзажи и макро-снимки пауков и мух крупным планом. Но у меня есть загружать свои фотографии в компьютер, чтобы понять, насколько они хороши или плохи потому что у Canon есть только крошечный 6-сантиметровый (2,5-дюймовый) ЖК-экран. LG более чем в два раза лучше по диагонали экрана — 14 см (5.5 дюймов) «монитор». По оценкам Canon, экран Ixus имеет 230 000 пикселей, а LG имеет четырехъядерный HD (2560 × 1440 пикселей), что примерно в шестнадцать раз больше. Возможно, я не смогу делать более качественные фотографии с помощью LG, но, по крайней мере, я могу мгновенно оценить и оценить их на экране, не уступающем телевизору высокой четкости (хотя и по-прежнему карманного размера).

    Имейте в виду, что мой Canon — это просто компактный компакт, так что это не совсем честно сравнение того, чего можно достичь с помощью действительно хорошей цифровой камеры и действительно хорошего смартфона.Мой LG лучше всех камер для смартфонов, но Ixus далеко не так хорош как лучшие цифровые фотоаппараты. У профессиональной DSLR-камеры будет сенсор , который намного больше, чем у смартфона — до 3,6 см × 2,4 см, поэтому она сможет захватывать действительно мелкие детали даже при самом низком уровне освещенности. У него также был бы больший и лучший экран и лучшие (сменные) линзы.

    Социальные сети

    Конечно, где камеры смартфонов действительно забивают, так это в «смартфонах». отдела: по сути, это компьютеры, которые можно легко достать портативный и всегда онлайн.Так что не только у вас больше шансов делать случайные фотографии (потому что у вас всегда есть фотоаппарат), но вы можете мгновенно загрузить свои снимки в Instagram с метким названием, Facebook или Twitter. И это настоящая причина, по которой смартфон камеры превзошли старые цифровые модели: сама фотография изменен с цифрового эквивалента дагерротипа XIX века (сам по себе возврат к портретным картинам старых) к чему-то более непринужденный, немедленный и, конечно же, социальный .Для цели Facebook или Twitter, часто просматриваемые на мобильных устройствах с маленьким экраном устройств, вам не нужно больше пары мегапикселей, самое большее. (Убедитесь в этом сами, загрузив изображение в высоком разрешении из Instagram или Flickr, и редко бывает больше пары сотен размер килобайт и не более 1000 мегапикселей в каждом измерении, всего меньше одного мегапикселя.) Даже лучше сайты обмена фотографиями, такие как Instagram и Flickr, большинство людей будут никогда не просматривайте фотографии в многомегапиксельном разрешении: они просто не поместились бы на экране.Таким образом, даже если ваш смартфон не имеет большого количества мегапикселей, он на самом деле не имеет значения: большинство людей листают ваши фотографии на на своем смартфоны не заметят — или не позаботятся. Социальные сети — значит никогда не иметь сказать, что вам жаль, что вы забыли свою зеркалку и у вас был только iPhone!

    Дополнения для смартфонов

    Совершенно верно, что первоклассные фотографии Canon или Nikon DSLR превзойдут, без сомнения, снимки даже с лучшие смартфоны, но это часто потому, что это не равное сравнение.Часто сравниваем хорошие любительские фото снятые на смартфон, в блестящие профессиональные фотографии, сделанные с Зеркалок. Сколько из того, что мы видим, — это камера … и сколько глаз фотографа? Иногда трудно разделить два вещи

    Профессионалы могут добиться потрясающих результатов с помощью смартфонов, но и любители могут с небольшой дополнительной помощью. Один из недостатков камер смартфонов — отсутствие ручное управление (обычно даже меньше, чем у базового компактного цифровая камера).В определенной степени это можно обойти, с помощью дополнительных приложений, которые дают вам гораздо больший контроль над неудобные старые настройки, такие как ISO, диафрагма, выдержка и баланс белого. (Найдите в своем любимом магазине приложений такие ключевые слова, как «профессиональная фотография» или «ручная фотография».) Вы также можете добавить к смартфону объективы, чтобы обойти недостатки объектив с фиксированным фокусным расстоянием (хотя вы ничего не можете сделать про крошечный датчик изображения худшего качества). Как только ваши фотографии будут надежно закреплены, есть множество приложений для редактирования фотографий для смартфонов, в том числе уменьшенное, бесплатная версия PhotoShop, которая поможет вам ретушировать любительскую «посеять уши» в профессиональные «шелковые кошельки».«

    Так зачем все же покупать цифровые?

    Поскольку сейчас у многих людей есть смартфоны, реальный вопрос нужна ли вам еще и цифровая камера. Очень трудно увидеть аргумент в пользу компактности «наведи и стреляй»: для социальных сетей щелкает, большинство из нас может обойтись своими телефонами. Для этого сайта я использую много макросов фотографии — крупные планы схем и механических частей — с моим Ixus, которые я не мог захватить с LG, так что я не собираюсь прыгать с корабля в ближайшее время.

    Если вы хотите делать фотографии профессионального качества, сравнивать между смартфоны и зеркалки.Первоклассная зеркалка дает изображение лучшего качества датчик (до 50 раз больше, чем в смартфон) и гораздо лучший объектив: эти две принципиально важные вещи делают «сырое» изображение от зеркалки намного лучше. Добавьте все эти неудобные инструкции управления у вас есть на DSLR, и вы сможете снимать далеко больший диапазон фотографий при гораздо более широком диапазоне освещения условия. Если вы действительно заботитесь о качестве своих фотографий, мгновенная загрузка на сайты обмена может быть менее важной соображение: вы хотите просматривать свои фотографии на большом мониторе, ретушируйте их и делитесь ими только тогда, когда будете счастливы.Сказав что теперь вы можете купить гибридные цифровые камеры со встроенным Wi-Fi, предлагают удобство мгновенного обмена, аналогичное смартфонам. И из конечно, ничто не мешает носить с собой смартфон и зеркалку если вы действительно хотите получить лучшее из обоих миров!

    Краткая история фотографии

    Artwork: Оригинальная цифровая камера, изобретенная в 1970-х годах Стивеном Сассоном, немного напоминала старый. видеокамера и нужен отдельный монитор воспроизведения. Сначала (вверху) вы сделали фотографии с помощью камеры (синяя), которая использовала ПЗС-матрицу для записи их на магнитную ленту (красная).Позже (внизу), когда вы вернулись домой, вы достали ленту, вставили ее в компьютер (оранжевая) и просмотрели сделанные вами снимки на мониторе компьютера или телевизоре (зеленый). Изображение из патента США 4 131919: Электронный фотоаппарат Гарета А. Ллойда, Стивена Дж. Сассона любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

    • 4 век до н.э .: Китайцы изобрели камеру-обскуру (затемненная комната с дырой в шторах, которая проецирует изображение внешнего мира на дальнюю стену).
    • Конец 1700-х: Томас Веджвуд (1771–1805) и Сэр Хэмфри Дэви (1778–1829), Двое английских ученых провели первые эксперименты, пытаясь записать изображения на светочувствительной бумаге.Их фото не было постоянный: они стали черными, если не хранились постоянно в темном месте.
    • 1827: французский Joseph Nicéphore Niépce (1765–1833) сделал первый в мире фотографии. Его метод не годился для портретов людей, потому что затвор камеры должен был оставаться открытым в течение восьми часов.
    • 1839: Французский художник сцены из оперного театра Луи Дагер (1787–1851) объявил об изобретении фотографий на серебряных пластинах, которые стали известны как дагерротипы.
    • 1839: Уильям Генри Фокс Талбот (1800–1877) изобрел фотографический негатив.
    • 1851: Британский художник и фотограф Фредерик Скотт Арчер (1813–1857) изобрел способ делать резкие фотографии на влажных стеклянных пластинах.
    • 1870-е: британский врач Доктор Ричард Мэддокс (1816–1902) разработал способ фотографирования с использованием сухих пластин и желатина.
    • 1883: американский изобретатель Джордж Истман (1854–1932) изобрел современную фотопленку.
    • 1888: Джордж Истман выпустил свою простую в использовании камеру Kodak. Его девизом было: «Вы нажимаете кнопку, а мы делаем все остальное».
    • 1947: Эдвин Лэнд (1909–1991) изобрел мгновенную поляроидную камеру.
    • 1963: Эдвин Лэнд изобрел цветную поляроидную камеру.
    • 1975: Американский инженер-электрик Стивен Сассон вместе с Гаретом Ллойдом из Eastman Kodak изобрел первую электронную камеру на основе ПЗС.
    • 1990-е: Цифровые фотоаппараты стали популярными, и пленочные фотоаппараты постепенно устарели.
    • 2000-е: Современные мобильные телефоны со встроенными цифровыми камерами начали делать автономные цифровые камеры ненужными для повседневной фотосъемки.
    ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *