Uređaj i princip rada fotoaparata

Fotografija je jedan od najvažnijih izuma u povijesti - doista je promijenila način na koji ljudi razmišljaju o svijetu. Sada svaka osoba može vidjeti slike stvari koje su zapravo na velikoj udaljenosti ili koje već neko vrijeme ne postoje. Svakodnevno se milijarde fotografija objavljuju na Internetu, pretvarajući život u digitalne piksele informacija.

Struktura fotoaparata

Fotografija vam omogućuje da uhvatite važne trenutke u životu i sačuvate ih godinama koje dolaze. Uređaji za stvaranje slika odavno su ugrađeni u telefone i druge uređaje, ali princip rada fotoaparata za mnoge je misterij. Fotografija je znanost koliko i umjetnost, ali velika većina nije svjesna što se događa kada pritisnete gumb kamere ili otvorite aplikaciju za kameru pametnog telefona. Prva kamera, čija će struktura i Princip rada biti razmotreni kasnije, uopće nije imala gumbe i uopće nije nalikovala aplikaciji. Ali njegov je uređaj u srcu modernih naprava.

Na primjer, filmska kamera sastoji se od tri glavna elementa: optičkog-objektiva, kemijskog-filma i mehaničkog-tijela fotoaparata. Razmotrimo ukratko princip rada fotoaparata: film se ubacuje u zavojnicu s desne strane i namotava na drugu zavojnicu s lijeve strane, prolazeći ispred leće na putu. To je duga traka od fleksibilne plastike presvučene posebnim kemikalijama na bazi srebrnih spojeva osjetljivih na svjetlost.

Crno-bijeli film ima jedan sloj, a film u boji ima tri: gornji je osjetljiv na plavo svjetlo, središnji na zeleno, a donji na crveno. Slika je nastala zbog kemijske reakcije svakog od njih. Kako svjetlost ne bi pokvarila film, zamotan je u izdržljivi plastični cilindar otporan na svjetlost, koji se uklapa u kameru. Ali kako se sve komponente kombiniraju na takav način da snimaju jasnu, prepoznatljivu sliku? Ima ih mnogo na različite načine kako bi ti dijelovi funkcionirali, ali prvo biste trebali razumjeti osnovni princip rada fotoaparata. Budući da za fotografiranje nije potrebna električna energija, obična kamera s jednim objektivom bez zrcala izvrsna je ilustracija glavni procesi proizvodnja fotografije.

Zašto vam treba leća

Počnite ukratko objašnjavati Principe fotoaparata najbolje od svega iz teorije. Zamislite da stojite usred sobe bez prozora, vrata ili rasvjeta. Na takvom mjestu se ništa ne vidi jer nema izvora svjetlosti. Pod pretpostavkom da ste izvadili svjetiljku i uključili je, a snop iz nje putuje u ravnoj liniji. Kada ta svjetlost udari u objekt, ona se odbija od njega i ulazi u oči, omogućujući vam da vidite nešto, što se nalazi unutar sobe.

Princip rada digitalnog fotoaparata sličan je procesu hvatanja predmeta iz tamne sobe snopom iz svjetiljke. Optička komponenta fotoaparata je leća. Njegov je posao odbiti zrake svjetlosti koje su se vratile od objekta i preusmjeriti ih tako da se spoje i tvore sliku koja izgleda kao prizor ispred leće. Možda nije potpuno jasno, kako se događa ovaj postupak i zašto obično staklo može preusmjeriti svjetlost. Odgovor je vrlo jednostavan: kada svjetlost putuje iz jednog medija u drugi, mijenja brzinu.

Kako djeluje leća

Svjetlost putuje brže kroz zrak nego kroz staklo, pa ga leća usporava. Kad ga zrake udare pod kutom, jedan dio vala doći će do površine prije drugog i tako usporiti prvi. Kako svjetlost ulazi u staklo pod kutom, ona se savija u jednom smjeru, a zatim još jednom kad izlazi iz stakla, jer dijelovi svjetlosnog vala ulaze u zrak i ubrzavaju se prije ostalih.

U standardnoj konveksnoj leći zakrivljena je jedna ili obje strane stakla. To znači da prolazi zrake svjetlosti će odstupiti prema središtu leće pri ulasku. U dvostruko konveksnoj leći, poput povećala, svjetlost će se savijati i na izlazu i na ulazu. To učinkovito mijenja put svjetlosti od objekta, što je povezano s glavnim principom rada fotoaparata. Izvor svjetlosti emitira svjetlost u svim smjerovima. Sve zrake počinju u jednoj točki, a zatim se neprestano razilaze. Konvergentna leća uzima te zrake i preusmjerava ih tako da se svi konvergiraju natrag u jednu točku. Na ovom mjestu dobiva se slika predmeta.

Princip rada prve kamere

Prva komora bila je soba s malim otvorom na jednom bočnom zidu. Svjetlost je prolazila kroz nju i odbijala se u ravnim linijama, a slika je projicirana na suprotni zid naopako. Dobila je ime camera obscura, a umjetnici su je koristili za slikanje umjetničkih platna. Izum se pripisuje Leonardu da Vinciju. Iako su slični uređaji postojali mnogo prije prve prave fotografije, tek kad je netko odlučio postaviti materijal osjetljiv na svjetlost u stražnji dio ove sobe, rodila se ideja o snimanju slike na ovaj način. Princip rada prve kamere bio je sljedeći: kada je snop udario u fotoosjetljivi materijal, kemikalije su reagirale i urezale sliku na površinu. Budući da ovaj fotoaparat nije uhvatio previše svjetla, trebalo je osam sati da se napravi jedna fotografija. Slika je također ispala prilično mutna.

Razlika između SLR fotoaparata

Profesionalci često preferiraju DSLR fotoaparate. Vjeruje se da je kvaliteta slike bolja jer fotograf u tražilu vidi stvarnu sliku predmeta koja nije iskrivljena digitalizacijom i filtrima. Ako ukratko opišete princip rada fotoaparata sa zrcalnim tražilom, značenje se svodi na činjenicu da u takvoj kameri fotograf vidi stvarnu sliku. Također može prilagoditi sve dijelove okretanjem i pritiskom na tipke. To se događa zahvaljujući dvostrukom zrcalu-pentaprizmu. Ali u dizajnu kamere postoji još jedna-prozirna, smještena ispred matrice, koja se naziva i senzor ili senzor. Princip rada zatvarača fotoaparata je da kada pritisnete gumb, podiže zrcalo i mijenja njegov kut nagiba. U tom trenutku svjetlosni tok udara u senzor, nakon čega se slika obrađuje i prikazuje na zaslonu.

Princip rada SLR fotoaparata povezan s dijafragmom koja se postupno otvara kako bi omogućila prolaz zraka. Sastoji se od latica, čiji položaj određuje promjer središnjeg kruga i količinu propuštene svjetlosti. Zraka pogađa leće, a zatim zrcalo, zaslon za fokusiranje i pentaprizmu, gdje se slika okreće, a zatim u tražilo. Tamo fotograf vidi stvarnu sliku. Princip rada fotoaparata bez zrcala razlikuje se po tome što nema takvo tražilo. Često se zamjenjuje zaslonom ili elektroničkom verzijom. Fazni autofokus također je dostupan samo SLR fotoaparatima. Druga je razlika u tome što svjetlo kad se pritisne okidač odmah pogađa matricu fotoaparata.

Fokusiranje na objekt

Kvaliteta slike mijenja se ovisno o tome kako svjetlost prolazi kroz objektiv fotoaparata. Povezano je s kutom pod kojim svjetlosna zraka ulazi u nju i kakva je njezina struktura. Ovaj put ovisi o dva glavna čimbenika. Prvi je kut ulaza svjetlosne zrake u leću. Druga je struktura leće. Kut ulaza svjetlosti mijenja se kako se objekt pomiče bliže ili dalje od njega. Zrake koje ulaze pod oštrijim kutom izlazit će pod tupim kutom i obrnuto. Objektiv fotoaparata hvata sve reflektirane zrake svjetlosti i koristi staklo da ih preusmjeri na jednu točku, stvarajući oštru sliku. Ukupni "kut savijanja" u bilo kojoj određenoj točki ostaje konstantan.

Ako svjetlost ne pogodi pravu, slika će izgledati mutno ili izvan fokusa. U osnovi, savijanje leće povećava udaljenost između različitih točaka na njoj. Zrake iz bliže točke konvergiraju se dalje od leće od one dalje. Odnosno, stvarna slika bližeg objekta formira se dalje od leće nego od udaljenijeg. Ukupni "kut savijanja" određen je strukturom leće. Objektiv fotoaparata rotira se kako bi se fokusirao, pomičući se bliže ili dalje od površine filma ili matrice. Leća okruglijeg oblika imat će oštriji kut savijanja. To povećava količinu vremena kada se jedan dio svjetlosnog vala kreće brže od drugog dijela, pa svjetlost čini oštriji zaokret. Kao rezultat toga, fokusirana stvarna slika formira se dalje od leće kada leća ima ravniju površinu.

Veličina objektiva i veličina fotografije

Kako se udaljenost između leće i stvarne slike povećava, zrake svjetlosti se šire i tvore veću sliku. Ravna leća projicira veliku sliku, ali film je izložen samo u njegovom srednjem dijelu. U osnovi, leća je usredotočena na sredinu kadra, povećavajući mali dio ispred gledatelja. Kad se prednja strana stakla odmakne od senzora kamere, predmeti se približavaju. Žarišna duljina je mjerenje udaljenosti između mjesta na kojem zrake svjetlosti prvi put udaraju u leću i mjesta na kojem dopiru do senzora kamere. Profesionalni fotoaparati omogućuju vam postavljanje različitih leća, s različitim povećanjima. Stupanj povećanja opisan je žarišnom duljinom. U fotoaparatima se definira kao udaljenost između leće i stvarne slike objekta na velikoj udaljenosti.

Razlike između leća

Veći broj žarišnih duljina ukazuje na veće povećanje slike. Različite leće prikladne su za različite situacije. Ako snimate planinski lanac, možete koristiti objektiv s posebno velikom žarišnom duljinom. Omogućuju vam da se usredotočite na određene elemente u daljini. Ako trebate napraviti portret izbliza, širokokutna leća je u redu. Ima puno kraću žarišnu duljinu, pa komprimira scenu pred fotografom.

Kromatska aberacija

Objektiv fotoaparata zapravo je više leća spojenih u jednu jedinicu. Jedna konvergentna leća može stvoriti stvarnu sliku na filmu, ali ona će biti iskrivljena nizom aberacija. Jedan od najznačajnijih čimbenika deformacije je da se različite boje spektra različito savijaju dok se kreću kroz leću. Ova kromatska aberacija u osnovi stvara sliku na kojoj nijanse nisu pravilno poredane. Kamere to nadoknađuju korištenjem više leća izrađenih od različitih materijala. Svaka leća različito obrađuje boje, a kada se kombiniraju na određeni način, boje se preuređuju. Zum objektiv ima mogućnost pomicanja različitih elemenata leće naprijed-natrag. Promjenom udaljenosti između pojedinih leća može se prilagoditi Jačina povećanja leće u cjelini.

Senzori filma i slike

Uređaj i Princip rada fotoaparata također su povezani sa snimanjem podataka na medij. Povijesno gledano, fotografi su bili i vrsta kemičara. Film se sastoji od fotoosjetljivih materijala. Kad svjetlost iz leće pogodi ove materijale, oni bilježe oblik predmeta i detalje, poput količine svjetlosti koja dolazi iz njih. U mračnoj sobi film se razvio izlaganjem i nizom kemijskih kupki kako bi se pojavila slika. Princip rada kamere sa senzorom nešto se razlikuje od rada filma. Iako su leće, metode i pojmovi isti, matrica digitalnog fotoaparata više nalikuje solarnoj ploči nego filmskoj traci. Svaki senzor podijeljen je na milijune crvenih, zelenih i plavih piksela ili megapiksela. Kad svjetlost udari u piksel, senzor ga pretvara u energiju, a računalo ugrađeno u kameru očitava koliko se energije proizvodi.

Zašto su megapikseli važni

Princip rada matrice fotoaparata je mjerenje koliko energije ima svaki piksel i omogućuje mu da odredi koja su područja slike svijetla i tamna. A budući da svaki piksel ima vrijednost boje, računalo fotoaparata može procijeniti boje u sceni gledajući koji su drugi susjedni pikseli registrirani. Prikupljanjem informacija iz svih piksela, računalo je u stanju približiti oblike i boje snimljenog objekta. Ako svaki piksel prikuplja svjetlosne informacije, tada senzori kamere s više megapiksela mogu snimiti više detalja.

Zbog toga proizvođači često oglašavaju megapiksele fotoaparata, dodajući kratko objašnjenje kako kamera radi. Iako je to donekle točno, važna je i veličina senzora. Veće matrice prikupit će više svjetla, što će vam pomoći da dobijete bolju kvalitetu slike pri slabom osvjetljenju. Pakiranje puno megapiksela u mali senzor zapravo pogoršava kvalitetu slike jer su pojedinačni pikseli premali. Standardna leća objektiva s žarišnom duljinom od 50 mm ne može značajno povećati ili smanjiti sliku, što je čini idealno za snimanje objekata koji nisu preblizu ili daleko.

Kako djeluje "Polaroid"

Prijenosni foto studio, slike u kojima možete dobiti gotovo trenutno-dugo je to bio samo san. Sve dok se nije pojavila neobična kamera koja vam omogućuje da tjednima ne čekate ispis slika. Edvin Land stvorio je prvu kameru "Polaroid". Imao je ideju za snimanje trenutne fotografije i zamolio je tvrtku za financiranje od strane tvrtke Aisina. Ali tvrtka je to shvatila kao šalu i samo mu se nasmijala. Edvin Land otišao je kući i počeo raditi na drugim projektima kako bi prikupio novac. Stvorio je Internet, a kasnije je izumio svoj poznati prijenosni foto studio.

Princip rada fotoaparata "Polaroid" slično mehanizmu rada konvencionalne filmske kamere, unutar koje se nalazila plastična baza prekrivena česticama srebrnog spoja osjetljivog na svjetlost. U svakoj praznini za fotografiju nalaze se isti slojevi osjetljivi na svjetlost smješteni na plastičnom listu. Sadrže sve potrebne kemikalije za razvoj fotografije. Ispod svakog sloja boje nalazi se još jedan, s bojom. Ukupno kartica ima više od 10 različitih slojeva, uključujući neprozirnu bazu, koja je prazna za kemijsku reakciju. Komponenta koja pokreće proces je reagens, mješavina dekontaminatora, lužine, bijelog pigmenta i drugih elemenata. Nalazi se u sloju neposredno iznad slojeva osjetljivih na svjetlost i odmah ispod sloja slike.

Princip rada fotoaparata "Polaroid" je li to prije snimanja slike sav materijal reagensa sakuplja se kao kuglica na granici plastičnog lima, daleko od fotoosjetljivog materijala. Nakon pritiska na gumb, rub filma izlazi iz fotoaparata kroz par valjaka koji distribuiraju materijal reagensa u središte okvira. Kada se reaktant raspodijeli između sloja slike i slojeva osjetljivih na svjetlost, reagira s drugim kemijskim elementima. Neprozirni materijal sprječava filtriranje svjetlosti na temeljne slojeve, tako da film nije u potpunosti izložen prije nego što se razvije.

Kemijski reagensi kreću se prema dolje kroz slojeve, pretvarajući izložene čestice svakog sloja u metalno srebro. Kemikalije zatim otapaju boju za razvoj, tako da počinje prodirati prema gore na sloj slike. Područja metalnog srebra u svakom sloju koji su bili na svjetlu hvataju boje tako da se prestanu kretati prema gore. Samo će se boje iz neosvijetljenih slojeva premjestiti na sloj slike. Svjetlost koja se odbija od bijelog pigmenta u reagensu prolazi kroz ove obojene slojeve. Kiseli sloj u filmu reagira s lužinom i deaktivatorima u reagensu, što rezultira postupnim razvojem slike. Potrebno mu je svjetlo da se razvije do kraja, a obično fotograf, izvlačeći karticu, vidi posljednji kemijski proces povezan s razvojem filma.