Uređaj i princip rada kamere

2024 Autor: Sierra Becker | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-26 05:16

Fotografija je jedan od najvažnijih izuma u povijesti - stvarno je promijenila način na koji ljudi razmišljaju o svijetu. Sada svaka osoba može vidjeti slike stvari koje su zapravo na velikoj udaljenosti ili koje dugo nisu postojale. Svaki dan, milijarde fotografija se objavljuju na mreži, pretvarajući život u digitalne piksele informacija.

Struktura kamere

Fotografija vam omogućuje da snimite važne trenutke života i sačuvate ih za godine koje dolaze. Uređaji za stvaranje slika odavno su ugrađeni u telefone i druge gadgete, ali princip rada kamere za mnoge ostaje misterij. Fotografija je koliko znanost toliko i umjetnost, ali velika većina nije svjesna što se događa kada pritisne tipku kamere ili otvori aplikaciju za kameru na pametnom telefonu. Prva kamera, o čijoj strukturi i principu će biti riječi kasnije, uopće nije imala tipke i uopće nije nalikovala na aplikaciju. Ali njegov je uređaj u srcu modernih naprava.

Na primjer, filmska kamera sastoji se od tri glavna elementa: optičkog - leće, kemijskog - filma i mehaničkog - tijela kamere. Razmotrimo ukratko princip rada kamere: film se ubacuje u kalem s desne strane i namotava na drugi kolut s lijeve strane, prolazeći usput ispred objektiva. To je duga traka od fleksibilne plastike obložena posebnim kemikalijama na bazi spojeva srebra osjetljivih na svjetlost.

Crno-bijeli film ima jedan sloj, a film u boji ima tri: gornji je osjetljiv na plavo svjetlo, centar je osjetljiv na zeleno, a donji na crvenu. Slika je dobivena zbog kemijske reakcije svakog od njih. Kako svjetlo ne bi pokvarilo film, umotan je u izdržljiv plastični cilindar otporan na svjetlost, koji se nalazi unutar fotoaparata. Ali kako kombinira sve komponente tako da zabilježe jasnu, prepoznatljivu sliku? Postoji mnogo različitih načina da ovi dijelovi rade, ali prvo morate razumjeti osnovni princip rada kamere. Budući da fotografija ne zahtijeva električnu energiju, konvencionalni fotoaparat bez ogledala s jednom lećom izvrsna je ilustracija osnovnih procesa fotografije.

Zašto vam je potreban objektiv

Najbolje je ukratko početi objašnjavati kako kamera funkcionira s teorijom. Zamislite da stojite usred sobe bez prozora, vrata ili svjetla. Na takvom mjestu se ništa ne vidi jer nema izvora svjetlosti. Pod pretpostavkom da ste izvadili svjetiljku i upalili je, isnop od njega kreće se pravocrtno. Kada ovo svjetlo udari u predmet, odbija se od njega i udara u vaše oči, omogućujući vam da vidite što je unutar sobe.

Princip rada digitalnog fotoaparata sličan je procesu otimanja predmeta iz mračne sobe snopom svjetiljke. Optička komponenta fotoaparata je leća. Njegova je zadaća odbijati zrake svjetlosti koje se vraćaju od objekta i preusmjeriti ih tako da se spoje i tvore sliku koja izgleda kao prizor ispred leće. Možda nije sasvim jasno kako se taj proces događa i zašto obično staklo može preusmjeriti svjetlost. Odgovor je vrlo jednostavan: kada svjetlost prelazi iz jednog medija u drugi, mijenja brzinu.

Kako objektiv radi

Svjetlost putuje brže kroz zrak nego kroz staklo, pa ga leća usporava. Kada ga zrake udare pod kutom, jedan dio vala će prije drugog dospjeti na površinu i tako se prvi usporiti. Kada svjetlost uđe u staklo pod kutom, savija se u jednom smjeru, a zatim opet kada izađe iz stakla jer dijelovi svjetlosnog vala udaraju u zrak i ubrzavaju prije drugih.

Standardna konveksna leća ima zakrivljenu jednu ili obje strane stakla. To znači da će prolazne svjetlosne zrake biti odbijene prema središtu leće kada uđu. U dvostrukoj konveksnoj leći, kao što je povećalo, svjetlost će se savijati dok ulazi i izlazi. Time se učinkovito mijenja put svjetlosti od objekta, koji je povezan s glavnimprincip rada kamere. 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 sve skupljaju natrag u istu točku. Na ovom mjestu se dobiva slika subjekta.

Princip rada prve kamere

Prva ćelija bila je soba s malom rupom u jednom bočnom zidu. Svjetlost je prolazila kroz nju i reflektirala se u ravnim crtama, a slika se naopako projicirala na suprotni zid. Zvala se camera obscura i umjetnici su je koristili za slikanje umjetničkih platna. Izum se pripisuje Leonardu da Vinciju. Iako su takvi uređaji postojali mnogo prije prve prave fotografije, tek kada je netko odlučio smjestiti materijal osjetljiv na svjetlost u stražnji dio ove prostorije rodila se ideja o dobivanju 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 ova kamera nije uhvatila previše svjetla, za snimanje jedne fotografije bilo je potrebno osam sati. Slika je također bila prilično mutna.

Razlika između SLR fotoaparata

Profesionalci često preferiraju SLR fotoaparate. Smatra se da je kvaliteta slike bolja jer fotograf vidi stvarnu sliku subjekta u tražilu, a neiskrivljene digitalizacijom i filterima. Ako ukratko opišemo princip rada fotoaparata s refleksnim tražilom, onda se značenje svodi na činjenicu da u takvom fotoaparatu fotograf vidi stvarnu sliku. Također može podesiti sve detalje okretanjem i pritiskom na tipke. To je zbog dvostrukog zrcala - pentaprizme. Ali u dizajnu kamere postoji još jedan - proziran, smješten ispred matrice, koji se također naziva senzor ili senzor. Princip rada zatvarača fotoaparata je da kada se pritisne gumb, on podiže zrcalo i mijenja mu kut nagiba. U ovom trenutku, mlaz svjetlosti pogađa senzor, nakon čega se slika obrađuje i prikazuje na ekranu.

Princip rada SLR fotoaparata povezan je s dijafragmom koja se postupno otvara da propušta zrake. Sastoji se od latica, čiji položaj određuje promjer središnjeg kruga i količinu svjetlosti koja se prenosi. Zraka udara u leće, a zatim na zrcalo, zaslon za fokusiranje i pentaprizmu, gdje se slika okreće, a zatim na tražilo. Ovdje fotograf vidi pravu sliku. Princip rada kamere bez ogledala drugačiji je po tome što nema takvo tražilo. Često ga zamjenjuje ekranska ili elektronička verzija. Fazni autofokus također je dostupan samo na SLR fotoaparatima. Druga razlika je u tome što kada pritisnete okidač, svjetlo odmah pogađa matricu kamere.

Fokusiraj se na objekt

Kvaliteta slike se mijenja ovisno o tome kako svjetlost prolazikroz objektiv kamere. Vezano je za kut pod kojim svjetlosni snop ulazi u njega i kakva je njegova struktura. Ovaj put ovisi o dva glavna čimbenika. Prvi je kut pod kojim svjetlosni snop ulazi u leću. Druga je struktura leće. Kut ulaska svjetla mijenja se kako mu se objekt približava ili udaljava. Zrake koje ulaze pod oštrijim kutom izaći će pod tupijim kutom, i obrnuto. Objektiv kamere hvata sve reflektirane svjetlosne zrake i koristi staklo da ih preusmjeri na jednu točku, stvarajući oštru sliku. Ukupni "kut savijanja" u bilo kojoj točki ostaje konstantan.

Ako svjetlo nije u fokusu, slika će izgledati mutno ili izvan fokusa. U osnovi, savijanje leće povećava udaljenost između različitih točaka na njoj. Zrake iz bliže točke konvergiraju dalje od leće nego iz one dalje. Odnosno, stvarna slika bližeg objekta nastaje dalje od leće nego od udaljenijeg. Ukupni "kut pramca" određen je strukturom leće. Objektiv kamere rotira se kako bi se izoštrio pomicanjem bliže ili dalje od površine filma ili senzora. Leća okruglog oblika imat će oštriji kut zakrivljenosti. Time se povećava vrijeme koje jedan dio svjetlosnog vala putuje brže od drugog, pa se svjetlost oštrije okreće. Kao rezultat toga, stvarna slika u fokusu formira se dalje od leće kada leća ima ravniju površinu.

Veličinaveličina objektiva i fotografije

Kako se udaljenost između leće i stvarne slike povećava, svjetlosne zrake se šire i formiraju veću sliku. Ravna leća projicira veliku sliku, ali film je eksponiran samo u sredini slike. U osnovi, leća je centrirana u sredini kadra, povećavajući malo područje ispred gledatelja. Kako se prednja strana stakla udaljava od senzora kamere, objekti se približavaju. Žarišna duljina je mjerenje udaljenosti između mjesta gdje svjetlosne zrake prvi put udare u leću i mjesta na kojem dospiju do senzora kamere. Profesionalne kamere omogućuju vam ugradnju različitih objektiva, s različitim povećanjima. Stupanj povećanja opisuje se žarišnom duljinom. U fotoaparatima se definira kao udaljenost između leće i stvarne slike objekta na dalekoj udaljenosti.

Razlike između leća

Veći broj žarišnih duljina označava 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 snimiti portret izbliza, dobro će vam doći širokokutni objektiv. Ima puno kraću žarišnu duljinu, pa komprimira scenu ispred fotografa.

Kromatska aberacija

Objektiv kamere je zapravo nekoliko leća spojenih u jedan blok. Može se formirati jedna konvergentna lećastvarna slika na filmu, ali će biti iskrivljena brojnim aberacijama. Jedan od najznačajnijih čimbenika izobličenja je da se različite boje spektra različito savijaju dok se kreću kroz leću. Ova kromatska aberacija u biti stvara sliku na kojoj tonovi nisu ispravno usklađeni. Kamere to kompenziraju korištenjem višestrukih leća izrađenih od različitih materijala. Svaka leća drugačije obrađuje boje, a kada se one na određeni način kombiniraju, boje se preuređuju. Zoom objektiv ima mogućnost pomicanja raznih elemenata objektiva naprijed-natrag. Promjenom udaljenosti između pojedinačnih leća, možete podesiti snagu povećanja objektiva kao cjeline.

Senzori filma i slike

Uređaj i princip rada kamere također su povezani sa snimanjem informacija na medij. Povijesno gledano, fotografi su također bili svojevrsni kemičari. Film se sastoji od fotoosjetljivih materijala. Kada te materijale pogodi svjetlost iz leće, oni hvataju oblik predmeta i detalja, kao što je koliko svjetlosti dolazi iz njih. U mračnoj prostoriji, film je razvijen, podvrgnut nizu kemijskih kupki, kako bi se proizvela slika. Princip rada kamere sa senzorom donekle se razlikuje od rada filmske kamere. Iako su leće, metode i pojmovi isti, senzor digitalne kamere više liči na solarnu ploču nego na traku filma. Svaki senzor je podijeljen na milijune crvenih, zelenih i plavih piksela ili megapiksela. Kada svjetlost udari u piksel, senzor ga pretvara u energiju, a računalo ugrađeno u kameru očitava koliko energijeproizvodi se.

Zašto su megapikseli važni

Način na koji senzor kamere radi je mjerenje količine energije koji svaki piksel ima i omogućuje mu da odredi koja su područja slike svijetla i tamna. A budući da svaki piksel ima vrijednost boje, računalo kamere može procijeniti boje u sceni gledajući koji su drugi pikseli u blizini registrirani. Objedinjavajući informacije iz svih piksela, računalo je u stanju približiti oblike i boje objekta koji se fotografira. Ako svaki piksel prikuplja informacije o svjetlosti, senzori kamere s više megapiksela mogu snimiti više detalja.

To je razlog zašto proizvođači često oglašavaju megapikselne kamere dodajući kratko objašnjenje kako kamera radi. Iako je to do neke mjere točno, veličina senzora je također važna. Veći senzori prikupit će više svjetla, što će vam pomoći da dobijete bolju kvalitetu slike pri slabom osvjetljenju. Pakiranje puno megapiksela u mali senzor zapravo degradira kvalitetu slike jer su pojedinačni pikseli premali. Standardni objektiv objektiva od 50 mm ne dopušta puno zumiranje ili smanjivanje, što ga čini idealnim za subjekte koji nisu preblizu ili predaleko.

Kako Polaroid funkcionira

Prijenosni foto studio koji snima gotovo trenutne slike već je dugo bio san. Sve dok nije postojala neobična kamera koja vam omogućuje da ne čekate tjednima na ispiseslike. Edwin Land stvorio je prvi polaroid fotoaparat. Imao je ideju za instant fotografiju i zatražio je od Kodaka sredstva. No, društvo je to shvatilo kao šalu i samo mu se smijalo. Edwin Land je otišao kući i počeo raditi na drugim projektima kako bi prikupio novac. Stvorio je Polaroid objektiv, a zatim izumio svoj poznati prijenosni foto studio.

Princip rada Polaroid kamere sličan je mehanizmu rada konvencionalne filmske kamere, unutar koje se nalazila plastična podloga presvučena česticama srebra osjetljivih na svjetlost. Svaki blank za fotografiju ima iste slojeve osjetljive na svjetlost smještene na plastičnom listu. Sadrže sve potrebne kemikalije za razvijanje fotografije. Ispod svakog sloja u boji nalazi se još jedan, s bojom. Ukupno, na kartici se nalazi više od 10 različitih slojeva, uključujući neprozirni osnovni sloj, koji je prazan za kemijsku reakciju. Komponenta koja pokreće proces je reagens, mješavina deaktivatora, lužine, bijelog pigmenta i drugih elemenata. Nalazi se u sloju neposredno iznad fotoosjetljivih slojeva i odmah ispod sloja slike.

Princip rada Polaroid kamere je da se prije snimanja slike sav materijal reagensa skuplja u obliku kuglice na rubu plastične folije, dalje od fotoosjetljivog materijala. Nakon pritiska na tipku, rub filma izlazi iz komore kroz par valjaka koji distribuiraju materijal reagensa u srediniokvir. Kada se reagens rasporedi između sloja slike i fotoosjetljivih slojeva, on reagira s drugim kemijskim elementima. Prozirni materijal sprječava filtriranje svjetlosti u slojeve ispod, tako da film nije u potpunosti izložen prije nego što se razvije.

Kemikalije se kreću prema dolje kroz slojeve, pretvarajući izložene čestice svakog sloja u metalno srebro. Kemikalije tada otapaju razvijač boju, tako da ona počinje prodirati u sloj slike. Područja metalnog srebra u svakom sloju koja su bila izložena svjetlu zarobljavaju boje tako da se one prestaju pomicati prema gore. Samo boje iz neeksponiranih slojeva pomaknut će se do sloja 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 bi se u potpunosti razvio, a obično fotograf izvuče karticu i vidi konačnu kemiju uključenu u razvoj filma.