Uređaj i princip rada kamere

Fotografija je jedan od najvažnijih izuma u istoriji-zaista je promijenila percepciju ljudi o svijetu. Sada svi mogu vidjeti slike stvari koje su zapravo na velikoj udaljenosti ili ne postoje već duže vrijeme. Svakodnevno se na Internetu objavljuju milijarde fotografija, pretvarajući život u digitalne piksele informacija.

Struktura kamere

Fotografija vam omogućava da snimite važne trenutke života i sačuvate ih dugi niz godina. Uređaji za kreiranje slika odavno su ugrađeni u telefone i druge gadžete, ali princip rada kamere za mnoge ostaje misterija. Fotografija je nauka koliko i umjetnost, ali velika većina ne shvata šta se dešava kada pritisnu dugme kamere ili otvore aplikaciju za kameru pametnog telefona. Prva kamera, o čijoj strukturi i principu rada će biti reči kasnije, uopšte nije imala dugmad i uopšte nije ličila na aplikaciju. Ali njegov uređaj je u srcu modernih gadžeta.

Na primjer, filmska kamera se sastoji od tri glavna elementa: optičkog sočiva, hemijskog filma i mehaničkog tijela kamere. Razmotrimo ukratko princip rada kamere: film se stavlja u kalem sa desne strane i namotava na drugu zavojnicu sa leve strane, prolazeći usput ispred sočiva. To je duga traka fleksibilne plastike presvučena posebnim hemikalijama na bazi jedinjenja srebra koja su osetljiva na svetlost.

Crno-bijeli film ima jedan sloj, a film u boji ima tri: gornji je osjetljiv na plavo svjetlo, centralni na zeleno, a donji na crveno. Slika je dobijena zbog hemijske reakcije svakog od njih. Da svjetlost ne bi pokvarila film, umotana je u izdržljiv plastični cilindar otporan na svjetlost, koji se nalazi unutar kamere. Ali kako se sve komponente spajaju na takav način da bilježe jasnu, prepoznatljivu sliku? Ima puno na različite načine da ovi dijelovi rade, ali prvo morate razumjeti osnovni princip kamere. Budući da za fotografiju nije potrebna struja, konvencionalna kamera bez ogledala sa jednim objektivom pruža odličnu ilustraciju od osnovnih procesa of photography production.

Zašto mi treba sočivo

Počnite ukratko objašnjavati Principe kamere najbolje od svega sa teorijom. Zamislite da stojite usred sobe bez prozora, vrata ili rasvjeta. Na takvom mjestu ništa se ne vidi jer nema izvora svjetlosti. Ako pretpostavimo da ste izvadili baterijsku lampu i uključili je, a greda iz nje se kreće u pravoj liniji. Kada ovo svjetlo udari u predmet, ono se odbija od njega i ulazi u oči, omogućavajući vam da vidite, šta je unutar sobe.

Princip rada digitalne kamere sličan je procesu oduzimanja predmeta iz tamne prostorije snopom lampe. Optička komponenta kamere je sočivo. Njegov posao je da reflektuje zrake svetlosti vraćene sa objekta i preusmeri ih tako da se spajaju i formiraju sliku koja izgleda kao scena ispred sočiva. Možda ne baš jasno, kako? ovaj proces se dešava i zašto obično staklo može preusmjeriti svjetlost. Odgovor je vrlo jednostavan: kada svjetlost prelazi s jednog medija na drugi, ona mijenja brzinu.

Kako funkcioniše sočivo

Svetlost brže putuje kroz vazduh nego kroz staklo, pa ga sočivo usporava. Kada zraci udare pod uglom, jedan dio vala stiže do površine prije drugog i tako usporava prvi. Kada svetlost uđe u staklo pod uglom, ono se savija u jednom pravcu, a zatim ponovo kada izađe iz stakla, jer delovi svetlosnog talasa ulaze u vazduh i ubrzavaju pre drugih.

U standardnom konveksnom sočivu, jedna ili obje strane stakla su zakrivljene. To znači da prolazak zrake svjetlosti prilikom ulaska biće skrenut u centar sočiva. U dvostrukom konveksnom sočivu, kao što je lupa, svjetlost će se savijati i na izlazu i na ulazu. Ovo efektivno menja putanju svetlosti od objekta, što je povezano sa glavnim principom kamere. Izvor svjetlosti emituje svjetlost u svim smjerovima. Svi zraci počinju u jednoj tački, a zatim se stalno razilaze. Sabirno sočivo uzima ove zrake i preusmjerava ih tako da se svi konvergiraju natrag u jednu tačku. U ovom trenutku se dobija slika objekta.

Princip rada prve kamere

Prva komora bila je soba sa malom rupom na jednom bočnom zidu. Svjetlost je prolazila kroz nju i odražavala se u ravnim linijama, a slika je projicirana na suprotni zid u obrnutom obliku. Zvala se camera obscura, a umjetnici su je koristili za slikanje umjetničkih platna. Izum se pripisuje Leonardu da Vinciju. Iako su takvi uređaji postojali mnogo prije pojave prve prave fotografije, tek kada je neko odlučio da materijal osjetljiv na svjetlost postavi u stražnji dio ove prostorije rodila se ideja da se slika dobije na ovaj način. Princip rada prve kamere bio je sljedeći: kada je snop udario u fotoosetljivi materijal, hemikalije su reagovale i urezale sliku na površini. Pošto ova kamera nije snimila previše svjetla, trebalo je osam sati za snimanje jedne fotografije. Slika se takođe pokazala prilično mutnom.

Razlika između SLR kamera

Profesionalci često preferiraju SLR kamere. Smatra se da je kvalitet slike bolji jer fotograf u tražilu vidi stvarnu sliku objekta, a ne iskrivljenu digitalizacijom i filterima. Ako ukratko opišemo princip rada kamere sa ogledalom, onda se značenje svodi na činjenicu da u takvoj kameri fotograf vidi pravu sliku. Takođe može podesiti sve detalje okretanjem i pritiskom na dugmad. To je zbog dvostrukog ogledala-Pentaprizma. Ali u dizajnu kamere postoji još jedan-proziran, koji se nalazi ispred matrice, koji se takođe naziva senzor ili senzor. Princip rada zatvarača kamere je da kada se pritisne dugme, ono podiže ogledalo i menja njegov ugao nagiba. U ovom trenutku svjetlosni tok udara u senzor, nakon čega se slika obrađuje i prikazuje na ekranu.

Princip rada SLR kamere povezan je sa dijafragmom, koja se postepeno lagano otvara kako bi omogućila prolaz zracima. Sastoji se od latica čiji položaj određuje prečnik centralnog kruga i količinu propuštene svetlosti. Zrak udara u sočiva, a zatim u ogledalo, ekran za fokusiranje i pentaprizam, gdje se slika okreće, a zatim u tražilo. Tu fotograf vidi pravu sliku. Princip rada kamere bez ogledala razlikuje se po tome što nema takvo tražilo. Često se zamjenjuje ekranom ili elektronskom verzijom. Fazni autofokus je takođe dostupan samo za SLR kamere. Druga razlika je u tome što kada se pritisne dugme zatvarača, lampica odmah udara u matricu kamere.

Fokusiranje na objekat

Kvalitet slike varira u zavisnosti od toga kako svetlost prolazi kroz sočivo kamere. Povezan je sa uglom pod kojim svjetlosni snop ulazi u njega i njegovom strukturom. Ovaj put ovisi o dva glavna faktora. Prvi je ugao ulaska svetlosnog snopa u sočivo. Druga je struktura sočiva. Ugao ulaza svetlosti se menja kada se objekat pomeri bliže ili dalje od njega. Zrake koje ulaze pod oštrijim uglom će izaći pod tupijim uglom, i obrnuto. Objektiv kamere snima sve reflektovane zrake svetlosti i koristi staklo da ih preusmeri u jednu tačku, stvarajući jasnu sliku. Opšti "ugao savijanja" u bilo kojoj određenoj tački ostaje konstantan.

Ako s jetlo ne udari u pra u, slika će izgledati mutno ili An fokusa. U stvari, savijanje sočiva povećava udaljenost između različitih tačaka na njemu. Zrake iz bliže tačke konvergiraju dalje od sočiva nego od one koja je dalje. Odnosno, stvarna slika bližeg objekta formira se dalje od sočiva nego od udaljenijeg. Ukupni "ugao savijanja" određen je strukturom sočiva. Objektiv kamere rotira da se fokusira, krećući se bliže ili dalje od površine filma ili matrice. Sočivo zaobljenijeg oblika imat će oštriji ugao savijanja. Ovo povećava vreme tokom kojeg se jedan deo svetlosnog talasa kreće brže od drugog dela, tako da se svetlost oštrije okreće. Kao rezultat toga, fokusirana stvarna slika se formira dalje od sočiva kada sočivo ima ravniju površinu.

Veličina sočiva i veličina fotografije

Kako se rastojanje između sočiva i stvarne slike povećava, svetlosni zraci se šire, formirajući veću sliku. Ravno sočivo projektuje veliku sliku, ali film je izložen samo u njegovom srednjem delu. U stvari, sočivo je fokusirano na sredinu kadra, povećavajući malu površinu ispred posmatrača. Kada se prednji deo stakla udalji od senzora kamere, predmeti se približavaju. Žižna daljina je mjerenje udaljenosti između mjesta gdje svjetlosni zraci prvi put udare u sočivo i mjesta gdje dolaze do senzora kamere. Profesionalne kamere vam omogućavaju da instalirate različite objektive, sa različitim uvećanjem. Stepen uvećanja opisan je žižnom daljinom. U fotoaparatima se definira kao udaljenost između sočiva i stvarne slike objekta na velikoj udaljenosti.

Razlike između sočiva

Veći broj žižnih daljina ukazuje na veće uvećanje slike. Različita sočiva su pogodna za različite situacije. Ako snimate planinski lanac, možete koristiti sočivo sa posebno velikom žižnom daljinom. Oni vam omogućavaju da se fokusirate na određene elemente u daljini. Ako treba da napravite portret izbliza, onda će vam poslužiti širokougaona sočiva. Ima mnogo kraću žižnu daljinu, pa komprimira scenu pred fotografom.

Hromatska aberacija

Objektiv kamere je zapravo nekoliko sočiva kombinovanih u jednu jedinicu. Jedno konvergentno sočivo može formirati stvarnu sliku na filmu, ali će biti izobličeno brojnim aberacijama. Jedan od najznačajnijih faktora deformacije je da se različite boje spektra različito savijaju pri kretanju kroz sočivo. Ova hromatska aberacija u suštini stvara sliku na kojoj nijanse nisu pravilno poravnate. Kamere to kompenziraju korištenjem više sočiva napravljenih od različitih materijala. Svako sočivo različito obrađuje boje, a kada se kombinuju na određeni način, boje se preuređuju. Objektiv sa zumom ima mogućnost pomeranja različitih elemenata sočiva napred-nazad. Promjenom udaljenosti između pojedinačnih sočiva možete podesiti silu uvećanja sočiva u cjelini.

Senzori za Film i sliku

Uređaj i princip rada kamere takođe su povezani sa snimanjem informacija na mediju. Istorijski gledano, fotografi su takođe bili neka vrsta hemičara. Film se sastoji od fotosenzitivnih materijala. Kada su ovi materijali izloženi svjetlosti sa sočiva, snimaju oblik predmeta i detalje, na primjer, koliko svjetlosti dolazi od njih. U mračnoj sobi, film je razvijen izlaganjem nizu hemijskih kupki kako bi se slika pojavila. Princip rada kamere sa senzorom donekle se razlikuje od rada filma. Iako su sočiva, metode i termini isti, matrica digitalne kamere više liči na solarni panel nego na traku filma. Svaki senzor je podijeljen na milione crvenih, zelenih i plavih piksela ili megapiksela. Kada svjetlost udari u piksel, senzor ga pretvara u energiju, a računar ugrađen u kameru čita koliko energije nastaje.

Zašto su megapikseli važni

Princip rada matrice kamere je mjerenje koliko energije ima svaki piksel i omogućava mu da odredi koja su područja slike svijetla i tamna. A pošto svaki piksel ima vrijednost boje, računar kamere može procijeniti boje na sceni gledajući koji su drugi susjedni pikseli registrovani. Prikupljajući informacije iz svih piksela, računar je u stanju da približi oblike i boje objekta koji se snima. Ako svaki piksel prikuplja informacije o svjetlu, tada senzori kamere sa velikim brojem megapiksela mogu snimiti više detalja.

Zato Proizvođači često reklamiraju megapiksele kamere dodavanjem kratkog objašnjenja kako kamera funkcioniše. Iako je to donekle tačno, veličina senzora je takođe važna. Veće matrice će prikupiti više svjetla, što će pomoći da se dobije bolji kvalitet slike pri slabom osvjetljenju. Pakovanje velikog broja megapiksela u mali senzor zapravo degradira kvalitet slike jer su pojedinačni pikseli premali. Standardno sočivo sa žižnom daljinom od 50 mm ne dozvoljava vam da značajno povećate ili smanjite sliku, što je čini idealno za snimanje objekata koji nisu preblizu ili daleko.

Kako to funkcioniše "Polaroid"

Prijenosni foto studio u kojem možete fotografirati gotovo trenutno — dugo je to bio samo san. Sve dok se nije pojavila neobična kamera koja vam omogućava da ne čekate sedmicama na štampanje slika. Edwin Land stvorio prvu kameru "Polaroid". Imao je ideju o stvaranju trenutne fotografije i zatražio je od Kodaka finansiranje. Ali firma je to shvatila kao šalu i samo mu se nasmijala. Edwin Land je otišao kući i počeo raditi na drugim projektima za prikupljanje novca. Stvorio je Polaroid objektiv, a zatim izumio svoj poznati prijenosni foto studio.

Princip rada kamere "Polaroid" sličan je mehanizmu rada konvencionalne filmske kamere, unutar koje se nalazila plastična baza prekrivena česticama jedinjenja srebra osjetljivim na svjetlost. U svakoj praznini za fotografiju nalaze se isti fotoosjetljivi slojevi smješteni na plastičnom Limu. Sadrže sve potrebne hemikalije za razvoj fotografije. Ispod svakog sloja boje postoji još jedan sa bojom. Ukupno na kartici postoji više od 10 različitih slojeva, uključujući neprozirni osnovni sloj, koji predstavljaju prazninu za hemijsku reakciju. Komponenta koja pokreće proces je reagens, mješavina deaktivatora, alkalija, bijelog pigmenta i drugih elemenata. Nalazi se u sloju neposredno iznad fotosenzitivnih slojeva i odmah ispod sloja slike.

Princip rada kamere "Polaroid" da li se prije slikanja sav materijal reagensa sakuplja u obliku kugle na granici plastičnog lima, dalje od fotoosjetljivog materijala. Nakon pritiska na dugme, Ivica filma izlazi iz kamere kroz par valjaka koji raspoređuju materijal reagensa u sredini okvira. Kada se reagens rasporedi između sloja slike i fotoosetljivih slojeva, on reaguje sa drugim hemijskim elementima. Neprozirni materijal sprečava filtriranje svjetlosti na donje slojeve, tako da film prije nije u potpunosti izložen.

Hemijski reagensi se kreću prema dolje kroz slojeve, pretvarajući izložene čestice svakog sloja u metalno srebro. Tada hemikalije rastvaraju boju razvijača, tako da počinje prodirati prema gore na sloj slike. Područja metalnog srebra u svakom sloju koja su bila izložena svjetlosti hvataju boje tako da prestanu da se kreću prema gore. Samo boje iz neeksponiranih slojeva će se kretati do sloja slike. Svjetlost reflektirana od bijelog pigmenta u reagensu prolazi kroz ove obojene slojeve. Kiseli sloj u filmu reaguje sa alkalijama i deaktivatorima u reagensu, što rezultira postepenim pojavljivanjem slike. Potrebno je svjetlo da se manifestuje do kraja, a obično fotograf, uklanjajući karticu, vidi posljednji hemijski proces povezan s razvojem filma.