Jak działa lustrzanka i działa

Aparat został wynaleziony w 1861 roku w celu odbierania i przechowywania nieruchomych obrazów. Pierwotnie w urządzeniu zostały one zamocowane na specjalnych płytach, a później na filmie. Od lat 70. XX wieku rozpoczął się intensywny rozwój technologii cyfrowej. Klasyczne (filmowe) aparaty fotograficzne stopniowo zaczynają schodzić na dalszy plan. Do chwili obecnej zostały prawie zastąpione aparatami cyfrowymi. Te nowoczesne urządzenia pozwalają uzyskać wysokiej jakości obrazy. Najczęściej są to lustrzane, lustrzane i kompaktowe modele. Zaleca się używanie dwóch pierwszych typów produktów dla tych, którzy tworzą zdjęcia. Jednocześnie dla tego rodzaju działalności konieczne jest poznanie urządzenia kamery i zasady jej działania.

Zasada działania kamer

Zasada działania aparatów fotograficznych cyfrowych i filmowych jest w zasadzie identyczna. Bardzo uproszczony schemat może być przedstawiony w następujący sposób:

  • po naciśnięciu przycisku przesłona otwiera się, a światło odbite od obiektu przechodzi przez obiektyw do aparatu fotograficznego;
  • W rezultacie na elemencie światłoczułym (matrycy lub folii) powstaje obraz - fotografowanie;
  • Migawka zamyka się, po czym urządzenie jest gotowe do robienia kolejnych zdjęć.

Cały opisany proces fotografowania odbywa się w ułamku sekundy. Różne modele fototechniki ze względu na ich cechy konstrukcyjne, ich szczegółowy przepływ jest różny.

W przeciwieństwie do kamer filmowych w zapisie cyfrowym zamiast fotochemicznego, stosuje się metodę fotoelektryczną . Jego istota polega na tym, że strumień świetlny jest przetwarzany na sygnał elektryczny, który jest następnie zapisywany na nośniku pamięci (cyfrowym urządzeniu pamięciowym).

Przechwycony obraz jest natychmiast dostępny do oglądania na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym, co jest bardzo wygodne do oceny wyniku. Można go zapisać na komputerze lub laptopie w celu późniejszego przeglądania, przechowywania, edycji, przesyłania (na przykład przez Internet) lub drukowania na papierze fotograficznym przy użyciu drukarki.

Podstawowe elementy aparatu cyfrowego

Lustrzana kamera cyfrowa należy do najdoskonalszego w projektowaniu i funkcjonowaniu szerokiej grupy sprzętu fotograficznego. Na jego przykładzie wygodnie jest rozważyć urządzenie aparatu fotograficznego jako całość. Wynika to z faktu, że można zapoznać się z elementami konstrukcyjnymi, które można znaleźć w innych typach tej techniki.

Główne elementy cyfrowej lustrzanki to:

  • soczewki;
  • macierz;
  • przepona;
  • migawka;
  • pentaprism;
  • wizjer;
  • lusterka obrotowe i pomocnicze;
  • nieprzezroczysta obudowa.

Szczegółowy schemat budowy kamery przedstawiono poniżej. Pokazuje, że rozpatrywane główne części są bezpośrednio zaangażowane w proces uzyskiwania obrazu.

Bez obecności dodatkowych części, np. Lampy błyskowej, karty pamięci, baterii, wyświetlacza ciekłokrystalicznego, różnych czujników, nie można również obsługiwać aparatu i odbierać zdjęć o wysokiej jakości. Ale te konstruktywne elementy nie są bezpośrednio związane z zasadą działania sprzętu fotograficznego.

Obiektyw aparatu

Obiektyw jest układem optycznym, który składa się z soczewek umieszczonych wewnątrz ramy. Są to szkło lub plastik (w tanich modelach technologii). Strumień świetlny przechodzący przez soczewki jest załamywany i tworzy obraz na matrycy. Dobre soczewki pozwalają uzyskać ostre, wyraźne obrazy bez zniekształceń.

Nowe modele soczewek mogą być wyposażone w układy elektroniczne, sterujące na przykład stabilizatorem optycznym, membraną. Ale w starszych aparatach elektronika może nie działać.

Główne cechy soczewek to:

  1. Przysłona jest parametrem, który pokazuje zależność pomiędzy jasnością wyświetlanego obiektu a oświetleniem obrazu uzyskanego w płaszczyźnie ogniskowej (na matrycy) za pomocą układu optycznego.
  2. Długość ogniskowej to odległość w milimetrach od środka optycznego soczewki do znaku płaszczyzny ogniskowej (ostrości), w której znajduje się matryca. Zależy od tego kąt widzenia (pole widzenia) optyki i rozmiar wynikowego obrazu.
  3. Zoom - zdolność systemu optycznego do powiększania odległych obiektów (powiększania ich obrazu). Określa go stosunek długości ogniskowej (maksimum do minimum).
  4. Rodzaj bagnetu.

Podczas oznaczania soczewek zazwyczaj pierwsza liczba (lub para cyfr) wskazuje długość ogniskowej, a druga (lub para) - natężenie światła. Klasyfikacja soczewek według ogniskowej i kąta patrzenia jest pokazana na poniższym zdjęciu. Bardziej uniwersalny jest standardowy rodzaj optyki.

Ważne! Skuteczność świetlna soczewek zależy od jaskrawości. Im więcej, tym lepiej sprzęt fotograficzny, a zatem kosztuje więcej. System optyczny, który ma większy otwór przysłony, pozwala robić zdjęcia z krótszym czasem otwarcia migawki niż przy mniejszym wskaźniku.

Naprawianie optyki

Soczewki są przymocowane do korpusu kamery bagnetem. Jest to specjalne, bardzo precyzyjne połączenie (często o standardowym typie). Strukturalnie, ten zespół mocujący może być wykonany w postaci nakrętki złączkowej wyposażonej w szczeliny lub występy na ramie z rowkami odpowiadającymi im na obudowie. Istnieją modele produktów, w których połączenie bagnetowe jest reprezentowane przez duży gwint o krótkim skoku.

Główne cechy bagnetu to:

  • średnica, która wpływa na jasność soczewki;
  • segment roboczy (schematycznie pokazany na zdjęciu poniżej), który określa zakres roboczych ogniskowych.

Ważne! Segmenty operacyjne kamery i obiektywu muszą się zgadzać. Z tego bezpośrednio zależy możliwość zainstalowania optyki różnych systemów za pomocą adaptera do aparatu fotograficznego.

Membrana i jej funkcje

Membrana jest mechanizmem przeznaczonym do regulacji strumienia świetlnego, który uderza w matrycę aparatu cyfrowego . Leży między soczewkami wewnątrz soczewki.

Strukturalnie, część składa się z zestawu nakładających się płatków (ich zwykle liczba wynosi od 2 do 20 sztuk), które mogą mieć różne kształty. Wielkość ich wzajemnego przesunięcia w stosunku do położenia podstawowego decyduje o wielkości powstałego kołowego (gdy jest całkowicie otwarty) lub wielobocznego (z częściowym) otworem. Ze względu na fakt, że mechanizm otwiera się i zamyka, zmienia się ilość światła wejściowego. Drogie i wysokiej jakości optyka jest wyposażona w wielopłatkowe membrany .

Od średnicy otworu przysłony zależy głębokość pola (głębia ostrości przedstawianego obrazu): im mniejszy rozmiar okręgu, tym większy GRIP. Ta relacja umożliwia fotografom tworzenie różnych efektów podczas fotografowania, na przykład w celu oddzielenia obiektu od tła.

Oprócz rozpatrywanych parametrów wielkość otworu przysłony wpływa na takie parametry wynikowego obrazu:

  • aberracja (błąd lub błąd w transmisji obrazu), której wartość jest najmniejsza, gdy apertura jest maksymalnie zamknięta;
  • dyfrakcja (zginanie fal świetlnych przeszkód), wyrażona przez zmniejszenie zdolności optyki do odtworzenia obrazu obiektów znajdujących się w pobliżu (wskaźnik nazywany jest rozdzielczością obiektywu), przy zmniejszeniu wielkości przesłony przepuszczającej światło;
  • winietowanie (zmniejszenie natężenia oświetlenia, pochodzące ze środka obrazu do jego krawędzi), najwyraźniej przejawiające się maksymalnym otworem przysłony.

Apertura jest zwykle oznaczona literą "f". Numer obok wskazuje średnicę otworu. W tym przypadku im mniejsza liczba, tym większy rozmiar wyznaczonego przez nią otworu. Średnica 2.8 w tym czasie jest maksymalna na większości obiektywów. Dyfrakcja z aberracją jest zrównoważona w przeponach od f / 8 do f / 11. W takim przypadku obiektyw ma maksymalną rozdzielczość.

W lustrzankach nowoczesnej produkcji obiektywy wyposażone są w przepony irysowe typu skokowego. Zbliżają się do ustawionej wartości tylko w momencie fotografowania. Aby móc ocenić głębokość pola obrazu przy określonej średnicy otworu, wiele lustrzanek jest wyposażonych w repeater . Jest to mechanizm zmuszający membranę do zbliżenia się do wartości roboczej.

Praca z lustrami

Światło, które przeszło przez otwór przepony, uderza w lustro. Tam przepływ jest podzielony na 2 części. Jeden z nich wchodzi do czujników fazy (odbijanych od lustra pomocniczego), które są przeznaczone do określenia, czy obraz jest ostry. Następnie system ustawiania ostrości nakazuje obiektywowi poruszanie się. W takim przypadku stają się one obiektem zainteresowania obiektu, który ma zostać sfotografowany. To samo dostrajanie nazywa się autofoksem fazowym . Jest to jedna z głównych zalet lustrzanek cyfrowych przed lustrzanymi aparatami cyfrowymi. Aby zobaczyć lustro w obudowie, wystarczy usunąć elementy optyczne.

Drugi strumień trafia w ekran ogniskowania (szkło matowe). Dzięki temu fotograf może natychmiast docenić głębię ostrości przyszłego obrazu i dokładność ustawiania ostrości. Soczewka wypukła znajdująca się nad ekranem ostrości zwiększa rozmiar wynikowego obrazu. Lustro jest usuwane po naciśnięciu spustu, umożliwiając wejście światła do matrycy bez przeszkód.

Całą kategorię sprzętu fotograficznego reprezentują modele ze stałym półprzezroczystym lustrem. Jego użycie pozwala na używanie autofokusa nie tylko podczas robienia zdjęć, ale także podczas filmowania w trybie "Live View". Możliwe jest również ciągłe obserwowanie.

Funkcje i odmiany zamknięć

Po naciśnięciu spustu działa również przesłona, która jest zainstalowana między lustrem a matrycą. Jego celem jest regulacja dostępu do matrycy świetlnej. Czas otwarcia migawki nazywamy czasem otwarcia migawki. W tym przedziale czasu ma miejsce proces naraŜenia.

Żaluzje na lusterkach są dwojakiego rodzaju:

  • mechaniczne (najczęściej);
  • elektroniczny (cyfrowy).

Strukturalnie, mechaniczne przesłony są umieszczone pionowo lub poziomo 1 lub 2 nieprzezroczyste dla przepływu kurtyny świetlnej. Główną cechą takich bram są szybkość i opóźnienie. Pod tym pojęciem rozumie się szybkość otwierania rolet po naciśnięciu spustu.

Otwieranie i zamykanie rolet następuje bardzo szybko (w ułamku sekundy) z powodu elektromagnesów lub sprężyn. Czas otwarcia migawki to czas potrzebny do zrobienia zdjęcia po naciśnięciu spustu migawki. Mechaniczne okiennice mają ograniczenie działania. Ekspozycje od około 1/8000 sekund uzyskuje się przy użyciu już cyfrowych żaluzji.

Elektroniczna migawka nie jest żadnym pojedynczym urządzeniem, ale zasadą kontrolowania ekspozycji (ilość światła wpadającego) przez matrycę. Narażenie w tym przypadku jest przedziałem czasowym między jego wyzerowaniem a momentem odczytania z niego informacji. Zastosowanie zamknięć elektronicznych charakteryzuje się możliwością uzyskiwania krótszych ekspozycji bez użycia mechanicznych drogich analogów.

Bardziej doskonałe są modele aparatów fotograficznych z kombinacją zamknięć elektronicznych i mechanicznych. W tym przypadku ten pierwszy jest używany do krótkich ekspozycji, a drugi do długich ekspozycji. Mechaniczna migawka chroni matrycę przed kurzem.

Ilość światła wpadającego do wnętrza, kontrolowana przez membranę, oraz szybkość migawki ustawiona przez migawkę są podstawą procesu fotografowania. Dzięki połączeniu tych wskaźników w różnych wariantach fotografowie osiągają różne efekty.

Pentaprism i wizjer

Strumień świetlny, przechodzący przez ekran ogniskujący, wpada w pentapryzm. Składa się z dwóch lusterek . Oryginalnie ze zwierciadła obrotowego obraz jest w odwróconej formie. Lustra pentaprism odwracają go, dając ostateczny obraz wizjerowi w jego normalnej postaci.

Wizjer to urządzenie, które umożliwia fotografowi wstępną ocenę klatek. Jego główne cechy to:

  • lordowska (zależy od jakości i przepuszczalności światła okularów, z których jest wykonana);
  • rozmiar (obszar);
  • Pokrycie (w nowoczesnych modelach sięga 96-100%).
Ważne! Łatwiej oceniaj ujęcia fotografa na dużych obiektywach z lżejszymi szkłami. Ale są instalowane tylko w modelach powyżej średniego poziomu.

Schemat ruchu strumienia świetlnego w wizjerze aparatu

Lustrzane kamery mogą być wyposażone w wizjery następujących typów:

  • optyczne;
  • elektroniczny;
  • odzwierciedlone.

Optyczne wizjery są najbardziej powszechne. Takie urządzenia to system soczewek umiejscowiony w pobliżu obiektywu. Ich zaletą jest brak zużycia energii, a wadą jest pewne zniekształcenie obrazu wpadającego w kadr.

Urządzenia elektroniczne to miniaturowy ekran ciekłokrystaliczny (LCD). Obraz jest przesyłany do niego z matrycy kamery. Wizjer elektroniczny może być używany nawet w silnym świetle słonecznym, ponieważ znajduje się wewnątrz obudowy. Ale podczas pracy zużywa energię elektryczną

Lustrzane wizjery są uważane za najlepsze, ponieważ są w stanie zapewnić najwyższy kontrast, jakość konturów obiektów. Takie urządzenia zostały przeniesione do cyfrowego aparatu fotograficznego z analogów filmowych. Obraz widoczny przez fotografa tworzy obracające się lustro.

Istnieją modele bez wizjerów. W nich obserwacja obrazów przez fotografa odbywa się za pomocą monitora LCD. Wadą takich ekranów jest to, że prawie nie można na nie patrzeć w jasnym świetle słonecznym. Ponadto monitory mogą mieć niewielką rozdzielczość.

Macierz cyfrowej lustrzanki

Macierz DSLR jest układem analogowym lub cyfrowo-analogowym z fotoczujnikami. Te ostatnie są światłoczułymi elementami, które zamieniają energię światła na ładunek elektryczny (proporcjonalny do jasności oświetlenia). W ten sposób macierze przekształcają obraz optyczny w sygnał analogowy lub w dane cyfrowe. Które następnie pochodzą z konwerterem łańcuchowym-karta pamięci-procesor.

Ważne! W celu otrzymania kolorowych obrazów, filtr światła reaguje. Jest zainstalowany przed mikroukładem.

Głównymi cechami macierzy są:

  • pozwolenie;
  • rozmiar;
  • światłoczułość (ISO);
  • związek między sygnałem a szumem (skupisko chaotycznie usytuowanych punktów o różnych kolorach, których pojawienie się wiąże się z brakiem oświetlenia obiektów).

Rozdzielczość rozumiana jest jako liczba światłoczułych elementów w części, mierzona w nowoczesnych instrumentach przez megapiksele (odpowiadające milionowi fotosensorów). Im więcej ich liczba, tym lepiej zostaną przesłane do zdjęcia małe szczegóły.

Rozmiar matrycy, mierzony po przekątnej, zależy od liczby fotonów, które może przechwycić, a także od szumu na wynikowym obrazie. Im więcej jest tego parametru, tym lepiej (mniejszy hałas). Przekątna szczegółów w popularnych modelach sprzętu fotograficznego wynosi 1 / 1, 8 -1 / 3, 2 cala.

Czułość macierzy mieści się w zakresie 50-3200. Duże wartości czułości umożliwiają robienie zdjęć w warunkach słabego oświetlenia, na przykład o zmroku lub w nocy. Ale to zwiększa poziom hałasu. Optymalny poziom czułości ISO wynosi od 50 do 400. Wzrostowi czułości towarzyszy wzrost poziomu hałasu.

W lustrzanej technice fotograficznej rozpowszechniły się dwa typy macierzy:

  • pełnoklatkowy (ten sam rozmiar co klatka filmu 35 mm);
  • okrojone (ze zredukowaną przekątną).

Macierze różnią się od siebie pod względem formatów, które są następujące:

  • Pełna ramka - pełnoklatkowa (35 × 24 mm);
  • APS-H - matryca profesjonalnych kamer (29 × 19-24 × 16 mm);
  • APS-C - są stosowane w modelach produktów konsumpcyjnych (23 × 15-18 × 12 mm).

Macierze pełnoklatkowe mają większy rozmiar niż skrócone. Są one wyposażone w profesjonalne modele kamer.

Systemy stabilizacji obrazu

Ze względu na ruch aparatu podczas fotografowania lub z powodu drżenia ręki, uzyskuje się rozmyte ramki. Dzięki temu zjawisku stabilizator obrazu walczy (nie jest dostępny we wszystkich modelach). Może być trzech typów:

  • optyczne;
  • z ruchomą matrycą;
  • elektroniczny (cyfrowy).

Pierwszym z nich jest obiektyw wbudowany w obiektyw, który jest kontrolowany przez specjalne czujniki. Układy z ruchomą matrycą (na przykład "Anti-shake") zakładają swoją stabilizację na ruchomej platformie. Są uważane za mniej skuteczne niż stabilizacja optyczna.

Elektroniczny vr (tłumik drgań) polega na konwersji tylko obrazów przez procesor. Cyfrowy stabilizator współpracuje z dowolnymi obiektywami.

Krótki opis innych części sprzętu fotograficznego

Obecność lampy błyskowej pozwala wyróżnić obiekty znajdujące się na pierwszym planie w pobliżu fotografa. Zazwyczaj wbudowane początkowo takie urządzenia charakteryzują się niską mocą. Z tego powodu półprofesjonalne i profesjonalne aparaty fotograficzne są wyposażone w złącze, które umożliwia podłączenie dodatkowych lamp błyskowych.

Funkcje aparatu zwiększają wykorzystanie błysków, które mogą tłumić efekt czerwonych oczu. Wygodne jest także kilka głównych trybów działania:

  • automatyczne;
  • obowiązkowe;
  • powolna synchronizacja;
  • bez lampy błyskowej.

Aby wykonać autoportrety lub wyeliminować fluktuacje kamery, skorzystaj z samowyzwalacza . To urządzenie powoduje opóźnienie między naciśnięciem spustu migawki a jego rzeczywistym wyzwalaniem.

Do notatki! Podczas długich zdjęć zaleca się stosowanie wielu modeli lustrzanek cyfrowych zamiast baterii zasilanych przez przejściówkę podłączoną za pomocą złącza DC. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy masz dostęp do sieci 220 V.

Procesor aparatu wykonuje następujące funkcje:

  • kontroluje błysk, interfejs aparatu, autofocus;
  • oblicza ekspozycję;
  • przetwarza dane z macierzy;
  • dostosowuje ostrość, światłoczułość, kontrast, balans bieli, szum i wiele innych parametrów obrazu;
  • zapisuje obraz na karcie pamięci, kompresując pliki;
  • zapewnia komunikację z urządzeniami zewnętrznymi (na przykład z komputerem).

Podczas przetwarzania danych cyfrowych przez procesor są one przechowywane w pamięci RAM. W celu stałego przechowywania informacji nośniki wymienne są używane w postaci kart pamięci o różnych formatach (na przykład SecureDigital - SD).

Ze względu na obecność przycisków sterujących można ręcznie sterować różnymi ustawieniami, na przykład: dostosować szybkość migawki przysłoną, ustawić czułość matrycy, balans bieli. Pozwala to na monitorowanie całego procesu robienia zdjęć, tworzenie pożądanych efektów.

Wniosek

Lustrzane kamery pozwalają uzyskać wysokiej jakości obrazy ze względu na obecność matryc o dużych rozmiarach. Dlatego są wykorzystywane w ich działalności przez profesjonalnych fotografów i amatorów, poważnie zaangażowanych w fotografię. Najważniejszym czynnikiem popularności aparatów fotograficznych SLR jest również wymienna optyka, która umożliwia robienie zdjęć za pomocą teleskopu, endoskopu lub mikroskopu.