Kako se slika posname s kamero?

Fotografija je postala del našega življenja. Vsak dan fotografiramo, jih delimo s prijatelji in družino ter tiho spodbujamo druge k temu, ne da bi se tega sploh zavedali, kar ima za posledico neverjetno količino fotografij, posnetih po vsem svetu.

S pritiskom na sprožilec se v fotoaparatu začne verižna reakcija, ki vodi do snemanja slike. Gre za niz dogodkov, ki se zgodijo eden za drugim v fotoaparatu, vse pa sproži pritisk na sprožilec. To je kot učinek domin – gladko in učinkovito.

Kaj je zaslonka v fotografiji? - ...Kaj je zaslonka v fotografiji? - Kaj je in kako ga uporabljati

Ste se kdaj vprašali, kaj točno se dogaja v fotoaparatu med tem procesom ustvarjanja slike? Ste kdaj želeli izvedeti, kako kamera zajame sliko? Danes bomo izvedeli vse o tem in še več.

Kako deluje kamera?

Kamera je za svetlobo neprepustna škatla z majhno luknjo na enem koncu. Skozi to luknjo vstopi svetloba v fotoaparat in slika se oblikuje na fotografskem mediju. To je najenostavnejša razlaga notranjih funkcij kamere. Vendar pa se poleg te preproste razlage približno sto različnih procesov odvija kot po maslu.

Od svetlobe do slike, kako nastane slika v fotoaparatu?

Zahvaljujoč prihodu zmogljivih pametnih telefonov z vgrajenimi sistemi kamer je zmogljiva kamera v skoraj vsaki roki po vsem svetu. Če je Kodak Brownie prinesel fotografijo povprečnemu potrošniku, so pametni telefoni zagotovo prinesli fotografijo na doseg vsakogar.

Ne glede na znamko ali model fotoaparata, ki ga gledate, je v bistvu sestavljen iz treh glavnih delov. Lahko jih ločimo na objektiv, ohišje fotoaparata in svetlobno občutljiv medij, ki pretvarja optične signale v elektronske informacije.

Svetlobni žarki vstopajo v fotoaparat skozi objektiv. Gredo skozi ohišje kamere in zadenejo senzor na zadnji strani kamere, kjer nastane slika.

Oglejmo si podrobneje vsako od teh komponent, da poskusimo ugotoviti natančno vlogo, ki jo ima vsaka od njih v procesu ustvarjanja slike.

1. del – Objektiv:zajemanje svetlobnih žarkov

Prvi del kamere se ukvarja s svetlobnimi žarki, ki prihajajo v kamero. To počne skozi tulec leče.

Ohišje objektiva ima optične steklene elemente. Naloga teh steklenih elementov je zbiranje razpršenih svetlobnih žarkov in njihovo usmerjanje na film ali slikovni senzor na zadnji strani fotoaparata, da ustvarijo sliko.

Poleg tega obstaja nekaj drugih steklenih elementov, ki pomagajo izostriti sliko.

Poleg teh je še veliko drugih elementov, od katerih ima vsak svojo vlogo. Ti vključujejo elemente ED, ki pomagajo pri popravljanju kromatskih aberacij, elemente VR za preprečevanje tresenja slike in tako naprej.

Ena bistvenih lastnosti vašega objektiva je funkcija povečave. Vse leče pa nimajo te funkcije. Objektivi, ki ne morejo povečati, so znani kot fiksni objektivi.

Ko obrnete obroč za povečavo na ohišju objektiva, se določeni elementi v ohišju objektiva premaknejo nazaj in naprej. To gibanje ima učinek povečave na sliko. Torej, ko povečate, je motiv videti večji, ko ga pomanjšate, pa manjši.

2. del – Senzor digitalnega fotoaparata

Digitalni senzor je najpomembnejši vidik vašega fotoaparata. To je digitalni senzor, ki zajema svetlobo in jo pretvarja v električne signale. V starejših časih je bil namesto digitalnega senzorja fotografski film.

Takoj za tem bom razpravljal o fotografskem filmu.

Digitalni senzor je sestavljen iz tanke plošče. Na eni strani plošče je niz fotodiod, občutljivih na svetlobo. Na drugi strani senzorja je nastavek za ožičenje.

Pri nekaterih starejših sistemih kamer je bilo ožičenje na isti strani kot fotodiode. To je bil v osnovi slab dizajn. To je povzročilo veliko nereda in povzročilo izgubo svetlobe in povečano količino hrupa.

Sodobni senzorji fotoaparata so zasnovani bolje. Zasnovani so z uporabo zložene arhitekture, ki dodatno zmanjša šum in izboljša kakovost slik. Poleg tega zasnova z osvetlitvijo od zadaj zagotavlja, da lahko fotodiode zberejo veliko več svetlobe in posledično ustvarijo čistejše slike.
Podrobno bom razpravljal o delovanju tipičnega slikovnega senzorja v naslednjem poglavju spodaj.

Film za fotoaparat

Pred digitalnim senzorjem je bil fotografski film. Fotografski film je bil populariziran in množično izdelan v času Georgea Eastmana. Toda v prvih dneh fotografskega filma ta ni bil izdelan iz plastičnega materiala. Namesto tega je bil narejen s papirjem. Prozorna folija na osnovi nitroceluloze se je začela leta 1889.

Sodobni fotografski film je tanek trak prozorne filmske podlage, katerega ena stran je prevlečena s plastjo želatinske emulzije. V tej emulziji se uporabljajo kristali srebrovega halogenida. Ta srebrov halogenidni kristal določa svetlobno občutljivost prevlečene površine, ločljivost in splošno kakovost slike.

Temnica

Temnica je povezana z razvojem in tiskanjem fotografskega filma. To je prastar proces, ki je zaradi pojava digitalnih senzorjev in obdelave slik v fotoaparatu postal neuporaben.

Temna soba je prostor, neprepusten za svetlobo, ki se uporablja za razvijanje zvitkov posnetega filma.

Pripravi se vrsta kemičnih kopeli in negativ se kopa v teh raztopinah, da se začne razvoj in ko je proces razvijanja končan, da se ustavi nadaljnji razvoj. Prva rešitev je znana kot razvijalec, druga pa je stop bath.

Ko so zvitki filma razviti, se natisnejo s tiskarskim papirjem. Povečevalnik se uporablja za prenos svetlobe skozi njega in na fotografski papir, ki vsebuje svetlobno občutljiv srebrov halid.

3. del – Telo kamere

Fotoaparat je glavni del vaše fotografske enote.

V uporabi je veliko različnih vrst sistemov kamer. O teh vidikih se tukaj ne bom spuščal preveč v podrobnosti.

V širšem smislu lahko sisteme kamer razdelimo na dva segmenta – (a) tiste s sistemom zamenljivih leč in (b) tiste s sistemom fiksnih leč.

Oba sta priljubljena in oba imata svoje prednosti in slabosti. Toda prvi (najbolj prevladujejo tisti s sistemom izmenljivih leč).

Ti sistemi kamer imajo bajonet za objektiv, kar pomeni, da lahko zamenjate objektive in izberete, kateri objektiv boste uporabili v določeni situaciji fotografiranja. Zato ime fotoaparati z zamenljivimi objektivi.

Trenutno sta v uporabi dve glavni vrsti sistemov fotoaparatov z zamenljivimi objektivi – (a) DSLR-ji in (b) brezzrcalni fotoaparati.

Mehanika kamere DSLR in kako deluje

Poglejmo si fiziko oblikovanja slike znotraj enega od teh sistemov kamer. Tako DSLR kot brezzrcalni sistemi imajo eno skupno stvar:digitalni senzor na zadnji strani fotoaparata. Imajo tudi eno veliko razliko, in to je refleksno ogledalo. DSLR-ji jih imajo, brezzrcalni fotoaparati pa ne. To tudi pojasnjuje, zakaj ima DSLR optično iskalo, brezzrcalni fotoaparat pa elektronsko iskalo.

Oba sistema kamer sta precej podobna; Vzel bom DSLR, da razložim dejanski postopek ustvarjanja slike v enem od teh sistemov kamer.

Objektiv

Kot je bilo že pojasnjeno, DSLR pomeni digitalni refleks z eno lečo. Beseda refleks pomeni refleksno ogledalo znotraj fotoaparata. Ko pogledate skozi iskalo fotoaparata DSLR, je pogled, ki ga gledate, tisti, ki ga ustvari svetloba, ki vstopi v fotoaparat in se odbije v refleksnem ogledalu.

Zdaj že veste, da ohišje objektiva omogoča svetlobi, da pride v notranjost fotoaparata. Objektiv ima majhno odprtino, imenovano zaslonka. To velikost zaslonke je mogoče nadzorovati z nizom mehanskih in elektronskih krmilnikov na fotoaparatu.

Večja kot je odprtina zaslonke, večja količina svetlobe vstopi v fotoaparat in obratno.

Refleksno ogledalo

Ko svetloba vstopi v cev objektiva, zadene refleksno kamero. Ta refleksna kamera je nastavljena pod kotom 45 stopinj, da olajša odboj svetlobe navzgor pod kotom 90 stopinj.

Potem ko se odbije od refleksnega zrcala, se nadalje odbije od pentazrcala ali pentaprizme, odvisno od vrste fotoaparata DSLR, ki ga imate. Po odboju se svetloba nato usmeri skozi iskalo na zadnji strani fotoaparata. To je pogled, ki ga lahko vidite, ko gledate skozi iskalo.

A to še ni vse. Ko pritisnete sprožilec, se refleksno ogledalo pred slikovnim senzorjem obrne navzgor in stran od vhodne svetlobe. Svetloba ima zdaj prosto pot proti senzorju na zadnji strani fotoaparata.

Zavese za polkna

Toda preden se to lahko zgodi, se morajo zavese na polknih odpreti. Vsak fotoaparat DSLR ima dve zavesi zaklopa. Prvi se odpre, da svetloba vstopi in doseže senzor. Drugi sledi takoj za zapiranjem odprtine. Ko je postopek ustvarjanja slike končan, se zavese ponastavijo in so pripravljene za naslednji posnetek.

Slikovni senzor

Končni proces se zgodi, ko svetlobni žarki dosežejo slikovni senzor. Vsako fotodiodo na slikovnem senzorju lahko primerjamo z vedrom, ki zbira vodo. Le da v tem primeru fotodiode zbirajo fotone.

Fotoni se pretvorijo v elektronsko informacijo. Ustrezno je omeniti, da je vsaka fotodioda prekrita s filtrom, ki omogoča filtriranje le ene od treh osnovnih barv. Vse preostale barve se zavržejo.

Fotodiode so razporejene v niz, kjer so zbrane tri osnovne barve – modra, zelena in rdeča. Zanimivo je, da je zelenih filtrov dvakrat več kot rdečih ali modrih. Razlog je v tem, da je človeško oko bolj dovzetno za videnje zelene barve kot rdeče ali modre barve. Dvakrat več zelenih slikovnih pik omogoča čistejšo in bolj naravno sliko.

Postopek samodejnega ostrenja s samodejnim ostrenjem s faznim zaznavanjem

Postopek samodejnega ostrenja je razmeroma nova tehnologija v fotoaparatih. Nimam prostora, da bi tukaj razpravljal o vsem o samodejnem ostrenju in njegovi zgodovini. Lahko rečem, da je bilo samodejno ostrenje pri zgodnjih sistemih fotoaparatov DSLR odvisno od mehanizma objektiva, kjer je bil uporabljen razdelilnik žarka za razdelitev svetlobnih žarkov, ki prihajajo v fotoaparat in zadenejo glavno refleksno ogledalo.

Po udarcu v glavno refleksno ogledalo je bila svetloba preusmerjena na senzor za samodejno ostrenje na dnu kamere. Razdeljeni žarek je zadel sekundarno ogledalo, preden je dosegel senzor za samodejno ostrenje. To je zelo zapletena tehnologija, ki je odvisna od mehanske učinkovitosti zasnove fotoaparata.

Tehnologija samodejnega ostrenja s faznim zaznavanjem in njene najnovejše izboljšave

Edina večja pomanjkljivost tradicionalnega mehanizma samodejnega ostrenja s faznim zaznavanjem je, da s kamero v načinu ogleda v živo ne deluje. Proizvajalci fotoaparatov so se morali zanašati na starejši in počasnejši mehanizem samodejnega ostrenja z zaznavanjem kontrasta, da bi zaklenili ostrenje v načinu pogleda v živo.

Sodobni sistemi kamer DSLR uporabljajo nadgrajeno tehnologijo samodejnega ostrenja s faznim zaznavanjem. Tehnologija uporablja zasnovo samodejnega ostrenja z zaznavanjem faze na čipu, ki je vgrajena v glavni senzorski čip.

Canon je bil prva znamka fotoaparatov s to novo tehnologijo samodejnega ostrenja. Poimenovali so ga Dual Pixel Auto Focus. Danes večina proizvajalcev kamer uporablja isto tehnologijo v različnih oblikah. Podobno tehnologijo najdete v pametnih telefonih.

Sklepne misli

Notranji proces kamere je pričevanje o iznajdljivosti človeškega uma. Od svojih skromnih začetkov pred približno 2000 leti, ko je bila kamera obscura prvič odkrita, do sodobnega čuda, kot je brezzrcalni fotoaparat, je tehnologija prehodila dolgo pot. In s tem se je razvil proces ustvarjanja podob.

Kar pa se ni spremenilo, so osnovna načela ustvarjanja podob, pravila in smernice. Še vedno je človeški um tisti, kjer se slika najprej oblikuje, preden jo posname kamera.

Človeški um nenehno premika meje tega, kar je mogoče s fotoaparatom. Nova tehnologija je preprosto olajšala zajemanje vida, ni pa mogla odstraniti šest centimetrov za njim.

Se vam zdi to zanimivo branje? Želite izvedeti več o delovanju fotografskega objektiva? Preverite to.