Kako se slika snima kamerom?

Fotografija je postala dio naših života. Svaki dan snimamo slike, dijelimo ih s prijateljima i obitelji i tiho potičemo druge da to čine, a da toga nismo ni svjesni, što rezultira nevjerojatnom količinom fotografija koje se snimaju diljem svijeta.

Pritiskom na okidač pokreće se lančana reakcija unutar fotoaparata, što dovodi do snimanja slike. To je niz događaja koji se događaju jedan za drugim unutar fotoaparata, a svi se pokreću pritiskom na okidač. To je kao domino efekt - glatko i učinkovito.

Što je otvor blende u fotografiji? - ...Što je otvor blende u fotografiji? - Što je to i kako ga koristiti

Jeste li se ikada zapitali što se točno događa unutar fotoaparata tijekom tog procesa stvaranja slike? Jeste li ikada željeli znati kako kamera snima sliku? Danas ćemo naučiti sve o tome i više.

Kako radi kamera?

Kamera je kutija koja ne propušta svjetlo s malom rupom na jednom kraju. Kroz tu rupicu u kameru ulazi svjetlost i nastaje slika na fotografskom mediju. Ovo je najjednostavnije objašnjenje unutarnjih funkcija kamere. Međutim, osim ovog jednostavnog objašnjenja, oko stotinu različitih procesa događa se kao sat.

Od svjetla do slike, kako nastaje slika unutar kamere?

Zahvaljujući dolasku snažnih pametnih telefona s ugrađenim sustavima kamera, sposobna kamera je u gotovo svakoj ruci diljem svijeta. Ako je Kodak Brownie donio fotografiju prosječnom potrošaču, pametni telefoni su definitivno donijeli fotografiju na dohvat ruke svima.

Bez obzira na marku ili model fotoaparata koji gledate, on se u biti sastoji od tri glavna dijela. Možemo ih razdvojiti na objektiv, kućište fotoaparata i medij osjetljiv na svjetlo, koji optičke signale pretvara u elektroničke informacije.

Svjetlosne zrake ulaze u kameru kroz leću. Prolaze kroz tijelo kamere i udaraju u senzor na stražnjoj strani kamere, gdje nastaje slika.

Pogledajmo pobliže svaku od ovih komponenti kako bismo pokušali točno otkriti ulogu koju svaka od njih ima u procesu stvaranja slike.

1. dio – Objektiv:Hvatanje svjetlosnih zraka

Prvi dio kamere bavi se svjetlosnim zrakama koje ulaze u kameru. To čini kroz cijevi objektiva.

Cijev objektiva ima optičke staklene elemente. Zadatak ovih staklenih elemenata je akumulirati raspršene svjetlosne zrake i usmjeriti ih na film ili senzor slike na stražnjoj strani fotoaparata kako bi proizveli sliku.

Osim toga, tu su i neki drugi stakleni elementi koji pomažu fokusirati sliku.

Povrh ovih, postoje i mnogi drugi elementi, a svaki od njih ima svoje specifične uloge. To uključuje ED elemente koji pomažu u ispravljanju kromatskih aberacija, VR elemente za sprječavanje podrhtavanja slike i tako dalje.

Jedna od bitnih značajki vašeg objektiva je funkcija zumiranja. No nemaju sve leće tu funkciju. Objektivi koji ne mogu zumirati poznati su kao fiksni objektivi.

Kada okrenete prsten za zumiranje na tijelu objektiva, određeni elementi unutar cijevi objektiva pomiču se prema naprijed i prema natrag. Ovaj pokret ima učinak povećanja slike. Dakle, kada povećavate, subjekt se čini veći, a kada ga umanjujete, subjekt se čini manji.

Drugi dio – Senzor digitalne kamere

Digitalni senzor najbitniji je aspekt vašeg fotoaparata. To je digitalni senzor koji hvata svjetlost i pretvara je u električne signale. Ranije je umjesto digitalnog senzora postojao fotografski film.

Razgovarat ću o fotografskom filmu odmah nakon ovoga.

Digitalni senzor se sastoji od tanke ploče. Na jednoj strani ploče nalazi se niz fotodioda osjetljivih na svjetlost. Druga strana senzora ima nastavak za ožičenje.

Na nekim starijim sustavima kamera ožičenje je bilo na istoj strani kao i fotodiode. Ovo je u osnovi bio loš dizajn. To je dovelo do mnogo nereda i rezultiralo gubitkom svjetla i povećanom količinom buke.

Moderni senzori fotoaparata dizajnirani su bolje. Dizajnirani su korištenjem složene arhitekture koja dodatno smanjuje šum i poboljšava kvalitetu slika. Osim toga, dizajn sa stražnjim osvjetljenjem osigurava da fotodiode mogu prikupiti puno više svjetla i, kao rezultat toga, proizvesti čišće slike.
Raspravit ću detaljno o tome kako tipični senzor slike radi u sljedećem naslovu u nastavku.

Film za fotoaparat

Prije digitalnog senzora postojao je fotografski film. Fotografski film je populariziran i masovno proizveden u vrijeme Georgea Eastmana. Ali tijekom prvih dana fotografskog filma, nije se izrađivao od plastičnog materijala. Umjesto toga, napravljen je od papira. Prozirni film na bazi nitroceluloze započeo je 1889.

Moderni fotografski film je tanka traka prozirne filmske podloge s jednom stranom obloženom slojem želatinske emulzije. U toj emulziji koriste se kristali srebrnog halida. Ovaj kristal srebrnog halida određuje svjetlosnu osjetljivost obložene površine, razlučivost i ukupnu kvalitetu slike.

Tamna komora

Tamna komora povezana je s razvijanjem i tiskanjem fotografskog filma. To je stari proces koji je sada postao beskoristan zbog pojave digitalnih senzora i obrade slike u fotoaparatu.

Tamna soba je prostorija koja ne propušta svjetlo i koja se koristi za razvijanje rola snimljenog filma.

Priprema se niz kemijskih kupki, a negativ se kupa u tim otopinama kako bi se pokrenuo razvoj i kada je proces razvijanja gotov da se zaustavi daljnji razvoj. Prvo rješenje poznato je kao programer, a drugo je stop bath.

Nakon što su role filma razvijene, tiskaju se pomoću papira za ispis. Povećač se koristi za prijenos svjetla kroz njega i na fotografski papir koji sadrži srebrni halid osjetljiv na svjetlost.

3. dio – Tijelo kamere

Fotoaparat čini glavno tijelo vaše fotografske jedinice.

U upotrebi je mnogo različitih vrsta sustava kamera. Ovdje neću ulaziti u previše pojedinosti o tim aspektima.

U širem smislu, sustavi kamera mogu se podijeliti u dva segmenta – (a) oni sa sustavom izmjenjivih leća i (b) oni sa sustavom fiksnih leća.

Oba su popularna i oba imaju svoje prednosti i nedostatke. Ali prvi (najdominantniji su postali oni sa sustavom izmjenjivih leća).

Ovi sustavi kamera imaju bajonet za objektive, što znači da možete zamijeniti objektive i odabrati koji ćete objektiv odabrati u određenoj situaciji snimanja. Dakle, naziv fotoaparati s izmjenjivim objektivima.

Trenutno se koriste dvije glavne vrste sustava fotoaparata s izmjenjivim objektivima – (a) DSLR i (b) bez zrcala.

Mehanika DSLR fotoaparata i kako radi

Pogledajmo fiziku kako se slika formira unutar jednog od ovih sustava kamera. I DSLR i sustavi bez ogledala imaju jednu zajedničku stvar:digitalni senzor na stražnjoj strani fotoaparata. Imaju i jednu veliku razliku, a to je refleksno ogledalo. DSLR-i to imaju, a fotoaparati bez ogledala nemaju. To također objašnjava zašto DSLR ima optičko tražilo, a fotoaparat bez ogledala ima elektroničko tražilo.

Oba sustava kamera prilično su slična; Uzet ću DSLR da objasnim stvarni proces stvaranja slike u jednom od ovih sustava fotoaparata.

Objektiv

Kao što je već ranije objašnjeno, DSLR je kratica za digitalni refleks s jednom lećom. Riječ refleks označava refleksno ogledalo unutar fotoaparata. Kada gledate kroz tražilo DSLR fotoaparata, pogled koji gledate je onaj koji stvara svjetlost koja ulazi u fotoaparat i reflektira se preko refleksnog zrcala.

Do sada ste već svjesni da cijev objektiva omogućuje svjetlosti da uđe u fotoaparat. Objektiv ima mali otvor poznat kao otvor blende. Veličinom otvora blende može se upravljati pomoću niza mehaničkih i elektroničkih kontrola na fotoaparatu.

Što je veći otvor blende, veća je količina svjetla koja ulazi u fotoaparat i obrnuto.

Refleksno ogledalo

Nakon ulaska u cijev objektiva, svjetlost pada na refleksnu kameru. Ova refleksna kamera postavljena je pod kutom od 45 stupnjeva kako bi se olakšala refleksija svjetla prema gore pod kutom od 90 stupnjeva.

Nakon što se reflektira od refleksnog zrcala, dalje se reflektira od pentazrcala ili pentaprizme, ovisno o vrsti DSLR fotoaparata koji imate. Nakon refleksije, svjetlost se usmjerava kroz tražilo na stražnjoj strani fotoaparata. Ovo je prikaz koji možete vidjeti kada gledate kroz tražilo.

Ali to nije sve. Kada pritisnete okidač, refleksno zrcalo koje se nalazi ispred senzora slike pomiče se prema gore i dalje od putanje dolaznog svjetla. Svjetlo sada ima čist put prema senzoru na stražnjoj strani fotoaparata.

Zavjese za kapke

Ali prije nego što se to dogodi, zastori kapaka moraju se otvoriti. Na svakom DSLR fotoaparatu postoje dvije zavjese. Prvi se otvara kako bi svjetlost ušla i dosegla senzor. Drugi slijedi odmah nakon zatvaranja otvora. Nakon završetka procesa izrade slike, obje zavjese se poništavaju i spremne su za sljedeći snimak.

Senzor slike

Konačni proces događa se kada svjetlosne zrake dođu do senzora slike. Svaka fotodioda na senzoru slike može se usporediti s kantom koja skuplja vodu. Osim što u ovom slučaju fotodiode skupljaju fotone.

Fotoni se pretvaraju u elektroničku informaciju. Prikladno je spomenuti da je svaka fotodioda prekrivena filtrom koji dopušta filtriranje samo jedne od tri primarne boje. Sve ostale boje su odbačene.

Fotodiode su raspoređene u niz u kojem su sakupljene tri primarne boje – plava, zelena i crvena. Zanimljivo je da ima dvostruko više zelenih filtara nego crvenih ili plavih filtara. Razlog tome je što je ljudsko oko osjetljivije na gledanje zelene boje nego crvene ili plave boje. Dvaput više zelenih piksela omogućuje čišću i prirodniju sliku.

Proces automatskog fokusiranja pomoću automatskog fokusiranja s detekcijom faze

Proces autofokusiranja je relativno nova tehnologija u fotoaparatima. Nemam prostora ovdje raspravljati o svemu o autofokusiranju i njegovoj povijesti. Mogu reći da je automatsko fokusiranje na ranim sustavima DSLR fotoaparata ovisilo o mehanizmu leće gdje se koristio razdjelnik snopa za dijeljenje svjetlosnih zraka koje dolaze u fotoaparat i pogađaju glavno refleksno zrcalo.

Nakon što je udarilo u glavno refleksno zrcalo, svjetlo je preusmjereno na senzor za autofokusiranje na dnu kamere. Podijeljena zraka pogodila je sekundarno zrcalo prije nego što je stigla do senzora za automatsko fokusiranje. Ovo je vrlo složena tehnologija koja ovisi o mehaničkoj učinkovitosti dizajna fotoaparata.

Tehnologija automatskog fokusiranja s detekcijom faze i njezina najnovija poboljšanja

Jedina velika mana tradicionalnog mehanizma autofokusiranja s detekcijom faze je to što s kamerom u načinu prikaza uživo ne radi. Proizvođači fotoaparata morali su se osloniti na stariji i sporiji mehanizam za automatsko fokusiranje detekcije kontrasta kako bi zaključali fokus u načinu prikaza uživo.

Suvremeni sustavi DSLR kamera koriste nadograđenu tehnologiju automatskog fokusiranja s detekcijom faze. Tehnologija koristi dizajn autofokusiranja detekcije faze na čipu ugrađen u glavni senzorski čip.

Canon je bio prva marka fotoaparata s ovom novom tehnologijom automatskog fokusiranja. Nazvali su ga Dual Pixel Auto Focus. Danas većina proizvođača fotoaparata koristi istu tehnologiju u različitim oblicima. Sličnu tehnologiju možete pronaći u pametnim telefonima.

Zaključne misli

Unutarnji proces kamere svjedočanstvo je genijalnosti ljudskog uma. Od svojih skromnih početaka prije nekih 2000 godina, kada je kamera obscura prvi put otkrivena, do modernog čuda kao što je kamera bez ogledala, tehnologija je prešla dug put. A s njim se razvio i proces stvaranja slika.

Međutim, ono što se nije promijenilo jesu osnovni principi stvaranja slika, pravila i smjernice. I dalje je ljudski um mjesto u kojem se slika formira prije nego što je uhvati kamera.

Ljudski um neprestano pomiče granice onoga što je moguće s kamerom. Nova tehnologija jednostavno je olakšala snimanje nečije vizije, ali nije uspjela eliminirati šest inča iza sebe.

Smatrate li ovo zanimljivim za čitanje? Želite li znati više o tome kako radi fotografski objektiv? Pogledaj ovo.