Принцип работы фотоаппарата фотоаппарата

Длительность этого действия зависит от скорости срабатывания створок. Они открываются на мгновение, когда свет должен воздействовать на сенсор света. Время экспозиции может быть 1/4000 секунды. То есть в мгновение ока створки могут открыться и закрыться 1400 раз. Для этого существует две створки, когда первая открывается, то вторая закрывается. Таким образом, внутрь попадает чрезвычайно малое количество света. Это важный момент в понимании принципа работы цифрового фотоаппарата.

Как работает фотоаппарат можно изучить еще в школе. Но знать конструктивные особенности интересно каждому владельцу фотокамеры. Основной принцип работы цифрового фотоаппарата можно выразить в нескольких словах: свет преображается в электричество. Все здесь служит для привлечения света, от кнопки пуск до линз.

Что же революционного с точки зрения света в цифровом фотоаппарате. Он преобразует свет в электрические заряды, которые становятся образом, запечатленным на экране. Как же это работает? Задача каждой детали фотоаппарата поймать отличное изображение. Но главное это свет.

Итак, основные элемненты цифровой зеркальной камеры(далее ЦЗК) приведены на следующем рисунке:

Итак, носители есть разные, и в зависимости от его типа происходит первое деление в классификации фотоаппаратов.
Итак это плёночные и цифровые (возможно есть еще и другие)

В плёночных фотоаппаратах носителем инф-ции является плёнка. Плёнка — это кусок пластика(полиэстер, нитрат или ацетат целлюлозы) и нанесённая на него фотоэмульсия. Фотоэмульсия — это химический состав, который обладает светочувствитльностью. То есть в зависимости от степени освещения(то бишь от величины потока электро-магнитной волны) изменяет свои свойства, образуя скрытое изображение. Его потом преобразуют в явное. Фотоэмульсия состоит из галогенидов серебра в растворе защитного коллоида.

В цифровых фотоаппаратах изображение попадает на матрицу. Матрица — это интегральная микросхема с фотодиодами. Фотодиоды преобразуют свет в цифровой сигнал.

Устройство зеркального фотоаппарата

Итак, основные элемненты цифровой зеркальной камеры(далее ЦЗК) приведены на следующем рисунке:

1. Объектив. То что ловит и пропускает через систему линз изображение.
2. Собственно зеркало. Здесь оно показано в положении т.н. визирования, т.е. когда мы ловим объект.
3. Затвор. То что закрывает матрицу
4. Матрица. Светочувствительный материал
5. Зеркало(еще одно). Здесь оно в положении фотографирования
6. Линза видоискателя.
7. Пентапризма.
8. Окуляр видоискателя

Матрица фотоаппарата выполняет роль преобразователя в конструкции всего устройства. Именно она осуществляет процесс превращения световых потоков в электрические импульсы, которые и являются главными составляющими снимка. Данное преобразование осуществляется при помощи специальных микродатчиков, которые находятся непосредственно в матрице.

Итак, для начала давайте познакомимся с более упрощенной версией фотоаппаратов — цифровым. Он оцифровывает изображение за счет преобразования световых потоков в электричество. Все детали в данном аппарате расположены таким образом, чтобы обеспечить максимальное привлечение света от кнопки пуска до линзы объектива.

Фотоаппарат: «начинка» и функции

Диафрагма и выдержка

Створки этого компонента отвечают за количество света и осуществляют его контроль. Именно диафрагма “следит” за тем, чтобы внутрь механизма попадало нужное количество света. Процесс контроля потока световых частиц происходит за счет изменения размера отверстия через которое этот поток и проходит.

Выдержка же осуществляет функцию регулирования длительности воздействия световых потоков на матрицу, а то есть, определяет момент открытия затвора фотокамеры. Правильно регулируя эти показатели, вы можете добиться изменения количества световых частиц, попадающих в матрицу. В стандартных аппаратах выдержка чаще всего будет иметь измерение в секундах или долях секунды.

Именно параметры диафрагмы помогут вам “размыть” задний фон и сделать четкий фокус на одном или нескольких объектах.

Определение выдержки
Настройка выдержки будет необходима вам лишь при съемке объектов, находящихся в движении. Например, все вы наверняка встречали на просторах интернета снимки, где была отчетливо видна каждая капля дождя или брызги фонтана, а также кадры,на которых эти же вещи изображаются в виде сплошного потока. Давайте узнаем, из чего состоит диафрагма.

Стоит отметить, что диафрагмы, встроенные в цифровые фотоаппараты имеют несколько разновидностей. Обратите внимание на ирисовую диафрагму: маленький механизм, состоящий из нескольких звеньев, похожих на лепестки. При полном открытии данная диафрагма формирует кольцо. Если же ее звенья “распустить” не полностью, то мы получим некий многоугольник.

Видоискатель

Обратите внимание на тот факт, что видоискатель никаким образом не сказывается на качестве фото, он лишь отображает “увиденную” устройством картинку. Этот элемент фотокамеры может быть представлен в различных вариантах:

Фотокамера может содержать любой из этих вариантов. Имеются также модели устройств, в которых присутствует совмещение сразу нескольких из них.

Параметры видоискателя
Абсолютно любой видоискатель, несмотря на свою классификацию, имеет данные параметры:

1. Зона охвата. Она показывает нам процентные показатели изображения ( какая часть картинки от общего количества памяти показана на экране). Расширение зоны охвата позволяет более явно увидеть границы изображения.
2. Увеличение. Этот параметр имеет определение 1 в случае, когда мы смотрим на объект, не используя для этого увеличительных приспособлений. Чтобы приблизить картинку, нужно повысить определение увеличения. Это также сделает фокусировку более отчетливой.

Матрица

Еще до того, как картинка отображается в электронном видоискателе происходит процесс преломления световых лучей при помощи призмы. Именно она “переворачивает” картинку, вследствии чего мы видим изображение таким, какое оно есть в действительности, а не перевернутым. Если в данный момент картина, изображенная на экране нам нравится, то мы производим щелчоки получаем в свою коллекцию одну новую фотографию.

Перед тем, как новый снимок окажется в нашей коллекции, механизм фотоаппарата производит следующие действия: маленькое зеркальце приподнимается, что позволяет свету проникнуть за него и направиться не в видоискатель, а прямо в центр конструкции — матрицу.

Матрица фотоаппарата выполняет роль преобразователя в конструкции всего устройства. Именно она осуществляет процесс превращения световых потоков в электрические импульсы, которые и являются главными составляющими снимка. Данное преобразование осуществляется при помощи специальных микродатчиков, которые находятся непосредственно в матрице.

Для того, чтобы лучше понять то, что именно мы сейчас обсуждаем, давайте сформулируем легкое и понятное определение термина “матрица”.

• Матрица — это микросхема, состоящая из микроскопических фотодатчиков, которые реагируют на световые потоки.

Размер матрицы
Как вы уже поняли, матрица состоит из множества элементов, а значит, количество этих самых элементов напрямую влияет на размер матрицы. Как правило, данная характеристика этой детали фотоаппарата обозначается дробью в дюймах. Опытные фотографы наверняка знают, что качество сделанного снимка напрямую зависит от размера матрицы. Чем она больше, тем меньше шумовых помех будет на фото, а значит, изображение будет иметь больше полутонов и цветов, приближенных к реальности.

Еще десять лет назад про сенсоры ничего не знали, в фотоаппараты вставлялась пленка, которая содержала вещество, чувствительное к свету. С появлением более современных технологий пленка ушла в далекие 90-е годы, а на смену ей пришел светочувствительный сенсор.

Самые простые объективы — те, у которых фиксированный фокус (т.е. фокусное расстояние не изменяется). Они фокусируют изображение на сенсор только одним способом. Только дополнительные элементы могут усложнить функции объектива, которые будут позволять корректировку изображения путем изменения фокусного расстояния. В любом случае цель у объектива одна – собрать лучи в четко сфокусированную позицию на сенсоре камеры.

Еще десять лет назад про сенсоры ничего не знали, в фотоаппараты вставлялась пленка, которая содержала вещество, чувствительное к свету. С появлением более современных технологий пленка ушла в далекие 90-е годы, а на смену ей пришел светочувствительный сенсор.

В современной электронике используют несколько видов сенсоров. Наиболее распространенными являются CCD (charge coupled device — прибор с зарядовой связью, ПЗС) и CMOS (complementary metal oxide semiconductor — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник, КМОП).

В принципе достаточно понимать, что сенсор – это набор строк и столбцов, состоящий их крохотных диодов. Ну а дальше чистая физика — при столкновении фотонов с диодами образуется электрон. Для создания яркого, насыщенного изображения необходимо чтобы максимально большое количество фотонов достигло ячеек диодов, а созданные электроны в свою очередь насытят пиксели фокусируемого изображения.

Камера мгновенной печати позволяет почти сразу после срабатывания затвора получить распечатанный снимок. Благодаря этой особенности устройство приобрело популярность как в любительских, так и профессиональных съемках. Для ценителей фотокарточек сегодня доступен большой выбор моделей, обладающих разными преимуществами. Объединяет их единый принцип действия. Давайте поговорим подробнее о том, как работает фотоаппарат мгновенной печати.

Камера мгновенной печати позволяет почти сразу после срабатывания затвора получить распечатанный снимок. Благодаря этой особенности устройство приобрело популярность как в любительских, так и профессиональных съемках. Для ценителей фотокарточек сегодня доступен большой выбор моделей, обладающих разными преимуществами. Объединяет их единый принцип действия. Давайте поговорим подробнее о том, как работает фотоаппарат мгновенной печати.

Получение пленочных фотокарточек осуществляется двумя способами:

Благодаря тому, как работает фотоаппарат мгновенной печати, фотографию можно получить за 30-120 секунд. Также его существенными преимуществами являются малый вес и небольшие габариты.

Приобрести фирменные камеры и картриджи для фотоаппарата мгновенной печати проще всего в интернет-магазине. Формат комплектующих позволяет носить проявленные снимки в бумажнике, использовать в качестве удобных и оригинальных закладок или вешать на холодильник. Для более удобного хранения предусмотрены аккуратные фотоальбомы, позволяющие собрать в одну коллекцию все самые яркие моменты.

Диафрагма – это устройство, которое регулирует количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Изменяя диаметр отверстия диафрагмы, мы меняем соотношение яркостей создаваемого объективом фотографического изображения. Влияет диафрагма и на яркость самого объекта.

В собственно момент фотографирования зеркало, входящее в эту механическую конструкцию, поднимается и открывается затвор фотоаппарата. Именно в этот момент и происходит так называемое экспонирование. Свет попадает на матрицу и создает на ней изображение. После экспонирования затвор закрывается, зеркало опускается на свое место и ваш фотоаппарат готов сделать следующий снимок. Интересно то, что весь этот сложный технологический процесс происходит внутри аппарата за сотые и даже за тысячные доли секунды.

C того дня, как придумали это механическое устройство для фотосъемки, в процесс фотографирования не было внесено ничего принципиально нового. Световой пучок проходит сквозь объектив, масштабируется и попадает на установленный внутри фотоаппарата светочувствительный элемент. Этот принцип одинаков и для пленочных, и для цифровых фотокамер.

В чем заключается различие зеркального и незеркального фотоаппаратов? В чем преимущества зеркалки? Как мы уже сказали, зеркальный аппарат имеет в своей конструкции зеркало, которое позволяет нам в видоискателе видеть точно ту же картинку, что попадает на светочувствительный элемент.

А в чем отличие между зеркальным цифровым и зеркальным пленочным аппаратом? Вот на этом давайте остановимся поподробнее.

Как устроен современный цифровой зеркальный фотоаппарат.

Ну вот, теперь вы имеете некоторое понятие о современной цифровой зеркальной фотокамере. Теперь давайте изучать это сложнейшее электронно-механическое устройство и принцип его работы более детально. Поговорим о каждом из упомянутых конструктивных элементах поподробнее.

Объектив

Объектив — наиболее важная составляющая любого фотоаппарата. Ему всегда уделяется особое внимание.

Как выбрать объектив

Но, даже если у вас и появятся различные объективы, в основном вы будете снимать объективом универсальным. Специализированные объективы — широкоугольники, длиннофокусники и пр. применяются в повседневной практике достаточно редко. Но, тем не менее, зачастую возникают ситуации, когда без специальных объективов не обойтись. И тогда их применение становится очень даже оправданным.

Все объективы в основном выпускаются со стандартной резьбой, что позволяет легко их заменять на разных моделях фотоаппаратов.

Подведём итог. К приобретению своего первого объектива нужно отнестись достаточно серьезно. В противном случае неудачная дорогостоящая покупка так и останется лежать в ящике вашего стола невостребованной. А ведь универсальный объектив как раз тем и хорош, что использовать его можно во всех случаях жизни. Например, в путешествиях, когда любой лишний вес может оказаться в тягость. А объективы — вещь довольно тяжелая.

Диафрагма

Если присмотреться, внутри объектива можно увидеть несколько лепестков, каждый из которых имеет форму дуги. Накладываясь один на другой, они образуют круглое отверстие, диаметр которого можно регулировать. Это устройство называется диафрагма. Сам этот термин имеет греческие корни, и буквально означает «перегородка». В английском языке для обозначения диафрагмы употребляется другой термин: «апертура».

Диафрагма – это устройство, которое регулирует количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Изменяя диаметр отверстия диафрагмы, мы меняем соотношение яркостей создаваемого объективом фотографического изображения. Влияет диафрагма и на яркость самого объекта.

Посредством специального довольно сложного механизма лепестки диафрагмы сводятся к центру и отверстие, которое они образуют, уменьшается. При изменении значения диафрагмы на одну ступень, диаметр уменьшается или увеличивается в 1,4 раза. А вот количество света, попадаемого на пленку или матрицу, увеличивается в другой пропорции – в 2 раза.

Зачем нам необходима диафрагма? Почему без неё не обойтись? Для какой цели этот сложный конструктивный узел включен в фотоаппарат? Главное – для регулирования светового потока на матрицу или плёнку. Например, снимая при ярком освещении целесообразно отверстие диафрагмы сделать поуже. А при недостатке света, естественно, пошире. Но далеко не только для этого нужна диафрагма. Между прочим, по большому счету без нее можно и обойтись. Почему? А вот почему.

Регулировка глубины резко изображаемого пространства – очень важное средство в арсенале фотографа.

В компактных цифровых аппаратах, или каких ещё называют, мыльницах, глубина резкости будет большой при любом положении диафрагмы. Так уж рассчитаны их объективы разработчиками. Это очень мешает реализации многих творческих идей фотографа, но в то же время дает хорошего качества повседневные бытовые снимки для фотолюбителей. Мыльницы ведь и рассчитаны на эту категорию пользователей.

Затвор

Переходим к описанию следующего элемента фотоаппарата — затвору. Для чего они необходим?

Что же происходит с затвором в момент фотографирования?

Если в современном зеркальном цифровом фотоаппарате установлено и работает сразу два затвора, может возникнуть вопрос: а зачем в таком случае нужен тут механический затвор? Ответим. Кроме своей основной функции — отмеривания времени — он так же выполняет функцию защиты матрицы от пыли и грязи. Пыль и грязь наносят ей серьезные повреждения. А ведь матрица – самый дорогой и нежный элемент современного фотоаппарата.

Несколько слов о вспышке

О фотовспышке поговорим только в общих чертах. Причем, упор сделаем на штатную, встроенную в сам фотоаппарат вспышку, которую иногда весело называют «лягушкой» (потому что она, как лягушка, выпрыгивает из фотоаппарата). Вспышка может работать в нескольких режимах, которые соотносятся с режимами работы самого фотоаппарата.

Еще один недостаток полароидных карточек выявился со временем: оказалось, что снимки недолговечны и через несколько лет начинали мутнеть, выгорать на солнце.

Первое, что, несомненно, привлекало в фотоаппарате — это дизайн. К его разработке были привлечены первоклассные специалисты. По тем временам, такой внешний вид воспринимался как что-то из фантастической книжки, что-то сродни технике будущего. И хотя по сравнению с современными устройствами «Полароид» выглядит громоздким и неуклюжим, любители ретро по-прежнему испытывают к нему теплые чувства.

Polaroid имеет систему одноступенчатой фотографии с использованием принципа диффузного переноса для непосредственного воспроизведения на фоточувствительной поверхности изображения, записанного на линзе фотоаппарата. Иными словами, фоточувствительная поверхность одновременно выступает и как пленка, и как фотография.

Кассета рассчитана на получение 8-10 цветных фотографий с размером кадра 78 на 79 миллиметров. Лабораторная обработка снимкам не нужна: проявление начиналось сразу после экспонирования в фотоаппарате и заканчивалось на свету, через несколько минут после извлечения снимка из аппарата. Фотография на материале Polaroid выглядела как цветное позитивное изображение между тонкими гибкими пластмассовыми листами, заключенное в рамку из тонкого картона.

В кассете содержалась проявляющая паста в герметичной капсуле, и батарейка — заботиться о подзарядке фотоаппарата нужды не было вовсе.

Основатель компании Polaroid и изобретатель чуда моментальной фотографии, доктор Эдвин Лэнд из Коннектикута изначально оснастил свое устройство черно-белой пленкой. В следующие годы он занимался усовершенствованием камеры, и в 1963 году появилась цветная пленка.

Именно эти фотоаппараты были распространены в СССР. Именно цветное фото на фоне засилья черно-белых снимков и пресловутой сепии из фотосалонов помогло «Полароиду» завоевать популярность среди советских и российских граждан.

Polaroid Corporation появилась на свет в предвоенном 1937 году. Команда Эдвина Лэнда разрабатывала военную оптику: приборы ночного видения, перископы, бинокли. Кроме того, Лэнд получил многомиллионный правительственный заказ на разработку системы управления снарядов, самонаводящихся на инфракрасное излучение.

Первоначально было произведено 60 камер. Они попали на прилавки бостонского супермаркета перед рождеством 1949 года. Маркетологи Polaroid ожидали, что фотоаппараты и пленка могут залежаться на складах: товар был покупателям в новинку, проанализировать, насколько высоким будет на него спрос, было сложно. Однако, уже за первый же день продаж и фотоаппараты, и всю пленку смели с прилавков. В 1949 году Лэнд продал «Полароидов» на 9 миллионов долларов.

Фотоматериал для «Полароида» состоит из нескольких слоев: защитный слой, чувствительный слой, слой проявителя — всего больше десяти. Когда фотограф нажимает на кнопку спуска, карточка экспонируется, протягивается через роликовый механизм, где на нее попадает щелочной раствор, который и запускает процесс проявки. Заканчивается проявка уже на свету. При этом на весь процесс уходит не более полутора минут.

Изобретатель пришел к этому решению методом проб и ошибок и в своих воспоминаниях писал: «Придумывая что-то, важно не бояться потерпеть неудачу. Ученые делают великие открытия лишь потому, что выдвигают гипотезы и проводят эксперименты. Неудача следует за неудачей, но они не отступают, пока не добиваются тех результатов, которые им нужны».

Любителям ретро-техники нужно помнить, что полароидный снимок — уникален, переделать его нельзя. Есть несколько особенностей, обусловленных самой технологией кассеты, которые нужно учитывать.

Если фотография получилась желтой, это означает, что кадр был засвечен, и тому есть несколько возможных причин. Снимок не убрали в темноту: важно не забывать, что фотографии очень чувствительны к свету, когда они только выходят из аппарата. Нужно сразу на 2-3 минуты убрать их в темноту (хотя бы — в карман или в сумку). До финального состояния фотография может допроявляться еще около суток. Желтизна может появиться, если снимать при очень ярком свете: слепящее солнце на снегу, например.

Если фотография получилась темной, значит естественного освещения недостаточно для получения яркого снимка. Поскольку первые «Полароиды» не оборудованы вспышкой, выход один: снимать в хорошо освещенном помещении. При этом нельзя подходить близко к объекту съемки: кадр может получиться нерезким.

Очень распространенная ошибка — эффект размытия на части снимка, похожий на подтек. Любители ретро-съемки говорят, что проблема «потекшей» пленки чаще встречается у современных кассет. «В кассете могут быть от 2 до 5 размытых кадров. А могут быть и все. Это нормально. В этом вся суть Polaroid. Размытия могут быть как сверху, так и снизу. Старайтесь поместить лица, предметы, которые хотите сфотографировать, ближе к центру кадра», — советуют фотолюбители.

Кстати, когда снимок вылезает из фотоаппарата, его не стоит касаться до тех пор, пока он не появится полностью: иначе можно повлиять на распределение эмульсии и увеличить эффект размытости.

Бывает, что на фотографии появляются полосы. Как правило, они частично или даже полностью исчезают через сутки, после того, как пленка допроявится.

Еще пара советов тем, кто решится достать свой «Полароид» с антресолей, чтобы сделать фантастические мгновенные фотокарточки в ретро стиле. Эксперты настоятельно рекомендуют чистить ролики, через которые проходит кадр, после каждой кассеты. Картриджи советуют хранить в холодильник, и ни в коем случае не подвергать воздействию прямых солнечных лучей.

Размеры самого аппарата были немаленькими, что создавало дополнительные удобства для пользователей. В то время как другие бренды шли по пути уменьшения техники, «Полароид» оставался громоздкой коробкой из-за того, что вмещал в себя кассету сразу с проявителем.

Еще один недостаток полароидных карточек выявился со временем: оказалось, что снимки недолговечны и через несколько лет начинали мутнеть, выгорать на солнце.

Однако, «Полароид» не сдается. Несмотря на объявленное банкротство, компания всерьез взялась за работу по возрождению интереса к моментальной фотографии. В2010 году компания сделала неожиданный шаг и наняла в качестве креативного директора скандальную певицу Lady Gaga. В январе 2011 года публике было представлено первое детище этого странного союза — новый модельный ряд Polaroid.

Возможно, ваш компьютер заражен вирусом. Если вы не задавали большое количество запросов к сайту,
возможно это могла сделать программа на вашем компьютере без вашего ведома.

Наша система защиты от роботов определила, что с вашего адреса задается много запросов к сайту,
похожих на автоматические. Возможно, Вы – робот!

Возможно, ваш компьютер заражен вирусом. Если вы не задавали большое количество запросов к сайту,
возможно это могла сделать программа на вашем компьютере без вашего ведома.

Пожалуйста, проверьте ваш компьютер антивирусом. На нем (или на других компьютерах вашей сети)
могут оказаться вирусы, которые участвуют в атаках на сайты, рассылают спам и воруют данные.

Для расширения возможностей фотокамеры можно воспользоваться батарейным блоком (бустером). Ниже на рисунке 2 и 3 представлен внешний вид батарейного блока и камеры с подключенным батарейным блоком.
Использование батарейного блока позволит вам использовать два аккумулятора, что значительно увеличит продолжительность работы фотоаппарата и улучшит эргономику фотокамеры (удобнее держать фотоаппарат, особенно при использовании больших и тяжелых объективов).

В настоящее время на рынке фототехники присутствует огромное количество фотоаппаратов. Одни из них называют «зеркалками», другие наоборот имеют наименование «беззеркальные», есть еще «ульразумы» и «мыльницы». Какие бы в названии фотоаппарата не использовались термины, но все они предназначены для выполнения единой задачи — фиксации на какой-то носитель изображения, которое отражает окружающий мир.

В нашем уроке мы разберем устройство и работу современной зеркальной фотокамеры.

Любой зеркальный фотоаппарат состоит из корпуса (тушки) и съемного объектива.

Объектив — это оптический прибор, который состоит из группы линз, которые предназначены для формирования резкого изображения на матрице (фотопленке).

Корпус фотоаппарата (тушка) включает в себя все основные элементы камеры (см. рис. 1.) и надежно их защищает от механических повреждений.

Рисунок 1. Устройство зеркального фотоаппарата

Давайте с вами рассмотрим принцип действия фотоаппарата.

Для расширения возможностей фотокамеры можно воспользоваться батарейным блоком (бустером). Ниже на рисунке 2 и 3 представлен внешний вид батарейного блока и камеры с подключенным батарейным блоком.
Использование батарейного блока позволит вам использовать два аккумулятора, что значительно увеличит продолжительность работы фотоаппарата и улучшит эргономику фотокамеры (удобнее держать фотоаппарат, особенно при использовании больших и тяжелых объективов).

Батарейный блок дублирует основные управляющие элементы фотоаппарата, что позволяет абсолютно одинаково управлять фотокамерой как в горизонтальном, так и вертикальном положении. Данная возможность будет полезна тем, кто занимается портретной фотосъемкой.

Рисунок 2. Батарейный блок для фотокамер Sony А99

Основных типов матриц два, и они различаются способом считывания информации с сенсора. В матрицах типа CCD (ПЗС) информация считывается с ячеек последовательно, поэтому обработка файла может занять довольно много времени. Хотя такие сенсоры «задумчивы», они относительно дешевы, и к тому же, уровень шума на полученных с их помощью снимках меньше.

Основные части

В основном устройство цифровой камеры повторяет конструкцию аналоговой. Главное их различие — в светочувствительном элементе, на котором формируется изображение: в аналоговых фотоаппаратах это пленка, в цифровых – матрица. Свет через объектив попадает на матрицу, где формируется картинка, которая затем записывается в память. Теперь разберем эти процессы подробнее.

Состоит камера из двух основных частей – корпуса и объектива. В корпусе находятся матрица, затвор (механический или электронный, а иногда и тот и другой сразу), процессор и органы управления. Объектив, съемный или встроенный, представляет собой группу линз, размещенных в пластиковом или металлическом корпусе.

Где получается картинка

Такое расположение фильтров на ячейках матрицы называется шаблоном Байера

Основных типов матриц два, и они различаются способом считывания информации с сенсора. В матрицах типа CCD (ПЗС) информация считывается с ячеек последовательно, поэтому обработка файла может занять довольно много времени. Хотя такие сенсоры «задумчивы», они относительно дешевы, и к тому же, уровень шума на полученных с их помощью снимках меньше.

В матрицах типа CMOS (КМОП) информация считывается индивидуально с каждой ячейки. Каждый пиксел обозначен координатами, что позволяет использовать матрицу для экспозамера и автофокусировки.

Описанные типы матриц – однослойные, но есть еще и трехслойные, где каждая ячейка воспринимает одновременно три цвета, различая разноокрашенные цветовые потоки по длине волн.

Выше уже был упомянут процессор камеры – он отвечает за все процессы, в результате которых получается картинка. Процессор определяет параметры экспозиции, решает, какие из них нужно применить в данной ситуации. От процессора и программного обеспечения зависят качество фотографий и скорость работы камеры.

По щелчку затвора

Затвор отмеряет время, в течение которого свет воздействует на сенсор (выдержку). В подавляющем большинстве случаев это время измеряется долями секунды – что называется, и моргнуть не успеешь. В цифровых зеркальных камерах, как и в пленочных, затвор представляет собой две непрозрачные шторки, закрывающих сенсор. Из-за этих шторок в цифровых зеркалках невозможно визирование по дисплею – ведь матрица закрыта и не может передавать изображение на дисплей.

В компактных камерах матрица не закрыта затвором, и поэтому можно компоновать кадр по дисплею

Наведем фокус

Как уже говорилось выше, часто для автофокусировки используется сама матрица. Вообще же, автофокусировка бывает двух типов – активная и пассивная.

Для активной автофокусировки камере нужны передатчик и приемник, работающие в инфракрасной области или с ультразвуком. Ультразвуковая система измеряет расстояние до объекта по методу эхолокации отраженного сигнала. Пассивная фокусировка осуществляется по методу оценки контраста. В некоторых профессиональных камерах сочетаются оба типа фокусировки.

В принципе, для фокусировки может использоваться вся площадь матрицы, и это позволяет производителям размещать на ней десятки фокусировочных зон, а также использовать «плавающую» точку фокуса, которую пользователь сам может разместить где ему угодно.

Борьба с искажениями

Линзы располагаются внутри объектива примерно таким образом

Одна из характеристик объектива – светосила, значение максимально открытой диафрагмы. Она указывается на объективе, например, так: 28/2, где 28 – фокусное расстояние, а 2 – светосила. Для зум-объектива маркировка выглядит так: 14-45/3,5-5,8. Два значения светосилы указываются для зумов, поскольку в широкоугольном и в телеположении у них разные минимальные значения диафрагмы. То есть на разных фокусных расстояниях светосила будет разной.

Фокусное расстояние, которое указывают на всех объективах – это расстояние от передней линзы до светоприемника (в данном случае, матрицы). От фокусного расстояния зависит угол обзора объектива и его, так сказать, дальнобойность, то есть как далеко он «видит». Широкоугольные объективы отдаляют изображение относительно нашего обычного видения, а телеобъективы – приближают, и у них маленький угол обзора.

Угол обзора объектива зависит не только от его фокусного расстояния, но и от диагонали светоприемника. Для 35 мм пленочных камер нормальным (то есть примерно соответствующим углу обзора человеческого глаза) считается объектив с фокусным расстоянием 50 мм. Объективы с меньшим фокусным расстоянием – «широкоугольники», с большим – «телевики».

Левая часть нижней надписи на объективе – фокусное расстояние зума, правая часть — светосила

Видоискатель

В пленочных камерах компоновать кадр можно только пользуясь видоискателем. Цифровые же позволяют вовсе забыть о нем, поскольку в большинстве моделей для этого удобнее использовать дисплей. В некоторых очень компактных камерах видоискателя вовсе нет – просто из-за того, что нет для него места.

Вот так изображение через систему зеркал попадает в видоискатель зеркальной камеры

В компактных камерах применяют оптические видоискатели реального видения. Это, грубо говоря, сквозное отверстие в корпусе камеры. Такой видоискатель не занимает много места, но обзор его не соответствует тому, что «видит» объектив.

Еще есть псевдозеркальные камеры с электронными видоискателями. В таких видоискателях установлен маленьких дисплей, изображение на который передается непосредственно с матрицы – точно так же, как и на внешний дисплей.

Вспышка, импульсный источник света, используется, как известно, для подсветки там, где основного освещения недостаточно. Встроенные вспышки обычно не очень мощные, но их импульса хватает, чтобы осветить передний план. На полупрофессиональных и профессиональных камерах есть еще контакт для подключения гораздо более мощной внешней вспышки, он называется «горячий башмак».

Это, в общем, основные элементы и принципы работы цифровой камеры. Согласитесь, когда знаешь, как устройство работает, легче добиться качественного результата.