Как устроен и как работает зеркальный фотоаппарат. Из чего состоит фотоаппарат?

Без таких аксессуаров, как вспышка, карта памяти, батареи, ЖК-экран и различные датчики, камера не может делать высококачественные фотографии. Однако эти элементы дизайна не имеют прямого отношения к тому, как работает камера.

Принцип работы и устройства фотоаппарата: подробная схема из чего состоит техника

В наши дни даже студент может пользоваться зеркальным фотоаппаратом, но иногда даже профессиональные фотографы имеют лишь смутное представление о том, как работает камера. Однако полное знание функций и настроек оборудования может значительно облегчить вашу работу и улучшить качество и красоту ваших фотографий. Это особенно актуально для тех, кто только знакомится со своей камерой, планирует ее приобрести или пытается сделать свои первые фотографии. Эта статья поможет вам лучше узнать вашу чудо-камеру, понять ее функции и изучить ее «внутренности».

Итак, для начала давайте познакомимся с самой простой версией фотоаппарата — цифровой камерой. Он оцифровывает изображения, преобразуя световые потоки в электричество. Все детали этого устройства расположены таким образом, чтобы максимально увеличить притяжение света от кнопки запуска к оправе объектива.

Как же происходит этот процесс в механизме цифровой камеры? Ведь это маленькое на первый взгляд устройство умеет преобразовывать световые лучи в заряженные электрические импульсы, которые, в свою очередь, создают изображение, появляющееся на экране камеры. Чтобы понять этот процесс в деталях, необходимо рассмотреть структуру устройства, поскольку каждый компонент имеет свою специфическую функцию. В целом, задача структуры — вовремя уловить световой сигнал и правильно его направить.

Фотоаппарат: «начинка» и функции

Вы уже представляете, как работает фотоаппарат. Из того, что я написал до сих пор, можно сделать вывод, что основным компонентом, необходимым для работы камеры, является свет. Фотоны, основные частицы света, покидают свой первоначальный источник, отталкиваются от определенного объекта и затем устремляются к камере, где проходят через различные специальные линзы. Затем фотоны проходят через различные части механизма и попадают в конечный пункт назначения.

Заслонки этого компонента отвечают за регулирование количества света. Затвор обеспечивает попадание нужного количества света в механизм. Поток световых частиц регулируется путем изменения размера отверстия, через которое проходит этот поток.

Выдержка контролирует продолжительность воздействия светового потока на датчик, т.е. определяет момент открытия затвора. Если правильно настроить эти параметры, можно изменить количество света, попадающего на датчик. В стандартных камерах выдержка обычно измеряется в секундах или долях секунды.

Эти параметры, каждый по-своему, одновременно влияют на световой поток и управляют конкретной экспозицией. Проще говоря, диафрагма и выдержка — это два параметра, которые влияют на экспозицию вашей фотографии. Они отвечают за яркость и цветовое наполнение изображения. При правильной экспозиции (правильная диафрагма и выдержка) изображение будет иметь высокую насыщенность цветов, и вы сможете увидеть различные тона изображения, а также главный объект съемки.

Работа с диафрагмой Настройка диафрагмы может повлиять на художественный аспект изображения. Основная функция этой настройки — управление глубиной резкости объектов съемки. Глубина резкости помогает более четко сфокусироваться на объекте съемки, а также наилучшим образом изобразить пейзажи, где много объектов на разных расстояниях от объектива. Чтобы делать хорошие фотографии на больших расстояниях, необходимо увеличить используемую глубину резкости (DOF).

Это значение диафрагмы, которое позволяет «размыть» фон и сфокусировать один или несколько объектов.

Установка выдержки Выдержка важна только при съемке движущихся объектов. Возможно, вы видели в Интернете фотографии, на которых отчетливо видна каждая капля дождя или рябь фонтана, и фотографии, на которых то же самое выглядит как сплошной поток. Давайте узнаем, из чего состоит радужная оболочка глаза.

Стоит отметить, что диафрагмы, встроенные в цифровые камеры, бывают нескольких видов. Рассмотрим диафрагму радужной оболочки глаза: небольшой механизм, состоящий из нескольких лепесткоподобных члеников. Когда эта мембрана полностью открыта, она образует кольцо. Когда он открыт не полностью, у вас есть многоугольник.

Видоискатель

Когда диафрагма закрыта и объектив используется, свет отражается от зеркала и попадает в видоискатель. Этот элемент в конструкции камеры позволяет нам видеть изображение на экране перед тем, как сделать снимок. Наиболее полезной функцией видоискателя является возможность выбора границ фотографии и положения объекта съемки еще до того, как фотография будет сделана. Вы также можете легко редактировать наклон, регулировать масштаб, мгновенно добавлять некоторые фильтры и многое другое.

Обратите внимание, что видоискатель никак не влияет на качество фотографии, он лишь показывает «видимое» изображение устройства. Этот компонент камеры выпускается в нескольких вариантах:

1. ЖК-экран,
2. EVF (электронная версия): Электронный видоискатель работает с ЖК-экраном. Такая панель позволяет нам видеть то же изображение, которое распознается матрицей дисплея. Большинство цифровых камер оснащены ЖК-экраном. Слишком мало света или, наоборот, слишком много света может заставить вас чувствовать себя некомфортно при съемке, потому что в обоих случаях вы не можете правильно оценить качество цвета изображения. Некоторые современные камеры имеют встроенные настройки яркости экрана. Однако яркий экран быстро расходует энергию устройства и вскоре станет непригодным для использования, если у вас нет с собой удобного зарядного устройства. Поэтому лучше всего сначала приобрести устройство с дополнительным оптическим видоискателем.
3. Зеркальное отображение изображения. Этот тип экрана, как следует из названия, является зеркальным. Она зеркально отражает изображение на матрице, устраняя такое явление, как параллакс. Этот тип экрана оснащен собственной оптической системой,
4. Оптический экран. Она выполняет свою функцию с помощью нескольких объективов, встроенных в верхнюю часть камеры. Когда фотограф смотрит через них, он может определить местоположение и рассмотреть объект съемки. Однако, поскольку оптический видоискатель расположен немного выше камеры, возможны небольшие ошибки при съемке, что может повлиять на изображение. С таким экраном также могут возникнуть проблемы с фокусировкой.

Камера может включать любой из этих вариантов. Существуют также некоторые модели, сочетающие в себе несколько из них одновременно.

Параметры видоискателя Каждый видоискатель, несмотря на свою классификацию, имеет следующие параметры

1. Охват. Здесь показан процент изображения (какая часть всего пространства отображается на экране). Если расширить зону охвата, границы изображения будут видны более четко.
2. Zoom. Этот параметр устанавливается в 1, когда мы смотрим на объект без лупы. Чтобы увеличить изображение, необходимо увеличить определение увеличения. Это также сделает фокус более четким.

Но может быть и так, что датчик изображения имеет много мегапикселей, но качество изображения все равно низкое: оно не резкое, ему не хватает контрастности и оно изобилует цифровым шумом. Качество изображения зависит не только от разрешения в мегапикселях, но и от физического размера самой матрицы.

Устройство цифрового фотоаппарата: принцип действия

Всем неопытным фотографам (особенно молодым) наверняка интересно, что происходит внутри камеры, когда вы решаете сделать снимок и нажимаете на кнопку спуска затвора. Происходит следующее:

1. При съемке в автоматическом режиме объектив автоматически фокусируется на объекте.
2. Затем в работу вступает механический или оптический стабилизатор изображения, который стабилизирует изображение.
3. Опять же, в автоматическом режиме камера регулирует выдержку, диафрагму, ISO и баланс белого.
4. Затем поднимается зеркало(3).
5. Заслонка (4) открывается.
6. Свет, проходящий через объектив, формирует изображение на матрице, которое затем считывается процессором и сохраняется на карте памяти.
7. Затвор закрыт.
8. Зеркало складывается.

Диафрагма и ее функции

Диафрагма — это особая часть конструкции объектива в виде кольца лепестков, регулирующих прохождение света к матрице. Чем меньше значение, тем больше диафрагма, и наоборот.

Диафрагма влияет на экспозицию. Чем больше диафрагма, тем ярче будет фотография. То, как камера работает со светом, одинаково важно для разных сцен. Он также позволяет добиться таких эффектов, как размытие фона, открыв диафрагму как можно шире.

Диафрагма влияет на глубину резкости. Регулируя значение диафрагмы, вы можете настроить резкость снимков и, таким образом, в определенной степени качество изображения. Чем уже кольцо диафрагмы, тем резче изображение. При большой диафрагме объект съемки получается резким, а фон — размытым.

Важно знать, как установить диафрагму для разных объектов съемки, чтобы получить наилучшие результаты.

Диафрагма 4 для портретов, диафрагма 5,6 для снимков всего тела, диафрагма 8 для людей, диафрагма 16 и диафрагма 22 для пейзажей. Это приблизительные размеры диафрагмы, которые, конечно, лучше всего установить самостоятельно, спросив ваше мнение.

Из чего состоит объектив фотоаппарата

В настоящее время существует так много различных типов и марок объективов, что невозможно объяснить состав каждого из них в короткой информативной статье. Объектив цифровой зеркальной камеры может иметь различное количество оптических элементов или линз. Их можно укладывать друг на друга или разделять небольшим пространством. В однообъективных объективах обычно используется система, которая может включать от одной до трех линз. При использовании дорогих качественных объективов количество объективов в системе может быть около двенадцати и более.

Пятиугольник — это пятиугольный механизм в блоке камеры, который поворачивает изображение на 90 градусов, еще больше удлиняя путь лучей света через зеркала.

Даже на матовом стекле изображение остается прямым. В профессиональных устройствах пентапризма является съемной. Иногда включаются различные показатели, чтобы открыть больше возможностей.

В основном они изготавливаются из стекла. В более дешевых моделях он изготовлен из пластика. Возможен альтернативный вариант, когда изображение поворачивается через зеркало и различные линзы.

Видоискатель является частью камеры.

Видоискатель — это часть камеры, которая позволяет увидеть, как будет выглядеть снимок.

Он не влияет на качество и выпускается в трех разновидностях:

• Зеркало (система зеркал),
• Электронный (жидкокристаллический дисплей),
• Оптический (набор линз).

Наличие фотовспышки позволяет осветить объекты на переднем плане, находящиеся близко к фотографу. Как правило, оригинальные встроенные устройства маломощны. По этой причине полупрофессиональные и профессиональные камеры оснащены портом, к которому можно подключить дополнительные вспышки.

Объектив

Объектив — самый важный компонент любой камеры. Ему всегда уделяется особое внимание.

Что такое объектив камеры? Это система оптических линз, установленных на металлической оправе. Линза проецирует изображение в одной плоскости. В цифровой камере он находится на матрице, а в пленочной — на пленке. Хорошие фотообъективы должны давать на пленке или матрице резкое изображение, пропорции которого соответствуют реальным пропорциям объекта съемки. Современный объектив — это технически довольно сложное изделие. Производство линз является высокотехничным и точным. На заводах, где производятся линзы, каждая линза тестируется индивидуально и с особой тщательностью. На заре фотографии в фотоаппаратах использовался один общий объектив. Но у этого примитивного объектива было много недостатков. Например, изображение было резким только в центре кадра и оставалось размытым по краям, причем прямые линии изгибались ближе к краям изображения. Со временем, объединяя и сплавляя линзы в целостную оптическую систему, ученые научились избегать этих ошибок.

Как выбрать объектив

Даже если вы планируете купить зеркальную камеру, вам следует подумать об объективе. Проблема в том, что одна и та же модель камеры может продаваться с разными объективами или без объективов. Все зависит от выбора производителя и продавца. Обычно покупка камеры с объективом обходится немного дешевле, чем покупка камеры и объектива по отдельности. Но иногда очень придирчивые клиенты не удовлетворены комплектацией, предлагаемой для определенных функций.

Прежде всего, мы рекомендуем выбирать объектив в соответствии с его универсальностью. Проще говоря, объектив, который подходит для всех видов фотографии. Диапазон вашего первого объектива определит, как быстро вы поймете на практике, какие еще объективы вам нужны для тех видов съемки, которые вы считаете приоритетными в своей работе. Например, если вы любите охоту, вам нужен объектив с большим фокусным расстоянием, а если ваша страсть — портретная съемка, вам нужен объектив с таким же названием — портретный.

Но даже если вы покупаете разные объективы, в большинстве случаев вы будете снимать универсальным объективом. Специальные объективы — широкоугольные, с большим фокусным расстоянием и т.д. — редко используются в повседневной практике. Тем не менее, часто бывают ситуации, в которых без специальных линз не обойтись. И тогда их использование в значительной степени оправдано.

Все объективы в основном оснащены стандартной резьбой, что позволяет легко заменять их на разных моделях камер.

Подведем итоги. К покупке своего первого объектива следует подойти со всей серьезностью. В противном случае дорогостоящая покупка будет лежать без дела в вашем ящике. Но универсальный объектив — самый лучший, потому что его можно использовать на все случаи жизни. Например, во время путешествий, когда любой лишний вес может вас утяжелить. А факелы довольно тяжелые.

Диафрагма

Если присмотреться, внутри линзы можно увидеть множество лепестков, каждый из которых имеет форму дуги. Они накладываются друг на друга и образуют круглое отверстие, диаметр которого можно регулировать. Это устройство называется радужной оболочкой глаза. Сам термин имеет греческие корни и буквально означает «разделение». Другой термин, используемый в английском языке для обозначения диафрагмы, — «aperture».

Диафрагма — это устройство, которое регулирует количество света, попадающего на матрицу или пленку. Изменение диаметра диафрагмы изменяет соотношение яркости изображения, создаваемого объективом. Диафрагма также влияет на яркость самого объекта съемки.

Благодаря специальному, довольно сложному механизму, лопасти диафрагмы сходятся к центру, и образуемое ими отверстие уменьшается в размерах. Если вы измените диафрагму на одну ступень, диаметр уменьшится или увеличится в 1,4 раза. С другой стороны, количество света, попадающего на пленку или матрицу, увеличивается в два раза.

Зачем нам нужна диафрагма? Почему мы не можем обойтись без этого? Каково назначение этого сложного компонента в камере? Наиболее важным является управление потоком света на матрицу или пленку. Например, если вы снимаете при ярком свете, имеет смысл уменьшить диафрагму. При слабом освещении, конечно, он может быть шире. Но диафрагма — это не единственное, что вам нужно. Кстати, в принципе, можно обойтись и без него. Почему бы и нет? Вот почему.

Как уже говорилось, и диафрагма, и затвор — это перегородки, прерывающие путь света к матрице или пленке. Диафрагма вместе с выдержкой также называется экспозицией. Например, в конкретном кадре диафрагма может быть очень широкой, а выдержка — более медленной, в то время как в другом кадре все наоборот: выдержка широкая, а диафрагма узкая. Похоже, что значения выдержки и диафрагмы взаимозаменяемы. Оба влияют на количество света, попадающего на матрицу или пленку. Но это не совсем так. Вернее, совсем нет. Размер диафрагмы влияет на глубину резкости, или, как сегодня говорят специалисты, глубину резкости (или DOF). Это очень важный рабочий фактор, позволяющий достичь различных творческих и технических эффектов, которые помогают фотографу добиться задуманного эффекта, цели съемки.

Я не хочу обременять вас сложными формулами и определениями. На этом начальном этапе вы все равно мало что запомните и поймете. Сейчас для вас важно понять и усвоить самые важные вещи. В книгах, справочниках и формулах отверстие обозначается буквой f. И чем больше цифра рядом с этой буквой, тем меньше диаметр отверстия, которое она обозначает. Например, как говорят фотографы, диафрагма 2,8 шире, чем диафрагма 8 или 16. В настоящее время самая широкая диафрагма составляет 2,8 (в старых объективах можно встретить диафрагму 1,4), поэтому большинство современных объективов имеют максимальную диафрагму 2,8. Это означает, что мы можем с уверенностью сказать, что в данном случае диафрагма вообще отсутствует. Кстати, некоторые преподаватели считают, что чем меньше значение диафрагмы, чем больше отверстие в объективе, тем интереснее и красивее снимок. Многие свадебные фотографы работают по этому принципу — как говорится, «полная апертура».

Камеры этого типа обычно имеют матрицу малого и среднего размера 1/2,3″, 1/1,7″ и 1″. Это делает эти камеры компактными и очень доступными. Конечно, есть и редкие компактные камеры с большими матрицами и даже полнокадровыми сенсорами. Но это очень специальные и дорогие устройства.

Крепление оптики

Объективы крепятся к корпусу камеры с помощью байонета. Это специальная, высокоточная насадка (часто используется стандартная насадка). Это крепление может иметь форму сепараторной гайки с выемками или выступами в цилиндре и соответствующими пазами в корпусе. Существуют модели, в которых штыковой зацеп представлен толстой короткой нитью.

Наиболее важные особенности штыкового соединения включают:

• Диаметр, который влияет на апертуру объектива,
• Длина фланца (схематично показана на рисунке ниже), которая определяет диапазон фокусных расстояний.

Примечания: Расстояния между фланцами камеры и объектива должны совпадать. Это напрямую влияет на возможность присоединения объективов различных систем к камере через адаптер.

Диафрагма и ее функции

Диафрагма — это механизм, который контролирует количество света, попадающего на матрицу цифровой камеры. Он расположен между линзами внутри объектива.

Аксессуар состоит из набора перекрывающихся лезвий (обычно от 2 до 20), которые бывают разной формы. Степень их смещения по отношению к положению основания определяет размер получаемого круглого (полная апертура) или многоугольного (частичная апертура) отверстия. Когда механизм открывается и закрывается, количество падающего света меняется. Дорогая и качественная оптика оснащена многосекционной диафрагмой.

Диаметр диафрагмы определяет глубину резкости (ГРИП): чем меньше круг, тем больше ГРИП. Это соотношение позволяет фотографу добиться различных эффектов при съемке, например, отделить объект от фона.

В дополнение к значению диафрагмы, упомянутому выше, размер диафрагмы влияет на следующие параметры изображения

• Размытость (ошибка или дефект при воспроизведении изображения), которая наименьшая при максимально узкой диафрагме,
• Дифракция (огибание световыми волнами препятствий), которая проявляется в снижении способности оптики воспроизводить изображения близких объектов (этот показатель называется разрешающей способностью объектива) при уменьшении размера светопропускающей апертуры.
• Виньетирование (ослабление света от центра изображения к краям), которое наиболее выражено при максимальной диафрагме.

Диафрагма обычно обозначается «f». Число рядом с ним указывает на диаметр диафрагмы. Чем меньше число, тем больше диафрагма. Диаметр 2,8 в настоящее время является максимальным для большинства объективов. Преломление и аберрация сбалансированы при значениях диафрагмы от f/8 до f/11. Объектив имеет максимальное разрешение.

Современные серийные зеркальные объективы имеют пружинные диафрагмы. Они не приближаются к фиксированному значению до момента съемки. Чтобы оценить глубину резкости при заданной диафрагме, многие цифровые зеркальные фотокамеры оснащены функцией повтора. Это механизм, который заставляет диафрагму закрываться при рабочем значении.

Работа зеркал

Свет, падающий через отверстие диафрагмы, попадает на зеркало. Там свет разделен на две части. Один из них — фазовый датчик (отраженный вторичным зеркалом), который должен определять, является ли изображение резким или нет. Затем система фокусировки дает команду объективам двигаться. Таким образом, они располагаются так, чтобы фотографируемый объект находился в фокусе. Такая самонастройка называется фазовым автофокусом и является одним из основных преимуществ зеркальных камер перед беззеркальными цифровыми камерами. Чтобы увидеть зеркало внутри корпуса, просто снимите объектив.

Второй луч попадает на фокусировочный экран, позволяя фотографу мгновенно оценить глубину резкости и глубину резкости. Выпуклая линза над наземным стеклом увеличивает полученное изображение. После спуска затвора зеркало откидывается назад, чтобы свет беспрепятственно попадал на матрицу.

Целый класс фотооборудования состоит из моделей с неподвижным прозрачным зеркалом. Она позволяет использовать автофокус не только при съемке фотографий, но и при записи видео в режиме live view. Также возможен непрерывный просмотр.

Световой поток проходит через фокальную плоскость и попадает в пентапризму. Он состоит из двух зеркал. Изображение наклонного зеркала сначала переворачивается вверх ногами. Зеркала пентапризмы переворачивают его и создают окончательное изображение в видоискателе.

Особенности строения разных моделей

Мы выяснили, как работает современный фотоаппарат. Несмотря на большое разнообразие моделей, все они работают по одному принципу и оснащены одними и теми же компонентами. Однако до появления цифрового оборудования фотографы использовали пленочные модели.

Давайте подробнее рассмотрим знаменитые пленочные фотоаппараты марки Zenith. Этот тип оборудования производился в советское время. Это 35-мм зеркальная камера, изготовленная специалистами на заводе в Красногорске.

Однообъективная пленочная камера активно использовалась мастерами фотографии того времени.

Камера Zenit включает в себя следующие компоненты:

• Объектив,

• система зеркал,

• затвор

• Фильм,

• объектив,

• матовое стекло,

• окуляр,

• пента-зеркало.

Несмотря на свои небольшие размеры, советские устройства были тяжелыми. Если сегодня в производстве используется в основном пластик, то раньше самым важным материалом был металл. Фототехника Zenith выпускалась до 1956 года.

В следующем видеоролике вы узнаете, как правильно настроить камеру.

Давайте поговорим о вспышке в целом. Давайте сосредоточимся на встроенной в камеру вспышке, которую иногда называют «лягушкой» (потому что она высовывается из камеры, как лягушка). Вспышка может работать в различных режимах, которые соответствуют функциям самой камеры.

Матрица фотокамеры

Сенсор — это сердце современной камеры. Качество камеры во многом определяет качество ваших фотографий. Датчик изображения имеет две основные характеристики, которые предоставляют информацию потребителю: разрешение и физический размер.

Давайте сначала рассмотрим разрешение. Разрешение — это количество светочувствительных элементов или пикселей. Чем их больше, тем больше пикселей будет составлять конечную фотографию. Сегодня среднее разрешение сенсора составляет от 16 до 36 миллионов пикселей.

Но может быть и так, что датчик изображения имеет много мегапикселей, но качество изображения все равно низкое: оно не резкое, ему не хватает контрастности и оно изобилует цифровым шумом. Качество изображения зависит не только от разрешения в мегапикселях, но и от физического размера самой матрицы.

Снимок, сделанный 8-мегапиксельной камерой

Снимок фотографии, сделанный 8-мегапиксельной камерой.

Оба снимка были сделаны с одинаковым разрешением. Как видите, фотография, сделанная мобильным телефоном, имеет гораздо худшее качество: она менее контрастна и лишена всех мелких деталей, например, прожилок на листе. И именно за мелкие детали отвечает высокое разрешение матрицы.

Сенсоры разных типов камер имеют разный размер. Самым большим на этой диаграмме является полнокадровый сенсор. Его размер соответствует кадру из известного формата 135 или просто 35 мм — 36х24 мм. Панели такого размера позволяют получать изображения очень высокого качества. Но чем больше сенсор, тем он дороже. По этой причине большие сенсоры встречаются только в довольно дорогих устройствах. Формат APS-C типичен для любительских цифровых зеркальных фотокамер. Чем дешевле устройство, тем меньше датчик.

Большие матрицы обеспечивают не только повышение детализации, но и качества изображения при съемке с высокой чувствительностью в условиях низкой освещенности. Дело в том, что матрица с большой площадью сенсора может реализовать больший размер самих светочувствительных элементов — пикселей. Для сравнения, размер светочувствительного элемента в матрице современной полнокадровой камеры составляет в среднем 4,9-8,3 микрометра. Размер пикселя в компактной камере или смартфоне составляет от 1 до 3 микрометров.

Особенности больших и маленьких матриц

Преимущества больших матриц — полнокадровых и APS-C — очевидны: они обеспечивают лучшее качество изображения. Однако при работе с ними есть некоторые нюансы. Законы оптики таковы, что при большой матрице мы получаем малую глубину резкости в фотографии. С одной стороны, мы можем размыть фон на наших фотографиях. Но в то же время возникают проблемы, если мы хотим повысить резкость всего изображения — и переднего плана, и фона. При съемке цифровым зеркальным фотоаппаратом не всегда можно добиться большой глубины резкости.

С другой стороны, маленькая матрица может создавать фотографии с почти бесконечной глубиной резкости. Чем меньше матрица, тем проще сделать фотографию с малой глубиной резкости. Именно поэтому трудно размыть фон при съемке на смартфон или компактную камеру — глубина резкости очень мала, и все на снимке становится резким. Давайте сравним два снимка, сделанных с одинаковыми настройками камерами с разными матрицами.

Снято на компактную камеру с маленькой матрицей 2/3″. Почти все фигуры находятся в глубине резкости.

Снимок с помощью цифровой зеркальной фотокамеры формата APS-C. Глубина резкости была меньше. Там была только передняя фигура.

Если при съемке портретов вы любите, чтобы фон на фотографиях был размытым, вам, вероятно, понадобится камера с большой матрицей — APS-C или даже 24×36 мм.

С помощью камеры с большой матрицей легче размыть фон на фотографиях.

Кроме того, размер матрицы напрямую влияет на размер самой камеры и объективов, установленных на ней. И если размер корпуса можно сделать более или менее компактным даже при полнокадровой матрице, то объективы нельзя сделать меньше: Законы оптики этого не позволяют. Поэтому если вы покупаете полнокадровую камеру со сменной оптикой, будьте готовы к тому, что хороший объектив будет значительно больше и тяжелее. Если вы пользуетесь полнокадровой камерой и при этом хотите иметь компактный объектив, вам придется довольствоваться не самыми универсальными и быстрыми объективами. С другой стороны, в камерах с меньшими матрицами можно использовать более легкие и компактные объективы. Проведите сравнение.

Полнокадровый Nikon D750 с гибким объективом в руках фотографа.

Типы фотокамер. Их плюсы и минусы.

У нас есть сердце цифровой камеры — сенсор. Теперь давайте посмотрим, какие камеры доступны сегодня.

Мобильная камера. Камера в телефоне

Встроенную камеру можно найти во многих современных устройствах. В смартфонах камера (а иногда не одна, а две — основная и фронтальная) является обязательным элементом. Наверное, каждый читатель делал фотографии с помощью своего мобильного телефона. В стремлении к компактности эти камеры оснащаются крошечными матрицами и простыми объективами. Все мы знаем, что фотографии на мобильный телефон не претендуют на высокое качество, но такой снимок не требует особых навыков, а мобильный телефон всегда под рукой. Однако если вы планируете более или менее серьезно заняться фотографией, стоит рассмотреть более продвинутый творческий инструмент, который предлагает лучшее качество изображения и ручные настройки.

Компактные фотокамеры

Этот тип камеры, вероятно, знаком каждому. Почти в каждом доме есть компактная камера. Их основными преимуществами являются малый размер, низкая цена, простота в обращении и иногда большой зум.

Камеры этого типа обычно имеют матрицу малого и среднего размера 1/2,3″, 1/1,7″ и 1″. Это делает эти камеры компактными и очень доступными. Конечно, есть и редкие компактные камеры с большими матрицами и даже полнокадровыми сенсорами. Но это очень специальные и дорогие устройства.

Компактные камеры не имеют сменных объективов. Такие камеры обычно оснащены универсальным объективом, который позволяет делать как широкоугольные снимки, так и крупные планы удаленных объектов. Опять же, благодаря использованию маленькой матрицы можно уменьшить размер объектива.

Nikon Coolpix S30 — компактный фотоаппарат

В большинстве компактных камер основное внимание уделяется автоматическим режимам съемки, чтобы максимально упростить процесс фотографирования. На английском языке их также называют «point-and-shoot», что можно перевести на русский язык как «наведи и снимай». Действительно, чтобы сделать фотографию с помощью такой камеры, достаточно нажать на кнопку, а все остальное сделает автоматика. Но для съемки с ручными настройками эти устройства не всегда подходят. Иногда невозможно выполнить все настройки вручную, а если это возможно, то приходится искать их где-то в меню устройства, что замедляет процесс.

Особняком в категории компактных камер стоят так называемые «гиперзумы» («суперзумы», «ультразумы»). Гиперзум — это компактная камера, оснащенная объективом с очень высоким коэффициентом увеличения. Он может делать как широкоугольные, так и крупные снимки очень удаленных объектов. Объективы с таким большим зумом имеют относительно большие размеры, поэтому камера теряет свою компактность и становится сопоставимой по размерам, а зачастую и по цене с более продвинутыми классами камер.

Nikon Coolpix P600 — это суперзум-камера. Объектив имеет оптический зум 60x: фантастическое значение для любого другого класса камер. Фокусное расстояние объектива составляет 24-1440 мм в 35-мм эквиваленте.

Но это еще не все. У нас все еще есть стекло, закрывающее сенсор, которое, по-видимому, является поляризатором. Она немного шероховатая по краям, но почти идеально гладкая на остальной поверхности. Световой микроскоп, похоже, не дает никаких результатов: стекло как стекло.

Часть теоретическая. CCD и CMOS

Сегодня технология CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) захватила более 90% мирового рынка, в то время как чрезвычайно популярной технологии CCD (Charge-Coupled Device) в ближайшем будущем прогнозируется спад.

Этому есть много причин — вот неполный список преимуществ технологии КМОП: во-первых, низкое энергопотребление в статическом режиме по сравнению с ПЗС; во-вторых, КМОП сразу выдает цифровой сигнал, который не требует дополнительного преобразования (или преобразование происходит на каждом отдельном субпикселе), в отличие от ПЗС, которая по сути является аналоговым устройством; в-третьих, дешевизна производства, особенно для больших экранов.

Для краткого ознакомления с принципами работы КМОП-плат посмотрите два видеоролика от Canon:

Но все наши пациенты (возможно, за исключением сенсора камеры мобильного телефона) относятся к тому времени, когда CCD безраздельно властвовала над миром, а CMOS только набирала производительность и светочувствительность, чтобы впоследствии взять верх. Теперь несколько слов о том, как работает CCD-датчик. Более подробное описание вы всегда можете найти на страницах Wiki.

Фотон фотографируемого объекта проходит через фильтр Байера, т.е. фильтр RGBG или RGBW, собирающую микролинзу и попадает на светочувствительный полупроводниковый материал. При поглощении фотон создает пару электрон-дырка, которая «разделяется» в клетке под действием внешнего электрического поля, а электрон «отправляется» в копилку, потенциальный колодец, где он ждет, пока его «прочитают».

Схематическое изображение ПЗС-панели (источник).

Считывание массива ПЗС в некотором смысле происходит «из ячейки». Предположим, у нас есть массив 5 x 5 пикселей. Сначала мы считываем количество электронов или просто количество тока с первого пикселя. Затем специальное управляющее устройство «сдвигает» все ячейки на одну, т.е. заряд второй ячейки перетекает в первую. Значение считывается снова и так далее, пока не будут считаны все 5 ячеек. Затем другой контроллер сдвигает оставшуюся часть «картинки» на один ряд вниз, и процесс повторяется до тех пор, пока не будут измерены токи во всех 25 ячейках. Этот процесс может показаться трудоемким, но для 5 миллионов пикселей он занимает лишь доли секунды.

Процесс считывания изображения с ПЗС-матрицы (источника).

Для разъяснения я рекомендую вам посмотреть следующее видео:

Это мир ушедшей эпохи ПЗС-линеек, с которым мы имеем дело сейчас.

Спасибо всем (Василию за телефон, Илье и DarkWood за камеры), кто внес свой вклад в эту статью, в самом лучшем виде. Поздравляем всех вас за поддержку в этом нелегком деле!

И апофеоз этой статьи, вернее:

Покойся с миром, пока мы не найдем для тебя новое применение.

Бонус 1. Как выглядит зелёная пылевая буря в Москве?

Сначала я собирался опубликовать его в отдельном посте, но потом решил не заполнять пространство. Всего несколько дней назад Москву накрыло зелено-желтое облако, многие готовились к презентации, но все это осталось без внимания….. Какова истинная причина такой странной окраски?

В последнее время климат на нашей планете очень изменчив: На Новый год либо нет снега, либо снег лежит до самого верха, потом весна выглядит как зима, и вдруг наступает лето. Цветы, деревья и растения менее приспособлены к таким нарушениям, поэтому 1,5 месяца весны, сжатые в одну неделю, заставили растения пересмотреть свои репродуктивные планы…..

Сегодня утром я сел за свой стол и заметил, что он покрыт слоем пыли. Вытерев ее бумажным полотенцем, я понял, что мне нужно внимательно изучить пыль. Готово!

Но у меня есть две хорошие и две плохие новости.

Хорошая новость заключается в том, что окраска желто-зеленого облака действительно была вызвана большим количеством пыльцы (я насчитал по крайней мере три вида):

Состав московской грозы: пыльца…. Внизу справа, пыльца на поверхности части растения.

Плохая новость заключается в том, что мы также вдыхаем их каждый день, и не только во время роста растений (микро- и наночастицы, которые улавливает не каждый фильтр):

Состав московской грозы: не очень приятная пыль и грязь