Kaip veikia veidrodinis fotoaparatas

1861 m. išrastas fotoaparatas, skirtas fiksuoti ir saugoti nejudančius vaizdus. Iš pradžių jie buvo fiksuojami ant specialių prietaiso plokštelių, o vėliau – ant juostos. Nuo septintojo dešimtmečio skaitmeninės technologijos pradėjo plačiai vystytis. Klasikiniai (juostiniai) fotoaparatai pamažu traukiasi į antrą planą. Iki šiol juos praktiškai pakeitė skaitmeniniai fotoaparatai. Šie modernūs prietaisai leidžia daryti aukštos kokybės vaizdus. DSLR, beveidrodžiai ir kompaktiški fotoaparatai yra labiausiai paplitę. Fotografuojantiems rekomenduojama naudoti pirmųjų dviejų tipų produktus. Tačiau tokiai veiklai reikia išmanyti fotoaparatą ir jo veikimą.

Kaip veikia fotoaparatai

Skaitmeniniai fotoaparatai ir juostiniai fotoaparatai veikia iš esmės taip pat. Labai supaprastintą objektyvo laikiklio išdėstymą galima pavaizduoti taip:

• Paspaudus mygtuką užraktas atsidaro ir nuo objekto atsispindėjusi šviesa pro objektyvą patenka į fotoaparato vidų;
• Rezultatas – vaizdas susidaro ant šviesai jautraus elemento (jutiklio arba juostos), t. y. padaroma nuotrauka;
• Užraktas užsidaro ir aparatas yra pasiruošęs daryti kitą nuotrauką.

Visas pirmiau aprašytas nuotraukų darymo procesas trunka sekundės dalis. Dėl kameros konstrukcijos jos detalus srautas skiriasi priklausomai nuo modelio.

Be priedų, tokių kaip blykstė, atminties kortelė, baterijos, skystųjų kristalų ekranas, įvairūs jutikliai, fotoaparatas negalėtų veikti ir daryti aukštos kokybės nuotraukų. Tačiau šie struktūriniai elementai nėra tiesiogiai susiję su fotoaparato veikimu.

Fotoaparato objektyvas

Objektyvas – tai optinė sistema, sudaryta iš lęšio elementų, esančių cilindro viduje. Jie gali būti stikliniai arba plastikiniai (pigesniuose modeliuose). Pro objektyvą prasiskverbianti šviesa lūžta ir suformuoja vaizdą jutiklyje. Geri objektyvai sukuria ryškius, aiškius vaizdus be iškraipymų.

Svarbu! Objektyvo šviesumas yra diafragmos santykio funkcija. Kuo didesnis vaizdo jutiklis, tuo geresnis fotoaparatas ir tuo brangesnis. Optinė sistema su didesniu diafragmos santykiu leidžia fotografuoti trumpesniu užrakto greičiu nei sistema su mažesniu diafragmos santykiu.

Objektyvo laikiklis

Objektyvai prie fotoaparato korpuso tvirtinami naudojant laikiklį. Tai specialus didelio tikslumo tvirtinimo elementas (dažnai standartinio tipo). Šis laikiklis gali būti tvirtinamas kaip veržlė su grioveliais arba iškyšomis ant rėmo ir atitinkamais grioveliais ant korpuso. Yra gaminių modelių, kuriuose bajonetinė jungtis yra su stambiu sriegiu, turinčiu trumpą eigą.

Pagrindinės laikiklio savybės:

• Skersmuo, kuris turi įtakos objektyvo diafragmos santykiui;
• židinio nuotolis (schematiškai pavaizduotas toliau pateiktoje nuotraukoje), kuris nustato darbinio židinio nuotolio diapazoną.

Diafragmos dydis lemia DOF (lauko gylį): kuo mažesnis apskritimas, tuo didesnis DOF. Ši sąsaja leidžia fotografams kurti įvairius efektus fotografuojant, pvz., atskirti objektą nuo fono.

Be šių veiksnių, diafragmos dydis turi įtakos gaunamam vaizdui

• aberacija (vaizdo atvaizdavimo klaida arba paklaida), kurios vertė yra mažiausia, kai diafragma kuo labiau uždaryta;
• difrakcija (kliūčių apsupimas šviesos bangomis), išreiškiamas kaip optikos gebėjimo atkurti šalia esančių objektų vaizdą sumažėjimas (vadinamas lęšio skiriamąja geba), kai mažėja šviesą praleidžiančios diafragmos dydis;
• vinjetavimas (šviesos sumažėjimas, kuris pasireiškia nuo vaizdo centro iki kraštų ir yra ryškiausias, kai diafragma visiškai atidaryta).

Diafragma paprastai žymima raide „f”. Šalia esantis skaičius nurodo angos skersmenį. Kuo mažesnis skaičius, tuo didesnė juo žymima anga. 2,8 šiuo metu yra didžiausias daugumos objektyvų skersmuo. Difrakcija ir aberacija yra subalansuotos esant diafragmai nuo f/8 iki f/11. Objektyvas turi didžiausią skiriamąją gebą.

Visai fotografijos įrangos kategorijai atstovauja modeliai su stacionariu permatomu veidrodžiu. Naudojant šią funkciją galima naudoti automatinį fokusavimą ne tik fotografuojant, bet ir filmuojant „Live View” vaizdo įrašus. Taip pat galimas nuolatinis stebėjimas.

Užrakto funkcijos ir tipai

Paspaudus užraktą, taip pat suveikia užraktas, kuris yra tarp veidrodžio ir jutiklio. Jo funkcija – reguliuoti šviesos patekimą į jutiklį. Laikas, per kurį užraktas yra atidarytas, vadinamas užrakto greičiu. Per šį laiko tarpą ekspozicijos procesas.

DSLR yra dviejų tipų užraktai:

• mechaninis (dažniausiai pasitaikantis);
• elektroninis (skaitmeninis).

Struktūriškai mechaninės žaliuzės vertikaliai arba horizontaliai išdėstytos 1 arba 2 žaliuzės, nepermatomos šviesos srautui. Pagrindinės tokių užraktų savybės yra greitis ir vėlavimas. Pastarasis rodo, kokiu greičiu užraktas atsidaro nuspaudus nuleistuką.

Užraktas atsidaro ir užsidaro labai greitai (sekundės dalimis) naudojant elektromagnetus arba spyruokles. Užrakto greitis – tai laikas, per kurį, paspaudus užraktą, padaroma nuotrauka. Mechaninių užraktų suveikimo riba. Naudojant skaitmeninius užraktus pasiekiamas maždaug 1/8000-osios sekundės užrakto greitis.

Elektroninis užraktas – tai ne atskiras prietaisas, o ekspozicijos (įeinančios šviesos kiekio) valdymo jutikliu principas. Ekspozicija yra laiko tarpas nuo nulinio taško ištrynimo iki informacijos nuskaitymo iš jo momento. Elektroninių užraktų naudojimas pasižymi tuo, kad jais galima pasiekti didesnį užrakto greitį, nenaudojant brangių mechaninių analogų.

Elektroninių ir mechaninių užraktų tipų derinį turintys fotografijos modeliai laikomi pažangesniais. Pirmasis naudojamas greitam užrakto greičiui, antrasis – lėtam užrakto greičiui. Jis taip pat apsaugo jutiklį nuo dulkių.

Į fotoaparatą patenkančios šviesos kiekis, kontroliuojamas diafragma, ir užrakto greitis, nustatomas užraktu, yra fotografavimo proceso pagrindas. Derindami šiuos skaičius fotografai skirtingais būdais pasiekia skirtingus efektus.

Pentaprizma ir vaizdo ieškiklis

Pro fokusavimo ekraną prasiskverbiantis šviesos srautas patenka į pentaprizmą. Jį sudaro dviejų veidrodžių. Iš pradžių vaizdas atsiranda dėl to, kad veidrodis yra apverstas aukštyn kojomis. Pentaprizmos veidrodžiai apverčia vaizdą, todėl vaizdo ieškiklyje matomas galutinis vaizdas.

Vaizdo ieškiklis – tai prietaisas, leidžiantis fotografui peržiūrėti vaizdą. Pagrindinės jo savybės yra šios:

• ryškumas (priklauso nuo stiklo, iš kurio jis pagamintas, kokybės ir šviesos pralaidumo);
• dydis (plotas);
• aprėptis (šiuolaikiniuose modeliuose iki 96-100 %).

Svarbu! Fotografams lengviau vertinti vaizdus didesniuose vaizdo ieškikliuose su lengvesniais objektyvais. Tačiau jas galima įsigyti tik aukštesnės nei vidutinės klasės modeliuose.

Šviesos judėjimo fotoaparato vaizdo ieškiklyje schema

SLR fotoaparatuose gali būti įrengti šių tipų vaizdo ieškikliai:

• optinis;
• elektroninis;;
• Iki SLR.

Optiniai vaizdo ieškikliai dažniausiai pasitaikantys. Šie prietaisai – tai lęšių, esančių šalia objektyvo, sistema. Jų privalumas yra tas, kad jie nenaudoja energijos, tačiau jų trūkumas yra tas, kad iškraipo į kadrą patenkantį vaizdą.

Elektroniniai prietaisai – tai miniatiūrinis skystųjų kristalų (LCD) ekranas. Vaizdas į jį perkeliamas iš fotoaparato matricos. Elektroniniu vaizdo ieškikliu galima naudotis net ir esant stipriai saulės šviesai, nes jis yra korpuso viduje. Tačiau veikdamas jis vartoja elektros energiją

Veidrodiniai vaizdo ieškikliai laikomi geriausiais, nes jie gali užtikrinti didžiausią kontrastą, objektų kontūrų kokybę. Šie prietaisai buvo perduoti skaitmeniniams fotoaparatams iš jų juostinių analogų. Fotografui matomą vaizdą formuoja besisukantis veidrodis.

Yra modelių be vaizdo ieškiklių. Fotografas peržiūri vaizdus LCD monitoriuje. Šių ekranų trūkumas yra tas, kad ryškioje saulės šviesoje beveik nieko neįmanoma įžiūrėti. Be to, monitorių skiriamoji geba gali būti maža.

DSLR skaitmeninio fotoaparato jutiklis

SLR jutiklis yra analoginis arba skaitmeninis-analoginis integrinis grandynas su vaizdo jutikliais. Pastarieji yra šviesai jautrūs elementai, kurie šviesos energiją paverčia elektros krūviu (proporcingu apšvietimo ryškumui). Jutikliai optinį vaizdą paverčia analoginiu signalu arba skaitmeniniais duomenimis. Kurios vėliau keliauja žemyn keitiklio, procesoriaus ir atminties kortelės grandine.

Svarbu! Šviesos filtras padeda užfiksuoti spalvotus vaizdus. Jis montuojamas priešais lustą.

Pagrindinės vaizdo jutiklio savybės yra šios

• rezoliucija;
• dydis;
• Jautrumas šviesai (ISO);
• Signalo ir triukšmo (atsitiktinai išsidėsčiusių skirtingų spalvų taškų, atsirandančių dėl objektų šviesos trūkumo) santykis.

SLR fotoaparatuose paplitusios dvi rūšys:

• viso kadro (tokio pat dydžio kaip 35 mm juostos kadras)
• sutrumpintas (mažesnė įstrižainė).

Matricos skiriasi pagal formatus, kurie būna šių variantų:

• Visas kadras – visas kadras (35×24 mm);
• APS-H yra profesionalių fotoaparatų jutikliai (29 × 19-24 × 16 mm);
• APS-C – naudojamas vartotojų klasės modeliuose (23×15-18×12 mm).

Viso kadro jutikliai yra didesnio dydžio nei sutrumpinti. Jie naudojami profesionaliuose fotoaparatuose.

Vaizdo stabilizavimo sistemos

Dėl fotoaparato judėjimo fotografuojant arba rankos drebėjimo vaizdai tampa neryškūs. Tai galima neutralizuoti naudojant vaizdo stabilizatorių (ne visuose modeliuose). Jį galima rinktis iš trijų rūšių:

• optinis;
• su judančiu jutikliu;
• elektroninis (skaitmeninis).

Pirmasis – tai objektyve įmontuotas objektyvo mazgas, valdomas specialiais jutikliais. Sistema su judančiu jutikliu (pvz., „Anti-shake”), naudojamas fotoaparatui užfiksuoti ant judančios platformos. Jie laikomi mažiau veiksmingais nei optinis stabilizavimas.

Elektroninis VR (virpesių slopintuvas), tik reikia, kad procesorius konvertuotų vaizdą. Skaitmeninis vaizdo stabilizatorius veikia su visais objektyvais.

Fotoaparato funkcionalumas padidėja naudojant blykstes, kurios gali slopinti raudonų akių efektas. Taip pat patogu turėti kelis pagrindinius darbo režimus:

• automatinis;
• priverstinai;
• lėta sinchronizacija;
• be blykstės.

Autoportretų darymas arba fotoaparato drebėjimo šalinimas, naudoja automatinį laikmatį. Šis prietaisas sukuria laiko tarpą tarp užrakto paspaudimo ir atleidimo.

Pastaba! Ilgesnį laiką fotografuojant kai kuriuos DSLR modelius rekomenduojama maitinti ne įkraunamaisiais akumuliatoriais, o adapteriu, prijungtu prie nuolatinės srovės lizdo. Tai įmanoma tik tuo atveju, jei turite prieigą prie 220 V elektros tinklo.

Fotoaparato procesorius atlieka šias funkcijas:

• valdo blykstę, fotoaparato sąsają, automatinį fokusavimą;
• Apskaičiuoja ekspoziciją;
• Apdoroja jutiklio duomenis;
• Reguliuoja ryškumą, jautrumą šviesai, kontrastą, baltos spalvos balansą, triukšmą ir daugelį kitų vaizdo parametrų;
• Išsaugokite vaizdą atminties kortelėje suspausdami failus;
• leidžia palaikyti ryšį su išoriniais įrenginiais (pvz., kompiuteriu).

Kai procesorius apdoroja skaitmeninius duomenis, jie saugomi operatyviojoje atmintyje. Įvairių formatų (pvz., „SecureDigital” – SD) atminties kortelių pavidalo išimamos laikmenos naudojamos informacijai nuolat išsaugoti.

Dėl galimybės kontroliuoja Rankiniu būdu galite valdyti įvairius nustatymus, pvz.: reguliuoti užrakto greitį ir diafragmą, nustatyti jutiklio jautrumą šviesai, baltos spalvos balansą. Taip galite valdyti visą fotografavimo procesą ir kurti norimus efektus.

Išvada

Dėl didelio jutiklio dydžio veidrodiniai fotoaparatai leidžia gauti aukštos kokybės vaizdus. Todėl juos naudoja profesionalūs fotografai ir mėgėjai, kurie užsiima rimta fotografija. Labai svarbus veidrodinių fotoaparatų populiarumo veiksnys yra keičiama optika, leidžianti fotografuoti pro teleskopą, endoskopą ar mikroskopą.