Hvordan fungerer et kamera fra et fysisk synspunkt? Kameraenhet. Film og digitale kameraer. Hvem passer kompaktkameraer og hyperzoom for?

Publiseringsdato: 27.11.2014

I denne leksjonen vil vi prøve å forklare tydelig hvordan et kamera fungerer og hvilke typer kameraer som finnes i dag. La oss prøve å nærme oss dette problemet fra et praktisk synspunkt, og forklare de viktigste problemene for fotografer på et enkelt språk. Denne artikkelen hjelper deg med å velge et kamera for oppgavene dine, og deretter nyte fotograferingen.

Hvordan fungerer kameraet?

Alle vet hva et kamera er for noe. Men hvordan fungerer det? Å vite hvordan et kamera fungerer, vil hjelpe deg å alltid ta bilder av høy kvalitet. Det er det samme som med en bil: for å kjøre en bil godt, må du ha minst en liten ide om hvordan det fungerer.

Et enkelt diagram vil hjelpe deg å forstå fotograferingsprosessen.

• Lys er det viktigste i fotografering. Det hele starter med ham. Selve ordet "fotografi" kan oversettes som "lysmaleri", "lysmaleri". Lys begynner sin reise fra en kilde, for eksempel solen.
• Lys faller på alle gjenstander rundt oss. Dette er veldig viktig å huske: Kameraet fotograferer ikke selve objektene, men lyset som reflekteres fra dem. Det er lys og evnen til å jobbe med det som er nøkkelen til gode skudd.
• Lys som reflekteres fra et objekt passerer gjennom kameralinsen.
• Den projiseres på en lysfølsom sensor - en matrise. Tidligere, da det ikke fantes digitale kameraer, ble film brukt i stedet for en matrise.

• Matrisen består av millioner av lysfølsomme elementer. De fanger opp lys og overfører informasjon om det elektronisk til kameraprosessoren. Prosessoren behandler de mottatte dataene og lagrer dem som en fil.

• Filen skrives til minnekortet.

Alle moderne digitale kameraer fungerer etter dette prinsippet, og skiller seg bare i enkelte detaljer.

Kameramatrise

Matrisen er hjertet i et moderne kamera. Kvaliteten på fotografiene vil i stor grad avhenge av kvaliteten. Matrisen har to hovedegenskaper, informasjon om hvilke er tilgjengelig for forbrukeren: oppløsning og fysisk størrelse.

La oss først ta for oss oppløsning. Oppløsningen til en matrise er antall lysfølsomme elementer, piksler. Jo flere det er, jo flere poeng utgjør det endelige bildet. I dag er den gjennomsnittlige oppløsningen av matriser fra 16 til 36 millioner piksler.

Det kan imidlertid være at det er mange megapiksler på matrisen, men kvaliteten på bildet er fortsatt lav: det er ikke skarpt, mangler kontrast, og er begravet i digital støy – interferens. Bildekvaliteten avhenger ikke bare av oppløsningen i megapiksler, men også av den fysiske størrelsen på selve matrisen.

Begge bildene er tatt med samme oppløsning. Som du kan se, er rammen tatt på en mobiltelefon mye dårligere i kvalitet: den er ikke like kontrastrik, og små detaljer, for eksempel årene på et blad, er ikke bevart i bildet. Men det er nettopp de små detaljene som den høye oppløsningen til matrisen skal stå for.

Ulike typer kameraer er utstyrt med matriser i forskjellige størrelser. Den største i dette diagrammet er en full-frame sensor. Størrelsen tilsvarer en ramme fra det velkjente "135" eller ganske enkelt "35 mm" filmformat - 36x24 mm. Matriser av denne størrelsen lar deg få bilder av svært høy kvalitet. Men jo større den fysiske størrelsen på matrisen er, jo dyrere er den. Derfor finnes store matriser bare i ganske dyre enheter. APS-C-formatet er typisk for amatør-DSLR-er. Jo billigere enheten er, desto mindre er matrisen installert i den.

Store matriser gir fordeler ikke bare i detalj, men også i bildekvalitet når du fotograferer med høye følsomhetsverdier i dårlig belysning. Faktum er at på en sensor med stort område er det mulig å realisere en større størrelse på de lysfølsomme elementene selv - piksler. Til sammenligning: ett lysfølsomt element i matrisen til et moderne fullformatkamera har en gjennomsnittlig størrelse på 4,9-8,3 mikron. Størrelsen på én piksel i et kompaktkamera eller smarttelefon er omtrent 1-3 mikron.

Funksjoner av store og små matriser

Fordelene med store matriser – full-frame og APS-C – er åpenbare: de gir bedre bildekvalitet. Å jobbe med dem har imidlertid flere nyanser. Optikkens lover er slik at når vi jobber med en stor matrise, får vi en liten dybdeskarphet på bildet. På den ene siden kan vi vakkert uskarpe bakgrunnen i bildene våre. Men samtidig vil det oppstå vanskeligheter hvis vi vil gjøre alt skarpt i bildet – både forgrunnen og bakgrunnen. Når du fotograferer med et DSLR-kamera er det ikke alltid mulig å oppnå stor dybdeskarphet.

Samtidig lar små sensorer deg fotografere med nesten uendelig dybdeskarphet. Jo mindre matrisen er, jo lettere er det å få en ramme med stor dybdeskarphet. Dette er grunnen til at når du fotograferer med en smarttelefon eller kompaktkamera, er det vanskelig å gjøre bakgrunnen i bildet uskarp: dybdeskarpheten er for stor, alt i bildet blir tydelig. La oss sammenligne to bilder tatt med samme opptaksparametere, men på kameraer med matriser av ulik størrelse.

Et bilde tatt med et kompaktkamera med en liten 2/3" matrise. Nesten alle figurene var inkludert i dybdeskarpheten.

Hvis du liker uskarpe bakgrunner i bildene dine eller fotograferer portretter, trenger du mest sannsynlig et kamera med en stor matrise - APS-C-format eller til og med 24x36 mm.

I tillegg avhenger størrelsen på selve kameraet og dets linser direkte av størrelsen på matrisen. Videre, hvis størrelsen på enhetens kropp fortsatt kan gjøres mer eller mindre kompakt selv når du bruker en full-frame matrise, vil det ikke være mulig å redusere størrelsen på linsen: optikkens lover vil ikke tillate det. Derfor, når du kjøper et fullformatkamera med utskiftbare objektiver, vær forberedt på at et godt objektiv vil ha en betydelig størrelse og vekt. Skal du bruke et fullformatkamera og samtidig ha et kompakt objektiv, må du nøye deg med objektiver som ikke er de mest allsidige og ikke de raskeste. Men i kameraer som bruker mindre matriser, er det fullt mulig å bruke lettere, mer kompakte objektiver. Sammenlign selv.

Typer kameraer. Deres fordeler og ulemper.

Vi har funnet ut hjertet til et digitalkamera, matrisen. La oss nå finne ut hvilke typer moderne kameraer er delt inn i.

Mobilkamera. Telefonkamera

I dag finnes et innebygd kamera i mange enheter. I smarttelefoner har et kamera (og noen ganger ikke bare ett, men to - det viktigste og det fremre) blitt et obligatorisk element. Sannsynligvis har alle lesere erfaring med å ta bilder med en telefon. I jakten på kompakthet er slike kameraer utstyrt med bittesmå matriser og enkle linser. Vi vet alle at bilder tatt fra en telefon ikke hevder å være av høy kvalitet, men slik fotografering krever ingen spesielle ferdigheter, og telefonen er alltid tilgjengelig. Men hvis du planlegger å ta fotografering mer eller mindre seriøst, bør du tenke på et mer avansert kreativt verktøy som gir bilder av høyere kvalitet og manuell innstilling av opptaksparametere.

Kompakte kameraer

Kanskje denne typen kamera også er kjent for alle. Det er et kompaktkamera i nesten alle hjem. Deres største fordel er deres lille størrelse, lave pris, brukervennlighet og noen ganger store zoom.

Kameraer av denne typen har vanligvis små og mellomstore matriser med diagonaler på 1/2,3", 1/1,7", 1". Dette gjør disse enhetene kompakte og svært rimelige. Selvfølgelig er det sjeldne kompakte modeller med store matriser, til og med fullformat. Men dette er ganske spesifikke og dyre enheter.

Kompaktkameraer har et objektiv som ikke kan byttes ut. Som regel er slike kameraer utstyrt med et universalobjektiv som lar deg fotografere både med vid visningsvinkel og ta nærbilder av fjerne objekter. Igjen, takket være bruken av små matriser, er det mulig å gjøre linsen liten i størrelse.

De fleste kompaktkameraer er designet for å ta bilder i automatiske moduser for å gjøre fotografering så enkelt som mulig. På engelsk kalles de "Point-and-shoot", som kan oversettes til russisk som "point and shoot". Faktisk, for å skyte med en slik enhet, trenger du bare å trykke på en knapp, og resten vil bli gjort automatisk. Men disse enhetene er ikke alltid designet for fotografering med manuelle innstillinger. Noen ganger kan ikke alle innstillingene konfigureres manuelt, og hvis de kan, må du lete etter dem et sted i enhetsmenyen, noe som bremser prosessen.

Skilt seg fra hverandre i klassen kompakter er de såkalte "hyperzoomene" ("superzoomene", "ultrazoomene"). Hyperzoom er et kompaktkamera utstyrt med et objektiv med et meget høyt zoomforhold. Den kan både skyte fra en vid synsvinkel og ta nærbilder av objekter som er langt unna. Objektiver med så stor zoom er relativt store i størrelsen, og derfor mister kameraet kompaktheten og kan sammenlignes i størrelse, og ofte i pris, med mer avanserte kameraklasser.

Hvem passer kompaktkameraer og hyperzoom for?

Først og fremst for de som fotografering verken er en hobby eller et yrke for. For de som bare skyter etter hukommelsen og ikke vil belaste seg selv med kompliserte innstillinger. Disse kameraene er ideelle for reiselys. De har alltid automatiske moduser, som vil tillate selv en nybegynner å takle dem. Profesjonelle fotografer velger noen ganger et kompaktkamera som et ekstra kamera.

DSLR-kameraer

Den neste typen kamera er speilrefleks eller DSLR. Som en klasse utstyr har de en rik historie. De første DSLR-ene dukket opp i første halvdel av forrige århundre. Den gang brukte de film. I mer enn et halvt århundre ble designen deres brakt til nesten perfeksjon, og først i det 21. århundre erstattet den digitale matrisen film.

Speilkameraer er så navngitt fordi deres design inkluderer et system av et speil og et spesielt reflekterende prisme (pentaprisme), som lar deg se nøyaktig bildet som linsen "ser". Dessuten uten elektronikk.

Speilet har et bevegelig design: når det senkes, kommer lyset inn i søkeren. Når et bilde tas, heves speilet og lyset treffer sensoren. Brukes med speilreflekskameraer utskiftbare linser . Du kan velge hvilket som helst objektiv fra en rekke modeller for kameraet ditt, med fokus på typen filming du ønsker å gjøre. På denne måten kan du i enhver situasjon ha det perfekte verktøyet for perfekt bildekvalitet.

Det er ikke for ingenting at DSLR-kameraer kalles systemkameraer. Når vi velger et DSLR fra en bestemt produsent, velger vi system fra kameraet, objektiver og tilbehør (som blitser). Dette brukes aktivt av alle profesjonelle fotografer og avanserte amatører.

DSLR-kameraer bruker alltid store sensorer. APS-C-format eller til og med fullformat. Og som nevnt ovenfor, er en stor matrise en av komponentene i et bilde av høy kvalitet.

Hastighet er den neste fordelen med speilreflekskameraer. En fotograf som bytter fra en kompakt til en DSLR kan ganske enkelt bli sjokkert over hastigheten på operasjonen. Rask autofokus og umiddelbar respons på alle fotografens manipulasjoner er en egenskap til ethvert DSLR.

DSLR-kameraet er veldig enkelt å bruke. Produsenter legger stor vekt på designet deres, fordi dette er et profesjonelt verktøy. Enheten er behagelig å holde i hendene, og nesten alle innstillinger kan justeres med én eller to knapper uten å gå inn i menyen.

En annen fordel verdt å merke seg er den lange batterilevetiden. Du må lade batteriet til et slikt kamera relativt sjelden. Siden matrisen i en DSLR (sammen med skjermen til enheten - hovedforbrukeren av energi) ikke alltid er under belastning, men bare direkte under opptak av en ramme, lar batteriet deg ta omtrent 500-1000 bilder på en lade, avhengig av kameramodell. Dette er et nesten uoppnåelig tall for andre typer kameraer. Langsiktig batterilevetid for kameraet er en veldig viktig ting når du reiser, reiser eller lange turer.

Blant ulempene med speilreflekskameraer er det kanskje verdt å merke seg deres tunge vekt og størrelse. Men mange fotografer, tvert imot, liker å gå rundt med et stort kamera og se ut som en profesjonell. Moderne DSLR-er kan være både svært dyre, designet for profesjonell bruk og svært rimelige. I dag har nesten alle råd til et DSLR-kamera.

Hvem passer et DSLR-kamera for?

Alle som er mer eller mindre seriøst involvert i fotografering og ikke er redde for den relativt store størrelsen på kameraet. For de som ønsker å lære å fotografere profesjonelt og gjøre fotografering til sitt yrke, er et DSLR-kamera det beste valget.

Kompakte kameraer med utskiftbare objektiver eller speilløse kameraer

Dette er en relativt nylig dukket kameratype og den mest aktivt utviklende. Produsenter bestemte rimeligvis at hvis du utstyrer et vanlig kompaktkamera med utskiftbare linser og en matrise av høy kvalitet, vil du få en veldig interessant ting. Speilløse kameraer kombinerer de fleste fordelene med DSLR-er og kompaktkameraer. Som allerede nevnt har "speilløse kameraer" utskiftbare objektiver og kompakte størrelser. Samtidig lar de deg ta opptak av svært høy kvalitet. Tross alt er de utstyrt med relativt store matriser.

Speilløse kameraer er generelt ganske raske. Men på grunn av deres miniatyrstørrelse, led ergonomien deres litt. Kameraet ligger ikke lenger like komfortabelt og solid i hånden som et speilreflekskamera. Og mange fotografer liker ikke mangelen på en optisk søker. Blant andre ulemper med speilløse kameraer er det verdt å merke seg den ganske korte batterilevetiden.

Produsenter i denne klassen av kameraer legger spesiell vekt på stil. I motsetning til strenge svarte DSLR-er rettet mot avanserte fotografer, finnes det mange vakre, stilige "mote"-modeller blant speilløse kameraer.

Hvem passer et speilløst kamera for?

For de som ønsker å ta bilder av høy kvalitet, men ikke vil ha med seg et klumpete DSLR-kamera. Dette kameraet er praktisk å ha med på tur. Men hvis du planlegger å reise uten muligheten til å lade kameraet, er det bedre å ta med deg et sett med reservebatterier.

Mellomformatkameraer og digital bakside

Det er kameraer hvis matrise er enda større i størrelse enn for fullformat DSLR-er. For eksempel kan størrelsen være 44 x 33 mm, 53,9 x 40,4. Oppløsningen til slike store matriser er også ganske stor: flere titalls megapiksler.

Kameraer av denne typen kalles "medium format". Dette navnet er igjen fra filmfotografiets dager. I filmtiden brukte slike kameraer bredfilm, mye bredere enn vanlig film. Slike kameraer ble den gang og brukes nå av noen profesjonelle fotografer for å produsere fotografier av meget høy kvalitet. Utskrifter med en diagonal på ca. én meter er ikke grensen for disse kameraene. Noen av disse kameraene er utstyrt med utskiftbare moduler der matrisen og elektronisk fylling er installert direkte. Slike moduler kalles digital bakside. Mellomformatkameraer brukes hovedsakelig ved fotografering i et fotostudio på grunn av deres store størrelse og ikke veldig raske drift. En annen ulempe med mellomformatkameraer er prisen, sammenlignbar med prisen på en ny utenlandsk bil.

Konstantin Voronov

Jeg har vært involvert i profesjonell fotografering i over 8 år. Aktivitetsfelt: bryllup, portrett, landskapsfotografering. Journalist utdannet. Utviklet flere kurs for den nettbaserte fotoopplæringstjenesten Fotoshkola.net. Lærer, vert for mesterklasser.

Hvordan kameraet fungerer kan studeres på skolen. Men å kjenne til designfunksjonene er interessant for enhver kameraeier. Det grunnleggende driftsprinsippet til et digitalkamera kan oppsummeres med noen få ord: lys omdannes til elektrisitet. Alt her tjener til å tiltrekke seg lys, fra startknappen til linsene.

Hva er revolusjonerende når det gjelder lys i et digitalkamera? Den konverterer lys til elektriske ladninger, som blir bilder tatt på skjermen. Hvordan virker det? Oppgaven til hver del av kameraet er å ta et flott bilde. Men det viktigste er lys.

Design og drift av kameraet

Det første du trenger for å ta et bilde er en lyskilde. Lyspartikler, fotoner, forlater lyskilden, blir frastøtt av et objekt og kommer inn i kameraet gjennom flere linser. Fotonene følger deretter en fastsatt bane. En rekke objektiver lar deg ta et så tydelig bilde som mulig.

1. Lukkerne styrer mengden lys som skal komme inn gjennom kameraåpningen.
2. Etter å ha passert gjennom membranen, linsene og kommet inn i hullet, blir lyset frastøtt fra speilet og rettet inn.
3. Før dette brytes lyset når det passerer gjennom prismet, derfor ser vi bildet i søkeren ikke opp ned, og hvis vi er fornøyd med komposisjonen, så trykker vi på knappen.
4. Samtidig hever speilet seg og lyset rettes innover i en brøkdel av et sekund rettes lyset ikke mot søkeren, men inn i selve hjertet av kameraet.

Varigheten av denne handlingen avhenger av driftshastigheten til skoddene. De åpner seg et øyeblikk når lyset skal treffe lyssensoren. Tiden kan være 1/4000 av et sekund. Det vil si at på et blunk kan dørene åpne og lukke 1400 ganger. For å gjøre dette er det to dører når den første åpnes, lukkes den andre. Dermed kommer en ekstremt liten mengde lys inn. Dette er et viktig poeng for å forstå driftsprinsippet til et digitalkamera.

Lysbehandlingsteori

Så hva er revolusjonerende med digitalkameraet? Elementet som fanger bildet, bildesensoren (matrisen), er et gitter med en tett struktur bestående av bittesmå lyssensorer. Bredden på hver er bare 6 mikron - det er 6 milliondeler av en meter. 5 tusen av disse sensorene kan passe på spissen av en spisset blyant.

Men først må lyset passere gjennom et filter, som deler det opp i farger: grønt, rødt og blått. Hver lyssensor behandler bare én farge. Når fotoner treffer det, absorberes de av halvledermaterialet som det er laget av. For hvert foton som absorberes, sender lyssensoren ut en elektrisk partikkel kalt et elektron. Energien til fotonet overføres til elektronet - dette er en elektrisk ladning. Og jo lysere bildet er, desto sterkere blir den elektriske ladningen. Dermed har hver elektrisk ladning en annen intensitet.

Kretskortet oversetter deretter denne informasjonen til dataspråk, et språk med tall og biter, eller en sekvens av enere og nuller. De representerer millioner av små fargede prikker som utgjør et bilde – disse er piksler. Jo flere piksler i et bilde, jo bedre oppløsning. Dette er med andre ord flere millioner mikroskopiske lysfeller, som sammen med alle elementene i kameraet er rettet mot én oppgave – å konvertere lys til elektrisitet for å kunne ta vakre bilder.

Deretter mates all denne informasjonen digitalt til prosessoren, hvor den behandles i henhold til visse algoritmer. Deretter overføres det ferdige bildet til kameraets minne, hvor det lagres og er tilgjengelig for visning av brukeren.

Så vi kan kort skildre arbeidsprinsippet til et digitalt speilreflekskamera.

davisgod — 16.08.2010 Betjening av digitalkamera

Før du trykker på utløserknappen i speilreflekskameraer, er det et speil plassert mellom objektivet og matrisen, og reflekterer fra hvilket lyset kommer inn i søkeren. I ikke-DSLR-kameraer og speilreflekskameraer, i Live View-modus, faller lyset fra linsen på matrisen, og bildet som dannes på matrisen vises på LCD-skjermen. I noen kameraer kan automatisk fokusering forekomme.

Når du trykker utløsertasten ufullstendig (hvis en slik modus er tilgjengelig), velges alle automatisk valgte opptaksparametere (fokus, eksponeringsparbestemmelse, fotografisk følsomhet (ISO), etc.).

Når den trykkes helt ned, tas en ramme og informasjon leses fra matrisen inn i kameraets innebygde minne (buffer). Deretter behandles de mottatte dataene av prosessoren, under hensyntagen til de innstilte parametrene for eksponeringskompensasjon, ISO, hvitbalanse, etc., hvoretter dataene komprimeres til JPEG-format og lagres på et flash-kort. Når du fotograferer i RAW-format, lagres dataene på et flash-kort uten behandling av prosessoren (korrigering av døde piksler og komprimering ved hjelp av en tapsfri algoritme er mulig). Siden det å skrive et bilde til et flash-kort tar ganske mye tid, lar mange kameraer deg ta neste bilde før det forrige er ferdig med å ta opp til flash-kortet, hvis det er ledig plass i bufferen.

Bildefangst

Fødselen av et digitalt bilde skjer når lys fra en kilde reflekteres fra et objekt (eller passerer gjennom et gjennomskinnelig objekt, for eksempel et farget vindusglass). Hver del av objektet absorberer en viss brøkdel av lysbølger, og resten finner veien til kameralinsen (nummer 1 i fig. 2.7). I fig. 2.7 kan du bare se to store lysstråler som passerer gjennom linsen. Faktisk er det billioner av dem. De består alle av fotoner - lyspartikler som oppfører seg som bølger. (Bølge-partikkeldualitet er et av kvantefysikkens mysterier som vi vil legge bak kulissene.)

Lyset som faller på glasselementet til linsen er indikert med tallet 2. Bildet viser bare én linse, men i det virkelige liv inneholder linser fra 4 til 15, 20 eller flere forskjellige elementer som beveger seg synkront eller separat, avhengig av måten de fokuserer eller endrer brennvidden på objektivet. Linseelementer kan forskyves for å kompensere for kamerarystelser som oppstår ved lange lukkerhastigheter på grunn av kameraets ustabilitet.

Objektiver med fast fokus (uten å endre brennvidden) er de enkleste: de er designet for å fokusere bildet på sensoren på bare én måte. I dette tilfellet er bevegelsen av elementene ikke sikret. Å øke kompleksiteten til linsefunksjonene for å korrigere bildet ved en viss forstørrelse eller fokusposisjon krever bruk av tilleggselementer. I begge tilfeller er målet å bringe lysstrålene (merket 3 i figur 2.7) i en skarpt fokusert posisjon på kamerasensoren (4).

Sensoren spiller rollen som en film; som film, inneholder den et stoff som er følsomt for lys. I dag bruker de fleste digitale kameraer CCD (charge coupled device) eller CMOS (komplementære metalloksid halvleder) sensorer. Deretter vil sensortypene bli vurdert noe mer detaljert. For nå er alt du trenger å vite at sensoren er en rekke (en samling av kolonner og rader) av små dioder. Når et antall fotoner kolliderer med dioden, dannes det et elektron. Jo flere fotoner som når diodecellen, jo flere elektroner samler seg og jo lysere blir pikselen i det resulterende bildet.

Minimumsantallet fotoner som kreves for å registrere et bilde, bestemmer følsomheten til sensoren. Svært følsomme sensorer krever bare noen få fotoner og lar deg ta et bilde i mindre lys. Når du justerer et digitalkameras ISO-innstilling (for eksempel endrer den fra ISO 100 til ISO 800), endrer du i hovedsak den terskelen og instruerer sensoren til å kreve færre fotoner per piksel når du tar opp et bilde. Ved høye ISO-innstillinger kan det oppstå en kornete støyeffekt. Ved høy følsomhet kan sensoren oppdage elektroninterferens eller annen ikke-bildeinformasjon. Generelt, jo større sensor, jo mindre støy genereres.

Konvensjonelle CMOS-brikker er iboende mindre følsomme for lys og mer utsatt for støy. De krever imidlertid hundre ganger mindre energi for å drive (noe som gir lengre batterilevetid), og de er også mye billigere å produsere enn CCD-brikker. Av denne grunn er de ganske vanlige i billige digitalkameraer (og skannere). Nylig har CMOS-sensorer blitt mye mer komplekse. Nå brukes de selv i moderne kameraer (koster over $1000).

Når du bruker en CCD-sensor, beveger den elektriske ladningen seg til kanten av pikselmatrisen og konverteres fra et analogt signal til en digital verdi. CMOS-brikkene i hver piksel i arrayet inneholder transistorer for å forsterke signalet og utføre analog-til-digital konvertering. Selv om CCD-brikker dominerer markedet i dag, forbedres CMOS-teknologien stadig og brukes nå i selv de mest sofistikerte digitale kameraene, inkludert 12- og 16-megapikselmodeller fra Nikon og Canon. Den brukes også i enklere enheter som mobiltelefoner med kameraer, webkameraer og lekekameraer.

Se bilde

Når lys fra en gjenstand når sensoren, skjer det mange interessante ting. Det viktigste er muligheten til å forhåndsvise bildet ved hjelp av LCD-fargeskjermen på baksiden av kameraet eller ved hjelp av søkeren (nummer 5 i fig. 2.7). Det elektroniske innholdet i et digitalkamera gir ganske mange visningsmuligheter. Avhengig av kameramodellen din, kan du ha flere visningsalternativer nedenfor.
Se via LCD-skjerm. Dette visningspanelet, som fungerer som en miniatyrdataskjerm, viser nesten nøyaktig bildet som oppfattes av sensoren. Diagonalstørrelsen på en LCD-skjerm er vanligvis 4–5 cm (selv om det i dag finnes modeller med skjermer på ca. 9 cm, som utvilsomt vil bli mer utbredt i nær fremtid). Vanligvis vises omtrent 98 % av bildet "synlig" gjennom linsen på LCD-skjermen. Men i sterkt lys er bildet på LCD-skjermen ganske vanskelig å se. I dette tilfellet brukes bakgrunnsbelysningsteknologi for å forbedre synligheten. Det er også vanskelig å se bildet på LCD-skjermen når du fotograferer dunkle eller utydelige objekter, men kun hvis kameraet ikke forsterker signalet nok til å gjøre bildet på skjermen lyst.
Se gjennom den optiske søkeren. Mange digitale kameraer er utstyrt med et visningssystem i glass fremover - en optisk søker som du kan bruke til å ramme inn bildet ditt. Den optiske søkeren er noen ganger et enkelt vindu (for billige digitalkameraer med fast zoom), men er vanligvis et mer komplekst system med muligheten til å endre brennvidden for å forhåndsvise bildet. Fordelen med en optisk søker er at motivet er synlig til enhver tid (mens med andre systemer kan bildet flimre under eksponering). Optiske systemer gir lysere bilder enn elektroniske. Den store ulempen er den unøyaktige gjengivelsen av bildet fra sensoren, som for eksempel kan føre til å kutte av en del av hodet til noen på bildet.
Se gjennom den elektroniske søkeren. Den elektroniske søkeren fungerer som en liten fjernsynsskjerm inne i kameraet, som du med kan se et bilde som er ganske nær bildet som tas opp av sensoren. Imidlertid er bildet tatt med den elektroniske søkeren lettere å se enn LCD-skjermen. Det skal bemerkes at den elektroniske søkeren "tilbakestilles" under opptak. Du kan også oppleve problemer med å se bildet i dårlig lys, eller uskarpe bilder når du fotograferer bevegelige motiver.
Se det optiske bildet gjennom linsen (for refleksmodeller med enkelt linse). En annen type optisk søker er visningen gjennom objektivet som finnes i DSLR-kameraer. Slike kameraer har en ekstra komponent (ikke vist i diagrammet) som reflekterer lys (som kommer gjennom linsen) oppover gjennom det optiske systemet for nøyaktig visning. Noen modeller bruker speilsystemer. Speilet reflekterer praktisk talt alt lyset inn i søkeren. Når lukkeren utløses, roterer speilet, slik at lys kommer inn i sensoren. Noen ganger brukes en stråledelingsmekanisme. Den deler lysstrålen, reflekterer en del av den til søkeren og sender den andre til sensoren.

Som du kanskje gjetter, "tar" stråledeleren noe av lyset bort fra søkeren, så verken sensoren eller søkeren mottar hele lysintensiteten. Denne strukturen i systemet sikrer imidlertid at bildet ikke "forsvinner" under eksponering.

Fotografering

Når du trykker på utløserknappen, tar kameraet et bilde. Noen kameraer har en mekanisk lukker som åpnes i en viss tidsperiode og deretter lukkes (denne tiden kan betraktes som lukkerhastigheten). I andre kameraer implementeres denne funksjonen ved hjelp av en elektronisk enhet. Elektroniske lukkere "tilbakestiller" bildet fra sensoren rett før du tar et nytt bilde, og aktiverer deretter sensoren igjen så lenge eksponeringen varer, og emulerer derved operasjonen til en mekanisk lukker.

Hvis du trykker utløserknappen litt ned før du trykker den helt ned, kan mange kameraer gjøre noen flere ting. La oss si at lukkerhastigheten og fokus allerede er fastsatt. Om ønskelig kan du flytte bildet litt, men kameraet vil beholde de samme eksponerings- og fokusinnstillingene. Når du bruker en automatisk enhet, beregnes fokus ved å maksimere kontrasten til hovedmotivet eller en mer kompleks metode. For eksempel introduserte Sony for første gang et autofokussystem i klasse 1-modellserien, som bruker en laser til å projisere et spesielt lysnett på objektet. Kameraet analyserer kontrasten mellom objektet og laserbildet. Dette systemet er spesielt bra i dårlige lysnivåer, hvor kontrasten til motivet i det eksisterende lyset kanskje ikke er tilstrekkelig for normal fokusering. Det finnes kameraer som bruker ekstra belysning via en LED-lampe for å lette fokuseringen.

Hvis den eksisterende belysningen ikke er nok, kan den elektroniske blitsen utløses (i fig. 2.7 er det indikert med tallet 7). Mange kameraer tar hensyn til mengden blitslys som reflekteres fra motivet for å beregne riktig eksponering. Noen modeller bruker en foreløpig blink for beregninger, som skjer et øyeblikk før den viktigste. Forblitsen forårsaker noe krymping av iris i øynene til levende skapninger, noe som reduserer sannsynligheten for røde øyne. De beste systemene plasserer den innebygde blitsen så langt over objektivet som mulig (Figur 2.8), noe som gir mer naturlig lys og reduserer røde øyne ytterligere.

Lukkerhastigheten påvirker i de fleste tilfeller ikke eksponeringen, siden dens tid er betydelig lengre enn varigheten av blitsen (fra 1/1000 til 1/50000 sekund eller enda mindre). Mens du åpner objektivet kan du justere eksponeringen innenfor et visst område, vil elektronisk blits generelt gi ekstra eksponeringsfleksibilitet ved å variere mengden lys som sendes ut og forkorte lukkertiden når du fotograferer på korte avstander.

Det elektriske signalet fra sensoren, konvertert til digital form av kameraets elektroniske enheter, lagres på digitale medier (CompactFlash (CF), SecureDigital (SD)-kort) eller på andre medier som Sony Memory Stick, xD-kort eller Hitachi Microdrive minidisker . Tiden som kreves for å lagre et bilde varierer fra noen få øyeblikk til 30 sekunder (eller mer) og avhenger av størrelsen på bildet, valgt komprimeringsmetode og grad, og hastigheten på lagringsmediet (noen kort lagrer bilder betydelig lenger enn andre). I fig. 2.7 Elektroniske enheter og datalagring er angitt med nummer 8, men deres faktiske plassering kan variere avhengig av produsent og modell. Oftest er disse elementene plassert på høyre side av kameraet eller i et eget rom nederst.

Videohistorie fra oppdagelseskanalen om driften av et digitalkamera >
>
>
(http://ru.wikipedia.org/wiki; http://www.cfoto.info)

© 2014 nettsted

For å ha full kontroll over prosessen med å få et digitalt bilde, må du i det minste ha en generell forståelse av strukturen og driftsprinsippet til et digitalkamera.

Den eneste grunnleggende forskjellen mellom et digitalkamera og et filmkamera er arten av det fotosensitive materialet som brukes i dem. Hvis det i et filmkamera er film, så er det i et digitalkamera en lysfølsom matrise. Og akkurat som den tradisjonelle fotografiske prosessen er uatskillelig fra filmens egenskaper, avhenger den digitale fotografiske prosessen i stor grad av hvordan matrisen konverterer lyset som er fokusert på den av linsen til digital kode.

Prinsippet for drift av fotomatrisen

En lysfølsom matrise eller fotosensor er en integrert krets (med andre ord en silisiumskive) som består av de minste lysfølsomme elementene - fotodioder.

Det er to hovedtyper av sensorer: CCD (Charge-Coupled Device, også kjent som CCD - Charge-Coupled Device) og CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, også kjent som CMOS - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Begge typer matriser konverterer energien til fotoner til et elektrisk signal, som deretter er gjenstand for digitalisering, men hvis i tilfellet med en CCD-matrise signalet generert av fotodioder kommer inn i kameraprosessoren i analog form og først da digitaliseres sentralt, så i en CMOS-matrise er hver fotodiode utstyrt med et individuelt analogt digitalomformer (ADC), og dataene går inn i prosessoren i diskret form. Generelt er forskjellene mellom CMOS- og CCD-matriser, selv om de er grunnleggende for en ingeniør, absolutt ubetydelige for en fotograf. For produsenter av fotografisk utstyr er det også viktig at CMOS-matriser, som er mer komplekse og dyrere å utvikle enn CCD-matriser, viser seg å være mer lønnsomme enn sistnevnte i masseproduksjon. Så fremtiden ligger mest sannsynlig med CMOS-teknologi på grunn av rent økonomiske årsaker.

Fotodioder, som utgjør en hvilken som helst matrise, har evnen til å konvertere energien til en lysstrøm til en elektrisk ladning. Jo flere fotoner fotodioden fanger, jo flere elektroner produseres ved utgangen. Jo større det totale arealet av alle fotodioder er, jo mer lys kan de oppfatte og jo høyere lysfølsomhet til matrisen.

Dessverre kan ikke fotodioder plasseres i nærheten av hverandre, siden det da ikke ville være plass på matrisen for elektronikken som følger med fotodiodene (noe som er spesielt viktig for CMOS-matriser). Den lysfølsomme overflaten til sensoren utgjør i gjennomsnitt 25-50 % av det totale arealet. For å redusere lystapet er hver fotodiode dekket med en mikrolinse som er større i areal og faktisk kommer i kontakt med mikrolinsene til nabofotodioder. Mikrolinser samler lyset som faller på dem og retter det inn i fotodiodene, og øker dermed lysfølsomheten til sensoren.

Etter fullført eksponering blir den elektriske ladningen generert av hver fotodiode lest, forsterket og konvertert til en binær kode med en gitt bitdybde ved hjelp av en analog-til-digital-omformer, som deretter sendes til kameraprosessoren for videre behandling. Hver fotodiode i matrisen tilsvarer (men ikke alltid) en piksel av det fremtidige bildet.

Takk for din oppmerksomhet!

Vasily A.

Post scriptum

Hvis du fant artikkelen nyttig og informativ, kan du vennligst støtte prosjektet ved å gi et bidrag til utviklingen. Hvis du ikke likte artikkelen, men du har tanker om hvordan du kan gjøre den bedre, vil kritikken din bli akseptert med ikke mindre takknemlighet.

Husk at denne artikkelen er underlagt opphavsrett. Gjentrykk og sitering er tillatt forutsatt at det er en gyldig lenke til kilden, og teksten som brukes må ikke forvrenges eller endres på noen måte.

Kamera … Rettskrivningsordbok-oppslagsbok

Fotikk, såpeskål, fotopistol, kamera, vannkanne, verascope Dictionary of Russian synonyms. kamera apparater; kamera (samtale) Ordbok med synonymer av det russiske språket. Praktisk veiledning. M.: Russisk språk. Z. E. Alexandrova. 2011… Synonymordbok

KAMERA- en optisk enhet for fotografering. Til tross for det store utvalget av kameradesign, er deres grunnleggende design den samme. Kameraet er et lystett kamera, i frontveggen som det er en linse,... ... Concise Encyclopedia of Housekeeping

kamera- KAMERA, apparater, kamera, samtale. kamera... Ordbok-tesaurus av synonymer av russisk tale

Samme som et fotokamera... Stor encyklopedisk ordbok

kamera- En enhet for å få et ekte bilde av et objekt på fotografisk materiale når det fotograferes. Merk Når det projiseres, gir ikke tidssekvensen til individuelle bilder inntrykk av naturlig bevegelse. [GOST 25205... ... Teknisk oversetterveiledning

kamera- fotografisk apparat... Ordbok over forkortelser og forkortelser

EN; m. Fotografisk apparat. Ta med f. på utflukt. Korrespondenter med kameraer. Klikk på kameraet (samtaler; ta bilder). * * * et kamera er det samme som et fotografisk apparat. * * * KAMERA KAMERA, det samme som... ... encyklopedisk ordbok

kamera- PHOTO CAMERA, a, m En enhet designet for primær opptak av et synlig bilde av en gjenstand på fotosensitive materialer. Polaroid-kameraet, som lar deg ta ferdige bilder på 60 sekunder, ble oppfunnet i 1948... Forklarende ordbok over russiske substantiv

kamera- fotoaparatas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kamera; fotokamera vok. Fotoapparat, m; fotografiske Kamera, f; fotograf Apparat, m rus. kamera, m pranc. appareil photographique, m … Fizikos terminų žodynas

Bøker

• Kamera, Alexander Levin, Elizaveta oppdro sønnen Lenya alene. Barnets far, Arkady, forlot henne nesten umiddelbart etter fødselen av sønnen og sa at han hadde møtt noen andre. Etter en stund flyttet Arkady og hans nye familie fra byen,... Kategori: