Основные узлы камеры . Принцип работы цифровой камеры.

 

Ключевыми «узлами» цифрового фотоаппарата являются матрица, объектив (оптическая система и диафрагма), видоискатель, затвор и — у зеркальных моделей — пентапризма и зеркала. Именно эти элементы непосредственно участвуют в процессе получения изображения, но не менее важными для полноценного функционирования камеры являются и карта памяти, аккумуляторные батареи, вспышка, датчики, дисплей.

Марица - это сердце фотокамеры — объединение светочувствительных элементов, отвечающее за преобразование энергии света в электрический заряд, то есть переводящее оптическое изображение в цифровые данные, которые затем последовательно поступают в преобразователь, процессор и на карту памяти.

Основными (и очень важными для пользователя) характеристиками любой матрицы являются:

- Разрешение и площадь — размер и количество в ней светочувствительных элементов, измеряемое в мегапикселях. При одинаковых технологиях и условиях съемки чем больше матрица и при этом чем выше плотность размещения в ней светодиодов, тем точнее и полнее будет полученная информация о сфотографированном объекте.

- Светочувствительность (ISO) — ее большие значения позволяют проводить съемку в условиях слабой освещенности: в ночное время или в темном помещении. Однако увеличение чувствительности может сопровождаться и возрастанием шумов на изображении.

Тип матрицы. Их существует несколько. ПЗС (аббревиатура от «прибор с зарядовой сетью»), или CCD-матрица (от английского charge-coupled device), — достаточно дешевая в производстве матрица на базе аналоговой интегральной микросхемы на светочувствительных кремниевых фотодиодах и использующая технологию ПЗС. Выпускается большинством производителей для бюджетных моделей фотоаппаратов.

КМОП, или CMOS-матрица, имеет в своей основе технологию КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводника; или английская аббревиатура CMOS — complementary metal-oxide-semiconductor) — набор полупроводниковых технологий построения интегральных микросхем и соответствующая ей схемотехника микросхем.

В каждом пикселе матрицы под его сенсорной поверхностью находится особый усилитель сигнала, несколько ускорителей и преобразователей, которые отвечают за передачу цифрового сигнала в процессор. Важнейшей особенностью КМОП является считывание информации не с каждой ячейки матрицы по очереди, а одновременное прогрессивное полнокадровое. Оно происходит индивидуально, не нуждаясь в накоплении заряда от соседних элементов, что дает возможность зонального шумоподавления и считывания. Вся информация собирается в общую картинку уже непосредственно в процессоре.

К важным параметрам также относится площадь матрицы: чем она больше, тем больше может быть размер каждого пикселя, а значит, тем выше светочувствительность матрицы и ее цветопередача. В бюджетных моделях обычно стоят матрицы формата 4×5,4 мм, в более дорогостоящих моделях — 18×13,5 мм. Самые крупные полнокадровые размера 36×24 мм и среднеформатные размера 60×45 мм используются обычно в дорогих профессиональных фотоаппаратах.

Объектив - это оптическая система, состоящая из нескольких линз, расположенных внутри оправы. Линзы могут быть стеклянными или даже пластиковыми (в недорогих моделях). Проходящий сквозь линзы световой поток преломляется и формирует на матрице изображение. Чем лучше объектив, тем более четкие и качественные снимки делает фотоаппарат. Главными характеристиками объектива являются:

- Светосила — параметр оптики, показывающий соотношение между освещенностью изображения, получаемого на матрице с помощью оптической системы, и яркостью самого отображаемого объекта.

- Фокусное расстояние — расстояние от оптического центра самого объектива (в мм) до точки фокусировки на матрице. От фокусного расстояния зависит угол обзора фотокамеры и размеры получаемого снимка.

- Зум — способность объектива приближать удаленные объекты; определяется соотношением минимального и максимального фокусного расстояния.

В системных камерах со сменной оптикой одним из значимых параметров также является стандарт байонета — соединения, с помощью которого объективы крепятся к корпусу.

 

Диафрагма - это механизм, отвечающий за регулирование потока света, который попадает на матрицу фотокамеры. Находится диафрагма между линзами объектива. Диафрагма объектива — это непрозрачная перегородка с круглым отверстием переменного диаметра, центр которого совпадает с оптической осью. Наиболее распространена так называемая и рисовая («радужная») диафрагма, состоящая из нескольких поворотных ламелей (от 2 до 20), которые приводятся в движение вращающимся кольцом на оправе объектива. Величина сдвига этих лепестков относительно базового положения определяет размер образующегося отверстия, которое может быть круглым при полном открытии и многоугольным при частичном открытии. Благодаря этому изменяется количество поступающего на матрицу света. От диаметра отверстия зависит глубина резкости изображаемого пространства (ГРИП), при этом чем размер отверстия меньше, тем она больше. В профессиональной оптике обычно стоят многолепестковые диафрагмы (7–11 лепестков).

Видоискатель - это вспомогательное устройство, с помощью которого фотограф наблюдает за объектом съемки и определяет границы будущего кадра. Некоторые типы видоискателей могут быть использованы и для контроля качества изображения, например, фокусировки. В современных цифровых камерах используются оптические и электронные видоискатели, в некоторых камерах роль видоискателя выполняет только ЖК-монитор.

 

Настройки цифровой камеры

Основные настройки цифрового фотоаппарата — это выдержка и диафрагма, их соотношение называется экспозицией. Поэтому, когда говорят нужно выбрать экспозицию, то имеют в виду, нужно выставить эти два значения.
Выдержка Изменяется в секундах (1/4000, 1/125, 1/13, 1, 10 и тд) и означает время, на которое открывается шторка фотоаппарата во время спуска затвора. Логично, что, чем дольше она открыта, тем больше света попадет на матрицу. Поэтому в зависимости от времени суток, солнца, уровня освещенности будет свой параметр выдержки. Если вы пользуетесь автоматическим режимом, то камера сама будет измерять уровень освещенности и выбирать значение. Но не только на освещенность влияет выдержка, но и на смаз движущегося объекта. Чем быстрее он движется, тем короче должна быть выдержка. Хотя в некоторых случаях, можно наоборот сделать ее подлиннее, чтобы получить «художественный» смаз. Точно так же смаз может получится от дрожания ваших рук (шевеленка), поэтому нужно всегда выбирать такое значение, чтобы нивелировать эту проблему, ну и тренироваться, чтобы дрожания было поменьше. В этом вам еще может помочь хороший стабилизатор на объективе, он позволяет использовать более длинные выдержки и предотвращает шевеленку. Правила выбора выдержки: Чтобы предотвратить смаз от дрожания рук, всегда старайтесь ставить выдержку не длиннее 1/мм, где мм — это миллиметры вашего текущего фокусного расстояния. Потому что, чем больше фокусное, тем больше вероятность смаза, и тем больше нужно укорачивать выдержку. Например, пограничным значением для 50 мм будет выдержка 1/50, и даже лучше будет ставить еще покороче где-то 1/80, чтобы уж наверняка. Если вы снимаете идущего человека, что выдержка должна быть не длиннее 1/100. Для движущихся детей лучше ставить выдержку не длиннее, чем 1/200. Совсем быстрые объекты (например, при съемки из окна автобуса) требуют совсем коротких выдержек 1/500 и меньше. В темное время суток для съемки статичных объектов, лучше не задирать слишком сильно ISO (особенно выше рабочего значения), а использовать длительные выдержки (1с, 2с и тд) и штатив. В случае, если вы хотите снять красиво текущую воду (со смазом), то вам нужны выдержки 2-3 сек (дольше мне уже не нравится, что получается). А если нужны брызги и резкость, то 1/500 — 1/1000. Значения все взяты из головы и не претендуют на аксиомы, лучше всего самостоятельно подбирать их на личном опыте, так что это просто для ориентира.
Диафрагма Обозначается, как f22, f10, f5.6, f1.4 и означает насколько открыта диафрагма объектива во время спуска затвора. Причем, чем меньше число, тем больше диаметр отверстия, то есть как бы наоборот. Логично, что, чем больше это отверстие, тем больше света попадает на матрицу. В автоматическом режиме, фотоаппарат сам выбирает это значение по вшитой в него программе. Так же диафрагма влияет на ГРИП (глубину резкости): Если вы снимаете пейзаж днем, то смело прикрывайте диафрагму до f8-f13 (больше не стоит), чтобы было все резко. В темное время суток при отсутствии штатива придется наоборот ее открывать и завышать ISO. Если снимаете портрет и хотите наиболее размытого фона, то можно открыть диафрагму на максимум, но учтите, что если ваш объектив светосильный, то значения f1.2-f1.8 может оказаться слишком много и в фокусе будет только нос человека, а остальная часть лица размыта. Есть зависимость ГРИП от диафрагмы и фокусного расстояния, поэтому, чтобы основной объект был резким, то имеет смысл использовать значения f3-f7, увеличивая его в зависимости от увеличения фокусного расстояния.
Светочувствительность ISO Обозначается ISO 100, ISO 400, ISO 1200 и тд. Если вы снимали на пленку, то помните, что продавались пленки с различными светочувствительностями, что означало восприимчивость пленки к свету. То же самое и для цифрового фотоаппарата, можно выставить светочувствительность матрицы. На деле это означает, что ваш кадр будет светлее при увеличении ISO при тех же параметрах выдержки и диафрагмы (при той же экспозиции). Особенностью хороших и дорогих фотоаппаратов является более высокое рабочее ISO доходящее до 12800.

Баланс белого. В зависимости от источника света (солнце, лампочка накаливания, лампа белого света и тд) зависит цветовая гамма фотографии. Грубо говоря, представьте, что мы будем специальной синей лампой светить на кресло и тогда вся фотография этого кресла будет синюшная. Если это специальный художественный эффект, то все отлично, но если нам нужны нормальный оттенки, то тут нас спасет выставление баланса белого. Во всех камерах есть предустановки (автомат, солнце, облачно, лампочка накаливания, ручной и тд).