Die toestel en die beginsel van werking van die kamera

2024 Outeur: Sierra Becker | [email protected]. Laas verander: 2024-02-26 03:47

Fotografie is een van die belangrikste uitvindings in die geskiedenis – dit het werklik die manier verander wat mense oor die wêreld dink. Nou kan elke mens beelde sien van dinge wat eintlik op 'n groot afstand is of lank nie bestaan nie. Elke dag word miljarde foto's aanlyn geplaas, wat die lewe in digitale pixels van inligting verander.

Die struktuur van die kamera

Photography stel jou in staat om belangrike oomblikke van die lewe vas te vang en dit vir jare te stoor. Toestelle vir die skep van beelde is lank reeds in fone en ander toestelle ingebou, maar die beginsel van die werking van die kamera bly vir baie 'n raaisel. Fotografie is net soveel 'n wetenskap as wat dit 'n kuns is, maar die oorgrote meerderheid is onbewus van wat gebeur wanneer hulle die kameraknoppie druk of die slimfoonkamera-toepassing oopmaak. Die eerste kamera, waarvan die struktuur en beginsel later bespreek sal word, het glad nie knoppies gehad nie en glad nie na 'n toepassing gelyk nie. Maar sy toestel is die kern van moderne toestelle.

Byvoorbeeld, 'n filmkamera bestaan uit drie hoofelemente: optiese - lens, chemiese - film, en meganiese - kameraliggaam. Kom ons kyk kortliks na die werkingsbeginsel van die kamera: die film word in 'n spoel aan die regterkant gelaai en op 'n ander spoel aan die linkerkant gewikkel, wat langs die pad voor die lens verbygaan. Dit is 'n lang strook buigsame plastiek bedek met spesiale chemikalieë gebaseer op ligsensitiewe silwer verbindings.

Swart-en-wit film het een laag, en kleurfilm het drie: die bokant is sensitief vir blou lig, die middel is sensitief vir groen en die onderkant is sensitief vir rooi. Die beeld is verkry as gevolg van die chemiese reaksie van elkeen van hulle. Sodat die lig nie die film bederf nie, word dit in 'n duursame, ligbestande plastieksilinder toegedraai, wat binne die kamera geplaas word. Maar hoe kombineer dit al die komponente sodat hulle 'n duidelike, herkenbare beeld opneem? Daar is baie verskillende maniere om hierdie dele te laat werk, maar eers moet jy die basiese beginsel van hoe 'n kamera werk verstaan. Aangesien fotografie nie elektrisiteit benodig nie, is 'n konvensionele enkellens spieëllose kamera 'n uitstekende illustrasie van die basiese prosesse van fotografie.

Waarom jy 'n lens nodig het

Dit is die beste om kortliks te begin verduidelik hoe 'n kamera met teorie werk. Stel jou voor dat jy in die middel van 'n vertrek staan sonder vensters, deure of ligte. Niks kan in so 'n plek gesien word nie, want daar is geen ligbron nie. Gestel jy het jou flitslig uitgehaal en dit aangeskakel, endie balk daarvan beweeg in 'n reguit lyn. Wanneer hierdie lig 'n voorwerp tref, bons dit daarvan af en tref jou oë, sodat jy kan sien wat binne die kamer is.

Die beginsel van werking van 'n digitale kamera is soortgelyk aan die proses om voorwerpe uit 'n donker kamer met 'n straal uit 'n flitslig te ruk. Die optiese komponent van die kamera is die lens. Sy taak is om die ligstrale wat van die onderwerp af terugkom terug te keer en hulle te herlei sodat hulle bymekaar kom om 'n beeld te vorm wat lyk soos die toneel voor die lens. Dit is dalk nie heeltemal duidelik hoe hierdie proses plaasvind en hoekom gewone glas lig kan herlei nie. Die antwoord is baie eenvoudig: wanneer lig van een medium na 'n ander beweeg, verander dit spoed.

Hoe 'n lens werk

Lig beweeg vinniger deur lug as deur glas, so die lens vertraag dit. Wanneer die strale dit teen 'n hoek tref, sal een deel van die golf die oppervlak voor die ander bereik en dus eers stadiger word. Wanneer lig teen 'n hoek die glas binnekom, buig dit in een rigting en dan weer wanneer dit die glas verlaat omdat dele van die liggolf die lug tref en voor ander versnel.

'n Standaard konvekse lens het een of albei kante van die glas geboë. Dit beteken dat verbygaande ligstrale na die middel van die lens afgebuig sal word wanneer hulle binnedring. In 'n dubbelkonvekse lens, soos 'n vergrootglas, sal lig buig soos dit inkom soos dit uitgaan. Dit verander effektief die pad van lig vanaf die voorwerp, wat verband hou met die hoofdie beginsel van werking van die kamera. Die ligbron straal lig in alle rigtings uit. Alle strale begin op een punt en divergeer dan voortdurend. 'n Konvergerende lens neem hierdie strale en herlei hulle sodat hulle almal terug konvergeer na dieselfde punt. Op hierdie plek word die beeld van die onderwerp verkry.

Die beginsel van werking van die eerste kamera

Die eerste sel was 'n kamer met 'n klein gaatjie in die een symuur. Lig het daardeur gegaan en is in reguit lyne weerkaats, en die beeld is onderstebo op die oorkantste muur geprojekteer. Dit is die camera obscura genoem en is deur kunstenaars gebruik om artistieke doeke te verf. Die uitvinding word toegeskryf aan Leonardo da Vinci. Alhoewel sulke toestelle lank voor die eerste werklike foto bestaan het, was dit eers toe iemand besluit het om ligsensitiewe materiaal agter in hierdie kamer te plaas dat die idee gebore is om 'n beeld op hierdie manier te verkry. Die beginsel van werking van die eerste kamera was soos volg: wanneer die straal die fotosensitiewe materiaal tref, het die chemikalieë gereageer en die beeld op die oppervlak geëts. Aangesien hierdie kamera nie te veel lig vasgevang het nie, het dit agt uur geneem om een foto te neem. Die beeld het ook taamlik vaag uitgekom.

Die verskil tussen SLR-kameras

Professionele mense verkies dikwels SLR-kameras. Daar word geglo dat die kwaliteit van die prentjie beter is omdat die fotograaf die werklike beeld van die onderwerp in die soeker sien, nieverwring deur digitalisering en filters. As ons kortliks die beginsel van werking van 'n kamera met 'n reflekssoeker beskryf, dan kom die betekenis daarop neer dat in so 'n kamera die fotograaf 'n regte beeld sien. Dit kan ook al die besonderhede aanpas deur die knoppies te draai en te druk. Dit is as gevolg van die dubbele spieël - pentaprisma. Maar in die ontwerp van die kamera is daar nog een - deurskynend, geleë voor die matriks, wat ook 'n sensor of sensor genoem word. Die beginsel van werking van die kamerasluiter is dat wanneer 'n knoppie gedruk word, dit die spieël lig en sy hellingshoek verander. Op hierdie oomblik tref 'n stroom lig die sensor, waarna die beeld verwerk en op die skerm vertoon word.

Die beginsel van werking van 'n SLR-kamera is verbind met die diafragma, wat geleidelik oopmaak om die strale deur te laat. Dit bestaan uit blomblare, waarvan die posisie die deursnee van die sentrale sirkel en die hoeveelheid lig wat oorgedra word, bepaal. Die straal tref die lense, en dan op die spieël, fokusskerm en pentaprisma, waar die beeld omgekeer word, en dan na die soeker. Dit is waar die fotograaf die regte beeld sien. Die werkingsbeginsel van 'n spieëllose kamera is anders deurdat dit nie so 'n soeker het nie. Dikwels word dit deur 'n skerm of elektroniese weergawe vervang. Fase-outofokus is ook net op SLR-kameras beskikbaar. Nog 'n verskil is dat wanneer jy die sluiterknoppie druk, die lig dadelik die kameramatriks tref.

Fokus op die voorwerp

Beeldkwaliteit verander na gelang van hoe lig verbygaandeur die kameralens. Dit hou verband met die hoek waarteen die ligstraal dit binnegaan en wat die struktuur daarvan is. Hierdie pad hang van twee hooffaktore af. Die eerste is die hoek waarteen die ligstraal die lens binnedring. Die tweede is die struktuur van die lens. Die ligingangshoek verander soos die voorwerp nader of verder daarvan af beweeg. Strale wat teen 'n skerper hoek inkom, sal teen 'n meer stomp hoek uitgaan, en omgekeerd. Die kameralens vang alle gereflekteerde ligstrale vas en gebruik glas om hulle na 'n enkele punt te herlei, wat 'n skerp beeld skep. Die algehele "buighoek" by enige gegewe punt bly konstant.

As die lig uit fokus is, sal die beeld vaag of uit fokus lyk. In wese verhoog die buiging van 'n lens die afstand tussen verskillende punte daarop. Strale van 'n nader punt konvergeer verder weg van die lens as van een verder weg. Dit wil sê, die werklike beeld van 'n nader voorwerp word verder van die lens af gevorm as van 'n verder een. Die algehele "booghoek" word bepaal deur die struktuur van die lens. Die kameralens draai om te fokus deur nader of verder weg te beweeg van die oppervlak van die film of sensor. 'n Lens met 'n meer ronde vorm sal 'n skerper krommingshoek hê. Dit verhoog die hoeveelheid tyd wat een deel van die liggolf vinniger beweeg as die ander deel, so die lig maak 'n skerper draai. As gevolg hiervan word die in-fokus werklike beeld verder van die lens af gevorm wanneer die lens 'n platter oppervlak het.

Groottelens en foto grootte

Namate die afstand tussen die lens en die werklike beeld toeneem, brei die ligstrale uit om 'n groter beeld te vorm. 'n Plat lens projekteer 'n groot beeld, maar die film word net in die middel van die beeld belig. In wese is die lens in die middel van die raam gesentreer, wat 'n klein area voor die kyker vergroot. Soos die voorkant van die glas wegbeweeg van die kamerasensor, kom voorwerpe nader. Brandpuntsafstand is 'n meting van die afstand tussen waar ligstrale die eerste keer die lens tref en waar hulle die kamera se sensor bereik. Professionele kameras laat jou toe om verskillende lense te installeer, met verskillende vergrotings. Die mate van vergroting word beskryf deur die brandpuntsafstand. In kameras word dit gedefinieer as die afstand tussen die lens en die werklike beeld van 'n voorwerp op 'n ver afstand.

Verskille tussen lense

'n Hoër aantal brandpunte dui op 'n groter beeldvergroting. Verskillende lense is geskik vir verskillende situasies. As jy 'n bergreeks afneem, kan jy 'n lens met 'n besonder groot brandpuntsafstand gebruik. Hulle laat jou toe om op sekere elemente in die verte te fokus. As jy 'n naby-portret moet neem, sal 'n wyehoeklens deug. Dit het 'n baie korter brandpunt, so dit druk die toneel voor die fotograaf saam.

Chromatiese aberrasie

'n Kameralens is eintlik verskeie lense wat in een blok gekombineer is. Een konvergerende lens kan vormregte beeld op film, maar dit sal verwring word deur 'n aantal afwykings. Een van die belangrikste vervormingsfaktore is dat verskillende kleure van die spektrum verskillend buig soos hulle deur die lens beweeg. Hierdie chromatiese aberrasie skep in wese 'n beeld waar die kleure nie korrek in lyn is nie. Kameras kompenseer hiervoor deur veelvuldige lense te gebruik wat van verskillende materiale gemaak is. Elke lens verwerk kleure anders, en wanneer hulle op 'n sekere manier gekombineer word, word die kleure herrangskik. 'n Zoemlens het die vermoë om verskeie elemente van die lens heen en weer te beweeg. Deur die afstand tussen individuele lense te verander, kan jy die vergrotingskrag van die lens as geheel aanpas.

Film- en beeldsensors

Die toestel en die werkingsbeginsel van die kamera word ook geassosieer met die opname van inligting op die media. Histories was fotograwe ook 'n soort chemikus. Die film bestaan uit fotosensitiewe materiale. Wanneer hierdie materiale deur lig van 'n lens getref word, vang hulle die vorm van voorwerpe en besonderhede vas, soos hoeveel lig daaruit kom. In 'n donker kamer is die film ontwikkel, onderworpe aan 'n reeks chemiese baddens, om 'n beeld te produseer. Die beginsel van werking van 'n kamera met 'n sensor is ietwat anders as die werking van 'n filmkamera. Alhoewel die lense, metodes en terme dieselfde is, lyk 'n digitale kamerasensor meer soos 'n sonpaneel as 'n strook film. Elke sensor is verdeel in miljoene rooi, groen en blou pixels of megapixels. Wanneer lig 'n pixel tref, skakel 'n sensor dit om in energie, en 'n rekenaar wat in die kamera ingebou is, lees hoeveel energieword vervaardig.

Waarom megapixels saak maak

Die manier waarop 'n kamera se sensor werk, is om te meet hoeveel energie elke pixel het en dit toelaat om te bepaal watter areas van 'n prent helder en donker is. En omdat elke pixel 'n kleurwaarde het, kan die kamera se rekenaar die kleure in die toneel beoordeel deur te kyk watter ander nabygeleë pieksels geregistreer is. Deur inligting van al die pixels bymekaar te bring, kan die rekenaar die vorms en kleure van die voorwerp wat gefotografeer word, benader. As elke pixel liginligting insamel, kan kamerasensors met meer megapixels meer detail vasvang.

Dit is hoekom vervaardigers dikwels megapixel-kameras adverteer deur 'n kort verduideliking by te voeg van hoe die kamera werk. Alhoewel dit tot 'n mate waar is, is sensorgrootte ook belangrik. Groter sensors sal meer lig insamel, wat jou sal help om beter beeldkwaliteit in lae lig te kry. Om baie megapixels in 'n klein sensor te pak, verswak eintlik beeldkwaliteit omdat die individuele pixels te klein is. Die standaardlens van die 50 mm-lens laat nie veel in- of uitzoom toe nie, wat dit ideaal maak vir onderwerpe wat nie te naby of te ver weg is nie.

Hoe Polaroid werk

'n Draagbare fotoateljee wat byna oombliklike beelde vasvang, is al lankal 'n droom. Totdat daar 'n ongewone kamera was wat jou toelaat om nie weke vir drukstukke te wag niebeelde. Edwin Land het die eerste Polaroid-kamera geskep. Hy het 'n idee gehad vir kitsfotografie en het Kodak vir befondsing gevra. Maar die maatskappy het dit as 'n grap geneem en net vir hom gelag. Edwin Land het huis toe gegaan en aan ander projekte begin werk om geld in te samel. Hy het die Polaroid-lens geskep en toe sy beroemde draagbare fotoateljee uitgevind.

Die werkingsbeginsel van die Polaroid-kamera is soortgelyk aan die werkingsmeganisme van 'n konvensionele filmkamera, waarin daar 'n plastiekbasis was wat met ligsensitiewe silwer saamgestelde deeltjies bedek was. Elke spasie vir 'n foto het dieselfde ligsensitiewe lae wat op 'n plastiekvel geleë is. Hulle bevat al die nodige chemikalieë vir die ontwikkeling van 'n foto. Onder elke gekleurde laag is nog een, met 'n kleurstof. In totaal is daar meer as 10 verskillende lae op die kaart, insluitend 'n ondeursigtige basislaag, wat 'n spasie vir 'n chemiese reaksie is. Die komponent wat die proses begin is 'n reagens, 'n mengsel van deaktiveerders, alkali, wit pigment en ander elemente. Dit is in 'n laag net bokant die fotosensitiewe lae en net onder die beeldlaag.

Die werkingsbeginsel van die Polaroid-kamera is dat voor die neem van 'n foto al die reagensmateriaal in die vorm van 'n bal op die rand van die plastiekvel versamel word, weg van die fotosensitiewe materiaal. Nadat die knoppie gedruk is, verlaat die rand van die film die kamer deur 'n paar rollers wat die reagensmateriaal in die middel verspreiraam. Wanneer die reagens tussen die beeldlaag en die fotosensitiewe lae versprei word, reageer dit met ander chemiese elemente. Die ondeursigtige materiaal verhoed dat lig in onderliggende lae infiltreer, dus is die film nie ten volle blootgestel voordat dit ontwikkel word nie.

Chemikalieë beweeg af deur die lae en verander die blootgestelde deeltjies van elke laag in metaalsilwer. Die chemikalieë los dan die ontwikkelaarkleurstof op, sodat dit in die beeldlaag begin opsypel. Die areas van metaalsilwer in elke laag wat aan die lig blootgestel is, vang die kleurstowwe vas sodat hulle ophou om op te beweeg. Slegs verf van onbeligte lae sal na die beeldlaag beweeg. Lig wat die wit pigment in die reagens weerkaats, gaan deur hierdie gekleurde lae. Die suurlaag in die film reageer met die alkali en deaktiveerders in die reagens, wat lei tot 'n geleidelike ontwikkeling van die beeld. Dit het lig nodig om ten volle te ontwikkel, en gewoonlik trek die fotograaf die kaart uit en sien die finale chemie betrokke by die ontwikkeling van die film.