Фотоаппарат

Фотограф середины XIX века

Фотоаппарат Лейка II, модель 1932 г.

Фотоаппара́т (фотографический аппарат, фотокамера) — устройство преобразования светового потока от объекта к виду удобному для документирования (запоминания), выполняющее покадровую фиксацию изображения.

История фотоаппарата

Дагерротип братьев Сюсс за $800 000

• 29 мая 2007 г. на аукционе в Вене ушла с молотка самая старая в мире фотокамера.

Раритетная камера под названием «Дагерротип братьев Сюсс» (Daguerrotype Susses Frères) была продана практически за 800 000 долларов США. Таким образом, установлен рекорд самой дорогой фотокамеры, когда-либо проданной на аукционе. Победитель онлайн-торгов, которые были организованы венской галереей «Westlicht», пожелал остаться неизвестным.

Проданный в Вене «Дагерротип» — единственная фотокамера такого класса. До того, как эта камера была найдена пылящейся на старом мюнхенском чердаке, эксперты считали существование подобной техники мифом, ибо доказательств обратного не появлялось на протяжении многих лет.

Назначенная стартовая цена за старинную фотокамеру составила сто тысяч евро. Ушедшая с молотка камера впервые была представлена широкой публике задолго до того, как подобный продукт был анонсирован родственником Дагерра Альфонсом Жиро, который придумал технологию дагерротипии. Камера Жиро получила большое распространение, как первая, нацеленная на настоящий коммерческий успех. В музеях мира хранится около десяти подобных фотокамер.

Функции фотоаппарата

• Преобразование светового потока объекта.

Световой поток от реального сюжета ограничивается углом обзора объектива; фокусируется в фокальной плоскости с нужного фотографу плана; калибруется по интенсивности (апертуре) и времени воздействия; балансируется по цвету светофильтрами и т. д.

• Документирование (запоминание) светового потока объекта.
  • В аналоговой фотографии фиксация оптических изображений происходит в фотоматериалах (фотоплёнка, фотопластинка и т. п.).
  • В цифровой фотографии фиксация оптических изображений происходит в фотосенсоре, а запоминание изображений и накопление проводится в буферной и внешней флэш-памяти цифровых фотоаппаратов.

Современные цифровые фотоаппараты нередко позволяют производить не только съёмку сериями с малыми интервалами, но и видеозапись, хотя для этого всё ещё более эффективна видеокамера.

Устройство фотоаппарата

Устройство плёночного фотоаппарата

Физические размеры плёночного фотоаппарата в целом и устройство подавляющего большинства его элементов определяются прежде всего форматом кадра и размерами кассет или катушек с фотоматериалом.

Устройство цифрового фотоаппарата

Цифровой зеркальный фотоаппарат Canon EOS 350D

В отличие от плёночной фототехники, конструкция и физические размеры цифрового аппарата мало отличаются от плёночных фотоаппарптов. В связи с переходом на другой вид применяемого светочувствительного фотоматериала — фото-датчика вместо фотоэмульсионного фотоматериала цифровой фотоаппарат характеризуется:

1. Эргономикой, то есть взаимодействием техники с фотографом. В частности, многие элементы управления на объективах камер со сменной оптикой унаследованы с плёночной техники. Аналогичной привычной особенностью интерфейса является «полунажатие» кнопки спуска затвора на аппаратах с элементами автоматики;
2. Техническими характеристиками фотосенсора и решаемыми данной разновидностью техники задачами;
3. Получением, передачи изображения в цифровом виде и накоплением их в картах памяти, что делает цифровую фотографию средством массового пользования.
4. Типом видоискателя аппарата (зерканый, оптический, электронный);
5. Требованиями к характеристикам и качеству объектива (при заданном размере фотосенсора)(С уменьшением размеров фотодиода (пикселя) и увеличением их количества при малых размерах фотосенсоров требуется повышение разрешающей способности объективов);

Принцип работы фотоаппарата

• Преобразование светового потока.
  • Cветовой поток от реального объекта преобразуется съёмочным объективом в оптическое изображение, которое калибруется по интенсивности (диафрагмой объектива) и времени воздействия (выдержкой); балансируется по цвету светофильтрами.

• Фиксация светового потока.
  • В плёночном фотоаппарате запоминание изображения происходит на фотоматериале (фотоплёнке, фотопластинке в фотоэмульсионном слое и т. п.).
  • В цифровом фотоаппарате изображение воспринимается фотосенсором. Полученный с фотосенсора аналоговый сигнал при помощи АЦП подвергается дискретизации, квантованию, восстановлению и оцифровке с последующим запоминанием в буферной и внешней флэш-памяти в виде файлов.

Виды и типы фотоаппаратов

Первые массовые фотоаппараты были тяжёлыми и громоздкими (см. Ящичная фотокамера). С появлением кассетных плёночных фотоаппаратов, а затем и 35-мм фотоплёнки фотоаппарат получил возможность быстро модернизироваться, как в сторону максимального упрощения и удешевления, так и в сторону улучшиния качества снимков, специализации - добавились сменные объективы; встроенная фотовспышка и/или экспонометр, и т.д.

Фотоаппараты общего назначения

Фотоаппараты общего назначения используются для художественной, репортажной и бытовой фотосъёмки, съёмок групп людей, портретной и пейзажной съёмки, фотоохоты, съёмки спортивных соревнований и т. п. и условно делятся на любительские и профессиональные, хотя чёткую границу между этими категориями провести достаточно сложно. Как правило, профессиональные фотоаппараты имеют более широкий диапазон настроек, доступных для ручного управления. По мере развития электроники любительские (бытовые) фотоаппараты (в просторечии — «мыльницы»), напротив, идут по пути максимальной автоматизации процессов съёмки. Это упрощает фотографирование для неподготовленного пользователя и позволяет в большинстве случаев получить достаточно качественные кадры, однако сужает творческие возможности для опытного фотографа и часто не позволяет вести съёмку в нестандартных условиях (низкая освещённость, быстро перемещающийся объект съёмки и т. п.)

Типы аппаратов общего назначения

В качестве первичного признака классификации фотоаппаратов общего назначения обычно используют способ наведения камеры на объект съёмки, то есть тип применяемого видоискателя.

• В цифровых камерах (не зеркальных), применяется наведение на объект съемки по изображению, передаваемому с матрицы на встроенный ЖК-дисплей или электронный видоискатель.

Использование LCD монитора в качестве видоискателя стало возможно благодаря тому, что в режиме видоискателя цифровой фотоаппарат проводит непрерывную «киносъемку» без внешнего запоминания (с частотой ≈1/60 сек.). Изображение на LCD видоискателях, обновляется не в реальном времени, а с задержкой (≈1/60 сек), что не удобно во время съёмки динамичных сюжетов. При слабой освещённости сюжета LCD монитор слепнет из-за недостаточной чувствительности матрицы.

Любая цифровая «мыльница» дает возможность LCD визирования через объектив и точного кадрирования сюжета.

• Зеркальные камеры (как плёночные, так и цифровые) дают возможность наведения через оптический видоискатель (в нём показывается реальное изображение, попадающее в объектив камеры).
• Камеры с параллаксным (оптическим, рамочным) видоискателем — это наиболее простая и дешёвая схема и применяется в основном в любительских камерах. В некоторых «мыльницах» с увеличенным ЖК- дисплеем (до 2-2,5 дюйм) оптического видоискателя вообще нет.
• В старинных (и в некоторых современных студийных) «форматных» камерах, (ФК), используется метод наведения по матовому стеклу, которое устанавливается на место фотопластинки. После кадрирования и наводки на резкость матовое стекло меняют на кассету с фотопластинкой и проводят фотосъёмку.
• Дальномерные камеры дают возможность визирования через дальномерную паралаксную оптическую систему.

Типы цифровых фотоаппаратов

• «Мыльницы» — автоматические малогабаритные цифровые фотоаппараты с несменной оптикой, без зума, с матрицей малого размера, имеют оптический паралаксный видоискатель и видоискатель LCD.
• Среднеформатные цифровые камеры с несменной оптикой.
• Зеркальные цифровые фотоаппараты.

Для обозначения отношения размера светочувствительной матрицы к полному кадру 35 мм пленки, указывается так называемый (англ. crop factor — свойство подрезания) кадра — кроп-фактор. Типичные кроп-факторы (для моделей к 2007 г.): 1,25 (Canon 1D), 1,6 (Canon 20D), 1,5 (Nikon D40, Konica-Minolta 5D), 1,9 (камеры системы 3/4").

Съемные объективы присоединяются к корпусу фотоаппарата с помощью байонета или резьбы. В любительских фотоаппаратах объектив несменный и жестко вмонтирован в корпус камеры.

• Цифровые задники аналоговых фотоаппаратов.

Цифровые «задники» (англ. Digital camera back) применяются для перевода на цифровой формат плёночных среднеформатных и форматных камер, имеющих сменные кассеты. Цифровые «задники» представляют собой устройства, содержащие светочувствительную матрицу, процессор, память и интерфейс с компьютером. Цифровой задник устанавливают на фотоаппарат вместо кассеты с плёнкой. Почти всегда размер матрицы меньше размера кадра.

Существующие цифровые фотоаппараты с форматом кадра 6×4,5 см и более имеют сканирующий элемент -светочувствительную линейку и применяются для съёмки неподвижных объектов.

Специальные фотоаппараты

В научных и технических целях применяются специальные фотоаппараты, обеспечивающие решение особых задач — например, фотоаппараты для аэрофотосъемки, астросъёмки, микросъёмки, высокоскоростные фотоаппараты, фотоаппараты для съёмки за пределами видимого спектра и др.

Существуют также стереоскопические фотоаппараты, снимающие одновременно два кадра через два объектива, расположенных на заданном расстоянии один от другого. При рассматривании таких парных снимков через стереоскоп можно увидеть объёмное изображение и измерить дальность до объекта.

Настройки фотоаппарата при выполнении фотосъёмки

Современные автоматизированные фотокамеры все настройки выполняют автоматически или по программам — «портрет», «пейзаж», «спорт», «вилка» и др. В фотоаппаратах уровня выше начального имеется возможность задавать многие параметры вручную. В профессиональной технике сюжетные программы обычно отсутствуют.

При выполнении фотосъёмки без использования автоматического управления фотографу необходимо настраивать следующие параметры:

• Фокус — для обеспечения резкости изображения и глубины резко изображаемого пространства, ГРИП.
• Экспопару, экспозицию: выдержку затвора и диафрагму объектива.

Относительное отверстие объектива (диафрагма), ограничивает световой поток, проходящий через объектив, к фотоплёнке или матрице. Диафрагма определяет и глубину резко изображаемого пространства — параметр важный в техническом и творческом отношении. Выдержка — время, на которое открывается затвор, определяет количество света, попадающего на фтоплёнку. Механический и электронный затворы дозируют засветку матрицы.

Если у фотоаппарата имеется репетир диафрагмы, то фотограф, не делая снимка, может визуально оценить как влияет та или иная величина диафрагмы на получаемое изображение. Репетир диафрагмы обычно имеется только на зеркальных фотоаппаратах.

• При наличии объектива с переменным фокусным расстоянием («зума», «трансфокатора») фотограф может также изменять угол поля зрения камеры, достигая тем самым определённых художественных целей, снимать в увеличенном виде удалённые объекты (телесъемка) или, напротив — близко расположенные объекты малого размера (макросъемка). Если зум отсутствует, то для данных видов съёмки необходимо использовать сменные объективы соответствующего назначения (теле, макро, широкоугольный и т. п.) или специальные оптические насадки на штатный (несменный) объектив камеры.
• Для плёночных фотокамер при съёмке на цветной фотоматериал тип используемой плёнки выбирается по цветовой температуре источника света в кадре (дневной свет, искусственное освещение), что и определяет полноцветность получаемого фотоизображения. В процессе съёмки возможна корректировка цвета с помощью цветных светофильтров.

• Для цифровых фотокамер требуется настройка баланса белого в зависимости от используемого освещения (цветовой температуры), а также ряд специфических «компьютерных» настроек, связанных с обработкой уже отснятого изображения (формат сохраняемого файла, степень сжатия, параметры алгоритмов повышения чёткости и контрастности).

Фотопринадлежности

Помимо собственно фотоаппарата, сменных объективов, цифровых задников и сканеров в процессе съёмки могут использоваться другие фотопринадлежности.

Для съёмки в условиях недостаточной освещённости используются различные осветительные приборы и отражатели. Наиболее массовыми среди них стали фотовспышки.

Штативы используются для предотвращения «смаза» при недостаточной освещённости, съемки панорам, при больших выдержках, для установки дополнительных внешних ламп-вспышек, для телесъемки, для многократной съемки на один кадр, для наложения изображений и пр.

Светофильтры используются для компенсации цветовых (конверсионные) и пространственных (градиентные) недостатков освещения, получения специальных эффектов.

Вытеснение плёночной техники цифровой техникой

Появление к концу второго тысячелетия дешёвой цифровой фотоаппаратуры, обеспечивающей качество снимков, сравнимое или приближающееся к качеству массовой плёночной техники, привело к вытеснению плёночной техники в сферы, требующие большого формата кадра или большей фотографической широты.

Цифровые фотографии получают, хранят в виде файлов. Обработка этих файлов производится специальными компьютерными программами.

Человек рассматривает цифровые фотографии на жидкокристаллическом дисплее фотоаппарата, на дисплее компьютера, на экране телевизора и на киноэкране, через видеопроектор. Для редактирования фотографий существуют бесплатные и лицензируемые программы.

Обработанный файл можно распечатать на принтере с любого цифрового и аналогового носителя на аналоговой цветной фотобумаге. Отпечатки несколько худшего качества можно получить на обычной бумаге. Полноцветная цифровая печать пока имеет много недостатков, но массового потребителя это качество устраивает. Многие владельцы цифровых и плёночных фотоаппаратов печатают на бумаге лишь малую часть своих снимков.

См. также

• Цифровая фотография
• Экспозиция
• Оптическая система
• Оптические устройства