Принцип работы фотоаппарата: Устройство и принцип работы фотоаппарата

Устройство и принцип работы фотоаппарата

За время своего существования фотография проникла буквально во все области человеческой деятельности. Для одних людей — это профессия, для других — просто развлечение, для третьих — верный помощник в работе. Фотография оказала огромное влияние на развитие современной культуры, науки и техники. В настоящее время фотография — одна из бурно развивающихся современных информационных технологий.

К фототоварам относят фотоаппараты, светочувствительные материалы, фотопринадлежности.

Современный фотоаппарат представляет собой электронный оптико-механический прибор для создания оптического (светового) изображения объекта на поверхности светочувствительного материала (фотопленки или электронно-оптического преобразователя).

Основными конструктивными узлами фотоаппарата являются корпус, объектив, диафрагма, затвор, видоискатель, фокусировочное и экспонометрическое устройство, электронная лампа-вспышка, индикаторное устройство, счетчик кадров.

Для регистрации и хранения светового изображения в пленочных фотоаппаратах используется фотопленка. В цифровых фотоаппаратах для регистрации изображения используется электронно-оптический преобразователь (матрица, состоящая из большого количества светочувствительных элементов-пикселей), а для хранения информации об изображении — флэш-память (энергонезависимое устройство хранения оцифрованных изображений).

Пиксель является наименьшим элементом цифрового изображения. Миллион пикселей называют мегапикселем. Пиксели реагируют на свет и создают электрический заряд, величина которого пропорциональна количеству попавшего света. Для формирования сигналов о цветном изображении, микроскопические элементы (пиксели) светочувствительной матрицы покрыты микросветофильтрами красного, зеленого и синего цветов и объединены в группы, что позволяет получить электронную копию цветного изображения.

Электрические сигналы считываются с пикселей, преобразуются в аналого-цифровом преобразователе в двоичные цифровые данные и записываются во флэш-память. Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) характеризуется разрешающей способностью (в мегапикселях) и размером по диагонали (в дюймах). Разрешающая способность определяется произведением количества пикселей по горизонтали и вертикали. Например, обозначение 2048 х 1536 пикселей соответствует разрешению в 3,2 мегапикселя. Наиболее распространены матрицы с диагональю 1/2; 1/3; 1/4 дюйма.

Корпус является несущей частью фотоаппарата, в которой монтируются все узлы и механизмы фотоаппарата и размещается светочувствительный материал.

На передней панели корпуса находится объектив. Объектив может крепиться к корпусу жестко или быть съемным. В последнем случае крепление объектива может быть резьбовым или байонетным. За объективом пленочного фотоаппарата, со стороны задней панели корпуса, имеется кадровая рамка, просвет в которой называется кадровым окном. Кадровое окно определяет размеры поля изображения (формат кадра) на светочувствительном материале.

Объектив представляет собой систему оптических линз, заключенных в общую оправу и предназначенную для формирования светового изображения объекта съемки и проецирования его на поверхность светочувствительного материала. От свойств объектива, а также светочувствительного материала, в значительной степени зависит качество получаемого изображения. В оправу объектива вводятся диафрагма, механизмы фокусировки и изменения фокусного расстояния.

Диафрагма (рис.) предназначена для изменения величины светового отверстия объектива.

Рис. Устройство и принцип действия диафрагмы

С помощью диафрагмы регулируют освещенность светочувствительного материала и изменяют глубину резкости изображаемого пространства. Отверстие диафрагмы образуется несколькими серповидными лепестками (ламелями), расположенными симметрично вокруг оптической оси объектива.

В фотоаппаратах может применяться ручное и автоматическое управление диафрагмой.

Ручное управление диафрагмой осуществляется кольцом, расположенным на внешней поверхности оправы объектива, на котором нанесена шкала диафрагменных чисел. Ряд значений диафрагм нормирован числами: 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22. Переход от одного значения диафрагменного числа к соседнему изменяет количество проходящего через объектив света вдвое — пропорционально изменению площади светового отверстия.

Автоматическое управление диафрагмой осуществляется экспонометрическим устройством фотоаппарата в зависимости от условий съемки (яркости снимаемого объекта, светочувствительности фотопленки) и выдержки.

Фокусировочное устройство объектива предназначено для совмещения создаваемого объективом оптического изображения с плоскостью светочувствительного материала при различных расстояниях до объекта съемки.

Фокусировка объектива (наводка на резкость) осуществляется путем перемещения объектива или какой-либо его части вдоль его оптической оси. В современных фотоаппаратах фокусировка объектива возможна в пределах от фотографической бесконечности до некоторого минимального расстояния, называемого ближним пределом фокусировки. Ближний предел фокусировки зависит от величины максимального выдвижения объектива.

В фотоаппаратах может использоваться ручная и автоматизированная система фокусировки. В некоторых простейших компактных фотоаппаратах объективы не имеют механизма фокусировки. Такие объективы, получившие название фикс-фокус, имеют большую глубину резкости и сфокусированы на некоторое постоянное расстояние.

Механизм изменения фокусного расстояния объектива позволяет изменять угол поля зрения объектива и масштаб изображения на светочувствительном материале посредством изменения фокусного расстояния объектива. Механизмом изменения фокусного расстояния оснащаются объективы дорогих фотоаппаратов среднего и высокого класса.

Затвор представляет собой механизм фотоаппарата, автоматически обеспечивающий пропускание световых лучей к светочувствительному материалу в течение заданного промежутка времени (выдержки) при нажатии на кнопку затвора. Ряд числовых значений выдержек, автоматически устанавливаемых затвором, нормирован следующими числами (в секундах): 1/4000; 1/2000; 1/1000; 1/500; 1/250; 1/125; 1/60; 1/30; 1/15; 1/8; 1/4; 1/2; 1; 2; 3; 4. Различают модели фотоаппаратов с постоянной, ручной и автоматической установкой выдержки. По принципу действия затворы, применяемые в современных фотоаппаратах, подразделяются на электронно-механические, электронные и электронно-оптические.

Электронно-механический затвор состоит из световых заслонок, перекрывающих световой поток, электронного реле времени, отрабатывающего установленное время экспонирования, и электромагнитного привода, обеспечивающего перемещение световых заслонок. К электронно-механическим затворам относят центральные и щелевые затворы. В центральных затворах световые заслонки в виде тонких металлических лепестков открывают световое отверстие объектива от центра (от оптической оси) к краям, а закрывают в обратном направлении, подобно диафрагме (рис.)

Рис. Схема устройства и действия центрального затвора

Центральные затворы располагаются, как правило, между линзами объектива или непосредственно за объективом и применяются в компактных пленочных и цифровых фотоаппаратах, имеющих жестко встроенный несъемный объектив.

Особую группу центральных затворов представляют затворы-диафрагмы, у которых функции затвора и диафрагмы объединены в одном механизме с регулированием величины и длительности открытия светового отверстия. Они способны отрабатывать выдержки до 1/500 с.

Щелевые затворы (рис.) пропускают световой поток к светочувствительному материалу через щель, образованную двумя световыми заслонками в виде тканевых шторок или металлических ламелей. При срабатывании затвора, шторки (или две группы ламелей) перемещаются одна за другой, с определенным интервалом времени, вдоль или поперек кадрового окна. Одна из световых заслонок открывает кадровое окно, а другая — закрывает его.

Выдержка зависит от ширины щели. Щелевые затворы способны отрабатывать более короткие выдержки (в 1/1000 с и короче) и применяются в фотоаппаратах, имеющих съемный объектив.

Рис. Схема устройства щелевого затвора

Электронный затвор применяется в цифровых фотоаппаратах. Он представляет собой электронный переключатель, который включает (или выключает) ЭОП в определенный момент времени с одновременным считыванием зафиксированной электронной информации. Электронный затвор способен отработать выдержку в 1/4000 и даже 1/8000 с. Электронный затвор срабатывает бесшумно и без вибраций.

В некоторых цифровых фотоаппаратах наряду с электронным применяется электронно-механический или электронно-оптический затвор.

Электронно-оптический (жидкокристаллический) затвор представляет собой жидкий кристалл, расположенный между двумя параллельными стеклянными поляризованными пластинами, через который свет проходит на электронно-оптический преобразователь (ЭОП). При подаче напряжения через тонкое прозрачное электропроводное напыление к внутренней поверхности стеклянных пластин возникает электрическое поле, изменяющее на 90° плоскость поляризации жидкого кристалла и соответственно обеспечивающее его максимальную непрозрачность. Таким образом, путем подачи напряжения жидкокристаллический затвор закрывается, а при отсутствии напряжения (выключении) — открывается. Электронно-оптический затвор отличается простотой и надежностью, так как отсутствуют механические компоненты.

Видоискатель служит для визуальной компоновки кадра. Для правильного определения границ кадра необходимо, чтобы угловое поле зрения видоискателя соответствовало угловому полю зрения съемочного объектива, а оптическая ось видоискателя совпадала с оптической осью съемочного объектива.

При несовпадении оптической оси видоискателя с оптической осью съемочного объектива границы изображения, наблюдаемого в видоискателе, не совпадают с границами кадра на светочувствительном материале (явление параллакса). При фотографировании удаленных объектов параллакс незаметен, но возрастает по мере уменьшения дистанции съемки.

Современные фотоаппараты могут иметь телескопический, зеркальный (перископический) видоискатель или жидкокристаллическую панель.

Компактные фотоаппараты оснащаются телескопическим видоискателем, который располагается в корпусе фотоаппарата рядом с объективом.

Идентификационным признаком фотоаппаратов с телескопическим видоискателем является наличие на передней панели корпуса фотоаппарата окна видоискателя.

В зеркальных видоискателях (рис.) съемочный объектив является одновременно и объективом видоискателя. Такая схема видоискателя обеспечивает беспараллаксное визирование. Оптическое изображение объекта съемки, видимое в окуляре видоискателя и получаемое на светочувствительном материале, идентичны друг другу.

Рис. Схема устройства фотоаппарата с зеркальным видоискателем: а — с убирающимся зеркалом; б — с призмой-делителем

Фотоаппараты, имеющие зеркальный видоискатель, получили название зеркальных (SLR — Single Lens Reflex). Идентификационным признаком однообъективного зеркального фотоаппарата (видоискателя) является отсутствие на передней панели корпуса фотоаппарата окна видоискателя и призматическая форма верхней панели корпуса.

Экспонометрическое устройство в современных фотоаппаратах обеспечивает автоматическое или полуавтоматическое определение и установку экспозиционных параметров — выдержки и диафрагменного числа в зависимости от светочувствительности фотопленки и освещенности (яркости) объекта съемки.

Экспонометрическое устройство состоит из светоприемника, электронной системы управления, индикатора, а также исполнительных органов, управляющих работой затвора, диафрагмы объектива и согласующих работу затвора и лампы-вспышки. В качестве светоприемника в большинстве современных фотоаппаратов используют кремниевые фото-диоды. В компактных фотоаппаратах, светоприемник экспонометрического устройства располагается на передней панели корпуса, рядом с объективом.

В зеркальных фотоаппаратах высокого класса светоприемник размещают внутри корпуса фотоаппарата, за объективом, что позволяет автоматически учитывать реальное светопропускание объектива (реальную освещенность светочувствительного материала). Фотоаппараты с замером освещенности внутри корпуса за съемочным объективом имеют международное обозначение TTL или TEE.

Механизм транспортировки пленки служит для перемещения пленки на один кадр, точной ее установки перед объективом и обратной перемотки пленки в кассету после экспонирования. Механизм транспортировки пленки связан со счетчиком кадров, который предназначен для отсчета экспонированных или неэкспонированных кадров.

Фотовспышка предназначена для кратковременного освещения объекта съемки при фотографировании в условиях недостаточной естественной освещенности, съемке объекта против света, а также подсветки теневых участков объекта при ярком солнце.

Индикаторное устройство служит для индикации режимов съемки и контроля за работой фотоаппарата. В качестве индикаторных устройств в фотоаппаратах используются жидкокристаллические дисплеи (LCD — индикаторы), светодиоды и стрелочные индикаторы.

подробная схема из чего состоит техника

Поделиться статьёй:

Пользоваться зеркальным фотоаппаратом в наше время может даже школьник, однако, иногда даже профессиональные фотографы смутно представляют себе внутреннее устройство этого агрегата. А ведь полная осведомленность о функциях и строении техники может намного облегчить работу, улучшить качество и красоту снимков. Это особенно актуально для тех, кто только начинает свое знакомство с фотокамерой, планирует покупку или уже пробует создать свои первые снимки. Данная статья поможет вам лучше познакомиться со своим чудо-аппаратом, разобраться в его функционале и изучить “начинку”.

Содержание статьи:

Итак, для начала давайте познакомимся с более упрощенной версией фотоаппаратов — цифровым. Он оцифровывает изображение за счет преобразования световых потоков в электричество. Все детали в данном аппарате расположены таким образом, чтобы обеспечить максимальное привлечение света от кнопки пуска до линзы объектива.

Как же происходит этот процесс в механизме цифровой фотокамеры? Дело в том, что это, казалось бы, небольшое устройство умеет преобразовывать световые лучи в заряженные электрические импульсы, которые, в свою очередь, и составляют изображение, появляющееся на экране аппарата в конечном счете. Для того, чтобы разобраться в этом процессе более детально, давайте изучим Подробное строение устройства, ведь каждый элемент в нем имеет свою, особенную функцию. В целом же, задача конструкции состоит в том, чтобы вовремя поймать световой сигнал и правильно направить его.

Фотоаппарат: «начинка» и функции

Итак, вы уже образно представляете себе принцип работы фотоаппарата. Исходя из всего, написанного ранее, мы можем сделать вывод, что главный компонент, необходимый для того, чтобы привести фотоаппарат в действие, — это свет. Фотоны, те самые необходимые частицы света, покидают свой первоначальный источник, отталкиваются от определенного объекта и, затем, направляются к камере, в которую проникают через несколько специальных линз. Затем, фотоны продвигаются к своей конечной точке, направляемые различными деталями механизма.

Диафрагма и выдержка

Створки этого компонента отвечают за количество света и осуществляют его контроль. Именно диафрагма “следит” за тем, чтобы внутрь механизма попадало нужное количество света. Процесс контроля потока световых частиц происходит за счет изменения размера отверстия через которое этот поток и проходит.

Выдержка же осуществляет функцию регулирования длительности воздействия световых потоков на матрицу, а то есть, определяет момент открытия затвора фотокамеры. Правильно регулируя эти показатели, вы можете добиться изменения количества световых частиц, попадающих в матрицу. В стандартных аппаратах выдержка чаще всего будет иметь измерение в секундах или долях секунды.

Эти параметры, каждый по-своему, одновременно оказывают влияние на световой поток, настраивая определенную экспозицию. Проще говоря, диафрагма и выдержка — это те два параметра, которые будут влиять на экспозицию вашего снимка. Именно они отвечают за яркость и цветовое наполнение изображения. При правильной экспозиции (верно определенных параметрах диафрагмы и выдержки) снимок будет обладать достаточно хорошей цветовой насыщенностью, на нем можно будет разглядеть различные тона, а главный объект съемки станет наиболее отчетливым.

Работа с диафрагмой
Настройки диафрагмы могут влиять на художественную составляющую составляющую снимка. Главным качеством этого параметра является регулирование глубины резкости снимаемых предметов. Резкость поможет вам сделать фокус более отчетливым, а также наилучшим образом передать пейзажи, в которых несколько предметов находятся на разном расстоянии от объектива.  Для получения качественных снимков на большом расстоянии вам потребуется увеличить глубину резкости используемого пространства, или по другому, ГРИП.

Именно параметры диафрагмы помогут вам “размыть” задний фон и сделать четкий фокус на одном или нескольких объектах.

Определение выдержки
Настройка выдержки будет необходима вам лишь при съемке объектов, находящихся в движении. Например, все вы наверняка встречали на просторах интернета снимки, где была отчетливо видна каждая капля дождя или брызги фонтана, а также кадры,на которых эти же вещи изображаются в виде сплошного потока. Давайте узнаем, из чего состоит диафрагма.

Стоит отметить, что диафрагмы, встроенные в цифровые фотоаппараты имеют несколько разновидностей. Обратите внимание на ирисовую диафрагму: маленький механизм, состоящий из нескольких звеньев, похожих на лепестки. При полном открытии данная диафрагма формирует кольцо. Если же ее звенья “распустить” не полностью, то мы получим некий многоугольник.

Видоискатель

Пройдя отсеивание диафрагмой и обработку линзой, световой поток отражается от зеркала и оказывается в видоискателе. Этот элемент в устройстве фотокамеры дает нам возможность увидеть на экране изображение еще до того момента, когда будет сделан снимок. Самое полезное качество, которым обладает видоискатель, это возможность выбрать границы фото и положение объекта в нем еще до того, как фото будет сделано. Вы также легко сможете поработать над наклоном, настроить приближение, сразу добавить некоторые фильтры и много чего еще.

Обратите внимание на тот факт, что видоискатель никаким образом не сказывается на качестве фото, он лишь отображает “увиденную” устройством картинку. Этот элемент фотокамеры может быть представлен в различных вариантах:

1. жидкокристаллический экран;
2. EVF (эл. вариант). Электронный видоискатель работает с помощью жидкокристаллического экрана. Такая панель позволит нам видеть то же самое изображение, что распознается матрицей экрана. Большинство аппаратов цифрового формата имеют жидкокристаллические экраны. Слишком слабое освещение, или,наоборот, чрезмерно высокий уровень света может причинить вам дискомфорт в процессе съемки, так как в обоих случаях вы не сможете правильно оценить цветовые особенности изображения. Некоторые современные камеры имеют встроенные настройки яркости дисплея. Однако, высокая яркость экрана приведет к быстрому расходу энергии аппарата и уже в скором времени он окажется бесполезным, если под рукой нет зарядного устройства.Поэтому, лучше изначально приобретать аппаратуру с наличием дополнительного оптического видоискателя.
3. Зеркальный экран. Этим типом экрана наделены, как видно из названия, зеркальные фотокамеры. Он отражает изображение, находящееся на матрице, а, соответственно, мы избавляемся от такого явления, как параллакс. Экран данного типа наделен собственной оптической системой,
4. Оптический экран. Он осуществляет свои функции с помощью нескольких линз, которые встроены в верхнюю часть фотоаппарата. Смотря в них, фотограф может определить место и увидеть объект съемки. Однако, из-за того, что оптический видоискатель установлен немного выше самой камеры, при фотографировании и на снимке могут появиться определенные погрешности. С таким экраном у вас также могут появиться проблемы с фокусировкой.

Фотокамера может содержать любой из этих вариантов. Имеются также модели устройств, в которых присутствует совмещение сразу нескольких из них.

Параметры видоискателя
Абсолютно любой видоискатель, несмотря на свою классификацию, имеет данные параметры:

1. Зона охвата. Она показывает нам процентные показатели изображения ( какая часть картинки от общего количества памяти показана на экране). Расширение зоны охвата позволяет более явно увидеть границы изображения.
2. Увеличение. Этот параметр имеет определение 1 в случае, когда мы смотрим на объект, не используя для этого увеличительных приспособлений. Чтобы приблизить картинку, нужно повысить определение увеличения. Это также сделает фокусировку более отчетливой.

Матрица

Еще до того, как картинка отображается в электронном видоискателе происходит процесс преломления световых лучей при помощи призмы. Именно она “переворачивает” картинку, вследствии чего мы видим изображение таким, какое оно есть в действительности, а не перевернутым. Если в данный момент картина, изображенная на экране нам нравится, то мы производим щелчоки получаем в свою коллекцию одну новую фотографию.

Перед тем, как новый снимок окажется в нашей коллекции, механизм фотоаппарата производит следующие действия: маленькое зеркальце приподнимается, что позволяет свету проникнуть за него и направиться не в видоискатель, а прямо в центр конструкции — матрицу.

Матрица фотоаппарата выполняет роль преобразователя в конструкции всего устройства. Именно она осуществляет процесс превращения световых потоков в электрические импульсы, которые и являются главными составляющими снимка. Данное преобразование осуществляется при помощи специальных микродатчиков, которые находятся непосредственно в матрице.

Для того, чтобы лучше понять то, что именно мы сейчас обсуждаем, давайте сформулируем легкое и понятное определение термина “матрица”.

• Матрица — это микросхема, состоящая из микроскопических фотодатчиков, которые реагируют на световые потоки.

Следует отметить, что матрица фотокамеры способна создать лишь черно-белую картинку, а для того, чтобы изображение приобрело свои настоящие цвета, фотодатчики подвергаются нанесению специальных фильтрующих напылений различных цветов. В большинстве современных форматах сохранения снимка камера самостоятельно моделирует оттенок пикселей. Однако, если вы планируете работать с форматом RAW, то стоит учесть один нюанс: пиксели в таком формате будут иметь окрас одного из 3-х цветом. Это очень удобно в случае, если вы планируете детальную коррекцию фото без потери качества изображения.

Размер матрицы
Как вы уже поняли, матрица состоит из множества элементов, а значит, количество этих самых элементов напрямую влияет на размер матрицы. Как правило, данная характеристика этой детали фотоаппарата обозначается дробью в дюймах. Опытные фотографы наверняка знают, что качество сделанного снимка напрямую зависит от размера матрицы. Чем она больше, тем меньше шумовых помех будет на фото, а значит, изображение будет иметь больше полутонов и цветов, приближенных к реальности.

Фоточувствительность
Светочувствительность любого фотоаппарата — это уровень его способности к превращению световой энергии в электрическую, а то есть, показатель количества света для получения требуемого количества энергии. Этот параметр особенно важен при фотосессии в темное время суток или в малоосвещенном помещении. Для того, чтобы настроить правильную светочувствительность вам необходимо поработать с такими параметрами, как выдержка и диафрагма. Разобравшись с ними, вы повысите светочувствительность своего устройства, что, несомненно, скажется на качестве производимых вами изображений.

 

Поделиться статьёй:

Общая схема устройства и принцип работы фотоаппарата

Каждый момент этой жизни бесценен вне зависимости от того грустный он или весёлый. Потому что это и есть жизнь. И нужно наслаждаться этими самыми моментами. Проблема лишь в том, что мы не настолько знаем свой мозг, чтобы уместить в нем все воспоминания. Но человек и вечный двигатель прогресса — лень, сделали такую чудо-штуку как фотоаппарат. А что же это такое. В моём понимании — это есть некое устройство, позволяющее выбирать и фиксировать на каком-либо носителе выбранное изображение, план местности, проекцию пространства — как угодно называйте.

Итак, носители есть разные, и в зависимости от его типа происходит первое деление в классификации фотоаппаратов.
Итак это плёночные и цифровые (возможно есть еще и другие)

В плёночных фотоаппаратах носителем инф-ции является плёнка. Плёнка — это кусок пластика(полиэстер, нитрат или ацетат целлюлозы) и нанесённая на него фотоэмульсия. Фотоэмульсия — это химический состав, который обладает светочувствитльностью. То есть в зависимости от степени освещения(то бишь от величины потока электро-магнитной волны) изменяет свои свойства, образуя скрытое изображение. Его потом преобразуют в явное. Фотоэмульсия состоит из галогенидов серебра в растворе защитного коллоида.

В цифровых фотоаппаратах изображение попадает на матрицу. Матрица — это интегральная микросхема с фотодиодами. Фотодиоды преобразуют свет в цифровой сигнал.

Одна из основных составляющих частей камеры — видоискатель. Видоискатель позволяет вам «прицеливаться» на объект съёмки. По типу видоискателя фотоаппараты условно делят на зеркальные, псевдозеркальные и «мыльницы „. У мыльниц в качестве видоискателя выступает маленький экран на задней стороне. Псевдозеркальные — те же мыльницы, но с расширенным количеством функций, внешним видом, напоминающим зеркалку и дыркой над экраном — глазком для прицеливания(кстати в глазке тоже экран). В отличии от зеркальных не имеют собственно зеркала и призмы, управление в основном электронное, размер матрицы небольшой, поэтому идет больше шумов. Но по сравнению с мыльницами имеют хорошую оптику, позволяют вручную настраивать параметры съемки.

Устройство зеркального фотоаппарата

Итак, основные элемненты цифровой зеркальной камеры(далее ЦЗК) приведены на следующем рисунке:

Ингридиенты:

1. Объектив. То что ловит и пропускает через систему линз изображение.
2. Собственно зеркало. Здесь оно показано в положении т.н. визирования, т.е. когда мы ловим объект.
3. Затвор. То что закрывает матрицу
4. Матрица. Светочувствительный материал
5. Зеркало(еще одно). Здесь оно в положении фотографирования
6. Линза видоискателя.
7. Пентапризма.
8. Окуляр видоискателя

Точечной линией показано, как идет изображение в положении визирования. Сначала свет проходит через систему линз объектива. Попадая в корпус камеры он отражается от зеркала(2), и идет через матовую линзу в пентапризму(7). Пентапризма(7) делает переворот изображения в его естественное(для нас) положение. Если бы не пентапрзма, то в окуляре видоискателя мы бы видели изображение вверх ногами.
Когда мы прицелились на объект и нажимаем кнопокочку съемки, то происходит следующее: Зеркало(2) убирается, затвор(3) поднимается(сворачивается, телепортируется — нужное подчеркнуть) на время выдержки и свет идет прямёхонько на матрицу, которая в течении времени выдержки облучается светом и формирует изображение.

Принцип работы цифрового фотоаппарата: фиксация изображения

Цифровое изображение создается в момент отражения источника света от объекта. Некоторая часть света поглощается самим объектом, остальная же проникает к объективу камеры. Триллионы частичек света – фотоны — ведущие себя подобно волнам, попадают на линзу. Количество линз в объективе может варьироваться от 4-х и до 20-ти, это зависит от конструкции объектива. Линзы могут перемещаться синхронно или по отдельности, в зависимости от способа съемки, фокусного. Эффект дрожания камеры, возникающий при нестабильном положении, можно убрать как раз с помощью сдвига элементов объектива.

Самые простые объективы — те, у которых фиксированный фокус (т.е. фокусное расстояние не изменяется). Они фокусируют изображение на сенсор только одним способом. Только дополнительные элементы могут усложнить функции объектива, которые будут позволять корректировку изображения путем изменения фокусного расстояния. В любом случае цель у объектива одна – собрать лучи в четко сфокусированную позицию на сенсоре камеры.

Еще десять лет назад про сенсоры ничего не знали, в фотоаппараты вставлялась пленка, которая содержала вещество, чувствительное к свету. С появлением более современных технологий пленка ушла в далекие 90-е годы, а на смену ей пришел светочувствительный сенсор.

В современной электронике используют несколько видов сенсоров. Наиболее распространенными являются CCD (charge coupled device — прибор с зарядовой связью, ПЗС) и CMOS (complementary metal oxide semiconductor — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник, КМОП).

В принципе достаточно понимать, что сенсор – это набор строк и столбцов, состоящий их крохотных диодов. Ну а дальше чистая физика — при столкновении фотонов с диодами образуется электрон. Для создания яркого, насыщенного изображения необходимо чтобы максимально большое количество фотонов достигло ячеек диодов, а созданные электроны в свою очередь насытят пиксели фокусируемого изображения.

Чувствительность сенсора определяет минимальное число фотонов, необходимое для регистрации изображения. Сенсоры с очень большой чувствительностью требуют наличия всего нескольких фотонов, что позволяет делать изображение с минимальным количеством света. При настройке параметров ISO (например, меняете значение с ISO200 на ISO800) в цифровом фотоаппарате вы указываете минимальный пропускной порог фотонов для конкретного пикселя при регистрации изображения. Эффект зернистого шума возникает при высоких параметрах ISO. Также может возникнуть фиксация интерференции электронов или другая, не относящаяся к изображению информация, но это происходит только при большой чувствительности сенсора. Отсюда делаем вывод, что чем больше чувствительность сенсора, тем больше шума.

КМОП-сенсоры в среднем шумят меньше, но вследствие своей конструкции имеют не совсем точную цветопередачу. ПЗС сенсоры, наоборот, дают очень интересный цвет, но ощутимо сильнее шумят и стоят заметно дороже. В течение довольно продолжительного времени КМОП использовался для производства бюджетных фотокамер, сканеров и т.п, а ПЗС – для дорогих фотоаппаратов, в первую очередь – полупрофессиональных и профессиональных зеркальных. Сегодня практически все фотоаппараты, включая дорогие модели выпускаются с КМОП-сенсорами. – это связано со значительным улучшением их характеристик. Последним массовым зеркальным фотоаппаратом с ПЗМ сенсором был Nikon D3000. Что касается зеркалок Canon, все они, начиная с Canon EOS 300D, оснащались КМОП сенсорами, имевшими посредственную цветопередачу, но при этом весьма шумными по причине высокого разрешения. Эта проблема была решена только в фотоаппарате Canon EOS 550D.

Устройство фотоаппарата. Пленочные и цифровые фотокамеры

Современные цифровые камеры во многом напоминают старые пленочные фотоаппараты. И в этом нет ничего удивительного, ведь цифровая фотография, по сути, выросла из пленочной, позаимствовав различные узлы и компоненты. Особенное сходство прослеживается между зеркальным цифровым фотоаппаратом и пленочной камерой: ведь и там и там применяется объектив, с помощью которого аппарат фокусируется на снимаемом объекте. Схожий процесс: фотограф просто нажимает на кнопку затвора и, в конечном счете, получается фотоизображение.

Тем не менее, несмотря на схожесть процесса съемки, устройство цифрового фотоаппарата является гораздо более сложным по сравнению с пленочным. И эта сложность конструкции обеспечивает «цифровикам» существенные преимущества — мгновенный результат съемки, удобство, широкие функциональные возможности по управлению фотосъемкой и обработке изображений. Для того, чтобы разобраться в устройстве цифрового фотоаппарата, нужно, прежде всего, ответить на следующие вопросы: Как создается фотоизображение? Какие узлы цифровой фотоаппарат позаимствовал у пленочного?  И что нового появилось в фотокамере с развитием цифровых технологий?

Принцип работы пленочного и цифрового фотоаппарата

Принцип работы обычной пленочной камеры состоит в следующем. Свет, отражаясь от снимаемого объекта или сцены, проходит через диафрагму объектива и фокусируется особым образом на гибкой, полимерной пленке. Фотопленка покрыта светочувствительным эмульсионным слоем на основе галоидного серебра. Мельчайшие гранулы химических веществ на пленке под действием света изменяют свою прозрачность и цвет. В результате, фотопленка благодаря химическим реакциям «запоминает» изображение.

Устройство зеркального цифрового фотоаппарата

Как известно, для формирования любого существующего в природе оттенка достаточно использовать комбинацию трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Все остальные цвета и оттенки получаются путем их смешивания и изменения насыщенности. Каждая микрогранула на поверхности фотопленки отвечает, соответственно, за свой цвет в изображении и изменяет свои свойства именно в той степени, в которой на нее попали лучи света.

Поскольку свет различается по цветовой температуре и интенсивности, то в результате химической реакции на фотопленке получается практически полное дублирование снимаемой сцены. В зависимости от характеристик оптики, освещенности, времени выдержки/экспозиции сцены на пленке и времени раскрытия диафрагмы, а также других факторов формируется тот или иной стиль фотографии.

Что же касается цифрового фотоаппарата, то тут также используется система оптики. Лучи света проходят через линзу объектива, преломляясь особым образом. Далее они достигают диафрагмы, то есть отверстия с изменяемым размером, посредством которого регулируется количество света. Далее при фотографировании лучи света попадают уже не на эмульсионный слой фотопленки, а на светочувствительные ячейки полупроводникового сенсора или матрицы. Чувствительный сенсор реагирует на фотоны света, захватывает фотоизображение и передает его на аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Последний анализирует простые, аналоговые электрические импульсы, и преобразует их с помощью специальных алгоритмов в цифровой вид. Это перекодированное изображение в цифровом виде сохраняется на встроенном или внешнем электронном носителе. Готовое изображение уже можно посмотреть на ЖК-экране цифровой камеры, либо вывести его на монитор компьютера.

В течение всего этого многоступенчатого процесса получения фотоизображения электроника камеры непрерывно опрашивает систему на предмет немедленной реакции на действия фотографа. Сам фотограф через многочисленные кнопки, регуляторы и настройки может влиять на качество и стиль получаемого цифрового снимка. И весь этот сложный процесс внутри цифровой камеры происходит за считанные доли секунды.

Основные элементы цифрового фотоаппарата

Даже визуально корпус цифровой камеры схож с пленочным аппаратом, за исключением того, что в «цифровике» не предусмотрено катушки фотопленки и фильмового канала. На катушку в пленочных фотоаппаратах закреплялась пленка. И по окончании кадров на пленке фотографу приходилось перематывать кадры в обратном направлении вручную. В фильмовом канале фотопленка перематывалась до нужного для съемки кадра.

В цифровых фотоаппаратах все это кануло в лету, причем за счет избавления от фильмового канала и места для катушки с пленкой удалось сделать корпус камеры существенно тоньше. Впрочем, некоторые узды пленочных фотоаппаратов плавно перешли в цифровую фототехнику. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим основные элементы современной цифровой камеры:

— Объектив

Оптическая схема объектива Samyang

И в пленочной, и в цифровой фотокамере световые лучи проходят через объектив для получения изображения. Объектив представляет собой оптическое устройство, состоящее из набора линз и служащее для проецирования изображения на плоскости. В зеркальных цифровых фотоаппаратах объективы практически ничем не отличаются от тех, что использовались в пленочных камерах. Более того, многие современные «зеркалки» обладают совместимостью с объективами, разработанными для пленочных моделей. К примеру, старые объективы с байонетом F могут применяться со всеми цифровыми зеркальными фотоаппаратами Nikon.

— Диафрагма и затвор

Диафрагма – это круглое отверстие, посредством которого можно регулировать величину светового потока, попадающего на светочувствительную матрицу или фотопленку. Это изменяемое отверстие, обычно размещающееся внутри объектива, образуется несколькими серповидными лепестками, которые при съемке сходятся или расходятся. Естественно, что диафрагма имеется как в пленочных, так и в цифровых аппаратах.

Механизм шестилепестковой диафрагмы

Тоже самое можно сказать и о затворе, который устанавливается между матрицей (фотопленкой) и объективом. Правда, в пленочных камерах используется механический затвор, представляющий собой своеобразные шторки, которые ограничивают воздействие света на пленку. Современные же цифровые аппараты оснащены электронным эквивалентом затвора, способным включать/выключать сенсор для приема приходящего светового потока. Электронный затвор фотоаппарата обеспечивает точную регуляцию времени приема света матрицей фотоаппарата.

В некоторых цифровых камерах, впрочем, имеется и традиционный механический затвор, который служит для предотвращения попадания на матрицу световых лучей после окончания времени выдержки. Тем самым, предотвращается смазывание картинки или появления эффекта ореола. Стоит отметить, что поскольку цифровому фотоаппарату может потребоваться некоторое время, чтобы обработать изображение и сохранить его, то возникает задержка по времени между тем моментом, когда фотограф нажал на кнопку спуска, и моментом, когда камера зафиксировала изображение. Эта задержка по времени называется задержкой срабатывания затвора.

— Видоискатель

Как в пленочном, так и в цифровом фотоаппарате имеется устройство для визирования, то есть устройство для предварительной оценки кадра. Оптический видоискатель, состоящий из зеркал и пентапризмы, показывает фотографу изображение именно в том виде, в котором оно существует в натуре. Однако многие современные цифровые камеры оборудованы электронным видоискателем. Он снимает изображение со светочувствительной матрицы и показывает фотографу таким, каким камера его видит с учетом предустановленных настроек и используемых эффектов.

В недорогих компактных цифровых фотоаппаратах видоискатель как таковой может просто отсутствовать. Его функции выполняет встроенный ЖК-экран с функцией LiveView. ЖК-экраны сегодня встраиваются и в зеркальные цифровые аппараты, поскольку благодаря такому экрану фотограф имеет возможность сразу же просмотреть результаты съемки. Таким образом, если снимок не удался, его можно тут же удалить и отснять новый кадр уже с другими настройками или в другом ракурсе.

Дисплей фотоаппарата

— Матрица и аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

После того, как мы рассмотрели принцип работы пленочного и цифрового фотоаппарата, стало понятно, в чем собственно состоит основная разница между ними. В цифровой камере вместо фотопленки появилась светочувствительная матрица или сенсор. Матрица представляет собой полупроводниковую пластину, на которой размещается огромное множество фотоэлементов.

Матрица цифрового фотоаппарата

Размеры матрицы не превышают размеров кадра фотопленки. Каждый из чувствительных элементов матрицы  при попадании на него светового потока создает минимальный элемент изображения – пиксел, то есть одноцветный квадрат или прямоугольник. Элементы сенсора реагируют на свет и создают электрический заряд. Таким образом, матрица цифрового фотоаппарата фиксирует световые потоки.

Матрица цифровой камеры характеризуется такими параметрами, как физические размеры, разрешение и чувствительность, то есть способность матрицы точно уловить поток попадающего на нее света. Все эти параметры оказывают свое влияние на качество фотоизображения.

Полученная информация от сенсора в виде электрических импульсов далее поступает на обработку в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Функция последнего состоит в том, чтобы превратить эти аналоговые импульсы в цифровой поток данных, то есть перевести изображение в цифровой вид.

— Микропроцессор

Микропроцессор присутствовал и в некоторых последних моделях пленочных камер, однако в цифровом фотоаппарате он стал одним из ключевых элементов. Микропроцессор отвечает в «цифровике» за работу затвора, видоискателя, матрицы, автофокуса, системы стабилизации изображения, оптики, а также за запись отснятого фото- и видеоматериала на носитель, выбор настроек и программных режимов съемки. Это своеобразный мозговой центр камеры, управляющий всей электроникой и отдельными узлами.

Электроники фотоаппарата (процессор, АЦП)

От производительности микропроцессора во многом зависит то, насколько быстро цифровая камера сможет осуществлять непрерывную съемку. В этой связи в некоторых продвинутых моделях цифровых камер используется сразу два микропроцессора, которые могут производить отдельные операции параллельно. Тем самым, обеспечивается максимальная скорость серийной съемки.

— Носитель информации

Если аналоговый (пленочный) фотоаппарат сразу же фиксирует изображение на пленке, то в цифровом, электроника записывает изображение в цифровом формате на внешний или внутренний носитель информации. Для этой цели в большинстве случаев используются карты памяти (SD, CompactFlash и др.). Но в некоторых камерах имеется и встроенная память небольшого объема, которой хватает для размещения нескольких отснятых кадров.

Карты памяти

Также цифровые камеры обязательно оснащаются соответствующими разъемами для возможности их подключения к персональному или планшетному компьютеру, телевизору и другим устройствам. Благодаря этому фотограф получает возможность всего через несколько минут после съемки поместить готовое изображение в Интернете, передать по электронной почте или распечатать.

— Батарея

Во многих пленочных фотоаппаратах используется аккумуляторная батарея для приведения в действие электроники, которая, в частности, управляет фокусировкой и автоматической экспозицией сцены. Но эта работа не требует значительного энергопотребления, поэтому на одном заряде батареи пленочная камера способна проработать несколько недель.

Другое дело цифровая фототехника. Здесь жизнь аккумуляторной батареи камеры измеряется часами. А потому для поддержания работы камеры в условиях отсутствия источника электричества фотографу порой приходится запасаться дополнительными батареями.

Несмотря на то, что цифровая фототехника заимствовала многие узлы и компоненты из пленочной фотографии, она обладает рядом существенных преимуществ. Прежде всего, это возможность оперативно контролировать результаты съемки и вносить необходимые коррективы. Цифровой фотоаппарат в силу особенностей своего устройства предоставляет любому фотографу больше гибкости в процессе съемки за счет широких возможностей управления качеством изображений. Цифровые технологии обеспечивают мгновенный доступ к любому кадру и высокоскоростную фотосъемку. Сочетание гибкости, широких функциональных возможностей и оперативности ведения съемки гарантируют обладателю цифровой камеры получение фотографий превосходного качества практически в любых условиях.

Возможности цифровой фототехники сегодня далеко не исчерпаны. По мере развития устройство цифровых камер будет все более усложняться, в них будут реализованы новые технологии, увеличивающие функциональность аппаратов и обеспечивающие еще более высокое качество изображений.

Источник: Фотокомок.ру – тесты и обзоры фотоаппаратов (при цитировании или копировании активная ссылка обязательна)

Фотоаппарат мгновенной печати: особенности функционирования

Камера мгновенной печати позволяет почти сразу после срабатывания затвора получить распечатанный снимок. Благодаря этой особенности устройство приобрело популярность как в любительских, так и профессиональных съемках. Для ценителей фотокарточек сегодня доступен большой выбор моделей, обладающих разными преимуществами. Объединяет их единый принцип действия. Давайте поговорим подробнее о том, как работает фотоаппарат мгновенной печати.

Получение пленочных фотокарточек осуществляется двумя способами:

• Посредством проявления реактивов фотокартриджа. Фотоматериал, использующийся в камерах быстрой печати, состоит из защитного, чувствительного и проявительного слоев и является пленкой и бумагой одновременно. В момент съемки происходит экспонирование фотопленки, которая проходит через устройство роликового типа и проявляется после попадания на нее специального раствора.
• С помощью специальных кристаллов. В камерах может использоваться пленка специального типа, которая окрашивается в необходимые цвета с помощью кристаллов под воздействием определенной температуры. Технология является более современной и перспективной и носит название ZINK. Снимок, сделанный с ее помощью, не боится влаги, отпечатков пальцев и не теряет своих качественных характеристик со временем.

Благодаря тому, как работает фотоаппарат мгновенной печати, фотографию можно получить за 30-120 секунд. Также его существенными преимуществами являются малый вес и небольшие габариты.

В японском фотоаппарате мгновенной печати Fujifilm Instax используются фирменные картриджи высокого качества. Устройства данной линейки, которых на российском рынке уже 11 моделей, позволяют получить отличное фото за счет большого набора функций. В отличие от старых аналоговых моделей цифровые камеры имеют значительно более широкие возможности. Устройства могут работать в разных режимах съемки, приближать далеко расположенные объекты, корректировать экспозицию, осуществлять макросъемку и многое другое. Подробнее о том, как работает конкретная модель фотоаппарата мгновенной печати, можно узнать на сайте производителя или официального дилера.

Приобрести фирменные камеры и картриджи для фотоаппарата мгновенной печати проще всего в интернет-магазине. Формат комплектующих позволяет носить проявленные снимки в бумажнике, использовать в качестве удобных и оригинальных закладок или вешать на холодильник. Для более удобного хранения предусмотрены аккуратные фотоальбомы, позволяющие собрать в одну коллекцию все самые яркие моменты.

Принцип работы цифрового фотоаппарата — презентация онлайн

1. Принцип работы

ПРИНЦИП
РАБОТЫ
цифрового фотоаппарата
Единственное принципиальное отличие цифровой камеры от плёночной
заключается в природе используемого в них светочувствительного
материала. Если в плёночной камере это плёнка, то в цифровой –
светочувствительная матрица. И как традиционный фотографический
процесс неотделим от свойств плёнки, так и цифровой фотопроцесс во
многом зависит от того, как матрица преобразует свет, сфокусированный
на неё объективом, в цифровой код.

3. Что такое матрица?

■ Светочувствительная
матрица или
фотосенсор
представляет собой
интегральную
микросхему (проще
говоря, кремниевую
пластину),
состоящую из
мельчайших
светочувствительных
элементов –
фотодиодов.
• Существует два основных типа сенсоров: ПЗС (Прибор с
Зарядовой Связью, он же CCD – Charge-Coupled Device) и
КМОП (Комплементарный Металл-Оксид-Полупроводник, он же
CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Матрицы
обоих типов преобразовывают энергию фотонов в
электрический сигнал, который затем подлежит оцифровке,
однако если в случае с ПЗС матрицей сигнал, сгенерированный
фотодиодами, поступает в процессор камеры в аналоговой
форме и лишь затем централизованно оцифровывается, то у
КМОП матрицы каждый фотодиод снабжён индивидуальным
аналого-цифровым преобразователем (АЦП), и данные
поступают в процессор уже в дискретном виде. В целом,
различия между КМОП и ПЗС матрицами хоть и принципиальны
для инженера, но абсолютно несущественны для фотографа.
■ Фотодиоды, из которых состоит любая матрица, обладают способностью
преобразовывать энергию светового потока в электрический заряд. Чем
больше фотонов улавливает фотодиод, тем больше электронов получается
на выходе. Очевидно, что чем больше совокупная площадь всех
фотодиодов, тем больше света они могут воспринять и тем выше
светочувствительность матрицы.
■ К сожалению, фотодиоды не могут быть расположены вплотную друг к
другу, поскольку тогда на матрице не осталось бы места для
сопутствующей фотодиодам электроники (что особенно актуально для
КМОП матриц). Восприимчивая к свету поверхность сенсора составляет в
среднем 25-50 % от его общей площади. Для уменьшения потерь света
каждый фотодиод накрыт микролинзой, превосходящей его по площади и
фактически соприкасающейся с микролинзами соседних фотодиодов.
Микролинзы собирают падающий на них свет и направляют его внутрь
фотодиодов, повышая таким образом светочувствительность сенсора.
■ Под динамическим
диапазоном матрицы
подразумевают
отношение между
максимальным уровнем
сигнала фотодиодов и
уровнем фонового шума
матрицы, т.е., по сути, –
отношение между
максимальной и
минимальной
интенсивностью света,
которые матрица
способна воспринять
■ Цветные светофильтры, покрывающие фотодиоды, образуют узор, или мозаику,
называемую массивом цветных фильтров. Существует множество вариантов взаимного
расположения светофильтров, но в большинстве цифровых камер используется т.н.
фильтр Байера, состоящий на 25 % из красных, на 25 % из синих и на 50 % из зелёных
элементов. Вдвое большее количество зелёных светофильтров используется потому,
что человеческий глаз обладает повышенной чувствительностью именно к световым
лучам зелёного цвета, из-за чего неточность в передаче зелёного канала на
фотографии особенно заметна.
■ Обозначения на схеме
субпикселяПЗС-матрицы — матрицы
с карманом n-типа:
1 — фотоны света, прошедшие
черезобъектив фотоаппарата;
2 — микролинза субпикселя;
3—R—
красный светофильтрсубпикселя,
фрагмент фильтра Байера;
4—
прозрачный электрод изполикристалли
ческого кремния или сплава индия и
оксида олова;
5 — оксид кремния;
6 — кремниевый канал n-типа: зона
генерации носителей —
зонавнутреннего фотоэффекта;
7 — зона потенциальной ямы(карман
n-типа), где собираются электроны из
зоны генерацииносителей заряда;
8 — кремниевая подложка p-типа.
■ Полученное с помощью массива цветных фильтров изображение не
является в полной мере цветным, ведь каждый фотодиод сообщает
процессору камеры информацию лишь об одном из основных цветов:
красном, зелёном или синем. Недостающая цветовая информация для
каждого пикселя восстанавливается в процессе дебайеризации.
Процессор фотоаппарата анализирует данные из расположенных по
соседству элементов и, используя хитроумные алгоритмы
интерполяции, рассчитывает значения красного, зелёного и синего
цвета для каждого пикселя, получая в конечном итоге полноцветное
RGB изображение.
■ Печально, но платой за цвет является трёхкратное снижение
чувствительности матрицы, поскольку, при использовании фильтра
Байера, световой поток, достигающий каждого фотодиода, ослабляется
светофильтром примерно втрое. Кроме того, страдает резкость
изображения. Заявленное производителем разрешение матрицы отражает
её, так сказать, чёрно-белое разрешение, в то время как цветное
изображение формируется посредством интерполяции соседних пикселей,
что несколько размывает картинку.
■ Также матрицы с массивом цветных фильтров ведут себя из рук вон плохо
в условиях монохромного освещения. Например, при свете натриевых
ламп низкого давления полноценно работают только красные фотодиоды.
Зелёные получают минимум света, а синие и вовсе не воспринимают
никакой информации. В результате фотография выходит довольно
зернистой даже при умеренных значениях ISO, поскольку изображение
приходится восстанавливать почти исключительно на основании красных
пикселей, которых на матрице всего 25 %.

16. Спасибо за внимание!

Принципы и типы камер | Ноу-хау в области цифровых фотоаппаратов | Цифровая камера | Цифровой AV | Поддержка

Текст начинается здесь.

[Однообъективные зеркальные камеры]	Свет изображения проходит через объектив и отражается от зеркала или призмы в видоискатель, обеспечивая прямое подтверждение объекта и сцены. Линзы взаимозаменяемы, что позволяет использовать самые разные линзы.
[Камеры дальномера]	Эти камеры, представленные Leica и другими популярными брендами Format Cameras, оснащены дальномером или дальномером.В объективе камеры используется отдельный оптический видоискатель оконного типа для регулировки фокуса. Линзы также взаимозаменяемы.
[Компактные камеры]	Название небольшой и легкой камеры. Вообще говоря, объектив и камера представляют собой единое целое, что означает, что объектив нельзя заменить.
[Камеры APS]	APS, или Advanced Photo System, — это пленочная система, используемая в небольших камерах.Пленку APS очень легко загружать и проявлять.
[Камеры с фиксированным объективом]	Сегодня это в основном одноразовые и недорогие компактные фотоаппараты, хотя под этим термином понимаются любые простые фотоаппараты без фокусируемого объектива.
[Мгновенные камеры]	Снимки, сделанные этими камерами, проявятся сами собой вскоре после съемки. Наиболее известны мгновенные камеры компании Polaroid.
[Камеры среднего формата / широкоформатные]	Негативы у этих фотоаппаратов больше, чем у 35мм пленки. Используются самые разные типы, обычно описываемые размером негатива.
[Цифровые фотоаппараты]	Эти камеры сохраняют изображение в виде цифровых данных. Обработка и использование этих данных становятся все более распространенными.

owyheesound

Есть два основных типа фотоаппаратов для видеосъемки.Это пленочные камеры и видеокамеры. Практически все основные принципы этих двух типов камер одинаковы и могут быть описаны с помощью общих принципов работы с камерой. Однако эти два типа камер работают по-разному при захвате изображений. И хотя некоторые из их функций схожи, например, у них обоих есть видоискатели, батарейки и есть линзы, они все же имеют тенденцию отличаться по принципу работы и эргономичному дизайну. Но самое главное, что пленочные и видеокамеры создают изображения, которые заметно отличаются.Пленка часто считается более

эстетически приятнее, чем видео, поэтому многие пользователи видеокамер будут пытаться сделать свое видеоизображение более похожим на пленку. Пленочные камеры разнообразны, и они, как правило, имеют модульную конструкцию. Базовая камера поставляется в виде комплекта, но добавляются специальные линзы, матовые коробки, видеопомощь, высокоскоростные двигатели и многое другое, чтобы пленочная камера соответствовала потребностям пользователя. С другой стороны, индивидуальные видеокамеры универсальны для всех, особенно для потребительских и даже профессиональных камер.Это нормально для многих людей, которые предпочитают снимать видео на обычную камеру, такую ​​как XL-2 или DVX-100A.

Обе камеры отличные, но есть огромный потенциал для нестандартных видеокамер, который еще не используется. Подобно пленочной камере видеокамеры можно настраивать. Простые вещи, такие как добавление анаморфной насадки к вашей видеокамере, — отличное место для начала, но переход к полной модульной конструкции камеры потенциально может стать лучшей настройкой видеокамеры, превосходящей даже лучшие профессиональные камеры по универсальности и качеству изображения.Независимо от того, снимаете ли вы на пленку или на видео, все камеры нуждаются в поддержке. Поддержка качественной камеры часто недооценивается как проблема, которая вызывает беспокойство, но хорошая поддержка камеры может иметь большое значение для создания очень профессиональных снимков и облегчения рабочего процесса во время производства.

ПРИНЦИПЫ КАМЕР

Камера — это устройство для захвата изображения на желаемом носителе. В случае кинокамер захватывается серия отдельных изображений, которые затем быстро отображаются, чтобы создать иллюзию захвата движения.Но помимо этого, основные принципы работы всех камер одинаковы. Основные части: ОБЪЕКТИВ, ДИАФРАГМА, ЗАТВОР и СРЕДНИЙ, а иногда и ФИЛЬТРЫ.

ОБЪЕКТИВ собирает свет от выбранного изображения и фокусирует его на среде.

IRIS или диафрагма регулирует количество света, попадающего в среду. Это устройство также можно использовать для управления ГЛУБИНОЙ ПОЛЯ.

ЗАТВОР — это дверь или ворота, которые открываются, чтобы позволить выбранному свету достигать среды, и закрываются по истечении определенного пользователем времени.Затвор, как и диафрагма, также контролирует количество света, попадающего в среду, но не влияет на глубину резкости.

СРЕДА — это материал или устройство, через которое свет передается на записанное изображение. В пленочных камерах это ацетатная пленка со слоями желатина, пропитанными частицами галогенида серебра. В случае устройств захвата электронного изображения носитель представляет собой микросхему на основе кремния, обычно это устройство с зарядовой связью (CCD) или дополнительный металлооксидный полупроводник (CMOS).

ФИЛЬТРЫ

обычно размещаются перед линзой и используются для:
1.) управления количеством света
2.) контроля качества света
3.) создания специальных эффектов.
Фильтры, которые управляют количеством света, используются вместо затвора или диафрагмы, когда затвор может иметь фиксированную скорость, например, для кинокамеры, или когда диафрагма зафиксирована в положении для специально желаемой глубины резкости . Обычно для цветных сред эти фильтры являются фильтрами нейтральной плотности.Эти фильтры одинаково уменьшают количество всех цветов света.
Фильтры, которые контролируют качество света, могут быть цветными фильтрами для создания монохромной среды или, в случае черно-белой среды, цветные фильтры используются для затемнения определенных частей изображения. Например, красный фильтр используется для затемнения голубого неба на черно-белом фотоизображении, потому что красный фильтр уменьшает количество синего света, проходящего через линзу в среду, в результате чего меньше света от неба достигает среды.Фильтры
Special Effects используются по разным причинам, но ни одна из них не является фундаментальной для основных принципов работы камер, поэтому они выходят за рамки данной статьи.

КОНТРОЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ

Правильная выдержка — фундаментальный ключевой компонент хорошего кинематографа. Фактически, это один из трех основных элементов кинематографии: ЭКСПОЗИЦИЯ, КАДР и ФОКУС. Такие вещи, как глубина резкости, движущиеся снимки, композиция кадра, качество света и т. Д… все будут подкатегории трех указанных элементов.

В любом случае, неважно, снимаете ли вы фильм или видео, принципы управления экспозицией одинаковы. Все камеры, включая фотоаппараты, могут управлять экспозицией тремя способами:
1.) выдержка
2.) ирисовая диафрагма (диафрагма)
3.) фильтры (фильтры нейтральной плотности (ND))

Диафрагма — это механический элемент внутри объектива камеры. Это своего рода отверстие, которое открывается и закрывается, позволяя большему или меньшему количеству света проходить через линзу на пленку или ПЗС-кристалл.Однако есть и другой эффект открытия или закрытия диафрагмы. Этот эффект — изменение глубины резкости. Глубина резкости (DoF) означает, насколько глубока область приемлемого фокуса перед камерой. Открытие диафрагмы приводит к большему количеству света, проходящему через линзу, а также к более узкой глубине резкости. Закрытие диафрагмы вниз предотвращает прохождение такого большого количества света через объектив, но также приводит к более широкой глубине резкости.

При съемке на улице в очень яркий день диафрагма может быть закрыта для достижения правильной экспозиции, но это также приводит к тому, что почти все, что видит камера, оказывается в фокусе, потому что глубина резкости очень большая.Даже если оператор камеры поворачивает кольцо фокусировки вперед и назад на объективе, все остается в фокусе, все просто не будет действительно размытым, если диафрагма закрыта очень далеко.

При съемке в темном помещении диафрагма может быть открыта, чтобы пропускать больше света через объектив для достижения правильной экспозиции, но это приведет к очень малой глубине резкости. В зависимости от объектива или коэффициента увеличения глубина резкости может составлять всего несколько дюймов. В этом случае, если объект очень сильно перемещается, он будет в фокусе и не в фокусе, а также будет двигаться в глубине резкости и из него.

Поскольку существуют другие способы управления экспозицией, диафрагма может лучше всего подходить для управления глубиной резкости, а не для управления экспозицией. DoF следует использовать как стилистический инструмент, а не как побочный эффект попытки получить правильную экспозицию. Часто неглубокая глубина резкости используется для «вырезания» объекта из его фона или для изменения точки объекта с заданным кадром, как при съемке с реечной фокусировкой. Иногда требуется широкая глубина резкости, чтобы включить несколько объектов или создать установочный снимок, который показывает объекты и их окружение в фокусе.Тем не менее, DoF решено использовать последовательность и намерения, которые требуют тщательного рассмотрения.

Как пленочные, так и видеокамеры могут иметь управление затвором. Увеличение выдержки позволяет меньшему количеству света попадать на пленку камеры или ПЗС-матрицу, а уменьшение выдержки позволяет большему количеству света попадать на среду камеры. Увеличение или уменьшение выдержки камеры может быть способом управления экспозицией.

Однако немногие кинокамеры на самом деле имеют управление выдержкой, потому что медленная выдержка почти всегда предпочтительнее более короткой выдержки почти для всей обычной кинематографии.Исключение составляют высокоскоростная кинематография для снимков со спецэффектами, кинематография спортивного анализа или другие виды научного анализа. Типичные выдержки для кинематографии — от 1/48 секунды до 1/60 секунды. Более короткие выдержки приводят к «стробированию» движущихся объектов в кадре или к стробированию всего кадра во время панорамирования или наклона, особенно во время высокоскоростного панорамирования или наклона. Этот стробирующий эффект является результатом отсутствия размытия, улавливаемого камерой. Если затвор открывается и закрывается быстро, он дает четкое чистое изображение с небольшим размытием или без него.Из-за частоты кадров кино, даже телевидения, некоторое размытие движущихся объектов необходимо для завершения иллюзии «движущихся» изображений. Иногда некоторые кинематографисты выбирают стробирующий эффект из соображений стиля, но он используется как тревожный эффект, потому что на большом экране стробирующее изображение может очень раздражать широкую аудиторию.

Поскольку выдержка должна быть зафиксирована на уровне 1/48 секунды для правильного изображения движения, для нормальной съемки изменение выдержки для управления экспозицией нецелесообразно.

Фильтры нейтральной плотности не оказывают никакого иного воздействия на изображение, кроме уменьшения количества света, проходящего через объектив камеры. Фильтры ND — это, по сути, солнцезащитные очки для вашей камеры. Термин «нейтральная плотность» относится к фильтру, который не влияет на цвет проходящего через него света. То есть фильтр нейтральной плотности фильтрует все цвета света одинаково. Добавление фильтров нейтральной плотности перед объективом камеры приводит к уменьшению проходящего через него света. через объектив камеры, что приводит к более темной экспозиции.Если желателен снимок на улице в ясный день, и также по стилистическим причинам решено, что объект должен быть отделен от очень «загруженного» фона, затем широко раскрыть диафрагму, чтобы создать узкую глубину резкости, и добавление фильтров нейтральной плотности для достижения правильной экспозиции — лучший способ.

ДРУГИЕ СООБРАЖЕНИЯ:

Другой способ управления экспозицией — просто увеличить или уменьшить яркость освещения на съемочной площадке. Для этого часто используются диммеры на освещении, которые позволяют очень легко добиться правильной экспозиции без использования нейтральных фильтров.Однако затемнение кварца, вольфрама или любой другой лампы накаливания приведет к легкому переходу цвета к красному. Если настройки диммера меняются между снимками, обязательно повторно установите баланс белого. Кроме того, свет на разных диммерах с разными настройками приведет к разному цвету света. Это тонкий эффект, но он может быть заметным и испортить «идеальный» снимок. Диммеры вообще нельзя использовать для цветных пленок, потому что нет практического способа балансировки белого для отдельных снимков.

Поляризационные фильтры предназначены для управления нежелательными отражениями, но если пара поляризационных фильтров используется в тандеме, они могут стать отличным способом управления экспозицией.Но подробности об этом эффекте — совсем другой пост.

Скорость и усиление пленки: каждый из них выполняет ту же функцию, что и другие, но светочувствительность пленки указывает на чувствительность к свету, которую имеет данный материал пленки, а усиление указывает, насколько чувствительна к свету ПЗС-матрица. (ну не совсем, ПЗС настолько чувствительна, насколько она есть, но коэффициент усиления фактически усиливает сигнал, поступающий от ПЗС, так что это похоже на чувствительность чипа). изображение с более низкой светосилой.Точно так же увеличение усиления видеокамеры приведет к более зернистому и контрастному изображению. Переход на пленку с разными скоростями или изменение усиления камеры могут быть способами управления экспозицией, но, как и при использовании этих функций, следует тщательно учитывать согласованность и намерение глубины резкости.

ГЛУБИНА ПОЛЯ

В фильмах часто используется очень узкая глубина резкости, чтобы вырезать объект на заднем плане.Узкое поле фокусировки будет иметь четкую фокусировку на объекте, в то время как все перед и за полем фокусировки будет очень размытым. Этот метод привлекает внимание зрителя к объекту и создает эффектный «взгляд». Это сильно отличается от того, как работает большинство потребительских видеокамер, которые предназначены для обеспечения большой глубины резкости в большинстве ситуаций съемки. Это упрощает фокусировку объекта, но также фокусирует большую часть фона и приводит к получению загруженного изображения.

Глубина резкости определяется в основном тремя факторами:
1.) угол обзора объектива (также известный как) увеличение объектива
2.) фокусное расстояние
3.) размер диафрагмы

СОЗДАНИЕ УЗКОЙ ГЛУБИНЫ ПОЛЯ
Относительно узкий угол обзора объектива или объектив с большим увеличением, часто известный как телеобъектив, уменьшает глубину резкости. Относительно близкое фокусное расстояние уменьшает глубину резкости. Установка большой диафрагмы уменьшает глубину резкости.

СОЗДАНИЕ ШИРОКОЙ ГЛУБИНЫ ПОЛЯ
Относительно широкоугольный объектив увеличивает глубину резкости.Относительно большие фокусные расстояния увеличивают глубину резкости. Установка очень узкой диафрагмы увеличит глубину резкости и отвлечет внимание зрителя от объекта.

Итак, для очень узкой глубины резкости используйте объектив с большим увеличением, поднесите объект как можно ближе к объективу, насколько он будет фокусироваться, и откройте диафрагму на столько, насколько это возможно. Для широкой глубины резкости сделайте обратное в каждой из этих точек.

ВЫБОР ФОКУСА
Возможность выбора определенных объектов в фокусе, в то время как другие не в фокусе, дает фотографу возможность направить внимание зрителей.Но не все камеры имеют возможность в высокой степени контролировать глубину резкости. Рассмотрим диаграмму ниже:

Чем больше формат, тем больше возможностей для высокоселективной фокусировки на большем расстоянии от камеры.

Студенты изучают принципы фотографии с помощью камеры-обскуры — Новости — Carleton College

Даже недосыпающие студенты, которые ходили на занятия в Карлтон-колледж в течение последних нескольких недель, должны были заметить странный объект на лужайке возле обсерватории Гудселла и Болиу-холла, колледжа художественное строительство.При ближайшем рассмотрении можно было бы обнаружить черный как смоль деревянный ящик на колесах с дверью с одной стороны — и слабые голоса студентов внутри. Более шести футов в высоту, трех футов в ширину и глубину, он не похож на фотоаппарат, но, несомненно, самый большой фотоаппарат-обскура Карлтона.

Студенты, сгрудившиеся внутри камеры-обскуры (латинское слово «темная комната»), на популярном уроке истории фотографии преподавателя истории искусств Бэрда Джармана пытались экспонировать свои фотографии карандашами до того, как солнце скрылось за облаком.Джарман использовал камеру как центральный элемент того, что он называет гуманитарной лабораторией, в которой студенты встречаются вне уроков, чтобы научиться основным законам оптики и принципам фотографии без использования современного фотооборудования. Студенты тщательно рисуют на бумаге изображения зданий и пейзажей кампуса, имитируя то, что современная светочувствительная пленка делает автоматически. Таким образом, лаборатория возвращает студентов к самым ранним дням фотографии, когда камеры были наиболее примитивными.

Камера-обскура является предшественницей современных фотоаппаратов. Его конструкция знакома, но несколько удивительна в действии: в затемненной коробке прорезано небольшое отверстие, через которое свет проникает и достигает белой бумаги на противоположной стене коробки. Затем падающий свет фокусируется линзами, чтобы сформировать перевернутые изображения внешних объектов, которые можно проследить на бумаге. Тот же самый эффект возникает на высокотехнологичном миниатюрном уровне каждый раз, когда снимок делается нецифровой камерой.Камера-обскура работает точно так же, как и другие камеры, но дает понять, что скрыто за ручными «камерами» в современных камерах.

Джарман создал небольшую камеру-обскуру для использования в классе в прошлом году, но решил, что камера гораздо большего размера будет идеальной для интерактивного обучения. Он и Джош Уолкотт, ученик Карлтонского класса 2002 года и один из прошлогодних стажеров художественного факультета, летом обсуждали различные дизайны. Незадолго до начала занятий в сентябре Уолкотт, Джарман и Розали Миддлман, старшие художники студии, заинтересованные в экспериментах с техниками фотографии, построили и раскрасили портативную складную камеру.Мидлман, которая будет использовать камеру-обскуру в сочетании с камерами-обскурами, сделанными из банок с краской, в рамках своего последнего проекта для взрослых, заинтригована примитивной обстановкой, в которой камера фиксирует изображения. «Мне нравится находиться внутри камеры, чтобы манипулировать изображениями», — сказала она. «Мне нравится таинственность, непредсказуемость».

Если любопытные студенты или посредник не выкатят его наружу для использования, камера-обскура останется в вестибюле Зала Болиу до конца осеннего семестра.Любой, у кого есть объектив и немного любопытства, может зайти внутрь и вблизи узнать, что происходит каждый раз, когда делается снимок.

Камера-обскура

— принцип, конструкция, использование и часто задаваемые вопросы

Что такое камера-обскура?

Камера-обскура — это простейшая камера без объектива, но с маленькой апертурой, светонепроницаемая коробка с крошечным отверстием с одной стороны. Свет от объекта проходит через апертуру и проецирует перевернутое изображение на противоположной стороне коробки, известное как эффект камеры-обскуры.

Арабский ученый Ибн аль-Хайтам был первым человеком, который показал, как мы видим, для чего он изобрел камеру-обскура, предшественницу камеры-обскуры. Он продемонстрировал, как свет может проецировать изображение на плоскую поверхность.

Первая фотография была сделана камерой-обскурой шотландским ученым сэром Дэвидом Брюстером в 1850 году.

[Изображение будет скоро загружено]

На приведенном выше изображении показано четкое изображение камеры-обскуры.

Материалы для камеры-обскуры

Материалы, необходимые для изготовления камеры-обскуры, включают:

1. Алюминиевая фольга

2. Лента

3. Булавка или скрепка

4. Два куска белого картона

   Принцип камеры-обскуры

   Камера-обскура, также известная как камера-обскура (что на латыни означает темная комната), работает по одному принципу, описанному ниже:

   • Изображение, сформированное камерой, показывает прямолинейное распространение света, которое означает, что камеры-обскуры полагаются на тот факт, что свет распространяется по прямой линии.

   • Когда мы открываем ставни или окно, свет загорается, образуя изображение на фотобумаге или пленке, размещенной на задней стороне камеры.

   Как сделать камеру-обскуру?

   [Изображение будет загружено в ближайшее время]

   Создание камеры-обскуры включает этапы, описанные ниже:

   • Вырежьте квадратное отверстие

   • Вырежьте отверстие квадратной формы в центре одного куска белого картона.

   • Лента поверх отверстия

   • Отрежьте квадратную алюминиевую фольгу и прикрепите ее к отверстию картона.

   • Выкопайте отверстие в фольге

   • С помощью канцелярской скрепки или булавки проделайте отверстие в алюминиевой фольге.

   • Теперь давайте поэкспериментируем с нашей работой:

   • Поместите второй кусок картона на землю и удерживайте его с алюминиевой фольгой над ним (фольгой вверх).

   • Встаньте так, чтобы солнце было позади вас, и просмотрите проецируемое изображение на карточке ниже.

   • Чем дальше вы держите камеру, тем больше будет проецируемое изображение.

   • Чтобы сделать вашу проекцию более очерченной, попробуйте поместить нижнюю часть картона в темное место, а другую часть держать на солнце. Для исследования своего творчества вы можете попробовать проделать несколько отверстий в фольге, придавая им четкие формы. , узоры и другие конструкции. Каждая дыра, которую вы создаете, превратится в свою собственную проекцию затмения с различными эффектами.

   Модель камеры-обскуры

   [Изображение будет скоро загружено]

   1. Модель камеры-обскуры — это простая модель камеры, используемая в компьютерном зрении.Название происходит от концепции камеры-обскуры.

   2. Он содержит закрытую коробку, в которой мы делаем крошечное отверстие с помощью булавки или скрепки, через которое свет проникает и попадает на светочувствительную поверхность внутри коробки и отражает ее.

   3. Он устанавливает математическую связь между координатами точки в трехмерном пространстве и их проекцией на плоскость изображения идеальной камеры-обскуры.

   4. Здесь мы рассматриваем диафрагму камеры как точку, и никакие линзы не используются для фокусировки света, поскольку световые лучи, исходящие от объекта, сходятся, чтобы пропустить их через это маленькое отверстие камеры.

   Изображение, сформированное камерой-обскурой

   Из приведенной выше конструкции давайте обсудим характеристики изображения, сформированного камерой-обскурой:

   1. Размер изображения, сформированного камерой-обскурой, меньше размера объект и выглядит перевернутым как по вертикальной, так и по горизонтальной оси по сравнению с реальным объектом.

   2. Сформированное изображение является реальным, потому что оно видно на экране.

   3. Лучи, исходящие от объекта, сходятся, чтобы пройти через отверстие камеры-обскуры.

   4. Размер отверстия определяет резкость изображения, что означает, что чем меньше размер отверстия, тем резче будет изображение, и наоборот.

   Использование камеры-обскуры

   1. Мы можем проецировать изображение, сформированное камерой-обскурой, на полупрозрачную поверхность для безопасного наблюдения солнечного затмения в реальном времени.

   2. Мы можем использовать эти камеры для наблюдения, так как их трудно обнаружить.

   3. Полезное устройство для наблюдения за отраженным изображением ослепляющего объекта, такого как Солнце.

   4. Большинство приложений используют модели камеры-обскуры для изучения движения Солнца в течение длительного периода (процесс, известный как соляграфия).

   5. Устройство помогает художнику увидеть сцену в уникальном ракурсе.

   Знаете ли вы?

   Работа камеры-обскуры аналогична работе человеческого глаза, потому что в камере-обскуре свет проходит через отверстие камеры, проецируя перевернутое изображение на заднюю часть коробки, в то время как в человеческом глазу, свет проходит через линзу, создавая перевернутое изображение на задней части сетчатки.Затем мозг переворачивает это изображение, чтобы мы воспринимали его правой стороной вверх.

   Что такое цифровая камера, принцип работы, конструкция, применение

   Принцип работы цифровой камеры

   Камера — это устройство, которое используется для записи изображений или видео. Современные цифровые фотоаппараты не используют пленку для записи изображений. В этой статье мы собираемся изучить «Принцип работы цифровой камеры».

   Также в наши дни цифровая камера используется в качестве устройства для видеонаблюдения в режиме реального времени Modesto, чтобы снизить уровень преступности, или вы можете посетить охрану преступности.com.

   Цифровая камера

   представляет собой комбинацию матрицы фотоэлектрических датчиков и той же записи поступающего света. Каждый датчик возвращает электрический ток, когда на него попадает падающий свет.

   Поскольку количество возвращаемого тока зависит от количества света, электронные внутренности вашей цифровой камеры могут комбинировать различные уровни тока в составной образец данных, который представляет входящий свет — другими словами, изображение в форме двоичного файл.

   Схема системы Digital Камера

   Он разделен на компоненты и подсистемы, как и расположенные в них на схеме системы. Нам нужен ввод, чтобы смартфон разрешил приложению камеры сделать снимок. Этот вход представляет собой красный экран UR, который измеряет изменения емкости в координатах X и Y выхода или более касаний. Этот ввод поступает в ЦП и ОЗУ.

   ЦП действует как мозг и мыслительная сила смартфона.Оперативная память — это рабочая память, как если бы мы думали о себе как о себе в любой момент. Программное обеспечение и программа любого приложения камеры движения перемещены из места хранения смартфона, в данном случае твердотельный накопитель, в оперативную память.

   Было бы расточительно, если бы на смартфоне всегда загружалось приложение камеры в оперативную оперативную память. После загрузки программного обеспечения камеры активируется датчик освещенности, который измеряет яркость окружающей среды, а лазерный дальномер измеряет расстояние до объектов перед камерой.

   На основе этих показаний ЦП и программное обеспечение настраивают заслонку электроники для ограничения количества падающего света. Миниатюрный мотор перемещает объектив камеры вперед и назад, чтобы сфокусировать объект. Активное изображение, отправленное обратно на дисплей, в зависимости от окружающей среды в светодиоде используется для устранения видимого.

   Наконец, снимок срабатывания камеры делается и отправляется на дисплей для просмотра и на твердотельный накопитель для хранения.

   Это много довольно сложных компонентов и еще две критических загадки — это блок питания и провода.Все компоненты нуждаются в электричестве, а также от аккумуляторной батареи и регулятора мощности. Провода несут эти компоненты, а отдельные провода передают электрические сигналы, позволяющие обмениваться данными друг с другом.
   Печатная плата содержит множество компонентов, имеющих центральный процессор, оперативную память, твердотельный накопитель.

   Аналогия между смартфоном и человеком

   Имеется системная схема смартфона и человеческого тела.

   Человеческое тело может иметь функции, аналогичные описанным нами подсистеме смартфона.

   Например, ЦП — это мозг области решения проблем, а ОЗУ — это краткосрочная память. Это сравнение, которое мы можем использовать.

   Интересно найти так много общего между этими двумя проводами: разные нервные и сигнальные провода — оба являются высокоскоростным сигналом к ​​разным участкам тела. В тех случаях, когда от смартфона возникают электрические импульсы, один сделан из меди, а другой — из ячеек. Кроме того, человеческий разум имеет такой же уровень памяти, что и ЦП, оперативная память и твердотельный накопитель.

   Человеческий глаз роговица — это внешняя линза, воспринимающая более широкий угол света и фокусирующуюся.Количество света, попадающего в глаз, ограничено радужной оболочкой. Форма второй линзы может быть изменена окружающими ее мышцами, а затем светом для фокусировки изображения.

   Это сфокусированное изображение попадает в глаз и попадает на сетчатку. Здесь массивные клетки ROD и основные клетки поглощают фотоны света, а выходные электрические сигналы, поступающие в нервное волокно, поступают в мозг для обработки.

   Стержни

   могут наблюдать все типы цветов в видимом свете и выводить черно-белое изображение. Три типа колбочек наблюдают: красный, зеленый и синий, а синий — цветное повреждение.

   Теперь возникает вопрос, есть ли в глазу три разных типа колбочек, каждая из которых поглощает только красный, зеленый и синий. Как мы видим весь этот спектр цветов?

   Красный, зеленый и синий конус поглощают целый ряд света, а не только один цвет. Это означает, что синий конус набирает небольшую скорость в диапазоне фиолетового, а также в неудобном диапазоне.

   Глаза не обнаруживают единственную длину волны света за раз, а смешанные длины волн, это смешанное показывает уникальный цвет

   Рабочий объектив цифрового фотоаппарата:

   Камера смартфона оснащена набором линз с мотором для изменения фокуса.

   Эти линзы обеспечивают широкий угол обзора и фокусировку для создания четкого изображения. Электрический затвор регулирует количество света, попадающего на датчик. После задней камеры создается массивный микроскопический светильник Sensitive Square. Они создают схему, называемую датчиком изображения, каждый отдельный светочувствительный квадрат называется пикселем.

   16-мегапиксельная камера имеет около 16 миллионов крошечных светочувствительных квадратов или пикселей в прямоугольнике в прямоугольной сетке.Если бы мы увеличили масштаб реального сенсора, а также увеличили поперечное сечение пикселя. Микрообъектив и цветной фильтр фиксируют верхнюю часть каждого отдельного пикселя для свежей фокусировки света. Затем у каждого из них есть красный, зеленый и синий, позволяя только этому определенному диапазону света проходить и запускать пиксель.

   Освещенная зона — это светочувствительная область, называемая фотодиодом.

   Фотодиод наблюдает за фотонами и преобразует энергию в электричество.Когда фотон попадает на соединение материалов в фотодиоде, называемое атомами PN перехода, они поглощают энергию фотонов, перескакивают в более высокое энергетическое состояние и покидают атом.

   Обычно электроны рекомбинируют с атомом, дополнительная энергия превращается обратно в слой. Отвергнутый электрон отталкивается, и он не может рекомбинировать с атомом. Когда много фотонов отклоняют электроны, и ток электронов нарастает, и ток может быть измерен.

   В датчике есть много дополнительных схем помимо фотодиодов, которые необходимы для считывания и требуются каждое значение для всех 16 миллионов светочувствительных квадратов.Самый распространенный метод считывания электрического тока — это строка за строкой, особенно по одной строке, разложенной по АЦП за раз. Подвижный электронный затвор синхронизируется со считыванием значения строки, чтобы выключить свет, чувствительный к датчику.

   Сборка АЦП электронов, преобразуемых в цифровое значение от 0 до 4095, сохраняется в 12-битной ячейке памяти.

   Изображение / контент Кредит:

   РЕШЕНИЕ: Принцип работы видеокамеры

   Хотя по определению видеокамеры ENG (Electronic News Gathering) изначально были предназначены для использования

   операторами новостных камер, они стали доминирующим стилем профессиональных видеокамер для

   большинства видеопродукций, от драматических до документальных, от музыкальных клипов до корпоративных видео-тренингов.

   Хотя они имеют некоторое сходство с меньшей потребительской видеокамерой, они отличаются в нескольких отношениях: *

   Камеры

   ENG больше и тяжелее (помогают смягчить небольшие движения) и обычно поддерживаются камерой

   плечевой упор для камеры или плечевой упор на плече оператора, снимающий вес с

   , которая свободна для управления зум-объективом. * Камера устанавливается на штативы с жидкостными головками

   и другие опоры с быстросъемной пластиной.* Используются 3 датчика CCD или CMOS с активными пикселями, один для

   каждого из основных цветов * Имеют сменные линзы.

   * Объектив фокусируется вручную и напрямую, без промежуточных сервоуправлений. Однако объектив с зумом

   и фокусировкой можно управлять с помощью пульта дистанционного управления с конфигурацией телестудии, управляемой

   блок управления камерой (CCU). * Вращающееся колесо фильтра за объективом, для выбора 85A и нейтрали

   плотностных фильтров.* Элементы управления, к которым требуется быстрый доступ, находятся на жестких физических переключателях, все в одном общем

   место на камере, независимо от производителя камеры, например Gain Select, White / Black

   Баланс

   , выбор цветовой полосы и элементы управления началом записи, а не в меню. * Все настройки, белый

   баланс, фокус и диафрагму можно отрегулировать вручную, а автоматику можно полностью отключить. *

   Профессиональные разъемы BNC для видеовыхода и синхронизации. * Может работать с электронным видоискателем (EVF)

   или внешний видоискатель на ЭЛТ.* Включены как минимум два входных разъема XLR для аудио. * Прямой слот для

   переносных беспроводных микрофонов.

   * Аудио настраивается вручную с помощью простых физических регуляторов. * Полный временной код —

   .

   доступно, позволяя предустановки времени; настройки нескольких камер могут быть синхронизированы по временному коду или по помехам

   на главные часы. * «Полосы и тон» доступны в камере (цветные полосы SMPTE (Society of Motion

   Picture and Television Engineers) Bars, эталонный сигнал, упрощающий калибровку мониторов и

   уровней настройки при копировании и передаче картинки.) * Запись ведется на профессиональный носитель

   , как некоторые варианты Betacam или DVCPRO, или прямая запись на диск или во флэш-память. Если как в последнем

   два, это запись данных, используются гораздо более высокие скорости передачи данных (или меньшее сжатие видео), чем в потребительском

   устройства. Камеры EFP

   Электронные камеры

   для полевого производства похожи на студийные в том, что они используются в основном в

   конфигурации с переключением нескольких камер, но вне студии, для концертов, спортивных состязаний и живых выступлений

   новостей, освещающих специальные события.Эти универсальные камеры можно носить на плече или устанавливать

   на подставках для фотоаппаратов и кранах, с большими зум-объективами с очень длинным фокусным расстоянием, созданными для студии

   крепление камеры. Эти камеры не имеют возможности записи сами по себе и передают свои сигналы обратно

   к тележке вещания через триаксиальный, оптоволоконный или практически устаревший многожильный кабель. Док камеры

   Некоторые производители выпускают головки для камер, которые содержат только оптический блок, датчики CCD и камеру

   .

   видеокодер и может использоваться со студийным адаптером для подключения к CCU в режиме EFP или различных

   Док-рекордеры

   для прямой записи в предпочтительном формате, что делает их очень универсальными.Однако этот

   универсальность приводит к большему размеру и весу. Они подходят для EFP и малобюджетного студийного использования,

   , потому что они, как правило, меньше, легче и дешевле, чем большинство студийных камер.

   Выносные камеры

   Дистанционные камеры обычно представляют собой очень маленькие камеры, предназначенные для дистанционного управления.

   Несмотря на свой небольшой размер, они часто имеют производительность, близкую к производительности более крупных ENG и EFP

   .

   вида.«Камеры с помадой» называются так потому, что объектива и сенсорный блок в совокупности имеют одинаковый размер

   .

   и внешний вид к контейнеру для помады. Они либо жестко установлены в небольшом месте, например, на гонке

   .

   , или на конце опоры стрелы. Блок сенсоров и объектив отделены от остальной части камеры

   3: Принцип камеры Комптона

   Контекст 1

   … фильтр, формирователь и линейный драйвер используются для адаптации и передачи импульса в систему сбора данных, где две координаты позиции взаимодействия извлекаются из распределение амплитуды (т.е. центр тяжести) сигналов ФЭУ, а полная энергия получается из их суммы. Общая сумма позволяет различать разные изотопы (при одновременном использовании нескольких изотопов) или рассеянные и прямые фотоны. Затем данные отправляются в компьютер для обработки в читаемое изображение, показывающее пространственное распределение поглощения в органе. Компьютерная томография (КТ) — это метод медицинской визуализации, в котором цифровая обработка используется для создания трехмерного объема изображения из набора двухмерных проекций, равномерно снятых вокруг одной оси вращения.Принципы томографической реконструкции были известны математикам с начала 1900 года (Радон), но были заново открыты физиками в 50-х годах. Цифровая революция принесла большую пользу технологиям точной томографической визуализации из-за необходимой вычислительной мощности. Первое практическое применение было сделано в 1960-х годах. Затем, в 1970-х годах, произошел всплеск активности, когда одновременно разрабатывались несколько методов, в первую очередь рентгеновская компьютерная томография (КТ) [7] и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ).Компьютерная томография была изобретена в 1972 году Годфри Хаунсфилдом, который позже вместе с Алланом Кормаком был удостоен Нобелевской премии (1979) за разработку томографии в медицине и науке. Техника компьютерной томографии также находит применение в немедицинских областях [8], например, в астрономии, где изображения, полученные в разное время под разными углами, объединяются для формирования более точного составного изображения. Алгоритм простой обратной проекции был первым алгоритмом, использованным (в 40-х годах) для реконструкции изображений, где он был выполнен с использованием аналоговых методов.В простейшей форме обратной проекции каждое проективное изображение размазывается по направлению проекции [9]. Поскольку вы не знаете, где в этом направлении расположен объект, видимый в проекции, вы позволяете ему вносить вклад во все возможные точки. Комбинируя несколько обратных проекций, вы получаете трехмерное представление объекта. Простая обратная проекция дает размытые изображения. Однако размытие можно устранить, применив алгоритмы цифровой обработки (фильтрации). В зависимости от приложения могут применяться разные фильтры [9].Наиболее часто используемые методы реконструкции — это алгоритмы максимизации ожидания максимального правдоподобия (ML-EM) и фильтрованной обратной проекции (FBP) [10]. ОФЭКТ-визуализация выполняется путем вращения гамма-камеры вокруг объекта (или пациента) и получения проекций под разными углами (рис. 1.2). Затем ко всему набору 2D-проекций применяется алгоритм томографической реконструкции, чтобы восстановить 3D-изображение [11] ,. Этот объем изображения можно разрезать в любом направлении, чтобы определить положение и концентрацию распределения радионуклидов.Однако использование коллиматора приводит к низкой чувствительности, особенно если требуется высокое разрешение. Чтобы увеличить чувствительность и, следовательно, время сканирования, многие системы SPECT оснащены несколькими детекторными головками. Наиболее распространены системы с двумя или тремя гамма-камерами типа Anger, разнесенными на 180 °, 120 ° или 90 ° с малым или большим полем обзора. Эти системы улучшили чувствительность, разрешение и значительно сократили время сканирования по сравнению с системами с одной камерой. Параллельный коллиматор можно заменить коллиматором с расходящимися отверстиями или коллиматором с точечным отверстием, который позволяет геометрические увеличения и может получить высокое разрешение.Это полезно при визуализации небольших объектов. Переменная величина ослабления, испытываемая фотонами, испускаемыми из интересующего органа, когда они проходят через тело, а также рассеяние фотонов в кристалле детектора может привести к значительному занижению активности внутри тела. Эта проблема может быть решена путем включения карты коэффициентов затухания из сканирования пропускания с помощью рентгеновской компьютерной томографии в алгоритм восстановления. Алгоритмы итерационных реконструкций [12], которые используются для уменьшения деградации изображения, приобретают все большее значение.ОФЭКТ, основанная на обычных гамма-камерах, страдает такими ограничениями, как неравномерность изображения, искажение изображения и ухудшение разрешения положения по направлению к краю камеры. В ОФЭКТ пытаются избежать комптоновского рассеяния, поскольку он отрицательно сказывается на разрешающей способности положения. Однако в камере Комптона именно кинематика комптоновского рассеяния используется в качестве электронного коллиматора для восстановления распределения радиоизотопов. В самом простом виде камера Комптона состоит из двух детекторов рассеяния и поглотителя, разделенных известным расстоянием, первый из которых имеет очень хорошее энергетическое и пространственное разрешение.

   No related posts.