Kameraning qurilmasi va ishlash printsipi

2024 Muallif: Sierra Becker | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-02-26 07:09

Fotografiya tarixdagi eng muhim ixtirolardan biri - bu odamlarning dunyo haqidagi fikrlash tarzini haqiqatda oʻzgartirdi. Endi har bir inson haqiqatda uzoq masofada joylashgan yoki uzoq vaqt davomida mavjud bo'lmagan narsalarning tasvirlarini ko'rishi mumkin. Har kuni milliardlab fotosuratlar internetga joylashtirilib, hayotni raqamli axborot piksellariga aylantiradi.

Kamera tuzilishi

Fotografiya hayotning muhim lahzalarini suratga olish va ularni kelgusi yillar davomida saqlash imkonini beradi. Tasvirlarni yaratish uchun qurilmalar uzoq vaqtdan beri telefonlar va boshqa gadjetlarga o'rnatilgan, ammo kameraning ishlash printsipi ko'pchilik uchun sir bo'lib qolmoqda. Fotografiya san'at bo'lgani kabi fan hamdir, lekin ko'pchilik kamera tugmasini bosganda yoki smartfon kamerasi ilovasini ochganda nima sodir bo'lishini bilmaydi. Tuzilishi va printsipi keyinroq muhokama qilinadigan birinchi kamerada tugmalar umuman bo'lmagan va umuman ilovaga o'xshamas edi. Ammo uning qurilmasi zamonaviy gadjetlarning markazida.

Masalan, plyonkali kamera uchta asosiy elementdan iborat: optik - linza, kimyoviy - plyonka va mexanik - kamera korpusi. Kameraning ishlash printsipini qisqacha ko'rib chiqamiz: plyonka o'ngdagi g' altakga yuklanadi va chap tomondagi boshqa g' altakga o'raladi, yo'l davomida linza oldidan o'tadi. Bu yorug'likka sezgir kumush birikmalari asosidagi maxsus kimyoviy moddalar bilan qoplangan egiluvchan plastmassadan yasalgan uzun chiziq.

Qora va oq plyonka bitta qatlamga ega, rangli plyonka esa uchta: yuqori qismi ko'k nurga sezgir, markaz yashil rangga sezgir va pastki qismi qizil rangga sezgir. Tasvir ularning har birining kimyoviy reaktsiyasi tufayli olingan. Yorug'lik plyonkani buzmasligi uchun u bardoshli, yorug'likka chidamli plastik tsilindrga o'ralgan bo'lib, u kamera ichiga joylashtirilgan. Lekin qanday qilib u barcha komponentlarni aniq, taniqli tasvirni yozib olish uchun birlashtiradi? Ushbu qismlarning ishlashini ta'minlashning ko'plab usullari mavjud, lekin avval siz kamera qanday ishlashining asosiy printsipini tushunishingiz kerak. Suratga olish elektr energiyasini talab qilmagani uchun an'anaviy bitta linzali oynasiz kamera fotografiyaning asosiy jarayonlarining ajoyib tasviridir.

Nima uchun sizga linza kerak

Kamera nazariya bilan qanday ishlashini qisqacha tushuntirishni boshlagan ma'qul. Tasavvur qiling, siz deraza, eshik va chiroqsiz xonaning o'rtasida turibsiz. Bunday joyda hech narsa ko'rinmaydi, chunki yorug'lik manbai yo'q. Chiroqni olib, uni yoqsangiz, vaundan nur to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanadi. Bu yorug‘lik biror narsaga tegsa, u undan sakraydi va ko‘zlaringizga tegib, xona ichida nima borligini ko‘rish imkonini beradi.

Raqamli kameraning ishlash printsipi yorug'lik nuri bilan qorong'i xonadan narsalarni tortib olish jarayoniga o'xshaydi. Kameraning optik komponenti ob'ektivdir. Uning vazifasi ob'ektdan qaytib kelayotgan yorug'lik nurlarini irg'itish va ularni qayta yo'n altirishdir, shunda ular birlashadi va linza oldidagi sahnaga o'xshash tasvirni hosil qiladi. Bu jarayon qanday sodir bo'lishi va oddiy shisha nima uchun yorug'likni qayta yo'n altirishga qodirligi to'liq aniq bo'lmasligi mumkin. Javob juda oddiy: yorug'lik bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda tezlikni o'zgartiradi.

Linza qanday ishlaydi

Yorug'lik shishadan ko'ra havoda tezroq tarqaladi, shuning uchun ob'ektiv uni sekinlashtiradi. Nurlar unga burchak ostida urilganda, to'lqinning bir qismi ikkinchisidan oldin yuzaga chiqadi va shu bilan birinchi navbatda sekinlashadi. Yorug'lik oynaga burchak ostida kirsa, u bir yo'nalishda egilib, keyin yana oynadan chiqqanda yorug'lik to'lqinining qismlari havoga tegib, boshqalardan oldin tezlashadi.

Standart qavariq linzalarda oynaning bir yoki ikkala tomoni qiyshiq. Bu shuni anglatadiki, o'tayotgan yorug'lik nurlari kirganda linzaning markaziga buriladi. Ikki qavatli qavariq linzalarda, masalan, kattalashtiruvchi oynada yorug'lik chiqish paytida kirganda egilib qoladi. Bu asosiy bilan bog'liq bo'lgan ob'ektdan yorug'lik yo'lini samarali ravishda o'zgartiradikameraning ishlash printsipi. Yorug'lik manbai barcha yo'nalishlarda yorug'lik chiqaradi. Barcha nurlar bir nuqtada boshlanadi va keyin doimo ajralib turadi. Konverging linzalari bu nurlarni oladi va ularning barchasi bir nuqtaga qaytib kelishi uchun ularni qayta yo'n altiradi. Bu yerda mavzu tasviri olinadi.

Birinchi kameraning ishlash printsipi

Birinchi hujayra bir yon devorida kichik teshikli xona edi. U orqali yorug'lik o'tib, to'g'ri chiziqlarda aks ettirilgan va tasvir qarama-qarshi devorga teskari proyeksiya qilingan. U kamera obscura deb nomlangan va rassomlar tomonidan badiiy rasmlarni bo'yash uchun ishlatilgan. Ixtiro Leonardo da Vinchiga tegishli. Garchi bunday qurilmalar birinchi haqiqiy fotosuratdan ancha oldin mavjud bo'lgan bo'lsa-da, kimdir bu xonaning orqa tomoniga yorug'likka sezgir materialni joylashtirishga qaror qilgandan keyingina tasvirni shu tarzda olish g'oyasi paydo bo'ldi. Birinchi kameraning ishlash printsipi quyidagicha edi: nur nurga sezgir materialga tushganda, kimyoviy moddalar reaksiyaga kirishib, tasvirni sirtga qo'yib yubordi. Ushbu kamera juda ko'p yorug'likni ushlamagani uchun bitta suratga olish uchun sakkiz soat kerak bo'ldi. Rasm ham ancha xira chiqdi.

SLR kameralar orasidagi farq

Mutaxassislar koʻpincha SLR kameralarni afzal koʻrishadi. Tasvirning sifati yaxshiroq, deb ishoniladi, chunki fotograf ob'ektning haqiqiy tasvirini vizörda emas, balki ko'radi.raqamlashtirish va filtrlar bilan buzilgan. Agar biz refleksli vizör bilan kameraning ishlash printsipini qisqacha tasvirlab beradigan bo'lsak, unda ma'no bunday kamerada fotografning haqiqiy tasvirni ko'rishiga to'g'ri keladi. Shuningdek, u tugmalarni burish va bosish orqali barcha tafsilotlarni sozlashi mumkin. Bu qo'sh oyna - pentaprizma bilan bog'liq. Ammo kamera dizaynida yana bitta - shaffof, matritsaning oldida joylashgan, uni sensor yoki sensor deb ham atashadi. Kamera qopqog'ining ishlash printsipi shundan iboratki, tugma bosilganda u oynani ko'taradi va uning moyillik burchagini o'zgartiradi. Ayni damda sensorga yorug‘lik oqimi tushadi, shundan so‘ng tasvir qayta ishlanadi va ekranda ko‘rsatiladi.

SLR kamerasining ishlash printsipi diafragma bilan bog'langan bo'lib, u nurlarni o'tkazish uchun asta-sekin ochiladi. U gulbarglardan iborat bo'lib, ularning holati markaziy doiraning diametrini va o'tkaziladigan yorug'lik miqdorini belgilaydi. Nur linzalarga, so'ngra oynaga, ekran va pentaprizmaga qaratiladi, bu erda tasvir aylantiriladi, so'ngra vizörga tushadi. Bu erda fotograf haqiqiy tasvirni ko'radi. Ko'zgusiz kameraning ishlash printsipi bunday vizörga ega emasligi bilan farq qiladi. Ko'pincha u ekran yoki elektron versiya bilan almashtiriladi. Fazali avtofokus faqat SLR kameralarda ham mavjud. Yana bir farq shundaki, siz deklanşör tugmasini bosganingizda, yorug'lik darhol kamera matritsasiga tushadi.

Obyektga e'tibor qarating

Tasvir sifati yorugʻlik qanday oʻtishiga qarab oʻzgaradikamera linzalari orqali. Bu yorug'lik nurining unga kirish burchagi va uning tuzilishi nima bilan bog'liq. Bu yo'l ikkita asosiy omilga bog'liq. Birinchisi, yorug'lik nurining linzaga kiradigan burchagi. Ikkinchisi - linzalarning tuzilishi. Ob'ekt unga yaqinroq yoki uzoqlashganda yorug'likning kirish burchagi o'zgaradi. O'tkirroq burchak ostida kiruvchi nurlar to'liqroq burchak ostida chiqadi va aksincha. Kamera linzalari barcha aks ettirilgan yorug'lik nurlarini ushlaydi va ularni bitta nuqtaga yo'n altirish uchun shishadan foydalanadi va aniq tasvirni yaratadi. Har qanday berilgan nuqtadagi umumiy "egilish burchagi" doimiy bo'lib qoladi.

Agar yorug'lik fokusdan tashqarida bo'lsa, tasvir loyqa yoki fokusdan tashqarida ko'rinadi. Asosan, linzalarni egish uning turli nuqtalari orasidagi masofani oshiradi. Yaqinroq nuqtadan keladigan nurlar linzalardan uzoqroqdan ko'ra uzoqroqda birlashadi. Ya'ni, yaqinroq ob'ektning haqiqiy tasviri uzoqroqdan ko'ra linzadan uzoqroqda hosil bo'ladi. Umumiy "kamon burchagi" linzalarning tuzilishi bilan belgilanadi. Kamera linzalari plyonka yoki sensor yuzasidan yaqinroq yoki uzoqroq harakat qilish orqali fokuslanish uchun aylanadi. Yana yumaloq shaklga ega bo'lgan linzalar egrilikning keskin burchagiga ega bo'ladi. Bu yorug'lik to'lqinining bir qismi boshqa qismiga qaraganda tezroq harakat qilish vaqtini oshiradi, shuning uchun yorug'lik keskinroq burilish qiladi. Natijada, ob'ektiv tekisroq yuzaga ega bo'lganda, fokusdagi haqiqiy tasvir ob'ektivdan uzoqroqda hosil bo'ladi.

Hajmiob'ektiv va rasm o'lchami

Linza va haqiqiy tasvir oʻrtasidagi masofa oshgani sayin yorugʻlik nurlari kengayib, kattaroq tasvir hosil qiladi. Yassi linza katta tasvirni aks ettiradi, lekin plyonka faqat tasvirning o'rtasida ochiladi. Asosan, linzalar ramkaning o'rtasida joylashgan bo'lib, tomoshabin oldidagi kichik maydonni kattalashtiradi. Shishaning old qismi kamera sensoridan uzoqlashgani sari ob'ektlar yaqinlashadi. Fokus uzunligi - yorug'lik nurlarining birinchi marta linzaga tushishi va kamera sensorigacha bo'lgan masofani o'lchash. Professional kameralar turli xil kattalashtirishga ega bo'lgan turli xil linzalarni o'rnatishga imkon beradi. Kattalashtirish darajasi fokus uzunligi bilan tavsiflanadi. Kameralarda bu ob'ektiv va uzoq masofadagi ob'ektning haqiqiy tasviri orasidagi masofa sifatida belgilanadi.

Linzalar orasidagi farqlar

Fokal uzunliklarining kattaroq soni tasvirni kattalashtirishni bildiradi. Turli xil holatlar uchun turli xil linzalar mos keladi. Agar siz tog 'tizmasini o'qqa tutsangiz, ayniqsa katta fokus uzunligi bo'lgan linzalardan foydalanishingiz mumkin. Ular masofadagi muayyan elementlarga e'tibor qaratish imkonini beradi. Agar siz yaqinroq portretni olishingiz kerak bo'lsa, unda keng burchakli ob'ektiv yordam beradi. Uning fokus masofasi ancha qisqaroq, shuning uchun u suratkash oldidagi sahnani siqib chiqaradi.

Xromatik aberatsiya

Kamera linzalari aslida bir blokga birlashtirilgan bir nechta linzalardir. Bitta konverging linza hosil qilishi mumkinfilmdagi haqiqiy tasvir, lekin u bir qator aberratsiyalar tufayli buziladi. Eng muhim buzilish omillaridan biri shundaki, spektrning turli ranglari linzalar orqali harakatlanayotganda turlicha egiladi. Ushbu xromatik aberatsiya, asosan, ohanglar to'g'ri tekislanmagan tasvirni yaratadi. Kameralar buni turli materiallardan tayyorlangan bir nechta linzalar yordamida qoplaydi. Har bir linza ranglarni turlicha qayta ishlaydi va ular ma'lum bir tarzda birlashtirilganda ranglar qayta tartibga solinadi. Zoom linzalari ob'ektivning turli elementlarini oldinga va orqaga siljitish qobiliyatiga ega. Alohida linzalar orasidagi masofani oʻzgartirish orqali siz butun linzalarning kattalashtirish kuchini sozlashingiz mumkin.

Film va tasvir sensorlari

Qurilma va kameraning ishlash printsipi ommaviy axborot vositalarida ma'lumotlarni yozib olish bilan ham bog'liq. Tarixan fotosuratchilar ham o'ziga xos kimyogar bo'lgan. Film fotosensitiv materiallardan iborat. Ushbu materiallar ob'ektivdan yorug'lik bilan urilganda, ular ob'ektlar va tafsilotlarning shaklini, masalan, ulardan qancha yorug'lik kelishini oladi. Qorong'i xonada tasvirni yaratish uchun kino bir qator kimyoviy vannalarga duchor bo'lgan holda ishlab chiqilgan. Sensorli kameraning ishlash printsipi kino kamerasining ishlashidan biroz farq qiladi. Linzalar, usullar va atamalar bir xil bo'lsa-da, raqamli kamera sensori plyonka chizig'idan ko'ra ko'proq quyosh paneliga o'xshaydi. Har bir sensor millionlab qizil, yashil va ko'k piksellar yoki megapiksellarga bo'lingan. Yorug'lik pikselga tushganda, sensor uni energiyaga aylantiradi va kameraga o'rnatilgan kompyuter qancha energiyani o'qiydiishlab chiqarilmoqda.

Nega megapiksellar muhim

Kamera sensori ishlash usuli - bu har bir pikselning qancha energiya borligini o'lchash va tasvirning qaysi joylari yorqin va qorong'i ekanligini aniqlash imkonini beradi. Va har bir piksel rang qiymatiga ega bo'lgani uchun kamera kompyuteri yaqin atrofdagi boshqa piksellar ro'yxatga olinganiga qarab, sahnadagi ranglarni baholay oladi. Barcha piksellardagi ma'lumotlarni birlashtirib, kompyuter suratga olinayotgan ob'ektning shakli va ranglarini taxminan aniqlashga qodir. Agar har bir piksel yorugʻlik maʼlumotlarini toʻplasa, koʻproq megapikselli kamera datchiklari batafsil maʼlumotlarni yozib olishi mumkin.

Shuning uchun ishlab chiqaruvchilar ko'pincha kamera qanday ishlashi haqida qisqacha tushuntirish qo'shish orqali megapikselli kameralarni reklama qiladilar. Bu ma'lum darajada to'g'ri bo'lsa-da, sensor o'lchami ham muhimdir. Kattaroq sensorlar ko'proq yorug'lik to'playdi, bu sizga kam yorug'likda tasvir sifatini yaxshilashga yordam beradi. Kichkina sensorga ko'p megapiksellarni joylashtirish tasvir sifatini pasaytiradi, chunki alohida piksellar juda kichik. 50 mm ob'ektivning standart ob'ektivi kattalashtirish yoki kichiklashtirishga imkon bermaydi, bu uni juda yaqin yoki juda uzoq bo'lmagan ob'ektlar uchun ideal qiladi.

Polaroid qanday ishlaydi

Deyarli bir lahzada suratga oladigan portativ fotostudiya uzoq vaqtdan beri orzusi edi. Bosma nashrlarni haftalab kutmaslikka imkon beruvchi noodatiy kamera paydo bo'lgunga qadartasvirlar. Edvin Land birinchi Polaroid kamerasini yaratdi. Unda lahzali suratga olish g‘oyasi bor edi va Kodakdan mablag‘so‘radi. Ammo kompaniya buni hazil sifatida qabul qildi va faqat uning ustidan kuldi. Edvin Land uyga qaytib, pul yig'ish uchun boshqa loyihalar ustida ishlay boshladi. U Polaroid linzalarini yaratdi va keyin oʻzining mashhur portativ fotostudiyasini ixtiro qildi.

Polaroid kamerasining ishlash printsipi an'anaviy plyonkali kameraning ishlash mexanizmiga o'xshaydi, uning ichida yorug'likka sezgir kumush birikma zarralari bilan qoplangan plastik asos bo'lgan. Fotosurat uchun har bir blank plastik varaqda joylashgan bir xil yorug'likka sezgir qatlamlarga ega. Ular fotosuratni ishlab chiqish uchun barcha kerakli kimyoviy moddalarni o'z ichiga oladi. Har bir rangli qatlam ostida boshqasi, bo'yoq bilan. Hammasi bo'lib, kartada 10 dan ortiq turli qatlamlar mavjud, ular orasida kimyoviy reaktsiya uchun bo'sh bo'lgan shaffof bo'lmagan asosiy qatlam mavjud. Jarayonni boshlaydigan komponent reaktiv, deaktivatorlar aralashmasi, gidroksidi, oq pigment va boshqa elementlardir. U fotosensitiv qatlamlarning tepasida va tasvir qatlami ostida joylashgan.

Polaroid kamerasining ishlash printsipi shundan iboratki, suratga olishdan oldin barcha reagent material fotosensitiv materialdan uzoqda, plastik varaqning chegarasida shar shaklida yig'iladi. Tugmani bosgandan so'ng, plyonkaning cheti markazda reagent materialini taqsimlovchi bir juft rolik orqali kameradan chiqadi.ramka. Reagent tasvir qatlami va fotosensitiv qatlamlar o'rtasida taqsimlanganda, u boshqa kimyoviy elementlar bilan reaksiyaga kirishadi. Shaffof bo'lmagan material yorug'likning pastki qatlamlarga filtrlanishiga yo'l qo'ymaydi, shuning uchun plyonka ishlab chiqilishidan oldin to'liq ta'sirlanmaydi.

Kimyoviy moddalar qatlamlar bo'ylab pastga siljiydi va har bir qatlamning ochiq zarralarini metall kumushga aylantiradi. Keyin kimyoviy moddalar ishlab chiqaruvchi bo'yoqni eritib yuboradi, shuning uchun u tasvir qatlamiga singib keta boshlaydi. Yorug'likka ta'sir qilgan har bir qatlamdagi metall kumushning joylari bo'yoqlarni ushlab turadi, shuning uchun ular yuqoriga ko'tarilishni to'xtatadi. Faqat ochiq qatlamlardan olingan bo'yoqlar tasvir qatlamiga o'tadi. Reaktivdagi oq pigmentni aks ettiruvchi yorug'lik bu rangli qatlamlardan o'tadi. Filmdagi kislotali qatlam reaktivdagi gidroksidi va deaktivatorlar bilan reaksiyaga kirishadi, natijada tasvir asta-sekin rivojlanadi. Uning toʻliq rivojlanishi uchun yorugʻlik kerak va odatda fotograf kartani chiqarib oladi va filmni ishlab chiqishda yakuniy kimyoni koʻradi.