Камера: какво е това и как работи?

от ким Обновено: Юни 26, 2022

Въведение

Фотоапарат е оптичен инструмент, използван за заснемане на неподвижни изображения или за запис на движение в един кадър или последователност от кадри. Има леща, която събира светлина и я фокусира върху светлочувствителна повърхност, като напр филм или цифров сензор за изображения. Фотоапаратите се използват от фотографи, режисьори и други професионалисти, за да заснемат изображения на света около тях.

В тази статия ще проучим какво е камера намлява как работи.

Определете камера

Фотоапарат е устройство, което улавя светлина, за да създаде изображение. Той работи, като получава светлина от обект или сцена и я съхранява като цифрово или физически заснето изображение на подходящ носител. Камери използват лещи за да фокусирате тази светлина върху сензори или филм, за да запишете сцената.

Въпреки че концепцията за фотография е проста, технологията зад фотоапаратите се подобри и разви драматично с течение на времето от малки ръчни устройства, използвани в ежедневието, до цифрови фотоапарати от висок клас, използвани в професионалната фотография и медиите. Камерите се използват както в приложения с неподвижни кадри, така и в приложения за движещи се изображения, като например създаване на филми.

Основните компоненти на всяка съвременна цифрова камера работят заедно, за да записват изображения:

• A система от лещи събира и фокусира светлината, отразена от обекта, към сензор за изображения, който записва светлината в цифрови данни.
• An оптичен визьор позволява на потребителите да видят какво ще бъде записано.
• механизми преместете обектива или филма.
• Бутони, контроли и настройките за множество експозиции позволяват на потребителите да контролират настройките за заснемане и експозиция.

Различни видове камери

Камери идват в различни форми и размери. В зависимост от предназначението им се предлагат различни видове камери, вкл цифров фотоапарат, видеокамери, фотоапарати за еднократна употреба, уеб камери и камери за наблюдение.

Цифров фотоапарат Цифровата камера заснема изображения като данни (цифрови файлове). Обикновено съдържа устройство за изображения (сензор) и възможност за съхраняване на тези данни на карта с памет или друг носител за съхранение. Цифровите фотоапарати осигуряват лесно извличане и предварителен преглед на изображения, както и възможност за изпращането им по електронен път през компютърна мрежа или интернет. Насочи и снимай моделите могат да бъдат достатъчно малки, за да се поберат в джоб и да предлагат възможности за автоматично фокусиране, като същевременно остават сравнително евтини. За професионална употреба се предлагат и модели от по-висок клас с ръчно управление на експозицията.

Видеокамери Също известен като видеокамери или видео рекордери, тези устройства са специално проектирани за заснемане на филми, в които звукът се записва заедно с изображенията. Професионалното оборудване включва високопроизводителни лещи за по-фини детайли, разширени диапазони на увеличение и възможности за специални ефекти, персонализирани за целите на събиране на новини или правене на филми. По-малките модели са много подходящи за домашно заснемане на филми или общи развлекателни дейности с удължен живот на батерията.

Камери за еднократна употреба Тези фотоапарати за еднократна употреба не изискват какъвто и да е източник на захранване – те работят без външни източници на енергия като батерии или електрическа мрежа – което ги прави изключително популярни сред потребителите, търсещи евтин алтернативен начин за заснемане на спомени, без да жертват качеството на снимките. Този тип фотоапарат обикновено идва с предварително зареден филм, който не може да бъде отстранен от корпуса на камерата; след като всички възможности за снимки са изчерпани, тези устройства стават за еднократна употреба и се използват изцяло по нареждане на собственика им, което му/ѝ позволява просто да го изхвърли, когато вече не е необходимо/нужно отново.

Уеб камери Известни още като „уеб камери“, тези цифрови системи за видеозапис се свързват директно или чрез USB портове към лаптоп/настолни компютри, предоставяйки типични функции на потребителския интерфейс, като поточно предаване на видео в реално време плюс снимки на снимки, изпратени директно в услугите за екипно сътрудничество и т.н.

Камери за наблюдение Широко разпространени днес в домове, обществени личности, строителни комплекси, търговски обекти и т.н. благодарение на прогреса на цифровизацията на технологиите, системите за наблюдение вече имат по-високи нива на производителност, давайки на персонала по сигурността точна информация за различни събития, позволявайки предпазни действия, ако е необходимо. Най-общо казано има две основни категории: аналогово видеонаблюдение (телевизия със затворена верига), която използва основно физическо окабеляване докато мрежови IP решения, използващи стандартни Ethernet протоколи, свързани през широкообхватни мрежи. Разположени на закрито, с изключение на приложения на открито, тези високочувствителни оперативни инсталации позволяват наблюдение на запис както през дневните периоди, така и през нощните цикли за неопределено време.

Основни компоненти на камера

Фотоапарат е основен инструмент за улавяне на спомени и моменти, на които можете да се наслаждавате години наред. Фотоапаратите се предлагат в много форми и размери и всички те са съставени от различни компоненти, които работят заедно, за да направят вашите снимки възможни.

Нека да разгледаме основните компоненти на камерата и как работят заедно, за да създадат снимките, които харесвате:

Обектив

Обектива е един от най-важните елементи на камерата. По същество обективът е окото на камерата – той приема изображението и го фокусира, за да формира изображение върху филма или цифровия сензор. Лещите се състоят от няколко елемента, обикновено направени от стъкло или пластмаса, които работят заедно, за да позволят на светлината да премине през тях и да образуват рязко изображение върху филма или цифровия сензор.

Обективите на камерата могат да се използват с филтри и капачки за контролиране на условията на осветеност и също така разполагат с няколко функции, като напр автофокус, възможности за мащабиране и ръчни настройки. Обективите също ще разполагат с различни фокусни разстояния, които определят колко далеч от обекта можете да бъдете, докато ги снимате. Типичните размери варират от 6 mm супер рибешко око лещи за полусферични изображения, до 600 мм телефото за приложения с екстремно увеличение. Различните лещи ще имат различни отвори, които определят колко светлина влиза през тях и колко бързо затвор трябва да се движи, за да може подходящо количество светлина да удари вашия филм или цифров сензор.

Предлагат се много видове лещи, включително:

• Широк ъгъл лещи
• телеобектив лещи
• Портрет/стандартен лещи
• Fisheye лещи
• Макро/микро лещи
• Shift/tilt-shift лещи
• И много други специални опции, предназначени за специфични сценарии на снимане.

Затвор

- затвор е механизмът вътре в камерата, който контролира колко дълго сензорът в камерата е изложен на светлина. Повечето съвременни цифрови фотоапарати използват комбинация от a механичен и електронен затвор. Това ускорява времето, необходимо на вашия фотоапарат да направи снимка, и спомага за подобряване на остротата на вашите снимки, особено тези, направени при условия на слаба светлина.

- механичен затвор се състои от две метални или пластмасови остриета, които работят заедно, за да контролират колко светлина се пропуска във всеки един момент. Когато натиснете бутона на вашия фотоапарат, тези перки се отварят, позволявайки на светлината да навлезе през обектив и върху сензор за изображения. Когато пуснете бутона, тези перки се затварят отново, така че да не влиза повече светлина.

- електронен затвор работи много по-различно от своя механичен аналог, тъй като не използва никакви физически компоненти, за да работи – вместо това разчита на електронни сигнали, които се генерират от компютърни алгоритми. Чрез използването на този тип затвор е възможно камерите да имат по-бързи времена на експозиция от всякога – което ви позволява да заснемате сцени с по-високо ниво на детайлност и яснота от всякога!

В допълнение към контролирането на времето на експозиция, затворите могат да се използват и за други цели, като създаване на замъгляване на движението или други творчески ефекти които са невъзможни при правене на снимки с традиционни филмови камери.

Отвор

- отвор е дупка в частта от тялото на камерата, известна като обектив. Блендата контролира колко светлина преминава през нея и може да се регулира от потребителя, за да се създаде изображение с висок или нисък контраст. Размерът на отвора може да бъде измерен F-стопове, с по-малки числа, показващи по-големи отвори (което означава повече светлина). Като цяло, обектив с малък F-стоп номерът се нарича „бързо”, защото може да пропуска повече светлина по-бързо от обективи с по-високи F-стопове.

Блендата също влияе дълбочина на рязкост – каква част от изображението е остро и на фокус във всеки един момент. Голямата бленда (по-малък F-stop) ще доведе до плитка дълбочина на полето, докато малката бленда (по-голям F-stop) ще доведе до по-голяма дълбочина – което означава, че повече от кадъра ще бъде на фокус наведнъж. Това също може да се използва за голям ефект при създаване на интересни композиции – например, да накарате обектите да се откроят от техния фон, като ги изхвърлите извън фокус, или обратното, като елементите на предния и фоновия план са остри и на фокус.

Sensor

На камерата сензор за изображение е източникът на мощност за улавяне на светлина на устройството. Всяка цифрова или филмова камера ще има такава. Предлагат се в различни размери, от големи пълноформатни сензори които са със същия размер като 35 мм филмова рамка, до малки сензори с размер на нокът.

Работата на сензора е да преобразува входящата светлина в електрически сигнали за по-нататъшна обработка. На практика сензорът улавя светлина и генерира аналогово напрежение, което трябва да бъде усилено и преобразувано в цифров сигнал за по-лесно съхранение и обработка.

Двата основни компонента на сензора са неговите фотосайтове (сингъл пиксел на сензора) и неговия микролещи (проверява колко светлина е концентрирана във всеки фотосайт). Комбинацията от тези два елемента позволява на всеки от фотосайтовете да улови точно количество светлина, преди да го изпрати за допълнителна обработка. Тази сума варира в зависимост от фактори като скорост на затвора, бленда, ISO настройка и др.

В допълнение, съвременните цифрови фотоапарати често идват с някакъв вид технология за намаляване на шума който помага за премахване на произволни ивици и петна от цифрови изображения, преди да могат да бъдат запазени или обработени допълнително. Тази технология работи, като анализира входящите данни за изображения и премахва всякаква неуместна информация, която е била уловена от сензорите на камерата – правейки само видими ясни изображения.

визьор

Визьор е един от основните компоненти на всяка камера и е устройство, използвано за кадриране на изображение, преди да се направи снимка. Може да приеме много форми, от най-простата оптична версия с обикновена увеличителна леща и прозорец до сложна електронна, която се показва на LCD екрана на камерата.

Основната функция на визьора е да помага на фотографите да запазят снимките си на фокус, особено когато работят при слаба светлина или при ниски скорости на затвора. Той също така позволява на фотографите да композират образа си точно преди да заснемат, като гарантират, че ще уловят това, което искат в кадъра.

Най-основният тип визьор предлага оптичен прозорец или малка леща, която просто рамкира желаната сцена през основната леща на тялото на камерата. Този тип визьор се намира в насочи и снимай и други фотоапарати с фиксиран обектив – както и професионални огледално-рефлексни (SLR) фотоапарати – и осигурява основна форма за кадриране на вашия обект бързо и точно.

Електронният формуляр, известен като an електронен визьор (EVF), заменя традиционните оптични версии с такива, които използват дисплеи с течни кристали (LCD) за показване на изображения по електронен път чрез огледалната система на тялото на камерата. Електронните визьори могат да предложат значителни предимства пред традиционните си аналози като:

• Повишена резолюция
• Регулируеми настройки на диоптъра
• Вградени контроли за компенсиране на експозицията
• Помощни средства за щамповане за определени видове фотография, като например макро работа
• Подобрени възможности за автоматично фокусиране за по-добра точност на проследяване на обекта
• Възможности за разпознаване на лица – нещо, което е налично само при цифрови SLR фотоапарати от висок клас
• Плюс още много предимства, които обикновено не се свързват с оптичните версии.

Как работи камерата?

Фотоапарат е устройство, използвано за заснемане и запис на изображения, обикновено в цифрова форма. Но как работи камерата? В основата си камерата се възползва от начина, по който светлината се отразява от обектите. Той улавя тези отражения и ги превежда в изображение чрез сложен процес от лещи, филтри и цифров сензор.

В тази статия ще разгледаме вътрешната работа на камерата и как може да прави красиви визуализации:

Светлината влиза в обектива

Светлината влиза в камерата през леща, която е парче стъкло или пластмаса, което е извито специално, за да фокусира светлинните лъчи и да ги направи успоредни. Изображението, проектирано върху филма от обектива, зависи от два фактора – фокусно разстояние намлява размер на блендата. Фокусно разстояние определя колко близо или далеч трябва да стои даден обект, за да бъде на фокус, докато размер на блендата определя колко светлина преминава през лещата наведнъж.

Размерът на сензора на камерата също ще повлияе на това колко светлина може да улови – по-големите сензори могат да уловят повече светлина от по-малките сензори. Големият сензор също е важен, ако искате вашите изображения да имат малка дълбочина на рязкост, тъй като това означава, че само обектите на фокус са остри, докато всичко извън тази област е замъглено, така че можете да подчертаете по-добре обекта.

След като светлината влезе през обектива и се фокусира върху сензора за изображение или филма, тази светлина се променя в информация за цвят, яркост и контраст. След това тази информация може да се използва за създаване на изображение, съставено от милиони пиксели (елементи на картината), които заедно образуват обща картина на това, което виждаме.

Светлината преминава през отвора

Светлината преминава през отвор, което представлява дупка, направена в обектива. Това позволява на светлината да достигне и да удари там, където се намира сензорът за изображения. The диафрагма на блендата помага да се регулира колко светлина ще влезе. Той гарантира наличието на достатъчно светлина, така че да може да бъде обработена през сензора за изображения и също така действа като начин за подсказване на това колко най-замъглени или на фокус ще бъдат обектите в кадъра.

Повечето фотоапарати имат диск за промяна на тази стойност на блендата, намаляване или увеличаване в зависимост от това какъв резултат търсите. Очевидно, ако искате повече светлина да влезе във вашия кадър, отворете стойността на блендата, докато създавате боке върху всичко, което не е във вашата зона на фокус, изисква повече затваряне на диафрагмата.

Светлината преминава, след това преминава през това, което е известно като филтър за предотвратяване на отблясъци и върху сензора за изображения. След като светлината достигне тази част на камерата, тя променя формата си в електрическа енергия и записва като цифрова информация, предоставяща вашето изображение цветна температура и ISO настройки точно въз основа на вашите условия на снимане заедно с други разширени функции в зависимост от модела на вашия фотоапарат.

Светлината се фокусира върху сензора

Когато светлината преминава през обектива на камерата, тя се отразява от обекта и се фокусира върху сензора на цифровата камера. Това е известно като „улавяне“. Сензорът се състои от милиони микроскопични, светлочувствителни пиксели (или фотосайтове), съставени от силициеви фотодиоди, разположени на място на всеки пиксел. Когато достатъчно светлина падне върху пиксела (или фотосайта), се създава заряд, който след това се преобразува в електрически сигнал, който може да бъде обработен от компютър. В зависимост от модела този сигнал след това ще бъде преобразуван във визуална или аудио информация за гледане или възпроизвеждане.

Всеки фотосайт в сензора за изображения съдържа свой собствен усилвател, който увеличава размера на динамичния обхват от всеки отделен пиксел, като по този начин подобрява общото качество на изображението. Някои фотоапарати също включват алгоритми за намаляване на шума като част от техния дизайн, за да намалят сигналите за грешка и да повишат точността на улавяне на данни.

Броят на пикселите на сензора за изображения играе голяма роля при определяне на качеството на картината; повече пиксели се равняват на изображения с по-висока разделителна способност, докато по-малкото пиксели обикновено водят до изображения с по-ниска разделителна способност с повече зърнистост и шум. По-големите сензори обикновено са по-добри отколкото малките и предлагат подобрен динамичен обхват, по-добро представяне при ниска осветеност и по-плитка дълбочина на рязкост за професионално плитки контролни ефекти на фокуса, когато желаете.

Щората се отваря и затваря

- затвор представлява малка, тънка завеса, която се отваря и затваря, позволявайки запис на светлина от камерата в обявения момент. Затворът контролира колко дълго и кога светлината ще премине през сензора за изображения. При цифровите фотоапарати има два вида затвори: физически и цифрови.

Физически щори: Физическите щори се отварят или затварят механично, често за части от секундата, създавайки експозиция, която продължава също толкова дълго. Често се среща в DSLR камери и наподобява две перки, които могат да се отварят или затварят ръчно или електронно, за да се контролира колко светлина достига до чипа за изображения на камерата.

Цифрови щори: Цифровите щори работят по различен начин от механичните щори, тъй като не използват физически бариери, за да пропускат светлина – вместо това те влияят на начина, по който входящата светлина се открива електронно като се изключва бързо след откриването му за ограничен период от време. Този процес създава експозиция с a по-голяма продължителност от това, което би било възможно само с физически затвор. Цифровите щори също могат да позволят подобрено качество на изображението, тъй като нямат движещи се части, които са склонни да причиняват вибрации, които могат да замъглят изображението, ако се използват твърде дълго.

Изображението се обработва и съхранява

След като изображението бъде получено от тялото на камерата, то се обработва от бордовата електроника, за да се подготви за заснемане и съхранение. Това може да включва различни операции като демозайка, намаляване на шума, корекция на цветовете и задаване на настройки за динамичен диапазон. След това изображението се съхранява в паметта на или във видео процесора на камерата.

След това, в зависимост от вида на използваната камера (аналогов или цифров), снимките се съхраняват като едно от двете филмови негативи или цифрови файлове. В аналоговите камери снимките се записват като цветна негативна снимка върху ролка филм, поставена в корпуса на камерата. Цифровите фотоапарати съхраняват снимки като цифрови файлове като JPEG или RAW, които могат незабавно да бъдат прехвърлени на компютри и други устройства без обработка.

Някои камери предлагат разширени функции, като напр ръчно регулиране на ISO чувствителността (светлочувствителност), възможности за автоматично фокусиране, ръчно управление на експозицията и дори екрани за преглед на живо, които ви позволяват незабавно да прегледате композицията на снимката и настройките за експозиция, преди да щракнете бутона на затвора. Много съвременни цифрови фотоапарати също използват вградени Wi-Fi технология така че изображенията могат лесно да се споделят онлайн чрез мрежите на социалните медии.

Заключение

В заключение, камерите са прекрасен инструмент за заснемане на спомени и разказване на истории. Тяхната сложна технология ни позволява да заснемаме и съхраняваме изображения, които иначе биха били изгубени във времето. Независимо дали сте професионален фотограф или просто използвате фотоапарата си като хоби, разбирането как работи камерата ви е жизненоважна част от правенето на невероятни снимки. Отделете време за запознайте се с функциите и възможностите на вашия фотоапарат за да сте сигурни, че ще извлечете максимума от него.

Обобщение на компонентите на камерата и как работят заедно

Фотографията съществува от векове, но съвременните фотоапарати работят по начини, които не бяха възможни до скорошния напредък в технологиите. Ключов компонент на всеки цифров фотоапарат е a обектив, който фокусира светлината от обекта върху сензор за изображения. Сензорът за изображения е по същество масив от милиони малки фотодетектори (пиксели) които преобразуват светлината в електрически сигнали, така че изображението да може да бъде заснето и съхранено като данни. След като сигналът бъде записан, той може да бъде допълнително обработен от процесора на фотоапарата за подобряване на цветовете и остротата, преди да бъде съхранен като цифров файл.

Повечето потребителски фотоапарати в днешно време имат няколко други компонента, които подобряват качеството на вашите снимки и ги правят да изглеждат по-реалистични. Те включват:

• Механизми за автофокус
• Електронни щори
• Експонометри
• Сензори за баланс на бялото
• Светкавици
• Подобрения на чувствителността при слаба светлина
• Системи за стабилизация на изображението
• Дисплейни екрани за предварителен преглед на вашите снимки.

Всички тези основни компоненти работят заедно, за да създават висококачествени изображения според вашите настройки и предпочитания, когато натиснете бутона на затвора.

Ползи от използването на камера

Когато използвате камера, има многобройни предимства, включително заснемане на незабравими моменти, заснемане на движещи се изображения, за да разкажете история, създаване на произведения на изкуството и други. Заснемането на снимки с цифров фотоапарат може да запази спомените по начин, по който традиционните филмови фотоапарати не могат. Движещите се изображения като видеоклипове също могат да уловят истории, събития или ситуации по начини, по които неподвижните снимки може да не могат. Това може да се използва за разказване на истории или за артистично изразяване и творчество.

Видеоклиповете също позволяват на създателите да експериментират с различни ъгли и кадри, за да придадат на парчето повече дълбочина и визуален интерес. Освен това фотоапаратите предоставят свобода на творческо изразяване чрез използването на различни обективи и функции, като напр настройки на експозицията и контрол на баланса на бялото. По-напредналите фотографи имат дори повече възможности по отношение на контрола на своите изображения, като напр контрол на диафрагмата или настройки за изтичане на времето което им позволява да заснемат уникални детайли, които не могат да бъдат направени ръчно.

И накрая, фотоапаратите осигуряват изход за артистична изява чрез композиция и техника на фотографиране на обекти, независимо дали са портрети, пейзажи или нещо друго по избор. Всички тези предимства се обединяват, създавайки изкуство, способно да предизвика емоция и вечни спомени с цифрови камери.

Здравейте, аз съм Ким, майка и ентусиаст на stop-motion с опит в създаването на медии и уеб разработката. Имам огромна страст към рисуването и анимацията и сега се гмуркам с главата напред в света на стоп-кадъра. С моя блог споделям наученото с вас, момчета.