Fotoaparát: Co to je a jak to funguje?

od kim Aktualizováno: Června 26, 2022

Úvod

Fotoaparát je optický přístroj používaný k zachycení statických snímků nebo k záznamu pohybu v jediném snímku nebo sekvenci snímků. Má čočku, která shromažďuje světlo a zaostřuje ho na světlocitlivý povrch, jako je např film nebo digitální obrazový snímač. Fotoaparáty používají fotografové, filmaři a další profesionálové k zachycení snímků okolního světa.

V tomto článku prozkoumáme co je kamera a Jak to funguje.

Definujte kameru

Fotoaparát je zařízení, které zachycuje světlo a vytváří obraz. Funguje tak, že přijímá světlo z předmětu nebo scény a ukládá jej, buď jako digitální nebo fyzicky zachycený obraz, na vhodné médium. Použití kamer čočky zaostřit toto světlo na senzory nebo film za účelem záznamu scény.

Ačkoli je koncept fotografie jednoduchý, technologie fotoaparátů se postupem času dramaticky zdokonalila a vyvinula od malých ručních zařízení používaných v každodenním životě až po špičkové digitální fotoaparáty používané v profesionální fotografii a vysílacích médiích. Fotoaparáty se používají jak v aplikacích se statickými snímky, tak v aplikacích s pohyblivým obrazem, jako je tvorba filmů.

Všechny základní součásti každého moderního digitálního fotoaparátu spolupracují při záznamu snímků:

• A čočkový systém shromažďuje a zaostřuje světlo odražené od objektu na obrazový snímač, který zaznamenává světlo do digitálních dat.
• An optický hledáček umožňuje uživatelům vidět, co bude zaznamenáno.
• Mechanismy posuňte objektiv nebo film.
• Tlačítka, ovládací prvky a nastavení vícenásobné expozice umožňují uživatelům ovládat nastavení snímání a expozice.

Různé typy fotoaparátů

kamery přicházejí v různých tvarech a velikostech. V závislosti na jejich zamýšleném použití jsou k dispozici různé typy kamer, včetně digitální fotoaparáty, videokamery, jednorázové fotoaparáty, webové kamery a sledovací kamery.

Digitální fotoaparáty Digitální fotoaparát zachycuje snímky jako data (digitální soubory). Obvykle obsahuje zobrazovací zařízení (senzor) a možnost ukládat tato data na paměťovou kartu nebo jiné paměťové médium. Digitální fotoaparáty umožňují snadné vyhledávání a prohlížení snímků a také možnost jejich elektronického odesílání prostřednictvím počítačové sítě nebo internetu. Modely typu Point-and-shoot mohou být dostatečně malé, aby se vešly do kapsy, a nabízejí funkce automatického ostření, přičemž zůstávají poměrně levné. Pro profesionální použití jsou k dispozici i vyšší modely s manuálním ovládáním expozice.

Video kamery Také známý jako videokamery nebo videorekordéry, jsou tato zařízení speciálně navržena pro natáčení filmů, ve kterých je spolu s obrazem zaznamenán i zvuk. Profesionální vybavení zahrnuje vysoce výkonné objektivy pro jemnější detaily, rozšířené rozsahy zoomu a možnosti speciálních efektů přizpůsobené pro účely shromažďování zpráv nebo vytváření filmů. Menší modely se dobře hodí pro domácí filmování nebo běžné volnočasové aktivity s prodlouženou výdrží baterie.

Jednorázové fotoaparáty Tyto jednorázové fotoaparáty nevyžadují žádný zdroj energie – fungují bez externích zdrojů energie, jako jsou baterie nebo síťové napájení – díky čemuž jsou extrémně oblíbené mezi spotřebiteli, kteří hledají levný alternativní způsob zachycení vzpomínek, aniž by museli obětovat kvalitní fotografie. Tento typ fotoaparátu je obvykle dodáván s předinstalovaným filmem, který nelze z těla fotoaparátu odstranit; jakmile jsou vyčerpány všechny možnosti fotografování, stanou se tato zařízení na jedno použití a používají se výhradně na příkaz svého majitele, což mu umožňuje jednoduše je vyhodit, když už je nebude potřeba/potřebovat.

Webové kamery Tyto systémy digitálního záznamu videa, známé také jako „webové kamery“, se připojují přímo buď přes USB porty k notebookům/stolním počítačům, poskytujícím typické funkce uživatelského rozhraní, jako je streamování videa v reálném čase plus statické snímky zasílané přímo do služeb týmové spolupráce atd.

Bezpečnostní kamery Dnes široce rozšířené v domácnostech, u osobností veřejného života, v komplexech budov, maloobchodních prodejnách atd. díky pokroku v oblasti digitalizace sledovací systémy mají nyní vyšší úroveň výkonu a poskytují bezpečnostnímu personálu přesné informace o různých událostech, což umožňuje v případě potřeby provést bezpečnostní opatření. Obecně řečeno, existují dvě hlavní kategorie: analogový CCTV (Closed Circuit Television), který využívá především fyzické vedení zatímco síťová IP řešení využívající standardní ethernetové protokoly připojené přes rozsáhlé sítě. Tyto vysoce citlivé provozní instalace umístěné uvnitř s výjimkou venkovních aplikací umožňují sledování záznamu jak během denních časů, tak i nočních cyklů po neomezenou dobu.

Základní součásti fotoaparátu

Fotoaparát je nezbytným nástrojem pro zachycení vzpomínek a okamžiků, které si můžete užívat po mnoho let. Fotoaparáty se dodávají v mnoha tvarech a velikostech a všechny se skládají z různých součástí, které spolupracují, aby bylo možné vytvářet vaše fotografie.

Pojďme se podívat na hlavní součásti fotoaparátu a jak spolupracují při vytváření fotografií, které máte rádi:

Objektiv

Objektiv je jedním z nejdůležitějších prvků fotoaparátu. Objektiv je v podstatě okem fotoaparátu – zachycuje obraz a zaostřuje jej, aby vytvořil obraz na filmu nebo digitálním snímači. Čočky se skládají z několika prvků, obvykle vyrobených ze skla nebo plastu, které spolupracují, aby umožnily průchod světla a vytvořily ostrý obraz na filmu nebo digitálním snímači.

Objektivy fotoaparátu lze použít s filtry a krytkami pro ovládání světelných podmínek a mají také několik funkcí, jako je např automatické ostření, funkce zoomu a manuální nastavení. Objektivy budou mít také různé ohniskové vzdálenosti, které určují, jak daleko od objektu můžete být při jejich fotografování. Typické velikosti se pohybují od 6mm super-rybí oko u hemisférických obrázků až 600mm teleobjektiv pro aplikace s extrémním zvětšením. Různé čočky budou mít různé clony, které určují, kolik světla jimi projde a jak rychle uzávěrka musí se pohybovat, aby na váš film nebo digitální snímač dopadlo přiměřené množství světla.

Existuje mnoho typů čoček, včetně:

• Široký úhel čočky
• Teleobjektiv čočky
• Portrét/standardní čočky
• Fisheye čočky
• Makro/mikro čočky
• Shift/tilt-shift čočky
• A mnoho dalších speciální možnosti navržené pro konkrétní scénáře natáčení.

uzávěrka

Projekt uzávěrka je mechanismus uvnitř fotoaparátu, který řídí, jak dlouho je senzor ve fotoaparátu vystaven světlu. Většina moderních digitálních fotoaparátů používá kombinaci a mechanická a elektronická závěrka. To zrychluje dobu, kterou fotoaparát potřebuje k pořízení snímku, a pomáhá zlepšit ostrost vašich fotografií, zejména těch pořízených za špatných světelných podmínek.

Projekt mechanická závěrka se skládá ze dvou kovových nebo plastových lopatek, které spolupracují na kontrole množství světla, které v daném okamžiku propustí. Když stisknete tlačítko na fotoaparátu, tyto lamely se otevřou a umožní světlu proniknout přes čočku a na obrazový snímač. Když tlačítko uvolníte, tyto čepele se opět uzavřou, aby dovnitř neproniklo žádné další světlo.

Projekt elektronická závěrka funguje velmi odlišně od svého mechanického protějšku v tom, že k provozu nepoužívá žádné fyzické komponenty – místo toho se spoléhá na elektronické signály, které jsou generovány počítačovými algoritmy. Díky použití tohoto typu závěrky mohou mít fotoaparáty rychlejší expoziční časy než kdykoli předtím – což vám umožní zachytit scény s větší úrovní detailů a jasnosti než kdykoli předtím!

Kromě řízení expozičního času lze závěrky použít také pro jiné účely, jako je vytváření rozmazání pohybu nebo jiné kreativní efekty které jsou při fotografování klasickými filmovými fotoaparáty nemožné.

Světelnost

Projekt světelnost je otvor v části těla fotoaparátu známý jako objektiv. Clona řídí, kolik světla prochází skrz, a může být upravena uživatelem za účelem vytvoření obrazu s vysokým nebo nízkým kontrastem. Velikost otvoru lze měřit F-zastávky, přičemž menší čísla označují větší clony (což znamená více světla). Obecně platí, že čočka s malým f zastavit číslo se označuje jako „rychle”, protože dokáže propustit více světla rychleji než objektivy s vyšší clonou.

Clona také ovlivňuje hloubka pole – jaká část obrazu je v daném okamžiku ostrá a zaostřená. Velká clona (menší F-stop) bude mít za následek malou hloubku ostrosti, zatímco malá clona (větší F-stop) vytvoří větší hloubku – což znamená, že bude zaostřeno více záběru najednou. Toho lze také skvěle využít při vytváření zajímavých kompozic – například tím, že objekty vyčnívají z pozadí tím, že je rozhází, nebo naopak tím, že budou mít prvky popředí i pozadí ostré a zaostřené.

Senzor

Fotoaparát je obrazový senzor je zdrojem energie zachycující světlo. Každý digitální nebo filmový fotoaparát jej bude mít. Přicházejí v různých velikostech, od velké full-frame snímače které jsou stejné velikosti jako rámeček na 35mm film drobné senzory velikosti nehtu.

Úkolem senzoru je přeměnit příchozí světlo na elektrické signály pro další zpracování. V praxi senzor zachycuje světlo a generuje analogové napětí, které je třeba zesílit a převést na digitální signál pro snadnější ukládání a zpracování.

Dvě hlavní součásti senzoru jsou jeho fotostránky (jediný pixel na senzoru) a jeho mikročočky (kontroluje, kolik světla je koncentrováno v každém fotomístě). Kombinace těchto dvou prvků umožňuje každému z fotomíst zachytit přesné množství světla před jeho odesláním k dalšímu zpracování. Tato hodnota se liší v závislosti na faktorech, jako je rychlost závěrky, clona, ISO nastavení atd.

Kromě toho moderní digitální fotoaparáty často přicházejí s nějakým druhem technologie redukce šumu který pomáhá odstranit náhodné pruhy a šmouhy z digitálních obrázků předtím, než je lze uložit nebo dále zpracovat. Tato technologie funguje tak, že analyzuje příchozí obrazová data a odstraňuje všechny nepodstatné informace, které byly zachyceny snímači fotoaparátu – pouze jasné obrázky viditelné.

Hledáček

Hledáček je jednou ze základních součástí každého fotoaparátu a je to zařízení sloužící k orámování snímku před pořízením fotografie. Může mít mnoho podob, od nejjednodušší optické verze s jednoduchou zvětšovací čočkou a okénkem až po složitou elektronickou verzi, která se zobrazuje na LCD displeji fotoaparátu.

Základní funkcí hledáčku je pomoci fotografům udržet záběry zaostřené, zejména při práci za slabého osvětlení nebo při nízkých rychlostech závěrky. Umožňuje to i fotografům přesně komponovat jejich obraz před natáčením a ujistěte se, že v záběru zachytí to, co chtějí.

Nejzákladnější typ hledáčku nabízí optické okénko nebo malou čočku, která jednoduše orámuje požadovanou scénu přes primární čočku těla fotoaparátu. Tento typ hledáčku se nachází na point-and-shoot a dalších fotoaparátech s pevným objektivem – stejně jako na profesionálních jednookých zrcadlovkách (SLR) – a poskytuje základní formu kompozice pro váš předmět rychle a přesně.

Elektronická forma, známá jako an elektronický hledáček (EVF), nahrazuje tradiční optické verze těmi, které používají displeje z tekutých krystalů (LCD) k elektronickému zobrazování snímků prostřednictvím systému zrcadlového oka těla fotoaparátu. Elektronické hledáčky mohou nabídnout významné výhody oproti svým tradičním protějškům, jako jsou:

• Zvýšené rozlišení
• Nastavitelné nastavení dioptrií
• Vestavěné ovladače kompenzace expozice
• Pomůcky pro reliéfní tisk pro určité typy fotografií, jako je makro práce
• Vylepšené možnosti automatického zaostřování pro lepší přesnost sledování objektů
• Funkce detekce obličeje – něco dostupného pouze u špičkových digitálních zrcadlovek
• Plus mnoho dalších výhod, které nejsou běžně spojeny s optickými verzemi.

Jak funguje kamera?

Fotoaparát je zařízení sloužící k zachycení a záznamu snímků, obvykle v digitální podobě. Jak ale kamera funguje? Ve svém jádru kamera využívá toho, jak se světlo odráží od objektů. Zachycuje tyto odrazy a převádí je do obrazu pomocí složitého procesu čoček, filtrů a digitálního senzoru.

V tomto článku se podíváme na vnitřní fungování fotoaparátu a jak dokáže pořídit krásné vizuály:

Světlo vstupuje do čočky

Světlo vstupuje do fotoaparátu přes čočku, což je kus skla nebo plastu, který je zakřiven speciálně tak, aby zaostřil světelné paprsky a vytvořil je rovnoběžné. Obraz promítaný na film objektivem závisí na dvou faktorech – na ohnisková vzdálenost a velikost clony. Ohnisková vzdálenost určuje, jak blízko nebo daleko musí objekt stát, aby byl zaostřený, zatímco velikost clony určuje, kolik světla projde objektivem najednou.

Velikost snímače fotoaparátu také ovlivní, kolik světla dokáže zachytit – větší snímače mohou zachytit více světla než menší snímače. Velký snímač je také důležitý, pokud chcete, aby vaše snímky měly malou hloubku ostrosti, protože to znamená, že ostré jsou pouze objekty, které jsou zaostřené, zatímco cokoli mimo tuto oblast je rozmazané, abyste mohli lépe zvýraznit objekt.

Jakmile světlo pronikne objektivem a zaostří na obrazový snímač nebo film, toto světlo se poté změní na informaci o barvě, jasu a kontrastu. Tyto informace pak lze použít k vytvoření obrázku složeného z milionů pixelů (obrazové prvky), které dohromady tvoří celkový obraz toho, co vidíme.

Světlo prochází otvorem

Světlo prochází přes světelnost, což je otvor vytvořený v objektivu. To umožňuje světlu přístup a dopad na místo, kde leží obrazový snímač. The membrána clony pomáhá regulovat množství světla, které bude vstupovat. Zajišťuje dostatek světla, aby jej bylo možné zpracovat pomocí obrazového snímače, a také slouží jako způsob, jak naznačit, jak nejvíce rozmazané nebo zaostřené objekty na snímku budou.

Většina fotoaparátů má kolečko pro změnu této hodnoty clony, její snížení nebo zvýšení podle toho, jaký výsledek hledáte. Je zřejmé, že pokud chcete, aby do vašeho záběru vstoupilo více světla, otevřete při tvorbě hodnotu clony bokeh na cokoli, co není ve vaší oblasti zaostření, je potřeba více uzavřít membránu.

Světlo pak prochází přes to, co je známé jako filtr proti oslnění a na obrazový snímač. Jakmile světlo dorazí do této části kamery, změní se na elektrickou energii a zaznamená se jako digitální informace poskytující vašemu obrazu nastavení teploty barev a ISO přesně na základě vašich podmínek fotografování spolu s dalšími pokročilými funkcemi v závislosti na modelu vašeho fotoaparátu.

Světlo je zaostřeno na senzor

Když světlo prochází objektivem fotoaparátu, odráží se od objektu a je zaostřeno na snímač digitálního fotoaparátu. Toto je známé jako „zachycení“. Senzor se skládá z milionů mikroskopických, na světlo citlivých pixelů (neboli fotosložek) tvořených křemíkovými fotodiodami umístěnými na každém místě pixelu. Když na pixel (nebo fotostránku) dopadá dostatečné množství světla, vytvoří se náboj, který se poté převede na elektrický signál, který může být zpracován počítačem. V závislosti na modelu bude tento signál poté převeden na vizuální nebo zvukovou informaci pro prohlížení nebo přehrávání.

Každé fotomísto v obrazovém snímači obsahuje svůj vlastní zesilovač, který zvyšuje množství dynamického rozsahu z každého jednotlivého pixelu, čímž zlepšuje celkovou kvalitu obrazu. Některé kamery také zahrnují algoritmy redukce šumu jako součást jejich návrhu, aby se snížily chybové signály a zvýšila přesnost snímání dat.

Počet pixelů na obrazovém snímači hraje velkou roli při určování kvality obrazu; více pixelů odpovídá obrázkům s vyšším rozlišením, zatímco méně pixelů obvykle vede k obrázkům s nižším rozlišením s větším zrněním a šumem. Větší snímače jsou obecně lepší než malé a nabízejí vylepšený dynamický rozsah, lepší výkon při slabém osvětlení a menší hloubku ostrosti pro profesionálně mělké efekty ovládání zaostření v případě potřeby.

Závěrka se otevírá a zavírá

Projekt uzávěrka je malá tenká clona, ​​která se otevírá a zavírá, což umožňuje, aby kamera zachytila ​​světlo v oznámený okamžik. Závěrka určuje, jak dlouho a kdy bude světlo procházet k obrazovému snímači. V digitálních fotoaparátech existují dva typy závěrek: fyzická a digitální.

Fyzické závěrky: Fyzické závěrky se otevírají nebo zavírají mechanicky, často ve zlomcích sekundy, čímž vzniká expozice, která trvá stejně dlouho. Běžně se vyskytuje v DSLR kamery a připomíná dvě čepele, které lze otevřít nebo zavřít ručně nebo elektronicky, aby se řídilo, kolik světla dopadá na zobrazovací čip kamery.

Digitální žaluzie: Digitální žaluzie fungují odlišně od mechanických žaluzií, protože nepoužívají fyzické bariéry k pronikání světla – místo toho ovlivnit způsob elektronické detekce příchozího světla rychlým vypnutím po jeho detekci na omezenou dobu. Tento proces vytváří expozici s a delší trvání, než jaké by bylo možné při použití samotné fyzické závěrky. Digitální závěrky mohou také umožnit lepší kvalitu obrazu, protože nemají žádné pohyblivé části, které jsou náchylné k vibracím, které mohou při příliš dlouhém používání rozmazat obraz.

Obrázek je zpracován a uložen

Poté, co je obraz přijat tělem kamery, je zpracován palubní elektronikou pro přípravu k zachycení a uložení. To může zahrnovat různé operace jako např demosaicing, redukce šumu, korekce barev a nastavení dynamického rozsahu. Snímek je poté uložen do paměti na videoprocesoru fotoaparátu nebo v něm.

Dále v závislosti na typu použité kamery (analogové nebo digitální), fotografie jsou uloženy jako buď filmové negativy nebo digitální soubory. V analogových fotoaparátech se fotografie zaznamenávají jako negativní barevná fotografie na roli filmu umístěnou v těle fotoaparátu. Digitální fotoaparáty ukládají fotografie jako digitální soubory, jako jsou JPEG nebo RAW, které lze okamžitě přenést do počítačů a dalších zařízení bez zpracování.

Některé fotoaparáty nabízejí pokročilé funkce jako např manuální nastavení citlivosti ISO (citlivost na světlo), funkce automatického ostření, manuální ovládání expozice a dokonce i obrazovky s živým náhledem, které vám umožní okamžitě zkontrolovat kompozici fotografie a nastavení expozice ještě před stisknutím tlačítka spouště. Mnoho moderních digitálních fotoaparátů také využívá vestavěné Wi-Fi technologie takže obrázky lze snadno sdílet online prostřednictvím sociálních sítí.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Závěrem lze říci, že fotoaparáty jsou skvělým nástrojem k zachycení vzpomínek a vyprávění příběhů. Jejich komplexní technologie nám umožňuje zachytit a uchovat snímky, které by jinak byly ztraceny časem. Ať už jste profesionální fotograf nebo jen používáte fotoaparát jako koníček, pochopení toho, jak váš fotoaparát funguje, je důležitou součástí pořizování úžasných fotografií. Udělejte si čas seznamte se s funkcemi a možnostmi svého fotoaparátu abyste se ujistili, že z toho vytěžíte maximum.

Shrnutí komponent fotoaparátu a jejich vzájemné spolupráce

Fotografie existuje po staletí, ale moderní fotoaparáty fungují způsoby, které nebyly možné až do nedávného pokroku v technologii. Klíčovou součástí každého digitálního fotoaparátu je a čočka, která zaostřuje světlo z objektu na obrazový snímač. Obrazový snímač je v podstatě pole milionů maličkých fotodetektory (pixely) které převádějí světlo na elektrické signály, takže obraz lze zachytit a uložit jako data. Jakmile je signál zaznamenán, může být dále zpracován procesorem fotoaparátu, aby se zlepšily barvy a ostrost, než se uloží jako digitální soubor.

Většina dnešních spotřebitelských fotoaparátů má několik dalších komponentů, které zlepšují kvalitu vašich fotografií a dělají je živějšími. Tyto zahrnují:

• Mechanismy automatického zaostřování
• Elektronické závěrky
• Měřiče expozice
• Senzory vyvážení bílé
• Bleskové jednotky
• Vylepšení citlivosti na slabé světlo
• Systémy stabilizace obrazu
• Displeje pro náhled vašich fotografií.

Všechny tyto základní komponenty spolupracují na vytvoření vysoce kvalitních snímků podle vašich nastavení a preferencí při stisknutí spouště.

Výhody použití fotoaparátu

Při používání fotoaparátu existuje řada výhod, včetně zachycení nezapomenutelných okamžiků, zachycení pohyblivých obrázků pro vyprávění příběhu, vytváření uměleckých děl a další. Pořizování fotografií digitálním fotoaparátem může uchovat vzpomínky způsobem, který tradiční filmové fotoaparáty nedokážou. Pohyblivé obrázky, jako jsou videa, také dokážou zachytit příběhy, události nebo situace způsobem, který statické fotografie nedokážou. To lze použít pro vyprávění příběhů nebo pro umělecký projev a kreativitu.

Videa také umožňují tvůrcům experimentovat s různými úhly a záběry, aby dílu dodaly větší hloubku a vizuální zajímavost. Fotoaparáty navíc poskytují svobodu kreativního vyjádření pomocí různých objektivů a funkcí, jako je např nastavení expozice a ovládání vyvážení bílé. Pokročilejší fotografové mají ještě více možností, co se týče ovládání svých snímků jako např ovládání clony nebo nastavení časosběrného snímání které jim umožňují zachytit jedinečné detaily, které nelze provést ručně.

Konečně, fotoaparáty poskytují odbytiště pro umělecké vyjádření prostřednictvím kompozice a techniky fotografování předmětů, ať už jde o portréty, krajiny nebo cokoliv jiného, ​​co si člověk vybere. Všechny tyto výhody se spojují a vytvářejí umění schopné vyvolat emoce a věčné vzpomínky s digitálními fotoaparáty.

Ahoj, jmenuji se Kim, máma a nadšenkyně stop-motion se zkušenostmi s tvorbou médií a vývojem webu. Mám obrovskou vášeň pro kreslení a animaci a teď se vrhám po hlavě do světa stop-motion. Na svém blogu s vámi sdílím své poznatky.