Jak działa cyfrowy aparat fotograficzny?

Jak działa cyfrowy aparat fotograficzny?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie cyfrowego aparatu fotograficznego.

Technika, zajęcia z gospodarstwa domowego

Etykiety

kamera, cyfrowy, obraz, fotografia, obiektyw, błysk, karta pamięciowa, wystawa, LCD, Rozdzielczość, piksel, koncentrując się obiektyw, diaphgram, światłoczuła powierzchnia, czujnik elektryczny, filtr koloru, światło, efekt fotoelektryczny, technika, technologia informacyjna

Powiązane treści

Sceny

Cyfrowy aparat fotograficzny

Budowa cyfrowego aparatu fotograficznego jest niezwykle podobna do klasycznego aparatu fotograficznego na kliszę. Podstawowe części aparatu to korpus, obiektyw, migawka, przysłona fotograficzna i materiał światłoczuły. Różnica pomiędzy nimi polega na tym, że aparat cyfrowy przetwarza obraz na sygnały elektryczne i zapisuje je również w postaci sygnałów cyfrowych, podczas gdy w klasycznym aparacie fotograficznym światło powoduje w materiale światłoczułym (błonie lub kliszy) zmiany chemiczne.

Istnieje kilka typów cyfrowych aparatów fotograficznych. Najpopularniejszy to lustrzanka cyfrowa, czyli DSLR, której zaletą jest możliwość wymiany obiektywów. Coraz większą popularność zdobywa sobie aparat bezlusterkowy również z wymienialnym obiektywem (MILC). W przeciwieństwie do nich aparat kompaktowy wyposażony jest w niewymienny obiektyw. Do tego typu zaliczane są aparaty typu bridge camera (potocznie hybrydy lub DSLR-like), wyposażone w obiektyw zmiennoogniskowy (potocznie zoom) o dużej transfokacji, które stanowią formę przejściową pomiędzy aparatami kompaktowymi a lepszymi gatunkowo lustrzankami. Większość cyfrowych aparatów fotograficznych przystosowana jest również do filmowania.

Droga światła

Podczas eksponowania światło pada najpierw w obiektyw, który skupia jego promienie. Obiektyw jest układem optycznym, składającym się z kilku soczewek o zmienialnej pozycji, dzięki czemu możliwa jest płynna regulacja długości ogniskowej oraz kąt widzenia, czyli tego, gdzie obiektyw ma skupiać promienie światła. W ten sposób można regulować ostrość wybranego przedmiotu. Obiektyw między innymi dlatego składa się z kilku soczewek, żeby korygować błędy przekazywania obrazu przez poszczególne soczewki.

Następnie światło przechodzi przez aperturę, która reguluje ilość światła, padającego na materiał światłoczuły. Przysłona fotograficzna działa na podobnej zasadzie, co tęczówka w oku człowieka. Jeśli jest dużo światła, przysłona się zwęża, jeśli światła jest mało, rozszerza się. Przysłoną można również regulować głębię ostrości. Jeśli apertura jest wąska, wówczas głębia ostrości uzyskiwanego obrazu jest duża, tzn. otrzymamy ostry obraz przedmiotów zarówno na pierwszym planie, jak i w tle, a jeśli przysłona jest szeroko otwarta, wówczas głębia ostrości jest mała, czyli ostre będą tylko przedmioty, na których skupia się obiektyw.

W lustrzankach cyfrowych światło, po przejściu przez przysłonę, pada na lustro, ustawione pod kątem, które przez pryzmat pentagonalny kieruje promień światła do wizjera. W wizjerze fotograf widzi, jaki obraz będzie na zdjęciu. Dzięki zastosowaniu pryzmatu pentagonalnego obserwowany przez wizjer obraz nie jest odwrócony do góry nogami. W niektórych aparatach lustro jest półprzezroczyste, za nim zaś znajduje się drugie, prostopadłe doń zwierciadło, które w celu automatycznego ustawienia ostrości odbija część światła i kieruje je do układu AF (autofocus).

W momencie eksponowania lustro się podnosi, a promień światła kieruje się w stronę migawki szczelinowej, która otwierając się w tym samym momencie uwalnia światłu drogę do matrycy światłoczułej. Kiedy światła jest dużo, migawka otwarta jest krótko, a w przypadku małej ilości światła, odsłania matrycę dłużej. Fotografując przedmiot w ruchu warto stosować krótki czas migawki (i dużą przysłonę), żeby obraz się nie rozmazał. Natomiast fotografując nocą gwiaździste niebo należy zastosować długi czas naświetlania i oczywiście umieścić aparat na statywie.

Po przejściu przez migawkę szczelinową światło pada na matrycę światłoczułą, składającą się z milionów komórek fotoelektrycznych, gdzie wyzwala impulsy elektryczne. Impulsy odczytywane są przez procesor, znajdujący się w aparacie fotograficznym, następnie zaś wszystkie piksele, nadal w postaci ładunków elektrycznych, zapisywane są na karcie pamięciowej aparatu.

Światłoczułość matrycy można zmieniać w dość szerokich granicach (wartość ISO), jeśli jednak nastawimy matrycę na zbyt dużą czułość, obraz będzie zakłócony. W nowoczesnych aparatach nastawianie ostrości, przysłony, czasu migawki i światłoczułości odbywa się automatycznie. Współczesny użytkownik ma duży wybór aparatów automatycznych, półautomatycznych czy nastawianych manualnie.

Kolorowe zdjęcia aparat fotograficzny może rejestrować dzięki temu, że na światłoczułej matrycy każdy najmniejszy jednolity element obrazu (piksel) posiada mikroskopijny czerwony, zielony lub niebieski filtr koloru, stąd aparat "wie", który piksel odpowiada danej barwie. W przypadku bezlusterkowców światło pada na światłoczułą matrycę bez przerwy, wobec czego obraz widziany przez obiektyw wyświetlany jest wciąż na wyświetlaczu LCD z tyłu aparatu, który w ten sposób funkcjonuje jako wizjer.

Wykonywanie zdjęcia

Akcesoria

Do wykonania zdjęcia dobrej jakości potrzebujemy często dodatkowych akcesorii, ponieważ na przykład w słabym świetle samym aparatem fotograficznym trudno jest zrobić dobre zdjęcie. Przy niedostatecznej ilości światła przysłona musi być dłużej otwarta, a w tym czasie aparat lub fotografowany obiekt może się poruszyć, co spowoduje, że zdjęcie będzie nieostre. Jako źródło sztucznego światła służy więc lampa błyskowa, a statyw zapewnia, że aparat nie zmieni pozycji w czasie eksponowania.

Animacja

Narracja

Budowa cyfrowego aparatu fotograficznego jest niezwykle podobna do klasycznego aparatu fotograficznego na kliszę. Podstawowe części aparatu to korpus, obiektyw, migawka, przysłona fotograficzna i materiał światłoczuły. Różnica pomiędzy nimi polega na tym, że aparat cyfrowy przetwarza obraz na sygnały elektryczne i zapisuje je również w postaci sygnałów cyfrowych, podczas gdy w klasycznym aparacie fotograficznym światło powoduje w materiale światłoczułym (błonie lub kliszy) zmiany chemiczne.

Do wykonania zdjęcia dobrej jakości potrzebujemy często dodatkowych akcesorii, ponieważ na przykład w słabym świetle samym aparatem fotograficznym trudno jest zrobić dobre zdjęcie. Przy niedostatecznej ilości światła przysłona musi być dłużej otwarta, a w tym czasie aparat lub fotografowany obiekt może się poruszyć, co spowoduje, że zdjęcie będzie nieostre. Jako źródło sztucznego światła służy więc lampa błyskowa, a statyw zapewnia, że aparat nie zmieni pozycji w czasie eksponowania.

Podczas eksponowania światło pada najpierw w obiektyw, który skupia jego promienie. Obiektyw jest układem optycznym, składającym się z kilku soczewek o zmienialnej pozycji, dzięki czemu możliwa jest płynna regulacja długości ogniskowej oraz kąt widzenia, czyli tego, gdzie obiektyw ma skupiać promienie światła. W ten sposób można regulować ostrość wybranego przedmiotu. Obiektyw między innymi dlatego składa się z kilku soczewek, żeby korygować błędy przekazywania obrazu przez poszczególne soczewki.

Następnie światło przechodzi przez aperturę, która reguluje ilość światła, padającego na materiał światłoczuły. Przysłona fotograficzna działa na podobnej zasadzie, co tęczówka w oku człowieka. Jeśli jest dużo światła, przysłona się zwęża, jeśli światła jest mało, rozszerza się. Przysłoną można również regulować głębię ostrości. Jeśli apertura jest wąska, wówczas głębia ostrości uzyskiwanego obrazu jest duża, tzn. otrzymamy ostry obraz przedmiotów zarówno na pierwszym planie, jak i w tle, a jeśli przysłona jest szeroko otwarta, wówczas głębia ostrości jest mała, czyli ostre będą tylko przedmioty, na których skupia się obiektyw.

W lustrzankach cyfrowych światło, po przejściu przez przysłonę, pada na lustro, ustawione pod kątem, które przez pryzmat pentagonalny kieruje promień światła do wizjera. W wizjerze fotograf widzi, jaki obraz będzie na zdjęciu. Dzięki zastosowaniu pryzmatu pentagonalnego obserwowany przez wizjer obraz nie jest odwrócony do góry nogami. W niektórych aparatach lustro jest półprzezroczyste, za nim zaś znajduje się drugie, prostopadłe doń zwierciadło, które w celu automatycznego ustawienia ostrości odbija część światła i kieruje je do układu AF (autofocus).

W momencie eksponowania lustro się podnosi, a promień światła kieruje się w stronę migawki szczelinowej, która otwierając się w tym samym momencie uwalnia światłu drogę do matrycy światłoczułej. Kiedy światła jest dużo, migawka otwarta jest krótko, a w przypadku małej ilości światła, odsłania matrycę dłużej. Fotografując przedmiot w ruchu warto stosować krótki czas migawki (i dużą przysłonę), żeby obraz się nie rozmazał. Natomiast fotografując nocą gwiaździste niebo należy zastosować długi czas naświetlania i oczywiście umieścić aparat na statywie.

Po przejściu przez migawkę szczelinową światło pada na matrycę światłoczułą, składającą się z milionów komórek fotoelektrycznych, gdzie wyzwala impulsy elektryczne. Impulsy odczytywane są przez procesor, znajdujący się w aparacie fotograficznym, następnie zaś wszystkie piksele, nadal w postaci ładunków elektrycznych, zapisywane są na karcie pamięciowej aparatu.

Światłoczułość matrycy można zmieniać w dość szerokich granicach (wartość ISO), jeśli jednak nastawimy matrycę na zbyt dużą czułość, obraz będzie zakłócony. W nowoczesnych aparatach nastawianie ostrości, przysłony, czasu migawki i światłoczułości odbywa się automatycznie. Współczesny użytkownik ma duży wybór aparatów automatycznych, półautomatycznych czy nastawianych manualnie.

Kolorowe zdjęcia aparat fotograficzny może rejestrować dzięki temu, że na światłoczułej matrycy każdy najmniejszy jednolity element obrazu (piksel) posiada mikroskopijny czerwony, zielony lub niebieski filtr koloru, stąd aparat "wie", który piksel odpowiada danej barwie. W przypadku bezlusterkowców światło pada na światłoczułą matrycę bez przerwy, wobec czego obraz widziany przez obiektyw wyświetlany jest wciąż na wyświetlaczu LCD z tyłu aparatu, który w ten sposób funkcjonuje jako wizjer.

Powiązane treści

Pierwsze aparaty fotograficzne (dagerotypia)

Pierwsza stosowana technika fotograficzna utrwalania obrazu została opracowana przez francuskich pionierów fotografii.

Urządzenia optyczne

Urządzenia optyczne mają szerokie zastosowanie, od mikroskopu po teleskop.

Jak działa drukarka laserowa?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie drukarki laserowej.

Jak działa ekran LCD?

Ekran ciekłokrystaliczny LCD wykorzystuje do emisji obrazu aktywność optyczną ciekłych kryształów.

Jak działa mikroskop elektronowy?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie mikroskopu elektronowego.

Jak działa projektor?

Animacja prezentuje konstrukcję i zasadę działania tradycyjnego, taśmowego projektora filmowego.

Jak działa telewizor plazmowy?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie telewizora plazmowego.

Jak działa tomograf komputerowy?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie tomografu komputerowego

Jak działają telewizory kineskopowe?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie telewizora kineskopowego.

Korekcja wzroku

Korekcja krótkowzroczności lub dalekowzroczności możliwa jest za pomocą wklęsłej lub wypukłej soczewki.

Oko

Jeden z naszych najważniejszych narządów. Pod wpływem światła w jego receptorach powstają bodźce elektryczne.

Teleskopy optyczne

Animacja prezentuje główne teleskopy soczewkowe i zwierciadlane, stosowane w astronomii.

Tworzenie się obrazu w oku

Podczas patrzenia na większą i mniejszą odległość zmienia się uwypuklenie soczewki, co zapewnia ostrość widzenia.

Kino (USA, lata 1930)

W latach 10-tych XX wieku w amerykańskich dużych miastach z ferworem budowano nowe kina.

Added to your cart.