Πώς λειτουργεί η φωτογραφική μηχανή φωτογραφικές μηχανές, οι φακοί και άλλα που εξηγούνται

Μπερδευτήκατε από την ψηφιακή φωτογραφική μηχανή SLR που διαθέτετε και όλη τη φρασεολογία της φωτογραφίας που συμβαίνει μαζί της; Ρίξτε μια ματιά σε κάποια βασικά στοιχεία της φωτογραφίας, μάθετε πώς λειτουργεί η κάμερά σας και πώς μπορεί να σας βοηθήσει να τραβήξετε καλύτερες φωτογραφίες.

Η φωτογραφία έχει πάντα σχέση με την επιστήμη της οπτικής - πώς το φως αντιδρά όταν είναι διαθλασμένο, λυγισμένο και συλλαμβάνεται από φωτοευαίσθητα υλικά, όπως φωτογραφική ταινία ή φωτοαισθητήρες σε σύγχρονες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Μάθετε αυτά τα βασικά στοιχεία για το πώς λειτουργεί μια κάμερα - σχεδόν οποιαδήποτε φωτογραφική μηχανή, ώστε να μπορείτε να βελτιώσετε τη φωτογραφία σας, είτε χρησιμοποιείτε μια κάμερα SLR είτε μια κάμερα κινητού για να ολοκληρώσετε τη δουλειά.

Ακριβώς Τι είναι μια κάμερα?

Περίπου από το 400 π.Χ. έως το 300 π.Χ., οι αρχαίοι φιλόσοφοι των πιο επιστημονικά προηγμένων πολιτισμών (όπως η Κίνα και η Ελλάδα) ήταν μερικοί από τους πρώτους λαούς να πειραματιστούν με camera obscura σχεδιασμό για τη δημιουργία εικόνων. Η ιδέα είναι αρκετά απλή - δημιουργεί ένα αρκετά σκοτεινό δωμάτιο με μόνο ένα μικρό κομμάτι φως που εισέρχεται μέσα από μια οπή αντί για ένα επίπεδο αεροπλάνο. Το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές (αυτό το πείραμα χρησιμοποιήθηκε για να το αποδείξει), διασχίζει την οπή και δημιουργεί μια εικόνα στο επίπεδο επίπεδο στην άλλη πλευρά. Το αποτέλεσμα είναι μια ανάποδη εκδοχή των αντικειμένων που εκπέμπονται από την αντίθετη πλευρά της οπής - ένα θαυμάσιο θαύμα και μια καταπληκτική επιστημονική ανακάλυψη για ανθρώπους που ζούσαν περισσότερο από μια χιλιετία πριν από το "μεσαίωνα".

Για να κατανοήσουμε τις σύγχρονες κάμερες, μπορούμε να ξεκινήσουμε με την κάμερα obscura, να προχωρήσουμε λίγα χιλιάδες χρόνια και να αρχίσουμε να μιλάμε για τις πρώτες φωτογραφικές μηχανές. Αυτοί χρησιμοποιούν την ίδια απλή ιδέα "φωτισμού" φωτός και δημιουργούν μια εικόνα σε ένα επίπεδο φωτοευαίσθητου υλικού - μια γαλακτωματοποιημένη επιφάνεια που αντιδρά χημικά όταν χτυπιέται από το φως. Επομένως, η βασική ιδέα οποιασδήποτε φωτογραφικής μηχανής είναι να συγκεντρώσει φως και να την καταγράψει σε κάποιο είδος φωτοευαίσθητου αντικειμενικού φιλμ, στην περίπτωση παλαιότερων φωτογραφικών μηχανών, και αισθητήρων φωτογράφησης, στην περίπτωση ψηφιακών.

Μήπως κάτι πάει πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός?

Το ερώτημα που τίθεται παραπάνω είναι ένα είδος τέχνασμα. Γνωρίζουμε από τη φυσική ότι η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι μια σταθερά, ένα όριο ταχύτητας που είναι αδύνατο να περάσει. Ωστόσο, το φως έχει μια αστεία ιδιότητα, σε σύγκριση με άλλα σωματίδια, όπως τα νετρίνα που ταξιδεύουν με τόσο γρήγορες ταχύτητες - δεν πηγαίνει η ίδια ταχύτητα μέσα από κάθε υλικό. Αναστέλλει, στροφές ή διαθλάσεις, αλλάζοντας ιδιότητες καθώς πηγαίνει. Η "ταχύτητα του φωτός" που διαφεύγει από το κέντρο ενός πυκνού ήλιου είναι πολύ αργή σε σύγκριση με τα νετρίνα που διαφεύγουν από αυτά. Το φως μπορεί να διαρκέσει χιλιετίες για να ξεφύγει από τον πυρήνα ενός αστέρα, ενώ τα νετρίνα που δημιουργούνται από ένα αστέρι αντιδρούν με σχεδόν τίποτα, και πετούν μέσα από την πιο πυκνή ύλη στα 186,282 μίλια / δευτερόλεπτο, σαν να ήταν σχεδόν καν εκεί. "Αυτό είναι καλό και καλό", μπορείτε να ρωτήσετε, "αλλά τι έχει αυτό να κάνει με τη φωτογραφική μηχανή μου;"

Είναι αυτή η ίδια ιδιότητα του φωτός για να αντιδράσουμε με την ύλη που μας επιτρέπει να λυγίζουμε, να διαθλάμε και να την εστιάζουμε χρησιμοποιώντας σύγχρονους φωτογραφικούς φακούς. Ο ίδιος βασικός σχεδιασμός δεν έχει αλλάξει σε πολλά χρόνια και ισχύουν και οι ίδιες βασικές αρχές από την στιγμή που δημιουργήθηκαν οι πρώτοι φακοί.

Εστιακό μήκος και διαμονή σε εστίαση

Ενώ έχουν γίνει πιο προηγμένες καθ 'όλη τη διάρκεια των ετών, οι φακοί είναι βασικά απλά αντικείμενα - κομμάτια γυαλιού που διαθλούν το φως και κατευθύνονται προς ένα αεροπλάνο εικόνας προς το πίσω μέρος της κάμερας. Ανάλογα με τον τρόπο που σχηματίζεται το γυαλί στον φακό, ο αριθμός των αποστάσεων που χρειάζεται να συγκλίνει σωστά το επίπεδο φωτισμού στο επίπεδο της εικόνας ποικίλλει. Οι σύγχρονοι φακοί μετρούνται σε χιλιοστά και αναφέρονται σε αυτό το ύψος απόστασης μεταξύ του φακού και του σημείου σύγκλισης στο επίπεδο της εικόνας.

Το εστιακό μήκος επηρεάζει επίσης το είδος της εικόνας που συλλαμβάνει η φωτογραφική μηχανή σας. Μια πολύ μικρή εστιακή απόσταση θα επιτρέψει σε έναν φωτογράφο να συλλάβει ένα ευρύτερο οπτικό πεδίο, ενώ ένα πολύ μεγάλο εστιακό μήκος (για παράδειγμα, ένα τηλεφακός) θα μειώσει την περιοχή που απεικονίζετε σε ένα πολύ μικρότερο παράθυρο.

Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι φακών για τυπικές εικόνες SLR. Αυτοί είναι Κανονικός Φακοί, Ευρεία γωνεία φακοί, και Τηλεφωτογραφικός Φακοί. Καθένα από αυτά, πέρα ​​από αυτά που έχουν ήδη συζητηθεί εδώ, έχει κάποιες άλλες προειδοποιήσεις που έρχονται μαζί με τη χρήση τους.

• Ευρυγώνιοι φακοί έχουν τεράστιες γωνίες θέασης 60+ βαθμών και συνήθως χρησιμοποιούνται για εστίαση στο αντικείμενο πιο κοντά στον φωτογράφο. Τα αντικείμενα σε φακούς ευρείας γωνίας ενδέχεται να εμφανίζονται παραμορφωμένα, καθώς και να παραποιούν τις αποστάσεις μεταξύ αντικειμένων απόστασης και προοπτικής κλίσης σε πιο κοντινές αποστάσεις.
• Κανονικοί φακοί είναι εκείνες που αντιπροσωπεύουν περισσότερο την "φυσική" απεικόνιση παρόμοια με αυτή που συλλαμβάνει το ανθρώπινο μάτι. Η γωνία θέασης είναι μικρότερη από τους φακούς ευρείας γωνίας, χωρίς παραμόρφωση αντικειμένων, αποστάσεις μεταξύ αντικειμένων και προοπτική.
• Φακοί μακριάς εστίασης είναι οι τεράστιοι φακοί που βλέπετε τους λάτρεις της φωτογραφίας γύρω σας και χρησιμοποιούνται για να μεγεθύνουν αντικείμενα σε μεγάλες αποστάσεις. Έχουν την πιο στενή οπτική γωνία και χρησιμοποιούνται συχνά για τη δημιουργία πυροβολισμών βάθους πεδίου και λήψεων όπου οι εικόνες φόντου είναι θολές, αφήνοντας τα αντικείμενα του προσκηνίου να παραμένουν αιχμηρά.

Ανάλογα με τη μορφή που χρησιμοποιείται για τη φωτογραφία, οι εστιακές διαστάσεις για τους φακούς Normal, Wide-Angle και Long-Focus αλλάζουν. Οι περισσότερες συνηθισμένες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές χρησιμοποιούν μια μορφή παρόμοια με τις φωτογραφικές μηχανές φιλμ 35mm, έτσι ώστε τα εστιακά μήκη των σύγχρονων DSLRs να μοιάζουν πολύ με τις κινηματογραφικές κάμερες του παρελθόντος (και σήμερα, για τους λάτρεις της κινηματογραφικής φωτογραφίας).

Ταχύτητα διαφράγματος και κλείστρου

Δεδομένου ότι γνωρίζουμε ότι το φως έχει μια ορισμένη ταχύτητα, μόνο ένα πεπερασμένο ποσό είναι παρόν όταν κάνετε μια φωτογραφία, και μόνο ένα κλάσμα από αυτό το κάνει μέσω του φακού στα φωτοευαίσθητα υλικά μέσα. Αυτή η ποσότητα φωτός ελέγχεται από δύο από τα σημαντικότερα εργαλεία που μπορεί να προσαρμόσει ένας φωτογράφος - το άνοιγμα και η ταχύτητα κλείστρου.

ο άνοιγμα μιας φωτογραφικής μηχανής είναι παρόμοια με την κόρη του ματιού σας. Είναι περισσότερο ή λιγότερο μια απλή τρύπα, που ανοίγει ευρεία ή κλείνει σφιχτά ώστε να επιτρέπει περισσότερο ή λιγότερο φως μέσω του φακού στους υποδοχείς φωτογραφιών. Οι φωτεινές, φωτισμένες σκηνές χρειάζονται ελάχιστο φως, οπότε το διάφραγμα μπορεί να ρυθμιστεί σε μεγαλύτερο αριθμό για να επιτρέψει μικρότερο φως. Οι σκηνές dimmer απαιτούν περισσότερη φωτεινότητα για να χτυπήσουν τους αισθητήρες φωτογραφιών στην κάμερα, οπότε η ρύθμιση του μικρότερου αριθμού θα επιτρέπει περισσότερο φωτισμό. Κάθε ρύθμιση, συχνά αναφερόμενη ως αριθμός f, f-stop ή διακοπή, επιτρέπει συνήθως τη μισή ποσότητα φωτός ως ρύθμιση πριν από αυτήν. Το βάθος πεδίου επίσης αλλάζει με τις ρυθμίσεις αριθμών f, αυξάνοντας το μικρότερο άνοιγμα που χρησιμοποιείται στη φωτογραφία.

Εκτός από τη ρύθμιση ανοίγματος, ο χρόνος που παραμένει ανοιχτός το κλείστρο (aka, ταχύτητα κλείστρου) για να επιτρέψει στο φως να χτυπήσει φωτοευαίσθητα υλικά μπορεί επίσης να ρυθμιστεί. Μεγαλύτερες εκθέσεις επιτρέπουν σε περισσότερο φως, ιδιαίτερα χρήσιμες σε καταστάσεις χαμηλού φωτισμού, αλλά αφήνοντας το κλείστρο ανοικτό για παρατεταμένες χρονικές περιόδους μπορεί να κάνει τεράστιες διαφορές στη φωτογραφία σας. Οι κινήσεις τόσο μικρές όσο οι ακούσιες τρόμος χεριών μπορούν να θολώσουν δραματικά τις εικόνες σας σε βραδύτερες ταχύτητες κλείστρου, καθιστώντας απαραίτητη τη χρήση ενός τρίποδου ή εύρωστου αεροπλάνου για να τοποθετήσετε την κάμερα.

Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό, οι αργές ταχύτητες κλείστρου αντισταθμίζουν τις μικρότερες ρυθμίσεις στο άνοιγμα, καθώς και μεγάλα ανοίγματα διαφράγματος που αντισταθμίζουν τις πολύ γρήγορες ταχύτητες κλείστρου. Κάθε συνδυασμός μπορεί να δώσει ένα πολύ διαφορετικό αποτέλεσμα-επιτρέποντας πολύ φως σε πάροδο του χρόνου μπορεί να δημιουργήσει μια πολύ διαφορετική εικόνα, σε σύγκριση με επιτρέποντας παρτίδες του φωτός μέσα από ένα μεγαλύτερο άνοιγμα. Ο προκύπτων συνδυασμός της ταχύτητας κλείστρου και του ανοίγματος δημιουργεί μια "έκθεση", ή τη συνολική ποσότητα φωτός που πλήττει τα φωτοευαίσθητα υλικά, είτε πρόκειται για αισθητήρες είτε για φιλμ.

Έχετε ερωτήσεις ή σχόλια σχετικά με τα γραφικά, τις φωτογραφίες, τα αρχεία τύπου ή το Photoshop; Στείλτε τις ερωτήσεις σας στο [email protected], και μπορεί να εμφανίζονται σε ένα μελλοντικό άρθρο How-To Geek Graphics.

Credits εικόνας: Φωτογράφηση του φωτογράφου, από naixn, διαθέσιμη κάτω από Creative Commons. Camera Obscura, σε δημόσιο τομέα. Pinhole Camera (Αγγλικά) από Trassiorf, σε δημόσιο τομέα. Διάγραμμα ενός ηλιακού τύπου αστεριού από τη NASA, ανέλαβαν δημόσιο τομέα και δίκαιη χρήση. Τηλεσκόπιο του Galileo από το Tamasflex, διαθέσιμη κάτω από Creative Commons. Μήκος εστίασης από Henrik, διαθέσιμη κάτω από Άδεια GNU. Konica FT-1 από Morven, διαθέσιμη κάτω από Creative Commons. Απόσπασμα διάγραμμα από Cbuckley και Dicklyon, διαθέσιμη κάτω από Creative Commons. Ghost Bumpercar από Baccharus, διαθέσιμη κάτω από Creative Commons. Windflower από Nevit Dilmen, διαθέσιμη κάτω από Creative Commons.