Как устроен и работает зеркальный фотоаппарат

Как работает цифровой фотоаппарат

Как устроен и работает зеркальный фотоаппарат

© 2014 Vasili-photo.com

Для полного контроля над процессом получения цифрового изображения необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе устройство и принцип работы цифрового фотоаппарата.

Единственное принципиальное отличие цифровой камеры от плёночной заключается в природе используемого в них светочувствительного материала.

Если в плёночной камере это плёнка, то в цифровой – светочувствительная матрица.

И как традиционный фотографический процесс неотделим от свойств плёнки, так и цифровой фотопроцесс во многом зависит от того, как матрица преобразует свет, сфокусированный на неё объективом, в цифровой код.

Принцип работы фотоматрицы

Светочувствительная матрица или фотосенсор представляет собой интегральную микросхему (проще говоря, кремниевую пластину), состоящую из мельчайших светочувствительных элементов – фотодиодов.

Матрица фотоаппарата Nikon D4

Существует два основных типа сенсоров: ПЗС (Прибор с Зарядовой Связью, он же CCD – Charge-Coupled Device) и КМОП (Комплементарный Металл-Оксид-Полупроводник, он же CMOS – Complementary Metal-Oxide-Semiconductor).

Матрицы обоих типов преобразовывают энергию фотонов в электрический сигнал, который затем подлежит оцифровке, однако если в случае с ПЗС матрицей сигнал, сгенерированный фотодиодами, поступает в процессор камеры в аналоговой форме и лишь затем централизованно оцифровывается, то у КМОП матрицы каждый фотодиод снабжён индивидуальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП), и данные поступают в процессор уже в дискретном виде. В целом, различия между КМОП и ПЗС матрицами хоть и принципиальны для инженера, но абсолютно несущественны для фотографа. Для производителей же фотооборудования имеет значение ещё и тот факт, что КМОП матрицы, будучи сложнее и дороже ПЗС матриц в разработке, оказываются при этом выгоднее последних при массовом производстве. Так что будущее, скорее всего, за технологией КМОП в силу чисто экономических причин.

Фотодиоды, из которых состоит любая матрица, обладают способностью преобразовывать энергию светового потока в электрический заряд. Чем больше фотонов улавливает фотодиод, тем больше электронов получается на выходе. Очевидно, что чем больше совокупная площадь всех фотодиодов, тем больше света они могут воспринять и тем выше светочувствительность матрицы.

К сожалению, фотодиоды не могут быть расположены вплотную друг к другу, поскольку тогда на матрице не осталось бы места для сопутствующей фотодиодам электроники (что особенно актуально для КМОП матриц).

Восприимчивая к свету поверхность сенсора составляет в среднем 25-50 % от его общей площади. Для уменьшения потерь света каждый фотодиод накрыт микролинзой, превосходящей его по площади и фактически соприкасающейся с микролинзами соседних фотодиодов.

Микролинзы собирают падающий на них свет и направляют его внутрь фотодиодов, повышая таким образом светочувствительность сенсора.

Основа любой фотографии – свет. Он проникает в камеру через объектив, линзы которого формируют изображение предмета на светочувствительной матрице.

При нажатии на кнопку спуска затвор камеры открывается (как правило, на доли секунды) и происходит экспонирование кадра, т.е. освещение матрицы потоком света заданной интенсивности.

В зависимости от желания получить светлый или тёмный снимок, может потребоваться различное количество света, т.е. различная экспозиция.

По завершении экспонирования электрический заряд, сгенерированный каждым фотодиодом, считывается, усиливается и с помощью аналого-цифрового преобразователя превращается в двоичный код заданной разрядности, который затем поступает в процессор фотоаппарата для последующей обработки. Каждому фотодиоду матрицы соответствует (хоть и не всегда) один пиксель будущего изображения.

Разрядность определяет количество оттенков, т.е. градаций яркости для каждого пикселя. Чем выше разрядность, тем более плавные тональные переходы способна запечатлеть камера. Большинство цифровых зеркальных камер способно сохранять 12 или 14 бит информации для каждого пикселя. 12 бит означает 212=4096 оттенков, а 14 бит – 214=16384 оттенка.

Динамический диапазон

Под динамическим диапазоном матрицы подразумевают отношение между максимальным уровнем сигнала фотодиодов и уровнем фонового шума матрицы, т.е., по сути, – отношение между максимальной и минимальной интенсивностью света, которые матрица способна воспринять.

Чем больше фотонов способен уловить фотодиод до того, как он достигнет насыщения, тем большим динамическим диапазоном будет обладать сенсор в целом. Ёмкость фотодиодов пропорциональна их физическому размеру, а потому, при прочих равных условиях, фотоаппарат с бо́льшей матрицей, а значит, и с более крупными фотодиодами, будет обладать большим динамическим диапазоном и меньшим уровнем шума.

Кроме того, бо́льшая матрица обычно означает более высокое максимальное значение чувствительности ISO для конкретной модели фотоаппарата.

Ведь повышение ISO в цифровой камере – это всего лишь усиление электрического сигнала непосредственно перед его оцифровкой.

Естественно, что вместе с полезным сигналом усиливается и шум, а значит, матрица с большим отношением сигнал/шум обеспечивает более чистую картинку при высоких значениях ISO.

Формирование цветного изображения

Возможно, некоторые из читателей уже заметили, что матрица цифрового фотоаппарата в том виде, в каком она описана выше, способна воспринимать лишь чёрно-белое изображение. Совершенно верно.

Фотодиод регистрирует лишь интенсивность освещения (по принципу один фотон – один электрон), но не имеет возможности определить цвет, зависящий от длины световой волны или, иначе говоря, от энергии конкретных фотонов.

Чтобы решить эту проблему, каждый из фотодиодов снабжается светофильтром красного, зелёного или синего цвета. Красный светофильтр пропускает лучи красного цвета, но задерживает синие и зелёные лучи. Аналогичным образом ведут себя зелёный и синий светофильтры, пропуская лучи только своего цвета. В результате каждый фотодиод становится восприимчив лишь к ограниченному спектру световых волн.

Цветные светофильтры, покрывающие фотодиоды, образуют узор или мозаику, называемую массивом цветных фильтров. Существует множество вариантов взаимного расположения светофильтров, но в большинстве цифровых камер используется т.н.

фильтр Байера, состоящий на 25 % из красных, на 25 % из синих и на 50 % из зелёных элементов.

Вдвое большее количество зелёных светофильтров используется потому, что человеческий глаз обладает повышенной чувствительностью именно к световым лучам зелёного цвета, из-за чего неточность в передаче зелёного канала на фотографии особенно заметна.

Полученное с помощью массива цветных фильтров изображение не является в полной мере цветным, ведь каждый фотодиод сообщает процессору камеры информацию лишь об одном из основных цветов: красном, зелёном или синем.

Недостающая цветовая информация для каждого пикселя восстанавливается в процессе дебайеризации.

Процессор фотоаппарата анализирует данные из расположенных по соседству элементов и, используя хитроумные алгоритмы интерполяции, рассчитывает значения красного, зелёного и синего цвета для каждого пикселя, получая в конечном итоге полноцветное RGB изображение.

Печально, но платой за цвет является трёхкратное снижение чувствительности матрицы, поскольку, при использовании фильтра Байера, световой поток, достигающий каждого фотодиода, ослабляется светофильтром примерно втрое.

Кроме того, страдает резкость изображения.

Заявленное производителем разрешение матрицы отражает её, так сказать, чёрно-белое разрешение, в то время как цветное изображение формируется посредством интерполяции соседних пикселей, что несколько размывает картинку.

Также матрицы с массивом цветных фильтров ведут себя из рук вон плохо в условиях монохромного освещения. Например, при свете натриевых ламп низкого давления полноценно работают только красные фотодиоды.

Зелёные получают минимум света, а синие и вовсе не воспринимают никакой информации.

В результате фотография выходит довольно зернистой даже при умеренных значениях ISO, поскольку изображение приходится восстанавливать почти исключительно на основании красных пикселей, которых на матрице всего 25 %.

Существуют альтернативные подходы к получению цветного изображения вроде трёхматричных систем 3CCD или трёхслойных фотосенсоров Foveon X3, однако и они не лишены недостатков и по распространённости значительно уступают матрицам с фильтром Байера.

Предварительная фильтрация света

Поверх фильтра Байера и микролинз сенсор накрыт дополнительным фильтром, прозрачным для видимого света, но непроницаемым для инфракрасных лучей.

Необходимость в ИК фильтре продиктована высокой чувствительностью матрицы не только к видимому, но также и к инфракрасному излучению.

ИК фильтр отсекает световые лучи с длиной волны свыше 700 нм и приводит диапазон частот, воспринимаемых фотосенсором, в соответствие с чувствительностью человеческого глаза.

Для съёмки же в инфракрасном диапазоне выпускаются специальные камеры без ИК фильтра.

К ультрафиолетовому излучению (с длиной волны меньше 400 нм) сенсор цифрового фотоаппарата практически не восприимчив, и потому в специальном УФ фильтре не нуждается.

Помимо фильтра, задерживающего инфракрасное излучение, фотосенсор часто снабжается ещё и т.н. оптическим фильтром нижних частот или сглаживающим фильтром, задача которого состоит в лёгком размытии изображения.

Дело в том, что если снимаемый объект имеет области с мелкими деталями, размер которых сопоставим с размерами фотодиодов матрицы, то при оцифровке изображения возможно появление неестественно выглядящих артефактов вроде муара. Фильтр нижних частот сглаживает мельчайшие детали изображения, т.е.

снижает частоту исходного аналогового сигнала до уровня, не превышающего частоту дискретизации. Это позволяет уменьшить риск возникновения артефактов оцифровки ценой незначительного снижения резкости конечного снимка.

Чем выше разрешение цифрового фотоаппарата, тем меньше необходимость в сглаживающем фильтре, и потому в последнее время всё чаще выпускаются модели без оного.

При разрешении матрицы свыше 15-20 мегапикселей аберрации объектива и дифракция на отверстии диафрагмы обеспечивают естественное и неизбежное размытие изображения, что делает намеренное ухудшение резкости с помощью фильтра нижних частот излишним.

***

Теперь вы знаете, как работает цифровая камера, и обладаете достаточным представлением об определённых технических слабостях цифровой фотографии на настоящем этапе её развития. Само собой разумеется, что сведения эти дополняют, но ни в коем случае не заменяют глубокое и всестороннее понимание экспозиции.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!

Вернуться к разделу “Матчасть”

Перейти к полному списку статей

%network%.Присоединяйтесь и будьте в курсе! data-orientation=horizontal data-text-color=#000000 data-share-shape=rectangle data-sn-ids=..tw.ok.gp. data-share-size=40 data-background-color=#ffffff data-preview-mobile=false data-mobile-sn-ids=..tw.ok.gp. data-pid=1424918 data-counter-background-alpha=1.0 data-follow-title=Подпишитесь на новости! data-following-enable=true data-exclude-show-more=false data-selection-enable=false data-follow-=vasili.photography class=upto-buttons>

Источник: https://vasili-photo.com/articles/digital-sensor.html

Как устроен цифровой зеркальный фотоаппарат

Как устроен и работает зеркальный фотоаппарат
pike

 

Устройство зеркального цифрового фотоаппарата — это фото камера, в которой объектив видоискателя и объектив для захвата изображения один и тот же, также в фотоаппарате используется цифровая матрица для записи изображения.

В не зеркальном фотоаппарата в видоискатель попадает изображение из отдельного маленького объектива, чаще всего находящийся над основным.

Отличие также имеется и от обычного устройства фотоаппарата (мыльницы), где отображается на экране изображение, попадающее непосредственно на матрицу.

В обычном устройстве зеркального цифрового фотоаппарата свет проходит через объектив (цифра 1 на рисунке). Затем он достигает диафрагмы, которая регулирует его количество (читайте об этом в статьях на ФотоПапе — цифра 2 на рисунке), затем свет доходит до зеркала в устройстве зеркального цифрового фотоаппарата, отражается и проходит через призму (цифра 4 на изображении), чтобы перенаправить его в видоискатель (цифра 5 на картинке). Информационный экран добавляет к изображению дополнительную информацию о кадре и экспозиции (зависит от модели фотокамеры).
В момент, когда происходит фотографирование, зеркало устройства фотоаппарата (цифра 6 на изображении) поднимается, открывается затвор фотоаппарата (цифра 7). В этот момент свет попадает прямо на матрицу фотоаппарата и происходит экспонирование кадра — фотографирование. Затем закрывается затвор, обратно опускается зеркало, и фото камера готова к следующему снимку. Необходимо понимать, что весь этот сложный процесс внутри происходит за доли секунды. Это и есть устройство зеркального цифрового фотоаппарата.
 

C самого создания первого устройство фотоаппарата, основная схема работы его почти не изменилась. Свет проходит через отверстие, масштабируется и попадает на светочувствительный элемент внутри устройства фотоаппарата. Будь это пленочной камерой или зеркальной цифровой фотокамерой.

В чем же разница в устройстве зеркального цифрового фотоаппарата и чем он так хорош?
Отличие устройства зеркального фотоаппарата от не зеркального в наличии специального зеркала.

Это зеркальце позволяет фотографу видеть в видоискателе абсолютно такую же картинку, которая попадает на плёнку или матрицу.

Чем отличается устройство зеркального цифрового фотоаппарата от пленочного зеркального фотоаппарата?1.

Первое отличие очевидно: в цифровой зеркальной фотокамере используется электроника для записи изображения на карту памяти, в то время как устройство пленочного зеркального фотоаппарата захватывает изображение на пленку.2.

Второе отличие между цифровым и пленочным зеркальным фотоаппаратом в том, что большинство цифровых зеркальных фотоаппаратов записывают изображение на поверхность матрицы, которая по площади меньше, чем кадр в пленочной зеркалке.3. Устройство цифрового фотоаппарата позволяет фотографу увидеть изображение сразу после съемки.4.

Более старые модели пленочных фотокамер не требуют электрического питания. Они полностью состоят из механики. А цифровым зеркальным фотокамерам необходимы батарейки или аккумуляторы.
5. При съёмке на пленку лучше немного переэкспонировать кадр, но для цифрового фотоаппарата лучше немного недоэкспонировать кадр.

6. Не зависимо от того, цифровой фотоаппарат или пленочный, оба типа фото камер имеют огромные возможности по смене объективов, пультов дистанционного управление, вспышек, элементов питания и других аксессуаров.

Перевод статьи: Борис Бухман. fotopapa.com

В дополнение к статье – познавательное видео от Discovery Channel

pikeC 16 по 21 августа 2011 г. на ЛИИ им. М.М.Громова в подмосковном Жуковском, проходил юбилейный 10-й российский “Международный авиационно-космический салон 2011” ( МАКС-2011 ). Мне с друзьями удалось посетить салон 20 числа, когда с утра шел проливной дождь и небо было покрыто серой пеленой, но тем не менее программа полетов не была изменена и все запланированные полеты состоялись. 

  (Фото1)  Амерканский стратегический военно-транспортный самолет C-5A Galaxy разработанный компанией  Lockheed.Первый полет самолета данного типа был осуществлен еще в 1968г.

(Фото 2)  AMC Super Galaxy 69913

(Фото 3)  Тем временем, выполнив летную программу, на обозрение выкатывали наш отечественный МИ26Т2, являющийся самым крупным транспортным вертолетом в мире.

 (Фото 4) Вертолёт Ми-26 за его габариты прозвали «Летающей коровой».  Грузоподъёмность до 20 тонн полезной нагрузки.

Вертолёт может быть использован для задач как военного, так и гражданского характера, а также для проведения поисково-спасательных операций. Цена 20-25 млн долларов. Первый полет 14 декабря 1977 года.

(Фото 5) Стратегический топлизаправщик McDonnell Douglas KC-10A Extender. Год принятия на вооружение – 1981 г.

(Фото 6)     Размах крыла – 47,34 м  Длина самолета – 55,35 м   Высота самолета – 17,7 м Площадь крыла – 358,69 кв.м

(Фото 7)  Особенностью этого самолета-заправщика является то, что кроме топлива, он способен перевозить значительное количество грузов, для размещения которых в верхней части фюзеляжа имеется грузовая кабина площадью 305 м2. Здесь могут быть размещены около 77 т груза (27 стандартных поддонов 463L) и до 80 человек личного состава.

( Фото 8) Военно-транспортный самолет Lockheed Martin C-130J “Super Hercules”.  Первые полеты С-130 были осуществлены в 50-х годах прошлого столетия. Это один из самых старых состоящих навооружении транспортных

самолетов. В 1997 году появилась новая модификация – C-130J, которая представлена на фото.
(Фото 9)  Бомбардировщик ВВС США Boeing B-52 Stratofortress. Состоит на вооружении ВВС США с 1955 года.

(Фото 10)  Какой отличный заяц 🙂

(Фото 11) Зенитная ракетная система большой и средней дальности С-400 «Триумф» была принята на вооружение постановлением правительства РФ от 28 апреля 2007 года, а 6 августа 2007 года первый зенитный ракетный полк, вооруженный С-400, заступил на боевое дежурство недалеко от г. Электростали Московской области.

(Фото 12) Зенитная управляемая ракета из состава ЗРС С-400 “Триумф”  с дальностью полета 250 км и работающая по целям со скоростью до 4800 м/с

(Фото 13)   Зенитно-ракетный комплекс “Бук М2Э” – многоцелевой зенитный ракетный комплекс средней дальности, предназначенный для поражения любых аэродинамических целей, в том числе маневрирующие самолёты тактической и стратегической авиации, вертолёты огневой поддержки, включая и зависающие, обширный ряд ракетных целей: тактических баллистических, противорадиолокационных, крылатых.

(Фото 14) Универсальная, мобильная, трехкоординатная радиолокационная станция пятого поколения “Противник-ГЕ”

(59Н6-Е) предназначена для обнаружения и выдачи координат (дальности, азимута, высоты) воздушных целей приработе в составе АСУ ПВО и систем управления воздушным движением (УВД).

(Фото 15)  Все посетители были под бдительным оком полиции.

(Фото 16) Вот они, наши знаменитые “Стрижи” ! Пилотажная группа использует для выступлений МиГ-29УБ.

(Фото 17) Летный состав:

Николай Михайлович Дятел. Заместитель командира 237-го Центра показа авиационной техники, гвардии полковник, заслуженный летчик России. Ведущий авиационной группы высшего пилотажа «Стрижи» (№1).

Геннадий Анатольевич Авраменко. Начальник отдела организации визитов и показов, гвардии полковник, левый ведомый (№2).
Игорь Евгеньевич Соколов. Командир звена aвиационной группы высшегопилотажа «Стрижи», гвардии подполковник, правый ведомый (№3).

Виктор Маркович Селютин. Командир авиационной группы высшего пилотажа «Стрижи», гвардии подполковник, хвостовой ведомый (№4).

Валерий Анатольевич Морозов. Старший летчик aвиационной группы высшегопилотажа «Стрижи», гвардии подполковник, крайний левый ведомый (№5).

(Фото 18)  Нельзя не отметить оригинальный окрас машин.

(Фото 19) В комплекс выступлений группы входят такие фигуры как «пирамида», «молот», «звезда», «стрела», «крест» и «крыло».

(Фото 20) Не так давно у группы появился новый элемент программы, когда шестёрка «Стрижей» выполняет петлю с выпущенным шасси и включёнными фарами.

(Фото 21) Официальным днем рождения авиационной группы высшего пилотажа считается 6 мая 1991 года. В тот день «Стрижи» дебютировали в воздухе на самолётах с оригинальной окраской и новым названием.

(Фото 22) Динамичный групповой и индивидуальный высший пилотаж лётчиков группы получил высокую оценку во многих странах мира.

(Фото 23) Стоит отметить, что все полеты “Стрижи” выполняют на серийных фронтовых истребителях 4-го поколения МиГ-29.

(Фото 24) Гордость авиасалона, Airbus A380 – самый крупный серийный авиалайнер в мире (высота 24,08 метра, длина 72,75/80,65 метра, размах крыла 79,75 метра)

(Фото 25) Вместимость — 525 пассажиров в салоне трёх классов, 853  пассажира в одноклассовой конфигурации. Можетсовершать беспосадочные перелёты на расстояние до 15 400 км.

(Фото 26) По словам разработчиков, самой сложной частью в создании самолёта стала проблема снижения его массы.

Её удалось решить за счёт широкого применения композиционных материалов как в силовых элементах конструкции, так и во вспомогательных агрегатах, интерьерах и т. д.

Для снижения массы самолёта также использовались прогрессивные технологии и улучшенные алюминиевые сплавы. Так, 11-тонный центроплан на 40 % своей массы состоит из углепластика.

(Фото 27)  Среди больших лайнеров самый экономичный — 3 литра топлива на одного пассажира на 100 километров пути.По заявлениям Airbus, в расчёте на одного пассажира A380 сжигает на 17 % меньше топлива, чем «современный

самый большой самолёт»

(Фото 28) Следует отметить отличную звукоизоляцию данного самолета. Тихий самолет несмотря на свои габариты!

(Фото 29) Красота!

(Фото 30)  На разработку А380 ушло около 10 лет, стоимость всей программы около 12 млрд евро. Airbus утверждает, что для возмещения затрат корпорации необходимо продать 420 самолётов, хотя по оценкам некоторых аналитиков,цифра должна быть намного больше.

(Фото 31)  Истребитель F-15E Strike Eagle ВВС США.

(Фото 32)  Преодоление звукового барьера.

(Фото 33) Вперед!

(Фото 34) Грохот от него стоял сильный.

(Фото 35) Шустрый малый )

(Фото 36) Выступление пилотажной группы “Русь” из города Вязьма.

(Фото 37)  Пилотажная группа выступает на реактивных учебно-тренировочных самолетах Л-39.

(Фото 38) Несмотря на то, что самолеты учебные – фигуры высшего пилотажа выполняли не хуже своих старших собратьев.

(Фото 39) Вот такое очаровательное сердечко подарила пилотажная группа “Русь” зрителям на МАКСе 2011.  Браво !!!

(Фото 40) Впервые для зрителей был продемонстрирован полет истребителя 5-го поколения Т-50 (перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации) ПАК ФА. Выступал он в сопровождении СУ-32 и СУ-35.

(Фото 41) На данный момент существует только 2 эксперементального образца самолетов данного типа.Первый полет самолёт совершил 29 января 2010 года. Серийное производство самолёта должно начаться в 2015 году.В 2013 году должно начаться мелкосерийное производство самолётов этого типа для испытания вооружений.

(Фото 42) Демонстрационный полет Су-35.

(Фото 43)СУ-35

(Фото 44) Тем временем в павильонах дети развлекались с такими вот “игрушками”

(Фото 45) Модель вертолета Eurocopter AS350 B3 – легкого однодвигательного вертолета.В мае 2005 года на AS350 B3 в стандартной конфигурации был поставлен мировой рекорд по максимальной высоте взлета и посадки – вертолет сел на вершину горы Эверест (8850 м)

(Фото 46) Модель вертолета Eurocopter Polizei.   Ну а теперь опять выдвигаемся на летное поле аэродрома, и что мы там видим ?!

(Фото 47) Да,да!  Это они –  знаменитые “Русские Витязи”  на СУ-27!

(Фото 48)

(Фото 49)   СУ-27 – советский/российский многоцелевой высокоманевренный всепогодный истребитель четвёртого поколения,разработанный в ОКБ Сухого и предназначенный для завоевания превосходства в воздухе. Главными конструкторами Су-27 в разное время были Наум Семёнович Черняков, Михаил Петрович Симонов, А. А. Колчин и А.И. Кнышев.

(Фото 50) Первый полёт прототипа состоялся в 1977 году, а в 1984 году самолёты начали поступать в авиационные части. На текущий момент является одним из основных самолётов ВВС России, его модификации состоят на вооружении в странах СНГ, Индии, Китае и других странах.

(Фото 51) Американский пилот с завистью смотрит на выступление наших “Русских Витязей” . Еще бы, пилотажным группам ВВС США  до наших еще далеко! 🙂

(Фото 52) Другие американские пилоты тем временем отправляют смски об увиденном в штаб!

(Фото 53) Легкий истребитель четвертого поколения ВВС США – F-16 “Fighting Falcon” – “Сражающийся сокол”. Является самым массовым истребителем четвертого поколения. Состоит на вооружении  24-х стран.

(Фото 54)  Кабина пилота A-10 Thunderbolt II

(Фото 55)  К сведению: Цены на продукты питания на ависалоне конечно сильно завышены. Вода  0.5 – 100р., Мороженное – 90р.,  Пиво “Жигули барное” – от 100р..  Бесплатны – только туалеты.

 P.S. Все фотографии сделаны на фотоаппарат Nikon D90 с китовым объективом 18-105 и в большинстве случаев на фото “кропы”.  Может в в ближайшее время и разживемся нормальным телевиком 🙂

Page 3

Источник: https://pike.livejournal.com/2862.html

Как устроен фотоаппарат и какие бывают фотоаппараты

Как устроен и работает зеркальный фотоаппарат

В этом уроке мы постараемся доступно рассказать о том, как устроен фотоаппарат и какие типы фотоаппаратов сегодня существуют. Попробуем подойти к этому вопросу с практической точки зрения, объяснив самые важные для фотографов вопросы простым языком. Эта статья поможет вам выбрать фотоаппарат под ваши задачи, а в дальнейшем получать удовольствие от съемки.

Как работает фотоаппарат?

Все знают, для чего нужен фотоаппарат. Но как он работает? Знание принципов работы фотокамеры поможет всегда получать качественные снимки. Тут то же самое, что с автомобилем: чтобы хорошо водить машину, нужно хоть немного представлять, как она устроена.

Разобраться с процессом фотосъемки поможет простая схема.

  • Свет — самое главное в фотографии. Всё начинается с него. Само слово “фотография” можно перевести как “рисование светом”, “светопись”. Свет начинает свое путешествие от источника, например, от солнца.
  • Свет падает на все окружающие нас предметы. Это очень важно запомнить: фотоаппарат снимает не сами предметы, а свет, отраженный от них. Именно свет и умение с ним работать — ключ к хорошим кадрам.
  • Отраженный от предмета свет проходит через объектив фотоаппарата.
  • Он проецируется на светочувствительный сенсор — матрицу. Раньше, когда не было цифровых фотокамер, вместо матрицы использовалась фотопленка.
  • Матрица состоит из миллионов светочувствительных элементов. Они улавливают свет и передают информацию о нем уже в электронном виде в процессор фотокамеры. Процессор обрабатывает полученные данные и сохраняет их в виде файла.
  • Файл записывается на карте памяти.

Все современные цифровые фотокамеры работают по такому принципу, отличаясь лишь в некоторых деталях.

Матрица фотокамеры

Матрица — это сердце современного фотоаппарата. Именно от ее качества будет во многом зависеть качество фотографий. Матрица имеет две основные характеристики, информация о которых доступна потребителю: это разрешение и физический размер.

Сначала давайте разберемся с разрешением. Разрешение матрицы — это число ее светочувствительных элементов, пикселей. Чем их больше, тем больше точек будут составлять итоговое фото. Сегодня среднее разрешение матриц от 16 до 36 миллионов пикселей.

Однако, может быть так, что мегапикселей на матрице много, а качество снимка всё равно невысоко: он не резок, не контрастен, утопает в цифровом шуме — помехах. Качество изображения зависит не только от разрешения в мегапикселях, но и от физического размера самой матрицы.

Фрагмент снимка, сделанного на смартфон с камерой в 8 мегапикселей

Фрагмент кадра с разрешением в 8 мегапикселей, сделанный на зеркальную фотокамеру.

Оба снимка сделаны в одном разрешении. Как видно, кадр, снятый на мобильный телефон, сильно проигрывает в качестве: он не так контрастен, на снимке не сохранились мелкие детали, например, прожилки на листочке. А ведь именно за мелкие детали должно отвечать высокое разрешение матрицы.

В различные типы камер устанавливаются матрицы различного размера. Самая большая на этой схеме — полнокадровая матрица. Ее размер соответствует кадру со знакомой всем фотопленки формата “135” или просто “35 мм” — 36х24 мм.

Матрицы такого размера позволяют получать изображения очень высокого качества. Но чем больше физический размер матрицы, тем она дороже. Поэтому большие матрицы встречаются лишь в достаточно дорогих устройствах. Для любительских зеркалок характерен формат APS-C.

Чем дешевле устройство, тем меньше в нем установлена матрица.

Большие матрицы дают выигрыш не только в детализации, но и в качестве изображения при съемке на высоких значениях чувствительности, при плохом освещении.

Дело в том, что на сенсоре большой площади можно реализовать больший размер самих светочувствительных элементов — пикселей.

Для сравнения: один светочувствительный элемент матрицы современного полнокадрового аппарата имеет в среднем размер в 4,9-8,3 микрон. Размер одного пикселя компактного фотоаппарата или смартфона около 1-3 микрон.

Особенности больших и маленьких матриц

Плюсы больших матриц — полнокадровых и APS-C — очевидны: они дают лучшее качество изображения. При этом работа с ними имеет несколько нюансов. Законы оптики таковы, что при работе с большой матрицей мы получаем малую глубину резкости на фото.

С одной стороны, мы можем красиво размывать фон на своих снимках. Но в то же время возникнут сложности, если мы захотим сделать на снимке резким всё — и передний план, и фон.

При съемке на зеркальную камеру, добиться большой глубины резкости получится не всегда.

В то же время, маленькие матрицы позволяют снимать с практически бесконечной глубиной резкости. Чем меньше матрица, тем проще получить кадр с большой глубиной резкости.

Именно поэтому, снимая на смартфон или компактный аппарат, сложно размыть фон на снимке: получается слишком большая глубина резкости, всё на снимке становится четким.

Сравним два кадра, сделанных при одинаковых параметрах съемки, но на фотоаппараты с матрицами разных размеров.

Источник: https://Prophotos.ru/lessons/16273-kak-ustroen-fotoapparat-kakie-byvayut-fotoapparaty

Фотоаппат зеркальный: что это, как выбрать и принцип работы зеркального фотоаппарата

Как устроен и работает зеркальный фотоаппарат

Активный образ жизни влечет за собой появление огромного количества интересных моментов, которые так не хотелось бы забывать. Именно поэтому индустрия фотоаппаратов настолько развита в наше время. Рынок предлагает большое разнообразие аппаратов, начиная от компактных мыльниц, и заканчивая крупногабаритными зеркальными фотоаппаратами.

Выбор в пользу того или иного товара делается прежде всего на основании будущих планов. Для начинающего фотографа, который планирует использовать устройство на редких семейных торжествах, то вполне сгодится и мыльница. А вот если человек всерьез намерен освоить тонкое искусство фотографии, то предпочтение получает фотоаппарат зеркальный.

Как правильно выбрать зеркальный фотоаппарат

Принцип работы

Появление зеркалок в том виде, в котором мы видим их сейчас, произвело настоящий фурор. Ведь до этого момента для создания действительно качественного снимка требовалось большое количество дополнительной аппаратуры.

А тут появилось устройство, включающее в себя как фото-, так и видеокамеру. Причем качество полученного на выходе материала было выше всяких похвал. С тех пор зеркальные фотоаппараты прочно заняли свою нишу в съемке фото и видео.

Не смотря на то, что это фотоаппарат, очень часто его используют для съемки видео в очень хорошем качестве.

Конструкция зеркального фотоаппарата базируется на действии зеркального видоискателя – специального оптического прибора, обеспечивающего полное запечатление того, что находится перед объективом. При грубом сравнении, можно сказать, что зеркальный фотоаппарат работает также как зеркальный телескоп.

Принцип работы

Снимок делается так: поток света, находящийся в поле зрения объектива, попадает на зеркало, а затем на пентапризму. Далее свет оказывается в видоискателе, что позволяет фотографу увидеть будущий кадр.

После нажатия на кнопку съемки, видоискатель закрывается зеркалом, а затем поднимается шторка, закрывающая доступ к матрице. Зеркало в новом положении перенаправляет поток света в матрицу. Снимок готов.

Дополнительные зеркала отвечают за фокусировку изображения.

Отличия от других видов

Отличительные особенности

Что такого необычного в зеркальных фотоаппаратах? Зеркальная камера имеет ряд отличительных особенностей, которые выделяют ее среди «собратьев по цеху».

особенность, конечно же, именно в способе передачи картинки на матрицу. Изображение с видоискателя попадает на нее без каких-либо изменений. Это позволяет фотографам наиболее точно управлять настройками и получать тот самый снимок, который они желали получить.

Еще одним непременным атрибутом зеркальных камер является наличие хорошего ЖК дисплея. Он служит как для управления функциями камеры, так и для формирования кадра.

Зеркальные устройства всегда оснащаются крупными матрицами, что выводит качество снимком на невероятный уровень. Есть ряд дополнительных функций, которыми пользователь сможет управлять самостоятельно. Это фокусировка, выдержка или диафрагма.

Цветопередача в подобных устройствах всегда находится на высочайшем уровне.

Использование дополнительной аппаратуры, такой как сменные объективы, вспышки и фильтры, позволит приспособить устройство к съемке в любых условиях и с любым освещением. Чаще всего для съемок используют объектив 14 мм. Число обозначает фокусное расстояние.

Разумеется, такой объем функций трудно поместить в корпус подобный мыльнице. А это значит, что все цифровые камеры обладают куда большими габаритами. Однако современные технологии позволили создать аппараты весьма небольших размеров.

Одним из самых больных вопросов в обсуждении цифровых фотоаппаратов считается вопрос цены. Такие устройства имеют очень высокий ценник, что обуславливается сложностью изготовления, а также дороговизной деталей.

Правила выбора фотоаппарата

Правила выбора

Учитывая высокую стоимость устройств, следует ответственно отнестись к вопросу о том, как правильно выбрать хороший фотоаппарат зеркальный. Существует ряд параметров, на которые следует ориентироваться для правильного выбора.

Этот список может меняться, в зависимости от требований клиента. Ведь весь перечень функций подобных устройств настолько внушителен, что рассмотреть их все просто не представляется возможным. Основные критерии описать все же стоит.

Матрица

Матрица представляет собой прибор, преобразующий оптический сигнал в цифровой. Состоит он из огромного количества микродатчиков, имеющих высокую светочувствительность.

Прежде всего смотреть нужно на габаритные размеры матрицы и ее разрешение. Именно от этих двух параметров больше всего зависит качество снимков. Ведь чем больше размер – тем больше датчиков может на ней поместиться.

А количество датчиков – это те самые мегапиксели, на которые всегда обращают внимание. Сем их больше, тем качественнее снимки, тем лучше цветопередача.

К тому же, размер матрицы влияет на уровень шумов в кадре и светочувствительность.

Светочувствительность

Очень важный параметр для съемки с недостаточным освещением. Здесь очень важно, чтобы камера могла зацепиться даже за небольшой источник света. Однако не стоит забывать о возможности появления шумов. Большое количество разноцветных точек в кадре может заметно ухудшить картинку. За уровнем светочуствительности в зеркальных фотоаппаратах следит функция ISO.

Рекомендуется брать камеры со значением ISO в 50 или 100. Иногда допустимо значение 400. Однако чем оно выше, тем больше уровень шумов в кадре.

Шумоподавление

Популярная функция для улучшения качества изображения. Суть заключается в последовательном создании двух идентичных кадров, один из которых производился с закрытым затвором.

Это позволяет вычленить случайные шумы и избавиться от них. Функция является удобной только в том случае, если полученный материал не планируется в последствии обрабатывать в редакторе.

В противном случае, от нее можно отказаться, так как опция тратит слишком много времени.

Автоматическая фокусировка

Выставление фокуса – процесс сложный и требует некоторой подготовки. В связи с эти многие аппараты включают в свой функционал автофокус.

Штука полезная, однако, в некоторых случаях может заметно усложнить жизнь. Профессиональным фотографам требуется часто перефокусировать камеру, а автофокус может не понять что конкретно нужно.

По этой причине опытные фотографы редко прибегают к этой опции.

Видоискатель

Непременный атрибут любой камеры. Именно он отвечает за формирование изображения для дальнейшего представления фотографу. Видоискатели бывают цифровые, оптические и зеркальные.

Самым распространенным видом считается цифровой. Выглядит он как дисплей. На который поступает информация с матрицы. Это очень удобный вариант представления будущего кадра.

Оптический видоискатель – не самый лучший вариант. Изображение в нем подвергается некоторому преломлению и видоизменению, что влечет за собой трудности с постановкой композиции.

Зеркальный считается лучшим. Ведь его использование обеспечивает практически идеальное представление кадра с соответствующими контрастом и объемом.

Вспышка

Встроенная вспышка присутствует практически в каждом зеркальном фотоаппарате. Однако ее полезность очень часто подвергается сомнениям. В темное время суток она мало чем поможет, так как ее мощности едва ли хватит для освещения пары метров вокруг. Чаще всего вспышка используется сторонняя, не задействуя встроенный модуль.

Карта памяти

Все снимки фотоаппарат сохраняет на карту памяти. Поэтому ее наличие просто необходимо. Причем объем никогда не бывает маленьким. В силу того, что зеркальная камера создает снимки высокого качества, вес у полученных файлов тоже внушительный. Полезной функцией будет возможность оперативной замены карты памяти, без необходимости выключения и перезагрузки устройства.

Как правильно выставить ручные настройки

Ручная настройка

Современный камеры предоставляют возможность полностью автоматической настройки будущего кадра. Однако профессиональных фотографов это редко устраивает. Для них создается специальный режим ручной настройки.

Самое главное для получения качественного снимка – определиться с экспозицией, выставить баланс белого и сфокусировать изображение.

С фокусировкой проблем возникнуть не должно. Можно воспользоваться режимом автофокуса или выставить его самостоятельно. Важно проследить, чтобы снимаемый объект был в середине кадра.

Для правильного отображения всех цветов важно подобрать подходящий баланс белого. Есь несколько способов подбора. Автоматический, Raw и серая карта. Raw представляет собой съемку в таком формате, который можно будет скорректировать в графическом редакторе. По серой карте производится цветокоррекция в редких случаях. Это сложно и может занять много времени.

Последним и самым важным пунктом ручной настройки считается выстраивание композиции. Оно включает в себя одновременную настройку чувствительности, выдержки и диафрагмы.

Все три параметра отвечают за то, какое количество света будет использовано для создания снимка. Профессиональный режим М позволяет настраивать все эти параметры. Количество света, попадающее на матрицу, регулируется диафрагмой, а время открытой матрицы – выдержкой. Светочувствительность отвечает за четкость кадров и отсутствие шумов.

Nikon D3300

Nikon D3300

Лучший выбор для тех, кто не хочет таскать с собой тяжеленный зеркальный аппарат. Очень часто устройство называют лучшей зеркалкой для всех, даже начинающих фотографов, и это чистая правда.

Все самые необходимые функции этой категории камер смогли уместиться в действительно небольшой корпус. Заряда аккумулятора хватает на 700 снимков подряд, что делает его одним из самых емких в этом сегменте.

Стоимость устройства относительно небольшая, как и стоимость комплектующих.

Плюсы:

  • съемка в формате Full HD;
  • малые размеры;
  • хорошая вспышка;
  • емкий аккумулятор.

Минусы:

  • вмонтированный дисплей;
  • самая малая выдержка 1/4000 с;
  • шумы на больших

Цена на устройство: 31 000 – 34 000 рублей.

Nikon D7100

Nikon D7100

Аппарат, который придется по вкусу тертым специалистам своего дела. Является одним из самых «быстрых» на рынке. Может создавать до шести кадров в секунду. Матрица 24,7 Мп считается оптимальной для получения высококачественных снимков.

Плюсы:

  • хорошая вспышка;
  • два экрана;
  • емкий аккумулятор;
  • самая малая выдержка составляет 1/8000 с.

Минусы:

  • невозможность передачи данных без проводов;
  • высокая цена;
  • встроенный экран.

Цена на устройство: 59 990 рублей.

Sony Alpha ILCA-77M2

Sony Alpha ILCA-77M2

Отличный многофункциональный аппарат, который можно использовать не только для создания фотографий, но и для съемки профессионального видео. Камера поражает скоростью съемки – 12 кадров в секунду.

Нечасто встретишь такой показатель. Вместе со стандартным набором функций, японцы предоставили клиентам огромное количество дополнительных опций.

К сожалению, это не смогло произойти незаметно для цены устройства.

Плюсы:

  • огромный функционал;
  • поворотный экран;
  • высокая скорость съемки;
  • малая выдержка 1/8000 с;
  • беспроводные модули.

Минусы:

  • высокая цена;
  • средний аккумулятор;
  • дороговизна комплектующих.

Цена на устройство: 70 000 рублей.

Nikon D810

Nikon D810

Камера, получившая распространения у операторов репортажей. Этот факт уже заставляет проникнуться к ней уважением. Пользователи хвалят автофокус, который словно по мгновению волшебной палочки выхватывает именно то, что необходимо. Глубина цвета – 42 бита. Матрица разрешением 37 Мп. Производители сумели создать устройство, которое даже на высоких значениях ISO не зашумляет картинку.

Плюсы:

  • емкий аккумулятор;
  • видео в разрешении Full HD;
  • два экрана;
  • защита от пыли и влаги.

Минусы:

  • невысокая скорость съемки;
  • нет беспроводных модулей.

Цена на устройство: 180 000 – 200 000 рублей.

Canon EOS 1D X

Canon EOS 1D X

Действительно профессиональный фотоаппарат. Это устройство для настоящих мастеров своего дела, которые готовы вложить большую сумму в приобретение хорошего инструмента. Полнокадровая матрица, быстрая выдержка, внушительная скорострельность. Все это делает камеру одним из лучших представителей профессионального сегмента.

Плюсы:

  • точный автофокус;
  • емкий аккумулятор;
  • корпус из металла;
  • универсальность.

Минусы:

  • высокий вес;
  • матрица 19,3 Мп;
  • высокая цена.

Цена на устройство: 250 000 – 300 000 рублей.

Источник: https://TechnoSova.ru/cifrovaja-tehnika/fotoapparat/vybrat-zerkalku/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.