Пентапризма

Пентапри́зма — отражательная призма, имеющая в сечении, перпендикулярном рабочим граням, вид пятиугольника. Две грани пентапризмы отражающие, две — преломляющие и одна — нерабочая. При замене одной из отражающих граней двумя, расположенными под углом 90° друг к другу, получается крышеобразная пентапризма или пентапризма с крышей. В отличие от простой пентапризмы, дающей прямое изображение, крышеобразная его зеркально переворачивает.

Применение

Крышеобразная пентапризма нашла наиболее широкое применение в качестве оборачивающей системы видоискателя однообъективных зеркальных фотоаппаратов. Без пентапризмы такой видоискатель даёт зеркально перевёрнутое изображение, наблюдаемое сверху фотоаппарата. Такой способ визирования снижает оперативность съёмки и приводит к преобладанию снимков с нижнего ракурса, неприемлемого в некоторых сюжетах. При использовании пентапризмы, установленной над фокусировочным экраном и коллективной линзой, в окуляре видимо прямое изображение, а фотоаппарат находится на уровне глаз.

Впервые пентапризменный видоискатель был реализован в фотоаппарате Contax S сразу после войны. Профиль крышеобразной пентапризмы, выступающей над верхним щитком зеркальных фотоаппаратов, придаёт им характерный профиль. В некоторых камерах предусмотрена замена оборачивающей системы зеркального видоискателя, позволяя удалять пентапризму для работы со светозащитной шахтой. Поэтому весь съёмный узел, содержащий детали экспонометра и другие вспомогательные приспособления, называется пентапризмой.

Кроме фотографии пентапризма нашла применение в геодезии и строительстве, где сдвоенные пентапризмы используются для точного нахождения прямого угла.

Альтернативы

В оптических системах, не требующих уменьшения габаритов при увеличенном оптическом пути, например, в кинокамерах с зеркальным обтюратором, для поворота оси светового потока применяется призмы других типов или зеркала. В профессиональной киносъёмочной аппаратуре оптический тракт лупы сквозного визирования предназначен также для оптической компенсации поворота изображения из-за отклонения окулярной части. Поэтому конструкция таких оборачивающих систем намного сложнее, а пентапризмы в них не используются.

В большинстве современных фотоаппаратов нижней ценовой категории (любительские камеры) заменяется более дешёвым в производстве и лёгким пентазеркалом, изготовленным не из целого куска стекла, а склееным из плоских зеркал.

Источник: wikipedia

Батарейная рукоятка

Батарейная рукоятка, Бустер — съёмная часть зеркальных цифровых и плёночных фотоаппаратов, содержащая дополнительные элементы питания и продающаяся как отдельная принадлежность. Такая разъёмная конструкция используется в камерах любительского и полупрофессионального уровня, повышая гибкость системы. Она даёт возможность работы как облегчённым фотоаппаратом только со штатной батареей, так и с полным комплектом питания, утяжеляющим камеру. Ручка прикрепляется снизу при помощи штативного гнезда, и делает съёмку вертикального кадра более удобной за счёт наличия дополнительных кнопок, дублирующих находящиеся на камере. В профессиональных камерах часть, соответствующая батарейной ручке, выполняется несъёмной.

История

Первые батарейные рукоятки появились у плёночных однообъективных зеркальных фотоаппаратов, придя на замену приставным моторным приводам. Тенденция отказа от приставных моторов и курка взвода затвора в камерах с встроенным приводом привела к развитию модульной конструкции профессиональных и полупрофессиональных камер. Стали выпускаться батарейные рукоятки, в обиходе называвшиеся «бустерами» (англ. Power Drive Booster), повышающие ресурс питания и в некоторых случаях скорость протяжки плёнки. Причём для одной и той же модели могли выпускаться несколько модификаций батарейных блоков, в зависимости от использования которых изменялась модификация самой камеры. Так, фотоаппарат Nikon F4 назывался именно так в комплектации без батарейной рукоятки с держателем MB-20 на 4 стандартных батарейки АА. С рукояткой MB-21 на шесть батарей и с дополнительной спусковой кнопкой камера называлась Nikon F4s, а рукояткой MB-23 комплектовалась модель Nikon F4E. Дополнительно к этим моделям рукояток выпускалась «студийная» ручка MB-22 с питанием от сети переменного тока. Модульная конструкция позволяла формировать любую конфигурацию камеры присоединением различных рукояток, не перетяжеляя фотоаппарат. Такая же система применялась и другими производителями фототехники. Например, профессиональные камеры серии Canon EOS-1 также могли использоваться без батарейного блока в лёгком варианте, или с одним из двух выпускающихся блоков BP-E1 на 4 или PDB-E1 на 8 батарей AA. Бустеры давали возможность работы с более дешёвыми батарейками, тогда как сама камера без них работала только с дорогой батареей 2CR5. Старшие модели бустеров профессиональных камер были рассчитаны также на использование мощного блока Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов. В дальнейшем модульная конструкция получила наиболее широкое распространение в полупрофессиональных моделях, а профессиональные фотоаппараты, в том числе цифровые, стали проектироваться неразъёмными. Так, Nikon F5 обладал неразъёмным корпусом с встроенной вертикальной рукояткой и дополнительными кнопками. Эта же конструкция без изменений перешла в последующие цифровые модели серии Nikon D1, а серия камер Canon EOS-1D, в отличие от плёночных предшественников, Canon EOS-1 и Canon EOS-3 также сделана неразъёмной.

Особенности

Как правило, конкретная модель батарейной ручки совместима только с одной или несколькими моделями камер, поскольку механические и электрические параметры разных камер могут существенно отличаться. В то же время производитель обычно предусматривает возможность использования ручки далеко не для всех своих фотоаппаратов. Например, в линейке DSLR Nikon для младших моделей D40 и D40x фирменные батарейные ручки не выпускались до 2008 года, для моделей среднего уровня D80, D90 и D300 Nikon выпускает соответствующие ручки, а модель высшего уровня D3 имеет неразборную конструкцию. В нижней части батарейной рукоятки располагается дублирующее штативное гнездо для съёмки со штатива, поскольку штатное гнездо камеры занято.

Помимо фирменных батарейных ручек, выпускаемых производителями камер, на рынке присутствуют и ручки сторонних производителей. Причём такие ручки могут выпускаться даже для камер, для которых фирменных ручек не предусмотрено. Например, сторонними производителями выпускаются ручки для Sony A100, Nikon D40, Pentax K100D Super. Питание камере такие ручки подают, как правило, через гибкий кабель во вход, предназначенный для сетевого адаптера.

В некоторых случаях использование батарейной ручки также расширяет функциональные возможности камеры, например скорость серийной съемки фотоаппарата Nikon D700 после подключения ручки возрастает с 5 до 8 кадров в секунду.

Достоинства и недостатки

• Батарейная ручка в цифровых камерах позволяет использовать, кроме штатных аккумуляторов, распространённые в продаже щелочные элементы АА. Для этого в комплект рукоятки входит специальная кассета. В некоторых случаях это позволяет продолжить съёмку при невозможности перезарядки батарей. Рукоятка BP-200 (на снимке вверху) с плёночной камерой Canon EOS 300 так же давала возможность работать с аккумуляторами или батареями типоразмеров АА или CR-V3 вместо дорогостоящей штатной 2CR5, используемой в большинстве камер этого производителя;
• Форма рукоятки повышает удобство съёмки вертикального кадра, позволяя удерживать камеру. Большинство рукояток оснащается дополнительной отключаемой спусковой кнопкой для съёмки в таком положении. В современных цифровых камерах дублируется не только спуск, но и большинство функциональных кнопок, расположенных под пальцами правой руки;
• Присоединённая ручка изменяет расположение центра тяжести фотоаппарата, делая его более эргономичным и «хватким»;
• Разборная конструкция обладает недостаточной жёсткостью, сказывающейся, например, при съёмке со штатива. Поэтому от неё отказались в профессиональных моделях;
• Наличие разъёмных электрических соединений снижает надёжность камеры при частой сборке-разборке;
• Камера с надетой рукояткой занимает больше места и требует кофр или чехол большего размера.

Источник: wikipedia

Шкальный фотоаппарат

Шка́льный фотоаппара́т (другое название метражный фотоаппарат) — разновидность фотоаппаратов, не оснащённых устройствами визуального контроля фокусировки. Наводка на резкость в таких камерах осуществляется по шкале расстояний, которые определяются на глаз или с помощью отдельного дальномера. Этот класс аппаратуры и предназначен главным образом для фотолюбителей. Применяются они также в специальных случаях, когда дистанция съёмки может быть точно измерена заранее, например, в репродукционной съёмке. Самое известное семейство советских шкальных фотоаппаратов — «Смена».

В большинстве случаев шкальные фотоаппараты оснащаются сравнительно короткофокусным объективом с небольшой светосилой, обеспечивающим большую глубину резкости и некритичным к точности фокусировки.

Наиболее используемые типы объективов — «Триплет» или «Индустар» («Тессар») — однако существуют модели и со сложными высококачественными объективами («Гелиос-89» на фотоаппарате «ФЭД-Микрон») и даже с возможностью установки сменной оптики («Чайка-2», «Чайка-2М», «Чайка-3», «Заря»).

Как правило, в аппаратах этого типа установлен центральный фотографический затвор (или совмещённый затвор-диафрагма, как в камерах «Агат-18» и «ЛОМО Компакт-Автомат»).

До 1970-х годов на шкальных фотоаппаратах преобладала ручная установка экспозиции. С развитием электроники стали появляться полуавтоматические («Восход») и автоматические шкальные фотоаппараты («Вилия-авто» — программный автомат, «Орион-ЕЕ» — приоритет выдержки, «Силуэт-электро» — приоритет диафрагмы).

Есть примеры, когда фактически один и тот же аппарат выпускался параллельно в дальномерном и шкальном варианте («Зоркий-10» и «Зоркий-11», «ФЭД-2» и «Заря»), а также двухобъективные зеркальные фотоаппараты — «Любитель» (наведение на резкость по фокусировочному экрану) и «Комсомолец» (только по шкале расстояний).

Источник: wikipedia

Фотоаппарат

Фотоаппара́т (фотографи́ческий аппара́т, фо́тока́мера) — устройство для регистрации неподвижных изображений (получения фотографий). Фиксация изображения в фотоаппарате осуществляется при помощи света на светочувствительном фотоматериале. В цифровом фотоаппарате запись происходит путём фотоэлектрического преобразования оптического изображения в электрический сигнал, цифровые данные о котором сохраняются на соответствующем носителе.

История

Появление первого фотоаппарата совпало с изобретением «гелиографии» Жозефом Нисефором Ньепсом в 1826 году. Устройство для регистрации изображения на поверхности асфальтового лака было вариантом камеры-обскуры, до этого активно использовавшейся художниками для рисования с натуры. Дальнейшее развитие технологии связано с изобретением дагеротипии Жаком Луи Дагером. Дагеротипия быстро получила распространение в качестве инструмента для портретирования, быстро став коммерчески выгодной. Результатом стала разработка новых устройств для фотосъёмки, и особенно объективов.

Наиболее бурное развитие фотоаппаратостроения началось после открытия мокрого коллодионного процесса, быстро вытеснившего неудобные и дорогие дагеротип и калотипию. Фотоаппаратура для этой технологии быстро приобрела черты прывычной деревянной крупноформатной камеры с фокусировочным мехом и портретным объективом. Внедрение сухих желатиносеребряных фотопластинок с высокой светочувствительностью позволило вести съёмку с моментальными выдержками, потребовавшими специального механизма для их отработки. Таким устройством стал фотозатвор, первые конструкции которого появились в 1853 году. Рост разрешающей способности фотоэмульсий запустил процесс миниатюризации фотоаппаратуры и появления её новых портативных разновидностей, таких как складные и дорожные камеры. Технологический прорыв осуществил в 1888 году Джордж Истмен, выпустивший первую бокс-камеру Kodak, заряженную рулонной фотоплёнкой на гибкой целлулоидной подложке. Изобретение положило начало любительской фотографии, избавив фотографа от необходимости проявлять фотоматериал и печатать снимки. Всё это делала компания Истмена, куда по почте отсылался фотоаппарат с отснятой плёнкой. Обратно фотолюбитель, заплатив 10 долларов, получал перезаряженную камеру, готовые негативы и контактные отпечатки с них.

Одну из ключевых ролей в совершенствовании фотоаппаратуры сыграло становление аэрофотографии, получившей бурное развитие после Первой мировой войны. Большие скорости полёта требовали коротких выдержек и высокой светочувствительности аэрофотоплёнок. При этом, недопустимость геометрических искажений, особенно при фотограмметрии, вынуждала разрабатывать оптику с минимальной дисторсией при высокой светосиле. Многие конструкции фотозатворов и объективов, привычные в современной фотоаппаратуре, были разработаны специально для аэрофотоаппаратов, лишь потом найдя применение в камерах общего назначения. То же касается вспомогательных механизмов: например, автоматизированная перезарядка фотоаппарата впервые использована именно для аэрофотосъёмки.

Малоформатная фотография

Рулонные фотоматериалы позволили повысить оперативность съёмки и уменьшить размеры фотоаппарата, который благодаря складной конструкции теперь стало можно положить в жилетный карман. Огромную роль в формировании конструкции фотоаппаратуры сыграло параллельное развитие технологий кинематографа и совершенствование наиболее массовой 35-мм киноплёнки. Рост её информационной ёмкости привёл к появлению в начале 1920-х годов малоформатной фотоаппаратуры. Первыми в этом классе стали камеры «Симплекс Мульти» (1913 год, США) и «Ur Leica» (1914 год, Германия). В 1925 году началось серийное производство фотоаппарата «Leica I», ставшего образцом для многочисленных подражаний и родоначальником самого популярного класса аппаратуры вплоть до появления цифровой фотографии. В 1932 году начат выпуск главного конкурента «Лейки» — фотоаппарата «Contax» этого же формата.

Распространение малоформатной фотографии не осталось незамеченным главными потребителями новостной фотоинформации — издателями газет и журналов. Однако, недостатки киноплёночного негатива ограничивали пригодность этого класса аппаратуры для фотожурналистики, заставив оптимизировать крупноформатные камеры, получив новый тип репортёрских фотоаппаратов — пресс-камеры. Эта разновидность фотоаппаратов позволяла использовать почти все приёмы съёмки, ставшие доступными благодаря появлению малоформатной аппаратуры, уступая ей лишь в оперативности перезарядки. Почти одновременно с появлением пресс-камер в 1930 году в Германии начат выпуск одноразовых фотобаллонов, упростивших съёмку с фотовспышкой, сделав её безопасной. Результатом стало внедрение в затворы синхроконтакта, обеспечившего автоматическую синхронизацию и съёмку с импульсным освещением на моментальных выдержках.

После Второй мировой войны началось распространение зеркальной фотоаппаратуры, обеспечивающей визуальный контроль глубины резкости и точную фокусировку объективов любого фокусного расстояния. Первыми в этом классе стали двухобъективные зеркальные фотоаппараты, лишённые большинства недостатков однообъективных: затемнения видоискателя и трудностей фокусировки при диафрагмировании, а также неполное отображение снимаемого кадра и вибрация из-за подвижного зеркала. Одно из главных неудобств удалось устранить с изобретением крышеобразной пентапризмы, впервые использованной в камере «Contax-S» в 1949 году, и позволившей снимать с уровня глаз, а не «от пояса». Преимущества однообъективной схемы, такие как полное отсутствие параллакса и ограничений фокусных расстояний объективов, характерные для дальномерных фотоаппаратов, заставляли разработчиков совершенствовать конструкцию дальше. Результатом стало появление в 1959 году фотоаппарата «Nikon F» со 100% отображением кадра и прыгающей диафрагмой. Сочетание автоматизированной протяжки и длиннофокусных объективов, недоступных для точной фокусировки дальномером, быстро сделало этот фотоаппарат стандартом в фотожурналистике, особенно спортивной. В течение нескольких лет выпуск аналогичных фотоаппаратов был налажен большинством производителей фототехники.

Автоэкспозиция и автофокус

Распространение цветных фотоматериалов с ограниченной фотографической широтой привело к появлению встроенных экспонометров в большинстве фотоаппаратов общего назначения. В 1963 году выпущен первый в мире фотоаппарат «Topcon RE-Super» с TTL-экспонометром, фоторезистор которого был размещён в зеркале. Через 2 года в советском фотоаппарате «Киев-10» впервые реализован режим приоритета выдержки автоматического управления экспозицией. Полный программный автомат, управляющий как выдержкой, так и диафрагмой при помощи микропроцессора, впервые появился в японской камере «Canon A-1» в 1978 году. В 1983 году в фотоаппарате Nikon FA реализована технология матричного замера, позволяющего раздельно оценивать яркость разных частей снимаемой сцены, снижая процент ошибок при съёмке контрастных сцен. Результатом этих инноваций стала полная автоматизация установки экспозиционных параметров как в профессиональной, так и в любительской фотоаппаратуре.

Дальнейшее совершенствование фотоаппаратов пошло по пути внедрения автофокуса. Первым серийным фотоаппаратом, оснащённым такой системой, стала компактная камера «Canon AF-35M», выпущенная в Японии в 1979 году. Через два года появился зеркальный «Pentax ME F» с заобъективным контрастным автофокусом. Аналогичной системой позднее оснащены фотоаппараты «Nikon F3 AF» и «Canon T80». Более совершенный фазовый автофокус, впервые реализованный в системе «Визитроник ТСЛ», нашёл массовое применение в 1985 году в фотоаппарате «Minolta 7000». Современный вид эта система приобрела после создания стандарта Canon EOS в 1987 году, где приводы фокусировки начали устанавливать в объективы, а датчик разместился под вспомогательным зеркалом в нижней части камеры. Все эти усовершенствования стали возможны, благодаря бурному развитию микроэлектроники, сделавшей фотоаппараты энергозависимыми.

Цифровые фотоаппараты

Развитие технологии ПЗС, изобретённых Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в 1969 году, не обошло стороной и фотографию. В 1984 году появились первые промышленные образцы видеофотоаппаратов Sony, Canon, Nikon и Fuji, некоторые из которых были использованы во время Олимпиады в Лос-Анджелесе для оперативной передачи фотоинформации из США в Японию. В 1989 году аналогичное устройство «Sony Pro Mavica MVC-5000» было использовано CNN при освещении событий на площади Тяньаньмэнь для передачи снимков по радиоканалу напрямую в редакцию. Однако, аналоговый способ записи изображения оказался мало пригодным для практического использования, и был быстро вытеснен развивающимися цифровыми технологиями. В 1988 году увидел свет первый цифровой фотоаппарат потребительского уровня «Fuji DS-1P», использующий для записи съёмную карту SRAM.

В 1988 году по заказу правительства США Kodak создал опытные образцы первого цифрового зеркального фотоаппарата «Electro-Optic Camera» на основе серийного малоформатного фотоаппарата «Canon New F-1». Запись данных, полученных с матрицы, производилась отдельным видеомагнитофоном. Спустя три года Kodak выпускает первую серийную цифровую фотосистему Kodak DCS 100 на основе профессионального зеркального фотоаппарата Nikon F3. Изображение записывалось на жёсткий диск, размещённый в отдельном блоке, носимом на плечевом ремне. Устройство стало дальнейшим развитием экспериментального фотоаппарата «Hawkeye II», разрабатывавшегося по заказу военных. Тогда же компания «Leaf» создала первый цифровой задник разрешением 4 мегапикселя для среднеформатных зеркальных фотоаппаратов.

В результате сотрудничества компаний Nikon и Kodak в августе 1994 года была создана гибридная цифровая камера «Kodak DCS 410» на основе фотоаппарата Nikon F90, съёмная задняя крышка которого заменялась цифровой приставкой с ПЗС-матрицей разрешением 1,5 мегапикселя. В декабре 1998 года на рынке появился первый цифровой зеркальный фотоаппарат «Canon EOS D6000» неразъёмной конструкции. Все эти образцы предназначались для фотослужб новостных информационных агентств и стоили от 15 до 30 тысяч долларов. Цена самых дешёвых камер, таких как Canon EOS D30, выпущенного в 2000 году, превышала 2500 долларов, оставаясь неприемлемой для большинства фотографов.

В 2003 году на рынке появился любительский зеркальный фотоаппарат Canon EOS 300D, стоимость которого впервые опустилась ниже психологической отметки в 1000 долларов. Благодаря этому факту, а также началу широкого распространения персональных компьютеров, произошло массовое вытеснение плёнки и окончательный переход к цифровой фотографии как в профессиональной, так и в любительской сферах. Появление цифровой фототехники наложило отпечаток и на технологию оперативного получения фотоинформации с мест и её доставки заказчикам в фотожурналистике. Мгновенная готовность файла, пригодного для передачи по сети Интернет, позволила отказаться от фототелеграфа и фильм-сканеров, доведя промежуток между съёмкой и появлением фотографии на ленте до 1—2 минут.

Совершенствование жидкокристаллических дисплеев позволило создать совершенно новый класс беззеркальных фотоаппаратов со сквозным визированием, обладающих теми же преимуществами что и однообъективные зеркальные при более простой конструкции. По тому же принципу построены более дешёвые псевдозеркальные фотоаппараты с несменным зум-объективом большой кратности. Дальнейшая миниатюризация позволила встроить фотоаппарат в мобильный телефон, получив более универсальный камерафон. С начала 2010-х годов встроенные модули цифрового фотоаппарата стали стандартной принадлежностью большинства смартфонов и планшетных компьютеров. Цифровая фотография позволяет реализовать технологии, недоступные для традиционных фотоматериалов, и допускающие фокусировку изображения после съёмки в пленоптических камерах. На современном этапе подобная аппаратура существует в виде экспериментальных разработок (например, «Lytro»), выпускающихся массово в качестве инновационного концепта. Однако, продолжающийся рост разрешающей способности фотоматриц и вычислительной мощности микропроцессоров делает это направление перспективным не только для фотографии, но и для цифрового кинематографа.

Устройство и принцип действия

Простейший фотоаппарат представляет собой непрозрачную камеру, внутри которой закреплён плоский светоприёмник, в виде фотоматериала или фотоэлектрического преобразователя. Свет попадает на светоприёмник через отверстие в противоположной стенке: по такому принципу построена пинхол-камера. В более совершенных фотоаппаратах отверстие закрыто собирающей линзой или сложным многолинзовым объективом, который строит на поверхности светоприёмника действительное изображение объектов съёмки.

Под действием света в фотоэмульсии образуется скрытое изображение, которое после лабораторной обработки становится видимым. Последнее может быть как негативным, пригодным для тиражирования позитивов, так и позитивным в случае съёмки на обращаемый фотоматериал. С негатива может быть отпечатано любое количество позитивов контактным или оптическим способом. В фотоматериалах одноступенного процесса получение позитивного изображения происходит сразу после съёмки при помощи реактивов, вмонтированных в фотокомплект. В классической фотографии фотоаппаратом считается устройство, создающее оптическое изображение на фотоматериале. При электронном способе фиксации изображения фотоаппарат включает также тракт преобразования оптического изображения в электрические сигналы и функциональный блок для их записи. Первыми устройствами такого типа стали видеофотоаппараты, записывавшие аналоговый видеосигнал на специальные магнитные дискеты. Технические ограничения использовавшихся при этом телевизионных стандартов и недостатки аналоговой записи привели к вытеснению этого типа аппаратуры цифровыми фотоаппаратами. В последних свет, попавший из объектива на фотоматрицу (обычно ПЗС- или КМОП-матрицу), преобразуется ей в электрические сигналы, которые при помощи АЦП переводятся в цифровые данные, описывающие распределение освещённости в пределах кадра. Полученные данные регистрируются на карту памяти или жёсткий диск в исходном виде (стандарт RAW) или после сжатия по определённому алгоритму, чаще всего JPEG. Выдержка, в течение которой свет экспонирует фотоматериал или матрицу, регулируется вручную перекрытием объектива или при помощи фотозатвора.

Съёмка на моментальных выдержках возможна только при использовании затвора, который считается одной из важнейших составных частей современной аппаратуры. Все современные фотографические затворы снабжены синхроконтактом для автоматической синхронизации с импульсными осветительными приборами. Освещённость поверхности светоприёмника регулируется при помощи диафрагмы объектива. Сочетание выдержки и диафрагмы определяет экспозицию, получаемую фотоматериалом или матрицей. На место фотоматериала, заряжаемого в кассеты, может быть установлено матовое стекло для наблюдения за границами кадра (кадрировки) и фокусировки объектива. После необходимых настроек оно вновь заменяется кассетой для съёмки. При замене кассеты цифровым задником получается цифровой фотоаппарат. Для исключения операции замены матового стекла кассетой и повышения оперативности съёмки большинство фотоаппаратов оснащаются дополнительным устройством фокусировки и кадрирования, которое называется видоискателем.

Некоторые простейшие фотоаппараты (например, «Kodak Brownie») не оснащались видоискателем, вместо которого использовались метки на верхней крышке. Видоискатель также отсутствует в некоторых видах специальной аппаратуры. Перемотка гибкой рулонной фотоплёнки мимо кадрового окна производится лентопротяжным механизмом, который является неотъемлемой частью всей фотоаппаратуры, за исключением крупноформатной. Для автоматической съёмки в некоторых специальных видах фотоаппаратов, таких как аэрофотоаппараты или фотопулемёты, устанавливается пружинный или электрический привод. В малоформатной аппаратуре с середины 1960-х годов моторные приводы выполнялись в виде съёмного блока, а с конца 1970-х стали встраиваться непосредственно в корпус. Для обеспечения точной экспозиции, получаемой фотоматериалом или матрицей, большинство фотоаппаратов оснащается встроенным экспонометром. Все современные фотоаппараты, в том числе цифровые, оснащаются системами автоматического управления экспозицией на основе TTL-экспонометра. С конца 1990-х годов практически все серийные фотоаппараты (за исключением крупноформатных и большинства среднеформатных) оснащаются системой автофокуса.

Новейшие цифровые фотоаппараты профессионального класса снабжаются устройствами соединения с локальными вычислительными сетями, необходимыми для оперативной передачи готовых фотографий на серверы информационных агентств в режиме реального времени. Соединение достигается приставными или встроенными Wi-Fi модулями, а также по витой паре стандарта Ethernet. Выпущенный в январе 2016 года фотоаппарат Nikon D5 позволяет отправлять фотографии в социальные сети через подключённый по мобильному приложению смартфон с управлением непосредственно с тачскрина камеры. С первой половины 2010-х годов практически все цифровые фотоаппараты совмещают функции видеокамеры, позволяя записывать цифровое видео высокого качества. В то же время, устройства, изначально разработанные как видеокамера (например, большинство экшн-камер), совмещают функцию цифрового фотоаппарата. В этом смысле грань между видеокамерой и фотоаппаратом в современной технике практически стёрлась, и отличие заключается, главным образом, в эргономических особенностях. При этом, для цифровых зеркальных фотоаппаратов, пригодных для производства бюджетного цифрового кинематографа, выпускается целый ряд приспособлений, облегчающих использование для профессиональной видеосъёмки, в том числе отдельные линейки объективов соответствующей конструкции, фоллоу-фокусы, компендиумы и внешние жидкокристаллические дисплеи.

Классификация фотоаппаратов

Как классические, так и цифровые фотоаппараты делятся на две основные группы: общего назначения и специальные, предназначенные для специальных работ. Главным классифицирующим признаком любого фотоаппарата общего назначения считается размер кадрового окна, от которого зависит большинство остальных характеристик. По этому принципу фотоаппараты разделяются на крупноформатные, среднеформатные, малоформатные и миниатюрные, рассчитанные на неперфорированную 16-мм фотоплёнку и более мелкие фотоматериалы. К миниатюрным также относятся фотоаппараты Усовершенствованной фотосистемы. Для аэрофотоаппаратов принята другая классификация: малоформатными считаются камеры с размером кадра меньше, чем 18×18 сантиметров, а крупноформатными — больше. При совпадении с этим размером камера считается «нормальноформатной».

Вторым по значимости считается способ визирования и фокусировки, которые определяются типом видоискателя. Принято выделять простейшие, шкальные, дальномерные и зеркальные фотоаппараты. Последние, в свою очередь, делятся на однообъективные и двухобъективные. Отдельную группу составляют бокс-камеры с объективом типа фикс-фокус и форматные камеры с фокусировкой по съёмному матовому стеклу. Крупноформатная аппаратура делится на несколько категорий в зависимости от основного назначения: дорожные камеры, карданные камеры, пресс-камеры и т. д. Большинство этих типов имеют складную конструкцию и допускают подвижки объектива и кассетной части друг относительно друга.

В цифровой аппаратуре от этой классификации осталось только определение среднеформатного фотоаппарата из-за особенностей этого класса фототехники. Все остальные разновидности классифицируются по другим признакам, главными из которых являются физический размер матрицы и тип видоискателя. Цифровые камеры появились, когда автофокус стал стандартной частью любого фотоаппарата, и могут обходиться без приспособлений для ручной фокусировки. Поэтому некоторые классы аппаратуры, такие как шкальные и двухобъективные зеркальные, не имеют цифровых аналогов. Простейшие цифровые камеры компактного класса оснащаются автофокусом или жёстковстроенным объективом, постоянно сфокусированным на гиперфокальное расстояние. То же относится к большинству камерафонов. К специальным фотоаппаратам относятся репродукционные, панорамные, аэрофотоаппараты, камеры для скрытной съёмки, флюорографии, стоматологии, фоторегистраторы и другие.

К этой же категории обычно причисляют фоторужья и фотоаппараты для съёмки в невидимых лучах (инфракрасных и ультрафиолетовых). Эта аппаратура отличается конструкцией, и в ней могут присутствовать устройства, не характерные для камер общего назначения, и наоборот, отсутствуют некоторые общепринятые узлы. Например, в аэрофотоаппаратах отсутствуют механизмы фокусировки, поскольку объектив жёстко зафиксирован в положении «бесконечности». В стоматологических фотоаппаратах отсутствует также видоискатель, так как кадрирование производится прижимом специального ограждения объектива к лицу пациента. В фотоаппаратуре для съёмки в ультрафиолетовых лучах устанавливается объектив из кварцевого стекла, в наименьшей мере задерживающего этот вид излучения. Для инфракрасной съёмки в цифровых фотоаппаратах требуется удаление светофильтра, установленного перед матрицей. Стереофотоаппараты оснащаются двумя объективами и специальным лентопротяжным трактом. Камеры для съёмки на документы оснащались несколькими объективами, дающими на одном листе фотокомплекта одноступенного процесса кратное количество снимков.

Источник: wikipedia

Автоспуск

Автоспуск — отдельное устройство или механизм в фотоаппарате, или режим работы фотоаппарата, позволяющее вносить временну́ю задержку между нажатием на кнопку спуска затвора (или отдельную кнопку автоспуска) и фактическим срабатыванием затвора.

Автоспуск часто применяется, чтобы позволить самому фотографу попасть в кадр. Также автоспуск применяется для уменьшения колебаний камеры при съёмке в условиях, способствующих возникновению шевеленки (съёмка с длинной выдержкой). Само нажатие на кнопку спуска затвора может привести к незначительному перемещению или вибрации фотоаппарата. Задержка, вносимая автоспуском, позволяет этим колебаниям угаснуть прежде чем будет открыт затвор.

Выполненный в виде отдельного устройства автоспуск вворачивается в гнездо спусковой кнопки, как фототросик, или подключается, как устройство дистанционного управления. Замедление обеспечивается часовым механизмом, пневматическим цилиндром или электронным таймером.

Большинство современных фотоаппаратов при использовании автоспуска начинает подавать световой и/или звуковой сигнал, интенсивность которого как правило увеличивается в последние несколько секунд перед открытием затвора.

Задержка, вносимая автоспуском, чаще всего составляет примерно 8…12 секунд. Некоторые современные фотоаппараты имеют переключаемую задержку на 2 или 10 секунд, либо возможность задать произвольную задержку.

В однообъективных зеркальных фотоаппаратах перед спуском затвора необходимо поднимать зеркало, что может вызвать вибрацию камеры, поэтому в таких фотоаппаратах часто встречается комбинированный режим — двухсекундный автоспуск с предварительным подъёмом зеркала.

В качестве альтернативы автоспуску могут использоваться различные способы дистанционного управления затвором, такие, как спусковой тросик, пульт дистанционного управления, палка для селфи с поддержкой Bluetooth или другие.

Источник: wikipedia

Фотографический затвор

Фотографи́ческий затво́р — устройство для регулирования выдержки, то есть длительности воздействия света на фотоматериал или матрицу фотоаппарата. Один из двух основных инструментов управления экспозицией. В киносъёмочном аппарате роль фотозатвора выполняет обтюратор.

История фотографического затвора

Светочувствительность пластинок для дагеротипии была очень низкой, требуя длительных выдержек, измерявшихся десятками минут. Более поздний мокрый коллодионный процесс позволил сократить экспозицию до нескольких секунд, но её длительность по прежнему не требовала никаких приспособлений, кроме часов фотографа. Роль затвора выполняла крышка объектива. С появлением высокочувствительного желатиносеребряного фотопроцесса требуемые выдержки сократились до десятых, сотых и даже тысячных долей секунды, позволив фиксировать быстро движущиеся предметы. Для отработки коротких выдержек потребовался точный автоматический механизм. Одно из первых таких устройств было сконструировано Эдвардом Мэйбриджем для опытов по хронофотографии.

Первые затворы считались дополнительной принадлежностью, а не частью конструкции фотоаппарата, и поэтому выполнялись съёмными, чаще всего надевающимися на объектив спереди. Позднее центральные затворы начали выполнять в едином блоке с ирисовой диафрагмой и оправой объектива. Автоматическая «моментальная» выдержка часто была единственной, и кроме неё затвор мог отрабатывать только ручную. Переключение режимов такого затвора состояло в выборе моментальной или ручной выдержки. В более поздних конструкциях появилась возможность регулировки моментальной выдержки с помощью анкерного или пневматического механизма задержки. Современные затворы отрабатывают широкий диапазон моментальных выдержек, а ручная выдержка носит вспомогательный характер, и используется только в профессиональной фотографии. Наиболее бурное развитие конструкции фотозатворов получили после Первой мировой войны одновременно с развитием технологии аэрофотосъёмки.

Типы фотографических затворов

За исключением современных электронных затворов, в которых отсутствуют какие-либо механизмы, все остальные типы затворов состоят из привода и шторок, перекрывающих свет. Приводы затворов делятся на механические и электромеханические. В первых выдержки отрабатываются за счёт регулировки ширины щели между шторками, скорости их движения и механизмами задержки — анкерными, пневматическими или другими. Электромеханическим затворам для работы необходим источник питания, без которого отрабатывается лишь одна (реже две) выдержки. Весь остальной диапазон выдержек реализуется за счёт регулировки длительности удерживания второй шторки электромагнитом. Дешёвые электромеханические затворы фотоаппаратов начального уровня (например, Nikon FE10) без батарей вообще неработоспособны. Другими словами, полноценно электромеханический затвор может работать лишь при наличии элементов питания, в то время как механический зависит только от энергии пружин, накапливаемой при взводе. Известны всего несколько фотоаппаратов, оснащённых гибридными затворами, работоспособными в полном или частичном диапазоне выдержек как с батареями, так и без них: «Canon New F-1», «Pentax LX» и «Nikon FM3A».

Разные типы затворов отличаются, главным образом, конструкцией и расположением шторок, перекрывающих световой поток. Встречаются фотоаппараты (например, «Bronica», «Mamiya 645D», «Hasselblad 2000FC»), оснащённые двумя затворами разных типов: апертурным и фокальным. Такое устройство, характерное для пресс-камер и среднеформатной зеркальной аппаратуры, позволяет выбирать наиболее подходящий тип затвора в зависимости от съёмочной ситуации. При этом, одновременно оба затвора работать не могут: при включении фокального апертурный фиксируется в открытом положении. Включение апертурного затвора переводит фокальный в режим светозащитной шторки. Встречаются сменные объективы с центральным затвором, предназначенные для дальномерных фотоаппаратов, например «Leitz Summicron 2,0/50» для съёмки с заполняющей фотовспышкой камерами «Leica». В этом случае согласование с основным фокальным затвором, находящимся в режиме ручной выдержки, происходит при помощи специального приставного механизма.

Апертурный затвор

Эта разновидность затворов располагается между линзами объектива вблизи плоскости апертурной диафрагмы, из-за чего и получила своё название. Особенностью таких затворов является одновременное и равномерное экспонирование всей площади кадра, не зависящее от точности настройки механизма. Искажения формы быстродвижущихся объектов также исключены. К этой же группе можно условно отнести залинзовые затворы, расположенные вблизи задней линзы объектива, и обладающие аналогичными конструкциями. В ранних крупноформатных камерах XIX века встречались фронтальные затворы, расположенные непосредственно перед объективом. По своим характеристикам они были близки к залинзовым, и легко устанавливались на практически любой фотоаппарат тех лет, выполняя роль дополнительного аксессуара. В современной аппаратуре наличие затвора обязательно и его съёмная конструкция потеряла практический смысл. Из-за конструктивных особенностей большинство апертурных затворов встраиваются в оправу объективов, и в крупном формате не считаются принадлежностью фотоаппарата. Известны несколько крупнейших предприятий изготовителей, специализирующихся на выпуске центральных затворов, и создавшие их наиболее массовые типы, такие как «Compur» и «Prontor».

Достоинства апертурных затворов:

• Простота конструкции и компактность, позволяющие использовать апертурный затвор в аппаратуре любых форматов;
• Большой ресурс при невысокой стоимости;
• Равномерность экспонирования всей площади кадра (в меньшей степени характерная для залинзовых затворов);
• Отсутствие искажения быстро движущихся объектов, так как весь кадр экспонируется одновременно;
• Шум и вибрации при работе затвора практически отсутствуют, благодаря небольшой массе подвижных частей;
• Возможность упростить выбор параметров съёмки использованием шкалы экспозиционных чисел;

Недостатки апертурных затворов:

• Неудобство использования со сменной оптикой;

По принципу действия апертурные затворы можно разделить на щелевые, центральные и жалюзи. Щелевые апертурные затворы часто называют обтюратором. Наиболее известным примером щелевого апертурного затвора является дисковый затвор, который состоит из вращающегося на оси металлического сектора с отверстием, который приводится в действие пружиной, связанной со спусковым рычагом.

Затворы этого типа отличаются наименьшим числом деталей, что определяет низкую себестоимость, повышенную надёжность и невысокие требования к точности изготовления. Однако существенные недостатки — громоздкость (радиус диска значительно больше перекрываемого отверстия) и трудности регулировки выдержек допускают применение, в основном в камерах начального уровня и в специализированных устройствах, таких как аэрофотоаппараты.

Центральный затвор

Центральный затвор — затвор, заслонки которого при срабатывании открывают отверстие объектива от центра к его краям и закрывают в обратном порядке. Такие затворы, как правило, устанавливаются между линзами объектива или непосредственно за задней линзой (апертурный и залинзовый затворы). Центральные затворы делятся на затворы прямого действия (ротативные) и возвратного действия (реверсивные). Первый тип из-за громоздкости получил распространение только в специальной фотоаппаратуре, например в аэрофотоаппаратах. В фототехнике общего назначения используются только центральные затворы возвратного действия.

Механизм такого затвора представляет собой несколько поворотных металлических лепестков, закреплённых на осях по краям круглой оправы. Возвратно-вращательное движение лепестков, открывающих и закрывающих отверстие, осуществляется системой пружин и рычагов. При экспонировании лепестки открывают действующее отверстие объектива симметрично от центра к краям и закрываются в обратном направлении. В результате, свет попадает одновременно на всю поверхность светочувствительного элемента. Действие лепестков центрального затвора подобно ирисовой диафрагме: по мере их открытия освещённость всей площади светочувствительного элемента равномерно возрастает, а при закрытии убывает до нуля. Использование центрального затвора характерно для крупноформатных камер и недорогих любительских фотоаппаратов с несменным объективом. Кроме того, центральный затвор штатно применяется практически во всех двухобъективных зеркальных фотоаппаратах. В современной цифровой аппаратуре такие затворы устанавливаются в компактных и псевдозеркальных камерах.

Недостатки центральных затворов возвратного действия:

• Зависимость быстродействия от максимального светового диаметра, ограничивающая предельную светосилу объективов;
• Принципиальное ограничение быстродействия, не позволяющего получать выдержки короче 1/500 секунды;
• Невысокий коэффициент полезного действия (светоотдача);

В ротативных центральных затворах лепестки совершают не возвратное, а непрерывное вращательное движение, что позволяет получать очень высокий КПД и короткие выдержки. Однако, устройство таких затворов (например, «Rapidin» или советского «ЗБС») значительно сложнее, чем у возвратных, что предопределило их узкую специализацию. Величина выдержки при возвратном движении лепестков может быть сокращена только в затворах-диафрагмах при небольших относительных отверстиях.

Затвор-диафрагма, диафрагменный затвор — центральный затвор, максимальная степень раскрытия лепестков которого регулируется, за счёт чего он одновременно выполняет роль диафрагмы. Из-за особенностей конструкции сочетания «выдержка — диафрагма» в фотоаппаратах с таким затвором, как правило, фиксированы. Оба параметра жёстко связаны: например, относительное отверстие f/2,8 достижимо только при выдержке 1/60, а диафрагма f/16 — лишь при 1/250. Затвор-диафрагма получил широкое распространение в малоформатных фотоаппаратах с простейшей экспозиционной автоматикой, предназначенных преимущественно для начинающих фотолюбителей («ЛОМО Компакт-Автомат», «Эликон-35С», «ФЭД-50», «ФЭД-35» и др.), а также в недорогих моделях без экспонометра, таких как «Агат-18», «Эликон-535». За счёт более короткого хода лепестков минимальная выдержка затвора-диафрагмы (например, в советском «ФЭД-Микрон») может быть короче обычного центрального затвора и достигать 1/800 секунды при минимальных относительных отверстиях. КПД центрального затвора не превышает 80 %

Затвор-жалюзи

Затворы-жалюзи применяются только в специальных типах фотоаппаратов, однако представляют практический интерес, обладая некоторыми преимуществами. Получили распространение в аэрофотоаппаратах со светосильными объективами.

Свет перекрывается набором узких пластинок-ламелей, одновременно поворачивающихся вокруг осей. При открытом затворе пластинки направлены вдоль оптической оси, пропуская свет. Для закрытия затвора достаточно повернуть пластинки на 90°. Благодаря небольшой массе каждой отдельной пластинки инерционность затвора невелика и приводной механизм отличается простотой. Коэффициент полезного действия затворов-жалюзи близок к КПД центральных затворов возвратного действия и не превышает 0,6, так как фаза полного открытия отсутствует.

Фокальный затвор

Фокальный затвор, как явствует из названия, располагается вблизи фокальной плоскости, то есть непосредственно перед светочувствительным материалом. По этой причине, конструкция и размеры затворов такого типа определяют устройство всего фотоаппарата, в отличие от апертурных, которые изготавливаются в виде отдельного узла или встраиваются в оправу объектива.

Достоинства фокального затвора:

• Возможность отработки очень коротких выдержек, недоступных апертурным затворам;
• Удобство использования в аппаратуре со сменной оптикой;
• Отсутствие каких-либо ограничений предельной светосилы объективов;
• Высокий коэффициент полезного действия (большая светоотдача);

Недостатки фокального затвора:

• Риск неравномерного экспонирования кадра при неточной регулировке;
• Невозможность съёмки с электронной фотовспышкой на коротких выдержках;
• Искажение формы быстро движущихся объектов (временной параллакс);
• Повышенные шум и вибрации из-за сравнительно больших массы и размеров движущихся частей;
• Риск прожигания солнцем в случае использования матерчатых шторок;
• Прямая зависимость габаритов механизма от размеров кадра и неудобство использования в крупноформатной аппаратуре;

Известны два изобретателя фокального затвора, который был назван «моментальным затвором при пластинке»: за рубежом автором считается австрийский инженер Оттомар Аншютц, а в российских источниках упоминается имя Сигизмунда Юрковского. Кроме них к изобретению причастны Е. Фармер и Ф. Штольц. Витебский фотограф Юрковский построил свой первый прототип в 1882 году, описание которого опубликовал в журнале «Фотограф» (№ 4 за 1883 год) и демонстрировал на Московском съезде фотографов. Выпуск усовершенствованной конструкции, получившей название шторно-щелевого затвора, с согласия Юрковского был налажен в Англии, а затем, с небольшими изменениями, в Германии. Широкое распространение затворов такого типа началось после 1888 года, когда О. Аншютцем было предложено использовать щель переменной ширины.

По принципу действия все фокальные затворы относятся к шторным (шторно-щелевым). Такой затвор представляет собой пару эластичных непрозрачных шторок, изготовленных из прорезиненной ткани («Leica M6», «Olympus OM-1», «Pentax K1000», «Зенит-Е») или гибкой титановой фольги («Nikon F3», «Canon F-1», «Pentax LX», «Minolta XK»). На морозе шторный затвор из прорезиненной ткани может работать недостаточно точно и даже полностью отказывать, так как шторки теряют эластичность. В некоторых типах камер используются гибкие металлические шторки из соединённых между собой тонких полос («Contax», «Киев») или из гофрированной нержавеющей стали («Hasselblad 1600F», «Салют»). Также существуют веерные («Киев-15») и обтюраторные («Olympus Pen F») затворы.

Частным случаем шторного затвора может считаться гильотинный (например, в фотоаппаратах «Киев-Вега») с щелью постоянной ширины, движущейся с переменной скоростью. Так же действуют обтюраторные затворы. В большинстве шторно-щелевых затворов шторки движутся перед кадровым окном с постоянной скоростью, а выдержка регулируется шириной щели между ними. Первая и вторая шторки затворов движутся независимо друг от друга под действием пружин, отрегулированных таким образом, что скорости шторок совпадают. Щель переменной ширины образуется механизмом, задающим момент срабатывания второй шторки. Длинные выдержки отрабатываются задержкой закрытия второй шторки, регулируемой анкерным механизмом или вручную.

Перед началом съёмки следующего кадра затвор взводится снова, при этом шторки возвращаются в исходное положение без образования щели. КПД шторного затвора доходит до 95%, а минимальная выдержка может достигать 1/16000 с («Canon EOS-1D», «Nikon D1»). Кратчайшая выдержка шторно-щелевых затворов определяется пределом точности регулировки пружин, обеспечивающей синхронность хода шторок. Затворы специальных конструкций с фиксированной щелью могут давать выдержки в миллионные доли секунды.

Затвор может быть как с вертикальным, так и с горизонтальным ходом экспонирующей щели. Горизонтальный ход, как правило имеют затворы типа Leica с эластичными шторками. Вертикальное движение встречается в таких затворах редко и более характерно для ламельных, получивших распространение в современной аппаратуре. Каждая шторка такого затвора состоит из нескольких (обычно 3—4) тонких металлических ламелей. Впервые такой затвор под названием Copal Square выпущен в Японии в 1960 году. В малоформатных фотоаппаратах затвор с вертикальным ходом позволяет при той же линейной скорости движения шторок получить в 1,5 раза более короткую выдержку синхронизации (см. ниже), поскольку полное открытие кадрового окна происходит при ширине экспонирующей щели 24, а не 36 миллиметров. Кроме того, масса и размеры подвижных частей значительно меньше, чем у классических затворов с гибкими шторками, обеспечивая большие скорости движения щели. Самые первые ламельные затворы сразу превосходили по этому параметру предыдущие конструкции, работая со вспышкой уже при 1/125 секунды. Исключение составили только советские аналоги «Киев-17», «Алмаз-103» и другие, в которых полное открытие кадрового окна происходило при выдержке 1/60 секунды. Кратчайшие выдержки синхронизации могут достигать 1/500 секунды («Canon EOS-1D», «Nikon D1»). Кроме того, искажения формы быстро движущихся объектов незначительны за счёт высоких скоростей шторок.

Особенности работы со вспышкой

Для съёмки с фотовспышкой большинство современных затворов оснащается синхроконтактом, запускающим разряд. Простейший синхроконтакт представляет собой два электрических контакта в цепи конденсатора электронной вспышки, замыкающихся механизмом затвора в момент его полного открытия. Такой синхроконтакт обозначается латинской буквой «X». Как отмечено выше, на коротких выдержках экспонирование фотоматериала происходит не одновременно. В каждый отдельный момент времени свет попадает только на часть кадра, определяемую шириной щели.

Из-за этой особенности работы шторного затвора использовать электронную фотовспышку можно только на такой выдержке, при которой вся площадь кадра открыта свету одновременно (то есть ширина щели между шторками равна или превосходит размер кадрового окна). Минимальная выдержка, при которой это условие выполняется, называется выдержкой синхронизации. Применение вспышки на более коротких выдержках приведет к тому, что ею будет экспонирована только часть кадра.

В современных цифровых зеркальных фотоаппаратах устанавливаются только ламельные затворы, выдержка синхронизации которых составляет от 1/100 до 1/250 для моделей среднего класса. В профессиональных камерах этот параметр может достигать 1/300—1/500 секунды. Значительная часть плёночных фотоаппаратов оснащалась классическим затвором с горизонтальным движением эластичных шторок («Leica M3», «Pentax K1000», «Зенит-Е»). В этом случае выдержка синхронизации составляет 1/30—1/60 с. Рекордная выдержка синхронизации 1/100 секунды была у профессионального фотоаппарата «Minolta XK» с таким затвором. Короткие выдержки синхронизации позволяют использовать вспышку, например, в солнечный день для подсветки теней.

Для съёмки со вспышкой на коротких выдержах применяется высокоскоростная синхронизация вспышки (англ. FP/HSS; Focal Plane/High Speed Sinchronization). При этом вспышка вместо единственного, но мощного импульса излучает «растянутый», состоящий из серии более слабых коротких, что позволяет получить равномерно освещенный кадр на любых выдержках (вплоть до 1/4000 — 1/8000 секунды). Однако из-за распределения энергии вспышки на более продолжительном отрезке времени освещенность, которую она создает, пропорционально уменьшается.

Синхронизация по первой/второй шторке

Длительность импульса электронной вспышки значительно меньше, чем выдержка, даваемая затвором (1—5 миллисекунд против сотых долей секунды). Это не имеет большого значения для неподвижных объектов и в случае, когда экспозиция, получаемая от непрерывного освещения, значительно меньше экспозиции, получаемой от света вспышки. Однако, если объект быстро движется и обе экспозиции сопоставимы, непрерывное освещение даёт смазанное изображение, которое складывается с резким от импульсного света. При синхронизации по первой шторке вспышка срабатывает сразу после открытия затвора, после которого объект успевает сместиться вперёд по ходу своего движения до закрытия второй шторки.

В результате получается образованное непрерывным освещением смазанное изображение объекта, расположенное впереди резкого изображения, полученного от вспышки. Таким образом, движение на фотографии зрительно выглядит направленным в обратную сторону. Избежать этого эффекта позволяет синхронизация по второй шторке, когда вспышка срабатывает непосредственно перед началом закрытия кадрового окна. В этом случае изображение объекта вначале экспонируется непрерывным освещением, и лишь потом он освещается вспышкой, обеспечивая нормальное зрительное восприятие движения на снимке.

Для этого большинство современных электромеханических затворов снабжается не одним, а двумя синхроконтактами: один из них срабатывает после полного открытия первой шторки, а другой — в момент подачи команды на закрытие второй. Выбор нужного синхроконтакта происходит через меню фотоаппарата или вспышки, соответствуя переключению типа синхронизации. Недостатком синхронизации по второй шторке является непредсказуемость момента срабатывания вспышки, особенно проявляющаяся при длинных выдержках.

Электронный затвор

До конца XX века электронными затворами назывались затворы с электромеханическим управлением. С распространением цифровой фотографии электронным стали называть устройство отработки выдержек, основанное на регулировке времени считывания с матрицы без каких либо механизмов, перекрывающих свет. Выдержка определяется временем между обнулением матрицы и моментом считывания с неё информации. Применение электронного затвора позволяет достичь более коротких выдержек (в том числе и выдержки синхронизации со вспышкой) без использования дорогостоящих высокоскоростных механических затворов. Кроме того, отсутствие инерционных механизмов позволяет осуществлять серийную съёмку с высокой частотой. Некоторые беззеркальные фотоаппараты позволяют выбирать между механическим и электронным затвором для скоростной съёмки.

К преимуществам электронного затвора следует отнести отсутствие движущихся частей, создающих шум и вибрацию. Электронный затвор работает бесшумно и не снижает резкость снимков из-за тряски. Из недостатков электронного затвора можно выделить искажение изображения, вызванное последовательным чтением ячеек («роллинг-шаттер»), а также повышенной вероятностью возникновения блюминга (например, при попадании в кадр солнца).

Кроме того, выпускаются SIMD-матрицы, имеющие индивидуальный электронный затвор в каждом пикселе. В этом варианте осуществляется настройка оптимального времени экспозиции для каждого пикселя в зависимости от уровня освещённости в данном участке кадра. В качестве электронного затвора могут использоваться безынерционные световые модуляторы, основанные на эффекте Поккельса.

Источник: wikipedia

Принцип Шаймпфлюга

Принцип Шаймпфлюга — закон оптики, используемый в фотографии для достижения «бесконечной глубины резкости» без диафрагмирования объектива. Использование принципа возможно только в карданных камерах, допускающих подвижки объектива и кассетной части, или при съёмке шифт-объективами, позволяющими наклонять оптическую ось.

Описание

Принцип заключается в том, что если три плоскости — объекта съёмки, объективной доски и кассетной части фотоаппарата — пересекаются на одной общей прямой, изображение плоского объекта будет резким от самой ближней точки до бесконечности. Принцип назван в честь геодезиста Теодора Шаймпфлюга, сформулировавшего этот принцип в 1904 году, во время занятий коррекцией перспективы при аэрофотосъёмке. Из-за небольшой высоты полёта распространённых тогда летательных аппаратов (воздушных шаров и змеев) лишь небольшая область была видна под малым надирным углом. Это заставило его работать над техническими усовершенствованиями, которые бы облегчили съёмку под большими надирными углами.

В конструкции обычных фотоаппаратов с жёстким корпусом оптическая ось объектива всегда перпендикулярна плоскости кадрового окна, а плоскость резкого изображения параллельна плоскости кадрового окна. В форматных камерах, допускающих подвижки, возможен наклон объектива и кассетной части, что позволяет совмещать резкое изображение с плоскостью светочувствительного элемента. Подбором взаимного положения объектива и негативной доски можно добиться резкого изображения всей поверхности, наклонной к фотоаппарату. В других типах фотоаппаратуры с жёстким корпусом эффект достигается при использовании шифт-объективов с функцией уклона.

В практическом плане это может быть использовано не только при съёмке плоских предметов, но и объёмных, расположенных на разных расстояниях. Обычно для изображения таких предметов одновременно резкими прибегают к диафрагмированию объектива, чтобы увеличить глубину резко изображаемого пространства. Однако, такой приём не всегда приемлем, поскольку приводит к увеличению выдержки, недопустимому для подвижных объектов. Наклон кассетной части помогает отобразить резко предметы, расположенные в одной плоскости на разных расстояниях от фотоаппарата, лишь незначительно уменьшая относительное отверстие объектива. При этом предметы, расположенные вне плоскости резкого пространства, отображаются менее резкими, независимо от расстояния до них. Наклон объектива даёт подобный эффект, но приводит к изменению кадрировки, требуя поворота всей камеры.

Часто использованию принципа Шаймпфлюга ошибочно приписывают увеличение глубины резкости. Это неверно, поскольку последняя зависит только от фокусного расстояния объектива, дистанции наводки и относительного отверстия, и не зависит от уклонов оптической оси. В данном случае глубина резкости не увеличивается, а смещается лишь область пространства, отображаемого резко. Границы этой области, ограничивающие глубину резкости, представляют собой наклонные плоскости, также пересекающиеся с плоскостями объектива, плёнки и объекта съёмки на общей прямой.

Источник: wikipedia

Стеноп

Стено́п (от фр. Sténopé) — фотографический аппарат без объектива, роль которого выполняет малое отверстие. В современной фотографии также распространено название «пинхол» (англ. pinhole — булавочное отверстие).

Общие сведения

Наибольшая резкость изображения получается, когда соблюдено определенное отношение между диаметром отверстия и его положением относительно светочувствительного элемента. Преимуществом стенопа служит полная ортоскопичность изображения, даваемая им, и очень большая глубина резко изображаемого пространства. Из-за незначительной яркости изображения в фокальной плоскости при съемке требуется продолжительная выдержка. Стеноп используется для получения ландшафтных снимков с мягким изображением.

Конструкция стенопа

Стенопы обычно делаются вручную самими фотографами. Самый простой стеноп состоит из светонепроницаемого ящика с небольшим отверстием на одной стороне и с листом фотоплёнки или фотобумаги на другой. В качестве затвора может использоваться кусок картона на шарнире. Малое отверстие обычно прокалывается швейной иглой или сверлится тонким сверлом в фольге или тонкой алюминиевой (латунной) пластине. Затем пластина закрепляется изнутри коробки, перекрывая отверстие бо́льшего диаметра.

Некоторые конструкции публиковались в журналах и книгах для помощи любителям, например, чешский Dirkon или простейший фотоаппарат из спичечных коробков с кассетами.

Стенопы часто делаются с использованием подвижной задней стенки, что позволяет менять расстояние между отверстием и светочувствительным элементом. Это позволяет эффективно менять угол изображения и относительное отверстие. Приближая стенку к отверстию, можно получить бо́льший угол изображения и меньшую выдержку. Отодвигая стенку дальше, можно получить эффект «телеобъектива», а также увеличить выдержку.

Стеноп из зеркальной фотокамеры

Довольно легко стеноп может быть сделан на основе любой фотокамеры со сменными объективами, в том числе цифровой. Для этого берётся пластмассовая крышка, предназначенная для защиты внутренних деталей аппарата при снятом объективе, которая входит в его комплект. В ней, точно по центру, сверлится отверстие диаметром 6—10 мм. Далее из фольги вырезается круг, который приклеивается изнутри крышки. В фольге тонкой иглой делается малое отверстие. Для спуска затвора желательно использовать дистанционное управление или спусковой тросик.

Вычисление относительного отверстия

Относительное отверстие (1/f) может быть рассчитано путём деления диаметра отверстия на фокусное расстояние камеры.

• Диаметр отверстия — это диаметр иглы или сверла, которым отверстие сделано.
• Фокусное расстояние — это расстояние от отверстия до светочувствительного материала.

Например, камера с отверстием диаметром 0,5 мм и фокусным расстоянием 50 мм будет иметь значение 1/f равным 0,5/50=1/100. Эта информация может быть использована для расчёта времени экспозиции.

Стеноп также может использоваться для съёмки двойных изображений, если в передней стенке сделать несколько отверстий, или для получения фотографий с цилиндрическими или сферическими перспективными искажениями, если изогнуть плоскость с фотоматериалом.

Начав как единственно возможный тип фотокамеры много лет назад, стеноп и сейчас сохраняет своё значение в современной художественной фотографии.

Источник: wikipedia

Цифровой задник

Цифровой задник — сменный модуль системного фотоаппарата, предназначенный для преобразования оптического изображения в файлы цифровых фотографий. Цифровой задник устанавливается на плёночный фотоаппарат, превращая его в цифровой. В отличие от цифровых фотоаппаратов, выполненных как одно целое, конструкция со сменным задником позволяет снимать также на фотоплёнку.

Разновидности

Существуют две основные разновидности цифровых задников: сканирующие и с прямоугольным сенсором, создающим снимок за одну экспозицию. Сканирующие задники представляют собой гибрид фотоаппарата и сканера и основаны, как правило на линейке ПЗС, перемещающейся вдоль одной из сторон кадра. Поскольку сканирование занимает существенный промежуток времени, подобные устройства пригодны только для съёмки неподвижных изображений, но формат сканируемого кадра практически не ограничен, а качество получаемого изображения исключительно высоко. Использование трёх ПЗС-линеек с цветными светофильтрами позволяет оцифровывать цветное изображение за один проход и втрое сокращает время сканирования.

Однако, наибольшее распространение получили задники, основанные на прямоугольной ПЗС-матрице с массивом цветных светофильтров, позволяющие считывать изображение кадра за одну экспозицию. Такие устройства позволяют фиксировать движущиеся объекты с короткими выдержками, как обычный цифровой фотоаппарат. Некоторые задники с такой матрицей рассчитаны на тройную экспозицию за цветными светофильтрами для получения цветных снимков. Конструкция позволяет обойтись без массива цветных фильтров и повысить разрешающую способность при том же количестве светочувствительных элементов.

Задники с прямоугольной матрицей в свою очередь делятся ещё на два класса: студийные и автономные. Студийная разновидность непригодна для натурных съёмок, поскольку требует соединения с компьютером и внешним источником питания. Зачастую такие задники не имеют даже собственного жидкокристаллического дисплея, что исключает возможность настройки и контроль отснятого материала без внешнего монитора.

История

Наиболее ранняя потребность в цифровой фотографии возникла в сфере фотожурналистики, нуждающейся в быстрой доставке готовых изображений с места события. Поэтому, первые эксперименты и успехи в разработке связаны с небольшими форматами светочувствительного элемента видеофотоаппаратов, представлявших собой видеокамеру для съёмки неподвижных кадров.

Малый формат

Первым цифровым задником можно считать гибридное устройство «Electro-Optic Camera», спроектированное электронным подразделением Kodak по заказу правительства США с использованием профессионального фотоаппарата Canon New F-1. Основой стала созданная «Кодаком» за год до этого чёрно-белая ПЗС-матрица «M1», разрешение которой впервые превысило 1 мегапиксель. Она размещалась в блоке, закрепляемом на съёмной задней крышке фотоаппарата.

Полученный гибрид оказался слишком громоздкими и неудобными, и следующим этапом стала разработка проектов «IRIS» для фотожурналистов и «Hawkeye II» для военных. Оба прототипа собирались вокруг зеркального фотоаппарата Nikon F3, а часть военных приставок комплектовалась новой матрицей «М3» с фильтром Байера, ставшей первой цветной матрицей с разрешением более 1 мегапикселя. Она же стала основой для первого коммерчески успешного и серийно выпускаемого цифрового гибрида Kodak DCS 100, также собранного вокруг фотоаппарата Nikon F3 HP. Гибрид, выпущенный в 1991 году, состоял из цифрового задника с ПЗС-матрицей, подключённого кабелем к внешнему блоку, носимому на плече. Устройство стало первым, ориентированным на совместную работу с компьютером, а не видеооборудованием, как это было в большинстве предыдущих разработок других производителей.

Дальнейшие разработки были сосредоточены в гражданском секторе компании «Kodak» (англ. Professional Photography Division), с 1994 до 1998 года выпустившей более компактные устройства серии DCS, стыкующиеся с фотоаппаратами Nikon F801, Nikon F90 и Canon EOS-1N. Все созданные гибриды стали промежуточным этапом перед созданием полноценных цифровых зеркальных фотоаппаратов неразъёмной конструкции. В конце концов, Canon и Nikon создали линейки фотоаппаратов Canon EOS-1D и Nikon D1, основой при проектировании которых послужили предыдущие опыты с цифровыми задниками.

Ещё одной попыткой дать цифровое будущее плёночным фотоаппаратам стал проект компании «Imagek». 11 февраля 1998 года она анонсировала выпуск цифровой приставки «EFS-1» (англ. Electronic Film System), которая должна была вставляться в фильмовый канал и отделение для кассеты с плёнкой любых малоформатных фотоаппаратов. Была заявлена ожидаемая разрешающая способность 1,3 мегапикселя при встроенной памяти 40 мегабайт. Через год аналогичную совместную разработку начали компании Intel и Kodak. Однако, сложности согласования таких приставок с любыми существующими фотоаппаратами не позволили вписаться в заявленный ценовой предел 1000 долларов. В итоге проект так и остался техническим курьёзом. Создание цифрового фотоаппарата с полностью интегрированными цифровыми системами для малого формата оказалось дешевле и эргономичнее, чем попытки превратить стандартную плёночную фототехнику в цифровую с помощью приставок.

В 2004 году был представлен цифровой задник «DMR» (англ. Digital Module for the R-system) для камер Leica R8 и Leica R9, но дальнейшего развития подобные конструкции не получили из-за повсеместного прекращения выпуска плёночной аппаратуры. В 2010 году производство фотоаппаратов линейки Leica R и всех аксесуаров для неё, включая приставку, прекращено. Вместо этого налажен выпуск цифрового фотоаппарата Leica S2 неразъёмной конструкции. Наиболее широкое распространение такое явление, как «цифровой задник», получило в среднеформатной и крупноформатной аппаратуре модульного типа.

Средний формат

В отличие от фотожурналистики, требующей моментальной съёмки и портативности, студийная фотография допускает съёмку с большими выдержками и в несколько экспозиций. Поэтому чёрно-белые матрицы, неприемлемые для новостной фотографии, можно использовать со студийными среднеформатными фотоаппаратами, проводя цветоделение не массивом цветных фильтров, а при помощи последовательных экспозиций, сохраняя большое разрешение. Первым серийным задником среднего формата считается «DCB I» компании Leaf. Устройство, выпущенное в 1991 году и прозванное фотографами «кирпичом», оснащалось чёрно-белой ПЗС-матрицей размером 3×3 сантиметра и с разрешением 4 мегапикселя (2048×2048). Для получения цветного снимка требовались три экспозиции за цветными светофильтрами. Диск со светофильтрами устанавливался перед объективом, и при помощи электропривода синхронизировался со специальным программным обеспечением компьютера, генерирующим цветные файлы снимков. Эта же матрица послужила основой для аналогичного устройства Sinar.

В 1995 году появился задник «Kodak Professional DCS 465» для среднеформатных фотоаппаратов с присоединением типа Hasselblad («V-system»). Приставка позволяла в одну экспозицию делать моментальные снимки на матрицу размера APS-H с цветоделительным фильтром Байера и рекордным на тот момент разрешением 6 мегапикселей. В ранних конструкциях задников с большим сенсором, превосходящим малоформатный кадр, не предусматривалось наличие встроенного дисплея, аккумулятора и накопителя информации, тем более что такие устройства в большинстве случаев использовались только в студийных условиях, не требующих автономности. Отказ от энергопотребителей в одном корпусе с матрицей уменьшал её шумы, особенно заметные при большом размере. Некоторые задники до сих пор оснащаются термоэлектрическим охлаждением матрицы. В среднеформатных задниках до недавнего времени традиционно использовались только ПЗС-матрицы, потребляющие больше электроэнергии, чем малоформатные КМОП-матрицы. Поэтому их питание осуществляется от сети переменного тока или от мощного внешнего аккумулятора, а отображение информации и настройка — на подключенном компьютере. Ещё одна особенность среднеформатных задников — принципиальный отказ от преобразования исходной информации RAW и её сжатия в JPEG, что неизбежно увеличивает объём данных. Поэтому, в качестве носителя информации чаще всего используется внешний жёсткий диск или диск подключённого компьютера. Примерами подобных линеек фотоаппаратов могут служить: «Phase One» серии H, «Leaf Valeo». Такие задники практически не пригодны для натурных съёмок и могут использоваться только в студии.

Одним из первых автономных задников в 2000 году стал «Kodak Professional DCS Pro Back» с ПЗС-матрицей «М11» разрешением 16 мегапикселей и двумя картами Compact Flash. В 2004 году налажено производство цифровых «задников» для фотоаппаратов Hasselblad серии «V». Первая модель «Hasselblad Ixpress V96C» оснащалась квадратной ПЗС-матрицей размером 37×37 мм с разрешением 16 мегапикселей. При этом для среднеформатных объективов кроп-фактор составляет 1,5.

Такие, более современные задники оснащены дисплеем, аккумулятором большой ёмкости и картами памяти. Другими примерами подобных линеек могут служить: «Kodak DCS Pro Back 645», «Phase One» серии Р, «Leaf Aptus», «Sinar eMotion». Современные среднеформатные задники позволяют получать файлы с разрешением до 100 мегапикселей, но обладают сравнительно невысокой светочувствительностью. Дальнейшее развитие пошло по пути малоформатной аппаратуры: цифровой задник интегрирован в корпус фотоаппарата, как например, в фотосистеме Hasselblad HxD. Однако, даже такие камеры позволяют снимать на плёнку, заряжаемую в специальный сменный модуль.

Большой формат

Большинство крупноформатных задников относятся к сканирующему типу, поскольку производство сенсоров большого размера связано с большими техническими сложностями и экономически нецелесообразно. В 1995 году был представлен цифровой задник Sinar со сканирующей ПЗС-линейкой. Время сканирования составляет 20 минут, и поэтому такие устройства пригодны только для съёмки неподвижных объектов в специально оборудованной студии. Аналогичная сканирующая приставка Power Phase FX формата 4×5 дюймов позволяет за один проход получать цветные файлы с разрешением 132 мегапикселя. Кроме рекламной предметной съёмки подобные устройства применяются крупными музеями для создания высококачественных репродукций и каталогов. Наивысшей разрешающей способностью в 1 гигапиксель в этом классе аппаратуры обладает «Google Art Camera», автоматически сканирующая картины при помощи роботизированной панорамной головки. Полученные при этом снимки склеиваются в один общий, а оцифровка полотна площадью в 1 квадратный метр занимает 30 минут.

Дальнейшее развитие технологии изготовления фотоматриц позволило создавать цифровые задники большого размера, позволяющие снимать с моментальными выдержками. Однако, стать полноценной заменой листовой фотоплёнке крупного формата такие устройства не смогли до настоящего времени. Они используются отдельными студиями для замены дорогостоящих фотокомплектов одноступенного процесса Polaroid, традиционно применяемых для тестовой съёмки. Так, задник «Maxback» большого формата 8×10 дюймов (20×25 сантиметров) был выпущен в двух экземплярах в 2011 году по заказу фотографа Митчела Файнберга. Несмотря на низкое разрешение 10 мегапикселей, стоимость проекта и реализации составила 500 000 долларов. Однако, экономия на комплектах Polaroid благодаря приставке, составила 50 000 долларов ежегодно. Задник устанавливается на карданную камеру Sinar, и после контроля качества снимка на мониторе подключённого компьютера, окончательная съёмка выполняется на листовой фотоматериал.

Это единственный известный крупноформатный задник, пригодный для моментальной съёмки. Попытки наладить его мелкосерийное производство не привели к успеху из-за отсутствия заказов. Самая большая цельная фотоматрица «Z/I Imaging», известная на 2016 год, имеет разрешение 250 мегапикселей и физический размер 90×84 мм, но из-за особенностей конструкции используется только в аэрофотоаппаратах. Все остальные задники, выпускаемые для камер большого формата, имеют сканирующую конструкцию или сенсор небольшого размера, который не превосходит среднеформатные аналоги. Последние позволяют использовать карданную камеру для цифровой съёмки в лучшем случае на формат 4,5×6 см. Моментальная съёмка в крупном формате до сих пор производится на листовую фотоплёнку.

Ключевые характеристики

Ключевыми производителями цифровых задников являются Kodak, Agfa, Phase One и Hasselblad. Выпускаемые задники комплектуются ПЗС-матрицами Kodak и Dalsa, которые на мировом рынке выступают их основными поставщиками. С 2013 года некоторые производители наладили выпуск КМОП-матриц, ранее не использовавшихся в задниках. В настоящее время представлены задники только среднего формата, поскольку более компактная фототехника выполняется неразъёмной.

Цифровые задники можно разделить по мобильности и универсальности.

• По мобильности: от чисто студийных, требующих внешнего источника питания, накопителя данных и компьютера для настройки (например, Phase One H5), до мобильных (например, Leaf Aptus II с сенсорным экраном или Leaf Valeo с синхронизацией с компьютером DP-67).
• По универсальности: от универсальных с переходниками для большинства среднеформатных (например, Sinar eMoution и Leaf Credo) и некоторых крупноформатных камер, до специализированных под конкретную модель камеры (например, Phase One H101 для Hasselblad H1). Универсальные цифровые задники и некоторые специализированные, подходящие к системам, изначально ориентированным только на рольфильм, имеют, в лучшем случае, только механический синхроконтакт, что влечёт ошибки синхронизации работы матрицы и затвора. Отсутствие объективов с центральным затвором приводит к виньетированию и сдвигу цветов в полученном изображении, но позволяет воспользоваться всеми возможностями, предоставляемыми плёночными системами. Цифровые задники, при стыковке их с цифровыми системами, электрически и электронно согласованы и имеют богатую функциональность, а использование объективов, учитывающих особенность восприятия света матрицами избавляют от вышеперечисленных проблем, но требует от фотографа покупки корпуса, а зачастую смены всего парка оптики. Универсальность выбора системы, с которой стыкуется цифровой задник, реализовано универсальное крепление, зачастую через переходники, что не может похвастаться герметичностью и существенно снижает мобильность устройства.

Основными характеристики являются:

• формат (габариты) или кроп-фактор матрицы (от 24×36 до 57×41 мм или от 1,62 до 1),
• размер пикселя фотоматрицы (относительно большой, до 9 мкм в диаметре) или динамический диапазон (порядка 12EV),
• разрешение (обычно, от 20 до 80 Мпикс.),
• глубина цвета (относительно высокая, от 10 до 16 бит).

Другие характеристики, также влияющие на качество изображения и сферу применения:

• невысокая чувствительность при допустимых шумах и шумы при длительных выдержках;
• особенности CCD-матрицы: блюминг, муар (отсутствует АА-фильтр), тепловой шум;
• отсутствие серийной съёмки, скорость съёмки чуть более 1 кадра/сек, длительное запаздывание после включения 4 — 10 сек;
• Live View реализован не у всех моделей и не в полном размере.

Источник: wikipedia