Из чего состоит фотоаппарат

В зеркальных фотографических аппаратах обычно применяются матрицы крупного формата, таких как APS-C или даже полнокадровые. Как уже упоминалось выше, большая матрица является одним из ключевых факторов, способствующих получению качественных снимков.

§ 1. Устройство фотоаппарата

Прежде всего, следует начать с основ. Всегда приятно начинать с того, что знакомо многим, и в этом нет ничего странного. Важно понимать, что мы можем говорить как о высококачественной зеркальной камере со сменными объективами, так и о встроенной камере в вашем смартфоне. Основные принципы работы всех этих устройств схожи. Более того, плёночные фотоаппараты в данном контексте не отличаются от современных цифровых моделей. Если же мы столкнемся с различиями, я обязательно расскажу о них в дальнейшем.

Основной принцип работы любой камеры заключается в том, что свет от объекта, который мы снимаем, проходит через объектив и попадает на светочувствительный элемент. В современных цифровых камерах это элемент матрица, тогда как в старых пленочных моделях использовался кадр фотоплёнки. Эти аспекты составляют главные отличия между плёночными и цифровыми камерами. Хотя, конечно, это далеко не все различия; но сейчас главное — запомнить эту базовую концепцию. Свет, проходя через объектив, фокусируется на чувствительном элементе. Это упрощённый процесс, в результате которого мы получаем фотографии. Однако, если плотную пленку, на которую попал свет, необходимо было еще проявлять (что, кстати, требует объяснения, но на данный момент мы этого касаться не будем), то свет, который воздействует на матрицу цифрового устройства, сразу обрабатывается процессором камеры и сохраняется на карте памяти. Однако в обоих случаях мы получаем конечный результат в виде изображения.

Схема зеркальной фотокамеры

Не стоит смущаться тем, что указана схема именно цифровой зеркальной камеры. У нее, безусловно, есть отличия по сравнению с беззеркальными моделями. А если обратить внимание на устройства, встроенные в смартфоны, отличий станет еще больше. На текущий момент важно понять, что свет, проходящий через объектив, необходимо каким-то образом контролировать и дозировать. Для этой цели предусмотрены три ключевых элемента: диафрагма, затвор камеры и светочувствительность. В будущем мы рассмотрим их более подробно, но пока достаточно запомнить, что диафрагма встроена в объективы, независимо от того, являются они сменными или нет, затвор расположен в самом корпусе фотоаппарата, а светочувствительный элемент — это матрица или кадр фотоплёнки.

Диафрагма

Структура и управление диафрагмой могут быть сложным процессом, но в основном она состоит из нескольких лепестков, работающих подобно человеческому зрачку: в солнечный день отверстие, через которое свет попадает в камеру, сужается, а в пасмурную погоду или при недостатке света — расширяется. Когда речь идет о камерах в мобильных устройствах, ситуация значительно отличается. В объективах таких камер — чаще их называют сенсорами — отсутствуют лепестки диафрагмы. Однако, если вы используете компактную или даже зеркальную фотокамеру, но только в автоматических режимах, то все вычисления по освещенности и выбор нужной диафрагмы выполняет автоматика аппарата.

Если диафрагма контролирует, сколько света попадет в камеру, то затвор управляет временем, на протяжении которого свет достигает матрицы или плёнки вашего устройства. Это время называется выдержкой, и в солнечный день она варьируется в долях секунды, причем может быть весьма небольшой: современные камеры могут иметь выдержки до одной восьмитысячной доли секунды. Чаще же используются выдержки, такие как одна двухсотая доля секунды, что тоже является очень коротким интервалом, вам не кажется? Однако этого времени вполне достаточно для правильного захвата изображения.

Устройство

Основная конструкция фотокамеры

Зеркальные цифровые модели, доступные для широкой аудитории, представляют собой отдельный вид техники. Они дифференцируются усовершенствованной конструкцией и наличием множеств функций. На стандартной модели можно продемонстрировать основные элементы, из которых состоит фотоаппарат.

• Объектив. Это часть, которую, как правило, можно отсоединять от камеры.
• Матрица. Это сердце устройства, определяющее разрешение готовой фотографии и выполняющее функции аналоговые пленки в цифровых аппаратах. Матрицы также употребляются в производстве других устройств ввода и вывода.
• Диафрагма. Механизм, контролирующий количество световых лучей, проходящих через объектив.
• Отражающая призма. Этот элемент применяется в ряде современных моделей и размещён в рукояти.
• Видоискатель. Компактное окошко, расположенное в верхней части фотокамеры, необходимо для удобного кадрирования.
• Поворотные и вспомогательные зеркала. Система зеркальных элементов, позволяющая получать изображение.
• Затвор. Компонент, который поднимается во время съемки.
• Корпус. Надёжный защитный корпус, сделанный из износостойкого и светонепроницаемого материала.

Мы уже рассмотрели основные составные части, однако без других компонентов работа устройства будет существенно ограничена или даже невозможна.

• Вспышка. Дополнительный источник света, который может быть полезен в темноте.
• Аккумулятор. Основной источник питания для камеры.
• ЖК-монитор. Экран, используемый для кадрирования, а также для настройки и управления функциями камеры.
• Набор датчиков. Разные элементы, отвечающие за определённые функции устройства.
• Карта памяти. Устройство для хранения данных, в том числе снимков и видео.

Чтобы более подробно ознакомиться с конструкцией цифрового фотоаппарата, обратите внимание на следующую схему. На ней изображены все составляющие устройства, а также продемонстрирован путь света в оптической системе.

Принцип работы

Многим новичкам, начинающим знакомство с фототехникой, интересно узнать, как именно работает фотоаппарат. Многие ли из пользователей понимают принципы, по которым он функционирует?

Разберем, что же происходит в момент, когда вы делаете снимок.

1. Если вы выбрали автоматический режим (или автофокусировку), фотоаппарат самостоятельно подходит для настройки четкости изображения.
2. Следует обратить внимание на стабилизацию картинки, которая выполняется с помощью специального механизма — оптического стабилизатора.
3. Не забудьте, что в указанном ранее режиме камера сама подбирает экспозицию (баланс белого, светочувствительность, параметры диафрагмы и время выдержки).
4. Далее поднимается зеркало и затвор.
5. Лучи света проходят в объектив и через систему линз попадают на светочувствительную матрицу, где формируется фотография.
6. Процессор обрабатывает полученные данные и конвертирует их в цифровой код. Полученная фотография сохраняется в формате файла.
7. Затвор закрывается, а зеркало возвращается в первоначальное положение.

Корпус камеры

Как уже было упомянуто выше, корпус камеры влияет на удобство съемки. Важнейшими факторами являются размер устройства и его эргономичность. Не всегда удобно носить с собой крупную камеру, чтобы успеть запечатлеть нужный момент, и также не всегда легко управляться с компактной моделью. Выбор подходящего размера зависит от, например, анатомии ваших рук и длины пальцев. Самый простой способ понять, подходит ли вам камера — это просто подержать её в руках во время тестирования, предпочитаемо сделать несколько кадров. В идеале, следует провести тест-драйв.

Размер устройства влияет не только на общую массу, но также на расположение кнопок и удобство управления. Маленькие мыльницы, как правило, имеют простую компоновку, поскольку на них предусмотрено меньше контроллеров и кнопок. На небольших зеркалках различия становятся уже заметными. В то же время на флагманских и профессиональных моделях все кнопки располагаются так, чтобы обеспечить легкий доступ к ним без лишних движений. Однако и в этом случае важно пробовать: выбирайте ручные настройки и выясняйте, что делает каждая из них. Если у вас уже есть опыт съемки, переходите сразу к тем настройкам, которые подходят вам чаще всего. Если же вы новичок, экспериментируйте, чтобы найти оптимальный вариант.

Разумеется, важным является также размещение самой главной кнопки. Она может находиться, к примеру, на верхней части корпуса или на передней, и это, безусловно, влияет на удобство работы с камерой.

Объектив

Определенный объектив подходит для конкретных ситуаций, поэтому важно осознанно подходить к выбору между различными моделями. Первое и наиболее заметное различие — это зум-объектив (переменного фокусного расстояния) и прайм-объектив (объектив с постоянным фокусным расстоянием). Зум-объектив позволяет увеличивать или уменьшать изображение, что делает его более универсальным. Обычно такие объекты стоят немного дороже, больше и тяжелее, чем прайм-объективы, однако они открывают широкие возможности для творчества. Прайм-объективы чаще всего образуют более четкие снимки, но не могут изменять увеличение. Они значительно легче и компактнее. Однако на рынке можно встретить и дорогие вариации, где разница в четкости между зумами и праймами уже может отсутствовать.

Следующая классификация объективов включает такие категории, как широкоугольный, стандартный, средний, теле и ультрателеобъективы. Все эти разновидности основаны на фокусном расстоянии объектива, выражаемом в миллиметрах, что, по сути, указывает на увеличивающую способность. Чем меньше это значение, тем более широкое поле зрения даёт объектив; чем больше, тем больше приближается объект. Давайте рассмотрим каждую из категорий подробнее:

Широкоугольный объектив

Широкоугольными считаются объективы с фокусным расстоянием до 35 мм. Чем шире объектив и меньше фокусное расстояние, тем большую область он охватывает. Самые широкие — это фишай-объективы, обычно обладающие фокусным расстоянием 8-10 мм, тогда как обычные широкоугольные объективы варьируются от 14 до 28 мм. Благодаря своим свойствам такие объективы вмещают больше предметов и пространства, но могут искажать изображение, создавая эффект глубины и добавляя сферичность. Эффект искажения может быть полезным или, наоборот, негативным в зависимости от ситуации. Некоторые производители выпускают модели, которые корректируют такие искажения.

Стандартный объектив

Стандартные объективы имеют фокусное расстояние от 35 до 50 мм. Они способны улавливать изображение максимально близко к тому, что видит человеческий глаз, в то время как специализированные модели могут искажать или уплощать картинку. Именно поэтому их так и называют стандартными — фото, снятые с их помощью, выглядят привычно и естественно. Часто стандартный объектив с фокусным расстоянием 50 мм является наиболее доступным по цене, обеспечивая отличное качество, сравнимое с дорогими зум-объективами. Они представляют собой компромисс, позволяя покрыть многие типы съемки, хотя в некоторых случаях другие типы объективов могут быть необходимы.

Средний объектив

Объективы средней категории имеют фокусное расстояние от 60 до 100 мм и обычно не являются идеальными для повседневного использования. Некоторые фотографы предпочитают использовать режимы 60 или 85 мм для портретной съемки, но чаще всего это расстояние включается в диапазон зум-объективов, которые можно использовать по мере необходимости. Также существуют стандартные модели с фокусным расстоянием, варьирующимся между 28 и 70 мм.

Телеобъективы

Телеобъективы, обычно называемые телевиками, необходимы, когда необходимо сильное увеличение. Все объективы с фокусным расстоянием более 100 мм относятся к этой категории, а вот те, которые имеют фокусное расстояние более 400 мм, становятся ультра телеобъективами. Они тяжелые, несложные по весу и стоимости, используемые в ситуациях, когда нет возможности подойти ближе к объекту съемки. Но, разумеется, у них есть недостатки — они более подвержены смазанности изображения и менее эффективны при низком освещении. Поэтому легче и более производительные объективы с высоким качеством, оснащенные системой стабилизации, часто имеют высокую цену в сравнении с обычными моделями.

Как выбрать объектив

На стадии выбора зеркального фотоаппарата важно задумываться об объективе. Дело в том, что одна и та же модель камеры может поставляться в комплекте с разными объективами или вовсе без них. Всё это зависит от решения производителя и продавца. Обычно покупка камеры в комплекте с объективом обходится немного дешевле, чем приобретение отдельно. Однако порой требования покупателей могут не совпадать с тем, что предлагает комплект.

Для начала нужно выбирать универсальный объектив, поскольку именно он станет подходящим для выполнения различных задач. От того, насколько универсальным окажется ваш первый объектив, будет зависеть то, как быстро вы поймете, какой еще элемент вам нужен для достижения желаемого результата в съемке. Например, если вы увлечены фотоохотой, вам потребуется объектива с большим фокусным расстоянием, а если вы собираетесь делать много портретных снимков — то лучше выбрать специальный портретный объектив.

Тем не менее, даже если у вас появится несколько объективов, скорее всего, основным в повседневной практике будет универсальный. Специализированные объективы, такие как широкоугольники и телеобъективы, обычно используются гораздо реже. Тем не менее, бывают ситуации, когда применение специализированных объективов становится крайне оправданным.
Все объективы обычно выпускаются со стандартной резьбой, что облегчает их замену на разных моделях фотоаппаратов.

Итак, к выбору своего первого объектива следует относиться крайне серьёзно. Неудачная покупка может и остаться лежать без дела на полке. В то же время универсальный объектив остается весьма полезным, поскольку может быть использован в различных ситуациях. Например, в поездках, где каждый дополнительный грамм может оказаться бременем, а объективы часто довольно тяжелые.

Диафрагма

Если внимательно рассмотреть внутренность объектива, можно увидеть несколько лепестков, каждый из которых имеет форму дуги. Накладываясь друг на друга, они составляют круглое отверстие, величину которого можно регулировать. Это устройство называется диафрагма, а сам термин имеет греческие корни, переводится как перегородка. В англоязычном понимании для диафрагмы существует термин «апертура».

Диафрагма представляет собой механизм, регулирующий количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Изменяя диаметр отверстия диафрагмы, мы изменяем соотношение яркостей на итоговом изображении и влияем на освещенность самого объекта.

С помощью специального механизма лепестки диафрагмы сводятся к центру, следовательно, отверстие уменьшается. При изменении значения диафрагмы на одну ступень, диаметр меняется в 1,4 раза, а количество света, достигающего пленки или матрицы, при этом увеличивается в 2 раза.

Зачем нужна диафрагма? Почему её наличие является необходимостью? Главная функция этого механизма — регулировать световой поток, достигающий матрицы или плёнки. Например, снимая при ярком освещении, следует уменьшить отверстие диафрагмы, а при недостатке света — увеличить. Однако, достоинства диафрагмы выходят за рамки лишь этой функции. Вы взяли на заметку, что, по сути, без неё можно обойтись, но не в том смысле, что она лишняя.

Диафрагма, подобно затвору, блокирует световой поток, идящий к матрице или пленке. Как уже упоминалось, и диафрагму, и затвор иногда называют экспопарой. Например, на одной съемке диафрагма может быть широкой, а выдержка — короткой, в то время как в другой — наоборот. На первый взгляд, кажется, что диафрагма и выдержка выполняют взаимопонимания. Обе эти характеристики влияют на количество света, попадающего на матрицу или плёнку. Однако это несколько более сложная концепция. Основное отличие заключается в том, что диафрагма значительно изменяет глубину резкости, или, как сейчас чаще обозначают, глубину резко изображаемого пространства (сокращенно — ГРИП). Эта особенность является важным функциональным аспектом, который дает возможность создавать интересные творческие и технические эффекты, достигая запланированного результата в съемке.

Я не стремлюсь загружать вас различными сложными формулами и терминами, так как вы вряд ли запомните всю эту информацию на начальном этапе. Главное — понять, что в различных книгах и справочниках диафрагма обозначается буквой f. Чем больше цифра, стоящая рядом с буквой, тем меньше диаметр отверстия, который она обозначает. К примеру, отверстие 2.8 шире, чем 8 или 16. Современные объективы часто имеют максимально широкую диафрагму 2.8 (в старых моделях можно встретить 1.4). Таким образом, на большинстве современных объективов при значении 2.8 диафрагма открывается на максимум. То есть можно сказать, что в этом случае диафрагмы практически нет. Кроме того, довольно часто существует мнение, что чем меньше значение диафрагмы, то есть чем больше отверстие в объективе, тем интереснее получится кадр, тем привлекательнее будет объект на снимке. Многие свадебные фотографы работают именно по такому принципу, снимая при максимальном открытии диафрагмы.

Типы фотокамер. Их плюсы и минусы.

Теперь, когда мы разобрались с тем, что представляет собой матрица — сердце цифрового фотоаппарата, давайте обсудим разнообразие типов современных камер.

Мобильная камера. Камера в телефоне

На сегодняшний день встроенные фотокамеры можно встретить в большинстве устройств. В смартфонах, как правило, присутствует не одна, а целых две камеры — основная и фронтальная. Наверняка, у каждого читателя есть опыт съемки на телефон. Пожалуй, компромисс между компактностью и качеством является общей тенденцией для подобных камер: они оснащаются малыми матрицами и простыми объективами. Все мы знаем, что снимки, сделанные на телефон, как правило, не отличаются высоким качеством, однако такая съемка не требует специальных навыков, а сам телефон всегда под рукой, что делает его удобным инструментом. Впрочем, если вы планируете серьезно заниматься фотографией, стоит задуматься о более продвинутом инструменте, который обеспечит более высокое качество снимков и позволит вручную настраивать съемочные параметры.

Компактные фотокамеры

Этот тип камер тоже, вероятно, знаком каждому. В большинстве домов есть хотя бы одна компактная камера. Главное её преимущество заключается в малом размере, доступной цене и простоте использования, иногда — в значительном оптическом зуме.

Как правило, эти камеры оснащаются маленькими и средними матрицами с диагоналями 1/2,3”, 1/1,7”, 1”. Это делает их компактными и доступными по цене. Хотя существуют необычные модели с крупными матрицами, даже с полнокадровыми, такие камеры, как правило, обладают спецификой и имеют высокую стоимость.

Компактные камеры не поддерживают смену объективов. Обычно они оборудуются универсальным объективом, позволяющим как снимать с широким углом обзора, так и приближать далекие объекты. Суждение о компактности объясняет использование небольших по размеру матриц.

Nikon Coolpix S30 — компактная камера

Большинство компактных моделей ориентированы на автоматические режимы съемки, что делает их максимально простыми в использовании. В английском языке такие камеры часто называют “Point-and-shoot”, что можно перевести как “наведи-сделай снимок”. Действительно, для съемки на такую камеру достаточно нажать одну кнопку, а остальное выполняет автоматика. Однако ручные настройки на таких моделях могут не всегда быть доступны, а порой требуют, чтобы пользователь искал их в меню, что замедляет работу.

Интересно отметить, что среди компактных моделей выделяются так называемые “гиперзумы” (иногда также именуемые “суперзуми” или “ультразумы”). Гиперзум — это компактная камера, оснащенная объективом с очень высокой кратностью. Она может вести съемку как с широким углом, так и наводить фокус на очень далекие объекты. Объективы в таких камерах имеют больший размер, что может сделать камеру менее компактной и иногда сравнимой по размеру, а также по цене, с более продвинутыми типами аппаратов.

Nikon Coolpix P600 — гиперзум. Его объектив предлагает 60-кратный оптический зум, что является выдающимся значением для любого другого типа камер. Фокусное расстояние объектива в 35-мм эквиваленте составляет 24-1440 мм.

Среднеформатные фотокамеры и цифровые задники

Существуют камеры с матрицами, которые превышают размер полнокадровых зеркальных моделей. Например, размеры могут составлять 44 x 33 мм или 53,9 х 40,4. Разрешение таких больших матриц также внушительное: оно может составлять десятки мегапикселей.

Эти камеры называются “среднеформатными”, и название сохранилось с эпохи плёнки, когда в них использовалась широкая пленка, значительно превышающая стандартную ширину. Такие устройства используются многими профессиональными фотографами для получения изображений очень высокого качества, и больших отпечатков — около одного метра — это не предел для них. Некоторые из таких камер имеют сменные модули с матрицами и электронной начинкой, которые называются цифровыми задниками. Среднеформатные камеры обычно используются в фотостудиях из-за больших размеров и незначительной оперативности. К недостаткам можно отнести и завышенные цены, сопоставимые с ценами на новые иномарки.

Для кого подойдут среднеформатные фотокамеры?

Прежде всего, такие камеры необходимы профессиональным фотографам, которым важна возможность печатать изображения очень крупным форматом. Для любительской съемки, репортажной или выездной фотосъемки такие устройства менее подходящие. Однако стоит упомянуть, что современные полнокадровые зеркальные камеры, такие как Nikon D800, Nikon D800E, Nikon D810, в плане качества фотографий уже могут соперничать со среднеформатными камерами, а их цена оказывается значительно более доступной.