|
Фотоаппаратомназывается прибор, для осуществления фотосъемки — первого из процессов получения изображения фотографическим способом.
Фотоаппарат, как средство  фиксации и сохранения видимого глазом облика окружающего мира, принципиально не изменился за более чем полторы сотни лет своего существования. Объектив для фокусировки изображения на «запоминающий элемент»; коробка, ограничивающая ненужные для формирования изображения потоки света; видоискатель для «построения изображения» в пределах чувствительного элемента и сам чувствительный и запоминающий элемент - все это и сейчас является основой пленочного или цифрового фотоаппарата.
Основные части фотоаппарата:
1) фотопленка;
2) корпус;
3) затвор;
4) объектив;
5) диафрагма.
Основа конструкции фотоаппарата — корпус, внутренние перегородки которого образуют в средней его части светонепроницаемую камеру. По обе стороны камеры находятся гнезда для размещения кассет, или катушек с фотопленкой.
Задняя стенка имеет вид рамки, которая называется кадровой. С внешней стороны к кадровой рамке прижимается пластина, выравнивающая фотопленку. Пластина крепится на плоских пружинах к задней крышке (стенке) корпуса.
На верхнем щитке корпуса находятся рычаг (курок) взвода затвора и покадрового перемещения фотопленки, головка, или ручка, обратной перемотки фотопленки, окно счетчика кадров, головка установки выдержек. Там же у некоторых фотоаппаратов размещены крышка пентапризмы, калькулятор экспонометрического устройства.
На передней стенке корпуса расположены объектив, окно видоискателя, рычаг автоспуска. В нижней части корпуса имеется гнездо с резьбой для установки фотоаппарата на штатив. Из-за различия типов фотоаппаратов дать обобщенное описание их конструкций довольно сложно.
Почти у всех фотоаппаратов покадровое перемещение фотопленки и отсчет кадров выполняются одновременно с взводом затвора при повороте взводного рычага (его называют также курком, или рукояткой). Чтобы исключить возможность повторной съемки на один и тот же кадр, механизм затвора после нажатия спусковой кнопки блокируется до тех пор, пока не будет переведен кадр. После того как вся фотопленка отснята, ее перематывают обратно в кассету и вынимают из фотоаппарата.
Объектив, или съёмочный объектив, - основная и обязательная часть любого фотоаппарата. Объектив формирует световое изображение объекта съёмки и проецирует его на светочувствительный слой фотоматериала. Объектив фотоаппарата состоит из нескольких (до 10 и более) линз, обычно заключенных в металлическую или пластмассовую оправу, внутри которой размещается также механизм диафрагмы, а иногда и фотографический затвор.
Видоискатель (визир) представляет собой устройство для определения границ пространства, которое будет изображено объективом при съемке. Поэтому угловое поле зрения видоискателя должно быть таким же, как у съемочного объектива, а линия визирования совпадать с оптической осью объектива.
Если линия визирования и оптическая ось объектива не совпадают, то границы изображения, наблюдаемого в видоискателе, не совпадут с границами изображения на фотопленке (рис. 9). Такое несовпадение называется параллаксом, а соответствующие видоискатели – параллаксными. Параллакс не проявляется при съемке удаленных предметов и становится заметным при съемке с расстоянием ближе 5-7 м. Чем меньше расстояние, тем заметнее параллакс.
По устройству видоискатели разделяют на рамочные, телескопические и зеркальные (рис. 10).
Рамочные видоискатели применяют в простых фотоаппаратах и в боксах для подводных съемок. Они позволяют видеть определенный участок пространства, ограниченный рамкой, на фоне общей панорамы. Такие видоискатели удобны при различных оперативных съемках, поэтому их применяют на некоторых сложных фотоаппаратах как дополнительные.
Телескопические видоискатели, в отличие от рамочных содержат две (объектив и окуляр) или три линзы; их оптическая схема аналогична схеме простого бинокля, но линзы расположены так, что они дают не увеличенное, а несколько уменьшенное изображение. Это позволяет при небольших размерах видоискателя видеть пространство в пределах углового поля зрения съемочного объектива. Такие видоискатели показывают границы фотографируемого пространства точнее рамочных и потому получили широкое распространение. Телескопический видоискатель обычно встроен в корпус фотоаппарата над съемочным объективом или сбоку от него и является параллаксным, т. е. позволяет видеть объект съемки несколько под другим углом, чем его «видит» объектив. При съемках с расстояния менее 2 м это становится заметным на снимках.
В зеркальных видоискателях световые лучи, прошедшие объектив, отражаются зеркалом на матированную поверхность стеклянной пластины или коллективной линзы, которой при этом образуется оптическое изображение наблюдаемого объекта. Фотоаппараты с такими видоискателями называются зеркальными. В зависимости от схемы видоискателя различают зеркальные фотоаппарат однообъективные и двухобъективные.
У однообъективных фотоаппаратов основной съемочный объектив служит одновременно и объективом видоискателя. В этом случае фотограф видит в видоискателе то же изображение, какое окажется на фотопленке. В однообъективных зеркальных фотоаппаратах параллакса нет; объект съемки наблюдают через съемочный объектив.
На матированной поверхности стеклянной пластины или коллективной линзы изображение объекта съемки наблюдается в перевернутом виде («вверх ногами»). Чтобы изображение было прямым, между коллективной линзой и окуляром видоискателя помещают оборачивающую пентапризму. Такой видоискатель создает не зеркально-обращенное, а прямое изображение объекта съемки, рассматриваемое с уровня глаз.
Фотографический затвор представляет собой устройство, обеспечивающее в фотоаппарате доступ света к фотопленке, при экспонировании. Он состоит из световых заслонок, механизма установки выдержки и привода, обеспечивающего перемещение заслонок. Различные типы затворов можно сгруппировать по некоторым общим признакам. Основной из них — способ пропускания света. По этому признаку затворы делят на центральные и щелевые. Световые заслонки центральных затворов выполняют в виде тонких лепестков сложной формы, которые расходятся от центра светового отверстия объектива к его краям, открывая доступ света к фотопленке, а затем возвращаются обратно, закрывая это отверстие. Заслонки щелевых затворов имеют вид шторок, ламелей (прямоугольных пластинок) или секторов. Имеется либо две шторки, либо две группы ламелей, из которых одна открывает кадровое окно, а другая закрывает его. Свет проходит к фотопленке через щель между шторками. Лепестки центральных затворов расположены между линзами объектива, либо возле объектива перед его первой или за последней линзой. Такие затворы называются апертурными и разделяются на межлинзовые, фронтальные и залинзовые. Заслонки щелевых затворов расположены возле фокальной плоскости, перед кадровым окном; такие затворы называют фокально-плоскостными. Большинство затворов имеет автоспуск и синхроконтакт.
Автоспуск — устройство, обеспечивающее автоматическое срабатывание затвора с задержкой до 10—12 с после нажатия спусковой кнопки. Автоспуском обычно пользуются в тех случаях, когда непосредственное нажатие спусковой кнопки невозможно или нежелательно, например при съемке автопортрета. После взвода затвора обычным способом взводят автоспуск и нажимают его пусковую кнопку. В течение 10—12 с фотолюбитель может занять место перед фотоаппаратом и таким образом сфотографировать самого себя.
Синхроконтакт представляет собой устройство для включения лампы-вспышки в определенный момент работы затвора. К фотоаппарату ее присоединяют с помощью коаксиального кабеля и штекерного гнезда на корпусе фотоаппарата или плоского контакта в держателе для фотопринадлежностей. В лампах-вспышках одноразового действия имеется фольга, сгорающая в кислородной среде при включении лампы в цепь электропитания. Интенсивность излучения света нарастает постепенно, и поэтому требуется включение лампы с некоторым упреждением. В последние годы все большее распространение получают так называемые электронные и электромеханические затворы, в которых заслонки имеют пружинный привод, а длительность выдержек регулируется электронной схемой. Уменьшение числа механических деталей, в частности подвижных, позволяют повысить стабильность и надежность таких затворов.
Экспонометрическое устройство в фотоаппарате предназначено для определения выдержки и диафрагмы, необходимых для съемки с учетом яркости (или освещенности) объекта и светочувствительности фотопленки.
Чем больше открыта диафрагма, тем выше освещенность фотопленки, а чем больше выдержка, тем дольше воздействие света на пленку. Поэтому экспозиция определяется как количество освещения Н=E * t, где E - освещенность, лк; t — выдержка, с. Наиболее точные данные на основе измерения яркости объекта с учетом светочувствительности фотопленки обеспечивают фотоэлектрические экспонометры.
Они могут быть в виде ручных приборов, а также как устройства, входящие в конструкцию фотоаппарата.
В зависимости от формата кадра фотоаппараты делятся на:
Малоформатные (ширина пленки 35 мм, размер кадра 24х36 мм)
Среднеформатные (ширина пленки 61,5 мм)
Крупноформатные (размер кадра 9х12 см)
Большинство современных фотоаппаратов относится к малоформатным с размером кадра 24х36 мм. При правильной обработке негатива 24х36 мм можно получать отпечатки с двадцатикратным увеличением. Это вполне устраивает как любителей, так и профессионалов.
По сравнению с малоформатными камерами среднеформатные имеют большие размеры и вес и стоят намного дороже. Стоимость применяемых с ними фотоматериалов и их обработки тоже выше. В этих камерах меньше систем автоматического управления, вследствие чего требуется больше времени на подготовку к съемке. Однако профессионалы всего мира покупают именно их. Дело в том, что у этих камер есть одно преимущество, перевешивающее все недостатки: намного более высокое качество получаемой фотографии .
Под термином средний формат подразумевается несколько различных форматов, причем камеры позволяют получать изображения двух, трех и более форматов. Стандартный ряд средних форматов выглядит следующим образом: 6х4,5, 6х6, 6х7, 6х8, 6х9 см.
Помимо качества изображения, применение среднего формата дает и другие преимущества. Одно из них — используемая в большинстве камер система сменных кассет-магазинов для пленки, позволяющая фотографу менять пленку, не дожидаясь, пока она закончится, и, не теряя кадров, переходить с одного формата на другой.
Объектив,или съёмочный объектив, - основная и обязательная часть любого фотоаппарата.
Объектив формирует световое изображение объекта съёмки и проецирует его на светочувствительный слой фотоматериала.
Световые лучи от точечного источника распространяются во все стороны равномерно и прямолинейно. При переходе из одной среды в другую (например, на границе стекло-воздух) они преломляются, т. е. изменяют направление распространения. Для изменения направления лучей применяют линзы, зеркала, призмы; при этом пучок лучей можно сделать сходящимся, расходящимся или параллельным. Поверхности линз могут быть выпуклыми, вогнутыми и плоскими. Выпуклые и вогнутые поверхности имеют сферическую форму. Сферической называется форма поверхности шара (или его части). Радиус шара является радиусом кривизны линзы, а его центр- центром кривизны. Плоские поверхности можно также рассматривать как сферические с бесконечно большим радиусом кривизны.
В зависимости от вида кривизны поверхностей различают линзы двояковыпуклые, двояковогнутые, плосковыпуклые, плосковогнутые и вогнутовыпуклые.
Линзы, толщина которых в середине больше, чем по краям,- собирательные и называются положительными, а те, у которых толщина больше по краям,- рассеивающими и называются отрицательными. Прямая линия, проходящая через центры кривизны поверхностей линзы, является её осью симметрии, она же - оптическая ось линзы.
На рис. 3 показан ход луча через элементарный участок линзы. Его можно рассматривать как клин, если он не расположен в середине линзы. Рабочие поверхности такого участка условно можно считать плоскими. Чем ближе к краю выбран участок, тем больше будет его клиновидность, т. е. угол между рабочими поверхностями. Проходя через такой участок, луч света преломляется, т. е. отклоняется в сторону основания клина, сначала на границе воздух-стекло, а затем на границе стекло-воздух. Пучок параллельных лучей, проходящий через линзу вдоль её оптической оси, преобразуется положительной линзой в сходящийся, а отрицательной - в расходящийся. Условно считают, что лучи пучка отклоняются на входе и на выходе из линзы, как при пересечении передней и задней оптических плоскостей.
При рассмотрении тонких линз допускается, что эти плоскости совмещены в одну. Такая плоскость делит окружающее пространство на две части. На схемах принято изображать распространение света слева направо. Поэтому слева от плоскости будет пространство объектов (предметное пространство), а справа – пространство изображений. Соответственно точки и отрезки, расположенные слева, называются передними, а расположенные справа – задними. Параллельный пучок лучей, пройдя положительную линзу, сходится в точке фокуса линзы.
Точка пересечения оптической плоскости линзы оптической осью называется оптическим центром. Расстояние от оптического центра до точки фокуса называется главным фокусным расстоянием линзы.
Если перед линзой находится не точечный источник света, а некоторая поверхность, от каждой её точки на линзу будут падать световые лучи. Если эта поверхность находится на расстоянии не меньшем, чем бесконечность, изображения её точек лежат в фокальной плоскости, а их совокупность образует световое изображение поверхности.
Одиночная линза в различных участках фокальной плоскости изображает точки в виде кружков, чёрточек, запятых и точек; эти искажения называются аберрациями. Если размер искажённых изображений точек не превышает 0.1мм, то при нормальном зрении все они воспринимаются как точки.
Но в фотографии изображения часто увеличивают в десятки раз и указанные искажения становятся заметными. Поэтому одиночные линзы в качестве объективов практически не используют, предпочтение отдают объективам, состоящим из 3 – 10 линз, в которых аберрации уменьшены (исправлены).
Размеры изображения будут тем больше, чем больше размеры самого объекта, чем он ближе к линзе и чем больше её фокусное расстояние. Если объект из бесконечности приблизится к области конечных расстояний, лучи, идущие от разных точек его поверхности, нельзя считать параллельными. Поэтому изображения этих точек будут получать не в главной фокальной плоскости , а за ней.
 Зависимость размеров изображения и его местоположения от расстояния до объекта съёмки показана на рис. 4. Чем ближе объект, тем дальше за линзой получается его изображение и тем большим будет оно по размеру. Когда объект приблизится на двойное фокусное расстояние, и его изображение окажется на таком же расстоянии за линзой. Такие условия возникают, например, макросъёмке (с близкого расстояния). Если объект удалён от линзы на расстояние, ровное фокусному расстоянию этой линзы, изображение объекта окажется в бесконечности. Одна из основных характеристик линзы – ее диоптрийность (D), которую называют также оптической силой. Она связана с фокусным расстоянием f простым соотношением D= 100 : f (где В указывается в диоптриях, а f – в см). Оптическая сила линзы зависит от кривизны ее рабочих поверхностей и состава стекла, из которого она изготовлена.
На рис. 5 показан ход лучей через объектив и обозначены основные отрезки, точки и плоскости. Задний (рабочий) отрезок объектива должен быть равен рабочему расстоянию светонепроницаемому камеры (её глубине) с точностью + 0.02 мм.
К основным характеристикам объектива относится: фокусное расстояние, относительное отверстие, угловое поле зрения, угловое поле изображения и разрешающая способность.
Фокусное расстояние объектива определяет масштаб изображения, т. е. степень уменьшения или увеличения изображения по сравнению с размерами фотографируемого объекта: чем больше фокусное расстояние, тем крупнее изображение «рисует» объектив (при неизменном расстоянии от фотоаппарата до объекта съемки). Обычно фокусное расстояние для каждого объектива — величина постоянная; ее значение (иногда с округлением) указывается на оправе объектива.
Объективы, фокусное расстояние которых равно или несколько больше диагонали кадра, имеют угол поля зрения 45—55°; такие объективы считаются нормальными. Объективы, фокусное расстояние которых меньше диагонали кадра, а угол поля зрения превышает 55°, относятся к широкоугольным, или короткофокусным. Объективы с большим, чем диагональ кадра, фокусным расстоянием и меньшим, чем 45°, углом поля зрения, относятся к длиннофокусным.
К длиннофокусным относятся также и телеобъективы, у которых оптическая система рассчитана так, что задняя оптическая плоскость находится в передней части оптической системы, и потому объектив как бы приближен к фокальной плоскости. Разновидностью телеобъективов являются зеркально-линзовые объективы типа МТО и 3М.
Важная характеристика объектива — относительное отверстие, т. е. способность объектива создавать на фотопленке определенную освещенность изображения. Численно определяется как отношение диаметра светового отверстия объектива к его фокусному расстоянию.
Под световым отверстием объектива понимается то отверстие, через которое свет проходит внутрь фотокамеры. Это отверстие определяется диафрагмой. Диафрагма расположена между линзами объектива и состоит из нескольких лепестков, закрепленных в оправе, имеющей наружное кольцо, посредством которого можно сдвигать и раздвигать лепестки и тем самым регулировать размер светового отверстия, т. е. изменять относительное отверстие объектива.
Величина, обратная относительному отверстию, называется диафрагменным числом. На оправе объектива и в его паспорте обычно указывается диафрагменное число, соответствующее максимальному значению относительного отверстия, которое принято называть светосилой объектива.
В современных объективах применяется так называемая ирисовая диафрагма; она составлена из лепестков, помещенных между линзами объектива (примерно в плоскости его оптического центра) и образующих почти круглое отверстие. Сдвигаясь или раздвигаясь, они плавно изменяют величину действующего отверстия объектива.
 Угловое поле — величина, характеризующая поле зрения объектива, т. е. угол, под которым объектив «видит» фотографируемое пространство и создает его изображение в пределах кадра. Угловое поле зависит от фокусного расстояния объектива и размеров кадра: чем больше размеры кадра и меньше фокусное расстояние, тем больше угловое поле.
Разрешающая способность объектива — одна из важнейших его характеристик. От нее зависит возможность получения мельчайших деталей в изображении и, следовательно, больших увеличений при печати. Она выражается числом линий (штрихов), различимых на 1 мм в изображении специальных штриховых объектов — мир.
 Миры изготовляют на прозрачной основе в виде квадратов или кругов, заштрихованных определенным образом. Миры монтируют на щитах и фотографируют на фоне белого освещенного экрана. Разрешающая способность может быть определена по числу штрихов в изображении, которое создает объектив, и по изображению на фотоматериале после его проявления. Первая называется визуальной разрешающей способностью, а вторая — фотографической. На фотографическую разрешающую способность влияют характеристики фотоматериала, поэтому она примерно на 50% ниже визуальной.
Таким образом, для получения резкого изображения снимаемого предмета необходимо перед каждой съемкой установить объектив на некотором расстоянии от матового стекла, то есть произвести наводку на резкость.
Матовое стекло. Самый простой и в то же время точный способ контроля наводки на резкость - зрительное наблюдение по матовому стеклу, заменяемому во время съемки кассетой с пластинкой, попадающей точно в плоскость матового стекла (фотослой пластинки и матовая сторона стекла должны быть обращены к объективу). Все, что глаз видит резким на матовом стекле, таким же получится и на пластинке. Матовое стекло служит также для выбора кадра при съемке со штатива.
Шкала расстояний. Матовым стеклом пользоваться не всегда удобно и возможно по условиям съемки. Кроме того, не каждый фотоаппарат имеет матовое стекло. Поэтому все любительские аппараты для наводки на резкость снабжены шкалой расстояний, указатель которой показывает расстояние точки наводки.
Наводка на резкость по матовому стеклу и по шкале расстояний должна давать одинаковые результаты. Для более простых пленочных фотоаппаратов шкала расстояний, называемая также метражной шкалой, является единственным средством наводки на резкость.
Дальномер. Наилучший способ точной наводки на резкость применение заимствованного у артиллерийских приборов дальномера, оптического определителя расстояния от фотоаппарата до снимаемого предмета.
Это оригинальная конструкция для очень точной наводки на резкость путем определения расстояния до объекта. Состоит из двух простых однолинзовых объективов, окуляра, полупрозрачного зеркала и подвижного зеркала. Два объектива смотрят на «объект» съемки, образуя треугольник, подвижное зеркало отбрасывает изображение от одного из объективов на полупрозрачное зеркало, которое его соединяет с изображением от второго объектива, и все вместе отправляется в окуляр на лицезрение фотографу. Таким образом, фотограф видит картинку, на которой некоторые объекты раздвоены (их два глазка видят по-разному), а некоторые — нет. Расстояние, на котором некий предмет НЕ раздвоен, однозначно определяется положением подвижного зеркала, т. к. существует только один прямоугольный треугольник с заданным основанием и высотой. Дальномер может быть автономным, т. е. просто показывать расстояние до объекта, а может быть сопряженным.
|
|
Миры изготовляют на прозрачной основе в виде квадратов или кругов, заштрихованных определенным образом. Миры монтируют на щитах и фотографируют на фоне белого освещенного экрана. Разрешающая способность может быть определена по числу штрихов в изображении, которое создает объектив, и по изображению на фотоматериале после его проявления. Первая называется визуальной разрешающей способностью, а вторая — фотографической. На фотографическую разрешающую способность влияют характеристики фотоматериала, поэтому она примерно на 50% ниже визуальной.
