Лекции по "Технологиям визуальных коммуникаций"

    Механизм  наводки на резкость в старых камерах управляются вручную, а в современных камерах – с помощью ультразвуковых или волновых  бесшумных моторов. 

    Механизм  изменения фокусного расстояния  в зум-объективах управляется  вручную – вращением кольца  вокруг оси объектива или перемещением этого кольца вдоль оси (так называемый поршневой тип, применяется на некоторых объективах старых конструкций). В современных любительских камерах «зуммирование» - изменение масштаба – осуществляется с помощью кнопок-рычагов.

    Шкалы  объектива.

1. Шкала расстояний или дистанций наводки на резкость - нанесена на поворотное кольцо механизма наводки на резкость. Указывается минимальная дистанция наводки на резкость, например, 0,5 м, несколько промежуточных значений и знак «∞».
2. Шкала значений диафрагм наносится на поворотное кольцо привода диафрагмы. Ряд значений диафрагм у каждого объектива свой, например, от 3,5 до 22 (значение 3,5 не относится к нормальному ряду, как, например, и значение 6,3).
3. Шкала глубины резко изображаемого пространства ГРИП. Встречается на старых объективах с постоянным фокусным расстоянием. Даёт возможность осуществлять наводку на резкость по шкале ГРИП. Нанесена на неподвижную часть оправы объектива и всегда располагается рядом со шкалой дистанций.
4. Шкала значений фокусных расстояний имеется только у зум-объективов (объективов с переменным фокусным расстоянием). Нанесена на кольцо привода механизма изменения фокусного расстояния у современных объективов,  и на неподвижную оправу - у объективов с механизмом поршневого типа – некоторых старых объективов.

    На  оправах объективов всегда имеется  информация о его названии  и технических или эксплуатационных  характеристиках (значение фокусного  расстояния, величина светосилы,  тип просветления и заводской  номер).

3. Затвор служит для пропускания света к светочувствительному слою фотоматериала или матрицы в течение определённого интервала времени, которое называется выдержкой, только после нажатия на спусковую кнопку. Во всех остальных случаях его конструкция должна обеспечивать полную светонепроницаемость.

   Центральный  затвор (смотри классификацию фотоаппаратов)  устанавливается внутри объектива  рядом с диафрагмой и по  принципу действия напоминает  работу диафрагмы: его лепестки-ламели (два-три и до пяти - лепестков) в нормальном положении полностью перекрывают отверстие, пропускающее свет к светочувствительному слою. И только после нажатия на спусковую кнопку фотоаппарата ламели открывают отверстие от центра к периферии, пропуская свет, чтобы через некоторый интервал времени вернуться в исходное состояние – перекрыть проход пучку света. Интервал выдержек: от 1 до 1/500 сек. Применяются в самых недорогих фотоаппаратах и в объективах для средне- и крупноформатных камер, в которых применить шторно-щелевой затвор проблематично. При работе с импульсными источниками света (лампами-вспышками) синхронизация осуществляется на любом значении выдержки.

    Шторно-щелевые  затворы устанавливаются в корпусе  фотоаппарата перед светочувствительным  слоем фотоматериала или матрицы.  Работают по принципу формирования щели разной ширины между двумя движущимися светонепроницаемыми шторками. После нажатия на спусковую кнопку фотоаппарата первая шторка начинает движение, постепенно открывая всю площадь кадра. Через некоторый интервал времени вслед за ней с той же скоростью движется вторая шторка, прерывая доступ света к поверхности светочувствительного слоя. Дозирование света осуществляется изменением ширины щели между шторками: между двумя соседними значениями выдержки ширина щели изменяется в два раза (на одну ступень). На длинных выдержках ширина щели (которой, по существу, и нет!) большая: первая шторка, открыв плоскость кадра, закончила движение. А вторая шторка начинает движение, пропустив необходимую порцию света. Существует такое значение выдержки, при котором вторая шторка начинает движение, как только первая его закончила, т.е. площадь кадра была открыта полностью на совсем небольшой промежуток времени. И это значение выдержки принято называть временем синхронизации шторно-щелевых затворов с лампами-вспышками. Для фотоаппаратов «Зенит» почти всех моделей значение выдержки, на которой лампа-вспышка синхронизируется с затвором, равна 1/30 сек. Для современных фотоаппаратов (и цифровых тоже) синхронизация осуществляется на 1\125 и даже на 1\250 сек. На этих значениях выдержек на какое-то мгновенье вся площадь кадра открыта воздействию света.

  В современных  фотоаппаратах применяют чаще  всего шторно-щелевые ламельные  затворы, где обе шторки состоят  из 2-х – 3х ламелей – тонких  металлических пластин, которые,  перекрывая поле кадра, не образуют между собой щели – щель формируется между шторками. Т.е., перед нажатием на спусковую кнопку первая шторка всеми тремя ламелями перекрывает всю площадь кадра, а каждая ламель шторки слегка перекрывается следующей. В момент нажатия на кнопку все три ламели первой шторки начинают движение, постепенно складываясь одна за другой и открывая кадровое окно. Перед началом движения ламелей второй шторки они были сложены в таком же положении, как и ламели первой шторки, только что закончившие движение, но по другую сторону кадрового окна. Начав движение, все три ламели второй шторки перекрывают без щелей всю плоскость кадрового окна, защитив надежно фотоматериал или матрицу от проникновения паразитного света. На коротких значениях выдержек ширина шели может составлять 1 мм и даже  0,5 мм. Ламели движутся вдоль короткой стороны кадра, т.е. щель перемещается от верхней стороны кадра к нижней. Но до сих пор в старых плёночных моделях фотоаппаратов применяются затворы, шторки которых изготовлены из прорезиненного шёлка – прочного и светонепроницаемого материала, где вертикальная щель перемещается вдоль длинной стороны кадра. У таких затворов время синхронизации с лампами-вспышками около 1/60 сек.

  Следует  отметить, что фотоаппараты со  шторно-щелевыми затворами допускают искажение формы предметов, движущихся с большой скоростью относительно перемещающейся щели.

Нормальный  ряд значений выдержек шторно-щелевых  затворов – от 1до 1/1000 сек. Но большая  часть современных моделей –  как цифровых, так и плёночных, может работать в интервале от 30 сек до 1/4000 и даже 1/8000 сек с шагом в 1/3 ступени (в механических фотоаппаратах значение выдержки можно менять только с шагом в 1 ступень).

 

 

4. Электронно-оптическая система фотоаппарата включает в себя следующие устройства:

У плёночных камер:

   -  экспонометрическое или экспонометр;

   -  система автофокусировки;

   -  цифровые ЖК-информационные табло – в поле зрения визира и на верхней крышке корпуса камеры, обычно справа от призмы;

   -  микропроцессор, решающий ряд задач:

        = выдача результатов экспозамера – значения выдержки и диафрагмы - на информационное табло и передача этих значений на исполнительные механизмы диафрагмы и затвора;

        =  выводит на информационное  табло данные о наводке на резкость, при этом не важно, как она осуществлялась – в режиме автофокусировки или вручную;

        =  выдает  на информационное  табло информацию о количестве  отснятых кадров (в цифровых камерах  – о количестве свободного  места на карте памяти), а после отснятого последнего кадра – 12-го, 24-го или 36-го – выдаёт команду двигателю на обратную перемотку плёнки в кассету (только для кассет с DX-кодом!)

У цифровых камер:

   - матрицу – сенсор;

   -  аналого-цифровой  преобразователь (АЦП);

   -  просмотровый ЖК-экран на задней стенке камеры (у некоторых моделей камер он выполнен поворотным).

  1. Экспонометрическое устройство (ЭУ или экспонометр) служит для определения экспозиционных параметров съёмки – выдержки и диафрагмы – в зависимости от значения светочувствительности фотоматериала или матрицы (ISO, ASA, DIN или ГОСТ). Может быть встроенным в фотоаппарат и выпускаться в автономном исполнении как отдельный  прибор (при этом может работать в режиме экспонометра, спотметра и флэшметра – но об этом будет сказано ниже). Все современные встроенные в корпус камеры ЭУ работают по принципу «замер за объективом» или TTL-замер. Это означает, что светоприёмные элементы ЭУ располагаются в ходе лучей за объективом (в районе пентапризмы, расположенной под выступающей частью верхней крышки корпуса), а значит, замеряют количество прошедшего через объектив света с учётом коэффициента пропускания каждого из применяемых объективов, кратности применяемых светофильтров, учитывается и снижение освещенности изображения при применении удлинительных колец и макронасадок.

                                                                     H = E • t ,

где       H – экспозиция или количество освещения (люкс • секунда);

            E  - освещенность изображения (какое-то её среднее значение).  Величина освещенности изображения регулируется с помощью диафрагмы: уменьшая значение диафрагмы, а именно диафрагменное число (т. е. открывая отверстие до значений 2,8; 2,0; 1,4), мы увеличиваем освещенность; увеличивая эти значения (закрывая диафрагму до значений 11; 16; 22; 32), мы уменьшаем освещенность изображения. Надо помнить, что значение диафрагмы влияет и на величину ГРИП – глубину резко изображаемого пространства.

   Нормальный ряд значений  диафрагмы – 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; 32; (45; 64.)  Два соседних значения ряда отличаются друг от друга на величину в √¯2 – переход от одного соседнего значения диафрагмы к другому изменяет освещённость изображения в 2 раза, т. е. на одну ступень экспозиции (1EV, где EV – экспозиционное число). Два последних значения ряда, взятые в скобки, имеют только некоторые объективы, применяемые для крупноформатных камер.

            t -  время действия этой освещенности на светочувствительный слой, в фотографии его принято называть выдержкой.

    Нормальный ряд значений выдержек –     1 с; ½ с; ¼ с; 1/8 с; 1/15 с; 1/30 с; 1/60 с; 1/125 с;

1/250 с; 1/500 с; 1/1000 с. Таким образом, нормальный ряд значений выдержек имеет 11 ступеней (11EV). В современных фотоаппаратах автоматически может отрабатываться значение выдержки до 30 и более секунд, а значения коротких выдержек – 1/2000 с; 1/4000 с; 1/8000 с увеличивают интервал ещё на три ступени (3EV).

         В заводских условиях все экспонометры настраиваются по нейтрально-серой карте с

коэффициентом отражения 18%. В случае, когда реальные условия съёмки отличаются от          этого значения в 18%, необходимо в показания ЭУ вводить поправки, т. е. осуществлять

экспокоррекцию, увеличивая (в «+») или уменьшая (в «-») значения экспопараметров.

           Подробнее об этом мы поговорим в разделе «техника фотосъёмки».

 

     2. Система автофокусировки объектива обеспечивает быструю и надёжную  автоматичес-

 кую наводку  на резкость. Для этого необходимо, чтобы рычажок на корпусе камеры  и ползунок на объективе находились в положении «AF». Если рычажок и ползунок перевести в положение «М», то наводку на резкость необходимо осуществлять в ручном режиме, т. е. фокусировочное кольцо на объективе вращается до того момента, пока на информационном табло  не загорится индикатор, оповещающий о том, что объект съемки находится в «фокусе». В современных камерах существует несколько режимов фокусировки, мы рассмотрим всего два:

-  покадровая  следящая «AF-S» предназначена для наводки на резкость неподвижных объектов съёмки. Считается осуществлённой, если после предварительного нажатия на спусковую кнопку и совмещения точки фокусировки с объектом съёмки загорится индикатор фокусировки;

-  непрерывная  следящая «AF-C» предназначена для наводки на резкость движущихся объектов. Этот же режим следует выбирать при осуществлении видеосъёмки фотоаппаратом.

    Большинство  современных фотоаппаратов, в том числе и последние плёночные, имеют возможность выбора точек фокусировки – одной из многих, если фокусировка осуществляется в режиме «AF-S»,  или группы точек (активируются, например, 9, 21 или 51 точка), если выбран режим динамической фокусировки «AF-C».

    Перемещение точки фокусировки из центра в любую из сторон связано с композиционным построением кадра, когда сюжетно важный элемент кадра находится не в центре, а смещён, например, в одну из точек золотого сечения.

 

3. Жидкокристаллическое (ЖК) информационное табло располагается на верхней крышке корпуса камеры. На нём отображается более 30 видов информации: о параметрах съёмки – значениях выдержки и диафрагмы, о выбранном значении ISO,  о выбранном режиме экспозиции,  о коррекции экспозиции, о выбранном режиме баланса белого и о многом другом. Часть этой информации дублируется и на информационном табло в поле зрения визира, там же располагается и индикатор фокусировки.

4. В цифровых – зеркальных и незеркальных – камерах изображение строится объективом в плоскости светочувствительного слоя матрицы – оптико-электронного сенсора, преобразующего световой сигнал (собственно, изображение с участками разной освещенности) в электрический аналоговый. Каждый пиксель матрицы, освещенный по-своему, отправляет сигнал определённой амплитуды (чем выше освещенность данного пикселя, тем выше амплитуда электрического сигнала) на аналого-цифровой преобразователь.

    Тип матрицы и её  физические размеры определяют качество снимка. Наибольшее применение находят матрицы с фильтрами Байера типа RGBE, в которых на каждый красный и синий пиксель приходится по два зелёных, что улучшает цветопередачу изображения, максимально приближая её к естественным цветам.

 

 

 

    Сегодня в цифровых  камерах находят применение три  вида матриц:

    - ПЗС-матрица (она же  – ССD) представляет из себя совокупность поликремниевых фотодиодов, имеющих очень малые размеры и скомпонованных в строки и столбцы, образуя 

тем самым матрицу;