Kuinka valokuva toimii: kamerat, linssit ja enemmän selitettyjä

2024 Kirjoittaja: Geoffrey Carr | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:56

Hämmentynyt digitaalinen järjestelmäkamera, jota sinulla on, ja kaikki valokuvausjargon, joka kulkee sen mukana? Katso joitain peruskoulun perustietoja, oppia kameran toimivuudesta ja siitä, miten se auttaa sinua ottamaan parempia kuvia.

Valokuvilla on kaiken optisen tieteellisen tiedon suhteen - miten valo reagoi, kun se on taitettu, taivutettu ja kuvattu valoherkillä materiaaleilla, kuten valokuvakalvolla tai valokennolla nykyaikaisissa digitaalikameroissa. Tutustu näihin perusasioihin siitä, miten kamera - käytännöllisesti katsoen minkä tahansa kameran - toimii, joten voit parantaa valokuvaustasi, käytätkö SLR-kameraa tai matkapuhelinkameraa työn tekemiseen.

Mikä on kamera?

Noin 400BC-300BC, entistä tieteellisemmät kulttuurit (kuten Kiina ja Kreikka) muinaiset filosofit olivat joitain ensimmäisiä kansoja kokeilemaan kamera obscura muotoilu kuvien luomiseen. Ajatus on tarpeeksi yksinkertainen - aseta riittävän tumma huone, jossa vain pieni valo kulkee piikkilanan läpi tasaista tasoa vasten. Valo kulkee suorina viivoin (tätä kokeilua käytettiin tämän todentamiseksi), risteävät pinhole-reiällä ja luodaan kuva toisella puolella tasainen taso. Tuloksena on ylösalaisin oleva esine, joka kimmoistuu pinholen vastakkaiselta puolelta - uskomaton ihme ja uskomattomia tieteellisiä löytöjä ihmisille, jotka asuivat yli vuosituhannella ennen "keski-ikäisiä".

Ymmärtääksesi nykyaikaisia kameroita, voimme aloittaa kameran obscuraa, hyppäämään muutaman tuhannen vuoden ajan ja aloittaa puhumisen ensimmäisistä pinhole-kameroista. Nämä käyttävät tätä samaa yksinkertaista "pinprick" valon käsitteestä ja luovat kuvan valonsäteisillä materiaaleilla - emulgoidusta pinnasta, joka reagoi kemiallisesti, kun valo tunkeutuu. Siksi minkä tahansa kameran perusidea on kerätä valoa ja tallentaa se jonkinlaisen valoherkän objektiivin elokuvaan vanhempien kameroiden tapauksessa ja valokennoantureiden osalta digitaalistenkin tapauksessa.

Onko mitään mennä nopeammin kuin valon nopeus?

Edellä esitetty kysymys on eräänlainen temppu. Tiedämme fysiikasta, että valon nopeus tyhjössä on vakio, nopeusraja, jota ei voida kulkea. Kuitenkin valolla on hauska ominaisuus verrattuna muihin hiukkasiin, kuten neutriinoihin, jotka matkustavat sellaisilla nopeilla nopeuksilla - se ei mene samaa nopeutta jokaisen materiaalin läpi. Se hidastaa, taipuu tai refracts, muuttaa ominaisuuksia sen mukaan. Tiheän auringon keskeltä päästävä "valon nopeus" on hämmentävästi neutraaleja neutraaleja verrattuna niihin. Valo voi kestää vuosituhansia pelastaakseen tähdän ytimen, kun taas tähtien tuottama neutriinot reagoivat lähes olemattomilla ja kulkevat tiheimmän asian läpi 186,282 mailia sekunnissa, ikään kuin se olisi tuskin siellä. "Kaikki on hyvä ja hyvä", voit kysyä, "mutta mitä tämä koskee kamerani?"

Tämä sama valon ominaisuus voi reagoida materiaalin kanssa, jonka avulla voimme taivuttaa, taittaa ja keskittää sen nykyaikaisilla valokuvauslinsseillä. Sama perussuunnitelma ei ole muuttunut useiden vuosien aikana, ja samoja perusperiaatteita siitä, milloin ensimmäiset linssit on luotu, koskevat myös nyt.

Polttoväli ja pysyminen keskellä

Vaikka ne ovat kehittyneet vuosien varrella, linssit ovat pohjimmiltaan yksinkertaisia esineitä - lasipaloja, jotka heijastavat valoa ja ohjaavat sitä kuvan tasoon kohti kameran takaosaa. Riippuen siitä, miten lasin linssiin on muotoiltu, etäisyysetäisyyden, jonka kriittisen valon täytyy konvergoitua oikein kuvan tasoon, vaihtelee. Moderni objektiivit mitataan milimetreinä ja viittaavat tähän määrään etäisyyttä objektiivin ja lähentymispisteen välillä kuvas- sa.

Polttoväli vaikuttaa myös kameran kuvaamiseen. Erittäin lyhyt polttoväli antaa valokuvaajalle mahdollisuuden kaapata laajemman näkökentän, kun taas hyvin pitkä polttoväli (esimerkiksi teleobjektiivi) leikkaa leikattavan alueen paljon pienemmälle ikkunalle.

Tavallisia SLR-kuvia on kolme peruslinssiä. He ovat normaali linssit, Laajakulma linssit ja telefoto linssit. Jokainen näistä, paitsi mitä on jo käsitelty täällä, on joitakin muita varoituksia, jotka tulevat heidän käyttöönsa.

Laajakulmaobjektiivit on valtavia 60+ asteen näkökulmia, ja niitä käytetään yleensä lähentämään valokuvaukseen lähempää kohdetta. Laajakulmaobjektien esineet saattavat näyttää vääristyneinä, ja ne voivat vääristää etäisyyden etäisyydet etäisyyden etäisyydelle etäisyyden etäisyydestä.
Normaalit linssit ovat niitä, jotka edustavat läheisimmin "luonnollista" kuvausta, joka on samanlainen kuin ihmissilmä kerää. Katselukulma on pienempi kuin laajakulmaobjektiivit, ilman esineiden vääristymistä, esineiden ja perspektiivien välisiä etäisyyksiä.
Pitkät tarkennuslinssi ovat valtavia linssejä, joita näet valokuvauksen harrastajia ympäröivästi, ja niitä käytetään suurentamaan esineitä suurilla etäisyyksillä. Niillä on kapea näkökulma, ja niitä käytetään usein luomaan syväterävyyttä ja laukausta, jossa taustakuvat ovat hämärtyneet, jolloin etualan esineet jäävät teräväksi.

Valokuvasovelluksesta riippuen normaali-, laajakulma- ja pitkäpiirtolinssien polttovälit muuttuvat.Useimmat tavalliset digikamerat käyttävät 35 mm: n kalvokameran kaltaisia muotoja, joten nykyaikaisten DSLR-polttovälien polttovälit ovat hyvin samankaltaisia kuin aikaisemmat elokuvakamerat (ja nykyään elokuvien kuvaajille).

Aukko ja sulkimen nopeudet

Koska me tiedämme, että valolla on selvä nopeus, vain lopullinen määrä sitä on läsnä, kun otat valokuvan, ja vain murto-osa siitä tekee linssin läpi valoherkille materiaaleille. Valon määrää ohjataan kahdella tärkeimmistä työkaluista, joita kuvaaja voi säätää aukon ja suljinnopeuden mukaan.

aukko kamera on samanlainen kuin silmäsi oppilas. Se on enemmän tai vähemmän yksinkertainen reikä, joka avautuu leveälle tai sulkeutuu tiukasti, jotta linssi pääsee enemmän tai vähemmän valokuvareseptoreihin. Kirkkaat, hyvin valaistut kohtaukset vaativat vähäistä valoa, joten aukko voidaan asettaa suuremmaksi, jotta pienempi valo ei pääse. Himmennyskohteet vaativat enemmän valoa iskuvaloihin, joten pienemmät numerot mahdollistavat enemmän valoa. Jokainen asetus, jota kutsutaan usein f-numeroksi, f-stop tai stop -toiminnoksi, antaa tyypillisesti puolet valon määrästä ennen sitä. Kentän syvyys muuttuu myös f-numeron asetuksilla, mikä lisää pienempää valokuvassa käytettyä aukkoa.

Aukkoasetuksen lisäksi, kuinka kauan suljin pysyy avoimena (aka, suljinnopeus), jotta valo voi jäädä valoherkät materiaalit voidaan myös säätää. Pidemmät valot sallivat enemmän valoa, erityisen hyödyllisiä hämärässä valaistustilanteissa, mutta sulkimen avaaminen pitkään aikaan voi aiheuttaa valtavia eroja valokuvissa. Liikkeet niin pieninä kuin tahaton käsien vapina voivat voimakkaasti hämärtää kuvia hitaammilla suljinnopeuksilla, mikä edellyttää jalustan tai tukevan tason käyttöä kameran asettamiseksi.

Hidas suljinaika sopii toisiinsa pienemmillä aukkoasetuksilla sekä suurilla aukon aukoilla, jotka kompensoivat erittäin nopeasti suljinaikaa. Jokainen yhdistelmä voi antaa hyvin erilaisen tuloksen, jolloin paljon valoa voi ajan myötä luoda hyvin erilainen kuva, kun sallitaan paljon valoa suuremman aukon kautta. Tuloksena oleva suljinnopeuden ja aukon yhdistelmä luo valonherkkyyttä aiheuttavan valon määrän, valonlähteen tai äänen kokonaismäärän, olivatpa ne anturit tai kalvot.

Onko sinulla kysymyksiä tai kommentteja grafiikoista, valokuvista, filetyypeistä tai Photoshopista? Lähetä kysymyksesi osoitteeseen [email protected], ja ne voivat olla esillä tulevassa How-To Geek Graphics -artikkelissa.

Kuva Credits: Photographing the Photographer, by naixn, saatavana alla Creative Commons. Camera Obscura, julkisella nimellä. Pinhole Camera (englanniksi) by Trassiorf, julkisesti. Aurinko-tyyppinen tähti jonka NASA olettaa julkisen verkkotunnuksen ja oikeudenmukaisen käytön. Galileon teliskooppi Tamasflex, saatavana alla Creative Commons. Polttoväli Henrik, saatavana alla GNU-lisenssi. Konica FT-1: n mukaan Morven, saatavissa alle Creative Commons. Apeture-kaavio Cbuckley ja Dicklyon, saatavana alla Creative Commons. Ghost Bumpercar by Baccharus, saatavana alla Creative Commons. Tuulenkukka Nevit Dilmen, saatavana alla Creative Commons.