Fundamentele fotografiei. Principalii termeni și concepte fotografice

Teledermatologia, conservarea, prelucrarea și transmiterea imaginilor digitale la distanță sunt subiecte care sunt acum ocupate de mulți dermatologi atât în ​​clinici, cât și în cabinetul privat. Vom încerca în acest articol să dezvăluim cele mai importante, după părerea noastră, posibilitățile teledermatologiei. Utilizarea teledermatologiei, împreună cu îmbunătățirea calității tratamentului și a diagnosticului, face ca munca medicului să fie mai rentabilă, ceea ce este deosebit de important pentru medicii privați.

Conservarea imaginilor digitale și studiul formațiunilor pigmentate ale pielii

Dermatoscopia epiluminiscentă a fost „redescoperită” la începutul anilor ’70 pentru diagnosticul preoperator al leziunilor pigmentare ale pielii. La început, această metodă părea destul de complicată din cauza utilizării staționare, destul de voluminoase, stereomicroscoape .

Odată cu apariția dermatoscoapelor portabile, de mână, precum și a unui dermatoscop binocular cu o mărire semnificativ mare, dermatoscopia epiluminiscentă a ocupat un loc puternic printre metodele tradiționale de examinare.

Cu ajutorul unui dermatoscop, precum și cu ajutorul unei lupe iluminate, puteți examina rapid suprafața pielii. La examinarea cu un dermatoscop, pe zona pielii se pune o șaibă specială dintr-un material transparent, pe care se aplică un lichid de imersie, care vă permite să explorați straturile mai profunde ale pielii. Studiile au arătat că, chiar și la o mărire de 10x, toate componentele structurale și de culoare esențiale sunt identificabile.

Inițial, fotografiile sau foliile transparente au fost făcute (dacă era necesar) în timpul examinărilor atât cu un stereomicroscop, cât și cu diferite tipuri de dermatoscoape. Acest lucru a fost întotdeauna însoțit de costuri semnificative din cauza lipsei de control instantaneu asupra calității imaginii, deoarece rezultatul fotografierii a fost vizibil numai după dezvoltarea filmului. Toate acestea au limitat semnificativ posibilitățile de documentare a rezultatelor sondajelor. Ulterior, au fost găsite soluții tehnice care fac posibilă montarea dermatoscoapelor pe o cameră video conectată la un computer. Această metodă face posibilă afișarea imaginilor fie pe un monitor de computer, fie pe un monitor separat și apoi salvarea lor (Fig. 1, Fig. 2).

Această metodă este cu siguranță superioară fotografiei tradiționale în ceea ce privește viteza, costul (datorită reducerii rapide a costului echipamentelor informatice de înaltă calitate din ultimii ani) și capacitatea de a controla calitatea stocării imaginilor. Cu toate acestea, aplicarea acestei metode este limitată de faptul că rezoluția optică a unei imagini de computer atunci când se folosesc camerele video „convenționale” și plăcile video de computer de astăzi este mai mică decât în ​​cazul transparentelor clasice.

În plus, imaginile computerizate nu pot fi mărite în măsura necesară pentru prezentări clinice sau prelegeri fără o pierdere vizibilă a calității. Deși atunci când vizualizați o descoperire dermatoscopică stocată într-un computer pe un monitor sau o tipăriți pe o imprimantă color sau video de dimensiunea unei fotografii (așa cum se face în practica de zi cu zi pentru diagnosticare și documentare), calitatea imaginii este practic aceeași ca o fotografie obișnuită. .

Atât în ​​fotografia clinică, cât și în fotografia video, este important ca culorile transmise să fie adevărate. Camerele video moderne sunt capabile să compare culoarea albă ca probă și să monitorizeze în mod constant spectrul de culori în fiecare moment al fotografierii. Cu toate acestea, în domeniul percepției culorilor, dermatoscopia epiluminiscentă este o metodă complet subiectivă, deoarece nu sunt posibile standarde în analiza comparativă a culorii. De exemplu, atunci când evaluează nuanțele de culoare ale formațiunilor melanocitare, cercetătorul ar trebui să se bazeze numai pe percepția personală. Atunci când se analizează o imagine, trebuie reținut că nu doar camera și iluminatul, ci și componentele computerului care procesează și transmit imaginea (monitorul, graficul sau placa video etc.) pot afecta culoarea. Diagnosticul este pus, ca întotdeauna, de către medic, nu de către sistem. În prezent sunt dezvoltate sisteme experte sau sisteme automate de screening.

1. Scopul lucrării

Pentru a studia tehnologiile de imagistică analogică și digitală, principiile de bază de funcționare, dispozitivul, comenzile și setările camerelor moderne. Clasificarea, structura filmelor fotografice negative alb-negru și color, principalele caracteristici ale filmelor fotografice și o metodă de alegere a materialelor fotografice pentru rezolvarea unor probleme fotografice specifice. Tehnologii de fotografie analogică și digitală. Obține abilități practice în operarea dispozitivelor studiate.

2. Informații teoretice despre dispozitivul unei camere de film (analogice).

O cameră modernă cu focalizare automată este în mod justificat comparată cu ochiul uman. Pe fig. 1 din stânga, arată schematic ochiul uman. Când pleoapa este deschisă, fluxul luminos care formează imaginea trece prin pupilă, al cărei diametru este reglat de iris în funcție de intensitatea luminii (limitează cantitatea de lumină), apoi trece prin cristalin, este refractat în acesta și se concentrează pe retină, care transformă imaginea în semnale de curent electric și le transmite de-a lungul nervului optic către creier.

Orez. 1. Comparația ochiului uman cu un dispozitiv cu cameră

Pe fig. 1 din dreapta, arată schematic dispozitivul camerei. Când fotografiați, obturatorul se deschide (ajustează timpul de iluminare), fluxul de lumină care formează imaginea trece prin orificiu, al cărui diametru este reglat de deschidere (reglează cantitatea de lumină), apoi trece prin obiectiv, este refractat în ea și se concentrează asupra materialului fotografic care înregistrează imaginea.

Cameră de film (analogică).- un dispozitiv optic-mecanic cu care se fac fotografii. Camera conține componente mecanice, optice, electrice și electronice interconectate (Fig. 2). Camera de uz general constă din următoarele părți și comenzi principale:

- carcasă cu o cameră etanșă la lumină;

- lentila;

- diafragma;

- obturator fotografic;

- Buton declanșator - inițiază filmarea unui cadru;

- vizor;

- dispozitiv de focalizare;

- rola aparatului foto;

- caseta (sau alt dispozitiv pentru plasarea filmului fotografic)

- dispozitiv de transport film;

- fotoexpometru;

- blitz incorporat;

- baterii camerei.

În funcție de scop și design, dispozitivele fotografice au diverse dispozitive suplimentare pentru a simplifica, clarifica și automatiza procesul de fotografiere.

Orez. 2. Dispozitivul unei camere de film (analogice).

Cadru - baza designului camerei, combinând componente și piese într-un sistem optic-mecanic. Pereții carcasei sunt o cameră etanșă la lumină, în fața căreia este instalată un obiectiv, iar în spate - un film.

Obiectiv (din latinescul objectus - obiect) - un sistem optic închis într-un cadru special, cu fața la subiect și formând imaginea lui optică. Un obiectiv fotografic este conceput pentru a obține o imagine ușoară a subiectului pe un material fotosensibil. Natura și calitatea imaginii fotografice depind în mare măsură de proprietățile obiectivului. Lentilele sunt încorporate permanent în corpul camerei sau sunt interschimbabile. Lentilele, în funcție de raportul dintre distanța focală și diagonala cadrului, sunt de obicei împărțite în normal,unghi largși teleobiective.

Lentilele cu distanță focală variabilă (obiective zoom) vă permit să faceți imagini de diferite scale la o distanță de fotografiere constantă. Raportul dintre cea mai mare distanță focală și cea mai mică se numește mărire a lentilei. Deci, lentilele cu o distanță focală variabilă de la 35 la 105 mm se numesc lentile cu o modificare de 3x a distanței focale (zoom 3x).

Diafragmă (din diafragma greacă) - un dispozitiv prin care fasciculul de raze care trece prin lentilă este limitat pentru a reduce iluminarea materialului fotografic în momentul expunerii și pentru a modifica adâncimea spațiului clar reprezentat. Acest mecanism este implementat sub forma unei diafragme iris, formată din mai multe lame, a căror mișcare asigură o modificare continuă a diametrului găurii (Fig. 3). Valoarea diafragmei poate fi setată manual sau automat folosind dispozitive speciale. În lentilele camerelor moderne, setarea diafragmei este efectuată de la panoul de control electronic de pe corpul camerei.

Orez. 3. Mecanismul irisului este format dintr-o serie de plăci suprapuse

obturator fotografic - un dispozitiv care asigură expunerea la razele de lumină pe materialul fotografic pentru un anumit timp, numit rezistenta. Obturatorul se deschide la comanda fotografului la apasarea butonului declansator sau cu ajutorul unui mecanism software - autodeclansatorul. Expunerile care sunt realizate de un obturator fotografic se numesc automate. Există o serie standard de viteze de expunere măsurate în secunde:

Numerele adiacente ale acestei serii diferă între ele de 2 ori. Trecând de la o singură viteză a obturatorului (de exemplu 1/125 ) vecinului său, creștem ( 1/60 ) sau scăderea ( 1/250 ) timpul de expunere al materialului fotografic este dublat.

Conform dispozitivului, obloanele sunt împărțite în central(pliere) și fanta de perdea(plan focal).

Oblon central dispune de tăietoare de lumină, formate din mai multe petale-obturatoare metalice, amplasate concentric direct în apropierea blocului optic al lentilei sau între lentilele acestuia, acţionate de un sistem de arcuri şi pârghii (Fig. 4). Cel mai simplu mecanism de ceas este cel mai des folosit ca senzor de timp în obloanele centrale, iar la viteze scurte de declanșare, timpul de deschidere a oblonului este reglat de forța tensiunii arcului. Modelele moderne de obloane centrale au o unitate de control electronică a timpului de expunere, petalele sunt ținute deschise cu un electromagnet. Obturatoarele centrale calculează automat viteze de expunere în intervalul de la 1 la 1/500 de secundă.

Diafragma obturatorului- obturatorul central, al cărui grad maxim de deschidere al petalelor este reglabil, datorită căruia obturatorul acționează simultan ca diafragmă.

În obturatorul central, atunci când butonul de eliberare este apăsat, frezele încep să se diverge și să deschidă orificiul de lumină al lentilei din centru spre periferie ca o diafragmă iris, formând un orificiu de lumină cu un centru situat pe axa optică. În acest caz, o imagine ușoară apare simultan pe întreaga zonă a cadrului. Pe măsură ce petalele diverg, iluminarea crește și apoi, pe măsură ce se închid, scade. Obturatorul va reveni la poziția inițială înainte de a începe următoarea fotografie.

Orez. 4. Unele tipuri de obloane centrale: pe stânga - cu tăietoare de lumină cu efect simplu; centru - cu freze cu efect dublu; în dreapta - cu tăietoare de lumină care îndeplinesc funcțiile de obturator și diafragmă

Principiul de funcționare al obturatorului central asigură o uniformitate ridicată a iluminării imaginii rezultate. Obturatorul central vă permite să utilizați blițul în aproape toată gama de viteze de expunere. Dezavantajul obloanelor centrale este posibilitatea limitată de a obține viteze scurte de declanșare, asociate cu sarcini mecanice mari asupra decupărilor, cu creșterea vitezei acestora.

Rulo are tăieturi, sub formă de obloane (bandă ondulată metal - alamă) sau un set de petale de lamelă fixate mobil (Fig. 5), din aliaje ușoare sau fibră de carbon, situate în imediata apropiere a materialului fotografic (în plan focal). Obturatorul este încorporat în corpul camerei și este acționat de un sistem de arcuri. În loc de un arc care mișcă perdelele într-un obturator clasic cu fante, electromagneții sunt folosiți în camerele moderne. Avantajul lor este precizia ridicată a procesării expunerilor. În starea declanșată a obturatorului, materialul fotografic este blocat de prima perdea. Când obturatorul este eliberat, acesta se deplasează sub acțiunea tensiunii arcului, deschizând calea fluxului luminos. La sfârșitul timpului de expunere specificat, fluxul luminos este blocat de a doua perdea. La viteze de declanșare mai mici, cele două obturatoare se mișcă împreună la un anumit interval, prin spațiul rezultat dintre marginea din spate a primei perdele și marginea din față a celei de-a doua perdele, materialul fotografic este expus, iar timpul de expunere este controlat de către lățimea decalajului dintre ele. Obturatorul va reveni la poziția inițială înainte de a începe următoarea fotografie.

Orez. 5. Obturator cu fante (miscarea draperiilor peste fereastra cadru)

Obturatorul cu fanta cortina permite utilizarea diferitelor lentile interschimbabile, deoarece nu este conectat mecanic la obiectiv. Acest obturator oferă viteze de expunere de până la 1/12000 s. Dar nu întotdeauna face posibilă obținerea unei expuneri uniforme pe întreaga suprafață a ferestrei ramei, cedând în acest parametru obloane centrale. Utilizarea surselor de lumină pulsată cu un obturator cu fantă cortină este posibilă numai la astfel de viteze de expunere ( viteza de sincronizare), la care lățimea fantei asigură deschiderea completă a ferestrei cadru. În majoritatea camerelor, aceste viteze de expunere sunt: ​​1/30, 1/60, 1/90, 1/125, 1/250 s.

Autodeclanșator- un temporizator conceput pentru a elibera automat declanșatorul cu o întârziere reglabilă după apăsarea butonului declanșator. Cele mai multe camere moderne sunt echipate cu un autodeclanșator ca componentă suplimentară în designul obturatorului.

Contor de expunere foto - un dispozitiv electronic pentru determinarea parametrilor de expunere (viteza obturatorului și valoarea diafragmei) la o anumită luminozitate a subiectului și o anumită fotosensibilitate a materialului fotografic. În sistemele automate, căutarea unei astfel de combinații se numește procesare de program. După determinarea expunerii nominale, parametrii de fotografiere (numărul f și viteza obturatorului) sunt setați pe scalele corespunzătoare ale obiectivului și obturatorului fotografic. La camerele cu diferite grade de automatizare, ambii parametri de expunere sau doar unul dintre ei sunt setati automat. Pentru a îmbunătăți acuratețea determinării parametrilor de expunere, mai ales în cazurile în care fotografierea este efectuată cu lentile interschimbabile, diverse atașamente și atașamente care afectează semnificativ raportul de deschidere al obiectivului, fotocelule ale expometrelor sunt plasate în spatele obiectivului. Un astfel de sistem de măsurare a fluxului luminos se numea TTL (Eng. Through the Line - „through the lens / lens”). Una dintre variantele acestui sistem este prezentată în schema vizorului oglinzii (Fig. 6). Senzorul de măsurare, care este un receptor de energie luminoasă, este iluminat de lumina care a trecut prin sistemul optic al lentilei montate pe cameră, inclusiv filtre, atașamente și alte dispozitive cu care obiectivul poate fi echipat în prezent.

vizor - un sistem optic conceput pentru a determina cu precizie limitele spațiului inclus în câmpul imaginii (cadru).

Cadru(din franceză cadre) fotografic - o singură imagine fotografică a subiectului. Limitele cadrului sunt stabilite prin încadrare în etapele de fotografiere, procesare și imprimare.

Decuparea pentru fotografiere, filmare și filmare– selectarea intenționată a punctului de fotografiere, unghiului, direcției de fotografiere, unghiului de vedere al obiectivului pentru a obține plasarea necesară a obiectelor în câmpul vizual al vizorului camerei și pe imaginea finală.

Decuparea la imprimarea sau editarea unei imagini– selectarea marginilor și a raportului de aspect al unei imagini fotografice. Vă permite să lăsați în afara cadrului toate obiectele nesemnificative, aleatorii, care interferează cu percepția imaginii. Decuparea oferă crearea unui anumit accent pictural pe partea importantă a intrigii a cadrului.

Vizoare optice – conțin doar elemente optice și mecanice și nu conțin elemente electronice.

Vizoare Paralax Sunt un sistem optic separat de obiectivul de fotografiere. Din cauza nepotrivirii dintre axa optică a vizorului și axa optică a lentilei, apare paralaxa. Efectul paralaxei depinde de unghiul de vedere al obiectivului și al vizorului. Cu cât distanța focală a lentilei este mai mare și, în consecință, cu cât unghiul de vedere este mai mic, cu atât eroarea de paralaxă este mai mare. De obicei, în cele mai simple modele de camere, axele vizorului și ale obiectivului sunt paralele, limitându-se astfel la paralaxa liniară, al cărei efect minim este atunci când focalizarea este setată la „infinit”. La modelele de camere mai sofisticate, mecanismul de focalizare este echipat cu un mecanism de compensare a paralaxei. În acest caz, axa optică a vizorului este înclinată spre axa optică a obiectivului, iar cea mai mică diferență se realizează la distanța la care se face focalizarea. Avantajul vizorului paralax este independența sa față de obiectivul de fotografiere, ceea ce vă permite să obțineți o luminozitate mai mare a imaginii și să obțineți o imagine mică, cu limite clare ale cadrului.

Vizor telescopic(Fig. 6). Este folosit în camerele compacte și cu telemetru și are o serie de modificări:

vizorul lui Galileo luneta inversată a lui Galileo. Constă dintr-un obiectiv negativ cu focalizare scurtă și un ocular pozitiv cu focalizare lungă;

Vizor Albad. Dezvoltarea vizorului lui Galileo. Fotograful observă imaginea unui cadru situat lângă ocular și reflectată de suprafața concavă a lentilei vizorului. Poziția cadrului și curbura lentilelor sunt alese în așa fel încât imaginea acestuia să pară situată la infinit, ceea ce rezolvă problema obținerii unei imagini clare a limitelor cadrului. Cel mai comun tip de vizor la camerele compacte;

Vizoare fără paralaxe.

Vizor oglindă constă dintr-un obiectiv, o oglindă deflectorală, un ecran de focalizare, o pentaprismă și un ocular (Fig. 6). Pentaprisma întoarce imaginea într-o linie dreaptă, familiară viziunii noastre. În timpul încadrării și focalizării, oglinda reflectoare reflectă aproape 100% din lumina care intră prin lentilă pe sticla mată a ecranului de focalizare (în prezența focalizării automate și a măsurării expunerii, o parte din fluxul luminos este reflectat pe senzorii corespunzători) .

Divizor de fascicul luminos. Când se utilizează un divizor de fascicul (oglindă translucidă sau prismă), 50–90% din lumină trece printr-o oglindă înclinată la un unghi de 45° pe materialul fotografic, iar 10–50% este reflectată la un unghi de 90° pe sticlă mată, unde este privită prin partea ocularului, ca într-o cameră cu oglindă. Dezavantajul acestui vizor este eficiența sa scăzută atunci când fotografiați în condiții de lumină scăzută.

Concentrarea este să instalați obiectivul în raport cu suprafața materialului fotografic (planul focal) la o astfel de distanță la care imaginea de pe acest plan să fie clară. Achiziția de imagini clare este determinată de raportul dintre distanțele de la primul punct principal al lentilei la subiect și de la al doilea punct principal al lentilei la planul focal. Pe fig. Figura 7 prezintă cinci poziții diferite ale subiectului și pozițiile respective ale imaginii:

Orez. 6. Scheme de vizor telescopic și reflex

Orez. 7. Relația dintre distanța de la punctul principal al lentilei O la obiectul K și distanța de la punctul principal al lentilei O la imaginea obiectului K"

Spațiul din stânga lentilei (în fața lentilei) se numește spațiu obiect, iar spațiul din dreapta lentilei (în spatele lentilei) se numește spațiu imagine.

1. Dacă obiectul se află la „infinit”, atunci imaginea acestuia va fi obținută în spatele lentilei în planul focal principal, adică. la o distanta egala cu distanta focala principala f.

2. Pe măsură ce subiectul se apropie de obiectiv, imaginea acestuia începe să se miște din ce în ce mai mult spre punctul de focalizare dublă F' 2 .

3. Când obiectul este în punct F 2 , adică la o distanță egală cu dublul distanței focale, imaginea sa va fi în punctul F' 2. Mai mult, dacă până în acest moment dimensiunile obiectului au fost mai mari decât dimensiunile imaginii sale, atunci acum vor deveni egale.

5. Când obiectul este în punct F 1 , razele care vin din acesta în spatele lentilei formează un fascicul paralel și imaginea nu va funcționa.

La fotografierea la scară mare (fotografierea macro), obiectul este plasat la o distanță apropiată (uneori mai puțin de 2 f) și utilizați diverse dispozitive pentru a extinde obiectivul mai mult decât permite cadrul.

Astfel, pentru a obține o imagine clară a obiectului fotografiat, este necesar să setați obiectivul la o anumită distanță de planul focal înainte de fotografiere, adică să focalizați. În camere, focalizarea se realizează prin deplasarea unui grup de lentile obiective de-a lungul axei optice folosind un mecanism de focalizare. De obicei, focalizarea este controlată prin rotirea inelului de pe cilindrul obiectivului (este posibil să nu fie disponibil la camerele în care obiectivul este setat la o distanță hiperfocală sau la dispozitivele care au doar un mod de focalizare automată - autofocus).

Este imposibil să se concentreze direct pe suprafața materialului fotografic, prin urmare, diverse dispozitive de focalizare pentru controlul vizual al clarității.

Focalizarea pe scara distanței pe cilindrul obiectivului oferă rezultate bune cu lentilele care au o adâncime mare de câmp (unghi larg). Această metodă de țintire este utilizată într-o clasă mare de camere cu film la scară largă.

Focalizarea cu un telemetru Este foarte precis și este folosit pentru lentile rapide cu o adâncime relativ mică de câmp. Schema telemetrului combinată cu vizorul este prezentată în Figura 8. Când se observă subiectul prin vizor-telemetru, în partea centrală a câmpului său vizual sunt vizibile două imagini, dintre care una este formată de canalul optic al telemetrului. telemetru, iar celălalt de canalul vizorului. Deplasarea lentilei de-a lungul axei optice prin pârghii 7 determină rotirea prismei de deviere 6 astfel încât imaginea transmisă de acesta să se deplaseze în direcția orizontală. Când ambele imagini din câmpul vizual al vizorului coincid, obiectivul va fi focalizat.

Orez. Fig. 8. Schema schematică a unui dispozitiv telemetru pentru focalizarea obiectivului: a: 1 – ocular vizor; 2 - un cub cu un strat de oglindă translucid; 3 - diafragma; 4 - obiectivul camerei; 5 – obiectiv telemetru; 6 - prismă de deviere; 7 - pârghii pentru conectarea monturii lentilei cu o prismă de deflectare; b - focalizarea obiectivului se realizează prin combinarea a două imagini în câmpul vizual al vizorului (două imagini - obiectivul nu este instalat cu precizie; o imagine - obiectivul este instalat cu precizie)

Focalizarea cu o cameră reflex. Schema camerei SLR este prezentată în fig. 6. Razele de lumină, care trec prin lentilă, cad pe oglindă și sunt reflectate de aceasta pe suprafața mată a ecranului de focalizare, formând pe aceasta o imagine luminoasă. Această imagine este răsturnată de o pentaprismă și privită printr-un ocular. Distanța de la punctul principal din spate al lentilei la suprafața mată a ecranului de focalizare este egală cu distanța de la acest punct la planul focal (suprafața filmului). Focalizarea lentilei se face prin rotirea inelului de pe cilindrul obiectivului, cu control vizual continuu al imaginii pe suprafata mata a ecranului de focalizare. În acest caz, este necesar să se determine poziția în care claritatea imaginii va fi maximă.

Pentru a facilita focalizarea lentilei și pentru a îmbunătăți acuratețea acestuia, diverse sisteme de focalizare automată.

Focalizarea automată a lentilei se realizează în mai multe etape:

Măsurarea parametrului (distanța până la obiectul de fotografiere, contrastul maxim al imaginii, defazarea componentelor fasciculului selectat, timpul de întârziere de sosire a fasciculului reflectat etc.) a imaginii sensibile la claritate în planul focal și vectorul acesteia (pentru a selecta direcția de schimbare a semnalului de nepotrivire și pentru a prezice distanța posibilă de focalizare în următorul moment în timp când obiectul se mișcă);

Generarea unui semnal de referință echivalent cu parametrul măsurat și determinarea semnalului de eroare al sistemului de control automat al focalizării automate;

Trimiterea unui semnal către actuatorul de focalizare.

Aceste procese au loc aproape simultan.

Focalizarea sistemului optic este realizată de un motor electric. Timpul necesar pentru măsurarea parametrului selectat și timpul necesar mecanicilor lentilei pentru a procesa semnalul de nepotrivire determină viteza sistemului de focalizare automată.

Funcționarea sistemului de focalizare automată se poate baza pe diverse principii:

Sisteme active de autofocus: cu ultrasunete; infraroşu.

Sisteme pasive de autofocus: faza (utilizată în filmele SLR și camerele digitale); contrast (camere video, camere digitale fără oglindă).

Ultrasunete și infraroșu sistemele calculează distanța până la obiect prin momentul întoarcerii de la obiect a fronturilor emise de camera de unde infraroșii (ultrasunete). Prezența unei bariere transparente între obiect și cameră duce la focalizarea eronată a acestor sisteme asupra acestei bariere, și nu asupra subiectului.

Focalizare automată pe fază. Corpul camerei conține senzori speciali care primesc fragmente de flux de lumină din diferite puncte ale cadrului folosind un sistem de oglinzi. În interiorul senzorului se află două lentile separatoare care proiectează o imagine dublă a subiectului fotografiei pe două rânduri de senzori fotosensibili care generează semnale electrice, a căror natură depinde de cantitatea de lumină care cade asupra lor. În cazul focalizării precise asupra unui obiect, două fluxuri de lumină vor fi amplasate la o anumită distanță unul de celălalt, specificate de designul senzorului și un semnal de referință echivalent. Când punctul de focalizare La(Fig. 9) este mai aproape de obiect, cele două semnale converg unul către celălalt. Când punctul de focalizare este mai departe decât obiectul, semnalele diverg mai mult unul de celălalt. Senzorul, după ce a măsurat această distanță, produce un semnal electric echivalent cu acesta și, comparându-l cu semnalul de referință, folosind un microprocesor specializat, determină nepotrivirea și emite o comandă către actuatorul de focalizare. Motoarele de focalizare ale obiectivului elaborează comenzi, rafinând focalizarea până când semnalele de la senzor se potrivesc cu semnalul de referință. Viteza unui astfel de sistem este foarte mare și depinde în principal de viteza actuatorului de focalizare a obiectivului.

Autofocus contrast. Principiul de funcționare a autofocusului de contrast se bazează pe analiza constantă de către microprocesor a gradului de contrast al imaginii și procesarea comenzilor de mișcare a lentilei pentru a obține o imagine clară a obiectului. Autofocusul cu contrast se caracterizează prin viteză scăzută, din cauza lipsei de informații inițiale despre starea actuală a focalizării lentilei în microprocesor (imaginea este considerată inițial neclară) și, ca urmare, nevoia de a emite o comandă de deplasare a obiectivului de la poziţia sa iniţială şi analizaţi imaginea rezultată pentru gradul de modificare a contrastului. Dacă contrastul nu a crescut, atunci procesorul schimbă semnul comenzii la actuatorul de autofocus și motorul deplasează grupul de lentile în direcția opusă până când contrastul maxim este fixat. Când se atinge maximul, autofocusul se oprește.

Întârzierea dintre apăsarea butonului declanșator și momentul în care este luată cadrul se explică prin funcționarea autofocusului pasiv cu contrast și prin faptul că în camerele fără oglindă procesorul este forțat să citească întregul cadru din matrice (CCD) pentru a putea analizați doar zonele de focalizare pentru contrast.

bliț foto . Unitățile de bliț electronic sunt folosite ca sursă de lumină primară sau secundară și pot fi de diferite tipuri: bliț încorporat pentru cameră, bliț extern autoalimentat, bliț de studio. În timp ce blițul încorporat a devenit o caracteristică standard la toate camerele, randamentul ridicat al blițurilor de sine stătătoare oferă avantajul suplimentar al unui control mai flexibil al diafragmei și al tehnicilor de fotografiere îmbunătățite.

Orez. 9. Schema autofocusului de detectare a fazei

Componentele principale ale blițului:

O sursă de lumină pulsată este o lampă cu descărcare în gaz umplută cu un gaz inert - xenon;

Dispozitiv de aprindere a lămpii - transformator de creștere și elemente auxiliare;

Acumulator de energie electrică - condensator de mare capacitate;

Dispozitiv de alimentare (baterii de celule galvanice sau acumulatori, convertor de curent).

Nodurile sunt combinate într-o singură structură, constând dintr-un corp cu un reflector, sau dispuse în două sau mai multe blocuri.

Lămpi cu descărcare bliț- Acestea sunt surse de lumină puternice, ale căror caracteristici spectrale sunt apropiate de lumina naturală. Lămpile folosite în fotografie (Fig. 10) sunt un tub de sticlă sau cuarț umplut cu un gaz inert ( xenon) la o presiune de 0,1–1,0 atm, la capetele cărora se instalează electrozi din molibden sau wolfram.

Gazul din interiorul lămpii nu conduce electricitatea. Pentru a aprinde lampa (aprindere), există un al treilea electrod ( incendiar) sub forma unui strat transparent de dioxid de staniu. Când o tensiune nu mai mică decât tensiunea de aprindere și un impuls de aprindere de înaltă tensiune (>10000 V) între catod și electrodul de aprindere este aplicată electrozilor, lampa se aprinde. Pulsul de înaltă tensiune ionizează gazul din becul lămpii de-a lungul electrodului exterior, creând un nor ionizat care conectează electrozii pozitivi și negativi ai lămpii, permițând gazului să ionizeze acum între cei doi electrozi ai lămpii. Datorită faptului că rezistența gazului ionizat este de 0,2–5 Ohm, energia electrică acumulată pe condensator este transformată în energie luminoasă într-o perioadă scurtă de timp. Durata pulsului - perioada de timp în care intensitatea pulsului scade la 50% din valoarea maximă și este de 1/400 - 1/20000 s și mai scurtă. Cilindrii de cuarț ai lămpilor bliț transmit lumină cu o lungime de undă de la 155 la 4500 nm, sticlă - de la 290 la 3000 nm. Emisia lămpilor în impulsuri începe în partea ultravioletă a spectrului și necesită aplicarea unui strat special pe bec, care nu numai că taie regiunea ultravioletă a spectrului, acționând ca un filtru de ultraviolete, ci și corectează temperatura de culoare a sursa pulsată la standardul fotografic de 5500 K.

Orez. 10. Dispozitivul unei lămpi cu descărcare în gaz flash

Puterea lămpilor blitz este măsurată în jouli (wattsecundă) conform formulei:

Unde DIN este capacitatea condensatorului (farad), U aprindere - tensiune de aprindere (volți), U pg - tensiunea de stingere (volt), E max este energia maximă (Ws).

Energia blițului depinde de capacitatea și tensiunea condensatorului de stocare.

Trei moduri de a controla energia blițului.

1. Conectarea în paralel a mai multor condensatoare ( C = C 1 + C 2 + C W + ... + C n) și, pornind/dezactivând unele dintre grupurile lor pentru a controla puterea radiației. Temperatura de culoare rămâne stabilă cu acest control al puterii, dar controlul puterii este posibil doar în valori discrete.

2. Schimbarea tensiunii inițiale pe condensatorul de stocare vă permite să ajustați energia în interval de 100–30%. La tensiuni mai mici, lampa nu se aprinde. Îmbunătățirea ulterioară a acestei tehnologii, introducerea unui alt condensator de capacitate redusă în circuitul de pornire a lămpii, pe care se atinge o tensiune suficientă pentru a porni lampa, iar condensatorii rămași sunt încărcați la o valoare mai mică, ceea ce face posibilă obțineți orice valori intermediare ale puterii cuprinse între 1:1 și 1:32 (100–3%). Descărcarea în acest mod de aprindere a lămpii în caracteristicile sale se apropie de o strălucire, ceea ce prelungește timpul de strălucire a lămpii, iar temperatura totală de culoare a radiației se apropie de standardul de 5500K.

3. Întreruperea duratei pulsului la atingerea puterii necesare. Dacă, în momentul ionizării gazului din becul lămpii, circuitul electric care duce de la condensator la lampă este întrerupt, ionizarea se va opri și lampa se va stinge. Această metodă necesită utilizarea unor circuite electronice speciale în controlul unei lămpi bliț care monitorizează o anumită cădere de tensiune pe condensator sau ia în considerare fluxul luminos returnat de la subiect.

Numărul de ghid - puterea blițului, exprimată în unități arbitrare, este egală cu produsul distanței de la bliț la subiect cu numărul f. Numărul ghid depinde de energia blițului, unghiul de împrăștiere a luminii și designul reflectorului. De obicei, numărul ghid este indicat pentru materialul fotografic cu o sensibilitate de 100 ISO.

Cunoscând numărul de ghidare și distanța de la bliț la subiect, puteți determina diafragma necesară pentru expunerea corectă folosind formula:

De exemplu, cu un număr ghid de 32, obținem următorii parametri: diafragma 8=32/4 (m), diafragma 5.6=32/5.7 (m) sau diafragma 4=32/8 (m).

Cantitatea de lumină este invers proporțională cu pătratul distanței de la sursa de lumină la obiect (prima lege a iluminării), prin urmare, pentru a crește distanța efectivă a blițului de 2 ori, cu o valoare fixă ​​a diafragmei, este necesara cresterea sensibilitatii materialului fotografic de 4 ori (Fig. 11).

Orez. 11. Prima lege a iluminării

De exemplu, cu un număr ghid de 10 și o deschidere de 4, obținem:

La ISO100 - distanta efectiva =10/4=2,5 (m)

La ISO400 - distanta efectiva = 5 (m)

Moduri automate bliț

Un bliț modern, în conformitate cu sensibilitatea filmului și datele de diafragmă setate pe cameră, poate doza cantitatea de lumină, întrerupând descărcarea lămpii la comanda automatizării. Cantitatea de lumină poate fi reglată doar în direcția de scădere, adică fie o descărcare completă, fie o parte mai mică a acesteia, dacă subiectul este suficient de aproape și nu este necesară energie maximă. Automatizarea unor astfel de dispozitive captează lumina reflectată de obiect, presupunând că în fața acestuia se află un obiect de culoare gri mediu, a cărui reflexie este de 18%, ceea ce poate duce la erori de expunere dacă reflectivitatea obiectului diferă semnificativ de această valoare. . Pentru a rezolva această problemă, blițurile au modul de compensare a expunerii, care vă va permite să reglați energia blițului, în funcție de luminozitatea obiectului, atât în ​​direcția creșterii (+) cât și în descreștere (-) a energiei de la nivelul calculat de automatizare. Mecanismul de compensare a expunerii atunci când lucrați cu un bliț este similar cu cel discutat mai devreme.

Este foarte important să știți cu ce viteză de expunere puteți utiliza blițul manual sau automat, deoarece durata pulsului luminii blițului este foarte scurtă (măsurată în miimi de secundă). Blițul trebuie să se declanșeze când obturatorul este complet deschis, altfel perdeaua declanșatorului poate acoperi o parte a imaginii din cadru. Această viteză a obturatorului se numește viteza de sincronizare. Acesta variază pentru diferite camere de la 1/30 la 1/250 s. Dar dacă alegeți o viteză de expunere mai mare decât viteza de sincronizare, veți putea seta timpul de declanșare a blițului.

Sincronizare pe prima cortină (de deschidere).- permite imediat după deschiderea completă a ferestrei cadru să se producă un puls de lumină, iar apoi obiectul în mișcare va fi iluminat de o sursă constantă, lăsând urme neclare ale imaginii în cadru - o urmă. În acest caz, bucla va fi în fața unui obiect în mișcare.

Sincronizare a doua cortină (închidere).– sincronizează declanșarea pulsului înainte de începerea închiderii ferestrei cadru de către obturatorul camerei. Rezultatul este că urma unui obiect în mișcare este expusă în spatele obiectului, subliniind dinamica mișcării acestuia.

În cele mai avansate modele de lanterne, există un mod de împărțire a energiei în părți egale și capacitatea de a o distribui în părți alternante pentru un anumit interval de timp și cu o anumită frecvență. Acest mod se numește stroboscopic, frecvența este indicată în herți (Hz). Dacă subiectul se mișcă în raport cu spațiul cadru, modul stroboscopic vă va permite să fixați fazele individuale ale mișcării, „înghețându-le” cu lumină. Într-un cadru va fi posibil să vedeți toate fazele mișcării obiectului.

Efect de ochi roșii. Când fotografiați oameni cu bliț, pupilele lor pot apărea roșii în imagine. Ochii roșii sunt cauzate de reflexia luminii emise de un fulger din retină din spatele ochiului, care este returnat direct în cristalin. Acest efect este tipic pentru blițul încorporat datorită locației sale apropiate de axa optică a lentilei (Fig. 12).

Modalități de reducere a ochilor roșii

Folosirea unei camere compacte pentru a face fotografii nu poate decât să reducă șansa de ochi roșii. Problema este, de asemenea, de natură subiectivă - există oameni care pot experimenta ochi roșii chiar și atunci când fotografiați fără bliț ...

Orez. 12. Schema de formare a efectului „ochilor roșii”

Pentru a reduce probabilitatea efectului de ochi roșii, există o serie de metode bazate pe proprietatea ochiului uman de a reduce dimensiunea pupilei odată cu creșterea iluminării. Ochii sunt iluminați cu ajutorul unui bliț preliminar (putere mai mică) în fața pulsului principal sau a unei lămpi strălucitoare la care subiectul trebuie să se uite.

Singura modalitate fiabilă de a combate acest efect este utilizarea unui blitz extern independent cu un prelungitor, poziționând axa optică a acestuia la aproximativ 60 cm de axa optică a lentilei.

Transport de film. Camerele moderne cu film sunt echipate cu un motor incorporat pentru a transporta filmul în interiorul camerei. După fiecare fotografie, filmul este derulat automat la următorul cadru și declanșatorul este înclinat în același timp.

Există două moduri de transport a filmului: un singur cadru și continuu. În modul cadru unic, se face o singură fotografie după apăsarea butonului declanșator. Modul continuu realizează o serie de fotografii atâta timp cât butonul declanșator este apăsat. Derularea filmului se face automat de către cameră.

Mecanismul de transport al filmului constă din următoarele elemente:

casetă de film;

bobină de preluare pe care este înfășurată filmul;

Rola dințată se cuplează cu perforațiile și avansează filmul în fereastra cadru cu un cadru. Sistemele mai avansate de transport a filmului folosesc role speciale în locul unei role dințate, iar un rând de perforații ale filmului este folosit de un sistem de senzori pentru a poziționa cu precizie filmul pentru următorul cadru;

Încuietori pentru deschiderea și închiderea capacului din spate al schimbătorului de casete de film.

Casetă- este o carcasă metalică rezistentă la lumină în care este depozitată filmul, instalat în cameră înainte de fotografiere și scos din acesta după fotografiere. Caseta unei camere de 35 mm are o formă cilindrică, este formată dintr-o bobină, un corp și un capac și poate găzdui film de până la 165 cm lungime (36 de cadre).

rola camerei - un material fotosensibil pe bază transparentă flexibilă (poliester, nitrat sau acetat de celuloză), pe care se aplică o emulsie fotografică ce conţine granule de halogenură de argint, care determină sensibilitatea, contrastul şi rezoluţia optică a peliculei. După expunerea la lumină (sau la alte forme de radiații electromagnetice, cum ar fi razele X), pe filmul fotografic se formează o imagine latentă. Cu ajutorul prelucrării chimice ulterioare, se obține o imagine vizibilă. Cel mai comun este filmul perforat de 35 mm lățime pentru 12, 24 și 36 de cadre (format de cadru 24 × 36 mm).

Filmele fotografice sunt împărțite în: profesionale și amatoare.

Filmele profesionale sunt concepute pentru o expunere și o post-procesare mai precisă, au toleranțe mai strânse pentru caracteristicile cheie și necesită de obicei depozitare la rece. Filmele de amatori sunt mai puțin solicitante în ceea ce privește condițiile de depozitare.

Filmul fotografic are loc alb-negru sau culoare:

Film alb-negru conceput pentru a capta imagini negative sau pozitive alb-negru cu ajutorul camerei. LA film alb-negru există un strat de săruri de argint. La expunerea la lumină și la procesare chimică ulterioară, sărurile de argint se transformă în argint metalic. Structura unui film fotografic alb-negru este prezentată în fig. 13.

Orez. 13. Structura filmului negativ alb-negru

film color conceput pentru a captura imagini color negative sau pozitive folosind o cameră. Film color folosește cel puțin trei straturi. Substanțele colorante, adsorbante, interacționând cu cristalele de săruri de argint, fac cristalele sensibile la diferite părți ale spectrului. Acest mod de modificare a sensibilității spectrale se numește sensibilizare. Sensibil doar la albastru, de obicei nesensibilizat, stratul este situat deasupra. Deoarece toate celelalte straturi, pe lângă intervalele „propriile” ale spectrului, sunt, de asemenea, sensibile la albastru, ele sunt separate printr-un strat de filtru galben. Urmează verde și roșu. În timpul expunerii, grupurile de atomi metalici de argint se formează în cristale de halogenură de argint, la fel ca în filmul alb-negru. Ulterior, acest argint metalic este folosit pentru a dezvolta coloranți colorați (proporțional cu cantitatea de argint), apoi se transformă din nou în săruri și este spălat în timpul procesului de albire și fixare, astfel încât imaginea din filmul color este formată din coloranți colorați. . Structura unui film fotografic color este prezentată în fig. paisprezece.

Orez. 14. Structura filmului negativ color

Există o specială film monocrom, este procesat folosind procesul de culoare standard, dar produce o imagine alb-negru.

Fotografia color a devenit larg răspândită datorită apariției diverselor camere, materialelor negative moderne și, bineînțeles, dezvoltării unei rețele largi de mini-laboratoare foto care vă permit să imprimați rapid și precis imagini de diferite formate.

Filmul fotografic este împărțit în două mari grupe:

Negativ. Pe un film de acest tip imaginea este inversată, adică cele mai luminoase părți ale scenei corespund celor mai întunecate părți ale negativului, pe o peliculă color, culorile sunt și inversate.Numai atunci când este imprimată pe hârtie fotografică imaginea se realizează. devin pozitive (valide) (Fig. 15).

Film reversibil sau slide numită așa pentru că culorile de pe filmul prelucrat corespund cu cele reale – o imagine pozitivă. film reversibil, adesea denumit film de diapozitive, este folosit în primul rând de profesioniști și obține rezultate excelente în ceea ce privește bogăția de culoare și detaliile fine. Filmul reversibil dezvoltat este deja produsul final - o folie transparentă (fiecare cadru este unic).

Prin termenul „diapozitiv”, înțelegem o folie transparentă încadrată de un cadru de 50 × 50 mm (Fig. 15). Principala utilizare a diapozitivelor este proiectarea pe un ecran folosind un retroproiector și scanarea digitală în scopuri de imprimare.

Selectarea vitezei filmului

Ușoarăsensibilitate material fotografic - capacitatea materialului fotografic de a forma o imagine sub influența radiației electromagnetice, în special a luminii, caracterizează expunerea care poate transmite în mod normal parcela fotografiată în imagine și este exprimată numeric în unități ISO (abreviat din Standardul Internațional). Organizație - Organizația Internațională pentru Standardizare), care sunt standardul universal pentru calcularea și desemnarea sensibilității tuturor filmelor fotografice și matricelor camerelor digitale. Scala ISO este aritmetică - dublarea valorii corespunde cu dublarea sensibilității materialului fotografic. ISO 200 este de două ori mai rapid decât ISO 100 și jumătate mai rapid decât ISO 400. De exemplu, dacă obțineți o expunere de 1/30 sec., F2.0 pentru ISO 100, F2.0 pentru ISO 200, vă puteți reduce viteza obturatorului la 1/60 sec., iar la ISO 400 - până la 1/125.

Printre filmele negative color de uz general, cele mai comune sunt ISO100, ISO 200 și ISO 400. Cel mai sensibil film de uz general este ISO 800.

Este posibilă o situație când în cele mai simple camere nu există o gamă suficientă de parametri de expunere (viteza obturatorului, diafragma) pentru condiții specifice de fotografiere. Tabelul 1 vă va ajuta să navigați în alegerea sensibilității pentru filmarea planificată.

Orez. 15. Proces de fotografiere analogică

Orez. 16. Tehnologia fotografiei analogice

tabelul 1

Evaluarea posibilitatii de fotografiere pe material fotografic de diferita fotosensibilitate

Cu cât viteza ISO a unui film este mai mică, cu atât este mai puțin granulată, mai ales la măriri mari. Utilizați întotdeauna filmul cu cea mai mică viteză ISO, potrivit pentru condițiile de fotografiere.

Setarea granulelor de film vorbește despre vizibilitatea vizuală a faptului că imaginea nu este continuă, ci este formată din boabe individuale (cheaguri) de colorant. Granulația filmului este exprimată în unități de granulație relative O.E.Z. (RMS - în literatura engleză) Această valoare este destul de subiectivă, deoarece este determinată prin compararea vizuală la microscop a probelor de testat.

Distorsiunea culorii. Prezența distorsiunilor de culoare asociate cu calitatea filmelor afectează reducerea diferențelor de culoare între detaliile din lumini și umbre ( distorsiunea gradației), la scăderea saturației culorii ( distorsiuni de separare a culorilor) și asupra reducerii diferențelor de culoare între detaliile fine ale imaginii ( distorsiuni vizuale). Majoritatea filmelor color sunt versatile și echilibrate pentru fotografierea la lumina zilei la o temperatură de culoare 5500 K(Kelvin este o unitate de măsură pentru temperatura de culoare a unei surse de lumină) sau cu blitz ( 5500 K). O nepotrivire între temperaturile de culoare ale sursei de lumină și ale filmului folosit provoacă distorsiuni de culoare (tonuri nenaturale) să apară pe imprimare. Iluminarea artificială cu lămpi fluorescente are un efect semnificativ asupra culorii imaginii ( 2800–7500 K) și lămpi cu incandescență ( 2500–2950 K) când filmați pe film proiectat pentru lumina zilei.

Să aruncăm o privire la câteva dintre cele mai tipice exemple de fotografiere pe film universal pentru lumină naturală:

- Filmare pe vreme senină și însorită. Redarea culorii din imagine este corectă - reală.

- Fotografiere în interior cu lămpi fluorescente. Redarea culorilor din imagine este deplasată spre predominanța verdelui.

- Filmați în interior cu lumini incandescente. Redarea culorii din imagine este deplasată spre predominanța unei nuanțe galben-portocalii.

Asemenea distorsiuni de culoare impun introducerea corectarii culorii in timpul fotografierii (filtre de corectare) sau in timpul tiparirii foto, astfel incat perceptia imprimeurilor sa fie apropiata de cea reala.

Filmele fotografice moderne sunt ambalate în casete metalice. Fotocasetele au pe suprafața lor un cod care conține informații despre film.

Codificare DX - o metodă de desemnare a tipului de film, a parametrilor și a caracteristicilor acestuia pentru introducerea și prelucrarea automată a acestor date în sistemul de control al unei camere automate la fotografiere sau a unui mini-laborator automat foto la fotografiere.

Pentru codarea DX se folosesc coduri de bare și de șah. Un cod de bare (pentru un laborator minifoto) este o serie de dungi întunecate paralele de diferite lățimi cu goluri de lumină, aplicate într-o anumită ordine pe suprafața casetei și direct pe film. Codul pentru miniphotolabs conține datele necesare dezvoltării automate și imprimării foto: informații despre tipul de film, echilibrul său de culoare și numărul de cadre.

Codul de șah DX este destinat camerelor automate și este realizat sub formă de 12 dreptunghiuri deschise și închise alternând într-o anumită ordine pe suprafața casetei (Fig. 17). Conductiv (culoare metalică) secțiunile codului de șah corespund cu „1” și izolate (negru) - „0” din codul binar. Pentru camere, sensibilitatea filmului, numărul de cadre și latitudinea fotografică sunt codificate. Zonele 1 și 7 sunt întotdeauna conductoare - corespund cu „1” din codul binar (contacte comune); 2–6 – fotosensibilitatea filmului fotografic; 8–10 – numărul de cadre; 11–12 - determinați latitudinea fotografică a filmului, i.e. abaterea maximă a expunerii de la nominal (EV).

Orez. 17. Codare DX prin cod de șah

Interval dinamic - una dintre principalele caracteristici ale materialelor fotografice (film fotografic, matricea unei camere foto digitale sau video) în fotografie, televiziune și cinema, care determină gama maximă de luminozitate a subiectului, care poate fi transmisă în mod fiabil de acest material fotografic la expunerea nominală. Transmiterea fiabilă a luminozității înseamnă că diferențele egale de luminozitate ale elementelor obiectului sunt transmise prin diferențe egale de luminozitate în imaginea acestuia.

Interval dinamic este raportul dintre valoarea maximă admisă a valorii măsurate (luminozitatea) și valoarea minimă (nivelul de zgomot). Măsurată ca raport dintre valorile maxime și minime ale expunerii secțiunii liniare a curbei caracteristice. Intervalul dinamic este de obicei măsurat în unități de expunere (EV) sau f-stop și este exprimat ca logaritm la baza 2 (EV), mai rar (fotografie analogică) la logaritmul zecimal (notat cu litera D). 1EV = 0,3D .

unde L este latitudinea fotografică, H este expunerea (Fig. 1).

Pentru a caracteriza gama dinamică a filmelor fotografice, se utilizează de obicei conceptul latitudinea fotografică , arătând intervalul de luminozitate pe care filmul îl poate transmite fără distorsiuni, cu contrast uniform (gama de luminozitate a părții liniare a curbei caracteristice a filmului).

Curba caracteristică a materialelor fotografice cu halogenură de argint (film fotografic etc.) este neliniară (Fig. 18). În partea sa inferioară există o regiune a voalului, D 0 este densitatea optică a vălului (pentru filmul fotografic, densitatea optică a vălului este densitatea materialului fotografic neexpus). Între punctele D 1 și D 2 se poate distinge o secțiune (corespunzătoare latitudinii fotografice) de creștere aproape liniară a înnegririi odată cu creșterea expunerii. La expuneri lungi, gradul de înnegrire a materialului fotografic trece printr-un maxim de D max (pentru filmul fotografic, aceasta densitatea zonelor iluminate).

În practică, termenul „ latitudine fotografică utilă» materialul fotografic L max , corespunzător unei secțiuni mai lungi a «neliniarității moderate» a curbei caracteristice, de la pragul celei mai mici înnegriri D 0 +0,1 până la un punct apropiat de punctul de densitate optică maximă a fotostratului D max -0,1.

La elemente fotosensibile ale principiului fotoelectric de funcționare există o limită fizică, numită „limită de cuantificare a sarcinii”. Sarcina electrică dintr-un element fotosensibil (pixelul matricei) constă din electroni (până la 30.000 într-un element saturat - pentru dispozitivele digitale aceasta este valoarea „maximă” a pixelului care limitează latitudinea fotografică de sus), zgomotul termic propriu al elementului nu este mai mic de 1–2 electroni. Deoarece numărul de electroni corespunde aproximativ cu numărul de fotoni absorbiți de elementul fotosensibil, aceasta determină latitudinea fotografică maximă teoretic realizabilă pentru element - aproximativ 15EV (logaritm binar de 30.000).

Orez. 18. Curba caracteristică a filmului

Pentru dispozitivele digitale, limita inferioară (Fig. 19), exprimată într-o creștere a „zgomotului digital”, ale cărei cauze sunt compuse din: zgomot termic al matricei, zgomot de transfer de sarcină, eroare de conversie analog-digitală (ADC). ), numit și „zgomot de eșantionare” sau „semnal de zgomot de cuantizare”.

Orez. 19 Curba caracteristică a unui senzor de cameră digitală

Pentru ADC-urile cu adâncimi de biți diferite (număr de biți) utilizate pentru cuantizarea codului binar (Fig. 20), cu cât numărul de biți de cuantizare este mai mare, cu atât pasul de cuantizare este mai mic și cu atât precizia de conversie este mai mare. În procesul de cuantizare, numărul celui mai apropiat nivel de cuantizare este luat ca valoare a eșantionului.

Zgomot de cuantizareînseamnă că o schimbare continuă a luminozității este transmisă ca un semnal discret, în trepte, prin urmare, nu întotdeauna niveluri diferite de luminozitate a obiectului sunt transmise de diferite niveluri ale semnalului de ieșire. Deci, cu un ADC pe trei biți în intervalul de la 0 la 1 pași de expunere, orice modificare a luminozității va fi convertită la o valoare de 0 sau 1. Prin urmare, toate detaliile imaginii care se află în acest interval de expunere se vor pierde. Cu un ADC pe 4 biți, transmisia de detalii în intervalul de expunere de la 0 la 1 devine posibilă - aceasta înseamnă practic o creștere a latitudinii fotografice cu 1 stop (EV). Prin urmare, latitudinea fotografică a aparatului digital (exprimată în EV) nu poate fi mai mare decât adâncimea de biți a conversiei analog-digital.

Orez. 20 Conversie de gradare analog-digitală

Sub termen latitudinea fotografică se înțelege și valoarea abaterii admisibile a expunerii față de valoarea nominală pentru un anumit material fotografic și condiții de fotografiere date, păstrând în același timp transmiterea detaliilor în părțile luminoase și întunecate ale scenei.

De exemplu: latitudinea fotografică a filmului KODAK GOLD este de 4 (-1EV....+3EV), ceea ce înseamnă că cu o expunere nominală pentru această scenă de F8, 1/60, veți obține detalii de calitate acceptabilă în imaginea care ar necesita viteze de expunere de la 1/125 sec la 1/8 sec, deschidere fixă.

Când utilizați film de diapozitive FUJICHROME PROVIA cu o latitudine fotografică de 1 (-0,5EV....+0,5EV), trebuie să determinați expunerea cât mai precis posibil, deoarece cu aceeași expunere nominală de F8, 1/60, cu o diafragmă fixă, primești în imagine detalii de o calitate acceptabilă care ar necesita timpi de expunere de la 1/90 sec la 1/45 sec.

Latitudinea fotografică insuficientă a procesului fotografic duce la pierderea detaliilor imaginii în zonele luminoase și întunecate ale scenei (Fig. 21).

Intervalul dinamic al ochiului uman este ≈15EV, intervalul dinamic al subiecților tipici este de până la 11EV, intervalul dinamic al unei scene de noapte cu iluminare artificială și umbre profunde poate fi de până la 20EV. De aici rezultă că gama dinamică a materialelor fotografice moderne este insuficientă pentru a transmite orice scenă a lumii înconjurătoare.

Indicatori tipici ai intervalului dinamic (latitudinea fotografică utilă) a materialelor fotografice moderne:

– filme color negative 9–10 EV.

– filme color reversibile (diapozitiv) 5–6 EV.

- matrice ale camerelor digitale:

Camere compacte: 7-8 EV;

Camere SLR: 10–14 EV.

– imprimare foto (reflexiv): 4-6,5 EV.

Orez. 21 Influența intervalului dinamic al materialului fotografic asupra rezultatului fotografierii

Bateriile camerei

Surse de curent chimic- aparate în care energia reacțiilor chimice care au loc în ele este transformată în energie electrică.

Prima sursă de curent chimic a fost inventată de omul de știință italian Alessandro Volta în 1800. Elementul lui Volta este un vas cu apă sărată cu plăci de zinc și cupru coborâte în el, legate printr-un fir. Apoi, omul de știință a asamblat o baterie din aceste elemente, care mai târziu a fost numită Stâlpul Voltaic (Fig. 22).

Orez. 22. Stâlp voltaic

Baza surselor de curent chimic sunt doi electrozi (un catod care conține un agent oxidant și un anod care conține un agent reducător) în contact cu electrolitul. Între electrozi se stabilește o diferență de potențial - o forță electromotoare corespunzătoare energiei libere a reacției redox. Acțiunea surselor de curent chimic se bazează pe fluxul de procese separate spațial cu un circuit extern închis: agentul reducător este oxidat la catod, electronii liberi rezultați trec, creând un curent electric, de-a lungul circuitului extern până la anod, unde ei participă la reacția de oxidare-reducere.

În sursele moderne de curent chimic sunt utilizate:

- ca agent reducător (la anod): plumb - Pb, cadmiu - Cd, zinc - Zn și alte metale;

– ca agent oxidant (la catod): oxid de plumb PbO 2 , hidroxid de nichel NiOOH, oxid de mangan MnO 2 etc.;

- ca electrolit: solutii de alcali, acizi sau saruri.

În funcție de posibilitatea utilizării repetate, sursele de curent chimic sunt împărțite în:

– celule galvanice, care, din cauza ireversibilității reacțiilor chimice care apar în ele, nu pot fi folosite în mod repetat (reîncărcare);

– acumulatoare electrice– celule galvanice reîncărcabile care pot fi reîncărcate și utilizate în mod repetat cu ajutorul unei surse externe de curent (încărcător).

Celulă galvanică- o sursă chimică de curent electric, numită după Luigi Galvani. Principiul de funcționare al unei celule galvanice se bazează pe interacțiunea a două metale printr-un electrolit, ducând la apariția unui curent electric într-un circuit închis. EMF-ul unei celule galvanice depinde de materialul electrozilor și de compoziția electrolitului. Următoarele celule galvanice sunt acum utilizate pe scară largă:

Cele mai comune sare și elemente alcaline de următoarele dimensiuni:

Pe măsură ce energia chimică este epuizată, tensiunea și curentul scad, elementul încetează să funcționeze. Celulele galvanice sunt descărcate în moduri diferite: celulele de sare reduc treptat tensiunea, celulele cu litiu mențin tensiunea pe toată perioada de funcționare.

Baterie electrică- o sursă de curent chimic de acțiune reutilizabilă. Bateriile electrice sunt folosite pentru stocarea energiei și alimentarea autonomă cu energie a diverșilor consumatori. Mai multe baterii combinate într-un singur circuit electric se numesc baterie. Capacitatea bateriei este de obicei măsurată în amperi-oră. Caracteristicile electrice și de performanță ale bateriei depind de materialul electrozilor și de compoziția electrolitului. Cele mai utilizate baterii sunt:

Principiul de funcționare al bateriei se bazează pe reversibilitatea unei reacții chimice. Pe măsură ce energia chimică este epuizată, tensiunea și curentul scad - bateria este descărcată. Performanța bateriei poate fi restabilită prin încărcarea cu un dispozitiv special, trecând curent în sens opus curentului în timpul descărcării.

Pe lângă echipamentul digital propriu-zis, domeniul de aplicare al fotografiei digitale include în mod tradițional:

• Componente analogice ale dispozitivelor digitale (de exemplu, matricea conține părți analogice);
• Televizoare și camere video, unele faxuri și copiatoare care folosesc matrice asemănătoare camerelor pentru a obține imagini, dar transmit și înregistrează un semnal analogic;
• Unele modele istorice de echipamente fotografice, cum ar fi Sony Mavica, înregistrează un semnal analogic.

Progresele în tehnologie și producția de fotosenzori, sisteme optice permit crearea unor camere digitale care înlocuiesc fotografia pe film din majoritatea domeniilor de aplicare, deși aderenții de film rămân printre fotografi profesioniști. În plus, crearea unor camere digitale miniaturale încorporate în telefoanele mobile și computerele de buzunar a creat noi domenii ale fotografiei.

YouTube enciclopedic

• 1 / 5

  Fotografia digitală începe cu crearea și implementarea senzorului foto sau a senzorului foto - un dispozitiv sensibil la lumină format dintr-o matrice și un convertor analog-digital.

  Dimensiunea senzorului și unghiul imaginii

  Majoritatea senzorilor camerelor digitale sunt mai mici decât un cadru de film standard de 35 mm. Ca urmare, conceptul distanta focala echivalentași factor de recoltă.

  Format cadru

  Majoritatea camerelor digitale au un raport de aspect de 1,33 (4:3), egal cu raportul de aspect al majorității monitoarelor și televizoarelor mai vechi de computer. Fotografia de film folosește un raport de aspect de 1,5 (3:2). Practic, toate camerele digitale SLR cu dimensiuni fotosenzoare de până la 24 × 36 mm sunt produse cu lungimi de lucru ale obiectivelor foto ale camerelor cu film SLR din această clasă, ceea ce permite utilizarea opticii vechi concepute pentru acest domeniu. Acest lucru se datorează în primul rând prezenței unei oglinzi de vizor care sărită, care limitează reducerea distanței de lucru a obiectivului și păstrează automat posibilitatea utilizării (continuității) lentilelor eliberate anterior. Utilizarea opticii vechi în „SLR-uri digitale” cu matrice mai mici de 24 × 36 mm oferă uneori o rezoluție mai bună a lentilei peste zona cadrului din cauza neutilizarii părții periferice a imaginii.

  Dispozitiv de cameră digitală

  Tipuri de camere digitale

  Camere digitale cu optică încorporată

  Camere SLR

  Camerele digitale SLR (ing. DSLR) sunt analoge cu aparatele reflex cu film și au dimensiuni comparabile (mai mici din cauza lipsei unui canal de film).

  Camera SLR își trage numele de la vizor reflex(eng. TTL, Through the lens), cu care fotograful are capacitatea de a vedea scena prin obiectivul camerei.

  Format mediu și alte camere digitale profesionale

  Există, de asemenea, camere digitale de format mare concepute pentru uz profesional. Printre ei sunt amandoi specializati, de exemplu camere panoramice, precum și camere cu format standard mare, cum ar fi formatul mediu.

  Pentru formatele standard, în loc de camere complet digitale, se folosesc cu succes și „spatele” digitale.

  Spatele digital

  Opțiuni pentru camera digitală

  Calitatea imaginii dată de o cameră digitală este alcătuită din multe componente, care sunt mult mai mult decât în ​​fotografia de film. Printre ei:

  • Dimensiunile fotosenzorului
  • Circuit electronic pentru citirea și digitizarea semnalului analogic al ADC
  • Algoritm de procesare și format de fișier utilizate pentru salvarea datelor digitizate
  • Rezoluția matricei în megapixeli (număr de pixeli)

  Numărul și dimensiunea pixelilor matricei

  În camerele digitale, numărul de pixeli fizici este principalul parametru de marketing și variază de la 0,1 (pentru camere web și camere încorporate) la ~21 megapixeli. (Unele spate au până la 420 de megapixeli). În camerele video digitale - până la 6 megapixeli. Dimensiunea pixelului la fotosenzorii mari este de ~6-9 µm, la cei mici este mai mică de ~6 µm.

  Vizoarele

  • Vizor direct
    • vizor de sticlă
    • divizor de fascicul luminos
    • Vizor electronic EVF
    • Oglindă cu balamale (vizor cu oglindă)
  • Vizor LCD

  Formate de fișiere

  Culoare cu adâncimea de biți

  Purtători de date

  Cele mai multe camere digitale moderne înregistrează cadre capturate pe carduri Flash în următoarele formate:

  • Memory Stick (modificări PRO, Duo, PRO Duo)

  Cel mai comun tip de carduri de memorie astăzi (2014) este Secure Digital. De asemenea, este posibil să conectați majoritatea camerelor direct la un computer folosind interfețe standard - USB și IEEE 1394 (FireWire). Anterior, se folosea o conexiune printr-un port serial COM. Unele camere au memorie încorporată pe lângă sloturile pentru carduri de memorie.

  Avantajele și dezavantajele fotografiei digitale

  Articolul principal: Avantajele și problemele fotografiei digitale

  Avantajele cheie ale fotografiei digitale

  • Eficiența procesului de fotografiere și obținerea rezultatului final.
  • Resursă uriașă de cantitate de imagini.
  • Alegere mare de moduri de fotografiere.
  • Ușor de creat panorame și efecte speciale.
  • Combinație de funcții într-un singur dispozitiv, în special înregistrarea video în camerele digitale și, dimpotrivă, modul foto în camerele video.
  • Reducerea dimensiunii și greutății echipamentelor fotografice.
  • Posibilitatea de a previzualiza rezultatul.

  Principalele dezavantaje ale fotografiei digitale

  Arta fotografiei digitale este o categorie de practici creative legate de crearea, editarea, transformarea și prezentarea imaginilor digitale ca opere de artă. Fotografia digitală poate fi prezentată ca o lucrare vizuală independentă (fotografie, imprimare foto, casetă luminoasă foto), dar poate fi inclusă ca componentă în forme mai mari, precum instalații, spectacole, programe și baze de date de artă pe computer, proiecte pe internet în arta contemporană.

  Termen "fotografie digitala" vă permite să faceți diferența între imaginile create folosind un proces de fotografiere digitală și/sau editare pe computer de imaginile realizate cu o cameră cu film analog.

  Fotografia digitală a intrat în viață treptat, pas cu pas. Agenția Națională Aerospațială a SUA a început să folosească semnale digitale în anii 1960, împreună cu zborurile către Lună (de exemplu, pentru a crea o hartă a suprafeței lunare) - după cum știți, semnalele analogice se pot pierde în timpul transmisiei, iar datele digitale sunt mult mai mari. mai puțin predispus la erori. Prima procesare ultra-preciză a imaginii a fost dezvoltată în această perioadă, deoarece Agenția Națională Aerospațială a folosit întreaga putere a tehnologiei computerizate pentru a procesa și a îmbunătăți imaginile spațiale. Războiul Rece, în timpul căruia s-au folosit o mare varietate de sateliți spion și sisteme de imagini secrete, a contribuit și el la accelerarea dezvoltării fotografiei digitale.

  Prima cameră electronică fără peliculă a fost brevetată de Texas Instruments în 1972. Principalul dezavantaj al acestui sistem era că fotografiile puteau fi vizionate doar la televizor. O abordare similară a fost adoptată de Mavica de la Sony, care a fost anunțată în august 1981 ca fiind prima cameră electronică comercială. Camera Mavica ar putea fi deja conectată la o imprimantă color. În același timp, nu era o cameră digitală adevărată - era mai degrabă o cameră video cu care poți face și arăta poze individuale. Camera Mavica (Camera video magnetică) a făcut posibilă înregistrarea a până la cincizeci de imagini pe dischete de doi inci folosind un senzor CCD cu o dimensiune de 570x490 pixeli, care corespundea standardului ISO 200. Lentile: 25 mm lățime, 50 mm obișnuit, și obiectiv cu zoom de 16-65 mm. În prezent, un astfel de sistem poate părea primitiv, dar nu uitați că Mavica a fost dezvoltat acum aproape 25 de ani!
  

  În 1992, Kodak a anunțat lansarea primei camere digitale profesionale, DCS 100, bazată pe Nikon F3. DCS 100 a fost echipat cu un senzor de imagine CCD de 1,3 MB și un hard disk portabil pentru stocarea a 156 de imagini capturate. De remarcat că acest disc cântărea aproximativ 5 kg, camera în sine a costat 25.000 de dolari, iar imaginile rezultate au fost doar suficient de bune pentru tipărirea pe paginile ziarelor. Prin urmare, a fost recomandabil să se folosească astfel de echipamente fotografice numai în cazurile în care momentul de obținere a imaginilor era mai important decât calitatea acestora.

  

  Perspectivele pentru fotografia digitală au devenit mai clare odată cu introducerea a două noi tipuri de camere digitale în 1994. Apple Computer a lansat pentru prima dată camera Apple QuickTake 100, care avea o formă ciudată de tip sandwich și era capabilă să capteze 8 imagini la o rezoluție de 640 x 480 pixeli. A fost prima cameră digitală de pe piața de masă disponibilă la un preț de vânzare de 749 USD. Imaginile produse cu acesta erau și ele de proastă calitate, ceea ce nu permitea tipărirea lor corectă, iar de când Internetul era atunci la început, această cameră nu era folosită pe scară largă.

  

  A doua cameră, lansată în același an de către Kodak în colaborare cu agenția de presă Associated Press, a fost destinată fotojurnaliştilor. Modelele sale NC2000 și NC200E au combinat aspectul și funcționalitatea unei camere cu film cu acces instantaneu la imagini și comoditatea de captare a unei camere digitale. NC 2000 a fost adoptat pe scară largă de multe redacție, ceea ce a determinat trecerea de la film la digital.

  

  De la mijlocul anilor 1990, camerele digitale au devenit mai avansate, computerele au devenit mai rapide și mai puțin costisitoare, iar software-ul a devenit mai avansat. În dezvoltarea lor, camerele digitale au trecut de la un tip de dispozitiv extraterestru care ar putea fi doar drag creatorilor lor, la un echipament fotografic universal, ușor de utilizat, care este încorporat chiar și în telefoanele mobile omniprezente și are aceleași caracteristici tehnice ca cele mai recente. camere digitale modele full-size (35 mm). Iar in ceea ce priveste calitatea imaginilor obtinute, un astfel de echipament fotografic depaseste camerele cu film.

  Schimbările care au loc în mod constant în tehnologia camerelor digitale sunt remarcabile.

  În primul rând, să încercăm să aflăm ce este digitalul. Comparând termenii „fotografia de film” și „fotografie digitală”, nu este greu de înțeles că ambele sunt fotografie. Dar dacă în primul caz este o fotografie pe film, atunci în al doilea este o fotografie, în primul rând, fără film și, în al doilea rând, „cu numere”. În regulă. Diferența fundamentală dintre camerele digitale și camerele cu film este că imaginea, imaginea lumii exterioare, este stocată în ele nu pe film, ci în memoria camerei în formă digitală, adică ca imaginile obișnuite pe un computer.

  Acest efect curios se obține astfel: imaginea, lumina care trece prin obiectivul unei camere digitale, nu cade pe film, așa cum ne-am obișnuit, ci pe senzor. Senzorul - cea mai importantă parte a unei camere digitale - este o matrice de elemente sensibile la lumină care, ca răspuns la lumina incidentă, dau semnale electronice diferite. Semnalele primite sunt procesate de un microprocesor special și convertite în formă digitală. Asta, de fapt, este tot - fotografia este gata.
  Toată această tehnologie inteligentă se dovedește a fi foarte simplă pentru utilizator. Apăsând declanșatorul - o secundă pentru a gândi - și fotograful vede rezultatul final pe ecranul camerei. Extrem de simplu. Nu trebuie să dezvolți filmul (care mai trebuie să fie „despărțit” până la sfârșit, altfel este neeconomic), nu trebuie să tipăriți imagini pentru a le putea arunca ulterior pe cele care nu s-au dovedit. - totul este vizibil deodată. Poate că simplitatea a fost cea care a servit drept unul dintre principalele motive pentru popularizarea fotografiei digitale. Popularizarea, trebuie menționat, este totală și universală. Nu degeaba în introducere s-a spus despre moartea filmului - așa cum este. Fotografia digitală exclude din ce în ce mai mult fotografia de film și în curând o va înlocui complet. De exemplu, în Japonia, în ultimul an, vânzările de camere digitale au depășit vânzările de camere tradiționale cu film. În Europa și America, „figura” s-a apropiat de film, cu toate acestea, este o sarcină ingrată să preziceți când va înlocui complet filmul.
  Pe lângă modernitatea ideilor și ușurința în utilizare, camerele digitale au și alte avantaje față de film:
  În primul rând, viteza de procesare. După cum sa menționat deja, o fotografie a unei camere digitale nu trebuie să fie dezvoltată sau transportată într-o cameră întunecată etc. În acele vremuri îndepărtate, când camerele digitale erau încă animale extravagante inaccesibile, chiar și atunci jurnaliştii și reporterii le iubeau: o fotografie proaspătă compromițătoare a unei vedete pop locale etalată pe coperta ziarelor proaspăt tipărite imediat după filmare și nu a făcut o călătorie lungă. de la fotograf la camera întunecată, de acolo la scanerul de diapozitive și doar de la acesta la designeri.