Osnove fotografije. Glavni fotografski izrazi in koncepti

Teledermatologija, ohranjanje, obdelava in prenos digitalnih slik na daljavo so teme, s katerimi se danes ukvarjajo številni dermatologi tako v klinikah kot v zasebni praksi. V tem članku bomo poskušali razkriti najpomembnejše, po našem mnenju, možnosti teledermatologije. Z uporabo teledermatologije je poleg izboljšanja kakovosti zdravljenja in diagnostike delo zdravnika stroškovno učinkovitejše, kar je še posebej pomembno za zasebne zdravnike.

Ohranjanje digitalnih slik in preučevanje pigmentiranih kožnih formacij

Epiluminescentna dermatoskopija je bila "ponovno odkrita" v zgodnjih 70. letih za predoperativno diagnozo pigmentiranih kožnih lezij. Sprva se je ta metoda zdela precej zapletena zaradi uporabe stacionarnih, precej obsežnih, stereomikroskopi .

S prihodom prenosnih, ročnih dermatoskopov, pa tudi binokularnega dermatoskopa z znatno povečavo, je epiluminiscenčna dermatoskopija zavzela močno mesto med tradicionalnimi metodami pregleda.

S pomočjo dermatoskopa, pa tudi z osvetljeno povečevalno steklo, lahko hitro pregledate površino kože. Pri pregledu z dermatoskopom se na predel kože namesti posebna podložka iz prozornega materiala, na katero se nanese imerzivna tekočina, ki omogoča raziskovanje globljih plasti kože. Študije so pokazale, da je že pri 10-kratni povečavi mogoče prepoznati vse bistvene strukturne in barvne komponente.

Sprva so bile posnete fotografije ali prosojnice (če je bilo potrebno) med preiskavami tako s stereomikroskopom kot z različnimi vrstami dermatoskopov. To so vedno spremljali znatni stroški zaradi pomanjkanja takojšnjega nadzora nad kakovostjo slike, saj je bil rezultat snemanja viden šele po razvoju filma. Vse to je bistveno omejilo možnosti dokumentiranja rezultatov anket. Kasneje so bile najdene tehnične rešitve, ki omogočajo montažo dermatoskopov na video kamero, ki je povezana z računalnikom. Ta metoda omogoča prikaz slik bodisi na računalniškem monitorju bodisi na ločenem monitorju in jih nato shrani (slika 1, slika 2).

Ta metoda je po hitrosti, ceni (zaradi hitrega zniževanja stroškov visokokakovostne računalniške opreme v zadnjih letih) in zmožnosti nadzora kakovosti shranjevanja slik vsekakor boljša od tradicionalne fotografije. Vendar je uporaba te metode omejena z dejstvom, da je optična ločljivost računalniške slike pri uporabi današnjih »konvencionalnih« video kamer in računalniških video kartic nižja kot pri klasičnih prosojnicah.

Poleg tega računalniških slik ni mogoče povečati v obsegu, ki je potreben za klinične predstavitve ali predavanja, brez opazne izgube kakovosti. Čeprav je pri ogledu dermoskopske najdbe, shranjene v računalniku na monitorju ali tiskanju na barvni ali video tiskalnik velikosti fotografije (kot se v vsakdanji praksi za diagnosticiranje in dokumentacijo), je kakovost slike skoraj enaka kot pri običajni fotografiji. .

Tako pri klinični fotografiji kot pri video fotografiji je pomembno, da so prenesene barve resnične. Sodobne videokamere lahko primerjajo belo barvo kot vzorec in nenehno spremljajo barvni spekter v vsakem trenutku snemanja. Na področju barvnega zaznavanja pa je epiluminiscenčna dermatoskopija povsem subjektivna metoda, saj pri primerjalni analizi barve niso možni standardi. Na primer, pri ocenjevanju barvnih odtenkov melanocitnih formacij se mora raziskovalec zanašati le na osebno zaznavo. Pri analizi slike se je treba spomniti, da na barvo lahko vplivata ne samo kamera in osvetlitev, temveč tudi računalniške komponente, ki obdelujejo in prenašajo sliko (monitor, graf ali grafična kartica itd.). Diagnozo, kot vedno, postavi zdravnik, ne sistem. Trenutno se razvijajo ekspertni sistemi ali avtomatizirani sistemi presejanja.

1. Namen dela

Preučiti analogne in digitalne slikovne tehnologije, osnovna načela delovanja, naprave, krmilnike in nastavitve sodobnih kamer. Razvrstitev, struktura črno-belih in barvnih negativnih fotografskih filmov, glavne značilnosti fotografskih filmov in način izbire fotografskih materialov za reševanje specifičnih fotografskih problemov. Tehnologije analogne in digitalne fotografije. Pridobite praktične veščine za upravljanje preučenih naprav.

2. Teoretični podatki o napravi filmske (analogne) kamere

Sodoben fotoaparat s samodejnim ostrenjem se upravičeno primerja s človeškim očesom. Na sl. 1 na levi, shematično prikazuje človeško oko. Ko se veko odpre, svetlobni tok, ki tvori sliko, prehaja skozi zenico, katere premer uravnava šarenica glede na jakost svetlobe (omejuje količino svetlobe), nato prehaja skozi lečo, se lomi v ga in se osredotoča na mrežnico, ki pretvarja sliko v signale električnega toka in jih po vidnem živcu prenaša v možgane.

riž. 1. Primerjava človeškega očesa s kamero

Na sl. 1 na desni, shematično prikazuje napravo kamere. Pri fotografiranju se zaklop odpre (prilagodi čas osvetlitve), svetlobni tok, ki tvori sliko, prehaja skozi luknjo, katere premer se uravnava z zaslonko (uravnava količino svetlobe), nato prehaja skozi objektiv, je lomi v njej in se osredotoča na fotografski material, ki sliko registrira.

Filmska (analogna) kamera- optično-mehanska naprava, s katero se fotografirajo. Kamera vsebuje med seboj povezane mehanske, optične, električne in elektronske komponente (slika 2). Splošna kamera je sestavljena iz naslednjih glavnih delov in kontrolnikov:

- ohišje s svetlobno neprepustno komoro;

- leča;

- diafragma;

- fotografski zaklop;

- Sprožilec - sproži snemanje kadra;

- iskalo;

- naprava za fokusiranje;

- rolo fotoaparata;

- kaseta (ali druga naprava za polaganje fotografskega filma)

- naprava za transport filma;

- merilnik fotoizpostavljenosti;

- vgrajena bliskavica;

- baterije za fotoaparat.

Fotografske naprave imajo glede na namen in obliko različne dodatne naprave za poenostavitev, razjasnitev in avtomatizacijo procesa fotografiranja.

riž. 2. Naprava filmske (analogne) kamere

Okvir - osnova zasnove kamere, ki združuje komponente in dele v optično-mehanski sistem. Stene ohišja so svetlobno nepropustna kamera, pred katero je nameščena leča, zadaj pa film.

Objektiv (iz latinskega objectus - predmet) - optični sistem, zaprt v poseben okvir, obrnjen proti predmetu in tvori njegovo optično podobo. Fotografska leča je zasnovana za pridobivanje svetlobne slike predmeta na fotoobčutljivem materialu. Narava in kakovost fotografske slike sta v veliki meri odvisna od lastnosti objektiva. Objektivi so trajno vgrajeni v ohišje fotoaparata ali zamenljivi. Leče, odvisno od razmerja med goriščno razdaljo in diagonalo okvirja, običajno delimo na normalno,širok kot in telefoto objektivi.

Objektivi s spremenljivo goriščno razdaljo (zoom objektivi) vam omogočajo, da posnamete slike različnih meril na konstantni razdalji fotografiranja. Razmerje med največjo goriščno razdaljo in najmanjšo se imenuje povečava leče. Torej se objektivi s spremenljivo goriščno razdaljo od 35 do 105 mm imenujejo leče s 3-kratno spremembo goriščne razdalje (3-kratni zoom).

Diafragma (iz grške diafragme) - naprava, s katero je snop žarkov, ki prehajajo skozi objektiv, omejen, da se zmanjša osvetlitev fotografskega materiala v času osvetlitve in spremeni globina ostro upodobljenega prostora. Ta mehanizem je izveden v obliki irisne diafragme, sestavljene iz več rezil, katerih gibanje zagotavlja neprekinjeno spreminjanje premera luknje (slika 3). Vrednost zaslonke lahko nastavite ročno ali samodejno s posebnimi napravami. V objektivih sodobnih fotoaparatov se nastavitev zaslonke izvaja z elektronske nadzorne plošče na ohišju fotoaparata.

riž. 3. Mehanizem šarenice je sestavljen iz vrste prekrivajočih se plošč

fotografski zaklop - naprava, ki zagotavlja izpostavljenost svetlobnim žarkom na fotografskem materialu za določen čas, imenovana vzdržljivost. Zaklop se odpre na ukaz fotografa ob pritisku na sprožilec ali s pomočjo programskega mehanizma – samosprožilca. Osvetlitve, ki jih obdela fotografski zaklop, se imenujejo avtomatske. Obstaja standardna serija hitrosti zaklopa, merjenih v sekundah:

Sosednje številke te serije se med seboj razlikujejo za 2-krat. Prehod iz ene hitrosti zaklopa (npr 1/125 ) njegovemu sosedu povečamo ( 1/60 ) ali zmanjšati ( 1/250 ) čas osvetlitve fotografskega materiala se podvoji.

Glede na napravo se polkna delijo na osrednji(zlaganje) in reža za zavese(žariščno planarno).

Centralno zaklop ima svetlobne rezalke, sestavljene iz več kovinskih cvetnih listov-zaklopov, koncentrično nameščenih neposredno v bližini optičnega bloka leče ali med njegovimi lečami, ki jih poganja sistem vzmeti in vzvodov (slika 4). Najpreprostejši urni mehanizem se najpogosteje uporablja kot časovni senzor v osrednjih polknah, pri kratkih hitrostih zaklopa pa se čas odpiranja zaklopa uravnava s silo napetosti vzmeti. Sodobni modeli centralnih rolet imajo elektronsko krmilno enoto za zadrževanje časa, cvetni listi so odprti z elektromagnetom. Centralne rolete samodejno izračunajo hitrost zaklopa v območju od 1 do 1/500 sekunde.

Odprtina zaklopa- osrednji zaklop, katerega največja stopnja odpiranja cvetnih listov je nastavljiva, zaradi česar zaklop hkrati opravlja vlogo diafragme.

V osrednjem zaklopu, ko pritisnete gumb za sprostitev, se rezila začnejo razhajati in odpirajo svetlobno luknjo leče od središča proti obodu kot irisna diafragma, pri čemer tvorijo svetlobno luknjo s središčem na optični osi. V tem primeru se svetlobna slika pojavi hkrati na celotnem območju okvirja. Ko se cvetni listi razhajajo, se osvetlitev poveča, nato pa, ko se zaprejo, se zmanjša. Zaklop se bo vrnil v prvotni položaj, preden se začne naslednji posnetek.

riž. 4. Nekatere vrste osrednjih polk: na levi - z enodelnimi svetlobnimi rezili; središče - z dvojno delujočimi svetlobnimi rezili; na desni - s svetlobnimi rezili, ki delujejo kot zaklop in zaslonka

Načelo delovanja osrednjega zaklopa zagotavlja visoko enakomernost osvetlitve nastale slike. Osrednji zaklop omogoča uporabo bliskavice v skoraj celotnem razponu hitrosti zaklopa. Pomanjkljivost centralnih polk je omejena možnost pridobivanja kratkih hitrosti zaklopa, ki so povezane z velikimi mehanskimi obremenitvami na mejah, s povečanjem njihove hitrosti.

Rolete ima izreze, v obliki polkna (kovinsko - medeninasti valoviti trak) ali kompleta premično pritrjenih lamelnih cvetnih listov (slika 5), ​​iz lahkih zlitin ali ogljikovih vlaken, ki se nahajajo v neposredni bližini fotografskega materiala (v goriščna ravnina). Zaklop je vgrajen v ohišje kamere in se aktivira s sistemom vzmeti. Namesto vzmeti, ki premika zavese v klasičnem režem zaklopu, se v sodobnih fotoaparatih uporabljajo elektromagneti. Njihova prednost je visoka natančnost obdelave izpostavljenosti. V nagnjenem stanju zaklopa je fotografski material blokiran s prvo zaveso. Ko se zaklop sprosti, se pod vplivom vzmetne napetosti premakne in odpre pot svetlobnemu toku. Ob koncu določenega časa osvetlitve svetlobni tok blokira druga zavesa. Pri krajših hitrostih zaklopa se obe zaklopi premikata skupaj v določenem intervalu, skozi nastalo režo med zadnjim robom prve zavese in sprednjim robom druge zavese je fotografski material izpostavljen, čas osvetlitve pa nadzoruje širina reže med njima. Zaklop se bo vrnil v prvotni položaj, preden se začne naslednji posnetek.

riž. 5. Polkna z režo (premikanje zaves čez okno okvirja)

Zavesa z režastim zaklopom omogoča uporabo različnih zamenljivih leč, saj ni mehansko povezana z objektivom. Ta zaklop zagotavlja hitrosti zaklopa do 1/12000 s. Vendar ne omogoča vedno enakomerne osvetlitve po celotni površini okna okvirja, ki se v tem parametru umakne osrednjim polknam. Uporaba impulznih svetlobnih virov z zaklopom z zaveso je možna samo pri takšnih hitrostih zaklopa ( hitrost sinhronizacije), pri katerem širina reže zagotavlja popolno odpiranje okna okvirja. Pri večini fotoaparatov so te hitrosti zaklopa: 1/30, 1/60, 1/90, 1/125, 1/250 s.

Samosprožilec- časovnik, zasnovan za samodejno sprostitev zaklopa z nastavljivo zakasnitvijo po pritisku na sprožilec. Večina sodobnih kamer je opremljena s samosprožilcem kot dodatno komponento pri zasnovi zaklopa.

Merilnik osvetlitve fotografij - elektronska naprava za določanje parametrov osvetlitve (hitrost zaklopa in vrednost zaslonke) pri dani svetlosti motiva in dani fotosenzitivnosti fotografskega materiala. V avtomatskih sistemih se iskanje takšne kombinacije imenuje programska obdelava. Po določitvi nazivne osvetlitve se parametri fotografiranja (f-število in hitrost zaklopa) nastavijo na ustreznih lestvicah objektiva in fotografskega zaklopa. Pri fotoaparatih z različnimi stopnjami avtomatizacije sta oba parametra osvetlitve ali samo eden od njih nastavljena samodejno. Za izboljšanje natančnosti določanja parametrov osvetlitve, zlasti v primerih, ko se fotografiranje izvaja z zamenljivimi objektivi, različnimi nastavki in šobami, ki bistveno vplivajo na razmerje zaslonke objektiva, so za objektiv nameščene fotocelice merilnikov osvetlitve. Takšen sistem za merjenje svetlobnega toka se je imenoval TTL (angl. Through the Line - "skozi lečo / lečo"). Ena od variant tega sistema je prikazana na shemi zrcalnega iskala (slika 6). Merilni senzor, ki je sprejemnik svetlobne energije, je osvetljen s svetlobo, ki je prešla skozi optični sistem leče, nameščene na fotoaparatu, vključno s filtri, nastavki in drugimi napravami, s katerimi je objektiv trenutno lahko opremljen.

Iskalo - optični sistem, zasnovan za natančno določanje meja prostora, vključenega v slikovno polje (okvir).

Okvir(iz francoskega cadre) photographic - ena fotografska podoba subjekta. Meje okvirja se postavljajo s kadriranjem v fazah snemanja, obdelave in tiska.

Obrezovanje za fotografiranje, filmsko in video snemanje– namenska izbira točke fotografiranja, kota, smeri fotografiranja, zornega kota objektiva za doseganje potrebne postavitve predmetov v vidnem polju iskala fotoaparata in na končni sliki.

Obrezovanje pri tiskanju ali urejanju slike– izbor robov in razmerja stranic fotografske slike. Omogoča, da izven okvirja pustite vse nepomembne, naključne predmete, ki motijo ​​zaznavanje slike. Obrezovanje zagotavlja ustvarjanje določenega slikovnega poudarka na zapletu pomembnem delu okvirja.

Optična iskala – vsebujejo le optične in mehanske elemente in ne vsebujejo elektronskih.

Paralaksna iskala So optični sistem, ločen od objektiva za snemanje. Zaradi neusklajenosti med optično osjo iskala in optično osjo leče pride do paralakse. Učinek paralakse je odvisen od zornega kota leče in iskala. Večja kot je goriščna razdalja leče in posledično manjši kot zornega kota, večja je napaka paralakse. Običajno so pri najpreprostejših modelih fotoaparatov osi iskala in objektiva vzporedni, s čimer se omejujejo na linearno paralakso, katere minimalni učinek je, ko je fokus nastavljen na "neskončnost". Pri bolj izpopolnjenih modelih kamer je mehanizem ostrenja opremljen z mehanizmom za kompenzacijo paralakse. V tem primeru je optična os iskala nagnjena proti optični osi leče, najmanjša razlika pa je dosežena na razdalji, na kateri se izvede ostrenje. Prednost paralaksnega iskala je njegova neodvisnost od objektiva za snemanje, kar vam omogoča, da dosežete večjo svetlost slike in dobite majhno sliko z jasnimi mejami okvirja.

Teleskopsko iskalo(slika 6). Uporablja se v kompaktnih in daljinomernih kamerah in ima številne modifikacije:

Galilejevo iskalo Galileov obrnjen daljnogled. Sestoji iz negativnega objektiva s kratkim ostrenjem in pozitivnega okularja z dolgim ​​ostrenjem;

Iskalo Albad. Razvoj Galilejevega iskala. Fotograf opazuje sliko okvirja, ki se nahaja v bližini okularja in se odbija od konkavne površine leče iskala. Položaj okvirja in ukrivljenost leč sta izbrana tako, da se zdi, da se njegova slika nahaja v neskončnosti, kar rešuje problem pridobivanja jasne slike meja okvirja. Najpogostejša vrsta iskala na kompaktnih fotoaparatih;

Iskala brez paralakse.

Zrcalno iskalo sestoji iz objektiva, odklonskega ogledala, zaslona za ostrenje, pentaprizme in okularja (slika 6). Pentaprizem sliko obrne v ravno črto, ki je znana našemu vidu. Med kadriranjem in ostrenjem odklonsko zrcalo odbija skoraj 100 % svetlobe, ki vstopa skozi lečo, na motno steklo zaslona za ostrenje (ob prisotnosti samodejnega ostrenja in merjenja osvetlitve se del svetlobnega toka odbije na ustreznih senzorjih) .

Cepilnik žarka. Pri uporabi delilnika žarka (prosojno zrcalo ali prizma) 50–90 % svetlobe preide skozi ogledalo, nagnjeno pod kotom 45°, na fotografski material, 10–50 % pa se odbije pod kotom 90° na fotografski material. motno steklo, kjer se gleda skozi del okularja, kot v zrcalni kameri. Pomanjkljivost tega iskala je nizka učinkovitost pri fotografiranju v slabih svetlobnih pogojih.

Fokusiranje je namestitev leče glede na površino fotografskega materiala (žariščna ravnina) na takšni razdalji, pri kateri je slika na tej ravnini ostra. Pridobitev ostrih slik je določena z razmerjem med razdaljami od prve glavne točke leče do motiva in od druge glavne točke leče do goriščne ravnine. Na sl. Slika 7 prikazuje pet različnih položajev motiva in njihove ustrezne položaje slike:

riž. 6. Sheme teleskopskega in refleksnega iskala

riž. 7. Razmerje med razdaljo od glavne točke leče O do predmeta K in razdaljo od glavne točke leče O do slike predmeta K"

Prostor levo od leče (pred lečo) se imenuje prostor predmeta, prostor desno od leče (za lečo) pa prostor slike.

1. Če je predmet v "neskončnosti", potem bo njegova slika pridobljena za lečo v glavni goriščni ravnini, t.j. na razdalji, ki je enaka glavni goriščni razdalji f.

2. Ko se subjekt približuje objektivu, se njegova slika začne vedno bolj premikati proti točki dvojne goriščne razdalje F' 2 .

3. Ko je predmet na točki F 2 , tj. na razdalji, ki je enaka dvakratni goriščni razdalji, bo njena slika v točki F' 2. Poleg tega, če so bile do tega trenutka dimenzije predmeta večje od dimenzij njegove slike, potem bodo zdaj postale enake.

5. Ko je predmet na točki F 1 , žarki, ki prihajajo iz njega za lečo, tvorijo vzporedni žarek in slika ne bo delovala.

Pri obsežnem fotografiranju (makro fotografiranje) je predmet postavljen na blizu (včasih manj kot 2 f) in uporabite različne naprave za podaljšanje objektiva dlje, kot to okvir omogoča.

Tako je za pridobitev ostre slike predmeta, ki ga fotografiramo, potrebno pred fotografiranjem objektiv nastaviti na določeno razdaljo od goriščne ravnine, torej izostriti. V kamerah se ostrenje izvaja s premikanjem skupine objektivnih leč vzdolž optične osi z uporabo mehanizma za ostrenje. Običajno je ostrenje nadzorovano z obračanjem obročka na cevi objektiva (morda ni na voljo pri fotoaparatih, pri katerih je objektiv nastavljen na hiperfokalno razdaljo ali pri napravah, ki imajo samo način samodejnega ostrenja – samodejno ostrenje).

Nemogoče se je osredotočiti neposredno na površino fotografskega materiala, zato različne naprave za ostrenje za vizualni nadzor ostrine.

Fokusiranje po lestvici razdalje na cevi objektiva zagotavlja dobre rezultate z objektivi, ki imajo veliko globinsko ostrino (širokokotne). Ta način ciljanja se uporablja v velikem razredu filmskih kamer.

Fokusiranje z daljinomerom Je zelo natančen in se uporablja za hitre objektive z relativno majhno globinsko ostrino. Shema daljinomera v kombinaciji z iskalom je prikazana na sliki 8. Pri opazovanju subjekta skozi iskalo-daljinsko iskalo sta v osrednjem delu njegovega vidnega polja vidni dve sliki, od katerih eno tvori optični kanal daljinomer, drugi pa po kanalu iskala. Premikanje leče vzdolž optične osi skozi vzvode 7 povzroči vrtenje odklonske prizme 6 tako da se slika, ki jo prenaša, premika v vodoravni smeri. Ko se obe sliki v vidnem polju iskala ujemata, bo objektiv izostren.

riž. Slika 8. Shematski diagram daljinomerne naprave za ostrenje leče: a: 1 – okular iskala; 2 - kocka s prosojno zrcalno plastjo; 3 - diafragma; 4 - objektiv kamere; 5 – daljinomerna leča; 6 - odklonska prizma; 7 - vzvodi za povezavo nosilca leče z odklonsko prizmo; b - ostrenje leče se izvede s kombiniranjem dveh slik v vidnem polju iskala (dve sliki - leča ni natančno nameščena; ena slika - leča je nameščena natančno)

Ostrenje v refleksni kameri. Shema SLR fotoaparata je prikazana na sl. 6. Svetlobni žarki, ki prehajajo skozi lečo, padejo na ogledalo in se od njega odbijajo na mat površino zaslona za ostrenje in na njem tvorijo svetlobno sliko. To sliko obrne pentaprizma in jo gledamo skozi okular. Razdalja od zadnje glavne točke leče do motne površine zaslona za ostrenje je enaka razdalji od te točke do goriščne ravnine (površine filma). Fokusiranje leče poteka z vrtenjem obroča na cevi leče, s stalnim vizualnim nadzorom slike na mat površini zaslona za ostrenje. V tem primeru je treba določiti položaj, pri katerem bo ostrina slike največja.

Za olajšanje ostrenja in izboljšanje natančnosti objektiva so različni sistemi samodejnega ostrenja.

Samodejno ostrenje leče poteka v več fazah:

Merjenje parametra (razdalja do objekta snemanja, maksimalni kontrast slike, fazni premik komponent izbranega žarka, čas zakasnitve prihoda odbitega žarka itd.) slike občutljive na ostrino v goriščni ravnini in njenega vektorja (za izbiro smeri spremembe signala neusklajenosti in predvidevanje možne razdalje fokusiranja v naslednji točki v času, ko se predmet premika);

Generiranje referenčnega signala, enakovrednega izmerjenemu parametru, in določitev signala napake samodejnega krmilnega sistema za samodejno ostrenje;

Pošiljanje signala aktuatorju fokusa.

Ti procesi potekajo skoraj istočasno.

Fokusiranje optičnega sistema izvaja elektromotor. Čas, potreben za merjenje izbranega parametra, in čas, potreben za mehaniko objektiva za obdelavo signala neusklajenosti, določata hitrost sistema samodejnega ostrenja.

Delovanje sistema samodejnega ostrenja lahko temelji na različnih načelih:

Aktivni sistemi samodejnega ostrenja: ultrazvočni; infrardeči.

Pasivni sistemi samodejnega ostrenja: faza (uporablja se v SLR filmih in digitalnih fotoaparatih); kontrast (kamere, digitalni fotoaparati brez zrcala).

Ultrazvočni in infrardeči sistemi izračunajo razdaljo do predmeta po času vrnitve od objekta front, ki jih oddaja kamera infrardečih (ultrazvočnih) valov. Prisotnost prosojne pregrade med objektom in kamero vodi do napačnega ostrenja teh sistemov na to pregrado in ne na subjekt.

Fazno samodejno ostrenje. Telo kamere vsebuje posebne senzorje, ki s sistemom ogledal sprejemajo delce svetlobnega toka iz različnih točk okvirja. V notranjosti senzorja sta dve ločeni leči, ki projicirata dvojno sliko predmeta fotografije na dve vrsti fotoobčutljivih senzorjev, ki ustvarjajo električne signale, katerih narava je odvisna od količine svetlobe, ki pada nanje. V primeru natančnega ostrenja na predmet bosta dva svetlobna toka locirana na določeni razdalji drug od drugega, določeni z zasnovo senzorja in enakovrednim referenčnim signalom. Ko je točka fokusa Za(slika 9) je bližje objektu, signala se zbližata drug k drugemu. Ko je fokusna točka dlje od predmeta, se signali bolj razhajajo drug od drugega. Senzor, ki izmeri to razdaljo, proizvede električni signal, ki mu je enak in ga primerja z referenčnim signalom s pomočjo specializiranega mikroprocesorja, določi neusklajenost in izda ukaz aktuatorju za fokusiranje. Motorji za fokusiranje objektiva izvajajo ukaze in izboljšujejo fokus, dokler se signali senzorja ne ujemajo z referenčnim signalom. Hitrost takšnega sistema je zelo visoka in je odvisna predvsem od hitrosti aktuatorja ostrenja leče.

Kontrastno samodejno ostrenje. Načelo delovanja kontrastnega samodejnega ostrenja temelji na stalni analizi stopnje kontrasta slike s strani mikroprocesorja in obdelavi ukazov za premikanje leče za pridobitev ostre slike predmeta. Za kontrastno samodejno ostrenje je značilna nizka hitrost zaradi pomanjkanja začetnih informacij o trenutnem stanju ostrenja leče v mikroprocesorju (slika se sprva šteje za zamegljeno) in posledično potrebo po izdaji ukaza za premik objektiva iz njegov prvotni položaj in analizirajte nastalo sliko za stopnjo spremembe kontrasta. Če se kontrast ni povečal, procesor spremeni predznak ukaza na aktuator samodejnega ostrenja in motor premika skupino leč v nasprotni smeri, dokler ni fiksiran največji kontrast. Ko je dosežen maksimum, se samodejno ostrenje ustavi.

Zakasnitev med pritiskom na sprožilec in trenutkom snemanja posnetka je razložena z delovanjem pasivnega kontrastnega samodejnega ostrenja in dejstvom, da je pri nezrcalnih fotoaparatih procesor prisiljen prebrati celoten okvir iz matrice (CCD), da bi analizirajte samo fokusna področja za kontrast.

fotografska bliskavica . Elektronske bliskavice se uporabljajo kot primarni ali sekundarni vir svetlobe in so lahko različnih vrst: vgrajena bliskavica fotoaparata, zunanja bliskavica z lastnim napajanjem, studijska bliskavica. Medtem ko je vgrajena bliskavica postala standardna funkcija vseh fotoaparatov, visoka moč samostojnih bliskavic ponuja dodatno prednost prilagodljivejšega nadzora zaslonke in izboljšanih tehnik fotografiranja.

riž. 9. Shema samodejnega ostrenja zaznavanja faze

Glavne komponente bliskavice:

Impulzni svetlobni vir je plinska sijalka, napolnjena z inertnim plinom - ksenonom;

Naprava za vžig žarnice - pospeševalni transformator in pomožni elementi;

Akumulator električne energije - kondenzator visoke zmogljivosti;

Naprava za napajanje (baterije galvanskih celic ali akumulatorjev, tokovni pretvornik).

Vozlišča so združena v eno samo strukturo, sestavljena iz telesa z reflektorjem, ali razporejena v dva ali več blokov.

Bliskavice- To so močni svetlobni viri, katerih spektralne značilnosti so blizu naravni dnevni svetlobi. Svetilke, ki se uporabljajo v fotografiji (slika 10), so steklena ali kremenova cev, napolnjena z inertnim plinom ( ksenon) pod tlakom 0,1–1,0 atm, na koncih katerega so nameščene elektrode iz molibdena ali volframa.

Plin v žarnici ne prevaja električne energije. Za vklop žarnice (vžig) je na voljo tretja elektroda ( zažigalna) v obliki prozorne plasti kositrovega dioksida. Ko se na elektrode dovede napetost, ki ni nižja od vžigalne napetosti, in visokonapetostni (>10000 V) vžigalni impulz med katodo in vžigalno elektrodo, se žarnica vžge. Visokonapetostni impulz ionizira plin v žarnici žarnice vzdolž zunanje elektrode, pri čemer ustvari ioniziran oblak, ki povezuje pozitivne in negativne elektrode sijalke, kar omogoča, da plin zdaj ionizira med dvema elektrodama žarnice. Ker je upor ioniziranega plina 0,2–5 Ohm, se električna energija, akumulirana na kondenzatorju, v kratkem času pretvori v svetlobno energijo. Trajanje impulza - časovno obdobje, v katerem se intenzivnost impulza zmanjša na 50% največje vrednosti in je 1/400 - 1/20000 s in krajše. Kremenčevi cilindri bliskavic oddajajo svetlobo z valovno dolžino od 155 do 4500 nm, steklo - od 290 do 3000 nm. Emisija impulznih svetilk se začne v ultravijoličnem delu spektra in zahteva nanos posebne prevleke na žarnico, ki ne samo, da odreže ultravijolično območje spektra, ki deluje kot ultravijolični filter, ampak tudi popravi barvno temperaturo žarnice. impulzni vir na fotografski standard 5500 K.

riž. 10. Naprava plinske bliskavice

Moč bliskavic se meri v džulih (vatsekunda) po formuli:

kje IZ je kapacitivnost kondenzatorja (farad), U vžig - napetost vžiga (volti), U pg - napetost ugasnitve (volt), E max je največja energija (Ws).

Energija bliskavice je odvisna od kapacitivnosti in napetosti shranjevalnega kondenzatorja.

Trije načini za nadzor energije bliskavice.

1. Vzporedna povezava več kondenzatorjev ( C = C 1 + C 2 + C W + ... + C n) in vklop/izklop nekaterih njihovih skupin za nadzor moči sevanja. Barvna temperatura s tem nadzorom moči ostane stabilna, vendar je nadzor moči možen le v diskretnih vrednostih.

2. Spreminjanje začetne napetosti na kondenzatorju za shranjevanje vam omogoča nastavitev energije znotraj 100–30%. Pri nižjih napetostih žarnica ne sveti. Nadaljnja izboljšava te tehnologije, uvedba še enega kondenzatorja nizke zmogljivosti v zagonsko vezje žarnice, na katerem je dosežena napetost, zadostna za zagon žarnice, preostali kondenzatorji pa se napolnijo na nižjo vrednost, kar omogoča pridobite vse vmesne vrednosti moči v razponu od 1:1 do 1:32 (100–3%). Razelektritev v tem načinu vklopa sijalke je po svojih značilnostih blizu žarečemu, kar podaljša čas žarenja sijalke, skupna barvna temperatura sevanja pa se približa standardni 5500K.

3. Prekinitev trajanja impulza, ko je dosežena zahtevana moč. Če se v trenutku ionizacije plina v žarnici pretrga električni tokokrog, ki vodi od kondenzatorja do žarnice, se ionizacija ustavi in ​​žarnica ugasne. Ta metoda zahteva uporabo posebnih elektronskih vezij pri krmiljenju bliskavice, ki spremljajo dani padec napetosti na kondenzatorju ali upoštevajo svetlobni tok, ki se vrne od subjekta.

Vodilna številka - moč bliskavice, izražena v poljubnih enotah, je enaka zmnožku razdalje od bliskavice do motiva s številom f. Vodilno število je odvisno od energije bliskavice, kota sipanja svetlobe in zasnove reflektorja. Običajno je vodilna številka navedena za fotografski material z občutljivostjo 100 ISO.

Če poznate vodilno številko in razdaljo od bliskavice do motiva, lahko s formulo določite potrebno zaslonko za pravilno osvetlitev:

Na primer, z vodilno številko 32 dobimo naslednje parametre: zaslonka 8=32/4 (m), zaslonka 5,6=32/5,7 (m) ali zaslonka 4=32/8 (m).

Količina svetlobe je obratno sorazmerna s kvadratom razdalje od vira svetlobe do predmeta (prvi zakon osvetlitve), zato je treba učinkovito razdaljo bliskavice povečati za 2-krat s fiksno vrednostjo zaslonke. potrebno povečati občutljivost fotografskega materiala za 4-krat (slika 11).

riž. 11. Prvi zakon osvetlitve

Na primer, z vodilno številko 10 in zaslonko 4 dobimo:

Pri ISO100 - efektivna razdalja =10/4=2,5 (m)

Pri ISO400 - efektivna razdalja = 5 (m)

Samodejni načini bliskavice

Sodobna bliskavica lahko v skladu z nastavljenimi podatki o občutljivosti filma in zaslonki na fotoaparatu dozira količino svetlobe in prekine praznjenje svetilke na ukaz avtomatike. Količino svetlobe lahko prilagajamo le v smeri zmanjševanja, t.j. bodisi popolno razelektritev ali njen manjši del, če je subjekt dovolj blizu in ni potrebna največja energija. Avtomatizacija takšnih naprav zajema svetlobo, ki se odbija od predmeta, ob predpostavki, da je pred njim srednje siv predmet, katerega odbojnost je 18 %, kar lahko povzroči napake pri osvetlitvi, če se odbojnost predmeta bistveno razlikuje od te vrednosti. . Za rešitev te težave imajo bliskavice način kompenzacije osvetlitve, kar vam bo omogočilo prilagajanje energije bliskavice glede na lahkotnost predmeta, tako v smeri povečanja (+) kot zmanjšanja (-) energije od ravni, ki jo izračuna avtomatika. Mehanizem kompenzacije osvetlitve pri delu z bliskavico je podoben tistemu, ki smo ga obravnavali prej.

Zelo pomembno je vedeti, pri kateri hitrosti zaklopa lahko uporabljate ročno ali samodejno bliskavico, saj je trajanje svetlobnega impulza bliskavice zelo kratko (merjeno v tisočinkah sekunde). Bliskavica se mora sprožiti, ko je zaklop popolnoma odprt, sicer lahko zavesa zaklopa pokrije del slike v kadru. Ta hitrost zaklopa se imenuje hitrost sinhronizacije. Za različne kamere se razlikuje od 1/30 do 1/250 s. Če pa izberete čas zaklopa, daljši od hitrosti sinhronizacije, boste lahko nastavili čas sprožitve bliskavice.

Sinhronizacija na prvi (odprtni) zavesi- omogoča takoj po popolnem odprtju okna okvirja, da proizvede svetlobni impulz, nato pa bo premikajoči se predmet osvetljen s stalnim virom, kar pušča zamegljene sledi slike v okvirju - sled. V tem primeru bo zanka pred premikajočim se predmetom.

Sinhronizacija druge (zapirajoče) zavese– sinhronizira proženje impulza pred začetkom zapiranja okna okvirja z zaklopom fotoaparata. Posledica tega je, da je sled od premikajočega se predmeta izpostavljena za objektom, kar poudarja njegovo dinamiko gibanja.

V najnaprednejših modelih bliskavic obstaja način delitve energije na enake dele in možnost oddajanja v izmeničnih delih za določen časovni interval in z določeno frekvenco. Ta način se imenuje stroboskopski, frekvenca je navedena v hercih (Hz). Če se motiv premika glede na prostor okvirja, vam bo stroboskopski način omogočil, da popravite posamezne faze gibanja in jih "zamrznete" s svetlobo. V enem okvirju bo mogoče videti vse faze gibanja predmeta.

Učinek rdečih oči. Pri fotografiranju ljudi z bliskavico so lahko njihove zenice na sliki rdeče. Rdeče oči nastanejo zaradi odboja svetlobe, ki jo oddaja bliskavica iz mrežnice na zadnji strani očesa, ki se vrne neposredno v lečo. Ta učinek je značilen za vgrajeno bliskavico zaradi njene blizu optične osi leče (slika 12).

Načini za zmanjšanje rdečih oči

Uporaba kompaktnega fotoaparata za fotografiranje lahko le zmanjša možnost rdečih oči. Težava je tudi subjektivne narave - obstajajo ljudje, ki lahko občutijo rdeče oči tudi pri fotografiranju brez bliskavice ...

riž. 12. Shema za nastanek učinka "rdečih oči"

Za zmanjšanje verjetnosti učinka "rdečih oči" obstajajo številne metode, ki temeljijo na lastnosti človeškega očesa, da zmanjša velikost zenice s povečano osvetlitvijo. Oči se osvetlijo s pomočjo preliminarne bliskavice (manjša moč) pred glavnim impulzom ali svetle luči, v katero mora subjekt gledati.

Edini zanesljiv način za boj proti temu učinku je uporaba zunanje samostojne bliskavice s podaljškom, pri čemer je njena optična os približno 60 cm od optične osi objektiva.

Prevoz filma. Sodobne filmske kamere so opremljene z vgrajenim motornim pogonom za transport filma znotraj kamere. Po vsakem posnetku se film samodejno previje na naslednji posnetek, hkrati pa se zaklop napne.

Obstajata dva načina transporta filma: posamezen posnetek in neprekinjen. V načinu z enim posnetkom se po pritisku na sprožilec posname en posnetek. Neprekinjen način posname serijo posnetkov, dokler je pritisnjen sprožilec. Kamera samodejno previja film nazaj.

Mehanizem za transport filma je sestavljen iz naslednjih elementov:

kaseta za film;

Navojna tuljava, na katero je navit film;

Nazobčani valj se zaskoči z luknjicami in za en okvir premakne folijo v oknu okvirja. Naprednejši sistemi za transport filma namesto zobatega valja uporabljajo posebne valje, eno vrsto perforacij filma pa senzorski sistem uporablja za natančno pozicioniranje filma za naslednji kader;

Ključavnice za odpiranje in zapiranje zadnjega pokrova menjalnika filmskih kaset.

kaseta- je svetlobno odporno kovinsko ohišje, v katerem je film shranjen, nameščen v fotoaparat pred snemanjem in odstranjen iz njega po snemanju. Kaseta 35 mm fotoaparata je valjaste oblike, sestavljena je iz koluta, ohišja in pokrova ter lahko sprejme film do 165 cm dolg (36 sličic).

rolo fotoaparata - svetlobno občutljiv material na prožni transparentni podlagi (poliester, nitrat ali celulozni acetat), na katerega se nanese fotografska emulzija, ki vsebuje zrna srebrovega halogenida, ki določa občutljivost, kontrast in optično ločljivost filma. Po izpostavljenosti svetlobi (ali drugim oblikam elektromagnetnega sevanja, kot so rentgenski žarki) se na fotografskem filmu oblikuje latentna slika. S pomočjo naknadne kemične obdelave dobimo vidno sliko. Najpogostejša je perforirana folija širine 35 mm za 12, 24 in 36 okvirjev (format okvirja 24 × 36 mm).

Fotografske filme delimo na: profesionalne in amaterske.

Profesionalni filmi so zasnovani za natančnejšo osvetlitev in naknadno obdelavo, imajo strožje tolerance za ključne lastnosti in običajno zahtevajo hladno shranjevanje. Amaterski filmi so manj zahtevni glede pogojev shranjevanja.

Zgodi se fotografski film črno in belo oz barva:

Črno-bel film zasnovan za zajemanje črno-belih negativnih ali pozitivnih slik s kamero. AT črno-bel film obstaja ena plast srebrovih soli. Ob izpostavljenosti svetlobi in nadaljnji kemični obdelavi se srebrove soli spremenijo v kovinsko srebro. Struktura črno-belega fotografskega filma je prikazana na sl. 13.

riž. 13. Struktura črno-belega negativ filma

barvni film zasnovan za zajemanje barvnih negativnih ali pozitivnih slik s kamero. Barvni film uporablja vsaj tri plasti. Barvne, adsorpcijske snovi, ki medsebojno delujejo s kristali srebrovih soli, naredijo kristale občutljive na različne dele spektra. Ta način spreminjanja spektralne občutljivosti se imenuje senzibilizacija. Občutljiv samo na modro, običajno neobčutljiv, plast se nahaja na vrhu. Ker so vse ostale plasti poleg »svojega« spektra občutljive tudi na modro, jih ločuje rumen filtrirni sloj. Sledita zelena in rdeča. Med izpostavljenostjo se v kristalih srebrovega halogenida tvorijo grozdi kovinskih atomov srebra, tako kot v črno-belem filmu. Nato se to kovinsko srebro uporablja za razvoj barvnih barv (sorazmerno s količino srebra), nato pa se spet spremeni v soli in se med postopkom beljenja in fiksiranja izpere, tako da barvno barvo tvorijo sliko v barvnem filmu. . Struktura barvnega fotografskega filma je prikazana na sl. štirinajst.

riž. 14. Struktura barvnega negativnega filma

Obstaja posebna enobarvni film, je obdelan s standardnim barvnim postopkom, vendar ustvari črno-belo sliko.

Barvna fotografija je postala razširjena zaradi pojava različnih fotoaparatov, sodobnih negativnih materialov in seveda razvoja široke mreže mini foto laboratorijev, ki omogočajo hitro in natančno tiskanje slik različnih formatov.

Fotografski film je razdeljen v dve veliki skupini:

Negativno. Na tovrstnem filmu je slika obrnjena, torej najsvetlejši deli prizora ustrezajo najtemnejšim delom negativa, na barvnem filmu so tudi barve obrnjene. Šele pri tiskanju na fotografski papir slika postanejo pozitivni (veljavni) (slika 15).

Reverzibilna ali drsna folija tako imenovano, ker barve na obdelanem filmu ustrezajo pravim – pozitivna slika. reverzibilni film, ki se pogosto imenuje diafilm, ga uporabljajo predvsem profesionalci in dosega odlične rezultate v smislu barvnega bogastva in finih podrobnosti. Razvita reverzibilna folija je že končni izdelek - prosojnice (vsak okvir je unikaten).

Z izrazom diapozitiv mislimo na prosojnice, uokvirjene z okvirjem velikosti 50 × 50 mm (slika 15). Glavna uporaba diapozitivov je projekcija na platno z uporabo grafoskopa in digitalno skeniranje za namene tiskanja.

Izbira hitrosti filma

Svetlobaobčutljivost fotografski material - sposobnost fotografskega materiala, da tvori sliko pod vplivom elektromagnetnega sevanja, zlasti svetlobe, označuje osvetlitev, ki lahko običajno prenese fotografirano sliko na sliki, in je številčno izražena v enotah ISO (skrajšano od mednarodnega standarda Organizacija - Mednarodna organizacija za standardizacijo), ki so univerzalni standard za izračun in označevanje občutljivosti vseh fotografskih filmov in matrik digitalnih fotoaparatov. Lestvica ISO je aritmetična – podvojitev vrednosti ustreza podvojitvi občutljivosti fotografskega materiala. ISO 200 je dvakrat hitrejši od ISO 100 in pol hitrejši od ISO 400. Na primer, če dobite osvetlitev 1/30 sekunde, F2.0 za ISO 100 v danem prizoru, F2.0, za ISO 200, lahko zmanjša hitrost zaklopa na 1/60 sekunde, pri ISO 400 pa na 1/125.

Med splošnimi barvnimi negativnimi filmi so najpogostejši ISO100, ISO 200 in ISO 400. Najbolj občutljiv film za splošno uporabo je ISO 800.

Možna je situacija, ko pri najpreprostejših fotoaparatih ni dovolj razpona parametrov osvetlitve (hitrost zaklopa, zaslonka) za določene pogoje fotografiranja. Tabela 1 vam bo pomagala pri navigaciji pri izbiri občutljivosti za načrtovano fotografiranje.

riž. 15. Analogni foto proces

riž. 16. Tehnologija analogne fotografije

Tabela 1

Vrednotenje možnosti fotografiranja na fotografski material različne fotosenzitivnosti

Nižja kot je ISO hitrost filma, manj je zrnat, zlasti pri velikih povečavah. Vedno uporabite film z najnižjo hitrostjo ISO, ki je primeren za pogoje fotografiranja.

Nastavitev zrnatosti filma govori o vizualni vidnosti dejstva, da slika ni neprekinjena, ampak je sestavljena iz posameznih zrn (strdkov) barvila. Zrnatost filma je izražena v relativnih zrnatih enotah O.E.Z. (RMS - v angleški literaturi) Ta vrednost je precej subjektivna, saj jo določimo z vizualno primerjavo pod mikroskopom testnih vzorcev.

Barvno popačenje. Prisotnost barvnih popačenj, povezanih s kakovostjo filmov, vpliva na zmanjšanje barvnih razlik med detajli v svetlih in sencah ( gradacijsko popačenje), ob zmanjšanju nasičenosti barv ( popačenje ločevanja barv) in o zmanjšanju barvnih razlik med drobnimi detajli slike ( vizualna popačenja). Večina barvnih filmov je vsestranskih in uravnoteženih za snemanje pri dnevni svetlobi z barvno temperaturo 5500 K(Kelvin je merska enota za barvno temperaturo svetlobnega vira) ali z bliskavico ( 5500 K). Neusklajenost med barvnimi temperaturami svetlobnega vira in uporabljenega filma povzroči, da se na izpisu pojavi popačenje barv (nenaravni toni). Umetna razsvetljava s fluorescenčnimi sijalkami pomembno vpliva na barvo slike ( 2800–7500 K) in žarnice z žarilno nitko ( 2500–2950 K) pri snemanju na film, zasnovan za dnevno svetlobo.

Oglejmo si nekaj najbolj tipičnih primerov snemanja na univerzalni film za naravno svetlobo:

- Snemanje v jasnem sončnem vremenu. Barvna predstavitev na sliki je pravilna - resnična.

- Snemanje v zaprtih prostorih s fluorescenčnimi sijalkami. Barvna predstavitev na sliki je premaknjena v smeri prevlade zelene.

- Snemanje v zaprtih prostorih z žarnicami. Barvna reprodukcija na sliki je premaknjena v smeri prevlade rumeno-oranžnega odtenka.

Takšna barvna popačenja zahtevajo uvedbo barvne korekcije med fotografiranjem (korekcijski filtri) ali med tiskanjem fotografij, tako da je zaznavanje odtisov blizu resničnemu.

Sodobni fotografski filmi so pakirani v kovinske kasete. Fotokasete imajo na svoji površini kodo, ki vsebuje informacije o filmu.

DX kodiranje - način označevanja vrste fotografskega filma, njegovih parametrov in značilnosti za vnos in avtomatsko obdelavo teh podatkov v krmilni sistem avtomatskega fotoaparata pri fotografiranju ali avtomatskega mini foto laboratorija pri fotografiranju.

Za kodiranje DX se uporabljajo črtne in šahovske kode. Črtna koda (za mini foto laboratorij) je niz vzporednih temnih trakov različnih širin s svetlobnimi vrzeli, ki se v določenem vrstnem redu nanesejo na površino kasete in neposredno na film. Koda za mini fotolaboratorije vsebuje podatke, potrebne za avtomatski razvoj in tiskanje fotografij: informacije o vrsti filma, njegovem barvnem ravnovesju in številu sličic.

Šahovska DX koda je namenjena avtomatskim kameram in je izdelana v obliki 12 svetlih in temnih pravokotnikov, ki se izmenjujejo v določenem vrstnem redu na površini kasete (slika 17). Prevodna (kovinska barva) odseki šahovske kode ustrezajo "1" in izolirani (črni) - "0" binarne kode. Za kamere so kodirani občutljivost filma, število sličic in fotografska širina. Coni 1 in 7 sta vedno prevodni - ustrezata "1" binarne kode (skupni kontakti); 2–6 – fotosenzitivnost fotografskega filma; 8–10 – število okvirjev; 11–12 - določite fotografsko širino filma, t.j. največje odstopanje osvetlitve od nominalne (EV).

riž. 17. DX kodiranje s šahovsko kodo

Dinamični razpon - ena od glavnih značilnosti fotografskih materialov (fotografski film, matrica digitalne fotografije ali video kamere) v fotografiji, televiziji in kinu, ki določa največji razpon svetlosti motiva, ki ga lahko ta fotografski material zanesljivo prenese pri nominalna izpostavljenost. Zanesljiv prenos svetlosti pomeni, da se enake razlike v svetlosti elementov predmeta prenašajo z enakimi razlikami v svetlosti njegove slike.

Dinamični razpon je razmerje med največjo dovoljeno vrednostjo izmerjene vrednosti (svetlosti) in najmanjšo vrednostjo (ravnjo hrupa). Izmerjeno kot razmerje med največjo in najmanjšo vrednostjo izpostavljenosti linearnega odseka karakteristične krivulje. Dinamični razpon se običajno meri v enotah osvetlitve (EV) ali f-stopenjih in je izražen kot logaritem na bazo 2 (EV), redkeje (analogna fotografija) na decimalni logaritem (označen s črko D). 1EV = 0,3D .

kjer je L fotografska širina, H je osvetlitev (slika 1).

Za karakterizacijo dinamičnega razpona fotografskih filmov se običajno uporablja koncept fotografska širina , ki prikazuje razpon svetlosti, ki ga lahko film prenaša brez popačenja, z enakomernim kontrastom (območje svetlosti linearnega dela karakteristične krivulje filma).

Značilna krivulja srebrovega halogenida (fotografski film ipd.) fotografskih materialov je nelinearna (slika 18). V njegovem spodnjem delu je območje tančice, D 0 je optična gostota tančice (pri fotografskem filmu je optična gostota tančice gostota neosvetljenega fotografskega materiala). Med točkama D 1 in D 2 je mogoče razlikovati odsek (ki ustreza fotografski širini) skoraj linearnega povečanja črnitve z naraščajočo osvetlitvijo. Pri dolgih osvetlitvah stopnja črnitve fotografskega materiala prehaja največ D max (za fotografski film je ta gostota osvetljenih površin).

V praksi se izraz " uporabna fotografska širina» fotografski material L max , ki ustreza daljšemu odseku »zmerne nelinearnosti« karakteristične krivulje, od praga najmanjše črnitve D 0 +0,1 do točke blizu točke največje optične gostote fotosloja D max -0,1.

Pri fotosenzitivni elementi fotoelektričnega principa delovanja obstaja fizična meja, imenovana "meja kvantizacije naboja". Električni naboj v enem fotoobčutljivem elementu (matrični piksel) je sestavljen iz elektronov (do 30.000 v enem nasičenem elementu - za digitalne naprave je to "največja" vrednost slikovnih pik, ki omejuje fotografsko širino od zgoraj), lastni toplotni šum elementa ni manj kot 1-2 elektrona. Ker število elektronov približno ustreza številu fotonov, ki jih absorbira fotoobčutljivi element, to določa največjo teoretično dosegljivo fotografsko širino za element - približno 15EV (binarni logaritem 30.000).

riž. 18. Karakteristična krivulja filma

Pri digitalnih napravah je spodnja meja (slika 19), izražena v povečanju »digitalnega šuma«, vzroke za katerega sestavljajo: toplotni šum matrice, šum prenosa naboja, napaka analogno-digitalne pretvorbe (ADC). ), imenovan tudi "šum vzorčenja" ali "kvantizacijski šumni signal".

riž. 19 Karakteristična krivulja senzorja digitalnega fotoaparata

Za ADC z različnimi bitnimi globinami (številom bitov), ​​ki se uporabljajo za kvantizacijo binarne kode (slika 20), večje je število kvantizacijskih bitov, manjši je korak kvantizacije in večja je natančnost pretvorbe. V procesu kvantizacije se za vzorčno vrednost vzame število najbližje ravni kvantizacije.

Kvantizacijski hrup pomeni, da se neprekinjena sprememba svetlosti prenaša kot diskreten, stopenjski signal, zato se z različnimi ravnmi izhodnega signala ne prenašajo vedno različne ravni svetlosti predmeta. Torej s tribitnim ADC v območju od 0 do 1 korakov osvetlitve bodo vse spremembe v svetlosti pretvorjene v vrednost 0 ali 1. Zato bodo vse podrobnosti slike, ki so v tem območju osvetlitve, izgubljene. S 4-bitnim ADC postane možen prenos podrobnosti v območju osvetlitve od 0 do 1 - to praktično pomeni povečanje fotografske širine za 1 stop (EV). Zato fotografska širina digitalnega aparata (izražena v EV) ne more biti večja od bitne globine analogno-digitalne pretvorbe.

riž. 20 Analogno-digitalna pretvorba zatemnitve

Pod izrazom fotografska širina razume se tudi vrednost dopustnega odstopanja osvetlitve od nominalne za dani fotografski material in dane pogoje snemanja, ob ohranjanju prenosa detajlov v svetlih in temnih delih scene.

Na primer: fotografska širina filma KODAK GOLD je 4 (-1EV....+3EV), kar pomeni, da boste z nominalno osvetlitvijo za to sceno F8, 1/60 dobili sprejemljive kakovostne podrobnosti na sliki, ki bi zahtevala hitrost zaklopa od 1/125 s do 1/8 s, fiksno zaslonko.

Ko uporabljate diafilm FUJICHROME PROVIA s fotografsko širino 1 (-0,5EV....+0,5EV), morate osvetlitev določiti čim bolj natančno, saj pri enaki nazivni osvetlitvi F8, 1/60, z s fiksno zaslonko, dobite na sliki podrobnosti sprejemljive kakovosti, ki zahtevajo hitrost zaklopa od 1/90 s do 1/45 s.

Nezadostna fotografska širina fotografskega procesa vodi do izgube detajlov slike v svetlih in temnih delih scene (slika 21).

Dinamični razpon človeškega očesa je ≈15EV, dinamični razpon tipičnih motivov je do 11EV, dinamični razpon nočnega prizora z umetno osvetlitvijo in globokimi sencami je lahko do 20EV. Iz tega sledi, da dinamični razpon sodobnih fotografskih materialov ne zadošča za prenos katerega koli prizora okoliškega sveta.

Tipični kazalniki dinamičnega razpona (uporabne fotografske širine) sodobnih fotografskih materialov:

– barvni negativni filmi 9–10 EV.

– barvni reverzibilni (sloj) filmi 5–6 EV.

- matrice digitalnih fotoaparatov:

Kompaktne kamere: 7-8 EV;

SLR fotoaparati: 10–14 EV.

– tiskanje fotografij (odsevno): 4-6,5 EV.

riž. 21 Vpliv dinamičnega razpona fotografskega materiala na rezultat snemanja

Baterije za fotoaparate

Kemični viri toka- naprave, v katerih se energija kemičnih reakcij, ki potekajo v njih, pretvori v električno energijo.

Prvi kemični vir toka je izumil italijanski znanstvenik Alessandro Volta leta 1800. Voltin element je posoda s slano vodo, v katero so spuščene cinkove in bakrene plošče, povezane z žico. Nato je znanstvenik sestavil baterijo teh elementov, ki so jo kasneje imenovali Voltajski steber (slika 22).

riž. 22. Voltaični steber

Osnova kemičnih virov toka sta dve elektrodi (katoda, ki vsebuje oksidant in anoda, ki vsebuje redukcijsko sredstvo), v stiku z elektrolitom. Med elektrodama se vzpostavi potencialna razlika - elektromotorna sila, ki ustreza prosti energiji redoks reakcije. Delovanje kemičnih tokovnih virov temelji na poteku prostorsko ločenih procesov z zaprtim zunanjim krogom: redukcijsko sredstvo se oksidira na katodi, nastali prosti elektroni prehajajo in ustvarjajo električni tok, po zunanjem vezju do anode, kjer sodelujejo v reakciji redukcije oksidanta.

V sodobnih kemičnih virih toka se uporabljajo:

- kot redukcijsko sredstvo (na anodi): svinec - Pb, kadmij - Cd, cink - Zn in druge kovine;

– kot oksidant (na katodi): svinčev oksid PbO 2, nikljev hidroksid NiOOH, manganov oksid MnO 2 itd.;

- kot elektrolit: raztopine alkalij, kislin ali soli.

Glede na možnost ponovne uporabe se kemični viri toka delijo na:

– galvanske celice, ki jih zaradi ireverzibilnosti kemičnih reakcij, ki potekajo v njih, ni mogoče večkrat uporabiti (napolniti);

– električni akumulatorji– polnilne galvanske celice, ki jih je mogoče polniti in večkrat uporabljati s pomočjo zunanjega vira toka (polnilnika).

Galvanska celica- kemični vir električnega toka, poimenovan po Luigiju Galvaniju. Načelo delovanja galvanskega elementa temelji na interakciji dveh kovin skozi elektrolit, kar vodi do pojava električnega toka v zaprtem krogu. EMF galvanskega elementa je odvisen od materiala elektrod in sestave elektrolita. Danes se pogosto uporabljajo naslednje galvanske celice:

Najpogostejši solni in alkalni elementi naslednjih velikosti:

Ko je kemična energija izčrpana, napetost in tok padeta, element preneha delovati. Galvanske celice se praznijo na različne načine: solne celice znižujejo napetost postopoma, litijeve celice ohranjajo napetost skozi celotno obdobje delovanja.

Električna baterija- kemični tokovni vir za večkratno uporabo. Električne baterije se uporabljajo za shranjevanje energije in avtonomno napajanje različnih porabnikov. Več baterij, združenih v en električni tokokrog, imenujemo baterija. Kapaciteta baterije se običajno meri v amper-urah. Električne in zmogljivostne lastnosti baterije so odvisne od materiala elektrod in sestave elektrolita. Najpogosteje uporabljene baterije so:

Načelo delovanja baterije temelji na reverzibilnosti kemične reakcije. Ko je kemična energija izčrpana, napetost in tok padeta - baterija se izprazni. Delovanje baterije je mogoče obnoviti s polnjenjem s posebno napravo, ki med praznjenjem prenaša tok v nasprotni smeri od toka.

Poleg dejanske digitalne opreme obseg digitalne fotografije tradicionalno vključuje:

• Analogne komponente digitalnih naprav (na primer, matrika vsebuje analogne dele);
• Televizijske in video kamere, nekateri faksimilni in kopirni stroji, ki za pridobivanje slik uporabljajo matrice, podobne kameram, vendar prenašajo in snemajo analogni signal;
• Nekateri zgodovinski modeli fotografske opreme, kot je Sony Mavica, snemajo analogni signal.

Napredek v tehnologiji in proizvodnji fotosenzorjev, optičnih sistemov omogoča ustvarjanje digitalnih fotoaparatov, ki izpodrivajo filmsko fotografijo iz večine področij uporabe, čeprav privrženci filma ostajajo med profesionalnimi fotografi. Poleg tega je ustvarjanje digitalnih miniaturnih kamer, vgrajenih v mobilne telefone in žepne računalnike, ustvarilo nova področja fotografije.

Enciklopedični YouTube

• 1 / 5

  Digitalna fotografija se prične z izdelavo in implementacijo fotosenzorja ali fotosenzorja – svetlobno občutljive naprave, sestavljene iz matrice in analogno-digitalnega pretvornika.

  Velikost senzorja in kot slike

  Večina senzorjev digitalnih fotoaparatov je manjših od standardnega 35 mm filmskega okvirja. Posledično koncept enakovredna goriščna razdalja in faktor pridelka.

  Format okvirja

  Večina digitalnih fotoaparatov ima razmerje stranic 1,33 (4:3), kar je enako razmerju stranic večine starejših računalniških monitorjev in televizorjev. Filmska fotografija uporablja razmerje stranic 1,5 (3:2). V osnovi so vsi digitalni SLR fotoaparati z velikostjo fotosenzorja do 24 × 36 mm izdelani z delovnimi dolžinami fotoobjektivov SLR filmskih fotoaparatov tega razreda, kar omogoča uporabo stare optike, zasnovane za to področje. To je predvsem posledica prisotnosti poskočnega ogledala iskala, ki omejuje zmanjšanje delovne razdalje objektiva in samodejno ohranja možnost uporabe (kontinuiteta) predhodno sproščenih leč. Uporaba stare optike v »digitalnih SLR-jih« z matrikami manjšimi od 24 × 36 mm včasih zagotavlja boljšo ločljivost leče po območju okvirja zaradi neuporabe obrobnega dela slike.

  Naprava z digitalnim fotoaparatom

  Vrste digitalnih fotoaparatov

  Digitalni fotoaparati z vgrajeno optiko

  SLR fotoaparati

  Digitalni SLR fotoaparati (eng. DSLR) so analogni filmskim refleksnim kameram in imajo primerljive dimenzije (manjše zaradi pomanjkanja filmskega kanala).

  SLR fotoaparat je dobil ime po refleksno iskalo(eng. TTL, Skozi objektiv), s katerim ima fotograf možnost, da vidi prizor skozi objektiv fotoaparata.

  Srednje formatni in drugi profesionalni digitalni fotoaparati

  Obstajajo tudi digitalni fotoaparati velikega formata, zasnovani za profesionalno uporabo. Med njimi sta oba specializirana npr panoramske kamere, kot tudi kamere velikega standardnega formata, kot je srednji format.

  Pri standardnih formatih se namesto povsem digitalnih fotoaparatov uspešno uporabljajo tudi digitalni »hrbti«.

  Digitalne hrbtne strani

  Nastavitve digitalnega fotoaparata

  Kakovost slike, ki jo daje digitalni fotoaparat, je sestavljena iz številnih komponent, ki jih je veliko več kot pri filmski fotografiji. Med njimi:

  • Dimenzije fotosenzorja
  • Elektronsko vezje za branje in digitalizacijo analognega signala ADC
  • Algoritem obdelave in format datoteke, ki se uporablja za shranjevanje digitaliziranih podatkov
  • Ločljivost matrike v megapikslih (število slikovnih pik)

  Število in velikost matričnih pikslov

  Pri digitalnih fotoaparatih je število fizičnih slikovnih pik glavni tržni parameter in se giblje od 0,1 (za spletne kamere in vgrajene kamere) do ~21 milijonov slikovnih pik. (Nekatere hrbtne strani imajo do 420 milijonov slikovnih pik). V digitalnih video kamerah - do 6 milijonov slikovnih pik. Velikost slikovnih pik v velikih fotosenzorjih je ~6-9 µm, pri majhnih pa manj kot ~6 µm.

  Iskala

  • Neposredno iskalo
    • stekleno kukalo
    • razdelilnik žarka
    • EVF elektronsko iskalo
    • Zrcalno ogledalo (zrcalno iskalo)
  • LCD iskalo

  Formati datotek

  Barva bitne globine

  Nosilci podatkov

  Večina sodobnih digitalnih fotoaparatov snema posnete posnetke na Flash kartice v naslednjih formatih:

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

  Najpogostejša vrsta pomnilniških kartic danes (2014) je Secure Digital. Večino kamer je možno tudi neposredno povezati z računalnikom prek standardnih vmesnikov – USB in IEEE 1394 (FireWire). Prej je bila povezava uporabljena prek serijskih vrat COM. Nekateri fotoaparati imajo poleg rež za pomnilniške kartice vgrajen pomnilnik.

  Prednosti in slabosti digitalne fotografije

  Glavni članek: Prednosti in težave digitalne fotografije

  Ključne prednosti digitalne fotografije

  • Učinkovitost postopka snemanja in doseganje končnega rezultata.
  • Ogromen vir količine slik.
  • Velika izbira načinov fotografiranja.
  • Enostavno ustvarjanje panoram in posebnih učinkov.
  • Kombinacija funkcij v eni napravi, zlasti snemanje videa v digitalnih fotoaparatih in, nasprotno, fotografski način v video kamerah.
  • Zmanjšanje velikosti in teže fotografske opreme.
  • Možnost predogleda rezultata.

  Glavne pomanjkljivosti digitalne fotografije

  Umetnost digitalne fotografije je kategorija ustvarjalnih praks, povezanih z ustvarjanjem, urejanjem, transformacijo in predstavitvijo digitalnih slik kot umetniških del. Digitalno fotografijo je mogoče predstaviti kot samostojno vizualno delo (fotografija, foto tisk, foto light box), lahko pa je vključena kot komponenta v večjih oblikah, kot so instalacije, performansi, računalniški umetniški programi in baze podatkov, internetni projekti v sodobni umetnosti.

  Termin "digitalna fotografija" vam omogoča razlikovanje med slikami, ustvarjenimi s postopkom digitalne fotografije in/ali računalniškim urejanjem, od slik, posnetih z analogno filmsko kamero.

  Digitalna fotografija je v življenje vstopila postopoma, korak za korakom. Ameriška nacionalna vesoljska agencija je začela uporabljati digitalne signale v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, skupaj z leti na Luno (na primer za ustvarjanje zemljevida lunine površine) - kot veste, se lahko analogni signali med prenosom izgubijo, digitalnih podatkov pa je veliko. manj nagnjeni k napakam. V tem obdobju je bila razvita prva ultra-natančna obdelava slik, saj je Nacionalna vesoljska agencija uporabila vso moč računalniške tehnologije za obdelavo in izboljšanje vesoljskih slik. Hladna vojna, med katero so bili uporabljeni najrazličnejši vohunski sateliti in tajni slikovni sistemi, je prav tako pripomogla k pospeševanju razvoja digitalne fotografije.

  Prvo elektronsko kamero brez filma je leta 1972 patentiral Texas Instruments. Glavna pomanjkljivost tega sistema je bila, da je bilo fotografije mogoče gledati le na televiziji. Podoben pristop je sprejela Sonyjeva Mavica, ki je bila avgusta 1981 objavljena kot prva komercialna elektronska kamera. Kamera Mavica bi lahko že bila povezana z barvnim tiskalnikom. Hkrati pa ni bil pravi digitalni fotoaparat – šlo je bolj za video kamero, s katero lahko posnamete in pokažete posamezne slike. Kamera Mavica (Magnetic Video Camera) je omogočala snemanje do petdeset slik na dvopalčne diskete s senzorjem CCD velikosti 570 x 490 slikovnih pik, kar je ustrezalo standardu ISO 200. Objektivi: 25 mm široki, 50 mm navadni, in 16-65 mm zoom objektiv. Trenutno se tak sistem morda zdi primitiven, vendar ne pozabite, da je bila Mavica razvita pred skoraj 25 leti!
  

  Leta 1992 je Kodak napovedal izdajo prvega profesionalnega digitalnega fotoaparata DCS 100, ki temelji na Nikon F3. DCS 100 je bil opremljen s slikovnim senzorjem 1,3 MB CCD in prenosnim trdim diskom za shranjevanje 156 zajetih slik. Treba je opozoriti, da je ta disk tehtal približno 5 kg, sama kamera je stala 25.000 dolarjev, nastale slike pa so bile dovolj dobre le za tiskanje na straneh časopisov. Zato je bilo takšno fotografsko opremo priporočljivo uporabljati le v primerih, ko je bil čas pridobivanja slik pomembnejši od njihove kakovosti.

  

  Možnosti za digitalno fotografijo so postale jasnejše z uvedbo dveh novih vrst digitalnih fotoaparatov leta 1994. Apple Computer je najprej izdal kamero Apple QuickTake 100, ki je imela čudno obliko sendviča in je bila sposobna zajeti 8 slik pri ločljivosti 640 x 480 slikovnih pik. To je bil prvi digitalni fotoaparat množičnega trga, ki je bil na voljo po prodajni ceni 749 dolarjev. Slike, ki so bile narejene z njim, so bile tudi slabe kakovosti, kar ni omogočalo ustreznega tiskanja, in ker je bil internet takrat v začetni fazi razvoja, ta fotoaparat ni našel široke uporabe.

  

  Drugi fotoaparat, ki ga je istega leta izdal Kodak v sodelovanju s tiskovno agencijo Associated Press, je bil namenjen fotoreporterjem. Njegova modela NC2000 in NC200E sta združila videz in funkcionalnost filmske kamere s takojšnjim dostopom do slik in udobjem zajemanja digitalnega fotoaparata. NC 2000 so široko sprejele številne redakcije, kar je spodbudilo prehod s filma na digitalno.

  

  Od sredine devetdesetih let prejšnjega stoletja so digitalni fotoaparati postali naprednejši, računalniki so postali hitrejši in cenejši, programska oprema pa naprednejša. Digitalni fotoaparati so v svojem razvoju od tujerodnih naprav, ki bi lahko bili dragi le njihovim ustvarjalcem, prešli v univerzalno fotografsko opremo, ki je enostavna za uporabo, ki je vgrajena tudi v vseprisotne mobilne telefone in ima enake tehnične lastnosti kot najnovejša digitalni fotoaparati polne velikosti (35 mm). In po kakovosti pridobljenih slik takšna fotografska oprema prekaša filmske kamere.

  Spremembe, ki se nenehno dogajajo v tehnologiji digitalnih fotoaparatov, so izjemne.

  Najprej poskusimo ugotoviti, kaj je digitalno. Če primerjamo izraza »filmska fotografija« in »digitalna fotografija«, ni težko razumeti, da sta oba fotografija. Če pa je v prvem primeru fotografija na filmu, potem je v drugem fotografija, prvič, brez filma, in drugič, "s številkami". V redu. Temeljna razlika med digitalnimi fotoaparati in filmskimi kamerami je v tem, da slika, slika zunanjega sveta, ni shranjena v njih na filmu, temveč v spominu fotoaparata v digitalni obliki, torej kot navadne slike na računalniku.

  Ta radovedni učinek je dosežen na naslednji način: slika, svetloba, ki prehaja skozi objektiv digitalnega fotoaparata, ne pade na film, kot smo vajeni, ampak na senzor. Senzor – najpomembnejši del digitalnega fotoaparata – je matrica fotoobčutljivih elementov, ki kot odziv na vpadno svetlobo oddajajo različne elektronske signale. Prejete signale obdela poseben mikroprocesor in jih pretvori v digitalno obliko. To je pravzaprav vse - fotografija je pripravljena.
  Vsa ta pametna tehnologija se izkaže za zelo preprosto za uporabnika. S pritiskom na sprožilec – sekunda za razmišljanje – in fotograf vidi končni rezultat na zaslonu fotoaparata. Izjemno preprosto. Ni vam treba razvijati filma (ki ga je treba še "odlomiti" do konca, sicer je neekonomično), ni vam treba tiskati slik, da bi vrgli tiste, ki se kasneje niso izkazali - vse je vidno naenkrat. Morda je bila preprostost tista, ki je bila eden glavnih razlogov za popularizacijo digitalne fotografije. Treba je opozoriti, da je popularizacija popolna in univerzalna. Ni bilo zaman, da je bilo v uvodu rečeno o smrti filma - takšnega, kot je. Digitalna fotografija vse bolj izriva filmsko fotografijo, kmalu pa jo bo povsem nadomestila. Na primer, na Japonskem je v zadnjem letu prodaja digitalnih fotoaparatov presegla prodajo tradicionalnih filmskih kamer. V Evropi in Ameriki se je "figura" približala filmu, vendar je nehvaležna naloga napovedati, kdaj bo popolnoma zamenjal film.
  Poleg modernosti idej in enostavne uporabe imajo digitalni fotoaparati še druge prednosti pred filmom:
  Prvič, hitrost obdelave. Kot že rečeno, slike digitalnega fotoaparata ni treba razvijati ali prenašati v temnico ipd. V tistih daljnih časih, ko so bili digitalni fotoaparati še nedostopne nenavadne živali, so jih imeli novinarji in novinarji zelo radi: sveža kompromitujoča fotografija lokalne pop zvezde se je takoj po snemanju razmetavala na naslovnici sveže natisnjenih časopisov in ni bila dolga pot. od fotografa do temnice, od tam do skenerja diapozitivov in šele od njega do oblikovalcev.