Камерын төхөөрөмж ба ажиллах зарчим

2024 Зохиолч: Sierra Becker | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-02-26 05:59

Гэрэл зураг бол түүхэн дэх хамгийн чухал бүтээлүүдийн нэг бөгөөд хүмүүсийн ертөнцийг үзэх үзэл бодлыг үнэхээр өөрчилсөн. Одоо хүн бүр үнэхээр хол зайд байгаа эсвэл удаан хугацаанд байхгүй байсан зүйлсийн зургийг харж болно. Өдөр бүр хэдэн тэрбум зураг онлайнаар тавигдаж, амьдралыг дижитал мэдээллийн пиксел болгон хувиргадаг.

Камерын бүтэц

Гэрэл зураг нь амьдралын чухал мөчүүдийг гэрэл зургийн хальснаа буулгаж, олон жилийн турш хадгалах боломжийг олгоно. Зураг үүсгэх төхөөрөмжүүдийг утас болон бусад хэрэгсэлд удаан хугацаагаар суулгасан боловч камерын ажиллах зарчим нь олон хүмүүсийн хувьд нууц хэвээр байна. Гэрэл зураг бол урлагтай адил шинжлэх ухаан боловч дийлэнх нь камерын товчлуурыг дарах эсвэл ухаалаг утасны камерын програмыг нээхэд юу болдгийг мэддэггүй. Бүтэц, зарчмыг нь дараа нь авч үзэх анхны камер нь товчлуургүй байсан бөгөөд программтай огт адилгүй байв. Гэвч түүний төхөөрөмж орчин үеийн гаджетуудын зүрхэнд оршдог.

Жишээ нь, хальсан камер нь оптик - линз, химийн - хальс, механик - камерын бие гэсэн гурван үндсэн элементээс бүрдэнэ. Камерын ажиллах зарчмыг товчхон авч үзье: хальсыг баруун талд нь дамар руу ачиж, зүүн талд нь өөр дамар руу ороож, линзний урдуур дамжин өнгөрдөг. Энэ нь гэрэлд мэдрэмтгий мөнгөний нэгдлүүд дээр суурилсан тусгай химийн бодисоор бүрсэн уян хатан хуванцар урт тууз юм.

Хар цагаан хальс нь нэг давхаргатай, өнгөт хальс нь гурван давхаргатай: дээд хэсэг нь цэнхэр гэрэлд мэдрэмтгий, төв нь ногоон, доод хэсэг нь улаан өнгөт мэдрэмтгий. Тэдгээрийн тус бүрийн химийн урвалын үр дүнд зургийг олж авсан. Гэрэл нь хальсыг гэмтээхгүйн тулд удаан эдэлгээтэй, гэрэлд тэсвэртэй хуванцар цилиндрт ороож, камер дотор байрлуулсан байна. Гэхдээ энэ нь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хэрхэн нэгтгэж, тодорхой, танигдахуйц дүрсийг бичих вэ? Эдгээр хэсгүүдийг ажиллуулах олон янзын арга байдаг ч эхлээд камер хэрхэн ажилладаг үндсэн зарчмыг ойлгох хэрэгтэй. Гэрэл зураг авахад цахилгаан эрчим хүч шаарддаггүй тул ердийн нэг линзтэй толин тусгалгүй камер нь гэрэл зургийн үндсэн үйл явцын гайхалтай дүрслэл юм.

Яагаад линз хэрэгтэй байна

Камер онолтой хэрхэн ажилладаг талаар товч тайлбарлах нь дээр. Та цонх, хаалга, гэрэлгүй өрөөний голд зогсож байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Гэрлийн эх үүсвэр байхгүй учраас ийм газар юу ч харагдахгүй. Чи гар чийдэнгээ гаргаад асаалаа гэж бодвол, мөнтүүнээс гарах цацраг нь шулуун шугамаар хөдөлдөг. Энэ гэрэл нь ямар нэгэн зүйл дээр тусах үед түүнээс үсэрч таны нүдийг онгойлгож, өрөөнд юу байгааг харах боломжийг танд олгоно.

Дижитал камерын ажиллах зарчим нь харанхуй өрөөнөөс эд зүйлсийг гар чийдэнгийн туяагаар булааж авах үйл явцтай төстэй. Камерын оптик бүрэлдэхүүн хэсэг нь линз юм. Үүний үүрэг нь тухайн объектоос буцаж ирж буй гэрлийн туяаг эргүүлж, дахин чиглүүлэх бөгөөд ингэснээр тэд нийлж линзний урд байгаа дүр зурагтай төстэй дүр төрхийг бий болгоно. Энэ үйл явц хэрхэн явагддаг, энгийн шил яагаад гэрлийг дахин чиглүүлэх чадвартай байдаг нь бүрэн тодорхойгүй байж магадгүй юм. Хариулт нь маш энгийн: гэрэл нэг орчноос нөгөөд шилжихэд хурд нь өөрчлөгддөг.

Линз хэрхэн ажилладаг вэ

Гэрэл шилээр дамжин агаарт илүү хурдан дамждаг тул линз нь үүнийг удаашруулдаг. Цацрагууд түүнийг өнцгөөр цохиход долгионы нэг хэсэг нь нөгөөгөөсөө өмнө гадаргуу дээр хүрч, улмаар удааширна. Гэрлийн долгионы хэсэг нь агаарт тусч бусдаас түрүүлж хурдасдаг тул шил рүү өнцгөөр гэрэл орж ирэхэд нэг чиглэлд тонгойж, шилнээс гарахдаа дахин тонгойдог.

Стандарт гүдгэр линз нь шилний нэг эсвэл хоёр тал нь муруйсан байдаг. Энэ нь өнгөрч буй гэрлийн туяа линзний төв рүү ороход хазайх болно гэсэн үг юм. Томруулдаг шил гэх мэт давхар гүдгэр линзэнд гэрэл гарахдаа орохдоо тонгойдог. Энэ нь үндсэн зүйлтэй холбоотой объектоос гэрлийн замыг үр дүнтэй өөрчилдөгкамерын ажиллах зарчим. Гэрлийн эх үүсвэр нь бүх чиглэлд гэрэл цацруулдаг. Бүх туяа нэг цэгээс эхэлж, дараа нь байнга хуваагддаг. Нэгдсэн линз нь эдгээр туяаг авч, бүгдийг нь нэг цэгт нэгтгэхийн тулд дахин чиглүүлдэг. Энэ газраас тухайн зүйлийн зургийг авна.

Анхны камерын ажиллах зарчим

Эхний камер нь нэг талын хананд жижиг нүхтэй өрөө байв. Гэрэл түүгээр дамжин өнгөрч, шулуун шугамаар туссан ба дүрс нь эсрэг талын хананд урвуулан туссан байна. Үүнийг камер харанхуй гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд уран бүтээлчид уран сайхны зураг зурахад ашигладаг байв. Энэхүү шинэ бүтээл нь Леонардо да Винчитэй холбоотой юм. Хэдийгээр ийм төхөөрөмж анхны бодит гэрэл зураг гарахаас өмнө байсан ч хэн нэгэн энэ өрөөний арын хэсэгт гэрэлд мэдрэмтгий материалыг байрлуулахаар шийдсэний дараа л ийм аргаар зураг авах санаа төрсөн юм. Эхний камерын ажиллах зарчим нь дараах байдалтай байсан: цацраг гэрэл мэдрэмтгий материалд тусах үед химийн бодисууд урвалд орж, гадаргуу дээр дүрсийг сийлсэн. Энэ камер хэт их гэрэл тусдаггүй тул нэг зураг авахад найман цаг зарцуулсан. Мөн зураг нэлээд бүдэгхэн болсон.

SLR камерын ялгаа

Мэргэжилтнүүд ихэвчлэн SLR камерыг илүүд үздэг. Гэрэл зурагчин тухайн объектын бодит дүр төрхийг харагчаас хардаг тул зургийн чанар илүү сайн байдаг гэж үздэг.дижиталчлал болон шүүлтүүрээр гажуудсан. Хэрэв бид рефлекс харагчтай камерын ажиллах зарчмыг товч тайлбарлавал ийм камерт гэрэл зурагчин бодит дүр төрхийг хардаг гэсэн утга санааг илэрхийлнэ. Мөн товчлууруудыг эргүүлж, дарснаар бүх нарийн ширийн зүйлийг тохируулах боломжтой. Энэ нь давхар толь - пентапризмтай холбоотой юм. Гэхдээ камерын загварт матрицын урд байрладаг өөр нэг тунгалаг байдаг бөгөөд үүнийг мэдрэгч эсвэл мэдрэгч гэж нэрлэдэг. Камерын хаалтыг ажиллуулах зарчим нь товчлуурыг дарахад толийг дээшлүүлж, налуу өнцгийг нь өөрчилдөг. Энэ мөчид гэрлийн урсгал мэдрэгч дээр тусч, дараа нь зургийг боловсруулж дэлгэцэн дээр харуулна.

SLR камерын ажиллах зарчим нь диафрагмтай холбогддог бөгөөд энэ нь аажмаар нээгдэж цацрагийг нэвтрүүлэх болно. Энэ нь дэлбээнээс бүрдэх ба тэдгээрийн байрлал нь төвийн тойргийн диаметр болон дамжуулагдсан гэрлийн хэмжээг тодорхойлдог. Цацраг нь линз дээр тусч, дараа нь толин тусгал дээр дэлгэц болон пентапризмыг төвлөрүүлж, дүрсийг эргүүлж, дараа нь харагч руу чиглэнэ. Эндээс гэрэл зурагчин бодит дүр төрхийг хардаг. Толин тусгалгүй камерын ажиллах зарчим нь ийм харагчгүй гэдгээрээ ялгаатай. Ихэнхдээ энэ нь дэлгэц эсвэл цахим хувилбараар солигддог. Фазын автофокусыг зөвхөн SLR камерт ашиглах боломжтой. Өөр нэг ялгаа нь Хөшигний товчийг дарахад гэрэл шууд камерын матрицад тусдаг.

Объект дээр анхаарлаа төвлөрүүл

Зургийн чанар гэрэл хэрхэн өнгөрөхөөс хамаарч өөрчлөгддөгкамерын линзээр дамжуулан. Энэ нь гэрлийн туяа орох өнцөг, түүний бүтэц ямар байхтай холбоотой. Энэ зам нь үндсэн хоёр хүчин зүйлээс шалтгаална. Эхнийх нь гэрлийн туяа линз рүү орох өнцөг юм. Хоёр дахь нь линзний бүтэц юм. Объект түүнээс ойртох эсвэл холдох тусам гэрлийн орох өнцөг өөрчлөгддөг. Илүү хурц өнцгөөр орж буй туяа нь илүү мохоо өнцгөөр гарах ба эсрэгээр. Камерын линз нь бүх ойсон гэрлийн цацрагийг авч, шил ашиглан нэг цэг рүү чиглүүлж, тод дүрсийг бүтээдэг. Аливаа өгөгдсөн цэг дэх нийт "нугалах өнцөг" тогтмол хэвээр байна.

Хэрэв гэрэл нь фокусгүй байвал зураг бүдэг эсвэл фокусгүй харагдана. Үндсэндээ линзийг нугалах нь түүний өөр өөр цэгүүдийн хоорондох зайг нэмэгдүүлдэг. Ойролцоох цэгээс туяа линзээс хол зайд нийлдэг. Өөрөөр хэлбэл, ойрын объектын бодит дүр төрх нь холоос илүү линзээс хол үүсдэг. Нийт "нумын өнцөг" нь линзний бүтцээр тодорхойлогддог. Камерын линз нь хальс эсвэл мэдрэгчийн гадаргуугаас ойртох эсвэл холдох замаар анхаарлаа төвлөрүүлэхийн тулд эргэлддэг. Илүү дугуй хэлбэртэй линз нь муруйлт илүү хурц өнцөгтэй байх болно. Энэ нь гэрлийн долгионы нэг хэсэг нь нөгөө хэсгээс илүү хурдан тархах хугацааг ихэсгэдэг тул гэрэл илүү хурц эргэлт хийдэг. Үүний үр дүнд линз илүү хавтгай гадаргуутай байх үед фокусын бодит дүрс нь линзээс хол үүснэ.

Хэмжээлинз ба зургийн хэмжээ

Линз болон бодит зураг хоорондын зай ихсэх тусам гэрлийн туяа улам томорч том дүрсийг үүсгэдэг. Хавтгай линз нь том дүрсийг гаргадаг боловч хальс нь зөвхөн зургийн дунд л ил гардаг. Үндсэндээ линз нь хүрээний голд төвлөрч, үзэгчийн урд талын жижиг хэсгийг томруулдаг. Шилний урд хэсэг камерын мэдрэгчээс холдох тусам объектууд ойртож эхэлдэг. Фокусын урт гэдэг нь гэрлийн туяа линз дээр анх тусах, камерын мэдрэгч рүү хүрэх хоорондох зайг хэмждэг хэмжүүр юм. Мэргэжлийн камерууд нь өөр өөр линз суурилуулах боломжийг олгодог. Томруулах түвшинг фокусын уртаар тодорхойлно. Камерын хувьд энэ нь хол зайд байгаа объектын линз болон бодит дүрс хоорондын зай гэж тодорхойлогддог.

Линзүүдийн ялгаа

Илүү олон фокусын урт нь зураг томруулж байгааг илтгэнэ. Өөр өөр линз нь янз бүрийн нөхцөлд тохиромжтой. Хэрэв та уулын нурууг буудаж байгаа бол онцгой том фокусын урттай линз ашиглаж болно. Тэд алсын зайд тодорхой элементүүдэд анхаарлаа төвлөрүүлэх боломжийг олгодог. Хэрэв та ойрын хөрөг зураг авах шаардлагатай бол өргөн өнцгийн линз хийх болно. Энэ нь илүү богино фокусын урттай тул гэрэл зурагчны өмнө байгаа дүр зургийг дардаг.

Хроматик аберраци

Камерын линз нь үнэндээ хэд хэдэн линзийг нэг блок болгон нэгтгэдэг. Нэг нийлдэг линз үүсч болнохальсан дээрх бодит дүр төрх, гэхдээ энэ нь олон тооны гажуудлаас болж гажсан байх болно. Хамгийн чухал гажуудлын нэг хүчин зүйл бол спектрийн өөр өөр өнгө линзээр дамжин өнгөрөхдөө өөр өөр нугалж байгаа явдал юм. Энэхүү өнгөний гажиг нь үндсэндээ өнгө аясыг зөв тохируулаагүй дүр төрхийг бий болгодог. Камерууд үүнийг янз бүрийн материалаар хийсэн олон линз ашиглан нөхдөг. Линз бүр өнгийг өөр өөрөөр боловсруулдаг бөгөөд тэдгээрийг тодорхой байдлаар нэгтгэх үед өнгө нь өөрчлөгддөг. Томруулах линз нь линзний янз бүрийн элементүүдийг нааш цааш хөдөлгөх чадвартай. Линз бүрийн хоорондын зайг өөрчилснөөр та линзний томруулах хүчийг бүхэлд нь тохируулах боломжтой.

Кино болон зураг мэдрэгч

Төхөөрөмж болон камерын ажиллах зарчим нь зөөвөрлөгч дээрх мэдээллийг бичихтэй мөн холбоотой. Түүхээс харахад гэрэл зурагчид ч бас нэг төрлийн химич байсан. Кино нь гэрэл мэдрэмтгий материалаас бүрддэг. Эдгээр материалд линзний гэрэл тусах үед тэдгээр нь объектын хэлбэр дүрс, тэдгээрээс хэр их гэрэл ирж байгаа гэх мэт нарийн ширийн зүйлийг олж авдаг. Харанхуй өрөөнд кино бүтээж, хэд хэдэн химийн ваннд оруулан дүр төрхийг бий болгосон. Мэдрэгчтэй камерын ажиллах зарчим нь кино камерын үйл ажиллагаанаас арай өөр юм. Линз, арга, нэр томъёо нь ижил боловч дижитал камерын мэдрэгч нь туузан хальс гэхээсээ илүү нарны хавтан шиг харагддаг. Мэдрэгч бүр нь сая сая улаан, ногоон, цэнхэр пиксел буюу мегапикселд хуваагддаг. Гэрэл пиксел дээр тусах үед мэдрэгч нь түүнийг энерги болгон хувиргадаг бөгөөд камерт суурилуулсан компьютер хэр их энергийг уншдаг.үйлдвэрлэж байна.

Яагаад мегапиксел чухал вэ

Камерын мэдрэгч ажиллах арга нь пиксел бүрийн энергийг хэмжиж, зургийн аль хэсэг нь тод, бараан байгааг тодорхойлох боломжийг олгодог. Пиксел бүр өнгөний утгатай байдаг тул камерын компьютер ойролцоох өөр ямар пикселүүд бүртгэгдсэнийг хараад тухайн үзэгдлийн өнгийг шүүж чаддаг. Бүх пикселийн мэдээллийг нэгтгэснээр компьютер зураг авч буй объектын хэлбэр, өнгийг ойролцоогоор гаргаж авах боломжтой. Хэрэв пиксел бүр гэрлийн мэдээлэл цуглуулдаг бол илүү олон мегапикселтэй камер мэдрэгч илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авах боломжтой.

Иймээс үйлдвэрлэгчид камер хэрхэн ажилладаг талаар товч тайлбар нэмж мегапикселийн камерыг сурталчилдаг. Энэ нь тодорхой хэмжээгээр үнэн боловч мэдрэгчийн хэмжээ бас чухал юм. Том мэдрэгч нь илүү их гэрэл цуглуулах бөгөөд энэ нь гэрэл багатай үед илүү сайн зургийн чанарыг авахад тусална. Маш олон мегапикселийг жижиг мэдрэгч болгон савлах нь тус тусдаа пиксел нь хэтэрхий жижиг учраас зургийн чанарыг муутгадаг. 50 мм-ийн линзний стандарт линз нь томруулж, жижигрүүлэхийг зөвшөөрдөггүй тул хэт ойрхон эсвэл хэт хол байгаа объектуудад тохиромжтой.

Polaroid хэрхэн ажилладаг

Бараг агшин зуурын зураг авдаг зөөврийн зургийн студи нь удаан хугацааны турш мөрөөдөж байсан. Хэвлэхийн тулд хэдэн долоо хоног хүлээхгүй байх боломжийг олгодог ер бусын камер бий болтолзургууд. Эдвин Лэнд анхны Polaroid камерыг бүтээжээ. Шуурхай зураг авах санаа түүнд төрж, Kodak-аас санхүүжилт хүссэн. Гэвч компанийнхан үүнийг хошигнол мэт хүлээж аваад зөвхөн түүн рүү инээв. Эдвин Лэнд гэртээ хариад мөнгө босгохын тулд өөр төслүүд дээр ажиллаж эхлэв. Тэрээр Polaroid Lens-ийг бүтээж, дараа нь өөрийн алдартай зөөврийн зургийн студи зохион бүтээжээ.

Polaroid камерын ажиллах зарчим нь ердийн хальсан камерын ажиллах механизмтай төстэй бөгөөд дотор нь гэрэл мэдрэмтгий мөнгөн нийлмэл хэсгүүдээр бүрсэн хуванцар суурьтай байв. Гэрэл зургийн хоосон зай бүр хуванцар хуудсан дээр байрлах ижил гэрэлд мэдрэмтгий давхаргууд байдаг. Тэд гэрэл зургийг боловсруулахад шаардлагатай бүх химийн бодисыг агуулдаг. Өнгөт давхарга бүрийн доор өөр нэг нь будагтай байдаг. Картан дээр нийтдээ 10 гаруй өөр давхарга байдаг бөгөөд үүнд химийн урвалын хоосон хэсэг болох тунгалаг бус суурь давхарга байдаг. Үйл явцыг эхлүүлдэг бүрэлдэхүүн хэсэг нь урвалж, идэвхгүйжүүлэгч, шүлт, цагаан пигмент болон бусад элементүүдийн холимог юм. Энэ нь гэрэл мэдрэмтгий давхаргын дээгүүр, зургийн давхаргын яг доор давхаргад байна.

Полароид камерын ажиллах зарчим нь зураг авахын өмнө бүх урвалж бодисыг гэрэл мэдрэмтгий материалаас хол, хуванцар хавтангийн хил дээр бөмбөлөг хэлбэрээр цуглуулдаг. Товчлуурыг дарсны дараа хальсны ирмэг нь урвалж материалыг төвд тарааж буй хос өнхрүүлгээр дамжин тасалгаанаас гардаг.хүрээ. Урвалжийг зургийн давхарга болон гэрэл мэдрэмтгий давхаргын хооронд хуваарилах үед бусад химийн элементүүдтэй урвалд ордог. Тунгалаг материал нь гэрлийг доод давхаргад шүүж орохоос сэргийлдэг тул хальсыг боловсруулахаас өмнө бүрэн ил гарахгүй.

Химийн бодисууд давхаргуудаар дамжин доошилж, давхарга бүрийн ил задгай тоосонцор металл мөнгө болж хувирдаг. Дараа нь химийн бодисууд боловсруулагчийн будгийг уусгадаг тул энэ нь зургийн давхарга руу нэвчиж эхэлдэг. Гэрэлд өртсөн давхарга бүрийн металл мөнгөний хэсгүүд нь будагч бодисыг барьж, улмаар дээшээ хөдлөхөө болино. Зөвхөн ил гараагүй давхаргын будаг нь зургийн давхарга руу шилжинэ. Урвалж дахь цагаан пигментээс ойж буй гэрэл нь эдгээр өнгөт давхаргуудаар дамждаг. Кино дахь хүчиллэг давхарга нь урвалж дахь шүлт ба идэвхгүйжүүлэгчидтэй урвалд ордог бөгөөд энэ нь зургийг аажмаар хөгжүүлэхэд хүргэдэг. Бүрэн хөгжихийн тулд гэрэл хэрэгтэй бөгөөд ихэвчлэн гэрэл зурагчин картыг сугалж аваад киноны боловсруулалтын эцсийн химийн найрлагыг хардаг.