Jak zbudowany jest aparat fotograficzny?

Zaczniemy od końca – od budowy aparatu fotograficznego. Da nam to ogólne rozeznanie w położeniu oraz działaniu poszczególnych jego komponentów. Aparaty są różne – mają różne typy i rodzaje. My rozbierzemy na części lustrzankę z wymienną optyką – z tego powodu, że przeanalizowanie jej wnętrza da nam najlepszy ogląd na cały temat.

Proces popularyzacji fotografii to historia ostatnich kilkudziesięciu lat. Jednak nie można powiedzieć, że to cała historia tego wynalazku. O zapisywaniu obrazów ludzie myśleli wiele wieków temu. W europejskich opracowaniach jako pierwszego, który opisał camera obscura podaje się Arystotelesa. Jednak sto lat przed nim, w V wieku przed naszą erą, uczynił to chiński filozof Mozi (J. Needham. Science and Civilization in China,  część 1: Physics and Physical Technology, Cambridge 1962). Swój wynalazek nazwał „pomieszczeniem zbierającym”.

Dla cywilizacji europejskiej większe znaczenie miało odkrycie Arystotelesa. Grecki filozof w swoim dziele „Fizyka” opisał camera obscura, zalecając to urządzenie do obserwacji zaćmienia słońca. Zasada działania ciemni optycznej polega na przepuszczaniu promieni słonecznych przez mały otwór do wyciemnionego pomieszczenia. W ten sposób można uzyskać odwrócony i pomniejszony obraz. Dzisiejsze aparaty fotograficzne działają na podobnej zasadzie, korzystając z o wiele doskonalszych technologii i materiałów. Przyrząd opisany przez greckiego i chińskiego uczonego niestety nie pozwalał uwieczniać obrazu. Można było go jedynie odbić.

tak mądrze pisałem trzy lata temu w mojej magisterce
źródło

Na schemacie dokładnie widać o co chodzi. Światło wpada do środka przez obiektyw, ten jest takim okiem aparatu. Aparat bez obiektywu (zakładając że nie jest zbyt jasno), widziałby tylko idealnie rozmazane plamy  kolorów. Obiektyw pozwala na widzenie ostrych obrazów. Dodatkowo znajduje się w nim przysłona, która reguluje nam to, ile światła wpada do środka. Na temat rodzajów obiektywów porozmawiamy przy okazji innych zajęć.

Jak zbudowany jest aparat fotograficzny: przysłona

Przysłona jest otworem, który się zmniejsza i zwiększa. Jeżeli jest większy – więcej światła wpada do środka. Jeżeli jest mniejszy, światła wpada mniej. Przysłonę opisujemy w oparciu o liczby – im mniejsza liczba, tym przysłona jest bardziej otwarta.

źródło: wikipedia.org

W tym filmie jest to wszystko a nawet więcej. Nawet poziom żartu jest jak na zajęciach. Tylko nie bądźcie jak pan Haker. Pamiętajcie, że element ten nazywa się przysłona. Przesłona może być najwyżej zupa 🙂

Migawka – jak długo naświetlane jest zdjęcie

Gdy światło minie już obiektyw, będzie go trochę mniej – część zatrzyma się na soczewkach, część na przysłonie. Kolejną przeszkodą na tej drodze będzie lustro. Ono może zajmować dwie pozycje – gdy lustro jest opuszczone, odbija nasz obraz, który trafia wtedy na pryzmat, załamuje się i pojawia się w wizjerze. Tym małym okienku, w którym podglądamy kadr przed zrobieniem zdjęcia.

Druga pozycja lustra: w momencie wykonywania zdjęcia, lustro podnosi się (charakterystyczny pierwszy dźwięk podczas robienia zdjęcia) i odsłania nam migawkę.

Na animacji widać podnoszące się lustro oraz pracę migawki szczelinowej (ustawiony jest dość długi czas naświetlania ponieważ szczelina jest duża)

Migawka jest kurtyną, która domyślnie jest zasłonięta. Tuż za nią jest materiał światłoczuły, o którym mówi definicja ekspozycji. Jednak gdy migawka jest zamknięta (domyślnie tak jest), nie przepuszcza światła. Gdy zaczynamy robić zdjęcie, migawka otwiera się. Jest to zatem kolejny komponent, który odpowiada za regulowanie ilości światła. Migawka reguluje jak długo jest naświetlamy materiał światłoczuły. Opisujemy ją więc podając po prostu czas, przez jaki jest otwarta. Są to zazwyczaj bardzo krótkie czasy:

1/120, 1/60, 1/20 itd.

Migawka może być mechaniczną konstrukcją i składać się z dwóch kurtyn. Pierwsza odsłania obraz, druga zasłania. Szczelina, która w ten sposób powstaje, powoduje przepuszczenie określonej ilości światła. Widać to na gifie niżej. Migawka może być również elektroniczna – urządzenie samo stwierdza, które piksele w danym momencie mają rejestrować światło. W przypadku migawek elektronicznych możemy osiągać bardzo krótkie czasy ekspozycji. Ułatwia to na przykład fotografowanie bardzo dynamicznych scen.

Na gifie widać pracę migawki w 400-krotnym spowolnieniu!

Migawka fajnie jest omówiona na filmie.

Matryca światłoczuła

Gdy światło już minie migawkę – zostanie go jeszcze mniej – wpada wreszcie na materiał światłoczuły. To tutaj, w analogowych aparatach znajduje się film, a w nowszych aparatach cyfrowych matryca światłoczuła. Elektroniczne urządzenie zamienia światło na piksele, które następnie możemy odtworzyć na ekranie.

Zarówno film jak i dzisiejsza matryca elektroniczna, mogą mieć różną czułość na światło (w przypadku aparatów odpowiada za to ISO). Im ta czułość większa, tym mniej potrzeba światła aby uzyskać poprawnie naświetlone zdjęcie. Trzeba jednak uważać – im bardziej czuła będzie matryca lub film, tym większy szum pojawi się na zdjęciu. Szum widać w załączonym przykładzie. W ten sposób działa aparat fotograficzny. Drugie pytanie, z jakim mieliśmy się zmierzyć, brzmi: jak manipulować ilością światła?

Kto napisał artykuł?

Tomek Kaczmarek

Opiekun merytoryczny Studenckiej Agencji Fotograficznej. Na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza prowadzę kursy związane z produkcją audiowizualną dla studentów dziennikarstwa i komunikacji społecznej. Na Wydziale zaraziłem się pasją do fotografii oraz filmowania i tutaj kontynuują ją po studiach. Zawodowo zajmuję się marketingiem internetowym – założyłem agencję marketingową eCommerce Team.