А что же такое — фотокамера, и как она устроена? И почему именно так, а не иначе? Чтобы получить ответ на этот вопрос, имеет смысл оглянуться в давние времена. Когда-то давным-давно была изобретена камера-обскура. Абсолютно все современные фотоаппараты, по сути своей, есть усовершенствованная модель именно камеры-обскуры.
Когда именно была изобретена камера-обскура, я судить не возьмусь, давно было, а некоторых источниках встречаются упоминания о пятом веке до нашей эры. Название происходит от словосочетания «тёмная комната» на латыни (camera obscūra).
Представляет собой камера-обскура, грубо говоря, какое-то тёмное пространство в виде глухой комнаты, или, например, ящика, с одной стороны которого имеется небольшое отверстие, через которое и проникает свет, формируя изображение. Использовалось такое устройство изначально, для изображения пейзажей с натуры. Первые обскуры не имели никаких оптических приспособлений, чтобы спроецировать изображение нужного размера. Ну и где-то нужно было разместиться художнику, чтобы обвести проекцию Потому, в общем-то, и комната или, соответственно, камера.
Со временем камеры-обскуры видоизменялись. Вместо обычного отверстия стали применять линзы, что позволяло варьировать размеры получаемой картинки и уменьшить всю конструкцию в размерах.
Суть современных фотокамер повторяет идею камер-обскур. Разве что человек с холстом был вытеснен сначала светочувствительной плёнкой, а потом и электроникой. причём, следует отметить, что привычная плёнка в катушках появилась сравнительно недавно. Первые светочувствительные элементы были и жёсткими. И по размерам тоже весьма и весьма разные. Да и в настоящее время можно увидеть пример использования совершенно другой плёнки, ничуть не похожей на маленькие аккуратные катушки. Это и рентгеновские снимки. Сам снимок, ничто иное как та самая плёнка, на которой изначально формируется изображение.
Общий принцип действия современных фотоаппаратов приблизительно одинаков. Свет проходит через объектив фотоаппарата и фокусируется на светочувствительном элементе. В качестве светочувствительного элемента может быть как плёнка, так и цифровая матрица. О самом изображении, как его «добыть» с плёнки или матрицы и что потом с ним делать поговорим в следующий раз, а сейчас «пробежимся» по основным деталям фотоаппарата.
Первым «препятствием» на пути света является объектив. Наверное самая важная часть аппарата, потому как именно объектив «формирует» изображение. Предшественник объектива, как мы помним, простое отверстие. Встречается и до сих пор направление съёмки без объектива, в народе именуется пинхол, от английского Pin Hole. Простейший пинхол можно сделать самостоятельно, немного «модернизировав» крышку фотоаппарата, которая призвана защищать от пыли и грязи, когда не подсоединён объектив. Наверное имеет смысл обзавестись запасной, потому как крышка может ещё понадобиться. Например при транспортировке можно уложить надёжнее и компактнее, еси объективы везти отдельно.
Отвлечёмся немного, раз уж упомянули пинхолы. Можно получить интересный результат, если полностью сделать аппарат самому. Поскольку конструкция простейшая, то вполне по силам смастерить «на коленке» из, например, спичечного коробка. Всего-то нужно пробить по центру одной из сторон отверстие, а с другой приспособить кусочек плёнки. Ну и не забывать, что заряжать «аппарат» нужно в полной темноте, а открывать отверстие только на время съёмки. Ну и нести до проявки, опять же, тоже закрыв отверстие, чтобы в кадр не попало лишнего.
Но вернёмся к устройствам фотоаппаратов. Встречаются объективы с одной линзой — монокли. Одна линза это первая ступень «эволюции» камеры обскуры. Кстати сказать, больше чем уверен, что многие, сами того не подозревая, баловались с моноклями. Например можно выжигать в погожий день с помощью линзы, фокусируя солнечный луч на выжигаемой поверхности. А ведь это именно проецирование солнечного диска на какой-то поверхности. Другое дело, что солнечная энергия столь высока, что моментально нагревает поверхность, на которую проецируем. По этой причине, кстати сказать, не стоит злоупотреблять съемкой «против солнца» без специальных фильтров. Если в случае с плёнкой мы, скорее всего, максимум получим из плохого, это дырку в плёнке, вместо фотографии, то цифровая матрица может выйти из строя совсем.
Современные объективы состоят из множества линз. Да не просто кусочков стекла, а тщательно подобранных как по форме, так и по составу. Плюс ко всему, ещё и наносятся специальные слои просветления. Сложная система линз призвана решать множество разных задач. Это и снижение геометрических искажений, и максимальное избавление от оптических «особенностей», как, например, хроматические аберрации. Ну и плюс ко всему, система линз влияет на результирующую картинку.
Огромное спасибо авторам рисунков, использованных в статье. К сожалению авторства не знаю, нашлись все рисунки на просторах интернета.