Wie funktioniert die Spiegelreflexkamera?

Die Kamera wurde 1861 zum Empfang und Speichern von Standbildern erfunden. Zunächst wurden sie im Gerät auf speziellen Platten befestigt und später auf dem Film. Mit den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts beginnt die intensive Entwicklung der Digitaltechnologie. Klassische (Film-) fotografische Geräte treten allmählich in den Hintergrund. Bis heute wurden sie fast durch Digitalkameras ersetzt. Mit diesen modernen Geräten können Sie qualitativ hochwertige Bilder aufnehmen. Die am weitesten verbreiteten sind spiegellose, spiegellose und kompakte Modelle. Für diejenigen, die mit der Erstellung von Fotos befasst sind, wird empfohlen, die ersten beiden Produktarten zu verwenden. Gleichzeitig erfordert diese Art von Aktivität die Kenntnis des Kamerageräts und seines Wirkprinzips.

Das Funktionsprinzip von Kameras

Das Funktionsprinzip digitaler und filmphotographischer Geräte ist im Allgemeinen identisch. Stark vereinfacht kann sein Schema folgendermaßen dargestellt werden:

• Nach dem Drücken der Taste öffnet sich der Verschluss und das vom Objekt reflektierte Licht tritt durch das Objektiv in das fotografische Gerät ein.
• Als Ergebnis wird ein Bild auf einem lichtempfindlichen Element (Matrix oder Film) erzeugt - Fotografieren;
• Der Verschluss schließt sich und das Gerät kann weitere Bilder aufnehmen.

Der gesamte Vorgang des Fotografierens erfolgt in Sekundenbruchteilen. Verschiedene Modelle von Fotoausrüstungen unterscheiden sich aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale im Detail.

Im Gegensatz zu Filmkameras in digitalen statt photochemischen Bewahrung von Bildern verwendet photoelektrisches Verfahren. Ihr Kern liegt darin, dass der Lichtstrom in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das dann auf dem Informationsträger (digitaler Speicher) aufgezeichnet wird.

Das aufgenommene Bild steht sofort zur Anzeige auf einer Flüssigkristallanzeige zur Verfügung, was für die Auswertung des Ergebnisses sehr praktisch ist. Sie können auf einem Computer oder Laptop gespeichert werden, um sie später anzuzeigen, zu speichern, zu bearbeiten, zu übertragen (z. B. über das Internet) oder mit einem Drucker auf Fotopapier zu drucken.

Grundelemente einer Digitalkamera

Die Reflex-Digitalkamera gehört zu den fortschrittlichsten in Design und Funktionalität einer umfangreichen Gruppe von Fotoausrüstungen. Bei seinem Beispiel ist es zweckmäßig, die Vorrichtung für fotografische Geräte allgemein zu betrachten. Dies liegt daran, dass Sie die Strukturelemente kennen lernen können, die in anderen Arten dieser Technologie zu finden sind.

Die Hauptteile des digitalen Spiegelapparats sind:

• Linse;
• Matrix;
• Zwerchfell;
• Auslöser;
• Pentaprisma;
• Sucher;
• Schwenk- und Hilfsspiegel;
• lichtdichter Fall.

Detailliert die Struktur der Kamera ist unten dargestellt. Es zeigt, dass die betrachteten Hauptteile direkt in den Prozess der Bildbeschaffung einbezogen sind.

Ohne zusätzliche Details wie Fotoblitz, Speicherkarte, Batterien, Flüssigkristallanzeige und verschiedene Sensoren kann die Kamera auch nicht funktionieren und qualitativ hochwertige Fotos erhalten. Diese Strukturelemente stehen jedoch nicht in direktem Zusammenhang mit dem Funktionsprinzip fotografischer Geräte.

Kameraobjektiv

Die Linse ist ein optisches System, das aus Linsen besteht, die sich im Rand befinden. Sie sind Glas oder Kunststoff (in billigen Modellen der Technologie). Der Lichtstrom, der durch die Linse fällt, bricht und bildet ein Bild auf der Matrix. Gute Objektive ermöglichen scharfe, klare Bilder ohne Verzerrung.

Neue Objektivmodelle können sein ausgerüstet mit elektronischen SchaltungenSteuern zum Beispiel des optischen Stabilisators, der Blende. Bei älteren Kameras funktioniert die Elektronik möglicherweise nicht.

Die Hauptmerkmale von Linsen sind:

1. Leuchtkraft - Parameter, der die Beziehung zwischen der Helligkeit des angezeigten Objekts und der Beleuchtung des Bildes in der Fokusebene (auf der Matrix) mithilfe des optischen Systems zeigt.
2. Brennweite - ist der Abstand in Millimetern vom optischen Mittelpunkt der Linse zur Markierung der Brennebene (Fokus), in der sich die Matrix befindet. Sie hängt vom Blickwinkel (Sichtfeld) der Optik und der Größe des resultierenden Bildes ab.
3. Zoom - die Fähigkeit des optischen Systems, sich entfernten Objekten zu nähern (Bild zu vergrößern). Sie wird durch das Verhältnis der Brennweiten (Maximum zu Minimum) bestimmt.
4. Vielzahl von Bajonett.

Bei der Markierung von Objektiven zeigt normalerweise die erste Zahl (oder ein Zahlenpaar) die Brennweite und die zweite (oder ein Paar) die Leuchtstärke an. Das folgende Foto zeigt die Objektivklassifizierung nach Brennweite und Blickwinkel. Eine universellere Art von Optik wird in Betracht gezogen.

Es ist wichtig! Die Lichtausbeute der Linsen hängt von der Lichtstärke ab. Je größer es ist, desto besser ist die Fotoausrüstung und dementsprechend teurer. Mit dem optischen System, das eine größere Blende hat, können Sie Bilder mit kürzeren Belichtungszeiten aufnehmen als mit einem niedrigeren angegebenen Wert.

Optik montieren

Die Objektive werden mit einem Bajonett am Kameragehäuse befestigt. Es ist ein spezieller hochpräziser Compound (oft ein Standardtyp).Konstruktiv kann diese Montageeinheit in Form einer Überwurfmutter hergestellt werden, die mit Einschnitten oder Vorsprüngen am Rahmen mit den entsprechenden Nuten am Gehäuse ausgestattet ist. Es gibt Produktmodelle, bei denen die Bajonettverbindung durch ein großes Gewinde mit kurzem Hub dargestellt wird.

Die Hauptmerkmale des Bajonetts sind:

• der Durchmesser, der das Öffnungsverhältnis der Linse beeinflusst;
• Arbeitssegment (im Bild unten schematisch dargestellt), das den Bereich der Arbeitsbrennweiten bestimmt.

Blende und ihre Funktionen

Aperture ist ein Mechanismus, der den Lichtstrom reguliert, der auf eine Matrix einer Digitalkamera fällt.. Es befindet sich zwischen den Linsen innerhalb der Linse.

Strukturell besteht das Teil aus einem Satz überlappender Blütenblätter (die übliche Anzahl liegt zwischen 2 und 20 Stück), die in verschiedenen Formen vorliegen. Die Größe ihrer gegenseitigen Verschiebung relativ zur Basisposition bestimmt die Größe der resultierenden Runde (im vollständig geöffneten Zustand) oder des Polygons (wennteilweise) Löcher. Da sich der Mechanismus öffnet und schließt, ändert sich die Menge des einfallenden Lichts. Teure und hochwertige Optik ausgestattet Mehrkeulenmembranen.

Die Schärfentiefe hängt vom Durchmesser der Blende der Blende ab (Schärfentiefe des abgebildeten Raums): Je kleiner der Kreis, desto größer die Schärfentiefe. Eine solche Verbindung ermöglicht es Fotografen, verschiedene Effekte zu erzeugen, um beispielsweise ein Objekt vom Hintergrund zu trennen.

Zusätzlich zu den betrachteten Indikatoren beeinflusst die Blendengröße der Blende die Parameter des resultierenden Bildes:

• Aberration (Fehler oder Fehler bei der Übertragung des Bildes), dessen Wert am kleinsten ist, wenn die Blende so nahe wie möglich geschlossen ist;
• Beugung (Rundung von Hindernissen durch Lichtwellen), ausgedrückt durch Verringerung der Fähigkeit der Optik, Bilder von nahe gelegenen Objekten zu reproduzieren (der Indikator wird Linsenauflösung genannt), während die Größe des lichtdurchlässigen Lochs verringert wird;
• Vignettierung (Abnahme der Ausleuchtung von der Bildmitte bis zu den Rändern), die sich am deutlichsten bei der maximalen offenen Blende manifestiert.

Die Membran wird üblicherweise mit dem Buchstaben "f" bezeichnet.Die Zahl daneben gibt den Durchmesser der Bohrung an. In diesem Fall gilt, je kleiner die Anzahl ist, desto größer ist die durch sie bezeichnete Bohrung. Der Durchmesser von 2,8 ist zu diesem Zeitpunkt bei den meisten Objektiven das Maximum. Die Beugung mit Aberration wird in den Blenden von f / 8 bis f / 11 ausgeglichen. Das Objektiv hat eine maximale Auflösung.

Moderne SLR-Kameras sind mit Objektiven ausgestattet Irisblenden des springenden Typs. Sie werden nur im Moment der Aufnahme auf den eingestellten Wert geschlossen. Um die Schärfentiefe eines Bildes mit einem bestimmten Lochdurchmesser abschätzen zu können, viele Spiegelreflexkameras ausgestattet mit einem Repeater. Es ist ein Mechanismus zum erzwungenen Schließen der Membran auf den Arbeitswert.

Spiegel arbeiten

Das Licht, das durch die Öffnung der Blende getreten ist, fällt auf den Spiegel. Dort ist der Fluss in 2 Teile aufgeteilt. Einer von ihnen dringt in die vom Hilfsspiegel reflektierten Phasensensoren ein, die bestimmen, ob das Bild scharf ist oder nicht. Dann gibt das Fokussiersystem einen Befehl an die Objektive, sich zu bewegen. In diesem Fall werden sie so, dass das Motiv scharfgestellt ist.Eine solche Selbsteinstellung wird aufgerufen Phase Autofokus. Dies ist einer der Hauptvorteile von Spiegelreflexkameras für spiegellose Digitalkameras. Um den Spiegel im Gehäuse zu sehen, müssen Sie nur die Optik entfernen.

Der zweite Strahl fällt auf die Mattscheibe (Milchglas). Dadurch kann der Fotograf sofort die Schärfentiefe des zukünftigen Bildes und die Genauigkeit der Fokussierung beurteilen. Die konvexe Linse, die sich über der Mattscheibe befindet, vergrößert die Größe des resultierenden Bildes. Der Spiegel wird nach dem Drücken des Auslösers entfernt, sodass Licht ohne Hindernisse in die Matrix eindringen kann.

Eine ganze Kategorie von fotografischen Geräten wird durch Modelle mit festem durchscheinendem Spiegel dargestellt. Mit dieser Funktion können Sie den Autofokus nicht nur beim Aufnehmen von Bildern, sondern auch während der Videoaufnahme im Modus „Live View“ verwenden. Es ist auch eine kontinuierliche Sichtung möglich.

Funktionen und Ventiltypen

Nach dem Drücken des Auslösers wird auch der Auslöser aktiviert, der zwischen dem Spiegel und der Matrix installiert wird. Ihr Zweck ist es, den Zugang zur Lichtmatrix zu regulieren. Die Zeit, während der der Verschluss geöffnet ist, wird als Verschlusszeit bezeichnet. Während dieser Zeit findet der Belichtungsprozess statt.

Es gibt zwei Arten von Rollläden an den Spiegeln:

• mechanisch (am häufigsten);
• elektronisch (digital).

Konstruktiv mechanische Fensterläden ist ein vertikal oder horizontal positionierter 1 oder 2 Vorhang, der für den Lichtstrom undurchsichtig ist. Die Hauptmerkmale solcher Tore sind Geschwindigkeit und Verzögerung. Unter letzterem versteht man die Geschwindigkeit des Öffnens der Vorhänge nach dem Drücken des Abzugs.

Das Öffnen und Schließen der Vorhänge erfolgt sehr schnell (in Sekundenbruchteilen) auf Kosten von Elektromagneten oder Federn. Die Verschlusszeit ist die Zeit, die benötigt wird, um nach dem Drücken des Auslösers einen Schnappschuss zu erhalten. Mechanische Verschlüsse haben eine Betriebsgrenze. Ausschnitte von etwa 1/8000 Sekunden werden mit digitalen Verschlüssen erhalten.

Elektronischer Verschluss - Dies ist kein separates Gerät, sondern das Prinzip der Steuerung der Belichtung (Menge des einfallenden Lichts) durch die Matrix. Die Belichtung ist in diesem Fall das Zeitintervall zwischen dem Nullabgleich und dem Moment des Lesens von Informationen. Die Verwendung von elektronischen Verschlüssen zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, kürzere Belichtungszeiten ohne den Einsatz teurer mechanischer Analoga zu erreichen.

Modelle von fotografischen Geräten mit einer Kombination aus elektronischen und mechanischen Ventiltypen gelten als perfekter. In diesem Fall wird die erste für kurze und die zweite für lange Belichtungszeiten verwendet. Außerdem schützt der mechanische Verschluss die Matrix vor Staub.

Die durch die Blende gesteuerte Lichtmenge in die Kamera und die Verschlusszeit sind die Grundlage des Aufnahmevorgangs. Durch die Kombination dieser Indikatoren in verschiedenen Versionen erzielen Fotografen unterschiedliche Effekte.

Pentaprisma und Sucher

Der Lichtstrom, der durch die Mattscheibe fällt, dringt in den Pentaprisma ein. Es besteht aus zwei spiegeln. Zunächst wird das Bild vom Schwenkspiegel auf den Kopf gestellt. Pentaprism-Spiegel drehen es um und geben dem Sucher das endgültige Bild auf normale Weise.

Der Sucher ist ein Gerät, mit dem der Fotograf Einzelbilder vorab bewerten kann. Seine Hauptmerkmale sind:

• Helligkeit (abhängig von der Qualität und den Lichtdurchlässigkeitseigenschaften des Glases, aus dem es hergestellt wird);
• Größe (Fläche);
• Abdeckung (in modernen Modellen erreicht 96-100%).

Spiegelreflexkameras können mit folgenden Arten von Suchern ausgestattet werden:

• optisch;
• elektronisch;
• Spiegel

Optische Sucher am häufigsten. Solche Geräte befinden sich in der Nähe des Objektivs. Ihr Vorteil ist der fehlende Energieverbrauch und der Nachteil ist eine gewisse Verzerrung des Bildes, das in den Rahmen fällt.

Elektronische Geräte - Dies ist ein Miniatur-Flüssigkristallbildschirm (LCD). Das Bild wird von der Kameramatrix zu ihm übertragen. Der elektronische Sucher kann auch bei starkem Sonnenlicht verwendet werden, da er sich im Gehäuse befindet. Aber während der Arbeit verbraucht er Strom.

Spiegelsucher gelten als die besten, weil sie in der Lage sind, den höchsten Kontrast, die Qualität der Konturen von Objekten, bereitzustellen. Solche Geräte werden von analogen Filmen auf digitale fotografische Geräte übertragen. Das vom Fotografen gesehene Bild wird durch einen Drehspiegel gebildet.

Es gibt Modelle ohne Sucher. In diesen sieht der Fotograf die Bilder mit einem LCD-Monitor. Der Nachteil solcher Bildschirme ist, dass es fast unmöglich ist, sie bei hellem Sonnenlicht zu betrachten. Monitore können auch eine geringe Auflösung haben.

Beugungs-Digitalkameramatrix

Die DSLR-Matrix ist ein Analog- oder Digital-Analog-Chip mit Photosensoren. Die letzteren sind lichtempfindliche Elementedie Lichtenergie in elektrische Ladung umwandeln (proportional zur Helligkeit des Lichts). Auf diese Weise übersetzen Matrizen ein optisches Bild in ein analoges Signal oder in digitale Daten. Die gehen dann durch die Kettenwandler-Prozessor-Speicherkarte.

Es ist wichtig! Für den Empfang von Bildern in Farbe entspricht der Lichtfilter. Es ist vor dem Mikroschaltkreis installiert.

Die Hauptmerkmale der Matrizen sind:

• Erlaubnis;
• Größe;
• Lichtempfindlichkeit (ISO);
• die Beziehung zwischen Signal und Rauschen (eine Ansammlung von zufällig angeordneten Punkten unterschiedlicher Farbe, deren Auftreten mit einer fehlenden Beleuchtung von Objekten verbunden ist).

Unter mit Erlaubnis Sie verstehen die Anzahl der lichtempfindlichen Elemente im Bauteil, gemessen in modernen Geräten mit Megapixel (entsprechend einer Million Fotosensoren). Je größer die Anzahl, desto besser werden kleine Details auf das Foto übertragen.

Von Matrixgrößediagonal gemessen, hängt von der Anzahl der Photonen ab, die es einfangen kann, sowie vom Vorhandensein von Rauschen im resultierenden Bild. Je größer dieser Parameter ist, desto besser (weniger Rauschen). Die Diagonaldetails in den begehrten Modellen der Fotoausrüstung betragen 1 / 1,8 -1 / 3,2 Zoll.

Lichtempfindlichkeit von Matrizen liegt im Bereich von 50 bis 3200. Große Empfindlichkeitswerte ermöglichen Aufnahmen bei schlechten Lichtverhältnissen, z. B. bei Dämmerung oder bei Nacht. Dies erhöht jedoch den Geräuschpegel. Der optimale ISO-Wert liegt zwischen 50 und 400. Eine Erhöhung der Empfindlichkeit geht mit einer Zunahme des Rauschens einher.

In der spiegelfotografischen Technik wurden zwei Arten von Matrizen populär:

• Vollbild (gleiche Größe wie 35 mm Filmrahmen);
• abgeschnitten (mit reduzierter Diagonale).

Matrizen unterscheiden sich in folgenden Formaten:

• Vollformat - Vollformat (35 × 24 mm);
• APS-H - Matrix professioneller Kameras (29 × 19-24 × 16 mm);
• APS-C - wird in Modellen für Verbraucherprodukte (23 × 15-18 × 12 mm) verwendet.

Vollbild-Matrizen sind größer als abgeschnitten. Sie sind mit professionellen Kameramodellen ausgestattet.

Bildstabilisierungssysteme

Durch Kamerabewegungen bei der Aufnahme von Bildern oder durch Verwackeln der Hand entstehen unscharfe Bilder. Der Bildstabilisator hat mit diesem Phänomen zu kämpfen (nicht bei allen Modellen verfügbar). Es gibt drei Arten:

• optisch;
• mit einer beweglichen Matrix;
• elektronisch (digital).

Die erste ist eine Linseneinheit, die in der Linse montiert ist und von speziellen Sensoren gesteuert wird. Systeme mit beweglicher Matrix (z. B. "Anti-shake") legen die Fixierung auf einer beweglichen Plattform nahe. Sie gelten als weniger wirksam als die optische Stabilisierung.

Elektronische vr (Vibrationsunterdrücker) beinhaltet die Umwandlung von nur Bildern durch den Prozessor. Der digitale Stabilisator funktioniert mit beliebigen Objektiven.

Kurze Beschreibung der restlichen Teile der fotografischen Ausrüstung

Das Vorhandensein eines Blitzes Mit dieser Option können Sie Objekte hervorheben, die sich im Vordergrund in der Nähe des Fotografen befinden.Normalerweise haben solche Geräte, die anfangs gebaut wurden, eine kleine Kapazität. Aus diesem Grund sind semiprofessionelle und professionelle fotografische Geräte mit einem Anschluss ausgestattet, an den Sie zusätzliche Blitzgeräte anschließen können.

Die Funktionen der Kamera erweitern die Verwendung von unterdrückbaren Blitzen rotes Auge Praktisch ist auch das Vorhandensein mehrerer ihrer Hauptbetriebsarten:

• automatisch;
• gezwungen;
• langsame Synchronisierung;
• ohne Blitz

Um Selbstporträts zu machen oder Kameravibrationen zu beseitigen, Selbstauslöser verwenden. Dieses Gerät erzeugt eine Zeitverzögerung zwischen dem Drücken des Auslösers und seiner tatsächlichen Auslösung.

Hinweis! Während der Langzeitfotografie wird empfohlen, anstelle von wiederaufladbaren Batterien eine Reihe von DSLR-Modellen durch einen Adapter zu ersetzen, der über den Gleichstromeingang angeschlossen wird. Dies ist nur möglich, wenn Sie Zugang zu einem 220 V-Netzwerk haben.

Kameraprozessor führt die folgenden Funktionen aus:

• steuert Blitz, Kamera-Schnittstelle, Autofokus;
• berechnet die Belichtung;
• verarbeitet Daten aus der Matrix;
• stellt die Schärfe, Empfindlichkeit, den Kontrast, den Weißabgleich, das Rauschen und verschiedene andere Parameter des Bildes ein;
• speichert ein Bild auf einer Speicherkarte und komprimiert Dateien;
• ermöglicht die Kommunikation mit externen Geräten (z. B. einem Computer).

Bei der Verarbeitung digitaler Daten durch den Prozessor werden diese im RAM gespeichert. Wechselmedien in Form von Speicherkarten verschiedener Formate (z. B. SecureDigital-SD) dienen der permanenten Speicherung von Informationen.

Aufgrund der Präsenz Steuertasten Sie können verschiedene Einstellungen manuell steuern, z. B. die Verschlusszeit mit der Blende einstellen, die Empfindlichkeit der Matrix einstellen, den Weißabgleich. Auf diese Weise können Sie den gesamten Prozess der Fotografie steuern, um die gewünschten Effekte zu erzeugen.

Fazit

Spiegelreflexkameras ermöglichen die Aufnahme qualitativ hochwertiger Bilder, da große Matrizen vorhanden sind. Daher werden sie von professionellen Fotografen und Amateuren verwendet, die sich ernsthaft mit Fotografie beschäftigen. Der wichtigste Faktor für die Beliebtheit von spiegelfotografischen Geräten ist auch eine austauschbare Optik, die das Fotografieren durch ein Teleskop, ein Endoskop oder ein Mikroskop ermöglicht.