Начиная осваивать новое хобби – фотографию, новичку открываются множество различных терминов. Пониманием того, что познание фотодела не может пройти без изучения основных узлов и частей фотоаппарата, начинающий фотолюбитель уже делает большой шаг вперед. Связь принципов работы каждой составляющей фотокамеры с конечными результатами очень важна. Кажется, что современный цифровой фотоаппарат далеко ушел от своего родителя – пленочной механической фотокамеры, однако это мнение ошибочно. Устройство цифрового фотоаппарата своими основными узлами ничем не отличается от аппаратов предыдущего поколения. Механизмы оставили за собой всё тот же функционал, а значит, принцип их работы остался прежним. Так как устроен современный цифровой фотоаппарат?
Что такое цифровой фотоаппарат
Цифровой фотоаппарат – это все тоже устройство для фиксации статических изображений окружающего мира, с целью их последующего использования, что и его механический старший брат. Нажатием кнопки спуска затвора мир замирает на миг и этот миг уже никогда не будет забыт. Теперь этот миг запечатлен на носитель информации и доступен каждому желающему. Ровно тем же занимаются люди уже второй век подряд, держа в руках это волшебное устройство. Только если раньше процесс был затратным, то сегодня во все социальные сети загружается около полумиллиона фотографий в минуту! А сколько остается на жестком диске? Устройства фотофиксации сегодня встраиваются везде, но они обладают несколько другими принципами получения изображения. Поговорим об устройстве фототехники на примере цифрового зеркального фотоаппарата. И забегая вперед, в конце статьи разберем разницу с новшеством — беззеркальной цифровой камерой.
Начинка цифрового зеркального фотоаппарата
Основными элементами цифрового фотоаппарата являются корпус, затвор, пентапризма и зеркала, видоискатель, объектив, матрица, диафрагма, процессор, дисплей. Существуют и дополнительные элементы, которые также необходимы для получения изображения, такие как датчики фокусировки и экспозамера, карта памяти, аккумулятор и другие. Однако, хотя без них и невозможна работа цифрового фотоаппарата, их назначение говорит само за себя и в отдельном представлении не нуждается. Рассмотрим основные элементы в той последовательности, в которой через них проходит свет на пути к построению окончательного изображения.
- Объектив цифрового фотоаппарата
состоит в основном из корпуса и системы линз. Объективы бывают с постоянным и переменным фокусным расстоянием. В последнем случае фокусное расстояние меняется благодаря сдвигам линз относительно друг друга. Объектив крепится к корпусу фотоаппарата через байонет – посадочное место, на котором имеются контакты. При присоединении объектива контакты касаются подобных на корпусе фотокамеры и она обменивается сведениями необходимыми для фотографирования: выставленным фокусным расстоянием, статусом стабилизации, расстоянием до объекта и другими. Линзы объектива могут быть выполнены как из стекла, так и из пластика, кроме того они могут быть покрыты специальными низкодисперсионными и прочими напылениями, призванными уменьшить показатели оптических искажений. Корпус объектива изготавливается из пластика или металла, что напрямую влияет на его цену. 
Свет, проходя через линзы объектива, достигает диафрагмы. Это устройство призвано регулировать световой поток. Благодаря лепестковому строению диафрагма может плавно закрываться и открываться в зависимости от выставленных настроек. Таким образом, поток света, проходящего дальше в корпус фотокамеры, уменьшается при закрытии и увеличивается при открытии. Значение диафрагмы не бывает безграничным – ее максимальное и минимальное открытие зависит от объектива. Устройства с возможностью открытия диафрагмы до значений f/2,8 и шире принято называть светосильными. На объективе могут располагаться органы управления и вспомогательные индикаторы: переключатели фокусировки (автомат или ручной режим), включение и отключением стабилизации и другие. Байонет объектива зависит от фирмы производителя. Не все объективы взаимозаменяемы между собой, но в продаже существуют переходные устройства. Сторонние фирмы, специализирующиеся только на производстве оптики, выпускают один и тот же объектив с расчетом на разные байонеты.
Двигаясь дальше, внутрь корпуса, свет попадает на зеркало. В зеркальных фотоаппаратах такая система позволяет перенаправлять световой поток на все необходимые органы – в видоскатель, датчик фокусировки, матрицу. Первое зеркало очень легко увидеть, если отсоединить объектив от фотокамеры. Зеркало стоит под углом около 45 градусов и отражает свет в пентапризму, откуда он поступает в видоискатель. Первое зеркало является переменным, и ему свойственно подниматься в момент нажатия кнопки спуска затвора. Его функционал заканчивается на данном моменте. Можно сказать, что данное зеркало используется для замера света поступающего в устройство и компоновки кадра. Так как оно стоит на пути света к матрице, то при начале экспонирования («рисование» светом изображения на матрице) оно сдвигается.
Но до начала экспонирования, изображение отражается от зеркала в перевернутом виде. Для переворачивания изображения обратно служит пентапризма фотоаппарата. Она состоит из двух зеркал, отражаясь от которых в видоискатель попадает итоговое изображение. Таково устройство оптического видоискателя. Как правило, видоискатель тоже состоит из нескольких линз и имеет возможность подстройки под зрение фотографа. Легко предположить, что изображение в видоискателе фотокамеры показывается до момента спуска затвора. Далее происходит процесс, описанный выше – зеркало сдвигается, для попадания светового потока на матрицу.- Матрица цифрового фотоаппарата
– замена пленки. В 70-х годах прошлого века начали появляться первые цифровые устройства. До этого момента и много позже прекрасно существовала пленка. Именно на нее попадал свет, проявляя на ней изображение. В современных цифровых фотокамерах разнообразие матриц поражает. Их размеры варьируются от очень маленьких, соизмеримых с ногтем мизинца, до достаточно больших. Стандартом считается прототип размера пленочного кадра – 36 на 24 миллиметра. Матрица цифрового фотоаппарата покрыта множеством светочувствительных элементов, равного количеству пикселей в характеристиках устройства. Чем большие по размеру эти элементы тем, качественнее получается изображение. Именно поэтому компактные фотокамеры никогда не догонят по качеству зеркальные фотоаппараты с большими матрицами. Важным свойством матрицы является ISO. Благодаря цифровым технологиям чувствительность элементов можно регулировать, меняя значение ISO. Матрица, становясь более восприимчива к свету, улавливает большее его количество за ту же единицу времени. Однако, при повышении ISO, растет шум получаемого изображения. Улавливаемая светочувствительными элементами информация передается в процессор устройства. - Процессор – мозг цифрового фотоаппарата. Чем мощнее процессор, тем выше быстродействие и качественнее итоговое изображение. Процессор аккумулирует всю получаемую информацию, обрабатывает ее и выдает привычные для нас файлы форматов JPEG, RAW, которые сохраняются на карту памяти устройства для дальнейшего использования. Почему от процессора зависит качество? Современные методы обработки информации позволяют в значительной степени понижать шум картинки, исправлять дефекты и делается это по заранее выставленным настройкам, алгоритмам. Именно поэтому важна мощность процессора, ведь все процессы протекают именно в нем.
Перед матрицей установлен затвор – устройство для вторичного дозирования поступающего света. Только приемы затвора отличаются от диафрагменных. Если диафрагма дозировала поток размерами отверстия, то затвор – временем, в течение которого этот свет поступает на матрицу. Существует механический и электронный затворы. Устройство механического выполнено в виде двух шторок, которые открываются на выставленное фотографом время – время выдержки. Электронный же связан с матрицей и дает команду на начало сбора информации от света и конец. Три параметра – диафрагма, выдержка и ISO – это и есть три основных способа фотографу влиять на результат. Зная принципы действия этих параметров, начинающему фотографу легче их использовать.- На дисплее фотограф видит конечный результат своего труда. Такое чудо стало возможным именно на цифровых фотоаппаратах. Дисплей позволяет оценить свои ошибки и переснять кадр в случае необходимости. Современные дисплеи цифровых фотокамер очень качественные, а последнее время все больше фотоаппаратов выпускается с сенсорными дисплеями, позволяющими управлять через них параметрами съемки.
- Корпус фотоаппарата – тоже не маловажная его часть. С появлением фотографии, корпус должен был обеспечивать полную темноту внутри него. Такая задача выполняется им и сегодня. Кроме того корпус современного цифрового фотоаппарата отвечает за эргономику – он должен быть удобен. А также за защиту – профессиональные фотоаппараты изготовлены из металлических сплавов и надежно защищают их от умеренных механических воздействий, падений, ударов.
Беззеркальный цифровой фотоаппарат
Имея схожий принцип работы, беззеркалка все же отличается своими методами поступления света на матрицу. Беззеркальные цифровые фотокамеры становятся все более распространенными. Некоторые производители уже делают ставки именно на беззеркальное будущее.
Основными плюсами современных беззеркалок являются меньший размер (что не всегда может быть плюсом, фотографы привыкли к размерам зеркалки) и возможность видеть конечное получаемое изображение на экране еще до производства спуска затвора. Это стало возможным благодаря отсутствию зеркала.
Свет попадает на матрицу устройства напрямую. Видоискатель в беззеркалках электронный, изображение в нем формируется маленьким четким дисплеем. В этом тоже есть своеобразный плюс – 100% покрытие кадра (в оптических видоискателях показатель покрытия – около 95%). Электронный видоискатель может передать больше полезной информации – от установленных настроек до диаграммы.
Основным же недостатком цифрового беззеркального устройства является меньшая автономность. Работа дисплеев – основной потребитель энергии. В среднем в два раза автономность беззеркалок уступает зеркальным цифровым фотоаппаратам.
Изображение объекта – это свет, отраженный от него. Именно свет несет в наш глаз всю информацию. Наши глаза и мозг – природный аналог фотоаппарата. Наша память – фотоальбом. Устройство современной цифровой фотокамеры не сильно сложно в познании. Но изучение принципов работы фотоаппарата крайне необходимо начинающему фотографу и является одной из тем в любой нормальной фотошколе. Понимая как строится кадр и формируется изображение в фотокамере, гораздо легче будет понять как достигать боке, регулировать ГРИП, фокусироваться при пейзажной или портретной съемке, какое значение выдержки и диафрагмы выбрать под конкретные творческие задачи.
