Устройство и принцип работы современной фотокамеры
На сегодняшний день среди цифровых фотокамер можно выделить два типа: зеркальные и беззеркальные фотоаппараты. Их главное отличие заключается в том, что зеркальная камера имеет в своей конструкции элемент зеркало, а камеры в которых зеркало отсутствует называются беззеркальными.
Наличие зеркала даёт возможность видеть через видоискатель камеры тот свет, который прошёл через объектив. Зеркало делает конструкцию камеры более массивной и тяжёлой.
В беззеркальной камере в видоискателе размещен дополнительный дисплей, который отображает преобразованный свет в изображение. Картинку видно сразу, как на смартфонах.
1) объектив — неотъемлемая часть системы визирования в зеркальной камере, через которую фотограф контролирует границы кадра и осуществляет наводку на резкость;
2) устройство диафрагмы — устройство, регулирующее объем светового потока, проходящего через объектив;
3) зеркало — необходимо для переотражения света в устройство пентапризмы;
4) пентапризма — служит для поворота оси потока света на 90 градусов. Пентапризма перенаправляет световой поток в видоискатель;
5) видоискатель — устройство для определения границ кадра и оценки фокусировки;
6) устройство затвора регулирует время, в ходе которого свет будет фиксироваться матрицей фотокамеры;
7) матрица — светочувствительный элемент, служит для преобразования света в цифровое изображение и усиления света в случае съёмки в условиях низкого освещения;
8) датчик автофокуса осуществляет автоматическую фокусировку на объект съемки.
Принцип работы зеркальных и беззеркальных фотоаппаратов практически одинаковый. Отличие заключается только в том, что в зеркальной камере в момент съёмки зеркало поднимается.
Свет проходя через объектив может измениться в объёме при помощи устройства диафрагмы достигает матрицы, которая фиксирует и преобразует свет в цифровое изображение с установленной светочувствительностью в течении заданного устройством затвора времени.
Зеркальная камера
«+» позволяет видеть через видоискатель свет во время съёмки (идеально подходит для студийной съёмки со студийными вспышками)
«+» имеет две системы автофокусировки (фазовая и контрастная)
«+» ресурса аккумулятора хватает на долго (при условии съёмки через видоискатель)
«-» габариты и вес
Беззеркальная камера
«+» позволяет видеть преобразованный свет в изображение (для новичка проще подобрать параметры съёмки влияющие на яркость снимка)
«+» имеет продвинутую контрастную систему автофокуса (например, можно установить автофокус по глазам)
«+» габариты и вес
«-» ресурса аккумулятора хватает на небольшое количество времени
Основные параметры съемки: светочувствительность, выдержка и диафрагма
Для получения оптимального по яркости снимка нужно подобрать комбинацию трёх параметров: величины диафрагмы (F), величины выдержки (T) и светочувствительности (ISO). Такое сочетание фотографы называют экспозицией. Тёмный снимок называют недоэкспонированным, слишком светлый — переэкспонированным.
Каждый из параметров регулируется работой следующих устройств: величина диафрагмы (F) — устройством диафрагмы, величина выдержки (T) — устройством затвора, светочувствительность (ISO) — матрицей фотокамеры
Недоэкспонированный снимок
Снимок с оптимальной экспозицией
Переэкспонированный снимок
Если снимать в автоматической режиме съёмки, то автоматика камеры подбирает параметры съёмки таким образом, чтобы снимок получился оптимальной яркости и максимально резким, при этом автоматика не гарантирует получение качественной фотографии и к тому же лишает фотографа контроля процесса съёмки.
Режимы съёмки
Все режимы делят на две категории: творческие режимы и режимы сцены.
Режимы сцены (SCN) — это полностью автоматические режимы, которые отдаленно имитируют действия фотографа (подбор F, T, ISO), но в отличии от авто режима более предсказуемы. Чтобы снимать в этих режимах не нужно обладать никакими компетенциями: снимаешь пейзаж — ставишь горы, портрет — иконку головы и т. п.
Творческие режимы позволяют контролировать процесс съёмки управляя не только параметрам экспозиции, но и дополнительным функционалом фотоаппарата. Именно эту категорию используют фотографы в своей повседневной деятельности. К этим режимам относят: приоритет диафрагмы (A/Av), приоритет выдержки (S/Tv), режим программа (P), ручной режим (M). Более подробно о настройке камеры для съёмки в этих режимах речь пойдёт позже.
Устройство матрица
В фототехнике существует два стандарта геометрических размеров матрицы:
- Полноразмерная матрица (full frame) имеет размер 24×36 мм. Такие матрицы устанавливают в профессиональные фотокамеры. Такие матрицы позволяют получать изображения высокого качества, предназначенные для широкоформатной печати.
- Матрица с кроп фактором (кропнутая матрица/aps-c) имеет размер, который в несколько раз меньше полноразмерной матрицы. Размер высчитывается путём умножения эталонного размера (24×36 мм) на коэффициент кроп фактора. Во всех любительских камерах установлены матрицы такого типа, а наиболее популярный коэффициент кроп фактора равен 1,5. То есть любительские камеры имеют матрицу в 1,5 раза меньше чем профессиональные. С таких камер можно печатать качественные снимки размером не более А3 формата (420×297 мм).
Светочувствительность цифровой фотокамеры (ISO)
Светочувствительность (ISO) — это параметр матрицы цифрового фотоаппарата, определяющий коэффициент усиления фиксируемого света. Чем выше значение ISO, тем «ярче» будет снимок. Часто минимальное значение светочувствительности равно ISO 100. Такое значение обеспечивает максимальное качество снимка, но требует при съёмке от фотографа мощного освещения.
При увеличении светочувствительности, помимо усиления яркости, на снимке будет проявляться «цифровой шум», негативно влияющий на качество. Чем выше ISO, тем больше «шума». Поэтому этот параметр фотографы стираются подобрать максимально низким, но это не означает, что съёмка всегда ведётся на ISO 100. В практической части я подробно расскажу как подобрать оптимальное значение этого параметра.
Также цифровой шум возникает при съёмке на длинных выдержках (например 10 секунд), но не в таком объёме как при высоких ISO.
ISO 12800
Максимально возможное значение светочувствительности на камере даёт экстремальный уровень шума, хорошая новость в том, что с таким значение практически никогда и никто не снимает
ISO 1600
Рабочее значение светочувствительности — это такое значение, которое даёт удовлетворительный результат. Часто оно равняется ISO 3200 и его используют при съёмке с плохим освещением (сумерки, помещение со слабыми лампами, съёмка концерта и т. п.)
ISO 100
Это значение, которое даёт максимальное качество снимка. Его используют или при съёмке в условиях хорошего освещения (солнечный день, мощный студийный свет) или при съёмке со штатива.
Шумоподавление
Количество шума на снимках с высоким значением ISO можно уменьшить либо средствами камеры (функция «шумоподавление при высоких ISO») либо при помощи обработки.
При шумоподавлении снимок будет выглядеть чище, при этом немного упадёт резкость, но самое главное то, что такого качества как при съёмке на минимальное значение ISO получить не удастся.
Параметр светочувствительности подстраивается в последнюю очередь для того, чтобы получить нормальный по чёткости снимок с оптимальным значением ISO.
Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:
- принципиальное отличие зеркальной и беззеркальной камере заключается в конструкции
- экспозиция управляется тремя параметрами съёмки (величина диафрагмы (F), величина выдержки (T) и светочувствительность (ISO))
- съёмка ведётся в творческих режимах
- размер матрицы определяет класс фототехники (любительские (aps-c) и профессиональные камеры (full frame))
- увеличение ISO приводит к увеличению цифрового шума
Выбор параметра выдержки, её влияние на снимок
Величина выдержки (T) — это время попадания света на матрицу. Данный параметр регулируется устройством затвора, влияет на количество света и скорость фиксации движения. Чем дольше засветка, тем больше света и тем более смазанным получиться движение, а иногда и снимок в целом. Чем меньше время засветки, тем меньше света попадёт на матрицу и тем чётче получится снимок.
Выдержка измеряется в секундах и возможные значения лежат в диапазоне от 30'' (сек) до 1/8000 (сек)
Чтобы правильно выбрать нужное значение выдержки нужно правильно оценить освещение в кадре, а также проанализировать снимаете вы движение или статичные кадры.
Значения выдержек для удобства выбора можно классифицировать на три диапазона:
- длинные выдержки
- средние выдержки
- короткие выдержки
В зависимости от динамики съемки и количества света фотограф выбирает выдержку из нужного диапазона выдержек .
Длинные выдержки:
30'' 25'' 15'' 13'' 10'' 8'' 6'' 5'' 4'' 3,2'' 2,5'' 2'' 1,6'' 1,3'' 1'' 0,8'' 0,6'' 0,5'' 0,4'' 0,3''
Этот диапазон используются в случае съёмки в условиях низкого освещения (ночной пейзаж, тёмная комната, слабый источник света), любое движение при этом получиться смазанным. Чтобы снимок получился максимально чёткий нужно использовать штатив, без штатива получиться полностью смазанный снимок. На примере выдержка равна 1''
Средние выдержки:
¼ 1/5 1/6 1/8 1/10 1/13 1/15 1/20 1/25 1/30 1/40 1/50 1/60 1/80 1/100 1/125
Этот диапазон применяют при съёмке с рук при нормальном освещении (свет от окна, пасмурный день) статичных сюжетов. Если в кадре будет движение, то оно получится «смазанным».
Для съёмки полной статики (натюрморт, пейзаж) можно использовать любое значение выдержки, но если руки дрожат или камера слишком тяжелая, то на диапазоне длинных значений возможен смаз. Такой дефект фотографы называют «шевелёнкой».
При портретной съёмке лучше использовать значение выдержки от 1/100 и меньше. Это гарантировано исключит смаз от небольшого движения не только со стороны фотографа, но и со стороны модели.
Увеличить шансы на получение чёткого снимка можно при помощи штатива или стабилизатора изображения, если такой есть. Стабилизация бывает оптической (при помощи специальных объективов) или цифровой (такая функция есть в некоторых моделях фотоаппаратов).
Короткие выдержки:
1/160 1/200 1/250 1/320 1/400 1/500 1/640 1/800 1/1000 1/1250 1/1600 1/2000 1/2500 1/3200 1/4000 1/5000 1/6400 1/8000
Этот диапазон применяют, если нужно «заморозить» движение. При этом, чем короче выдержка, тем лучше эффект заморозки и тем больше необходимо света для получения хорошего качества фотографий.
Например, для заморозки человека, который идёт с обычной скоростью, достаточно установить значение равное 1/320. Если вы снимаете скорость, сопоставимую с лёгкой пробежкой, то установите значение в пределах 1/500. А если вы снимаете быстрое движение, например как в спорте, ставьте выдержку от 1/1000 и короче, но для таких значений нужно много света (солнечный день или мощные профессиональные источники света).
Приоритет выдержки
Для того, чтобы всегда получать чёткие снимки начните использовать для съёмки режим приоритет выдержки. В нём вы устанавливаете нужное значение выдержки и светочувствительности, а параметр диафрагмы камера подберёт автоматически. В видео я рассказываю как настроить фотоаппарат в этом режиме, используя максимально оптимальные значения экспозиции.
Практическое задание
Выполнить снимок с эффектом длинной выдержки
Для выполнения этого задания необходимы условия, в которых мало света, например, сумерки, ночной город или очень тусклый свет в помещении. Далее нужно зафиксировать камеру на штативе или другой поверхности, выбрать режим приоритет выдержки (Tv/S) и задать одно из значений в этом диапазоне, например 10 секунд. Затем установите минимальное значение ISO и сделайте снимок. В результате у вас должен получиться чёткий снимок нормальной яркости.
Чтобы добавить креатива, пока камера фиксирует свет, попробуйте направить в сторону объектива включенный фонарик, которым нарисуйте любое изображение в воздухе. Эта техника называется фризлайт. Как результат, всё, что находилось в момент съёмки в статике получилось резким, а след от фонарика создал непрерывный световой рисунок. Такой же эффект возникает при съёмке ночного пейзажа вблизи проезжей части. Фары автомобилей выполняют аналогичную фонарику роль.
Если при съёмке будет много света, то снимок получится пересвеченным. Чтобы это исправить, нужно или уменьшить количество света, дождавшись тёмного времени суток, или установить более короткую выдержку, например, 5 секунд вместо 10 секунд.
Выполнить снимок с эффектом средней выдержки
Для выполнения этого задания вам подойдёт либо свет пасмурного дня, либо аналогичный по объёму искусственный источник света. Съёмку необходимо провести с рук, поэтому, если на объективе или в фотоаппарате есть функция стабилизации изображения, то нужно её включить. Затем надо выбрать режим приоритет выдержки (Tv/S) и задать одно из значений в диапазоне средних выдержек, например 1/100 секунды. Установите минимальное значение ISO и наведите камеру на объект съёмки, поджав кнопку спуска затвора до половины, в этот момент сработает фокусировка и на экране или в видоискателе камеры высветится необходимое значение диафрагмы. Если оно мигает, то нужно добавлять значение ISO до тех пор, пока число не перестанет мигать и отобразиться фиксированное значение диафрагмы. Это будет означать, что вы подобрали оптимальные значения выдержки и ISO для того количества света, в котором вы снимаете. Дожмите кнопку спуска до конца. В результате у вас должен получиться чёткий снимок нормальной яркости.
Выполнить снимок с эффектом короткой выдержки
Для выполнения этого задания вам подойдёт свет солнечного дня и быстродвижущийся объект съёмки. В этом диапазоне выдержек от стабилизатора изображения будет смысл в основном на крайних более длинных значениях выдержек, но всё равно рекомендую его включить. Затем надо выбрать режим приоритет выдержки (Tv/S) и задать одно из значений в диапазоне коротких выдержек, подходящих под скорость движения объекта съёмки, например, для съёмки идущего человека поставьте 1/320 секунды. Установите минимальное значение ISO и наведите камеру на объект съёмки, поджав кнопку спуска затвора до половины, в этот момент сработает фокусировка и на экране или в видоискателе камеры высветится необходимое значение диафрагмы. Если оно мигает, то нужно добавлять значение ISO до тех пор, пока число не перестанет мигать и отобразиться фиксированное значение диафрагмы. Это будет означать, что вы подобрали оптимальные значения выдержки и ISO для того количества света, в котором вы снимаете. Дожмите кнопку спуска до конца. В результате у вас должен получиться чёткий снимок нормальной яркости.
