Perangkat dan prinsip pengoperasian kamera

2024 Pengarang: Sierra Becker | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-26 05:22

Fotografi adalah salah satu penemuan terpenting dalam sejarah - itu benar-benar mengubah cara orang berpikir tentang dunia. Sekarang setiap orang dapat melihat gambar benda-benda yang sebenarnya berada pada jarak yang sangat jauh atau sudah lama tidak ada. Setiap hari, miliaran foto diposting online, mengubah kehidupan menjadi piksel informasi digital.

Struktur kamera

Fotografi memungkinkan Anda mengabadikan momen penting dalam hidup dan menyimpannya untuk tahun-tahun mendatang. Perangkat untuk membuat gambar telah lama dipasang di ponsel dan gadget lainnya, tetapi prinsip pengoperasian kamera tetap menjadi misteri bagi banyak orang. Fotografi adalah ilmu sekaligus seni, tetapi sebagian besar tidak menyadari apa yang terjadi ketika mereka menekan tombol kamera atau membuka aplikasi kamera smartphone. Kamera pertama, yang struktur dan prinsipnya akan dibahas nanti, tidak memiliki tombol sama sekali dan sama sekali tidak menyerupai aplikasi. Tapi perangkatnya adalah jantung dari gadget modern.

Misalnya, kamera film terdiri dari tiga elemen utama: optik - lensa, kimia - film, dan mekanis - bodi kamera. Mari kita pertimbangkan secara singkat prinsip pengoperasian kamera: film dimuat ke dalam gulungan di sebelah kanan dan digulung ke gulungan lain di sebelah kiri, melewati di depan lensa di sepanjang jalan. Ini adalah strip panjang dari plastik fleksibel yang dilapisi dengan bahan kimia khusus berdasarkan senyawa perak peka cahaya.

Film hitam putih memiliki satu lapisan, dan film berwarna memiliki tiga lapisan: bagian atas peka terhadap cahaya biru, bagian tengah peka terhadap hijau, dan bagian bawah peka terhadap warna merah. Gambar itu diperoleh karena reaksi kimia masing-masing. Agar cahaya tidak merusak film, film ini dibungkus dengan silinder plastik tahan cahaya dan tahan lama, yang ditempatkan di dalam kamera. Tetapi bagaimana cara menggabungkan semua komponen sehingga mereka merekam gambar yang jelas dan dapat dikenali? Ada banyak cara berbeda untuk membuat bagian-bagian ini berfungsi, tetapi pertama-tama Anda perlu memahami prinsip dasar cara kerja kamera. Karena fotografi tidak memerlukan listrik, kamera mirrorless lensa tunggal konvensional adalah ilustrasi yang sangat baik tentang proses dasar fotografi.

Mengapa Anda membutuhkan lensa

Sebaiknya mulai menjelaskan secara singkat cara kerja kamera dengan teori. Bayangkan Anda berdiri di tengah ruangan tanpa jendela, pintu, atau lampu. Tidak ada yang bisa dilihat di tempat seperti itu karena tidak ada sumber cahaya. Dengan asumsi Anda mengeluarkan senter Anda dan menyalakannya, danbalok dari itu bergerak dalam garis lurus. Saat cahaya ini mengenai suatu objek, ia memantul dan mengenai mata Anda, memungkinkan Anda untuk melihat apa yang ada di dalam ruangan.

Prinsip pengoperasian kamera digital mirip dengan proses pengambilan objek dari ruangan gelap dengan pancaran sinar dari senter. Komponen optik kamera adalah lensa. Tugasnya adalah memantulkan sinar cahaya yang datang kembali dari subjek dan mengarahkannya kembali sehingga mereka bersatu untuk membentuk gambar yang terlihat seperti pemandangan di depan lensa. Mungkin tidak sepenuhnya jelas bagaimana proses ini terjadi dan mengapa kaca biasa mampu mengarahkan cahaya. Jawabannya sangat sederhana: ketika cahaya bergerak dari satu medium ke medium lainnya, kecepatannya berubah.

Cara kerja lensa

Cahaya bergerak lebih cepat melalui udara daripada melalui kaca, jadi lensa memperlambatnya. Ketika sinar menabraknya pada suatu sudut, satu bagian gelombang akan mencapai permukaan sebelum yang lain dan dengan demikian melambat terlebih dahulu. Ketika cahaya memasuki kaca pada suatu sudut, ia membelok ke satu arah dan kemudian lagi ketika keluar dari kaca karena bagian dari gelombang cahaya mengenai udara dan dipercepat sebelum yang lain.

Lensa cembung standar memiliki satu atau kedua sisi kaca yang melengkung. Ini berarti bahwa sinar cahaya yang lewat akan dibelokkan ke arah pusat lensa saat mereka masuk. Dalam lensa cembung ganda, seperti kaca pembesar, cahaya akan dibelokkan saat masuk saat keluar. Ini secara efektif mengubah jalur cahaya dari objek, yang terkait dengan objek utamaprinsip pengoperasian kamera. Sumber cahaya memancarkan cahaya ke segala arah. Semua sinar dimulai pada satu titik dan kemudian terus-menerus menyimpang. Sebuah lensa konvergen mengambil sinar-sinar ini dan mengarahkannya kembali sehingga mereka semua bertemu kembali ke titik yang sama. Di tempat ini, gambar subjek diperoleh.

Prinsip pengoperasian kamera pertama

Sel pertama adalah ruangan dengan lubang kecil di salah satu sisi dindingnya. Cahaya melewatinya dan dipantulkan dalam garis lurus, dan gambar diproyeksikan terbalik di dinding yang berlawanan. Itu disebut kamera obscura dan digunakan oleh seniman untuk melukis kanvas artistik. Penemuan ini dikaitkan dengan Leonardo da Vinci. Meskipun perangkat semacam itu telah ada jauh sebelum foto asli pertama, baru setelah seseorang memutuskan untuk menempatkan bahan peka cahaya di belakang ruangan ini, gagasan untuk mendapatkan gambar dengan cara ini lahir. Prinsip pengoperasian kamera pertama adalah sebagai berikut: ketika sinar mengenai bahan fotosensitif, bahan kimia bereaksi dan menggores gambar di permukaan. Karena kamera ini tidak menangkap terlalu banyak cahaya, butuh delapan jam untuk mengambil satu foto. Gambar juga keluar cukup buram.

Perbedaan antara kamera SLR

Profesional sering kali lebih menyukai kamera SLR. Diyakini bahwa kualitas gambar lebih baik karena fotografer melihat gambar sebenarnya dari subjek di jendela bidik, bukanterdistorsi oleh digitalisasi dan filter. Jika kami menjelaskan secara singkat prinsip pengoperasian kamera dengan jendela bidik refleks, maka artinya bermuara pada fakta bahwa dalam kamera seperti itu fotografer melihat gambar nyata. Itu juga dapat menyesuaikan semua detail dengan memutar dan menekan tombol. Ini karena cermin ganda - pentaprisma. Namun dalam desain kamera ada satu lagi - tembus pandang, terletak di depan matriks, yang juga disebut sensor atau sensor. Prinsip pengoperasian rana kamera adalah ketika tombol ditekan, itu akan menaikkan cermin dan mengubah sudut kemiringannya. Pada saat ini, aliran cahaya mengenai sensor, setelah itu gambar diproses dan ditampilkan di layar.

Prinsip pengoperasian kamera SLR terhubung dengan diafragma, yang secara bertahap terbuka untuk membiarkan sinar masuk. Ini terdiri dari kelopak, posisinya menentukan diameter lingkaran pusat dan jumlah cahaya yang ditransmisikan. Sinar mengenai lensa, dan kemudian pada cermin, layar pemfokusan dan pentaprisma, tempat gambar dibalik, dan kemudian ke jendela bidik. Di sinilah fotografer melihat gambar yang sebenarnya. Prinsip pengoperasian kamera mirrorless berbeda karena tidak memiliki jendela bidik seperti itu. Seringkali diganti dengan layar atau versi elektronik. Phase autofocus juga hanya tersedia pada kamera SLR. Perbedaan lainnya adalah saat Anda menekan tombol rana, cahaya langsung mengenai matriks kamera.

Fokus pada objek

Kualitas gambar berubah tergantung bagaimana cahaya lewatmelalui lensa kamera. Ini terkait dengan sudut di mana berkas cahaya masuk dan apa strukturnya. Jalur ini tergantung pada dua faktor utama. Yang pertama adalah sudut di mana berkas cahaya memasuki lensa. Yang kedua adalah struktur lensa. Sudut masuk cahaya berubah saat objek bergerak lebih dekat atau lebih jauh darinya. Sinar yang masuk dengan sudut yang lebih tajam akan keluar dengan sudut yang lebih tumpul, dan sebaliknya. Lensa kamera menangkap semua sinar cahaya yang dipantulkan dan menggunakan kaca untuk mengarahkannya ke satu titik, menciptakan gambar yang tajam. Keseluruhan "sudut lengkung" pada titik tertentu tetap konstan.

Jika cahaya tidak fokus, gambar akan terlihat buram atau tidak fokus. Pada dasarnya, membengkokkan lensa meningkatkan jarak antara titik yang berbeda di atasnya. Sinar dari titik yang lebih dekat berkumpul lebih jauh dari lensa daripada dari yang lebih jauh. Artinya, bayangan nyata dari objek yang lebih dekat terbentuk lebih jauh dari lensa daripada dari yang lebih jauh. Keseluruhan "sudut busur" ditentukan oleh struktur lensa. Lensa kamera berputar untuk fokus dengan bergerak lebih dekat atau lebih jauh dari permukaan film atau sensor. Lensa dengan bentuk yang lebih bulat akan memiliki sudut kelengkungan yang lebih tajam. Hal ini meningkatkan jumlah waktu yang diperlukan oleh satu bagian gelombang cahaya untuk merambat lebih cepat daripada bagian lainnya, sehingga cahaya berbelok lebih tajam. Akibatnya, gambar nyata dalam fokus terbentuk lebih jauh dari lensa saat lensa memiliki permukaan yang lebih datar.

Ukuranlensa dan ukuran foto

Seiring dengan bertambahnya jarak antara lensa dan bayangan nyata, sinar cahaya memuai untuk membentuk bayangan yang lebih besar. Lensa datar memproyeksikan gambar besar, tetapi film hanya diekspos di tengah gambar. Pada dasarnya, lensa dipusatkan di tengah bingkai, memperbesar area kecil di depan pemirsa. Saat bagian depan kaca menjauh dari sensor kamera, objek semakin dekat. Panjang fokus adalah pengukuran jarak antara tempat sinar cahaya pertama kali mengenai lensa dan di mana mereka mencapai sensor kamera. Kamera profesional memungkinkan Anda memasang lensa yang berbeda, dengan perbesaran yang berbeda. Derajat perbesaran digambarkan dengan panjang fokus. Dalam kamera, ini didefinisikan sebagai jarak antara lensa dan bayangan nyata dari suatu objek pada jarak yang jauh.

Perbedaan antara lensa

Jumlah panjang fokus yang lebih tinggi menunjukkan perbesaran gambar yang lebih besar. Lensa yang berbeda cocok untuk situasi yang berbeda. Jika Anda memotret pegunungan, Anda dapat menggunakan lensa dengan panjang fokus yang sangat besar. Mereka memungkinkan Anda untuk fokus pada elemen tertentu di kejauhan. Jika Anda perlu mengambil potret close-up, maka lensa sudut lebar bisa digunakan. Ini memiliki panjang fokus yang jauh lebih pendek, sehingga memadatkan pemandangan di depan fotografer.

Aberasi kromatik

Lensa kamera sebenarnya adalah beberapa lensa yang digabungkan menjadi satu blok. Satu lensa konvergen dapat terbentukgambar nyata pada film, tetapi akan terdistorsi oleh sejumlah penyimpangan. Salah satu faktor distorsi yang paling signifikan adalah bahwa warna yang berbeda dari spektrum ditekuk secara berbeda saat mereka bergerak melalui lensa. Penyimpangan kromatik ini pada dasarnya menciptakan gambar di mana nada tidak selaras dengan benar. Kamera mengimbangi ini dengan menggunakan beberapa lensa yang terbuat dari bahan yang berbeda. Setiap lensa memproses warna secara berbeda, dan ketika digabungkan dengan cara tertentu, warnanya akan diatur ulang. Lensa zoom memiliki kemampuan untuk menggerakkan berbagai elemen lensa maju mundur. Dengan mengubah jarak antara masing-masing lensa, Anda dapat menyesuaikan kekuatan pembesaran lensa secara keseluruhan.

Film dan sensor gambar

Perangkat dan prinsip pengoperasian kamera juga terkait dengan informasi perekaman pada media. Secara historis, fotografer juga telah menjadi semacam ahli kimia. Film ini terdiri dari bahan fotosensitif. Ketika bahan-bahan ini terkena cahaya dari lensa, mereka menangkap bentuk objek dan detailnya, seperti seberapa banyak cahaya yang datang darinya. Di ruangan gelap, film dikembangkan, mengalami serangkaian mandi kimia, untuk menghasilkan gambar. Prinsip pengoperasian kamera dengan sensor agak berbeda dengan pengoperasian kamera film. Meskipun lensa, metode, dan istilahnya sama, sensor kamera digital lebih mirip panel surya daripada strip film. Setiap sensor dibagi menjadi jutaan piksel merah, hijau dan biru atau megapiksel. Saat cahaya mengenai piksel, sensor mengubahnya menjadi energi, dan komputer yang terpasang di kamera membaca berapa banyak energisedang diproduksi.

Mengapa megapiksel penting

Cara kerja sensor kamera adalah mengukur berapa banyak energi yang dimiliki setiap piksel dan memungkinkannya menentukan area gambar mana yang terang dan gelap. Dan karena setiap piksel memiliki nilai warna, komputer kamera dapat menilai warna dalam pemandangan dengan melihat piksel terdekat lainnya yang terdaftar. Dengan menyatukan informasi dari semua piksel, komputer dapat memperkirakan bentuk dan warna objek yang difoto. Jika setiap piksel mengumpulkan informasi cahaya, maka sensor kamera dengan megapiksel lebih besar dapat menangkap lebih banyak detail.

Inilah sebabnya mengapa produsen sering mengiklankan kamera megapiksel dengan menambahkan penjelasan singkat tentang cara kerja kamera. Meskipun ini benar sampai batas tertentu, ukuran sensor juga penting. Sensor yang lebih besar akan mengumpulkan lebih banyak cahaya, yang akan membantu Anda mendapatkan kualitas gambar yang lebih baik dalam cahaya rendah. Mengemas banyak megapiksel ke dalam sensor kecil sebenarnya menurunkan kualitas gambar karena piksel individu terlalu kecil. Lensa standar dari lensa 50mm tidak memungkinkan banyak zoom in atau out, sehingga ideal untuk subjek yang tidak terlalu dekat atau terlalu jauh.

Cara kerja Polaroid

Sebuah studio foto portabel yang menangkap gambar hampir seketika telah menjadi impian sejak lama. Sampai ada kamera yang tidak biasa yang memungkinkan Anda untuk tidak menunggu berminggu-minggu untuk cetakangambar-gambar. Edwin Land menciptakan kamera Polaroid pertama. Dia punya ide untuk fotografi instan dan meminta dana dari Kodak. Tetapi perusahaan menganggapnya sebagai lelucon dan hanya menertawakannya. Edwin Land pulang dan mulai mengerjakan proyek lain untuk mengumpulkan uang. Dia menciptakan Lensa Polaroid dan kemudian menemukan studio foto portabelnya yang terkenal.

Prinsip pengoperasian kamera Polaroid mirip dengan mekanisme pengoperasian kamera film konvensional, yang di dalamnya terdapat dasar plastik yang dilapisi partikel senyawa perak peka cahaya. Setiap blank untuk foto memiliki lapisan peka cahaya yang sama yang terletak di lembaran plastik. Mereka mengandung semua bahan kimia yang diperlukan untuk mengembangkan foto. Di bawah setiap lapisan berwarna adalah satu lagi, dengan pewarna. Secara total, ada lebih dari 10 lapisan berbeda pada kartu, termasuk lapisan dasar buram, yang kosong untuk reaksi kimia. Komponen yang memulai proses adalah reagen, campuran deaktivator, alkali, pigmen putih dan elemen lainnya. Itu ada di lapisan tepat di atas lapisan fotosensitif dan tepat di bawah lapisan gambar.

Prinsip pengoperasian kamera Polaroid adalah sebelum mengambil gambar, semua bahan reagen dikumpulkan dalam bentuk bola di tepi lembaran plastik, jauh dari bahan fotosensitif. Setelah menekan tombol, tepi film keluar dari ruang melalui sepasang rol yang mendistribusikan bahan reagen di tengahbingkai. Ketika reagen didistribusikan antara lapisan gambar dan lapisan fotosensitif, bereaksi dengan unsur-unsur kimia lainnya. Bahan buram mencegah cahaya menyaring ke lapisan di bawahnya, sehingga film tidak sepenuhnya terbuka sebelum dikembangkan.

Bahan kimia bergerak ke bawah melalui lapisan, mengubah partikel terbuka dari setiap lapisan menjadi perak metalik. Bahan kimia kemudian melarutkan pewarna pengembang, sehingga mulai meresap ke dalam lapisan gambar. Area perak metalik di setiap lapisan yang terkena cahaya menjebak pewarna sehingga berhenti bergerak naik. Hanya cat dari lapisan yang tidak terpapar yang akan naik ke lapisan gambar. Cahaya yang dipantulkan pigmen putih dalam reagen melewati lapisan berwarna ini. Lapisan asam dalam film bereaksi dengan alkali dan deaktivator dalam reagen, menghasilkan perkembangan gambar secara bertahap. Perlu cahaya untuk berkembang sepenuhnya, dan biasanya fotografer mengeluarkan kartu dan melihat chemistry terakhir yang terlibat dalam pengembangan film.