摄像机如何工作

由:汤姆哈里斯

全手动单镜头反光镜相机。 查看更多 很酷的相机照片

摄影无疑是历史上最重要的发明之一 - 它真正改变了人们对世界的观念。现在我们可以“看到”实际上很多几英里和多年的东西 - 远离我们。摄影让我们及时捕捉瞬间并将它们保存多年。

使所有这一切成为可能乐动-软件的基本技术是非常简单的。静止胶片相机由三个基本元素:光学元件(镜片),化学元件(膜)和机械元件(相机体本身)。乐动体育网站5.0正如我们所看到的,唯一的摄影伎俩正在校准并结合这些元素,使得它们记录清晰,可识别的图像。

广告

有许多不同的方式使所有东西都在一起。在这篇文章中,我们会看一个手动单镜头反射(SLR)相机。这是一种相机,摄影师可以看到完全相同的图像,曝光在胶片上,可以调整一切通过转动转盘和点击按钮。因为它不需要任何电力来拍照,手动单反相机提供了一个很好的说明摄影的基本过程。乐动体育网站5.0

相机的光学元件是镜片。最简单的a乐动体育网站5.0镜片只是一块弧形的玻璃或塑料。它的工作是拍摄射线弹跳对象并重定向它们,以便它们聚集在一起形成一个真实的形象- 一个看起来就像在前面的场景一样的图像镜片

但是一块玻璃是怎么做到的呢?这个过程其实很简单。作为从一种介质传播到另一种介质,它会改变速度。光在空气中的传播速度比在玻璃中的要快,所以透镜会使它慢下来。

当光波以一定角度进入一块玻璃时,波浪的一部分将在另一个面前到达玻璃,因此将首先开始放慢速度。这是一个像推动从路面到草的购物车一样的东西。乐动体育网站5.0右轮首先击中草,因此左轮仍在路面上慢下来。因为左轮比右轮快速移动,所以购物车在右侧转向右侧,因为它移动到草地上。

对光的影响是相同的 - 因为它以一定角度进入玻璃在一个方向上。当它离开玻璃时,它再次弯曲,因为部分光波进入空气并先于其他部分加速。在一个标准融合, 或者镜头,玻璃的一侧或两侧弯曲出来。这意味着穿过的光线在进入时将向透镜中心弯曲。在一个双凸透镜(例如放大镜,当它进入时,光线将弯曲。

这有效地逆转了来自物体的光的路径。光源 - 说蜡烛 - 在各个方向发光。光线的光线都在同一点开始 - 蜡烛的火焰 - 然后不断发散。融合镜头采用这些光线并将其重定向,因此它们都将它们收敛到一个点。在光线融合的地方,你得到了蜡烛的真实形象。在接下来的一部分部分中,我们将研究一些变量,该变量确定如何形成真实图像。

广告

相机:焦点

我们见过a真实的形象通过光通过凸透镜移动而形成。这个真实形象的性质取决于如何定义通过镜头传播。光路取决于两个主要因素:

  • 光束进入镜头的角度
  • 透镜的结构

光入口角当您靠近或远离镜头时移动物体时更改。您可以在下图中看到这一点。当铅笔更靠近镜头时,来自铅笔点的光束以更锐角的角度进入镜头,并且当铅笔越远时,铅笔更钝角。但总的来说,无论如何进入,镜头只弯曲光束到一定程度。因此,以更锐角的角度进入的光束将以更钝的角度出口,反之亦然。乐动体育网站5.0透镜上任何特定点的总“弯曲角度”保持恒定。

广告

正如你所看到的,来自较近点的光束比来自较远点的光束会聚得更远。换句话说,距离较近的物体的真实像比距离较远的物体的真实像在距离透镜较远的地方形成。

你可以用一个简单的实验来观察这个现象。在黑暗中点一支蜡烛,在蜡烛和墙之间拿一个放大镜。乐动体育网站5.0你会看到墙上倒挂着的蜡烛的图像。如果蜡烛的真实图像没有直接落在墙上,它会显得有些模糊。来自某一点的光束不会在这一点上完全汇聚。要聚焦图像,请将放大镜移近或移远蜡烛。

这就是当你转动照相机的镜头来聚焦它时,你在把它移近或移远电影表面。移动镜头时,您可以将聚焦的真实形象排列在对象的聚焦实图像,以便直接落在电影表面上。

您现在知道,在任何一点,镜头弯曲光束到一定程度,无论光束的进入角度。乐动体育网站5.0这个总“弯曲角度”由镜片的结构

广告

相机镜头

标准50毫米镜头不会显着缩小或放大图像。“width=
标准50毫米镜头不会显着缩小或放大图像。

在上一节中,我们看到,在任意一点上,无论光束入射的角度如何,镜头都会将光束弯曲到一定的角度。乐动体育网站5.0这个总的“弯曲角度”是由透镜的结构决定的。

具有圆角形状的镜头(延伸到更远)的镜头将具有更锐尖的弯曲角度。基本上,弯曲镜头熄灭增加了镜头上不同点之间的距离。这增加了光波的一部分比另一个部分移动的一部分移动的时间量,因此光线变得更锐利。

广告

增加弯曲角度具有明显的效果。来自特定点的光束将在更靠近镜头的点处收敛。在具有更平坦形状的镜头中,光束不会急剧转。因此,光束将从透镜远离透镜收敛。为了另一种方式,当透镜具有更平坦的表面时,聚焦的真实图像形成更远离镜头。

增大透镜与真实图像之间的距离实际上会增大真实图像的总尺寸。如果你仔细想想,这很有道理。想想放映机:当你把放映机移得离屏幕更远时,图像就会变大。简单地说,光束在向屏幕移动的过程中不断扩散。

相机中发生了同样的基本问题。随着镜头与实图像之间的距离增加,光束更多地展开,形成更大的真实图像。但电影的尺寸保持不变。当您附加一个非常扁平的镜头时,它会投影一个大的真实形象,但电影仅暴露在其中的中间部分。基本上,镜头零在框架中间,放大了你面前的场景的一小部分。圆角镜头产生较小的真实图像,因此薄膜表面看到场景的更广泛的区域(减小倍率)。

专业摄像机让您附加不同的镜头,以便您可以在各种放大率下看到场景。镜头的放大功率由其描述焦距。在相机中,焦距被定义为镜头之间的距离与远距离的物体的真实图像(例如月亮)。更高的焦距数表示更大的图像放大倍数。

不同的镜头适用于不同的情况。如果你要拍一张山脉的照片,你可能想要用长焦镜头乐动体育网站5.0指具有特别长的焦距的镜头。这个镜头可以让你瞄准远处的特定元素,这样你就可以创造更紧凑的构图。如果你要拍一张特写,你可能会用广角镜头。这个镜头的焦距短得多,所以它缩小了你面前的场景。即使拍摄对象离相机只有一英尺远,整张脸也会暴露在胶片上。一个标准的50毫米相机镜头不会显著放大或缩小图像,使其成为拍摄非特别近或远的物体的理想选择。

广告

相机:记录光

传统相机的化学成分是电影。本质上,当你把胶片曝光到a真实的形象在美国,它以化学方式记录光的模式。

它用一系列微小的光敏晶粒来做这一点,在一条塑料带上的化学悬浮液中展开。当暴露于光时,晶粒经历化学反应。

广告

一旦滚动完成,电影开发 - 它暴露于其他化学品,与光敏晶粒反应。在黑白薄膜中,显影剂化学品使暴露在光线上的晶粒变暗。这产生了负面,在那里较轻的区域看起来更暗,较暗的区域显得更轻,然后将其转换为印刷中的正图像。

彩色胶片有三层不同的感光材料,它们依次对红色、绿色和蓝色做出反应。当胶片被冲洗后,这些层暴露在染色的化学物质中。当你叠加所有三层的颜色信息时,你会得到一个全色的底片。

有关整个过程的深入描述,请退房胶片的工作原理

到目前为止,我们已经了解了摄影的基本思想——你用一个聚光透镜创建一个真实的图像,然后你把这个真实图像的光模式记录在一层感光材料上。乐动体育网站5.0从概念上讲,这就是拍照的全部内容。但要想获得一张清晰的图像,你必须小心地控制所有东西如何组合在一起。

显然,如果你要把一部电影放在地面上并用融合镜头将一个真实的形象聚焦到它上面,你就不会得到任何可用的照片。在开放状态下,电影中的每种谷物都会完全暴露在光线上。没有任何染色的未曝光区域,没有图片。

要捕捉图像,您必须将电影保持完全黑暗,直到是拍照的时候。然后,当您想录制图像时,您会放开一些光线。在最基本的层面,这就是相机的所有主体是 - 一个密封盒快门镜头和胶片之间的开关。事实上,照相机这个词是由暗箱,在拉丁语中字面上“暗室”。

对于右图出来的照片,你必须精确控制拍摄电影的光线。如果你透过灯光太多,谷物太多会反应,并且图片会出现冲出。乐动体育网站5.0如果你不允许足够的灯光击中电影,那么很少的谷物会反应,图片太黑了。乐动体育网站5.0在下一节中,我们将查看不同的相机机制,让您调整曝光。

广告

摄像机:右灯

虹膜上的感光片相互折叠以缩小光圈,然后张开使光圈变宽。“width=
虹膜上的感光片相互折叠以缩小光圈,然后张开使光圈变宽。

在最后一部分中,我们看到您需要仔细控制电影的光线,或者您的照片会过于黑暗或太亮。那么你如何调整这种曝光率?你必须考虑两个主要因素:

  • 穿过镜头的光线
  • 电影暴露多久

增加或减少通过镜头的光量,您必须改变尺寸孔径- 镜头开口。这是工作的工作可变光圈乐动体育网站5.0,一系列重叠的金属板,可以彼此折叠或膨胀。基本上,这种机制与眼睛中的虹膜相同的方式 - 它在圆圈中打开或关闭,以缩小或扩大镜头的直径。当镜头较小时,它捕获较少的光线,并且当它更大时,它捕获更多的光线。乐动体育网站5.0

广告

曝光的长短是由快门速度。大多数单反相机使用焦平面快门。这个机制很简单——它基本上由镜头和胶片之间的两个“窗帘”组成。在你拍照之前,先把第一帘拉上,这样胶卷就不会暴露在光线下。你一拍照,帘子就会拉开。一段时间后,第二幕从另一面滑进来,以停止曝光。

此内容在此设备上不兼容。

单击相机的快门释放时,第一个窗帘幻灯片打开,曝光胶片。经过一定的时间之后,第二快门悬挂闭合,结束曝光。时间延迟由相机的快门速度旋钮控制。

单击相机的快门释放时,第一个窗帘幻灯片打开,曝光胶片。经过一定的时间之后,第二快门悬挂闭合,结束曝光。时间延迟由相机的快门速度旋钮控制。

这个简单的动作是由一大堆齿轮、开关和弹簧控制的,就像你在手表里看到的那样。当你击中快门按钮在这种情况下,它会释放一个控制杆,控制几个档位的运动。你可以通过转动快门速度旋钮来拧紧或松开一些弹簧。这调节齿轮机构,增加或减少第一次窗帘打开和第二次窗帘关闭之间的延迟。当你将旋钮设置为非常慢的快门速度时,快门会打开很长一段时间。当你把旋钮调到非常高的速度时,第二幕直接跟在第一幕的后面,所以每次胶片只能露出很小的一条缝。

理想的曝光取决于薄膜中光敏颗粒的尺寸。较大的颗粒更可能吸收光学光子而不是较小的颗粒。谷物的大小由电影指示速度,这是印在罐子上的。不同的胶片速度适用于不同类型的摄影——例如,100 ISO胶片最适合在明亮的阳光下拍摄,而1600 ISO胶片只能在相对较低的光线下使用。

在手动SLR相机内部,您将找到一个复杂的齿轮和弹簧拼图。点击每张图片,以获得高分辨率特写镜头。“width=
在手动SLR相机内部,您将找到一个复杂的齿轮和弹簧拼图。点击每张图片,以获得高分辨率特写镜头。

正如您所见,在获得曝光方面有很多参与 - 您必须平衡胶片速度,光圈尺寸和快门速度,以适应镜头的光线。乐动体育网站5.0手动SLR相机有一个内置的光线表,可以帮助您执行此操作。光仪的主要成分是半导体光传感器的面板,对光能敏感。这些传感器将该光能表达为电能,光器系统基于胶片和快门速度来解释。

现在,让我们看看SLR摄像机主体在拍摄之前将真实图像指向取景器,然后按快门按钮时将其指向电影。乐动体育网站5.0

广告

单反相机与点和拍摄

市场上有两种胶卷相机——单反相机和 ”傻瓜“相机。主要区别是摄影师如何看到场景。在一个拍摄的摄像头中,取景器是通过相机主体的简单窗口。您没有看到由相机镜头形成的真实图像,但是你粗略地了解了视图中的内容。

在单反相机中,您可以看到电影将看到的实际真实图像。如果您将镜头从单反相机拍摄并查看内部,您将会看到它的工作原理。相机具有位于快门和镜头之间的倾斜镜,具有一块半透明玻璃和位于其上方的棱镜。这种配置类似于潜望镜 - 实图像从下镜上撞击到半透明玻璃,其用作投影屏幕。棱镜的作业是将图像翻转屏幕上,因此它再次出现右侧,并将其重定向到取景器窗口。乐动体育网站5.0

广告

单击快门按钮时,相机会快速切换镜子,因此图像是指在暴露的电影上。镜子连接到快门定时器系统,因此只要快门打开,它就会保持打开状态。这就是为什么取景器拍照时突然黯淡。

单反相机的镜面将真实图像引导到取景器。当你按下快门按钮时,镜子会向上翻转,这样真实的影像就会投射到胶片上。“width=
单反相机的镜面将真实图像引导到取景器。当你按下快门按钮时,镜子会向上翻转,这样真实的影像就会投射到胶片上。

在这种相机中,镜像和半透明屏幕设置为使它们呈现真实的图像,就像它上面的影片一样。这种设计的优势在于您可以调整焦点并撰写场景,以便您完全得到您想要的图片。因此,专业摄影师通常使用SLR相机。

如今,大多数单反相机都是用手动和自动控制构建的,大多数点拍摄相机都是全自动的。乐动体育网站5.0概念上,自动摄像机与完全乐动体育网站5.0手动模型相同,但一切都由中央微处理器而不是用户控制。中央微处理器从中接收信息自动对焦系统和光线。然后它激活几个小电机,调节镜头并打开并关闭光圈。在现代相机,这是一个相当高级的计算机系统。

自动傻瓜相机使用电路板和电动机,而不是齿轮和弹簧。“width=
自动傻瓜相机使用电路板和电动机,而不是齿轮和弹簧。

在下一节中,我们将着眼于另一个极端——没有复杂机械、没有镜头和几乎没有任何移动部件的相机设计。

广告

自制的相机

正如我们在本文中所见,即使是最基本的,完全手动SLR是一个复杂的,复杂的机器。但相机并不复杂 - 实际上,基本元素是如此简单,您可以自己制作一个廉价的耗材。

最简单的自制摄像机不使用镜头来创建真实的图像 - 它带有微小的洞。这些针孔相机很容易制作,使用很多乐趣 - 唯一的努力部分是你必须开发电影你自己。

广告

针孔相机只是一个盒子,一侧和一些胶片或一些胶片相纸尺寸正好相反。如果盒子是“不透光的”,穿过针孔的光将在胶片上形成一个真实的图像。这背后的科学原理非常简单。

如果你要在一个黑暗的房间里闪耀一条手电筒,通过在一块宽敞的纸板上的小洞,光线将在相对的墙壁上形成一点点。如果移动手电筒,光点也将从手电筒移动 - 光束穿过直线的孔。

在一个更大的视觉场景中,每一个特定的可见点都像这个手电筒。光从物体的每一点反射出去,然后向各个方向传播。一个小针孔让一束狭窄的光束从一个场景的每个点进入。光束以直线运动,所以来自场景底部的光束会击中影片顶部,反之亦然。乐动体育网站5.0通过这种方式,场景的倒乐动体育网站5.0置图像就会在盒子的另一边形成。因为这个洞很小,你需要相当长的曝光时间来让足够的光线进入。

有许多方法可以建立这种相机 - 一些爱好者甚至用旧冰箱和汽车作为轻便的盒子。其中一个最受欢迎的设计之一使用普通气缸燕麦盒,咖啡可以或类似的容器。最容易使用带可拆卸塑料盖的纸板容器。

您可以以几个简单的步骤构建此相机:

  1. 首先要做的是涂上盖子黑色,内外。这有助于防亮盒子。务必使用平面黑色油漆,而不是光泽的油漆,这将反射更多的光线。
  2. 在罐底部的中心切割一个小孔(约火柴盒的大小)(永久的)。
  3. 剪下一块结实的铝箔或重磅黑纸,大约是罐底部孔的大小的两倍。乐动体育网站5.0
  4. 拿一个10号缝纫针和小心地在箔纸中间打一个洞。你应该只插入一半,或者洞会太大。为获得最佳效果,请将箔片位于两个索引卡之间并在推动它时旋转针头。
  5. 将箔片粘贴在罐底部的孔上,所以针孔居中。用黑色胶带牢固地安装箔片,所以光只能通过针孔闪耀。
  6. 所有你需要的快门是一块重型黑色纸,足以覆盖大部分罐底部。将纸张的一侧牢固地贴在罐头底部的一侧所以它在中间的针孔上做了一个褶。用胶带将皮瓣的另一边粘在针孔的另一边。在你准备好拍照之前,把口盖盖好。
  7. 为了装相机,将任何类型的胶卷或摄影纸连接到罐盖内侧。当然,为了让胶片发挥作用,你必须在完全黑暗的环境中加载并冲洗。有了这种相机设计,你不能简单地把胶卷送到药店,你必须自己冲洗或者找人帮你冲洗。

选择一个好的相机设计,胶片类型和曝光时间很大程度上是一个反复试验的问题。但是,乐动体育网站5.0正如针孔爱好者会告诉你的,这个实验是制作自己的相机最有趣的事情。要了解更多关于针孔摄影的信息,并看到一些伟大的相机设计,请查看下一页列出的一些网站。

在整个摄影史上,有数百种不同的相机系统。但是,所有这些设计 - 从乐动体育网站5.0最简单的自制盒相机到最新的数码相机 - 组合相同的基本元素:镜头系统创建真实图像,一个录制真实图像的光敏传感器,以及机械系统控制真实图像如何暴露于传感器。当你达到它时,那就是摄影的全部!

有关相机,灯,电影和相关主题的更多信息,请查看下一页的链接。

广告

相机常见问题解答

我可以为我的电脑下载相机吗?
如果计算机内置了相机,它通常具有运行它已安装的程序。如果您需要程序,您可以下载免费的软件,例如Windows Camera。但是,如果您的计算机中没有相机,则需要购买外部网络摄像头。
如何访问Google相机?
谷歌摄像头是谷歌智能手机的标准配置。你应该可以通过找到手机上的应用程序并点击它来访问它。
什么相机最适合摄影?
最好的摄影相机是非常主观的。而索尼a6100、佳能EOS Rebel T8i、尼康D3500都是适合新手和中级摄影师乐动体育网站5.0的优秀数码相机。
打开相机免费吗?
打开相机,Androi乐动体育网站5.0d应用程序,完全免费下载和使用。
网络摄像头花费多少钱?
您可以获得良好的网络摄像头不到100美元,其中大多数选项徘徊在70美元左右。最好的预算选项是Aukey PC-LM1全高清网络摄像头,通常在40-60美元之间,具体取决于零售商,如果当时正在销售。