Hvordan fotografering fungerer kameraer, linser og mer forklart

Forvirret av den digitale speilreflekskameraet du har, og alt fotograferingsjargong som følger med det? Ta en titt på noen grunnleggende fotografering, lær hvordan kameraet fungerer, og hvordan det kan hjelpe deg med å ta bedre bilder.

Fotografering har alt å gjøre med vitenskapen om optikk - hvordan lys reagerer når det brytes, bøyes og fanges av lysfølsomme materialer, som fotografisk film eller fotosensorer i moderne digitale kameraer. Lær disse grunnleggende om hvordan et kamera - praktisk talt alle kameraer, slik at du kan forbedre fotograferingen, enten du bruker en SLR eller en mobiltelefon for å få jobben gjort.

Bare hva er et kamera?

Rundt 400BC til 300BC var gamle filosofer av mer vitenskapelig avanserte kulturer (som Kina og Hellas) noen av de første folks å eksperimentere med kamera obscura design for å lage bilder. Ideen er enkel nok - sett opp et tilstrekkelig mørkt rom med bare en liten bit lys inn i et pinhole motsatt et flatt plan. Lyset beveger seg i rette linjer (dette eksperimentet ble brukt til å bevise dette), krysser ved pinhullet og skaper et bilde på flatplanet på den andre siden. Resultatet er en opp-ned-versjon av objektene som stråles inn fra motsatt side av pinholeet - et utrolig mirakel, og et fantastisk vitenskapelig funn for folk som levde mer enn et årtusen før middelalderen.

For å forstå moderne kameraer kan vi starte med kameraets obscura, hoppe fremover noen få tusen år, og begynne å snakke om de første pinholekameraene. Disse bruker denne samme enkle "pinprick" av lyskonseptet, og lager et bilde på et fly av lysfølsomt materiale - en emulgert overflate som reagerer kjemisk når den rammes av lys. Derfor er det grunnleggende ideen om et kamera å samle lys, og ta opp det på en slags lysfølsom objektfilm, når det gjelder eldre kameraer og fotosensorer, når det gjelder digitale.

Går noe raskere enn lysets hastighet?

Spørsmålet som er angitt ovenfor er et slags triks. Vi vet fra fysikken at lysets hastighet i et vakuum er en konstant, en fartsgrense som er umulig å passere. Lys har imidlertid en morsom egenskap, sammenlignet med andre partikler, som nøytriner som kjører i slike raske hastigheter, det går ikke i samme hastighet gjennom hvert materiale. Det bremser, bøyer eller bryter, endrer egenskaper som det går. Den "lysets hastighet" som flyr fra midten av en tett sol, er smertelig treg i forhold til nøytrinene som rømmer fra dem. Lyset kan ta årtusener for å unnslippe en stjernes kjerne, mens nøytriner opprettet av en stjerne reagerer med nesten ingenting, og flyr gjennom det tetteste stoffet på 186,282 miles / sec, som om det var knapt selv der. "Det er alt bra og bra," kan du spørre, "men hva har dette å gjøre med kameraet mitt?"

Det er den samme egenskapen til lys for å reagere med materie som gjør at vi kan bøye, bryte og fokusere det ved hjelp av moderne fotografiske linser. Det samme grunnleggende designet har ikke endret seg i flere år, og de samme grunnleggende prinsippene fra da de første linsene ble opprettet, gjelder nå også.

Brennvidde og opphold i fokus

Mens de er blitt mer avanserte gjennom årene, er linser i utgangspunktet enkle gjenstander - glassstykker som bryter opp lys og styrer det mot et bildeplan mot kameraets bakside. Avhengig av hvordan glasset i linsen er formet, må mengden av avstanden som krysset lyser konvergeres riktig på bildeplanet varierer. Moderne linser måles i milimeter og refererer til denne mengden avstand mellom linsen og konvergenspunktet på bildeplanet.

Brennvidde påvirker også bildet ditt kameraet fanger også. En meget kort brennvidde vil tillate fotografen å fange et bredere synsfelt, mens en veldig lang brennvidde (f.eks. En telefoto-linse) vil kutte området du avbilder til et mye mindre vindu.

Det finnes tre grunnleggende typer linser for standard SLR-bilder. De er Normal linser, Bred vinkel linser og tele linser. Hver av disse, utover det som allerede er diskutert her, har noen andre forbehold som følger med bruken av dem.

• Vidvinkelobjektiver har store, 60 + graders synsvinkler, og brukes vanligvis til å fokusere på objekt nærmere fotografen. Objekter i vidvinkelobjektiver kan virke forvrengt, samt forvride distansene mellom avstandsobjekter og skråperspektiv på nærmere avstander.
• Normale linser er de som tettere representerer den "naturlige" avbildningen som det menneskelige øyet fanger. Visningsvinkel er mindre enn vidvinkelobjektiver, uten forvrengning av objekter, avstander mellom objekter og perspektiv.
• Langfokus linser er de store objektivene du ser fotografiske avicionados som flyr rundt, og brukes til å forstørre objekter på store avstander. De har den mest smale synsvinkelen, og brukes ofte til å skape dybdeskudd og bilder hvor bakgrunnsbilder er uskarpe, slik at forgrunnsobjekter gjenstår skarpe.

Avhengig av formatet som brukes til fotografering, endres brennvidder for normal-, vidvinkel- og langfokuslinser. De fleste vanlige digitale kameraer bruker et format som ligner på 35mm filmkameraene, slik at brennviddeene til moderne DSLR-er er svært lik filmkameraene fra yesteryear (og i dag, for filmfotografering buffs).

Blenderåpning og lukkerhastighet

Siden vi vet at lyset har en bestemt hastighet, er det bare en begrenset mengde tilstede når du tar et bilde, og bare en brøkdel av det gjør det gjennom linsen til lysfølsomme materialer innenfor. Den mengden lys styres av to av de viktigste verktøyene en fotograf kan justere - blenderåpningen og lukkerhastigheten.

De åpning av et kamera ligner elever i øyet. Det er mer eller mindre et enkelt hull, som åpner seg bredt eller lukker seg tett for å tillate mer eller mindre lys gjennom linsen til fotoreseptorene. Lyse, veldrevne scener trenger minimalt lys, slik at blenderåpningen kan settes til et større tall for å tillate mindre lys gjennom. Dimmer scener krever mer lys for å slå bildesensorene i kameraet, slik at den mindre nummerinnstillingen vil tillate mer lys gjennom. Hver innstilling, ofte omtalt som f-nummer, f-stopp eller stopp, tillater vanligvis halvparten av lyset som innstillingen før den. Dybdeskarphet endres også med f-tallinnstillingene, og øker jo mindre blenderåpningen som brukes på bildet.

I tillegg til blenderåpningen, hvor lenge lukkeren forblir åpen (aka, lukkerhastighet) for å tillate lys å slå lysfølsomme materialer kan også justeres. Lengre eksponeringer tillater mer lys, spesielt nyttig i svake belysningssituasjoner, men å la lukkeren stå åpen i lengre tid kan gjøre store forskjeller i fotograferingen. Bevegelser som er så små som ufrivillig håndskjelv, kan dramatisk sløre bildene dine ved langsommere lukkerhastigheter, noe som krever bruk av et stativ eller et solidt plan for å sette kameraet på.

Brukes i tandem, kan langsomme lukkerhastigheter kompensere for mindre innstillinger i blenderåpning, samt store blenderåpninger som kompenserer for svært raske lukkerhastigheter. Hver kombinasjon kan gi et helt annet resultat - slik at mye lys over tid kan skape et helt annet bilde, sammenlignet med å gi mye lys inn gjennom en større åpning. Den resulterende kombinasjonen av lukkerhastighet og blenderåpning skaper en "eksponering" eller den totale mengden lys som rammer lysfølsomme materialer, enten de er sensorer eller film.

Har du spørsmål eller kommentarer angående grafikk, bilder, filtyper eller photoshop? Send dine spørsmål til [email protected], og de kan være omtalt i en fremtidig How-To Geek Graphics-artikkel.

Bildekreditter: Fotografering av fotografen, by naixn, tilgjengelig under Creative Commons. Kamera Obscura, i offentlig domene. Pinhole Camera (engelsk) av Trassiorf, i offentlig domene. Diagram over en Solar Type Star av NASA, antok offentlig domene og rettferdig bruk. Galileo Teliscope by Tamasflex, tilgjengelig under Creative Commons. Brennvidde av Henrik, tilgjengelig under GNU-lisens. Konica FT-1 by Morven, tilgjengelig under Creative Commons. Apeturdiagram ved Cbuckley og Dicklyon, tilgjengelig under Creative Commons. Ghost Bumpercar by Baccharus, tilgjengelig under Creative Commons. Windflower by Nevit Dilmen, tilgjengelig under Creative Commons.