Jak funguje fotoaparát

Jak funguje fotoaparát

Konstrukce fotoaparátu

Princip digitální zrcadlovky (DSLR)

Zrcadlovka je fotoaparát, používající k zobrazení scény v hledáčku zrcadlo (na rozdíl od kompaktních fotoaparátů, které mají pro hledáček zvláštní průzor, eventuálně scénu zobrazují elektronicky).
Digitální zrcadlovka se od dřívější analogové liší tím, že místo filmu je exponován digitální snímač, ale konstrukce je v zásadě stejná.

Princip digitální zrcadlovky

V klidovém stavu, kdy se neexponuje a vy se díváte do hledáčku (1), prochází světlo objektivem, v jehož optickém středu je umístěna clona (12). Ta je v tomto klidovém stavu otevřená vždy na maximum, aby obraz v hledáčku byl co nejjasnější a aby všechny senzory v těle zrcadlovky měly dostatek světla pro svojí práci. Světlo dopadá na zrcátko (10), které je skloněné v úhlu 45° a tím odráží světlo vzhůru do hledáčku.

Světlo odražené od zrcátka dopadá na matnici „Focusing Screen“ (3), což je v principu průhledné skleněné či plastové plátno na kterém se obraz promítne a tak je možné ho sledovat hledáčkem. To co vidíte v hledáčku tedy velmi věrně odpovídá tomu, co budete fotografovat a to pro jakýkoliv objektiv a příslušenství. A to je jedna z hlavních výhod zrcadlovek! Některé zrcadlovky nejvyšší třídy mají matnice dokonce výměnné a tak je možné volit z různých obrazců a mřížek, které se společně s obrazem zobrazují.

Obraz vytvořený objektivem je převrácený vzhůru nohama a tak je třeba ho v hledáčku opět otočit zpět. K tomu slouží hranol (Pentaprism) (2) umístěný v hledáčku. Čím kvalitnější je hranol, tím jasnější a ostřejší je obraz v hledáčku. Snaha o kvalitní obraz v hledáčku vede některé výrobce dokonce k tomu, že zcela obětují interní blesk (ten se obvykle krčí také někde v prostoru hledáčku) a díky ušetřenému místu zvětší hranol a tím zjasní obraz v hledáčku. Kvalitní hledáček je tak vykoupen absencí interního blesku (např. Canon EOS 5D). U levných modelů bývá naopak drahý hranol nahrazen soustavou zrcátek. Obraz otočený hranolem či zrcátky je potom pomocí jednoduché optiky promítnut přímo do oka, většinou s možností nastavovat dioptrickou korekci, což není nic jiného než posun čočky v optice hledáčku.

V hledáčku je ještě expoziční senzor, který je zodpovědný za měření množství světla v obraze a tím za nastavování expozičních hodnot. Expoziční senzor měří množství světla a určuje expoziční hodnoty jen a pouze na základě toho, co je vidět v hledáčku. O ostatních okolnostech scény nemá ani ponětí.

Hlavní trik digitální zrcadlovky schopné automatického ostření (Auto Focus, AF) je v tom, že zrcátko je polopropustné a tak se jen část světla odrazí do hledáčku (cca 70%) a zbytek světla projde. Za hlavním zrcátkem však narazí na druhé menší zrcátko také skloněné v úhlu 45° ale odrážející světlo dolů. Tam jsou umístěny senzory zodpovědné za automatické ostření a vyhodnocující stupeň ostrosti obrazu (AF sensor) (9). Všechny digitální zrcadlovky patří do této skupiny a jsou tedy schopné automatického ostření. V minulosti však starší filmové zrcadlovky automatické ostření neměly.

Po celou dobu kdy je možné sledovat obraz v hledáčku a kdy pracují expoziční i zaostřovací senzory je hlavní obrazový senzor zakryt jednak zrcátky, ale hlavně zavřenou závěrkou a je tedy zcela slepý. To je příčina proč nelze sledovat obraz v optickém hledáčku a zároveň na hlavním displeji.

V okamžiku, kdy stisknete spoušť se obě zrcátka sklopí vzhůru, takže přestanou clonit senzor a současně zakryjí hledáček. Clona v objektivu se uzavře na změřenou a nastavenou hodnotu (po celou dobu byla totiž otevřena na maximum) a otevře se závěrka. Světlo tak může nerušené dopadat na senzor a vytvářet snímek. Po nastavené době expozice se závěrka uzavře a expozice snímku skončí. Clona se opět otevře na maximum aby zajistila co nejjasnější obraz v hledáčku, obě zrcátka se opět sklopí dolů a obraz se opět objeví v hledáčku.

Odklopení zrcátka, otevření štěrbinové závěrky, zavření závěrky a sklopení zrcátka zpět

Princip digitální bezzrcadlovky (DSLM)

Mirrorless neboli bezzrcadlovka, slovo „bez zrcadla“ označuje, že fotoaparát nemá optické zrcadlo nebo optický hledáček, jako má běžná digitální zrcadlovka s jedním objektivem (DSLR), ale elektronický hledáček, který zobrazuje to, co obrazový senzor kamery vidí. U mnoha modelů bez zrcadla zůstává mechanická závěrka zachována.

 
Srovnání principu zrcadlovky s bezzrcadlovkou

Výhody zrcadlovek

Výhody bezzrcadlovek

Většina softwarových výhod, by šla implementovat i do klasické zrcadlovky, ale až s příchodem bezzrcadlovek se výrobci pustili do větší elektronizace a digitalizace. Implementace nových možností, přichází rychleji v aktualizacích a dostatečný výpočetní výkon v bezzrcadlovkách dovoluje více možností.

 

Senzor (snímač)

Srdcem celé zrcadlovky je její senzor. Právě senzor a jeho vlastnosti určí výslednou kvalitu fotografie. V praxi je však málokdo schopen posoudit kvalitu senzoru jinak, než na výsledných fotografiích do kterých se pochopitelně promítá i kompletní elektronické zpracování obrazu. Nemá to ani praktický význam – je-li výsledným produktem pozorovatelná fotografie, teoretické vlastnosti samotného senzoru jsou bezvýznamné.

Fotosenzor

Typ senzoru

V dnešních DSLR je převážně CMOS snímač. Dříve se využívaly dva druhy senzorů a sice CMOS nebo CCD. Princip obou je tentýž – každý pixel senzoru sbírá fotony na něj dopadajícího světla a tím měří intenzitu světla. Takto shromážděný náboj je potom ve formě elektrického napětí zesílen zesilovačem a převeden A/D převodníkem na digitální číslo k dalšímu zpracování. CCD čip umí přenášet informace z bodů po celých řádcích, CMOS senzor, jehož výroba je konstrukčně náročnější, z každého bodu samostatně.

Masky a filtry před senzorem

Každý pixel senzoru je citlivý na světlo obecně a není tak schopen nijak rozlišit jeho barvu. Proto se používá trik s tzv. Bayerovou maskou. Odlišnou strukturu mají jen senzory typu Foveon, které mají barvocitlivé vrstvy umístěné nad sebou. Horní vrstva registruje modrou složku světla a propustí zelenou a červenou. Střední vrstva registruje zelenou složku a poslední vrstva registruje červenou složku. Tak se pro každý pixel jednotlivě změří skutečná intenzita RGB složek. I přes nespornou eleganci tohoto řešení nejsou senzory typu Foveon rozšířené.

Maska s filtrem pro rozdělení světla na barevné složky
Předchozí Jak fotit telefonem kvalitnější fotky
Další Jak zjistit počet nafocených fotek na fotoaparátu? 2024

Zanechat komentář