Foto & Video,  Tehnologie

Cum funcționează un aparat fotografic digital și care este semnificația termenilor folosiți în fotografie

Distribuie dacă îți place:

Istoria (modernă) a fotografiei se confundă cu aparatul fotografic reflex. Un astfel de aparat utilizează o oglindă și un sistem de prismă ce permite fotografului să vadă prin lentila aparatului și, astfel, să determine fix ceea ce imagine va fi capturată pe film. Principiul este următorul: când se apasă butonul declanșator, oglinda se ridică, lăsând raza de lumină să treacă spre film și astfel imaginea este capturată de aparat. Primele aparate SLR (Single Lens Reflex) au apărut la sfârșitul anilor 40 ai secolului trecut.

Istoria contemporană a fotografiei se contopește cu aparatul digital (DSLR), dezvoltat pornind de la aparatul fotografic reflex. Un DSLR are, deci, aceleași principii de funcționare ca și un aparat analog de fotografiat, doar că în loc de film, imaginea se ”imprimă” pe un senzor de imagine.
Camerele digitale au înlocuit treptat vechile aparate pe film odată cu trecerea în noul mileniu și, deși popularitatea aparatelor foto fără oglindă (mirrorless) a crescut constant începând cu cel de-al doilea deceniu din secolul 21, DSLR-urile au rămas cele mai comune și cumpărate aparate de fotografiat și la momentul de față.

Apariția telefoanelor cu cameră foto și îmbunătățirea continuă atât a hardware-urlui cât mai ales a software-ului telefoanelor nu asigură automat crearea de fotografii de excepție. Ca în orice domeniu, necunoașterea cel puțin a elementelor tehnice de bază, garantează lucruri medii spre mediocre. De aceea asimilarea modului de lucru a unui aparat fotografic contribuie la realizarea de fotografii mai bune și care să se diferențieze de multitudinea de fotografii din lumea virtuală – care sunt miliarde, în ultimii 5 anii realizându-se peste 90% din totalul de fotografii din toată istoria acestei arte. Desigur, inspirația, simțul artistic sau norocul pot duce la crearea de fotografii deosebite, dar pentru cei mai mulți dintre noi, cunoașterea tehnicii și înțelegerea funcționării unui aparat foto ajută foarte mult la realizarea de fotografii cel puțin bune.

Aspectul unei fotografii este influențat de destul de mulți factori, precum viteza obturatorului, deschiderea aperturii, sau balansul de alb.
Deci să vedem care sunt acești factori și cum îi putem controla pentru a realiza fotografii cel puțin corecte din punct de vedere tehnic.

Cum captează și cum realizează imagini aparatul de fotografiat?

Aparatele fotografice folosesc, pentru captarea imaginii, un senzor care schimbă unda electromagnetică luminoasă în semnale electrice. Imaginea care se vede prin lentilă este capturată de senzorul de imagine. Aparatul are o oglindă care ”ghidează” în sus razele de lumină ce intră prin lentilă înspre vizor; lumina este reflectată în sus spre ecranul de focalizare care este semitransparent, iar apoi folosindu-se de pentaprismă sau pentaoglindă lumina ajunge la vizor, respectiv la fotograf. Atunci când butonul declanșator este apăsat, oglinda se ridică, lăsând razele de lumină să treacă orizontal direct înspre obturator, care se va deschide și lumina va atinge senzorul de imagine. Astfel, se captează imaginea pentru redarea unei fotografii. După realizarea fotografiei, obturatorul se închide, iar oglinda batantă revine la poziția inițială.

Camerele recente pot folosi și un alt sistem de vizualizare, denumit ”live view”. În acest mod imaginea se vede pe ecranul aparatului foto și nu prin vizorul optic. În timpul în care acest mod este activ, lumina nu trece prin ecranul de focalizare spre vizor, deci vizorul va fi negru. Ecranul este folosit pentru a face fotografii.

Ce este obturatorul (shutter) și apertura (aperture)?

Cum am spus, ceea ce ajută aparatul foto digital să capteze imaginea este senzorul de imagine. Lumina ajunge pe senzor care transformă informația primită în 1 și 0. Înaintea senzorului este plasat obturatorul. În mod normal, acesta stă închis, împiedicând fotonii să ajungă la senzor.
Atunci când se apasă declanșatorul, oglinda se ridică, obturatorul se deschide, iar lumina ajunge la senzor. Obturatorul este o parte componentă a aparatului de fotografiat, aflându-se în corpul acestuia. Se poate regla viteza cu care obturatorul poate efectua ciclul închis-deschis-închis și astfel, se poate seta perioada de timp în care acesta este deschis, lăsând senzorul expus la lumină. Cu cât obturatorul este deschis pentru o perioadă mai lungă de timp, mai multă cantitate de lumină ajunge la senzor, și viceversa. Dacă aparatul fotografic ar fi un sistem optic vizual, atunci obturatorul ar putea fi pleoapa care acoperă ochiul.

Apertura, care se află în interiorul lentilei, este constituită dintr-o diafragmă alcătuită din lame suprapuse. Deschizătura aperturii se poate modifica, micșorându-se sau mărindu-se, stabilind cantitatea de lumină care ajunge pe senzor. Apertura se notează cu f-number și reprezintă fracția dintre lungimea focală a lentilei și diametrul diafragmei. Cu cât numărul f este mai mare (ex. f/16) cu atât diametrul diafragmei este mai mic; cu cât f este mai mic (f/1.4), cu atât deschizătura diafragmei este mai mare. Modificarea dimensiunii aperturii mărește sau scade cantitatea de lumină care trece prin diafragma circulară.

Mărimea aperturii mai controlează și adâncimea de câmp. Adâncimea de câmp reprezintă distanța în fața și în spatele punctului de focalizare. Cu cât apertura este mai mare – are un f-number mai mic –, cu atât distanța dintre fața și spatele punctului de focalizare este mai mică (profunzime mică de câmp – foarte puțin este focalizat). Profunzimea mică de câmp se folosește, de exemplu, la portrete. Cu cât deschiderea aperturii este mai mică – f-number mare –, cu atât distanța dintre fața și spatele punctului de focalizare este mai mare (profunzime mare de câmp – foarte multe elemente din poză sunt focalizate). Profunzimea mare de câmp este utilă când se realizează poze de peisaj.

Camera foto controlează cantitatea de lumină care cade pe senzor prin ajustarea dintre perioada de timp când obturatorul este deschis și diametrul aperturii.

Adâncimea câmpului este distanța care pare a fi focalizată în fața și în spatele punctului pe care obiectivul l-a focalizat. Adâncimea câmpului este determinată de diafragmă, distanța focală a obiectivului și distanța față de subiect:

• Diafragma: deschiderile mai mari (numerele f mai mici) reduc adâncimea câmpului, deschiderile mai mici (numerele f mai mari) cresc adâncimea câmpului.

• Distanța focală a obiectivului: lungimile focale mai lungi reduc adâncimea câmpului, lungimile focale mai mici cresc adâncimea câmpului.

• Distanța față de subiect: distanțele mai scurte reduc adâncimea câmpului, distanțele mai mari cresc adâncimea câmpului.

Ce este expunerea (exposure)?

Expunerea presupune iradierea senzorului de imagine cu lumină. Prin reglarea cantității de lumină care atinge senzorul, poți determina gradul de luminozitatea sau întunecime a unei fotografii.

Cei doi factori care determină expunerea (gradul de luminozitate a pozei) sunt viteza obturatorului și mărimea aperturii. Cu cât obturatorul stă mai mult deschis, cu atât intră mai multă lumină. Cu cât diafragma obiectivului este mai deschisă, cu atât intră mai multă lumină. Și invers. Expunerea ține și de preferința fotografului, de cum vede el scena respectivă.

Ce este sensibilitatea ISO?

Sensibilitatea ISO este o măsură a capacității camerei de a capta lumină. Camerele digitale convertesc lumina care cade pe senzorul de imagine în semnale electrice pentru procesare. Sensibilitatea ISO este crescută prin amplificarea semnalului. Dublarea sensibilității ISO dublează semnalul electric, înjumătățind cantitatea de lumină care trebuie să cadă pe senzorul de imagine pentru a obține o expunere optimă. Creșterea sensibilității ISO permite viteze mai mari de declanșare. Sensibilitatea ISO ar trebui ridicată dacă iluminarea este slabă.
Ridicarea sensibilității ISO poate introduce un tip de artefact de imagine cunoscut sub numele de „zgomot”, care face ca fotografiile să aibă mici granulații, deci să le scadă calitatea. Calitatea pozelor este optimă la cel mai mic grad de ISO, denumit ISO de bază al aparatului foto.

Ce este sistemul de măsurare a camerei (metering)?
În fotografie, modul de măsurare se referă la modul în care camera determină expunerea. Măsurarea este utilizată pentru a determina luminozitatea subiectului. Aparatele de fotografiat permit în general utilizatorului să selecteze modurile de măsurare punct (spot metering), medie ponderată (center weight metering) sau multi-zonă (matrix metering). Diferitele moduri de măsurare permit utilizatorului să selecteze cel mai potrivit mod pentru utilizare într-o varietate de condiții de iluminare. Camera nu măsoară pur și simplu luminozitatea totală a cadrului, ci măsoară luminozitatea separat în mai multe zone ale cadrului. Modul de măsurare determină ce zone ale cadrului sunt utilizate de aparatul de fotografiat pentru a măsura luminozitatea subiectului și modul în care camera fixează expunerea.

Cu ajutorul măsurării spot, camera va măsura doar o zonă foarte mică a cadrului (1%-5% din zona vizorului). Implicit acesta este pe centrul cadrului. Utilizatorul poate selecta un punct diferit de cel din centru. Măsurarea spot nu este influențată de alte zone din cadru. Este folosită în mod obișnuit pentru a fotografia scene cu contrast foarte ridicat. Expunerea este setată corect pentru punctul de focalizare selectat.

În modul medie ponderată, contorul se concentrează pe centrul imagini și se extinde la 60-80% din scenă. Zonele periferice ale imaginii influențează puțin luminozitatea totală a imaginii și este, prin urmare, foarte potrivit pentru fotografii cu subiecte sau obiecte de interes în partea centrală a imaginii. Expunerea este setată corect pentru centrul cadrului.

În modul de măsurare multi-zonă (matrix) senzorul împarte o arie largă a cadrului în mai multe segmente și stabilește expunerea pe baza unei varietăți de informații, inclusiv luminozitatea și culoarea subiectului. Acest mod asigură un echilibru între zonele luminoase și întunecate.

Ce este balansul de alb (white-balance)?

Balansul de alb este utilizat pentru a regla culorile pentru a se potrivi cu culoarea sursei de lumină, astfel încât obiectele albe să apară albe. Subiectele pot fi aprinse de mai multe surse de lumină, inclusiv lumina soarelui, becurile incandescente și iluminatul fluorescent. Deși cu ochiul liber toate aceste surse de lumină diferite pot părea incolore, de fapt ele emit lumină de culori diferite. Senzorul de imagine dintr-o cameră digitală va reproduce aceste diferențe de culoare așa cum sunt, astfel încât, fără o prelucrare suplimentară, culoarea fotografiei pare să se schimbe în funcție de sursa de lumină.
Balansul de alb poate fi reglat ușor dacă în fotografie apar obiect de culoare albă, gri sau neagră.

Exemple de fotografii cu diverse balansuri de alb:

Calitatea imaginii

”Calitatea imaginii” se referă la tipul de fișier și la raportul de compresie utilizat când imaginile sunt salvate, în timp ce ”dimensiunea imaginii” (măsurată în pixeli) determină dimensiunile fizice ale imaginii. În funcție de opțiunea selectată pentru calitatea imaginii, imaginile vor fi înregistrate în formate RAW, JPEG sau TIFF.

Fișierele RAW sunt precum negativele de pe vremea fotografiei pe film. Ele conțin toate datele unei fotografii, precum: dimensiune, balans de alb, numărul de declanșări, numele autorului fotografiei, modelul camerei, modelul obiectivului, rezoluția, distanța focală a obiectivului, deschiderea diafragmei, viteza obturatorului etc. Este un fișier foarte flexibil și care poate fi editat foarte mult fără a-și pierde din calitate. Fișierele RAW înregistrează date brute de la senzorul de imagine al camerei. Setările camerei sunt salvate separat de datele brute, permițând modificarea setărilor precum expunerea și balansul de alb după fotografiere. Aceeași imagine poate fi editată într-o varietate de moduri diferite, fără a afecta calitatea imaginii. Fișierul RAW nici măcar nu este o fotografie, ci datele care formează fotografia. Este foarte mare, de ordinul zecilor de mega byți. Poate fi comprimat, sau necomprimat. RAW este recomandat pentru fotografiile care vor fi procesate după realizarea fotografiei.

Fișierele de tip JPEG sunt cele mai comune, fiind gata pentru a fi printate sau vizualizate cu ușurință pe calculator. Imaginile JPEG sunt comprimate utilizând un algoritm de procesare a imaginii care reduce parțial dimensiunea fișierului prin reducerea cantității de informații pe care le conțin imaginile. Sunt comprimate întotdeauna, ceea ce înseamnă că au o calitate inferioară. Cu cât sunt mai comprimate cu atât calitatea imaginii este mai slabă. Cu cât este mai mică rata de compresie, cu atât este mai bună calitatea și cu cât dimensiunea fișierului este mai mare. Cu cât este mai mare raportul, cu atât dimensiunea fișierului este mai mică, cu atât este mai mare pierderea de informații. Formatul JPEG este pentru fotografiile care vor fi afișate sau imprimate fără prelucrare ulterioară.

TIFF este un format necomprimat din care se poate extrage JPEG-ul. Are o dimensiune foarte mare și o calitate foarte bună a imaginii. Pozele de dimensiuni mari sunt mai bine a fi printate de pe formatul TIFF, decât JPEG.

Ce este distanța focală și unghiul de vizualizare?

Distanța focală a obiectivului este distanța dintre obiectiv și senzorul de imagine atunci când subiectul este focalizat și se exprimă în milimetri.

Unghiul de vizualizare este dimensiunea vizibilă a cadrului capturate de senzorul de imagine, exprimată ca un unghi. Un unghi larg de vizualizări captează zone mai mari, unghiuri mici zone mai mici. Schimbarea lungimii focale modifică unghiul de vizualizare. Cu cât distanța focală este mai mică (de exemplu, 10 mm), cu atât este mai mare unghiul de vizualizare și cu atât este mai mare zona capturată. Cu cât lungimea focală este mai lungă (de ex. 300 mm), cu atât este mai mic unghiul și și obiectul capturat pare a fi mai mare.

Glosar de termeni fotografici:

Adâncimea de câmp: Distanța care pare a fi focalizată în fața și în spatele punctului în care este focalizat obiectivul.

Apertura (diafragma): deschidere în lentila prin care trece lumina. Modificarea dimensiunii acestei deschizături modifică cantitatea de lumină care trece prin obiectiv.

Compoziția: Aranjamentul subiectului și a altor obiecte în cadru.

Contrast: Diferența în luminozitate. Creșterea contrastului mărește diferența de densitate între zonele luminoase și întunecate ale imaginii, în timp ce scăderea contrastului scade diferența de densitate.

Distanța focală: Distanța de la mijlocul unui obiectiv la senzorul de imagine.

Expunere: Actul de expunere a senzorului de imagine la lumină; cantitatea de lumină la care este expus senzorul (uneori menționat ca valoare de expunere).

Expunere optimă: Expunerea care va produce o fotografie cu o luminozitate optimă.

Filtru optic low-pass (OLPF): Un filtru montat în fața senzorului de imagine pentru a reduce efectul de moiré prin filtrarea luminii ultraviolete și infraroșii.

Histograma: Un grafic care arată distribuția de pixeli cu diferite luminozități (tonuri) într-o imagine. Axa orizontală corespunde luminozității, axa verticală numărul de pixeli. Dacă imaginea este întunecată, distribuția va fi mutată spre stânga, sau, spre dreapta dacă imaginea este luminată.

Imagine RAW: O imagine înregistrată utilizând datele de ieșire a imaginii de 12 sau 14 biți de la senzorul de imagine. Datele originale din senzorul de imagine nu sunt modificate, permițând modificarea setărilor cum ar fi balansul de alb, controlul imaginii și compensarea expunerii pe un computer.

JPEG: O abreviere a ”Joint Photographic Experts Group”, un format de imagine care comprimă datele din imagini pentru a reduce dimensiunea fișierului.

Moiré: Un model de interferență creat atunci când un model repetat în subiect este suprapus pe grila senzorului de imagine. Când un subiect prezintă un model fin (cum ar fi țesătura sau linii foarte apropiate, paralele în arhitectură) se potrivește cu modelul cipului de imagine. Când se întâlnesc două modele, adesea un al treilea model nou este creat. Acest al treilea model este numit moiré.

Numărul f: Unitate utilizată pentru a măsura luminozitatea imaginii proiectată de la obiectiv pe senzorul de imagine.

Obturator: Un mecanism care controlează durata de timp în care senzorul de imagine este expus la lumina care intră prin intermediul obiectivului. Declanșatorul este în mod normal închis, împiedicând lumina să ajungă la senzorul de imagine. Când butonul de declanșare este apăsat până jos, oglinda este ridicată și obturatorul se deschide pentru a permite lumina asupra senzorului de imagine.

Pentaoglindă: O oglindă care reflectă lumina ce vine prin ecranul de focalizare spre vizorul aparatului.

Pentaprismă: O prismă de sticlă care reflectă lumina ce vine prin ecranul de focalizare spre vizorul aparatului.

Plan focal: Un semn pe corpul camerei indicând poziția senzorului de imagine. În camerele DSLR, distanța față de subiect este măsurată de la marcajul planului focal.

Punctul cel mai strălucitor al fotografiei (highlight): Pixeli cu valori ridicate care tind spre albul pur.

Punctul de focus: Punctul în care razele de lumină converg; actul de ajustare a unui sistem optic astfel încât lumina de la subiect să se convertească la planul focal. Subiectele care sunt focalizate sunt detaliate în mod detaliat, în timp ce subiectele care nu sunt focalizate apar neclare.

Saturare: O măsură a vivacității culorilor. Culorile foarte saturate sunt vii, în timp ce culorile cu saturație scăzută se apropie de gri.

Senzor de imagine: Un dispozitiv care convertește lumina în semnale electronice. Senzorii de imagine sunt compuși din micro-lentile pentru concentrație maximă a luminii, filtre de culoare care împart lumina în semnale separate de culoare, fotodiode care transformă semnalele luminoase în semnale electronice, circuite de transmisie care transmit aceste semnale și circuite suplimentare care convertesc semnalele la date digitale.

Senzorul de măsurare: Un dispozitiv care măsoară luminozitatea subiectului. Camera utilizează datele dintr-un senzor de măsurare pentru a ajusta viteza obturatorului, diafragma și sensibilitatea ISO pentru o expunere optimă.

Subexpunere: Expunere mai mică decât valoarea optimă. Fotografiile care sunt subexpuse sunt întunecate.

Supraexpunere: Fotografiile supraexpuse sun mai luminoase decât în condiții optime.

Temperatura luminii: o nuanță de culoare – nedorită – aplicată uniform pe întreaga fotografie.

Unghiul de vizualizare: dimensiunea unghiului imaginii înregistrate de senzorul de imagine.

Zgomot: Un tip de artefact de imagine vizibil în fotografii realizate la sensibilități ISO ridicate sau la viteze reduse de expunere.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *