Как устроен фотоаппарат

Тёмная коробка с дыркой

Фотоаппарат — съёмочная камера для записи неподвижных изображений^[1].

Простейший фотоаппарат — это непрозрачная коробка. На одной стенке внутри закреплён светоприёмник — плёнка или матрица, а в противоположной стенке есть отверстие, через которое проходит свет. По такому принципу устроена пинхол-камера — фотоаппарат без объектива, с маленькой дырочкой^[1].

Это прямой наследник камеры-обскуры — тёмной комнаты или ящика с отверстием, которым ещё до фотографии пользовались художники для рисования с натуры^[1]. С экспериментов с камерой-обскурой начинали и первые изобретатели фотографии^[2].

Объектив

В настоящем фотоаппарате отверстие закрыто собирающей линзой или сложным объективом из нескольких линз. Он строит на поверхности плёнки или матрицы чёткое изображение того, что снимают^[1].

Диафрагма и затвор

Чтобы снимок не получился слишком тёмным или пересвеченным, нужно точно дозировать свет. За это отвечают две детали^[1][2]:

• Диафрагма — отверстие в объективе, размер которого можно менять. Её делают из перекрывающихся пластин. Открытая диафрагма пропускает много света, прикрытая — мало.
• Затвор — шторка, которая открывается на строго заданное время. Это время называют выдержкой. Затвор считается одной из важнейших частей фотоаппарата: снимать на коротких выдержках без него невозможно.

Сочетание выдержки и диафрагмы определяет экспозицию — сколько света получит снимок^[1].

У диафрагмы есть и второй эффект. Чем она меньше, тем больше глубина резкости: в фокусе оказываются предметы на самых разных расстояниях от камеры^[2].

Плёнка и матрица

Дальше всё зависит от типа фотоаппарата^[1]:

• Плёночный. Под действием света в фотоэмульсии появляется скрытое изображение, невидимое глазу. Видимым его делает лабораторная обработка — проявка. Обычно получается негатив, с которого можно напечатать сколько угодно снимков.
• Цифровой. Свет падает на матрицу — обычно ПЗС или КМОП. Она превращает свет в электрические сигналы, а преобразователь переводит их в цифровые данные о том, как распределена освещённость по кадру. Данные записываются на карту памяти — в исходном виде (RAW) или сжатыми, чаще всего в JPEG.

Чтобы видеть, что попадёт в кадр, у большинства фотоаппаратов есть видоискатель^[1].

Как всё начиналось

Первый фотоаппарат появился вместе с гелиографией, которую изобрёл Жозеф Нисефор Ньепс в 1826 году. Его устройство было вариантом камеры-обскуры, а изображение получалось на слое асфальтового лака ^[1].

Потом Луи Дагер изобрёл дагеротипию — и фотопортреты быстро стали прибыльным делом^[1]. Первые затворы появились в 1853 году, а со временем камеры получили фокусировочный мех и светосильные объективы ^[1].

Маленькие и цифровые

Под влиянием кино и его 35-миллиметровой плёнки в начале 1920-х годов появились малоформатные фотоаппараты. В 1925 году началось серийное производство «Лейки I» — родоначальницы самого массового класса фотоаппаратов, популярного вплоть до цифровой эпохи^[1].

Цифровая фотография выросла из ПЗС-матриц, которые изобрели Уиллард Бойл и Джордж Смит в 1969 году. Первый цифровой фотоаппарат потребительского уровня, Fuji DS-1P, вышел в 1988 году и записывал снимки на съёмную карту памяти^[1]. А в 2003 году любительская зеркальная камера впервые подешевела ниже 1000 долларов^[1].