El dispositivo y el principio de funcionamiento de la cámara

2024 Autor: Sierra Becker | [email protected]. Última modificación: 2024-02-26 04:47

La fotografía es uno de los inventos más importantes de la historia: realmente cambió la forma en que la gente piensa sobre el mundo. Ahora todas las personas pueden ver imágenes de cosas que en realidad están a una gran distancia o que no han existido durante mucho tiempo. Todos los días, miles de millones de fotos se publican en línea, convirtiendo la vida en píxeles digitales de información.

La estructura de la cámara

La fotografía le permite capturar momentos importantes de la vida y guardarlos para los próximos años. Los dispositivos para crear imágenes se han integrado durante mucho tiempo en teléfonos y otros dispositivos, pero el principio de funcionamiento de la cámara sigue siendo un misterio para muchos. La fotografía es tanto una ciencia como un arte, pero la gran mayoría desconoce lo que sucede cuando presiona el botón de la cámara o abre la aplicación de la cámara del teléfono inteligente. La primera cámara, cuya estructura y principio se discutirán más adelante, no tenía ningún botón y no se parecía en nada a una aplicación. Pero su dispositivo está en el corazón de los dispositivos modernos.

Por ejemplo, una cámara de cine consta de tres elementos principales: óptico - lente, químico - película y mecánico - cuerpo de la cámara. Consideremos brevemente el principio de funcionamiento de la cámara: la película se carga en un carrete a la derecha y se enrolla en otro carrete a la izquierda, pasando por delante de la lente en el camino. Es una tira larga de plástico flexible recubierta con químicos especiales basados en compuestos de plata sensibles a la luz.

La película en blanco y negro tiene una capa y la película en color tiene tres: la parte superior es sensible a la luz azul, el centro es sensible al verde y la parte inferior es sensible al rojo. La imagen se obtuvo debido a la reacción química de cada uno de ellos. Para que la luz no estropee la película, se envuelve en un cilindro de plástico duradero y resistente a la luz, que se coloca dentro de la cámara. Pero, ¿cómo combina todos los componentes para que registren una imagen clara y reconocible? Hay muchas maneras diferentes de hacer que estas partes funcionen, pero primero debe comprender el principio básico de cómo funciona una cámara. Dado que la fotografía no requiere electricidad, una cámara convencional sin espejo de un solo objetivo es una excelente ilustración de los procesos básicos de la fotografía.

Por qué necesitas una lente

Es mejor comenzar explicando brevemente cómo funciona una cámara con la teoría. Imagina que estás parado en medio de una habitación sin ventanas, puertas ni luces. No se puede ver nada en tal lugar porque no hay fuente de luz. Asumiendo que sacaste tu linterna y la encendiste, yel haz de ella se mueve en línea recta. Cuando esta luz golpea un objeto, rebota y golpea tus ojos, permitiéndote ver lo que hay dentro de la habitación.

El principio de funcionamiento de una cámara digital es similar al proceso de arrebatar objetos de una habitación oscura con el haz de luz de una linterna. El componente óptico de la cámara es el objetivo. Su trabajo es hacer rebotar los rayos de luz que regresan del sujeto y redirigirlos para que se unan y formen una imagen que se parece a la escena frente a la lente. Puede que no esté del todo claro cómo ocurre este proceso y por qué el vidrio común puede redirigir la luz. La respuesta es muy simple: cuando la luz se mueve de un medio a otro, cambia de velocidad.

Cómo funciona una lente

La luz viaja más rápido a través del aire que a través del vidrio, por lo que la lente la frena. Cuando los rayos lo golpean en ángulo, una parte de la onda llegará a la superficie antes que la otra y, por lo tanto, disminuirá la velocidad primero. Cuando la luz entra en el vidrio en ángulo, se dobla en una dirección y luego otra vez cuando sale del vidrio porque partes de la onda de luz golpean el aire y aceleran antes que otras.

Una lente convexa estándar tiene uno o ambos lados del vidrio curvados. Esto significa que los rayos de luz que pasan se desviarán hacia el centro de la lente cuando entren. En una lente doble convexa, como una lupa, la luz se curvará a medida que entra y sale. Esto cambia efectivamente el camino de la luz desde el objeto, que está relacionado con el principalel principio de funcionamiento de la cámara. La fuente de luz emite luz en todas las direcciones. Todos los rayos comienzan en un punto y luego divergen constantemente. Una lente convergente toma estos rayos y los redirige para que todos converjan en el mismo punto. En este lugar se obtiene la imagen del sujeto.

El principio de funcionamiento de la primera cámara

La primera celda era una habitación con un pequeño agujero en una pared lateral. La luz lo atravesaba y se reflejaba en líneas rectas, y la imagen se proyectaba boca abajo en la pared opuesta. Se llamaba cámara oscura y los artistas la usaban para pintar lienzos artísticos. La invención se atribuye a Leonardo da Vinci. Aunque este tipo de dispositivos existían mucho antes de la primera fotografía real, no fue hasta que alguien decidió colocar un material sensible a la luz en la parte trasera de esta habitación que nació la idea de obtener una imagen de esta manera. El principio de funcionamiento de la primera cámara era el siguiente: cuando el haz golpeaba el material fotosensible, los productos químicos reaccionaban y grababan la imagen en la superficie. Dado que esta cámara no captó demasiada luz, se necesitaron ocho horas para tomar una fotografía. La imagen también salió bastante borrosa.

La diferencia entre las cámaras SLR

Los profesionales suelen preferir las cámaras SLR. Se cree que la calidad de la imagen es mejor porque el fotógrafo ve la imagen real del sujeto en el visor, nodistorsionada por la digitalización y los filtros. Si describimos brevemente el principio de funcionamiento de una cámara con un visor réflex, entonces el significado se reduce al hecho de que en dicha cámara el fotógrafo ve una imagen real. También puede ajustar todos los detalles girando y presionando los botones. Esto se debe al doble espejo: pentaprisma. Pero en el diseño de la cámara hay uno más: translúcido, ubicado frente a la matriz, que también se denomina sensor o sensor. El principio de funcionamiento del obturador de la cámara es que cuando se presiona un botón, levanta el espejo y cambia su ángulo de inclinación. En ese momento, un chorro de luz incide en el sensor, después de lo cual la imagen se procesa y se muestra en la pantalla.

El principio de funcionamiento de una cámara SLR está conectado con el diafragma, que se abre gradualmente para dejar pasar los rayos. Consiste en pétalos, cuya posición determina el diámetro del círculo central y la cantidad de luz transmitida. El haz incide en las lentes y luego en el espejo, la pantalla de enfoque y el pentaprisma, donde se voltea la imagen, y luego en el visor. Aquí es donde el fotógrafo ve la imagen real. El principio de funcionamiento de una cámara sin espejo es diferente porque no tiene un visor de este tipo. A menudo se reemplaza por una pantalla o una versión electrónica. El enfoque automático de fase también solo está disponible en cámaras SLR. Otra diferencia es que cuando presiona el botón del obturador, la luz incide inmediatamente en la matriz de la cámara.

Enfocar el objeto

La calidad de la imagen cambia dependiendo de cómo pasa la luza través de la lente de la cámara. Está relacionado con el ángulo en el que entra el haz de luz y cuál es su estructura. Este camino depende de dos factores principales. El primero es el ángulo en el que el haz de luz entra en la lente. El segundo es la estructura de la lente. El ángulo de entrada de la luz cambia a medida que el objeto se acerca o se aleja de él. Los rayos que entran en un ángulo más agudo saldrán en un ángulo más obtuso y viceversa. La lente de la cámara captura todos los rayos de luz reflejados y usa vidrio para redirigirlos a un solo punto, creando una imagen nítida. El "ángulo de flexión" general en cualquier punto permanece constante.

Si la luz está desenfocada, la imagen se verá borrosa o desenfocada. Esencialmente, doblar una lente aumenta la distancia entre los diferentes puntos de la misma. Los rayos de un punto más cercano convergen más lejos de la lente que de uno más lejano. Es decir, la imagen real de un objeto más cercano se forma más lejos de la lente que de uno más lejano. El "ángulo de arco" general está determinado por la estructura de la lente. La lente de la cámara gira para enfocar acercándose o alejándose de la superficie de la película o del sensor. Una lente con una forma más redonda tendrá un ángulo de curvatura más agudo. Esto aumenta la cantidad de tiempo que una parte de la onda de luz viaja más rápido que la otra parte, por lo que la luz hace un giro más cerrado. Como resultado, la imagen real enfocada se forma más lejos de la lente cuando la lente tiene una superficie más plana.

Tamañolente y tamaño de la foto

A medida que aumenta la distancia entre la lente y la imagen real, los rayos de luz se expanden para formar una imagen más grande. Una lente plana proyecta una imagen grande, pero la película solo se expone en el medio de la imagen. Esencialmente, la lente está centrada en el medio del marco, ampliando un área pequeña frente al espectador. A medida que la parte delantera del cristal se aleja del sensor de la cámara, los objetos se acercan. La distancia focal es una medida de la distancia entre donde los rayos de luz inciden por primera vez en la lente y donde alcanzan el sensor de la cámara. Las cámaras profesionales te permiten instalar diferentes lentes, con diferentes aumentos. El grado de aumento está descrito por la distancia focal. En las cámaras, se define como la distancia entre el objetivo y la imagen real de un objeto a gran distancia.

Diferencias entre lentes

Un mayor número de distancias focales indica una mayor ampliación de la imagen. Diferentes lentes son adecuadas para diferentes situaciones. Si fotografía una cadena montañosa, puede utilizar un objetivo con una distancia focal particularmente grande. Te permiten enfocar ciertos elementos en la distancia. Si necesita tomar un retrato de primer plano, una lente gran angular será suficiente. Tiene una distancia focal mucho más corta, por lo que comprime la escena frente al fotógrafo.

Aberración cromática

La lente de una cámara es en realidad varias lentes combinadas en un bloque. Una lente convergente puede formarimagen real en la película, pero estará distorsionada por una serie de aberraciones. Uno de los factores de distorsión más significativos es que los diferentes colores del espectro se doblan de manera diferente a medida que se mueven a través de la lente. Esta aberración cromática esencialmente crea una imagen donde los tonos no están alineados correctamente. Las cámaras compensan esto usando lentes múltiples hechos de diferentes materiales. Cada lente procesa los colores de manera diferente y, cuando se combinan de cierta manera, los colores se reorganizan. Una lente de zoom tiene la capacidad de mover varios elementos de la lente hacia adelante y hacia atrás. Al cambiar la distancia entre lentes individuales, puede ajustar la potencia de aumento de la lente como un todo.

Sensores de película e imagen

El dispositivo y el principio de funcionamiento de la cámara también están asociados con la grabación de información en los medios. Históricamente, los fotógrafos también han sido una especie de químicos. La película consta de materiales fotosensibles. Cuando estos materiales reciben la luz de una lente, capturan la forma de los objetos y los detalles, como la cantidad de luz que proviene de ellos. En una habitación oscura, se reveló la película, se sometió a una serie de baños químicos para producir una imagen. El principio de funcionamiento de una cámara con sensor es algo diferente del funcionamiento de una cámara de película. Aunque las lentes, los métodos y los términos son los mismos, el sensor de una cámara digital se parece más a un panel solar que a una tira de película. Cada sensor se divide en millones de píxeles o megapíxeles rojos, verdes y azules. Cuando la luz incide en un píxel, un sensor la convierte en energía y una computadora integrada en la cámara lee cuánta energíasiendo producido.

Por qué son importantes los megapíxeles

La forma en que funciona el sensor de una cámara es medir cuánta energía tiene cada píxel y le permite determinar qué áreas de una imagen son brillantes y oscuras. Y debido a que cada píxel tiene un valor de color, la computadora de la cámara puede juzgar los colores en la escena observando qué otros píxeles cercanos están registrados. Al reunir información de todos los píxeles, la computadora puede aproximar las formas y los colores del objeto que se está fotografiando. Si cada píxel recopila información sobre la luz, los sensores de la cámara con más megapíxeles pueden capturar más detalles.

Esta es la razón por la que los fabricantes suelen promocionar cámaras de megapíxeles agregando una breve explicación de cómo funciona la cámara. Si bien esto es cierto hasta cierto punto, el tamaño del sensor también es importante. Los sensores más grandes captarán más luz, lo que te ayudará a obtener una mejor calidad de imagen en condiciones de poca luz. Empaquetar una gran cantidad de megapíxeles en un sensor pequeño en realidad degrada la calidad de la imagen porque los píxeles individuales son demasiado pequeños. La lente estándar de la lente de 50 mm no permite acercar o alejar mucho el zoom, por lo que es ideal para sujetos que no están ni demasiado cerca ni demasiado lejos.

Cómo funciona Polaroid

Un estudio fotográfico portátil que captura imágenes casi instantáneas ha sido un sueño durante mucho tiempo. Hasta que hubo una cámara inusual que te permite no esperar semanas para las impresionesimágenes Edwin Land creó la primera cámara Polaroid. Tuvo una idea para la fotografía instantánea y pidió financiación a Kodak. Pero la empresa se lo tomó a broma y solo se rieron de él. Edwin Land se fue a casa y comenzó a trabajar en otros proyectos para recaudar dinero. Creó la lente Polaroid y luego inventó su famoso estudio fotográfico portátil.

El principio de funcionamiento de la cámara Polaroid es similar al mecanismo de funcionamiento de una cámara de película convencional, dentro de la cual había una base de plástico recubierta con partículas compuestas de plata sensibles a la luz. Cada espacio en blanco para una fotografía tiene las mismas capas sensibles a la luz ubicadas en una lámina de plástico. Contienen todos los productos químicos necesarios para el desarrollo de una fotografía. Debajo de cada capa de color hay otra, con un tinte. En total, hay más de 10 capas diferentes en la tarjeta, incluida una capa base opaca, que es un espacio en blanco para una reacción química. El componente que inicia el proceso es un reactivo, una mezcla de desactivadores, álcali, pigmento blanco y otros elementos. Está en una capa justo encima de las capas fotosensibles y justo debajo de la capa de imagen.

El principio de funcionamiento de la cámara Polaroid es que antes de tomar una fotografía, todo el material reactivo se recoge en forma de bola en el borde de la lámina de plástico, lejos del material fotosensible. Después de presionar el botón, el borde de la película sale de la cámara a través de un par de rodillos que distribuyen el material reactivo en el centro.marco. Cuando el reactivo se distribuye entre la capa de imagen y las capas fotosensibles, reacciona con otros elementos químicos. El material opaco evita que la luz se filtre en las capas subyacentes, por lo que la película no queda totalmente expuesta antes de ser revelada.

Los productos químicos descienden a través de las capas, convirtiendo las partículas expuestas de cada capa en plata metálica. Luego, los productos químicos disuelven el tinte revelador, por lo que comienza a filtrarse en la capa de la imagen. Las áreas de plata metálica en cada capa que fueron expuestas a la luz atrapan los tintes para que dejen de moverse hacia arriba. Solo las pinturas de las capas no expuestas subirán a la capa de la imagen. La luz que se refleja en el pigmento blanco del reactivo pasa a través de estas capas coloreadas. La capa ácida de la película reacciona con el álcali y los desactivadores del reactivo, lo que da como resultado un desarrollo gradual de la imagen. Necesita luz para revelarse por completo y, por lo general, el fotógrafo saca la tarjeta y ve la química final involucrada en el revelado de la película.