카메라 렌즈와 디지털 카메라 작동방식

카메라는 지난 반세기에서 크게 진화했습니다. 사진은 극적으로 변화했다. 오늘의 최신 카메라는 수많은 개발의 성과이며, 기본 원리는 변하지 않습니다. 카메라가 어떻게 작동하는지 이해하려면 빛이 어떻게 작동하는지 알 필요가 있습니다. 사진은 우리의 빛의 이해 없이는 존재하지 않습니다. 물리학의 영역에 더 들이지 않고 기본을 명확히 합시다. 빛은 직선 경로를 이동합니다. 곡선을 지지 않습니다. 그리고 빛은 반사하고 흡수됩니다. 우리의 눈과 카메라에 빛은 파동입니다. 그것은 소리와 똑같은 특성이 있습니다. 사진작가의 작품은 자신의 취향과 형태로 빛을 모아 캡처하는 것입니다. 카메라의 핵심 개념을 설명해드리겠습니다. 유리가 없는 최초의 핀 홀 카메라를 제외한 카메라의 두 가지 주요 부분은 렌즈와 광 검출기입니다. 카메라의 렌즈는 빛을 모아 그것을 광 검출기의 표면에 투영합니다. 그런 다양한 처리 방법을 사용하여 취향에 맞는 형태의 최종 이미지를 가져옵니다. 사진은 이 단계 동안, 그리고 그전에도 모든 발생합니다. 그리고 사진작가 인 당신이 그것을 제어합니다. 렌즈는 카메라에서 빛을 처음 만나는 부분입니다. 빛이 렌즈를 통과합니다. 다양한 광학 통해 이미지의 투영을 만들어냅니다. 이것은 가장 강력한 표현 도구의 하나이기 때문에 그 구조를 이해하는 것이 중요합니다. 카메라의 렌즈는 실제로는 하나의 렌즈는 없습니다. 다수의 단일 렌즈와 렌즈군으로 구성되어 있습니다. 이 구조는 면밀한 설계 및 테스트 등의 표준 공식이 있습니다. 이들은 다양한 기업 전체에서 매우 유사하며 오래전에 개발되었습니다. 일부 고급 카메라 렌즈와 극단적인 카메라 렌즈는 최근까지 불가능했던 공식이 있습니다. 렌즈의 광학 센서에 투영할 수 있는 이미지를 결정합니다. 간단히 말하면, 초점 거리는 줌의 양을 정의합니다. 초점 거리를 짧게 하면 시야각이 넓어집니다. 기술 용어로, 초점 거리는 렌즈의 수렴 점과 센서 또는 필름 사이의 거리입니다. 정면 요소 앞에 수렴 점을 가진 렌즈를 설계하는 것은 사실상 불가능하지만, 그 배후에 있을 수 있습니다. 이것은 망원 렌즈가 실제로 길어야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 광각 렌즈는 놀라 울 정도로 길어질 수 있습니다. 줌 렌즈는 포인트를 이리저리 바꿀 수 있습니다. 프라임 렌즈는 고정되어 있으며, 요소는 초점에 대해서만 이동합니다. 대부분 렌즈는 조리개가 있습니다. 아이리스는 지름을 좁히는 데 사용됩니다. 그것은 당신의 눈의 동공과 같이 작동합니다. 그것은 적을수록 그것이 들어오는 빛은 적습니다. 또한, 조리개와 피사계 심도가 깊어 져서 배경의 분리가 적습니다. 조리개는 F 중지 형식으로 지정됩니다. F 그만 비율입니다. 초점 거리를 렌즈의 지름으로 나누어 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 개구부 지름 25mm의 50mm 렌즈입니다. 물론 확대하면 초점 거리가 달라집니다. 일정한 최소 조리개 렌즈는 확대하면 조리개가 서서히 엽니다. 이는 전체의 비율이 같이 유지됩니다. 당신의 눈처럼 카메라의 렌즈는 초점 면에서 세계를 보고 있습니다. 이 비행기는 카메라 렌즈의 정면 요소와 센서와 평행입니다. 예외는 틸트 시프트와 매우 광각 렌즈입니다. 특정 평면에 초점을 맞추려면 렌즈 요소가 렌즈 내부를 이동해야 합니다. 이 요소는 자동 초점 또는 초점 링을 돌려 수동으로 제어할 수 있습니다. 각 렌즈가 가능한 초점 범위가 있습니다. 집 속 요소가 센서에 가까워질수록 초점이 이동합니다. 매크로 전용 렌즈를 제외하고 대부분은 무한대 초점 이동합니다. 인피니티는 실질적으로 모든 것이 완전히 집중하는 비행기입니다. 물리적으로 더 진행하는 것은 가능하지만, 그 이미지가 다시 흐려 버리기 때문에 의미가 없습니다. 클로즈업 촬영 시 초점 요소는 센서에서 멀어집니다. 따라서 보디와 렌즈 사이에 연장 튜브를 추가하여 비 매크로 렌즈를 매크로에 대응시킬 수 있습니다. 일반적으로 초점 링은 렌즈 내부의 초점 메커니즘에 물리적으로 연결되어 있습니다. 이 경우 수동 초점으로 직접 제어 할 수 있습니다. 일부 렌즈는 전자 제어만 있습니다. 이것은 무거운 렌즈에서 발생합니다. 보통의 초점 링이 어쨌든 실용적이지 않도록 작은 구조에서는 이것도 자주 사용됩니다. 최근 렌즈에 카메라의 움직임을 활성화 안정시키는 요소가 있는 것도 있습니다. 이 부분은 일반적으로 1개의 렌즈를 갖춘 후면 구조적으로 다른 블록입니다.자이로 스코프의 도움으로 악수와 다른 움직임을 측정하고 무시합니다. 렌즈의 크기와 무게는 많은 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 더 빠른 개구부는 더 큰 렌즈를 의미합니다. 또한, 좀 범위가 넓은 경우 확대하면 렌즈가 길어집니다. 만, 종종 개폐식입니다. 또한, 의도하는 센서의 크기가 커질수록 렌즈가 커질 필요가 있습니다. 안정화는 더 높은 무게도 포함됩니다. 대부분은, 제조사는 카메라와의 균형을 맞추도록 렌즈를 설계하고 있습니다. 그러나 이것이 불가능한 예도 있습니다. 빠른 만원 및 초만원 렌즈 및 고속 초광각 렌즈는 전면 요소가 커야 않기 때문에 균형이 무너져있을 수 있습니다. 이러한 의미에서, 카메라 렌즈에는 두 가지 유형이 있습니다. 교환할 수 있고 본체에 고정합니다. 고정 렌즈는 주로 소비자 수준의 콤팩트 카메라와 브리지 카메라에 있습니다. 라이카 등 일부 상표는 최고 수준의 고정 렌즈 카메라를 생산하고 있습니다. 고정 렌즈에는 많은 옵션이 아닙니다 - 당신이 얻을 것을 손에 넣습니다. 그러나 DSLR 및 MILD는 카메라 본체에서 독립적으로 카메라의 렌즈를 변경할 수 있습니다. 렌즈를 카메라 본체에 연결하기 위해 각 카메라 제조사는 표준 렌즈 마운트가 있습니다. 렌즈를 안전하고 안정적으로 유지하는 것 외에도 각 마운트는 전자 프로토콜도 있습니다. 이것은 자동 초점과 안정화를 위한 전력을 공급하는 데 필요합니다. 데이터 링크, 조리개, 초점 거리, 줌 및 일반 렌즈 정보도 전송합니다.렌즈를 통과한 후 빛이 카메라에 도달하고 거기서 센서 또는 필름에 의해 감지됩니다. 모든 DSLR 카메라와 많은 미러리스 카메라는 파인더가 있습니다. 광학 또는 전자입니다. 광학 파인더를 갖춘 디지털 SLR 카메라는 렌즈에서 빛이 도착하면 半透鏡에 반사합니다. 이후 대부분 빛은 프리즘까지 반사 다음 파인더로 반사합니다. 일부 빛은 보조 거울을 통해 아래쪽으로 반사하여 자동초점 센서에 도달합니다. 미러리스 카메라는 렌즈와 눈 사이에 광학적 연결은 없습니다. 빛은 항상 센서에 직접 조사됩니다. 센서에서 라이브 전망은 디지털 전자 파인더 또는 백 스크린에 전송됩니다. 셔터는 설정된 시간 동안 필름이나 센서에 빛을 발산 메커니즘입니다. 디지털카메라 시대 이전에는 유일한 대안은 기계식 셔터이었습니다. 그들은 물리적으로 빛의 길에서 장애물을 이동합니다. 대부분 카메라에서 볼 수 있는 롤링 기계식 셔터는 2개의 커튼이 있습니다. 셔터 버튼을 누르면 전 막을 위로 밀어 카메라의 센서에 빛이 맞습니다. 그리고 셔터 속도 설정 시간 후 후 막을 닫습니다. 센서는 다시 차단됩니다. 롤링 셔터의 단점 중 하나는 특정 셔터 속도 이하에서는 표준 플래시를 사용할 수 없는 것입니다. 이것은 일반적으로 200분의 1초 정도입니다. 그 밑에는 프레임 전체를 동시에 노출하지 않습니다. 한편, 플래시는 순간적이기 때문에 그 속도 이하로 떨어지면 프레임의 밴드만 켜집니다. 빠른 동기화를 사용화면이 문제를 해결할 수 있습니다. 전자 셔터는 디지털카메라 시대의 산물입니다. 그들은 신속하고 지속적인 이미지를 가져오기 위해 사용됩니다. 롤링 전자 셔터는 거의 모든 디지털카메라에 탑재되어 있습니다. 이것은 센서에서 데이터를 블록에 수집하고 아래쪽으로 처리합니다. 그러면 조용한 촬영 및 매우 낮은 셔터 속도가 가능합니다. 단점은 비동기 읽기 때문에 빠르게 움직이는 피사체가 일그러짐 현상입니다. 라이브 전망과 비디오 녹화는 모두 가정용 카메라의 전자 셔터를 이용하고 있습니다. 일부 고급 카메라에는 글로벌 전자 셔터가 있습니다. 그것은 전체 프레임에서 동시에 데이터를 읽고 밴데 왜곡 문제를 해결합니다. 주로 전문 비디오 녹화에 사용됩니다. 디지털 센서는 픽셀로 구성되어 있습니다. 픽셀은 빛을 전기로 변환하는 작은 태양 전지입니다. 대부분의 디지털카메라는. CMOS 또는CCD 센서를 갖추고 있습니다. CMOS는 개별 픽셀의 읽기와 저전력을 가능하게 하는 새로운 기술입니다. 픽셀은 착색 필터를 사용하여 베이어 모자이크라는 배치에 배치됩니다. 베이어 모자이크는 2개의 녹색, 1개의 빨강, 하나의 파란색 4개의 픽셀 블록으로 구성되어 있습니다. 각 픽셀 자체의 색상에만 민감하므로 최종 결과는 빨강, 초록, 파랑의 점이 흩어져 이미지입니다. 단계적인 톤과 부드러운 사진을 얻으려면 프로세서 또는 편집 소프트웨어에서 디베이야을 실행해야 합니다. 필름 카메라에서 필름을 다른 감도의 필름을 교체합니다. 디지털카메라에서는 이것은 다른 프로세스입니다. 카메라의 ISO 값을 설정할 때, 당신의 카메라와 정확한 ISO 값에 따라 여러 가지가 일어날 수 있습니다. CMOS 센서를 갖춘 카메라에는 픽셀마다 작은 앰프가 있습니다. 프레임은 노출된 후 ISO에 따라 픽셀을 높은 수준으로 증폭합니다. 또한, ISO는 RAW 파일에 포함된 디지털 태그 또는 JPG 파일의 디지털 증폭입니다. 디지털카메라의 센서에서 판독 앰프를 통과한 후 데이터를 디지털 데이터로 변환됩니다. 이것은 컨버터의 역할입니다. 최근 대부분 카메라는 16비트로 변환합니다. 그중 14비트 밖에 사용하지 않습니다. 추가 2 비토하여 포스트 프로덕션 및 필터링의 유연성이 향상됩니다. 다음으로, 픽셀 데이터는 이미지 프로세서로 전송됩니다. JPG 출력을 선택하는 경우, 프로세서는 몇 가지 알고리즘, 필터링, 디제이야 압축을 실행합니다. 그 후, 최종 이미지가 카메라에 기록됩니다.