Головна

Фото і кіноапарати

Візуальнооптіческое спостереження, що використовує такий досконалий оптичний прилад, як око, є одним з найбільш ефективних способів добування, перш за все, інформації про видових ознаках. Однак воно не дозволяє реєструвати зображення для подальшого вивчення або документування результатів спостереження. Для цих цілей застосовують фотографування і кінозйомки за допомогою фото та кіноапаратом.

Традиційний фотографічний апарат являє собою оптікомеханіческій прилад для отримання оптичного зображення об'єкта на світлочутливому шарі фотоматеріалу.

Всі фотоапарати складаються з світлонепроникного корпусу з закріпленим на його передній стінці об'єктивом, пристрої для розміщення або фіксації (транспортування) світлочутливого матеріалу, розташованого біля задньої стінки корпусу, і затвора.

Так як світлочутливий матеріал забезпечує отримання якісної фотографії при строго дозованої світлової енергії, яка проектується на світлочутливий матеріал, то затвор пропускає протягом певного часу (часу експозиції, або витяги) світловий потік від об'єкта, який фотографується.

Зазначені частини фотоапарата є основними. У міру конструктивного розвитку фотоапарат «обростав» різними вузлами і механізмами, які полегшували і автоматизували процес зйомки, дозволяли розширити можливості застосування фотоапарата, поліпшити його технічні параметри. Ці вузли і механізми називають допоміжними. До них відносяться:

- Видошукач для визначення меж поля зображення;

- Фокусировочний механізм для поєднання фокальній площині об'єктива з площиною розташування світлочутливого матеріалу;

- Механізм, який транспортує фотоплівку на один кадр і встановлює її точно проти кадрового вікна фотоапарата;

- Експонометріческій вузол, призначений для визначення експозиційних параметрів (витримки і діафрагми) відповідно до світлочутливістю використовуваного фотоматеріалу і яскравістю об'єкта;

- Пристрій штучного освітлення об'єкту зйомки (фотоспалах).

Професійні фотоапарати відомих фірм (Nicon, Canon, Зеніт, KodaK, Olympus, Contax, Pentax і ін.) Являють собою складні оптікоелектромеханіческіе пристрої, автоматично наводяться на «різкість» і враховують всі зміни в освітленості об'єкта під час фотозйомки.

Частинка в них світлочутливих матеріалів покладено в основу умовного поділу всіх фотоапаратів на кілька груп. За цією ознакою (за розмірами одержуваних негативів) виділяють п'ять груп: мікроформатние, полуформат

Іие (мелкоформатние), мало, середньо і великоформатні.

Фотоапарати застосовують різні типи світлочутливих матеріалів: фотопластинки, плоскі і рулонні фотоплівки.

Іншою важливою ознакою класифікації є призначення фотоапарата. За цією ознакою вони діляться на загальні і спеціальні.

Від способів забезпечення різкого зображення на светочувстіітсльном матеріалі (наведення на різкість) залежить конструктивне рішення майже всього фотоапарата. За цією ознакою фотоіпмарати можна розділити на наступні групи:

- З нерухомим жорстко вбудованим об'єктивом, сфокусованим на гипе ^ фокальное відстань (до передньої межі різкості);

- З наведенням по монокулярному далекомірна пристрою, механічно пов'язаного з об'єктивом фотоапарата;

- З наведенням на різкість по зображенню на екрані фотоапарата (у так званих дзеркальних, або SLRфотоаппаратов);

- Автофокусірующіе (з пристроєм автоматичного фокусування).

Пристрої автоматичного фокусування зображення ділять ні активні (ультразвукові, інфрачервоні) і пасивні (скануючі зображення, дальномірні, що вимірюють контраст зображення). Виконавчим елементом пристрою автофокусу є електродвигун, який, переміщаючи об'єктив уздовж його осі, виробляє наводку на різкість.

Щодо технічної оснащеності фотоапарати можна розділити на прості, середні і високі.

За показниками оснащеності фотоапарата вбудованими експонометрії, а також за ступенем автоматизації установки експозиційних параметрів фотоапарати ділять на три групи: з ручною установкою, з напівавтоматичного і з автоматичною установкою експозиції.

Підвищення технічної оснащеності розширює можливості фотоапаратів, але ускладнює можливість їх мініатюрішціі.

Мікроформатние фотоапарати мають більш просту конструкцію і заряджаються вузької плівкою шириною 816 мм. Одна з особливостей ряду ранніх мікроформатних фотоапаратів - горизонтальна компоновка апарату з об'єктивом, втопленим в корпусі. Корпус таких моделей складається з двох частин, одна з яких рухома. Перед зйомкою фотоапарат телескопически розсувається, відкриваючи об'єктив і видошукач. Одночасно проводиться транспортування плівки і взвод затвора. Таким чином, висувна частина корпусу є одночасно захисним кожухом, важелем взводу і протягання плівки для наступного кадру ( «Мінокс», «Агфаматік4008», «Кіев30»).

Новіші моделі мають традиційну форму. Наприклад, фотоапарат «МФ1» (Красногорський завод) являє напівавтомат з пружинним приводом, має яскравий об'єктив з F2.8, розмір кадру 18 * 24 мм. Конструкція фотоапарата передбачає дистанційне керування, а пружинний привід дає можливість працювати в будь-яких кліматичних умовах. Недолік щодо великий шум під час перемотування. Фотоапарат «RobotSC Electronic» створює менше шуму і при невеликих габаритах працює з використанням стандартної плівки 35 мм. Для копіювання документів поряд з міні і мікроформатнимі фотоапаратами застосовують спеціальні фотоапарати. Наприклад, копіювальний фотоапарат РК 320 складається з дзеркального апарату, відкидний стійки, джерела освітлення з двох ламп по 10 Вт, блоку живлення від батареї (8 х 1,5 В) і мережі 220 В, а також з держателя документа. Пристрій дозволяє фотографувати документи розміром А4А6, розміщується в портфеледіпломате і важить 3,5 кг.

Можливості добування інформації шляхом фотографування визначаються як параметрами фотоапаратів, так характеристиками (спектральним діапазоном, чутливістю, роздільною здатністю) світлочутливих матеріалів, на які проектується об'єктивом зображення об'єкта, що спостерігається.

Світлочутливі матеріали (фото і кіноплівка, фотопластини, фотопапір) представляють собою підкладку (прозору целулоїдну плівку, скляну пластину і щільний папір), на яку наноситься тонкий шар з суміші желатину і світлочутливих речовин. Цей тонкий, порівняно твердий і гнучкий шар називається емульсією. Як світлочутливих речовин найбільш широко застосовуються кристали галогенідусрібла (AgBr, AgCI, AgJ). Галоїдного срібло є безпосереднім приймачем світлових променів. Тому від особливостей будови, розмірів, кількості і просторового розподілу в шарі зерен галоидного срібла істотно залежить якість одержуваного зображення.

У момент експонування під дією квантів світла в мікрокристалах галогенідусрібла відбувається утворення металевого срібла, яке осідає на центрах світлочутливості (центрах прихованого зображення), збільшуючи їх розмір. Таким чином, в результаті фотографування в світлочутливому шарі виникає приховане зображення. Для перетворення його в видиме зображення необхідна хімічна обробка світлочутливого шару, що включає прояв, фіксування, промивання і сушіння.

При прояві хімічні речовини проявника відновлюють експоновані мікрокристали галогенідів срібла до металевого срібла, в результаті чого приховане зображення стає видимим.

Мікрокристали, які не піддалися дії світла, залишаються в світлочутливому шарі. Для видалення з емульсійного шару неекспонованих і, відповідно, не відновлених в процесі прояву кристалів галогенідусрібла проводиться фіксування, в ході якого галогеніди срібла під дією відповідних хімічних речовин перетворюється в несветочувствітельное легко розчинний з'єднання.

Після промивання з метою видалення з світлочутливого шару продуктів реакції прояви і фіксування і подальшої сушки виходить негативне зображення.

У негативному зображенні ступінь почорніння його елемента пропорційна яскравості вихідного зображення на світлочутливому шарі. Для отримання позитивного (прямого) зображення необхідно провести позитивний процес, що включає фотодрук, прояв, фіксування і сушку. Позитивна фотодрук проводиться шляхом експонування фотоматеріалу через негатив. При прояві позитивного фотоматеріалу на ньому виходить зображення, зворотне по яскравості зображення негативу.

В даний час широко застосовується, особливо з космосу, «багатозональна зйомка», яка передбачає одночасне (синхронне) фотографування одного і того ж ділянки земної поверхні або об'єкта в різних (зазвичай 46) вузьких (0,040,10 мкм) зонах спектра на фотоплівки з різними спектральними характеристиками. Інформативність багатозональних знімків залежить від інформативності зон спектра, в яких виробляють зйомку. Але в будь-якому випадку вона вище, ніж чорно-білий фотографій.

У сучасних способах кольоровий фотозйомки використовуються багатошарові фотоматеріали, які мають на одній підкладці три емульсійні шару. Кожен з шарів чутливий до променів одного з основних кольорів: синього, зеленого і червоного. При зйомці в кожному з трьох емульсійних шарів утворюється приховане зображення. Фотохімічна обробка кольорових матеріалів складніше, ніж чорно-білий, і складається з наступних операцій: прояв, відбілювання, фіксування, промивання, сушіння і ряду проміжних операцій, що сприяють підвищенню якості кольорового зображення.

Чутливість фотоматеріалів вимірюється в умовних одиницях ISO (раніше в од. ГОСТу), в США і багатьох інших країнах - в одиницях ASA, в Німеччині - в DINax. Перерахунок одиниць світлочутливості, визначених за різними сенситометрическим системам, складний, тому що в кожній системі використовуються різні критерії світлочутливості. Система ISO практично ідентична системі ASA. В одиницях DIN чутливість приблизно дорівнює збільшеному на 1 десятикратному жаченію десяткового логарифма значень світлочутливості в одиницях ISO. Наприклад, широко застосовувана для побутової зйомки плівка має чутливість 100, 200 і 400 од. ISO відповідає чутливості 21, 24 і 27 од. DIN відповідно. Залежно від призначення чутливість фотоматеріалів коливається в широкому діапазоні - від одиничних значень до тисяч. Фірма «Кодак» випускає спеціальну фотоплівку, значення чутливості якої досягають 10 тисяч одиниць. Така плівка дозволяє проводити фотозйомку при освітленості, що оцінюється людиною як темрява. Однак вона вимагає спеціальної обробки за 10-12 годин перед фотозйомкою. Розроблено монохроматична плівка змінної чутливості, величина якої залежить від тривалості її прояви.

Роздільна здатність фотографічних матеріалів, так само як об'єктивів, оцінюється числом помітних ліній на один мм. Здатність фотоматеріалу роздільно з заданим контрастом відтворювати дрібні близько розташовані деталі зображення визначається його структурними властивостями. Зерниста структура фотографічної емульсії викликає розсіювання світла в шарі при експонуванні і обмежує можливість відтворення дрібних деталей і різкість зображення. Причому чим вище чутливість фотоматеріалу, тим більше зернистість емульсії. Роздільна здатність фотоплівок залежно від вирішуваних завдань коливається в широких межах: від 80100 лин / мм для аматорської фотографії до одиниць тисяч лин / мм для спеціальної фотозйомки малорухомих і нерухомих об'єктів (в голографії, 'астрономії, мікроелектроніці, поліграфії). Наприклад, для отримання високоякісних топографічних зображень роздільна здатність плівок повинна складати близько 5000 лін / мм. Роздільна здатність аерофотоплівка є компромісом між її чутливістю і чіткістю зображення - 100400 лин / мм. Висока чутливість аерофотопленок необхідна для зменшення впливу так званого «швидкісного смаза», викликаного рухом фотоапарата зі швидкістю польоту літака щодо об'єкта зйомки. Це явище призводить до розмазування кордонів між двома сусідніми градаціями яскравості та зниження в цілому чіткості зображення. Чим вище чутливість плівки, тим менше необхідний час експонування (витримки) і менше вплив «швидкісного смаза».

З початку 90-х років на основі досягнень мікроелектроніки розвивається принципово новий напрямок - цифрове фотографування. Цифровий фотоапарат являє собою малогабаритну камеру на ПЗСматріце, електричні сигнали з виходу якої записуються на магнітну стрічку, як в відеокамері, а перетворюються в цифровий вигляд і запам'ятовуються напівпровідникової пам'яттю фотоапарата у вигляді спеціальних карт (CompastFlash, SmartMedia Card, MultiMedia).

Цифровий електронний фотоапарат, володіючи можливостями класичного електромеханічного фотоапарата, надає користувачеві додаткові функції, які істотно підвищують оперативність фотографії. До них відносяться: можливість зйомки в безперервному режимі з частотою 515 кадрів / с, запис текстових і звукових коментарів, дати і часу фотозйомки, перегляд зображень в процесі і після зйомки на поворачивающемся екрані (LCDпанелі розміром 45 см), відображення поточних параметрів зйомки (числа відзнятих кадрів, обсяг вільної пам'яті, поточний режим компресії) і ін. Передбачено різні режими перегляду кадрів і стирання що не сподобались, друкування вибраних на фотознімках. Цифровий фотоапарат може мати стандартний інтерфейс для перегляду зображення на екрані телевізора, записи на відеомагнітофон або друку на принтері.

Цифровий фотоапарат також сполучається з ПЕОМ. Зроблений Вами фотознімок може відображатися на екрані монітора, редагуватися за допомогою графічних редакторів, виводитися на друк, передаватися по мережі.

Дозвіл зображення цифрового фотоапарата визначається здатністю його светоелектрічеських перетворювача і становить мільйони пікселів. Але зі збільшенням дозволу зменшується при обмеженому обсязі пам'яті кількість кадрів фотозйомки. Компроміс між дозволом і кількістю кадрів досягається введенням можливості зміни оператором показників дозволу запам'ятовується кадру. З додатковою пам'яттю кількість знятих кадрів може бути дуже великим - сотні і в майбутньому тисячі.

Дозвіл цифрових фотоапаратів наближається до вирішення фотоапаратів широкого застосування, але поступається вирішенню спеціальних фотоплівок. Легко розрахувати, що кадр фотоплівки стандартного розміру 24 х 36 мм і дозволом 100 лин / мм містить більше 8,5 млн пікселів. Але для фотоплівки з дозволом 500 лин / мм кількість пікселів кадру зростає до надзвичайно великої величини - понад 200 млн. Однак відсутність у цифрових фотоапаратів необхідності в хімічній обробці світлочутливих матеріалів, велика оперативність перегляду зображень у ході фотозйомки і гнучкість редагування зображень на ПЕОМ роблять їх привабливими не тільки для побутової фотозйомки, а й для розвідки. З огляду на перспективи мініатюризації радіоелектронних елементів, перш за все «пам'яті», і підвищення дозволу ПЗС, у цифрових фотоапаратів велике майбутнє.

Основними технічними характеристиками фотоапаратів, що впливають на їх можливості по таємного фотографування, є:

- Діапазон довжин хвиль, що формують видиме зображення;

- Чутливість;

- Роздільна здатність;

- Маса і розміри;

- Безшумність в роботі.

Якщо діапазон довжин хвиль визначається спектральної характеристикою світлочутливого елемента, то дозвіл фотоприймача залежить як від дозволу світлочутливого елемента R., так і дозволу об'єктива Ro. Изза численних помилок (аберацій) лінзи забезпечити високий дозвіл об'єктива складніше, ніж світлочутливого елемента. Роздільна здатність типових об'єктивів аматорських фотоапаратів становить близько 50 лін / мм. Об'єктиви професійних фотоапаратів з більш високою роздільною здатністю є складні оптичні системи, вартість яких вище, ніж вартість решти фотоапарата. Роздільна здатність пари «об'ектівфотопленка» R визначається за простою форму

Інформація про рухомих об'єктах видобувається шляхом кіно відеозйомки за допомогою кіноапаратом і відеокамер. При кінозйомки зображення фіксується на світлочутливої ??кіноплівці, при відеозапису - на магнітній плівці чи в напівпровідникової пам'яті.

Під кінозйомкою розуміють процес фіксації серії послідовних зображень (кадрів) об'єкта спостереження через задані проміжки часу, які визначаються частотою кадрів в секунду. Кожен кадр кінофільму містить зображення об'єкта в момент зйомки. Число кадрів коливається від одиниць кадрів в хвилину і навіть годин для зйомки повільно поточних процесів до сотень тисяч в секунду - для надшвидкісний спеціальної зйомки, наприклад для спостереження електричного розряду або польоту кулі.

Пристрій кінокамери близько до пристрою фотоапарата з тієї принциповою різницею, що в процесі кінозйомки плівка стрибкоподібно просувається за допомогою грейферного механізму перед кінооб'ектівом на один кадр. Закриття об'єктива на час просування кіноплівки здійснюється заслінкою (обтюратором), обертання якої перед об'єктивом синхронізовано з роботою грейфера. Кінозйомка рухомих людей виробляється на 8 і 16мм плівку з частотою 16-32 кадру в секунду.




Впровадження закладних пристроїв | Перехоплення інформації з провідних каналів зв'язку | Радиопередающее підключення до телефонної лінії (телефонні закладки) | Безпека стільникового зв'язку | механізми аутентифікації | Забезпечення секретності в процедурі коректування місця розташування | Загальний склад секретної інформації та її розподіл в апаратних | Система безпеки в GSM в конетексте інших стандартів стільникового зв'язку. | Засоби спостереження в оптичному діапазоні | Оптичні системи |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати