Введение
Камера – это прибор, используемый для записи и хранения изображений и видео, либо в цифровом виде посредством электронного сенсора изображения, либо химическим способом с использованием светочувствительного материала, такого как фотопленка. Являясь ключевой технологией в области фотографии и видеосъемки, камеры сыграли значительную роль в развитии изобразительного искусства, средств массовой информации, индустрии развлечений, систем наблюдения и научных исследований. Изобретение камеры относится к XIX веку и с тех пор развивалось по мере прогресса технологий, что привело к огромному разнообразию типов и моделей в XXI веке. Камеры функционируют благодаря сочетанию множества механических компонентов и принципов. К ним относятся управление экспозицией, регулирующее количество света, достигающего сенсора или пленки; объектив, фокусирующий свет; видоискатель, позволяющий пользователю просматривать сцену; и пленка или сенсор, фиксирующий изображение. Существует несколько типов камер, каждый из которых предназначен для конкретных задач и обладает уникальными возможностями. Зеркальные камеры (SLR) обеспечивают отображение изображения в реальном времени непосредственно через объектив. Камеры большого и среднего формата предлагают более высокое разрешение изображения и часто используются в профессиональной и художественной фотографии. Компактные камеры, известные своей портативностью и простотой, популярны среди потребителей. Дальномерные камеры, с раздельной системой визирования и формирования изображения, исторически широко использовались в фотожурналистике. Кинокамеры специализируются на съемке кинематографического контента, а цифровые камеры, получившие широкое распространение в конце XX и начале XXI века, используют электронные сенсоры для записи и хранения изображений. Быстрое развитие технологий камер смартфонов в XXI веке размыло границы между специализированными камерами и многофункциональными устройствами, оказывая глубокое влияние на то, как общество создает, обменивается и потребляет визуальный контент.
A camera is an instrument used to capture and store images and videos, either digitally via an electronic image sensor, or chemically via a light sensitive material such as photographic film. As a pivotal technology in the fields of photography and videography, cameras have played a significant role in the progression of visual arts, media, entertainment, surveillance, and scientific research. The invention of the camera dates back to the 19th century and has since evolved with advancements in technology, leading to a vast array of types and models in the 21st century. Cameras function through a combination of multiple mechanical components and principles. These include exposure control, which regulates the amount of light reaching the sensor or film; the lens, which focuses the light; the viewfinder, which allows the user to preview the scene; and the film or sensor, which captures the image. Several types of cameras exist, each suited to specific uses and offering unique capabilities. Single lens reflex (SLR) cameras provide real time, exact imaging through the lens. Large format and medium format cameras offer higher image resolution and are often used in professional and artistic photography. Compact cameras, known for their portability and simplicity, are popular in consumer photography. Rangefinder cameras, with separate viewing and imaging systems, were historically widely used in photojournalism. Motion picture cameras are specialized for filming cinematic content, while digital cameras, which became prevalent in the late 20th and early 21st century, use electronic sensors to capture and store images. The rapid development of smartphone camera technology in the 21st century has blurred the lines between dedicated cameras and multifunctional devices, profoundly influencing how society creates, shares, and consumes visual content.
19 век
Начиная с использования камеры-обскуры и переходя к сложным фотографическим аппаратам, эволюция технологии в XIX веке была обусловлена такими пионерами, как Томас Веджвуд, Нисефор Ньепс и Генри Тальбот. Изначально используя камеру-обскуру для химических экспериментов, они в конечном итоге создали аппараты, специально предназначенные для химической фотографии, а затем уменьшили размер аппаратов и оптимизировали конструкцию объективов. Введение процесса дагерротипии в 1839 году способствовало развитию коммерческого производства камер, в котором различные производители предлагали разнообразные конструкции. К 1850-м годам, когда производство камер стало специализированной отраслью, конструкции и размеры были стандартизированы. Во второй половине века появились сухие фотопластины и рулонная плёнка, что привело к переходу к более компактным и экономичным камерам, воплощённому в оригинальной камере Kodak, впервые выпущенной в 1888 году. Этот период также ознаменовался значительными достижениями в технологии объективов и появлением цветной фотографии, что привело к росту числа владельцев камер.
20 век
В первой половине XX века продолжалась миниатюризация и внедрение новых производственных материалов. После Первой мировой войны Германия стала лидером в разработке камер, возглавив консолидацию отрасли и производство прецизионных аппаратов. В отрасли появились значимые продукты, такие как камеры Leica и Contax, создание которых стало возможным благодаря прогрессу в области фотопленки и объективов. Кроме того, производство первых 16-мм и 8-мм реверсивных безопасных пленок компанией Eastman Kodak значительно повысило доступность киносъемки для любителей. В период Второй мировой войны основное внимание уделялось разработке специализированного оборудования для аэрофотосъемки и приборной записи, в то время как темпы инноваций в области гражданских камер замедлились. Во второй половине века японские производители, в особенности, добились значительного прогресса в технологии камер. От выпуска доступной камеры Ricohflex III TLR в 1952 году до первой 35-мм зеркальной камеры с автоматической экспозицией Olympus AutoEye в 1960 году, постоянно появлялись новые конструкции и функции. Электроника стала неотъемлемой частью конструкции камер в 1970-х годах, что проявилось в моделях, таких как Polaroid SX 70 и Canon AE 1. Переход к цифровой фотографии ознаменовал конец XX века, завершившись тем, что к 2003 году продажи цифровых камер превзошли продажи пленочных камер в Соединенных Штатах. В то же время, индустрия пленочных камер в Великобритании, Западной Европе и США пришла в упадок, в то время как производство продолжалось в СССР, Германской Демократической Республике и Китае, часто копируя западные разработки.
Механика
Большинство камер фиксируют свет из видимого спектра, в то время как специализированные камеры фиксируют другие участки электромагнитного спектра, такие как инфракрасный. Все камеры используют схожую базовую конструкцию: свет попадает в закрытый корпус через собирающую или выпуклую линзу, и изображение регистрируется на светочувствительном носителе. Механизм затвора управляет временем экспозиции. Большинство камер также оснащены видоискателем, который отображает снимаемую сцену, а также средствами для настройки различных комбинаций фокусировки, апертуры и выдержки.
Апертура
Свет попадает в камеру через диафрагму – отверстие, размер которого регулируется перекрывающимися лепестками диафрагмы. Обычно расположенная в объективе, эта диафрагма может быть увеличена или уменьшена для изменения количества света, достигающего пленки или сенсора. С каждым шагом увеличения диафрагменного числа количество света, попадающего в камеру, уменьшается вдвое. Глубина резкости, или то, что считается приемлемо резким, определяется кругом рассеяния, используемой фототехникой, применяемым оборудованием и ожидаемой степенью увеличения финального изображения.
Замок
Затвор, наряду с диафрагмой, является одним из двух способов управления количеством света, поступающего в камеру. Затвор определяет продолжительность воздействия света на светочувствительную поверхность. Затвор открывается, свет попадает в камеру и экспонирует пленку или сенсор, после чего затвор закрывается. Существует два типа механических затворов: затвор с лепестками и затвор фокальной плоскости. Затвор с лепестками использует круговую диафрагму, находящуюся под пружинным напряжением внутри или сразу за объективом, которая быстро открывается и закрывается при нажатии кнопки спуска затвора. Продолжительность, в течение которой затвор открыт, называется выдержкой или временем экспозиции. Типичные значения выдержки могут варьироваться от одной секунды до 1/1000 секунды, хотя более длительные и короткие значения также встречаются. На ранних этапах фотографии экспозиция часто длилась несколько минут. Эти длительные выдержки часто приводили к размытым изображениям, поскольку один объект записывался в нескольких местах на одном изображении в течение всего времени экспозиции. Чтобы этого избежать, можно использовать более короткие выдержки. Очень короткие выдержки позволяют запечатлеть быстрое движение и устранить размытие в движении. Его основная функция – фокусировать свет на пленке или цифровом сенсоре камеры, тем самым создавая изображение. Фокусировка регулируется с помощью кольца фокусировки на объективе, которое перемещает элементы объектива ближе или дальше от сенсора. Автофокус – это функция, встроенная во многие объективы, которая использует мотор внутри объектива для быстрой и точной настройки фокусировки на основе обнаружения объективом контраста или разницы фаз. Эту функцию можно включить или отключить с помощью переключателей на корпусе объектива. Asahiflex II, выпущенная японской компанией Asahi (Pentax) в 1954 году, была первой в мире зеркальной камерой с зеркалом мгновенного возврата. В однообъективной зеркальной камере фотограф видит сцену через объектив камеры. Это позволяет избежать проблемы параллакса, которая возникает, когда видоискатель или смотровой объектив отделены от объектива для съемки. Однообъективные зеркальные камеры выпускались в различных форматах, включая листовую пленку 5x7" и 4x5", рулонную пленку 220/120, на которую можно было сделать 8, 10, 12 или 16 снимков на рулоне 120 и вдвое больше на пленке 220. Они соответствуют форматам 6x9, 6x7, 6x6 и 6x4.5 соответственно (все размеры в см). Известные производители зеркальных камер большого формата и с рулонной пленкой включают Bronica, Graflex, Hasselblad, Seagull, Mamiya и Pentax. Однако наиболее распространенным форматом зеркальных камер был 35 мм, а затем произошел переход к цифровым зеркальным камерам, использующим почти идентичные корпуса и иногда те же системы объективов. Почти все зеркальные камеры используют зеркало с передней поверхностью в оптическом тракте для направления света от объектива через матовое стекло и пентапризму к окуляру. В момент экспозиции зеркало поднимается вверх из светового пути перед открытием затвора. Некоторые ранние камеры экспериментировали с другими методами обеспечения видоискателя через объектив, включая использование полупрозрачной пленки, как в Canon Pellix, и другие с небольшим перископом, как в серии Corfield Periflex.
Большоформатная камера
Большоформатная камера, работающая с листовой плёнкой, является прямым потомком ранних камер с пластинами и оставалась в использовании для высококачественной, технической, архитектурной и промышленной фотографии. Существует три основных типа: камера для съёмки видов (view camera) с вариантами монорельсовой и полевой конструкции, а также пресс-камера. Они оснащены вытяжными мехами, на передней части которых на линзовой плате крепятся объектив и затвор. Помимо стандартной кассеты для темной комнаты, доступны спинки для рулонной плёнки и, позднее, цифровые спинки. Эти камеры обладают широким диапазоном перемещений, обеспечивающих точный контроль фокусировки и перспективы. Композиция и фокусировка в камерах для съёмки видов осуществляются путем просмотра матового стекла, которое затем заменяется плёнкой для экспонирования; они подходят только для статичных объектов и требуют значительного времени для работы.
Камера с пластинкой
Самыми ранними камерами, производимыми в значительных количествах, были пластинчатые камеры, использующие светочувствительные стеклянные пластины. Свет попадал через объектив, установленный на линзовой доске, которая была отделена от пластины раздвижной мехом. Существовали простые ящичные камеры для стеклянных пластин, а также однозеркальные камеры со сменными объективами и даже для цветной фотографии (Autochrome Lumière). Многие из этих камер имели органы управления для подъема, опускания и наклона объектива вперед или назад для контроля перспективы. Фокусировка в этих пластинчатых камерах осуществлялась с помощью матового стекла в точке фокусировки. Поскольку конструкция объективов позволяла использовать только объективы с малой диафрагмой, изображение на матовом стекле было слабым, и большинство фотографов использовали темную ткань, чтобы накрывать голову и ускорить фокусировку и компоновку кадра. Когда фокусировка и компоновка были удовлетворительными, матовое стекло убиралось, и на его место помещалась светочувствительная пластина, защищенная темным держателем. Для экспонирования держатель аккуратно выдвигался, затем открывалась и закрывалась шторка, и держатель возвращался на место. Стеклянные пластины позже были заменены листовой пленкой в темном держателе для листовой пленки; были изготовлены переходные втулки, позволяющие использовать листовую пленку в держателях для пластин. Помимо матового стекла, часто устанавливался простой оптический видоискатель.
Среднеформатная камера
Среднеформатные камеры имеют размер пленки между крупноформатными и более компактными 35-мм камерами. Как правило, в этих системах используются рулонные пленки 120 или 220 формата. Наиболее распространенные размеры изображения – 6×4,5 см, 6×6 см и 6×7 см; более старый формат 6×9 см используется редко. Конструкция камер этого типа отличается большим разнообразием, чем у крупноформатных, – от монорельсовых систем до классической модели Hasselblad со сменными задниками и компактных дальномерных камер. В этом формате доступны даже компактные любительские камеры.
Двухлинцевая зеркальная камера
Двухлинзовые зеркальные камеры использовали пару почти идентичных объективов: один для формирования изображения, а другой – в качестве видоискателя. Объективы располагались так, что видоискательный объектив находился непосредственно над объективом для съемки. Видоискательный объектив проецировал изображение на матовое стекло, которое можно было видеть сверху. Некоторые производители, такие как Mamiya, также предлагали насадку-рефлектор для крепления к матовому стеклу, позволяющую прислонять камеру к глазу во время использования. Преимуществом TLR было то, что на них было легко фокусироваться, используя матовое стекло, и в большинстве случаев изображение, видимое на матовом стекле, совпадало с изображением, запечатленным на пленке. Однако на близких расстояниях возникали ошибки параллакса, и некоторые камеры также имели индикатор, показывающий, какая часть кадра будет исключена. Некоторые TLR имели сменные объективы, но поскольку они должны были быть парными, они были относительно тяжелыми и не обеспечивали такого же диапазона фокусных расстояний, как зеркальные камеры. Большинство TLR использовали пленки 120 или 220; некоторые – меньшие пленки 127.
Мгновенная камера
После экспонирования каждая фотография проходит через прижимные ролики внутри моментальной камеры. Таким образом, проявляющая паста, содержащаяся в бумажном "сэндвиче", распределяется по изображению. Через минуту достаточно снять защитный слой, и получается одно оригинальное позитивное изображение фиксированного формата. В некоторых системах также была возможность получить мгновенный негатив, с которого затем можно было сделать копии в фотолаборатории. Вершиной развития стала система SX-70 от Polaroid, в которой можно было сделать серию из десяти снимков, приводимых в действие двигателем, без необходимости снимать защитные слои с каждого изображения. Существовали моментальные камеры различных форматов, а также адаптеры для использования мгновенной пленки в средне- и крупноформатных камерах.
Субминиатюрная камера
Субминиатюрные камеры были впервые созданы в двадцатом веке и использовали плёнку значительно меньшего размера, чем 35 мм. Дорогостоящий Minox формата 8×11 мм, единственный тип камеры, выпускавшийся компанией с 1937 по 1976 год, получил широкую известность и часто использовался для шпионажа (позже компания Minox начала производить и камеры большего размера). Впоследствии появились более доступные субминиатюрные камеры для общего пользования, некоторые из которых использовали перемотанную 16-мм киноплёнку. Качество изображения при использовании столь маленьких форматов плёнки было ограничено.
Складная камера
Внедрение фотоплёнки позволило значительно уменьшить размеры существующих конструкций пластинчатых камер и сделать базовую пластину шарнирной, чтобы её можно было складывать, сжимая мех. Эти конструкции были очень компактными, а небольшие модели получили название «камеры для жилетного кармана». Складные камеры для рулонной плёнки появились вслед за складными пластинчатыми камерами, которые были более компактными, чем другие типы камер.
Камера-коробка
Камеры-коробки изначально представлялись как бюджетные модели и практически не имели органов управления. Первые модели Brownie оснащались небольшим рефлекторным видоискателем, расположенным на верхней панели, и не имели регулировок диафрагмы или фокусировки, только простой затвор. Более поздние модели, такие как Brownie 127, получили более крупные оптические видоискатели прямого визирования и изогнутую траекторию движения пленки для смягчения влияния недостатков оптики.
Камера дальномера
По мере развития технологии объективов камер и распространения объективов с большой светосилой, были разработаны дальномерные камеры для более точной фокусировки. Ранние дальномеры имели два отдельных окна видоискателя, одно из которых было связано с фокусирующим механизмом и перемещалось влево или вправо при вращении кольца фокусировки. Два отдельных изображения объединялись на матовом стекле. Когда вертикальные линии объекта съемки точно совпадали в объединенном изображении, объект оказывался в фокусе. Также предусматривался обычный видоискатель для кадрирования. Позднее видоискатель и дальномер были объединены в один. Многие дальномерные камеры имели сменные объективы, для каждого из которых требовалась своя настройка и связь с видоискателем. Дальномерные камеры выпускались в форматах полукадра и полнокадрового 35 мм, а также в формате среднеформатной плёнки.
Камера видеосъемки
Видеокамера — это электронное устройство, объединяющее в себе видеокамеру и видеомагнитофон. Хотя в маркетинговых материалах может использоваться разговорное название "видеокамера", на упаковке и в руководстве пользователя оно часто указывается как "видеокамера-рекордер". Большинство устройств, способных записывать видео, — это камеры телефонов и цифровые фотоаппараты, в первую очередь предназначенные для съемки неподвижных изображений; термин "видеокамера" используется для обозначения портативного, автономного устройства, основной функцией которого является видеосъемка и запись.