Введение
Камера, которая обычно использует систему зеркала и призмы.
Однообъективная зеркальная камера (ЗЗК) – это камера, которая обычно использует систему зеркала и призмы (отсюда и название "зеркальная" – от отражения в зеркале), позволяющая фотографу видеть через объектив ровно то, что будет запечатлено на снимке. В отличие от двухлинзовых зеркальных и дальномерных камер, изображение в видоискателе может существенно отличаться от конечного результата. При нажатии кнопки спуска затвора на большинстве ЗЗК зеркало поднимается, освобождая световой путь для света, попадающего на светочувствительный элемент и формирующего изображение.
История
До появления зеркальных камер все камеры с видоискателями имели два оптических пути света: один через объектив на пленку, а другой расположен выше (TLR или двухлинзовая зеркальная камера) или сбоку (дальномерная). Поскольку видоискатель и объектив для съемки не могут использовать один и тот же оптический путь, визирный объектив наводится так, чтобы его оптическая ось пересекалась с осью объектива для съемки в фиксированной точке перед камерой. Это не представляет проблемы при съемке с среднего или большого расстояния, но параллакс вызывает ошибки в кадрировании при съемке с близкого расстояния. Кроме того, сложно сфокусировать объектив быстрой зеркальной камеры при открытой диафрагме (например, при слабом освещении или использовании медленной пленки). Большинство зеркальных камер обеспечивают прямое и неискаженное изображение благодаря пентапризме на крыше, расположенной в оптическом пути между зеркалом и видоискателем. Свет, проходящий через объектив в перевернутом виде (как по горизонтали, так и по вертикали), отражается вверх от зеркала в пентапризму, где многократно отражается для исправления инверсии, вызванной объективом, и выравнивания изображения с видоискателем. При нажатии на кнопку спуска зеркало уходит из светового пути, и свет попадает непосредственно на пленку (или, в случае цифровой зеркальной камеры, на CCD или CMOS-матрицу). Исключениями из системы движущегося зеркала являются камеры Canon Pellix и Sony SLT, а также некоторые специализированные высокоскоростные камеры (например, Canon EOS 1N RS), в которых использовалось неподвижное полупрозрачное зеркало-делитель луча. Фокусировка может осуществляться вручную фотографом или автоматически системой автофокусировки. Видоискатель может включать матовый фокусировочный экран, расположенный непосредственно над зеркалом, для рассеивания света. Это обеспечивает точную визуализацию, компоновку и фокусировку, особенно при использовании сменных объективов. До 1990-х годов зеркальная камера была самой передовой системой предварительного просмотра изображения, но недавнее развитие и совершенствование цифровой технологии с функцией предварительного просмотра на ЖК-экране в реальном времени затмило популярность зеркальных камер. Почти все недорогие компактные цифровые камеры теперь оснащены ЖК-экраном предварительного просмотра, позволяющим фотографу видеть изображение, которое захватывает матрица. Однако зеркальные камеры по-прежнему популярны в камерах высокого и профессионального уровня, поскольку они являются системными камерами со сменными компонентами, позволяющими их настраивать. Они также имеют значительно меньшую задержку спуска затвора, что позволяет более точно фиксировать момент съемки. Кроме того, разрешение, контрастность, частота обновления и цветовой охват ЖК-экрана не могут сравниться с четкостью и детализацией теней, которые обеспечивает прямой оптический видоискатель зеркальной камеры. Крупноформатные зеркальные камеры, вероятно, впервые появились на рынке с выпуском монокулярного дуплекса К.Р. Смита (США, 1884). Зеркальные камеры для меньших форматов пленки были представлены в 1920-х годах несколькими производителями камер. Первая 35-мм зеркальная камера, доступная массовому рынку, – насадка PLOOT для дальномерной камеры Leica в комплекте с объективом 200 мм f/4.5 – была представлена в 1935 году. Советский фотоаппарат «Спорт» с тем же размером изображения (24x36 мм) был разработан в 1934 году и поступил в продажу в 1937 году. Kine Exakta (Германия, 1936) К. Нюхтерлейна стала первой полностью интегрированной 35-мм зеркальной камерой, поступившей в продажу. Дополнительные модели Exakta, все с видоискателями уровня пояса, производились до и во время Второй мировой войны. Другим предком современной зеркальной камеры была швейцарская Alpa, отличавшаяся инновационным дизайном и оказавшая влияние на последующие японские камеры. Первый видоискатель зеркальной камеры уровня глаза был запатентован в Венгрии 23 августа 1943 года Дьёне Дуловицем, который затем разработал первую 35-мм камеру с таким видоискателем – Duflex, в которой использовалась система зеркал для получения прямого и неискаженного изображения в видоискателе. Duflex, серийное производство которого началось в 1948 году, также стала первой в мире зеркальной камерой с зеркалом мгновенного возврата (также известным как автовозврат). Первой коммерчески производимой зеркальной камерой с пентапризмой на крыше была итальянская Rectaflex A.1000, продемонстрированная в рабочем состоянии на Миланской ярмарке в апреле 1948 года и выпущенная в сентябре того же года, что на год раньше, чем восточногерманская Zeiss Ikon VEB Contax S, анонсированная 20 мая 1949 года и выпущенная в сентябре. Японцы переняли и усовершенствовали конструкцию зеркальной камеры. В 1952 году Asahi разработала Asahiflex, а в 1954 году – Asahiflex IIB. В 1957 году Asahi Pentax объединила фиксированную пентапризму и рычаг взвода затвора, расположенный справа. Nikon, Canon и Yashica представили свои первые зеркальные камеры в 1959 году (F, Canonflex и Pentamatic соответственно).
Цифровые зеркальные камеры
Canon, Nikon и Pentax разработали цифровые зеркальные камеры (DSLR), используя те же байонеты объективов, что и их соответствующие пленочные зеркальные камеры. Konica Minolta поступила аналогичным образом, а после приобретения подразделения камер Konica Minolta в 2006 году Sony продолжает использовать байонет Minolta AF в своих DSLR, включая камеры с полупрозрачным неподвижным зеркалом. Samsung производит DSLR на базе байонета Pentax. Olympus, в свою очередь, выбрал новый цифровой стандарт Four Thirds System для зеркальных камер, который позже был принят Panasonic и Leica. Contax выпустила модель DSLR – Contax N Digital. Эта модель оказалась слишком поздней и дорогой, чтобы конкурировать с другими производителями камер. Contax N Digital стала последней камерой Contax, использующей систему объективов этого производителя, и, хотя камера обладала впечатляющими характеристиками, такими как полнокадровая матрица, она была дорогой и имела недостаточную скорость записи на карту памяти, что не позволило некоторым профессиональным фотографам всерьез рассматривать ее для работы. В начале XXI века цифровые однообъективные зеркальные камеры во многом заменили пленочные зеркальные камеры по удобству, объему продаж и популярности.
Оптические компоненты
Поперечное сечение (или "вид сбоку") оптических компонентов типичной зеркальной камеры показывает, как свет проходит через объектив, отражается от зеркала, расположенного под углом 45 градусов, и проецируется на матовый фокусировочный экран. Через конденсирующую линзу и внутренние отражения в пентапризме изображение появляется в окуляре. При съемке зеркало поднимается вверх от своего исходного положения в направлении стрелки, открывается фокальный затвор, и изображение проецируется на пленку или сенсор точно так же, как на фокусировочный экран. Эта особенность отличает зеркальные камеры от других типов камер, поскольку фотограф видит изображение, скомпонованное точно таким же образом, как оно будет запечатлено на пленке или сенсоре. Большинство 35-мм зеркальных камер используют пентапризму или пента-зеркало для направления света в окуляр, впервые примененные в камере Duflex 1948 года, разработанной Енё Дуловицем и запатентованной в августе 1943 года (Венгрия). Вместе с этой камерой появилось и первое зеркало мгновенного возврата. Первой японской зеркальной камерой с пентапризмой была Miranda T 1955 года, за которой последовали Asahi Pentax, Minolta SR 2, Zunow, Nikon F и Yashica Pentamatic. Некоторые зеркальные камеры предлагали съемные пентапризмы с дополнительными возможностями видоискателя, такими как видоискатель уровня пояса, сменные спортивные видоискатели, используемые в Canon F1 и F1n; Nikon F, F2, F3, F4 и F5; и Pentax LX. Другой конструкцией призмы является система призмы Порро, использованная в камерах Olympus Pen F, Pen FT, Pen FV – полукадровых 35-мм зеркальных камерах. Позже она была применена в серии Olympus EVOLT E 3x0, Leica Digilux 3 и Panasonic DMC L1. Доступен угловой видоискатель, который надевается на окуляр большинства зеркальных и цифровых зеркальных камер и позволяет просматривать изображение через видоискатель уровня пояса. Также существует видоискатель, обеспечивающий удаленное управление EVF.
Механизмы затворных дверей
Почти все современные зеркальные фотоаппараты используют фокальный затвор, расположенный перед плоскостью пленки, который предотвращает попадание света на пленку, даже если объектив снят, за исключением момента срабатывания затвора во время экспозиции. Существуют различные конструкции фокальных затворов. Ранние фокальные затворы, разработанные начиная с 1930-х годов, обычно состояли из двух шторок, перемещающихся горизонтально через кадровое окно: открывающейся шторки, за которой следовала закрывающаяся шторка. На быстрых выдержках фокальный затвор формирует щель, при которой вторая шторка плотно следует за первой открывающейся шторкой, создавая узкое вертикальное отверстие, которое перемещается горизонтально. Щель становится уже по мере увеличения выдержки. Первоначально эти шторки изготавливались из тканевого материала (который позже часто резинопокрывался), но некоторые производители использовали и другие материалы. Например, Nippon Kōgaku (ныне Nikon Corporation) использовала титановые фольговые шторки в нескольких своих флагманских зеркальных камерах, включая Nikon F, F2 и F3. Другие конструкции фокальных затворов, такие как Copal Square, перемещались вертикально — более короткое расстояние перемещения в 24 миллиметра (в отличие от 36 мм по горизонтали) позволяло уменьшить минимальное время выдержки и время синхронизации со вспышкой. Эти затворы обычно изготавливаются из металла и используют тот же принцип движущейся щели, что и горизонтальные затворы. Однако они отличаются тем, что обычно состоят из нескольких ламелей или лезвий, а не из цельных шторок, как в горизонтальных конструкциях, поскольку над и под кадром редко бывает достаточно места для цельной шторки. Вертикальные затворы стали очень распространены в 1980-х годах (хотя Konica, Mamiya и Copal впервые начали их использовать в 1950-х и 1960-х годах) и почти исключительно используются в новых камерах. Nikon использовала вертикальные фокальные затворы Copal в линейке Nikomat/Nikkormat, обеспечивая синхронизацию со вспышкой на выдержках от 1/30 до 1/125, в то время как для фокальных затворов в то время была доступна только выдержка 1/60. Позже Nikon снова стала пионером в использовании титана для вертикальных затворов, применяя специальный сотовый узор на лезвиях для уменьшения их веса и достижения рекордной скорости в 1982 году — 1/4000 секунды для съемки без синхронизации со вспышкой и 1/250 секунды с синхронизацией. В настоящее время большинство таких затворов изготавливаются из более дешевого алюминия (хотя некоторые высококлассные камеры используют такие материалы, как углеродное волокно и кевлар). Другая система затвора — шторный затвор, в котором затвор состоит из лепестков, подобных диафрагме, и может располагаться либо между объективом, либо за ним. Если затвор является частью объектива, требуется другой механизм для предотвращения попадания света на пленку между кадрами. Примером шторного затвора за объективом является конструкция 35-мм зеркальных фотоаппаратов Kodak из линейки Retina Reflex; Topcon с их Auto 100; и Kowa с их SE R и SET R. Основным примером среднеформатной зеркальной камеры со шторным затвором между линзами является Hasselblad с их 500C, 500 cm, 500 EL M (моторизованная Hasselblad) и другими моделями (производящими квадратный негатив 6 см). Hasselblad использует вспомогательный затвор, расположенный за байонетом объектива и системой зеркал, для предотвращения засветки пленки. Другие среднеформатные зеркальные камеры, также использующие шторные затворы, включают в себя прекращенные линейки камер Zenza Bronica, такие как Bronica ETRs, ETRs'i (обе производящие изображение 6 × 4,5 см), SQ и SQ AI (производящие изображение 6 × 6 см, как Hasselblad) и систему Zenza Bronica G (6 × 7 см). Некоторые среднеформатные зеркальные камеры Mamiya, прекращенные системы камер, такие как Kowa 6 и несколько других моделей камер, также использовали шторные затворы между линзами в своих объективах. Таким образом, при покупке одного из этих объективов в комплект входил шторный затвор в байонете объектива. Поскольку шторные затворы синхронизируют электронную вспышку на всех выдержках, особенно на быстрых выдержках 1/500 секунды и короче, камеры со шторными затворами были более востребованы у студийных фотографов, использующих сложные студийные системы электронных вспышек. Некоторые производители среднеформатных 120-пленочных зеркальных камер также производили объективы со шторными затворами для своих камер с фокальным затвором. Rollei выпустила как минимум два таких объектива для своей среднеформатной Rolleiflex SL 66, которая была зеркальной камерой с фокальным затвором. Позже Rollei перешла на систему камер со шторным затвором (например, 6006 и 6008) и ее нынешние среднеформатные зеркальные камеры полностью используют конструкцию шторного затвора между линзами.
Дальнейшее развитие событий
С тех пор как эта технология стала широко распространенной в 1970-х годах, зеркальные камеры стали основным фотографическим инструментом, используемым как профессионалами, так и серьезными любителями. Однако некоторые фотографы, работающие со статичными объектами (такими как архитектура, пейзаж и некоторые коммерческие объекты), предпочитают камеры с видоискателем из-за возможности управления перспективой. Используя камеру большого формата 4" × 5" с трехсекционным выносным механизмом, например Linhof SuperTechnika V, фотограф может корректировать определенные искажения, такие как эффект "трапеции", когда линии изображения сходятся (например, при съемке здания, направленном вверх, чтобы захватить его верхнюю часть). Корректирующие объективы перспективы доступны для 35-мм и среднеформатных камер для исправления этого искажения при использовании пленочных камер, а также его можно исправить впоследствии с помощью программного обеспечения для обработки фотографий при использовании цифровых камер. Фотограф также может полностью выдвинуть выносной механизм, наклонить переднюю панель и выполнить фотомакросъемку (обычно называемую "макрофотографией"), получая четкое изображение с большой глубиной резкости без закрытия диафрагмы объектива.
Форматы фильмов
Ранние зеркальные камеры создавались для работы с крупным форматом, но этот формат пленки в значительной степени утратил популярность среди профессиональных фотографов. Зеркальные камеры, работающие на пленке, выпускались для большинства форматов пленки, а также для цифровых форматов. Эти пленочные зеркальные камеры используют формат 35 мм, поскольку он предлагает широкий выбор эмульсий и светочувствительности пленки, приемлемое качество изображения и выгодную цену. Пленка 35 мм выпускается различной длины: рулоны на 20, 24 и 36 кадров. Среднеформатные зеркальные камеры обеспечивают более высокое качество изображения с негативом, который при необходимости легче ретушировать, чем негатив формата 35 мм. Небольшое количество зеркальных камер было выпущено для формата APS, например, серии Canon IX и камеры Nikon Pronea. Зеркальные камеры также выпускались для таких небольших форматов пленки, как Kodak 110, например, Pentax Auto 110 с возможностью смены объективов. Камера Narciss – полностью металлическая 16-мм субминиатюрная однообъективная зеркальная камера, изготовленная советской оптической фирмой Красногорский механический завод (КМЗ) «Нарцисс» (СССР; Нарцисс) в период с 1961 по 1965 год.
Общие черты
Другие функции, которые можно найти на многих зеркальных камерах, включают экспонометрию через объектив (TTL) и сложный контроль вспышки, известный как "специальная электронная вспышка". В специальной системе, после установки специальной электронной вспышки в горячий башмак камеры и её включения, устанавливается связь между камерой и вспышкой. Устанавливается синхронизационная выдержка камеры вместе с диафрагмой. Многие модели камер измеряют свет, отражённый от плоскости расположения плёнки, что контролирует длительность импульса электронной вспышки. Это обозначается как TTL-измерение вспышки. Некоторые электронные вспышки могут посылать несколько коротких импульсов света для помощи системе автофокусировки или для беспроводной связи с внешними вспышками. Предварительный импульс часто используется для определения количества света, отражённого от объекта, что задаёт длительность основного импульса во время экспозиции. Некоторые камеры также используют автоматическую коррекцию экспозиции со вспышкой, при которой балансируются свет вспышки и окружающий свет. Хотя эти возможности не являются исключительными для зеркальных камер, производители включили их в свои флагманские модели на ранних этапах, в то время как лучшие дальномерные камеры переняли подобные функции позже.
Относительно конструкции
Многие преимущества зеркальных камер обусловлены возможностью просмотра и фокусировки изображения через установленный объектив. Большинство других типов камер не обладают этой функцией; объекты видны через видоискатель, расположенный рядом с объективом, что создает разницу между тем, что видит фотограф, и тем, что видит объектив. Зеркальные камеры обеспечивают фотографам точность, предоставляя изображение, которое будет спроецировано на негатив точно таким, каким оно видно через объектив. Отсутствует погрешность параллакса, а точная фокусировка может быть подтверждена визуально, особенно при макросъемке и использовании телеобъективов. Глубину резкости можно оценить, прикрыв диафрагму установленного объектива, что возможно на большинстве зеркальных камер, за исключением самых дешевых моделей. Благодаря универсальности зеркальных камер, большинство производителей предлагают широкий ассортимент объективов и аксессуаров для них. По сравнению с большинством компактных камер с фиксированным объективом, наиболее распространенные и доступные по цене объективы для зеркальных камер имеют более широкий диапазон диафрагм и большую максимальную диафрагму (обычно для объектива 50 мм). Это позволяет снимать при слабом освещении без вспышки и получать малую глубину резкости, что полезно для размытия фона и выделения объекта съемки. "Быстрые" объективы часто используются в театральной, портретной, скрытой и любой другой фотографии, требующей большой максимальной диафрагмы. Разнообразие объективов также позволяет использовать камеру и адаптировать ее к различным ситуациям. Это дает фотографу значительно больше контроля над композицией и видом кадра, чем в случае с камерой большого формата. Кроме того, некоторые объективы для зеркальных камер имеют чрезвычайно большое фокусное расстояние, позволяя фотографу находиться на значительном расстоянии от объекта и при этом получать четкое и сфокусированное изображение. Это особенно полезно, если объектом съемки являются опасные животные (например, дикая природа), объект предпочитает анонимность, или присутствие фотографа нежелательно (например, съемка знаменитостей или скрытая съемка). Практически все корпуса зеркальных и цифровых зеркальных камер можно оснастить телескопами и микроскопами через адаптерное кольцо для расширения возможностей съемки. В большинстве случаев однообъективные зеркальные камеры не могут быть такими же компактными и легкими, как другие типы камер, такие как дальномерные, компактные камеры с автофокусом и цифровые камеры с электронным видоискателем (EVF), из-за наличия зеркального блока и пентапризмы/пентамиррора. Зеркальный блок также препятствует установке объективов с глубоко посаженными задними линзами близко к пленке или сенсору, если камера не оснащена функцией блокировки зеркала; это означает, что нельзя использовать простые конструкции широкоугольных объективов. Вместо этого требуются более сложные и крупные ретрофокусные схемы. Зеркало зеркальной камеры "затемняет" изображение в видоискателе во время экспозиции. Кроме того, перемещение зеркала занимает время, ограничивая максимальную скорость съемки. Зеркальная система также может вызывать шум и вибрацию. Частично отражающие (пелликулярные) неподвижные зеркала позволяют избежать этих проблем и использовались в некоторых моделях, таких как Canon Pellix и Canon EOS 1N RS, но они имеют свои недостатки. Эти пелликулярные зеркала уменьшают количество света, достигающего пленки или сенсора, и могут искажать проходящий через них свет, что приводит к снижению резкости изображения. Чтобы избежать шума и вибрации, многие профессиональные камеры предлагают функцию блокировки зеркала, однако она полностью отключает автоматическую фокусировку камеры. Электронные видоискатели потенциально могут обеспечить "опыт просмотра" цифровой зеркальной камеры (съемка через объектив) без многих недостатков. Недавно компания Sony возродила концепцию пелликулярного зеркала в своей линейке камер "однообъективная прозрачная" (SLT). Корпуса зеркальных камер значительно различаются по конструкции и обычно изготавливаются из пластика или магния. Большинство производителей не указывают характеристики долговечности, но некоторые сообщают о ресурсе затвора для профессиональных моделей. Например, Canon EOS 1Ds MkII рассчитана на 200 000 циклов затвора, а Nikon D3 – на 300 000 циклов с использованием экзотического затвора из углеродного волокна и кевлара. Поскольку многие зеркальные камеры имеют сменные объективы, пыль, песок и грязь могут попадать внутрь корпуса через зеркальный блок при снятии объектива, загрязняя или даже блокируя механизм перемещения зеркала или механизм затвора. Кроме того, эти частицы могут блокировать или затруднять работу фокусировочного механизма объектива, если они попадут во вращающуюся фокусировочную муфту. Проблема очистки сенсора в цифровых зеркальных камерах несколько снижена, поскольку некоторые камеры имеют встроенный механизм очистки сенсора. Цена зеркальных камер в целом, как правило, выше, чем у других типов камер, из-за их внутренней сложности. Это усугубляется стоимостью дополнительных компонентов, таких как вспышки или объективы. Первоначальные инвестиции в оборудование могут быть слишком высокими для некоторых любителей, хотя рынок подержанных зеркальных камер расширяется, особенно по мере перехода фотографов на цифровые системы.
Будущее
Цифровые однообъективные зеркальные камеры в значительной степени вытеснили плёночные зеркальные камеры благодаря удобству, объёмам продаж и популярности в начале XXI века. Эти камеры были предпочтительным выбором среди продвинутых любителей и профессиональных фотографов на протяжении первых двух десятилетий 2000-х годов. Около 2010 года беззеркальная технология, ранее использовавшаяся в компактных камерах, появилась в камерах со сменной оптикой и постепенно начала заменять технологию DSLR. По состоянию на 2022 год все крупные производители камер (за исключением Pentax) прекратили разработку и производство DSLR и перешли на беззеркальные системы. Эти системы предоставляют фотографам множество преимуществ, в частности, в отношении систем автофокусировки, а также возможность обновления оптики благодаря уменьшению расстояния между задней частью объектива и сенсором после удаления зеркала. Плёночные зеркальные камеры по-прежнему используются узким кругом энтузиастов и ценителей аналоговой фотографии.