Back to the topics list

camera

Panimula sa Mga Camera at Optik

Sa araling ito, tutuklasin natin ang kamangha-manghang mundo ng mga camera at ang kanilang kaugnayan sa optika, ang sangay ng pisika na tumatalakay sa pag-aaral ng liwanag. Ang mga camera, parehong digital at analog, ay kumukuha ng liwanag upang lumikha ng mga larawan, at ang pag-unawa sa mga prinsipyo ng optika ay maaaring mapahusay ang aming pag-unawa sa kung paano gumagana ang mga camera.

Pangunahing Konsepto ng Optika

Ang optika ay isang sangay ng pisika na nagsasangkot ng pag-uugali at mga katangian ng liwanag, kabilang ang pakikipag-ugnayan nito sa bagay. Bago sumisid sa kung paano ginagamit ng mga camera ang optika upang kumuha ng mga larawan, tingnan natin ang ilang pangunahing konsepto sa optika:

• Liwanag : Ang liwanag ay isang anyo ng electromagnetic radiation na nakikita ng mata ng tao. Naglalakbay ito sa mga alon at maaaring ilarawan sa pamamagitan ng wavelength at dalas nito.
• Reflection : Ito ay kapag ang liwanag ay tumatalbog sa isang bagay. Ang mga salamin ay karaniwang mga halimbawa ng mga reflective surface.
• Repraksyon : Ang repraksyon ay ang pagbabago sa direksyon ng isang liwanag na alon dahil sa pagbabago sa bilis nito. Nangyayari ito kapag ang liwanag ay dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, tulad ng hangin patungo sa tubig.
• Lens : Ang lens ay isang piraso ng transparent na materyal, kadalasang salamin o plastik, na may hindi bababa sa isang curved surface, na ginagamit upang i-refract ang liwanag at bumuo ng mga imahe.

Ang Camera: Isang Pangkalahatang-ideya

Sa kaibuturan nito, ang camera ay isang optical instrument na kumukuha ng liwanag upang bumuo ng isang imahe. Kasama sa mga pangunahing bahagi ng camera ang katawan, lens, shutter, aperture, at sensor ng imahe (o pelikula sa mga tradisyonal na camera).

Mga Lente at Focal Length

Ang lens ay arguably ang pinaka kritikal na bahagi ng isang camera. Kinokolekta at itinutuon nito ang liwanag sa sensor ng imahe o pelikula upang lumikha ng isang imahe. Tinutukoy ng focal length ng isang lens, kadalasang sinusukat sa millimeters (mm), ang anggulo ng view nito (kung gaano karami ng eksena ang kukunan) at ang magnification ng imahe. Ang mga lente ay maaaring ikategorya bilang:

• Wide-angle : Ang mga ito ay may maikling focal length at nagbibigay ng malawak na view ng eksena. Tamang-tama para sa mga landscape.
• Telephoto : Mahabang focal length lens na nagbibigay ng makitid na view. Ginagamit ang mga ito upang ilapit ang malalayong bagay.
• Prime : Mga lente na may nakapirming focal length. Kilala sa kanilang talas at mababang pagganap ng liwanag.
• Zoom : Mga lente na may variable na focal length, na nag-aalok ng flexibility sa pag-frame ng mga kuha nang hindi binabago ang lens.

Aperture at Lalim ng Field

Ang aperture ay ang pagbubukas sa loob ng lens kung saan dumadaan ang liwanag. Ito ay binibilang gamit ang mga f-number (hal., f/2.8, f/8), na may mas mababang mga numero na nagpapahiwatig ng mas malawak na aperture. Ang mas malawak na aperture ay nagbibigay-daan sa mas maraming liwanag na maabot ang sensor ng imahe, na ginagawa itong kapaki-pakinabang sa mga kondisyong mababa ang liwanag. Naaapektuhan din ng aperture ang depth of field , na kung saan ay ang lawak ng naka-focus na eksena. Ang isang malawak na aperture (hal., f/2.8) ay lumilikha ng isang mababaw na lalim ng field, na tumutuon sa paksa habang pinapalabo ang background.

Bilis ng Shutter

Kinokontrol ng shutter ang tagal ng pagkakalantad ng sensor o pelikula ng camera sa liwanag. Ang bilis ng shutter ay sinusukat sa mga segundo o mga fraction ng isang segundo. Ang mabilis na bilis ng shutter (hal., 1/1000th ng isang segundo) ay nag-freeze ng paggalaw, habang ang mabagal na bilis ng shutter (hal., 1 segundo) ay maaaring lumikha ng motion blur effect, na naglalarawan ng paggalaw ng mga bagay.

Sensing the Image: Film at Digital Sensors

Sa mga tradisyonal na film camera, kinukunan ng light-sensitive na film ang larawan. Sa mga digital camera, ang papel na ito ay ginagampanan ng isang sensor ng imahe, karaniwang isang CCD (charge-coupled device) o CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) sensor. Ang sensor ay nagko-convert ng liwanag sa mga de-koryenteng signal upang makagawa ng mga digital na imahe.

Pag-eksperimento sa Liwanag at Lensa

Upang higit pang maunawaan kung paano nakakaapekto ang mga lente sa paraan ng pagkuha namin ng mga larawan, isaalang-alang ang simpleng eksperimentong ito:

1. Kumuha ng magnifying glass at isang piraso ng papel.
2. Sa isang maaraw na araw, hawakan ang magnifying glass sa ibabaw ng papel, ayusin ang distansya hanggang sa makita mo ang punto kung saan ang sikat ng araw ay nakatuon sa pinakamaliit na posibleng lugar. Ang puntong ito ay kilala bilang ang focal point.
3. Obserbahan ang intensity ng liwanag sa focal point. Ipinapakita nito kung paano nakakapag-concentrate ang mga lente ng liwanag, isang prinsipyong ginagamit ng mga camera upang bumuo ng maliliwanag at malinaw na mga imahe.

Konklusyon

Ang pag-unawa sa mga prinsipyo ng optika ay mahalaga upang maunawaan kung paano gumagana ang mga camera. Mula sa paraan ng pagtutok ng mga lente sa liwanag upang lumikha ng mga larawan, hanggang sa paggamit ng aperture at bilis ng shutter upang kontrolin ang pagkakalantad, ang mga optika ay may mahalagang papel sa pagkuha ng litrato. Sa pamamagitan ng paglalapat ng mga konseptong ito, maaaring manipulahin ng mga photographer ang liwanag at pananaw upang makamit ang kanilang ninanais na mga resulta, na kumukuha ng mga sandali sa oras sa pamamagitan ng lens ng isang camera.