|
|
Реферат по теме Инженерное изобретение, которое изменило мир. Реферат. Реферат по дисциплине Введение в инженерную деятельность
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГАОУ ВО «ЮФУ»)
Институт компьютерных технологий и информационной безопасности
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Введение в инженерную деятельность»
ФОТОАППАРАТ - ИНЖЕНЕРНОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ, КОТОРОЕ ИЗМЕНИЛО МИР
Выполнил
студент группы КТбо1-6 _______________ К. В. Гридасова
Принял
доцент ИКТИБ, к.т.н. _______________ А. П. Плёнкин
Содержание
1 История создания фотоаппарата 4
1.1 Камера-обскура 4
1.2 Первое фото и первый фотоаппарат 5
2. 1 Принцип фотографии 7
2.2 Внутреннее устройство цифровой камеры 9
Введение
Современную жизнь невозможно представить без фотографий. Люди фотографируют себя и своих друзей, своих детей и питомцев, свою еду, одежду и прочие предметы быта, а также места, которые посещают. Люди фотографируют почти каждый свой шаг, чтобы запомнить как можно больше ярких моментов из собственной жизни.
Невозможно не согласиться, что создание фотоаппарата изменило жизнь миллионов людей по всему миру. Благодаря фото- и видеосъёмке нам доступно то, о чём наши предки могли только мечтать. Всё современное медиапространство живёт в том виде, в каком оно известно нам, лишь благодаря фото- и видеокамерам. Для кого-то фотография является развлечением, для кого-то – рабочим инструментом, а есть те, для кого сама фотография и есть работа.
В своём реферате я рассматриваю историю создания фотоаппаратов, их классификацию, а также устройство и принцип действия цифровых камер, как наиболее распространённых в наши дни.
1 История создания фотоаппарата
История фотоаппарата гораздо богаче истории фотографии. Она началась с камеры-обскуры и продолжилась эволюцией различных технологий фиксации изображения - от дагерротипов, калотипов, сухих пластин до плёнки и цифровых камер, гораздо более известных нам.
1.1 Камера-обскура
Происхождение камеры-обскуры, которую называют прародителем фотоаппаратов, восходит к Древнему Китаю и Греции и представляет собой устройство, в котором внешний пейзаж проецируется в виде перевернутого изображения на проекционную поверхность через игольное отверстие или линзу [1]–[2]. Это устройство будоражило умы многих. К примеру, произведение учёного и монаха Роджера Бэкона, известное под названием «О тайных деяниях искусства и природы и о ничтожности магии послание брата Роджера Бэкона Гийому Парижскому» и опубликованное в 1267 году, содержит ряд теоретических вопросов, описывающих, как дьявол магически раскрывает себя через булавочное отверстие [3]. 24 января 1544 года математик и приборостроитель Реньер Гемма Фризиус из Левенского университета использовал камеру-обскура для наблюдения солнечного затмения. Метод сохранился лишь в виде чертежа (см. Рисунок 1). В 1588 году Джованни Батиста Делла Порта впервые рекомендовал использовать это устройство для рисования.
Рисунок 1 - Наблюдение солнечного затмения
До того, как была изобретена фотография, не было никакого способа сохранить изображения, проецируемые на это устройство, кроме ручного перерисовывания. Первые камеры были достаточно просторными, чтобы вместить одного или двух человек (см. Рисунок 2), но постепенно эволюционировали в более мелкие. Иоганн Зан в 1685 году разработал компактную портативную камеру-обскура, пригодную для фотографирования. Однако фотография была применена на практике только 150 лет спустя.
Рисунок 2 – Внешний вид камеры-обскура
В 1817 году Нисефор Ньепс сделал первые фотографии, используя свою собственную камеру-обскура. Однако эта фотография не была постоянной, и она выцвела, когда ее выставили на свет. В течение нескольких лет Жозеф Нисефор Ньепс экспериментировал с различными технологиями, металлами и воздействием на них газов. Однако, вместо фиксированного изображения добился лишь того, что обжёг свою руку.
В 1827 (в некоторых источниках пишут про 1826) году Нисефор Ньепс наконец-то сделал первые постоянные снимки (см. Рисунок 3) с помощью раздвижной деревянной коробчатой камеры, изготовленной Шарлем и Винсентом Шевалье из Парижа. Фотографии были созданы на оловянной пластине, покрытой битумом (сирийским асфальтом, добываемым из Мёртвого моря) и подвергнутой воздействию света. Данное изобретение получило название «гелиограф» (см. Рисунок 4), и именно оно и считается первым фотоаппаратом.
Дальнейшая история данного изобретения была стремительна. Дагеротипия, калотипия, сухие и влажные коллодиевые пластины, рождение плёнки, позволившей превратить кинокамеры в коммерческие инструменты, а не в дорогие игрушки – всё это постепенно превращало фотоаппарат из неудобного огромного устройства, создающего фотографии в течение 8 часов, в то, что создаёт снимки мгновенно и доступно каждому [4]–[7].
Рисунок 3 – "Вид из окна дома в Ле Гра" (1827)
Рисунок 4 – Гелиограф
2 Устройство и принцип действия цифровых камер
В современной действительности больше всего распространены цифровые камеры. Их ценят за простоту использования и качество съёмки. И поэтому мне хотелось бы рассмотреть устройство и принцип действия именно цифровой камеры.
2. 1 Принцип фотографии
Цифровые фотоаппараты, как зеркальные и пленочные фотоаппараты, получают свет через объектив через датчик изображения, а затем преобразуют его в цифровые данные и сохраняют в памяти. В настоящее время это датчик изображения, называемый CCD или CMOS, который действует как пленка для пленочной камеры (см. Рисунок 5). Это один из важнейших компонентов цифровой камеры.
Рисунок 5 – Датчики изображения
CCD и CMOS, которые используются в качестве датчиков изображения в цифровых камерах или цифровых видеокамерах, являются важными критериями при выборе камеры. При выборе цифровой камеры в первую очередь часто учитывается количество пикселей, но для пользователей зеркальной фотокамеры, лучше сначала проверить размер датчика изображения. Это потому, что это ключевое условие, определяющее качество изображения. Другими словами, даже при небольшом количестве пикселей при большом размере датчика изображения можно ожидать лучшего качества изображения.
Свет и объект попадают в камеру через объектив (см. Рисунок 6). После прохождения через фильтр RGB (красный, зеленый, синий), расположенный за объективом, на датчике изображения формируется форма объекта. Затем он проходит через пента-призму и становится видимым для наших глаз через видоискатель.
Когда изображение объекта формируется на датчике изображения, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой через аналого-цифровой преобразователь. Затем он сохраняется в буферной памяти камеры, выполняется различная обработка цвета, затем он сжимается в соответствии со стандартами сжатия изображений (JPEG и т. д.) И, наконец, сохраняется на устройстве хранения (память SD, память CF и т. д.) [8]–[10].
Рисунок 6 – Как преобразуется свет
Цифровые фотоаппараты не сильно отличаются от плёночных с точки зрения метода съемки, за исключением того, что вместо устройства приема изображения во вторых используется пленка. Строго говоря, конечно, когда затвор нажат, шторка затвора на мгновение блокирует свет, чтобы сформировать изображение на пленке, но цифровые камеры отличаются тем, что при нажатии затвора ток, протекающий через датчик изображения, мгновенно блокируется для формирования изображения.
2.2 Внутреннее устройство цифровой камеры
Внутри камера состоит из линзы, диафрагмы, датчика изображения и пента-призмы.
Линза расположена перед корпусом (см. Рисунок 7). Линза работает как человеческий глаз и служит для приема объекта и света. Обычно зум-объектив с 3-кратным или более увеличением изготавливается путем наложения нескольких линз. Например, если вы посмотрите на характеристики цифровой камеры, там может быть написано: «14 линз в 11 группах», что означает, что в общей сложности 14 линз объединены и состоят из 11 групп. Обычно, чем больше увеличение, тем больше линз используется.
Рисунок 7 – Линзы фотоаппарата
Диафрагма расположена сразу за объективом. Диафрагма – это устройство, которое контролирует количество света, попадающего через объектив камеры (см. Рисунок 8). Другими словами, когда вокруг темно, диафрагма должна быть открыта, чтобы пропускать много света, а когда окружающая среда яркая, диафрагму следует сузить, чтобы уменьшить количество света. Кроме того, диафрагма - незаменимый фактор при применении различных приемов съемки. Роль диафрагмы в управлении экспозицией состоит в изменении яркости изображения на пленке. Чтобы стать пользователем «зеркалки», прежде всего, вам нужно уметь обращаться с диафрагмой.
Рисунок 8 – Диафрагма
Датчик изображения (CCD или CMOS), который отражает свет и форму объекта, проходящего через объектив и диафрагму. Как упоминалось ранее, датчик изображения играет роль пленки (см. выше на стр. 7).
Пентапризма – отражает форму объекта на датчике изображения, чтобы фотограф мог визуально проверить, расположена ли она в верхней части камеры (см. Рисунок 9). Поскольку форма объекта, сформированного на датчике изображения, перевёрнута, её роль заключается в том, чтобы сделать изображение нормальным для глаза пользователя [11]–[13].
Рисунок 9 – Пентапризма фотоаппарата
3 Классификация фотоаппаратов
Все фотоаппараты можно условно разделить на устройства общего (фотоаппараты для художественной профессиональной и любительской съёмки) и специального (фотоаппараты для аэрофотосъёмки, рентгеносъёмки и т. д.) назначения [14].
Далее будем рассматривать классификацию фотоаппаратов для общего назначения. Важную роль в их типировании играет размер кадрового окна, то есть формат фотоаппарата. Так, фотоаппараты бывают:
Широкоформатные (размер кадра 85-180 на 105-240 мм)
Среднеформатные (размер кадра 45-60 на 60-90 мм)
Малоформатные (размер кадра 24-28 на 28-36 мм)
Полуформатные (размер кадра 18 на 24 мм)
Миниатюрные (размер кадра 10-14 на 14-21 мм)
Также фотоаппараты общего назначения делятся по виду применяемых фотоматериалов [15]. По этой классификации выделяют четыре группы:
Киноплёночные фотоаппараты – устройства, рассчитанные на применение перфорированной киноплёнки, относящиеся к группе малоформатных. Такие фотоаппараты портативны и многозарядны, зачастую обладают точно действующими оптическими дальномерами и допускают смену объектива.
Плёночные (широкоплёночные) фотоаппараты - устройства, рассчитанные на применение катушечной (роликовой) плёнки. Такие фотоаппараты обладают достаточно большим конструктивным разнообразием и допускают перезарядку на свету. Наиболее распространены среднеформатные аппараты.
Пластиночные фотоаппараты – устаревшие устройства. В основном, широкоформатны. Рассчитаны на применение фотопластин (плоских плёнок).
Цифровые фотоаппараты – наиболее распространённые в современном мире. Существуют разноформатные модели. Фотография сохраняется на электронном носителе информации. В свою очередь, цифровые фотоаппараты бывают разных типов [16].
Компактные фотоаппараты – в народе именуются «мыльницей». Имеют малые габариты и невысокую стену, но низкую скорость, качество съёмки и оптики. Традиционные компактные фотоаппараты всё чаще заменяет камера обычного смартфона.
Зеркальные камеры – имеют внутри себя оптические и строго плоские зеркала. Скорость и качество съёмки, удобство в управлении, широкий выбор объективов и экономное потребление. Из недостатков можно назвать такие факторы как: большие габариты, дорогие объективы и шум при спуске затвора.
Беззеркальные (гибридные) камеры – устройства с большим сенсором, сменной оптикой и электронным видоискателем. Беззеркальные камеры меньше своих зеркальных «собратьев», но по качеству съёмки ничуть не уступают. Однако, за миниатюрность приходится платить, поэтому такие камеры дороже, чем зеркальные, а также у них больший расход электроэнергии.
Псевдозеркальные фотоаппараты – компактные цифровые устройства, внешне напоминающие зеркальные камеры. Однако, внутри «псевдозеркалок» отсутствуют зеркала и призма. Данная модель цифровых фотоаппаратов даёт лучшее качество съёмки, чем «мыльницы», но дешевле беззеркальных камер и компактнее, чем «зеркалки». Из минусов – небольшое количество настроек, невозможность сменить объектив и быстрая нагреваемость, ухудшающая качество получаемого изображения.
Заключение
Фотоаппарат прошёл огромный эволюционный путь длиной в сотни лет. Находясь на начальном этапе своего развития, являясь ранним прототипом того устройства, которое нам известно сегодня, он восхищал и пугал людей, воспринимавших его как неизведанное чудо, магию.
Спустя века люди научились не только проецировать, но и сохранять изображения. Это открыло ранее неизведанные горизонты: портреты, пейзажи и прочие виды изобразительного искусства стали доступнее и точнее. Это позволило расширить сферы применения фиксации изображения и сделать технологию ближе к людям.
Плёночные фотоаппараты стали гораздо более доступными для простых людей, цифровые же стали неотъемлемой частью нашей жизни. Фотографии в социальных сетях, личных архивах, на жёстком диске компьютера и в памяти телефона – это не исключения из правил. Это и есть правила.
За последние 100 лет произошла масштабная «фото-революция». Человек больше не может представить себя без фиксирования своей жизни, своей истории. Желание запечатлеть себя, свой быт и эмоции – то, что стало обыденностью. И всё это благодаря фотоаппарату.
Список использованных источников
Needham J., Science and Civilisation in China, V. IV. Physics and Physical Technology, Pt. 1. Physics, Cambridge University Press, 1962 — 82 с
Камера-обскура [Электронный ресурс]: Википедия. Свободная энциклопедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Камера-обскура (дата обращения: 15.11.2020)
Избранное / Перев. с лат. И. В. Лупандина. Автор: Роджер Бэкон М.: Издательство Францисканцев, 2005. — 32 с
LAKSIEJ VAJCIACHOVIČ Так начиналась фотография [Электронный ресурс]: FotaVoka.org © 2004–2017 – URL: https://www.fotavoka.org/docs/254 (дата обращения: 15.11.2020)
История создания фотоаппарата — устройство которое ловит момент [Электронный ресурс]: История вещей, событий и интересных фактов – URL: https://clubhistory.ru/audio-video-tehnika/istoriya-sozdaniya-fotoapparata-ustrojstvo-kotoroe-lovit-moment.html (дата обращения: 15.11.2020)
Кто изобрел фотокамеру? [Электронный ресурс]: Интернет-журнал Новая Наука каждый день – URL: https://new-science.ru/kto-izobrel-fotokameru/ (дата обращения: 15.11.2020)
ИСТОРИЯ ФОТОГРАФИИ - КТО ИЗОБРЕЛ ФОТОАППАРАТ? [Электронный ресурс]: Бесплатная онлайн фотошкола © 2015 – URL: http://photofaq.ru/759-istoriya-fotografii-kto-izobrel-fotoapparat.html (дата обращения: 15.11.2020)
История создания фотоаппарата — устройство которое ловит момент [Электронный ресурс]: digitalservis.ru – URL: http://digitalservis.ru/pages/901/printsip-raboty-tsifrovogo-fotoapparata-fiksatsiya-izobrazheniya.html/ (дата обращения: 15.11.2020)
ЛИКБЕЗ: КАК РАБОТАЕТ ЦИФРОВАЯ КАМЕРА [Электронный ресурс]: ZOOM.CNews.ru — портал цифровой техники – URL: https://zoom.cnews.ru/publication/item/553 (дата обращения: 15.11.2020)
ЦИФРОВЫЕ ФОТОКАМЕРЫ [Электронный ресурс]: DELPHI PLUS - ЕЖЕДНЕВНЫЕ НОВОСТИ IT-ТЕХНОЛОГИЙ. – URL: https://www.delphiplus.org/apparatnye-sredstva-pc/tsifrovye-fotokamery.html (дата обращения: 15.11.2020)
Сергей КАК УСТРОЕН ЦИФРОВОЙ ФОТОАППАРАТ [Электронный ресурс]: MY-PHOTOCAMERA.RU. // Опубликовано: 16.06.2019 – URL: https://my-photocamera.ru/ustrojstvo/kak-ustroen-cifrovoj-fotoapparat.html (дата обращения: 15.11.2020)
Устройство цифрового фотоаппарата [Электронный ресурс]: StedFiles – файловый архив студентов. – URL: https://studfile.net/preview/2378273/page:2/ (дата обращения: 15.11.2020)
Внутреннее устройство цифрового фотоаппарата [Электронный ресурс]: 1993–2020 ITC.ua, ООО «ХОТЛАЙН». // Обновлено: 16.05.2007 в 15:27 ITC.UA – URL: https://itc.ua/articles/vnutrennee_ustrojstvo_cifrovogo_fotoapparata_28059/ (дата обращения: 15.11.2020)
Фомин А. В. Глава I. Фотоаппараты // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.: «Легпромбытиздат», 1987. — 43 с
Фотоаппаратов классификация [Электронный ресурс]: Арт-проект творческого коллектива Zen Designer // Автор: Коллектив авторов. Компиляция: Hyosan. 20 июня 2013 в 09:22 – URL: http://zen-designer.ru/vopros-otvet/36-entsiklopediya/56-f/149-fotoapparatov-klassifikatsiya (дата обращения: 15.11.2020)
Типы цифровых фотоаппаратов [Электронный ресурс]: сайт фотографа Василия Андреева // Последнее обновление: 06.10.2018 – URL: https://vasili-photo.com/articles/digital-camera-types.html#: :text=Существует%20три%20основных%20типа%20малоформатных,беззеркальные%20камеры%20позволяют%20менять%20объективы (дата обращения: 15.11.2020)
Таганрог 2020
|
|
|
Скачать 337.84 Kb.