摄像机如何工作

我们知道a真实的图片通过光通过凸透镜移动而形成。这个真实形象的性质根据如何定义光通过镜头传播。这条光路取决于两个主要因素:

的进光角当你将物体移近或移远镜头时，会发生变化。你可以在下面的图表中看到这一点。当铅笔离镜头较近时，光线从铅笔点进入镜头的角度更尖，而当铅笔离镜头较远时，光线进入镜头的角度更钝。但总的来说，无论光束如何进入，透镜只能将光束弯曲到一定的总程度。因此，以更尖的角度进入的光束将以更钝的角度离开，反之亦然。透镜上任意一点的总“弯曲角度”保持不变。

你可以看到，来自较近点的光束比来自较远点的光束在离透镜较远的地方汇聚得更远。换句话说，距离透镜较近的物体的实像比距离较远的物体的实像形成得更远。

你可以通过一个简单的实验观察这个现象。在黑暗中点一支蜡烛，在蜡烛和墙壁之间拿一个放大镜。你会在墙上看到蜡烛的倒挂图像。如果蜡烛的真实形象没有直接落在墙上，它会显得有些模糊。从某一点发出的光束不会在这一点上完全汇聚。要聚焦图像，将放大镜移得离蜡烛近或远。

这就是当你转动相机的镜头来对焦时所做的——你把它移得离物体更近或更远电影表面。移动镜头时，您可以将聚焦的真实图像排列在对象的焦点上，因此它直接落在电影表面上。

现在你知道，在任何一点上，无论光束进入的角度如何，透镜都会将光束弯曲到一定的总程度。这个总“弯曲角度”是由镜片结构．

标准的50毫米镜头不会显著地缩小或放大图像。

在上一节中，我们看到，在任意一点上，透镜将光束弯曲到一定的总程度，而与光束的入射角度无关。总的“弯曲角度”是由透镜的结构决定的。

一个更圆的镜头(一个中心延伸的更远)将有一个更锐的弯曲角度。基本上，弯曲的镜头外增加了镜头上不同点之间的距离。这就增加了一部分光波比另一部分速度快的时间，所以光会有一个更尖锐的转向。

增加弯曲角度具有明显的效果。来自特定点的光束将在更靠近镜头的点处收敛。在具有平坦形状的镜头中，光束不会急剧转动。因此，光束将从透镜较远离透镜收敛。为了另一种方式，当透镜具有更平坦的表面时，聚焦的真实图像形成更远离镜头。

增加镜头和真实图像之间的距离实际上增加了真实图像的总大小。如果你仔细想想，这很有道理。想象一下投影仪:当你将投影仪移离屏幕更远时，图像就会变得更大。简单地说，光束在向屏幕移动的过程中不断分散。

相机中发生了相同的基本事情。随着镜头与实图像之间的距离增加，光束更多地展开，形成更大的真实图像。但电影的尺寸保持不变。当您附加一个非常扁平的镜头时，它会投影一个大的真实形象，但电影仅暴露在其中的中间部分。基本上，镜片零在框架中间，放大了你面前场景的一小部分。圆角镜头产生较小的真实图像，因此薄膜表面看到场景的更广泛的区域（减小倍率）。

专业相机可以让你安装不同的镜头，这样你就可以在不同的放大率下看到场景。透镜的放大率用它的放大率来描述焦距．在照相机中，焦距被定义为镜头与远处物体(例如月球)的真实图像之间的距离。焦距值越高，图像放大倍数越大。

不同的镜头适合不同的情况。如果你在拍山脉的照片，你可能想用长焦镜头一种焦距特别长的透镜。这个镜头可以让你对准远处的特定元素，这样你就可以创造更紧凑的构图。如果你要拍特写，你可以用广角镜头．这个镜头的焦距要短得多，所以它会缩小你面前的场景。即使拍摄对象离相机只有一英尺远，整个脸也会暴露在胶片下。一个标准的50毫米相机镜头不会显著地放大或缩小图像，这使它成为拍摄不是特别近或很远的物体的理想选择。

传统相机的化学成分是电影．基本上，当你把胶片曝光到真实的图片它对光的模式进行化学记录。

它用一系列微小的光敏晶粒进行，在一条塑料带上的化学悬浮液中展开。当暴露于光时，晶粒经历化学反应。

一旦卷好，就电影开发 - 它暴露于其他化学品，与光敏晶粒反应。在黑白薄膜中，显影剂化学品使暴露在光线的晶粒变暗。这产生了负面，在那里较轻的区域看起来更暗，较暗的区域显得更轻，然后将其转换为印刷中的正图像。

彩色胶片有三层不同的光敏材料，它们依次对红、绿、蓝做出反应。当胶片显影时，这些胶片层会暴露在化学物质中，这些化学物质会使胶片层染色。当你叠加从所有三层的颜色信息，你得到一个全彩的负片。

要了解整个过程的详细描述，请查看摄影胶片的工作原理．

到目前为止，我们已经了解了摄影的基本概念——你用一个聚光透镜创造出一个真实的图像，然后把这个真实图像的光模式记录在一层光敏材料上。从概念上讲，这就是拍照的全部内容。但为了捕捉到清晰的图像，你必须小心地控制所有东西的组合方式。

很明显，如果你把一张胶片放在地上，用聚光透镜把真实的图像聚焦在上面，你不会得到任何可用的图像。在户外，胶片上的每一个颗粒都会完全暴露在光线下。没有任何对比的未暴露区域，只有无图。

为了捕捉图像，你必须把胶卷放在完全黑暗的环境中，直到拍照的时候。然后，当你想记录图像时，你让一些光进来。在最基本的层面上，这就是相机的主体——一个密封的盒子快门它在镜头和胶片之间打开和关闭。事实上，相机这个词是暗箱，在拉丁语的“黑暗房间”。

为了让照片正确地呈现出来，你必须精确地控制有多少光线照射到胶片上。如果你让太多的光线进入，太多的颗粒会发生反应，图片就会显得褪色。如果你不让足够的光线照射到胶片上，太少的颗粒就会发生反应，画面就会太暗。在下一节中，我们将看看不同的相机机制，让你调整曝光。

虹膜上的板相互折叠以缩小光圈，然后向外扩展使光圈更宽。

在最后一部分中，我们看到您需要仔细控制电影的光线，或者您的照片会过于黑暗或太亮。那么你如何调整这一曝光率？你必须考虑两个主要因素：

增加或减少通过镜头的光量，您必须改变尺寸孔径- 镜头开口。这是工作的工作可变光圈，一系列重叠的金属板，可以彼此折叠或膨胀。基本上，这种机制与眼睛中的虹膜相同，它在圆圈中打开或关闭，以缩小或扩大镜头的直径。当镜头较小时，它捕获较少的光线，并且当它更大时，它捕获更多的光线。

曝光时间的长短由快门速度．大多数单反相机使用焦平面快门．这种机制非常简单——它基本上由镜头和胶片之间的两个“帘子”组成。在你拍照之前，第一个帘子是关闭的，这样胶卷就不会暴露在光线下。当你拍照时，这个窗帘会拉开。过了一段时间后，第二个幕布从另一边滑进来，以停止曝光。

单击相机的快门释放时，第一个窗帘幻灯片打开，曝光电影。经过一定的时间之后，第二快门悬挂闭合，结束曝光。时间延迟由相机的快门速旋钮控制。

单击相机的快门释放时，第一个窗帘幻灯片打开，曝光电影。经过一定的时间之后，第二快门悬挂闭合，结束曝光。时间延迟由相机的快门速旋钮控制。

这个简单的动作是由一堆复杂的齿轮、开关和弹簧控制的，就像你在手表里看到的那样。当你击中快门按钮，它会松开一个杠杆，让几个齿轮运转起来。你可以通过转动快门速度旋钮来拧紧或松开一些弹簧。这样可以调整齿轮机构，增加或减少第一帘开启和第二帘关闭之间的延迟。当你将旋钮设置为非常慢的快门速度时，快门会打开很长时间。当你把旋钮调到非常高的速度时，第二个帘子就在第一个帘子的后面，所以每次只有一个很小的狭缝会暴露出来。

理想的曝光取决于薄膜中光敏颗粒的尺寸。较大的颗粒更可能吸收光光子而不是较小的颗粒。谷物的大小由电影指示速度，这是印在圆筒上的。不同的胶卷速度适用于不同类型的摄影——例如，100 ISO胶卷最适合在明亮的阳光下拍摄，而1600胶卷只能在相对较低的光线下使用。

在手动SLR相机内部，您将找到一个复杂的齿轮和弹簧拼图。点击每张图片，以获得高分辨率特写镜头。

正如您所见，在获得曝光方面有很多参与 - 您必须平衡胶片速度，光圈尺寸和快门速度，以适应镜头的光线。手动单反相机有一个内置光线表，可以帮助您执行此操作。光仪的主要成分是半导体光传感器的面板，对光能敏感。这些传感器作为电能表示这种光能，光器系统基于薄膜和快门速度来解释。

现在，让我们看看SLR摄像机主体如何在拍摄之前将实图像指向取景器，然后按快门按钮时将其指向电影。

市场上有两种类型的消费胶片相机——单反相机和 ”傻瓜”相机。主要的区别在于摄影师如何看待这个场景。在傻瓜相机中，取景器是通过机身的一个简单窗口。你看不到相机镜头形成的真实图像，但你能粗略地知道眼前是什么。

在单反相机中，您会看到电影将看到的实际真实图像。如果您将镜头从单反相机拍摄并查看内部，您将看到这是如何工作的。相机具有位于快门和透镜之间的倾斜镜，透明玻璃和位于其上方的棱镜。这种配置类似于潜望镜 - 真实图像将下镜头撞击到半透明玻璃，其用作投影屏幕。棱镜的工作是在屏幕上翻转图像，因此它再次出现右侧，并将其重定向到取景器窗口。

当你按下快门按钮时，相机会迅速将镜面移开，这样图像就会直接对准曝光的胶卷。镜子与快门计时器系统相连，所以只要快门打开，镜子就一直处于打开状态。这就是为什么当你拍照时，取景器会突然变暗。

单反相机的反光镜将真实的影像导向取景器。当你按下快门按钮时，镜子就会翻转，这样真实的影像就会投射到胶卷上。

在这种相机中，镜面和半透明屏幕被设置好，这样它们就能呈现真实的图像，就像它将在胶片上出现一样。这种设计的优点是你可以调整焦距和构图，这样你就能得到你想要的画面。因此，专业摄影师通常使用单反相机。

如今，大多数单反相机既有手动控制也有自动控制，而大多数傻瓜相机都是全自动的。从概念上讲，自动相机与完全手动相机几乎相同，但一切都是由中央微处理器而不是用户控制的。中央微处理器从存储器接收信息自动对焦系统和光线。然后它激活几个小电机，调节镜头并打开并关闭光圈。在现代相机，这是一个相当高级的计算机系统。

自动傻瓜相机使用电路板和电动机，而不是齿轮和弹簧。

在下一节中，我们将着眼于另一个极端——没有复杂机械，没有镜头，几乎没有任何移动部件的相机设计。

正如我们在本文中看到的，即使是最基本的、完全手动的单反也是一台复杂的机器。但相机本身并不复杂——事实上，它的基本元素非常简单，你只用几件便宜的材料就能自己制作一台。

最简单的自制摄像机不使用镜头来创建真实的图像 - 它带有微小的洞。这些针孔摄像头很容易制作，使用很多乐趣 - 唯一的努力部分是你必须开发电影你自己。

针孔相机只是一个盒子，一侧和一些胶片或一些胶片相纸大小相反。如果盒子是“不透光”的，通过针孔的光线将在胶片上形成真实的图像。这背后的科学原理非常简单。

如果你在暗室里闪耀着手电筒，通过一个宽阔的纸板上的小孔，光线将在相对的墙壁上形成一点点。如果移动手电筒，光点也将从手电筒移动 - 光束穿过直线的孔。

在一个更大的视觉场景中，每个特定的可见点都像这个手电筒一样发挥作用。光从物体的每个点反射，并向四面八方传播。一个小针孔让狭窄的光束从场景中的每个点射入。光线沿直线传播，所以光线从场景底部照射到胶片的顶部，反之亦然。这样，在盒子的另一边就形成了一个颠倒的场景图像。由于洞很小，你需要相当长的曝光时间，让足够的光线进入。

制造这种相机的方法有很多种——一些爱好者甚至用旧冰箱和汽车作为不采光的盒子。最流行的一种设计是使用普通的圆筒燕麦盒、咖啡罐或类似的容器。最简单的方法是使用带可拆卸塑料盖的纸板箱。

你可以在几个简单的步骤建立这个相机:

选择一个好的相机设计，胶卷类型和曝光时间很大程度上是一个反复试验的问题。但是，任何针孔爱好者都会告诉你，这个实验是制作你自己的相机最有趣的事情。想要了解更多关于针孔摄影和看到一些伟大的相机设计，请查看下一页列出的一些网站。

纵观摄影的历史，有数百种不同的相机系统。但令人惊讶的是,所有这些设计,从最简单的自制箱式照相机最新的数码相机,把相同的基本元素:镜头系统创建真正的形象,一个光敏传感器记录真实的形象,和一个机械系统来控制图像是如何接触到真正的传感器。当你认真对待它的时候，这就是摄影的全部!

有关相机、灯光、胶卷和相关主题的更多信息，请查看下一页的链接。