Kaamera: tööpõhimõte, komponendid ja tüübid

Ülevaade kaamera tööpõhimõttest ja komponentidest (objektiiv, ava, katik, sensor) ning tüüpidest: fotokaamerad, filmikaamerad, videokaamerad ja kaameratelefonid.

Kaamera on seade, mis teeb pilte (fotosid). See kasutab filmi või elektroonikat, et millestki pilti teha. See on fotograafia tööriist. Objektiiv teeb pildi, mida film või elektroonika "näeb".

Kaamerat, mis teeb ühe pildi korraga, nimetatakse mõnikord ka fotokaameraks. Kaamerat, mis suudab teha pilte, mis näivad liikuvat, nimetatakse filmikaameraks. Kui sellega saab teha videoid, nimetatakse seda videokaameraks või videokaameraks. Enamik kaameraid on telefonis. Seda nimetatakse kaameratelefoniks.

Kõik kaamerad on põhimõtteliselt kast, kuhu valgus ei pääse enne pildistamist. Kaamera ühel küljel on auk, kuhu valgus saab läbi objektiivi siseneda, ja seda nimetatakse ava. Teisel pool on spetsiaalne materjal, mis suudab salvestada pilti, mis tuleb läbi ava. See materjal on filmikaamera film või digitaalkaamera elektrooniline sensor. Lõpuks on ka katik, mis peatab valguse sissepääsu kuni foto tegemiseni.

Kui foto on tehtud, liigub katik eemale. See võimaldab valgusel läbi ava siseneda ja teha filmile või elektroonilisele sensorile pildi. Paljudes kaamerates saab ava suurust muuta, et lasta rohkem või vähem valgust sisse. Samuti saab muuta aega, mille jooksul katik valgust läbi laseb. See võimaldab samuti rohkem või vähem valgust sisse lasta. Enamasti kontrollib neid kaamera sees olev elektroonika, kuid mõnes kaameras saab neid muuta ka pildistav inimene ise.

Peamised komponendid

Kaamera toimimise mõistmiseks on mõistlik eraldada selle põhikomponendid:

• Objektiiv – optiline süsteem, mis koondab ja suunab valgust sensorile või filmile. Objektiivi põhinäitajateks on fookuskaugus (näiteks 35 mm, 50 mm) ja maksimaalne ava (näiteks f/1.8). Fookuskaugus määrab vaatevälja ja perspektiivi.
• Ava (diaphragm) – reguleeritav ava objektiivi sees, mis määrab kui palju valgust läbi pääseb. Avanumbreid nimetatakse f‑arvudeks (näiteks f/2.8, f/8); väiksem f‑arv tähendab suuremat ava ja vähem teravusulatust (madal sügavusteravus), suurem f‑arv tähendab väiksemat ava ja suuremat sügavusteravust.
• Katik – mehaaniline või elektrooniline mehhanism, mis juhib kui kaua sensorile/filmile valgust lastakse (säriaeg). Säriajad liiguvad tavaliselt millisekunditest sekunditeni (näiteks 1/1000 s, 1/60 s, 1 s).
• Sensor või film – pind, kuhu valguslained muudetakse pildiks. Film on keemiline lahendus; digitaalsed sensorid (CMOS, CCD) muundavad valgust elektrisignaaliks. Sensori suurus mõjutab pildikvaliteeti ja teravusulatust.
• Pildiotsija ja ekraan – optiline otsija (peegelkaameratel) või elektrooniline ekraan (live view), mis aitab kaadrit kompositsioneerida ja fookustada.
• Autofookus ja stabilisatsioon – süsteemid, mis aitavad kiirelt ja täpselt teravustada ning vähendavad käeliigutusest tingitud hägusust. Stabiliseerimine võib olla objektiivis (optical IS) või sensoril/electrooniline.
• Flash & valgustus – sisseehitatud või väline välk, mis lisab lühiajaliselt valgust, kui keskkond on liiga tume.
• Salvestus ja toit – digikaamerates mälukaardid ja akud; filmi puhul filmirull ja hilisem töötlus.

Kuidas pilt tekib

Valgus liigub kaamerasse läbi objektiivi, kus läätsed koondavad seda nii, et tekib pöördkujutis (reaalne pilt) sensori või filmi pinnal. Objektiivi fookuskaugus määrab, kus see kujutis asub ja kui suur see on. Katik ja ava määravad, kui palju valgust ning kui kaua see pind seda valgust "näeb". Sensoris registreeritud signaal töödeldakse (digitaalselt või keemiliselt) ning saadakse lõplik foto.

Särisüsteem (säriaeg, ava, ISO)

Fotograafias räägitakse sageli kolmest tähtsast seadmest ehk särikolmnurgast:

• Ava (f‑number) – mõjutab valguse hulka ja sügavusteravust.
• Säriaeg – määrab, kui kaua sensor valgust saab; lühike säriaeg "külmutab" liikumise, pikk säriaeg võib tekitada liikumisest jälgi.
• ISO-tundlikkus – sensori või filmi tundlikkus valguse suhtes; kõrgem ISO võimaldab pildistada hämaras ilma pikema säriajata, kuid võib suurendada müra.

Nende kolme sobiv kombinatsioon tagab õige säri: kui üks väärtus muutub, tuleb teisi muuta, et sära püsiks. Näiteks, kui vähendad ava (suurem f‑arv), pead kas säriaega pikendama või ISO‑d tõstma.

Tüübid ja nende eripärad

Kaamerad jagunevad funktsiooni ja ehituse järgi mitmeks põhigrupiks:

• Kompaktkaamerad – väikesed, lihtsad kasutada, tihti fikseeritud objektiiviga. Hea igapäevaseks pildistamiseks.
• Peegelkaamerad (DSLR) – peegliga optiline otsija, vahetatavad objektiivid, kiire autofookus ja suur valik käsikontrolle.
• Hübriidkaamerad (mirrorless) – vahetatavate objektiividega, kuid peeglit pole; sageli kompaktsemad ja kiirema videovõimekusega kui DSLRid.
• Tegevus‑ ja sportkaamerad (nt GoPro) – vastupidavad, veekindlad, laia vaatenurgaga ja mõeldud liikumise filmimiseks.
• Filmikaamerad – traditsioonilised filmi fotograafia tööriistad; tänapäeval peamiselt harrastajate ja kunstnike hulgas populaarsed.
• Videokaamerad ja kinokaamerad – spetsiaalselt liikuva pildi jäädvustamiseks optimeeritud sensorite ja helisüsteemiga.
• Kaameratelefonid – nutitelefonidesse integreeritud kaamerad, mis tänu tarkvara töötlusele (komputatsiooniline fotograafia) annavad väga häid tulemusi igapäevaolukorras.
• Keskmise ja suure formaadiga kaamerad – kasutavad suuremaid sensoreid või filme ning annavad eriti kõrge lahutusvõime ja dünaamilise ulatuse professionaalseks tööks.

Lisafunktsioonid ja tänapäeva areng

• Autofookussüsteemid – faasi‑ ja kontrastsusepõhised, mõnikord ka AI‑põhised tehisintellekti abil tuvastavad silmi ja nägusid.
• Pildistabilisaator – optiline või elektrooniline vähendab hägusust pildistamisel liikumise tõttu.
• RAW‑salvestus – toorfailide salvestamine võimaldab hilisemaid paremaid redigeerimisvõimalusi kui komprimeeritud JPEG.
• Komputatsiooniline fotograafia – mitme kaadri kombineerimine, HDR, öörežiimid ja portreerežiimid, mis parandavad pildi kvaliteeti tarkvara abil.

Nõuanded algajale

• Õpi käsitsi režiime (awa, säriaeg, ISO) — see annab kontrolli pildi tulemuse üle.
• Kasutage statiivi pimedas kohtades ja pikkade säriaegade puhul.
• Puhastage objektiivi regulaarselt ja kaitske seda kriimustuste eest.
• Katsetage erinevaid fookuskaugusi ja avasid, et õppida sügavusteravuse mõju.
• Salvestage võimalusel RAW‑vormingus, kui plaanite fotosid järeltöödelda.

Tulevik

Kaamerate areng liigub praegu kahes suunas: optika ja sensorite pidev täiustamine professionaalse pildi kvaliteedi saavutamiseks ning komputatsioonilise fotograafia kiire arendamine, mis võimaldab nutikamat pilditöötlust reaalajas. Mõlema koosmõjul muutuvad kaamerad võimsamaks ja kättesaadavamaks nii hobikasutajatele kui ka professionaalidele.

Liikuvad pildid

Ciné-kaamera ehk filmikaamera teeb kiiret pildijärjekorda pildiandurile või fotofilmiribale. Erinevalt fotokaamerast teeb kinokaamera pildiseeriaid, millest igaüht nimetatakse "kaadriks". Kaadrid mängitakse hiljem kinoprojektoriga tagasi kindla kiirusega, mida nimetatakse "kaadrisageduseks" (kaadrite arv sekundis). Vaatamise ajal ühendab inimese visuaalne süsteem eraldi kujutised, et luua liikumise illusioon. Esimene kinokaamera ehitati umbes 1888. aastal. Aastaks 1890 valmistati mitut tüüpi. Kiiresti kehtestati kinokaamerate standardfilmi suuruseks 35 mm film. See jäi kasutusse kuni üleminekuni digitaalsele kinematograafiale.

Professionaalne videokaamera (sageli nimetatakse seda telekaameraks) on kõrgekvaliteediline seade elektrooniliste liikuvate piltide loomiseks. Nende kasutusala hõlmab muusikavideosid, filme, ettevõtte- ja õppevideosid.

Operaator kontrollib oma videokaamerat enne pildistamist

Küsimused ja vastused

K: Mis on kaamera?

K: Milleks kasutatakse objektiivi?

K: Mis on fotoaparaadid ja filmikaamerad?

K: Kuidas jõuab valgus kaamerasse?

K: Mis kontrollib, kui palju valgust kaamerasse siseneb?

K: Millist tüüpi kaamerad on tänapäeval kõige levinumad?

Otsing