Fototeknik 1 - Kamerans funktion

Fototeknik

Kameran

En kamera är apparat som kan avbilda verkligheten på ett ljuskänsligt medium. Principen är densamma oavsett om vi använder fotografisk film eller digitala sensorer.  

Kamerans centrala delar:

Kamerakroppen är i princip bara en ljustät låda. Den är tillverkad i lättmetall eller plast.

Slutaren är normalt stängd och hindrar ljuset att nå filmen/sensorn. Vid exponeringen öppnas den en kort tid. Denna tid kallas slutartid eller exponeringstid. Normala slutartider är delar av en sekund. Ofta skriver man t ex 125 när man menar 1/125 s. En halvering eller fördubbling av slutartiden kallas ett steg.

Systemkameror har ofta en s.k. ridåslutare alldeles framför filmen/sensorn medan andra kameratyper har en s.k. centralslutare placerad i objektivet.

Slutaren aktiveras genom att trycka ned avtrycket.

Det ljuskänsliga mediet (film/sensor) kan ha olika känslighet för ljus. Känsligheten anges i ISO, t ex ISO 100. En halvering eller fördubbling av värdet kallas ett steg.

Objektivet avbildar en bild på filmen/sensorn. Det är ofta avancerat och består av flera linser. Dessa är gjorda av speciellt glas och har avancerad antireflexbehandling. Med objektivets brännvidd avses avståndet mellan objektivets optiska centrum och film/sensor-planet. Brännvidden styr vilken bildvinkel objektivet ger. 

Bländaren är en anordning för att skärma av ljuset från objektivets yttre delar. Detta minskar ljuset och påverkar bildens utseende. Bländartalet är ett relativt mått så att man kan direkt kan jämföra objektiv oberoende av brännvidd. Vid samma bländartal släpper alla objektiv genom lika mycket ljus oberoende av brännvidden.

Bländartal:   brännvidd / ljusöppning
Blända ner = minska öppningen, dvs bländartalet ökar
Bländarsteg: ändring av ljuset till halva eller dubbla => bländarvärdet ändras med roten ur 2 = 1,4
Bländarskala, hela steg: 1  1,4  2  2,8  4  5,6  8  11  16  22  32  45  64

Sökaren används för att se aktuellt bildutsnitt. Den kan ha olika konstruktion från enkel genomsiktssökare till komplicerade sökarsystem baserade på optiska eller eleltroniska komponenter. Vissa sökartyper visar exakt den bild som objektivet ger medan andra är fristående och därmed mindre noggranna.

Moderna kameror har avancerad elektronik för styrning och är helt beroende av batterier. De flesta har någon form av motor för att spänna slutaren och mata fram film. Äldre klassiska kameror kan vara helt mekaniskt uppbyggda och fungerar utan batteri.

Kameratyper

Tre huvudtyper finns.

Kompaktkamera med genomsiktssökare (Eng: PS – Point and shoot)

Fast monterat (zoom)objektiv, ofta med kombinerad bländare och slutare. Sökare på sidan med eget optiskt system vilket ger parallaxfel. Digitala varianter har dock LCD-monitor som visar exakt utsnitt. Fokusering genom IR eller digitalt.
Exempel: i princip alla kompaktkameror för film eller digitala

Mätsökarkamera (Eng: rangefinder)

Fast monterat eller utbytbara objektiv. Ridåslutare i kamerakroppen framför filmen. Sökare på sidan med eget optiskt system som kompenserar för parallaxfelet. Fokusering genom ett optiskt system med visning i sökaren. Denna kameratyp är tyst och snabb.
Exempel: Leica M-serie

Spegelreflexkamera (ESR – enögd spegelreflex, Eng: SLR – single lens reflex)

Utbytbara objektiv och stort utbud av tillbehör. Ridåslutare i kamerakroppen framför filmen/sensorn. Spegel och prismasökare visar exakt utsnitt. Sökaren kan även användas för fokusering och bedömning av skärpedjup. Nackdelar är storlek, vikt och ljud/vibrationer från spegeln.

Exempel: ”Systemkameror”, analoga och digitala (DSLR)

Principskiss över spegelreflexkamera.

Format

Kameror för film delas in beroende på filmens storlek.

Beteckning	Filmrutans storlek	Kommentar
Småbild	24 x 36 mm
Mellanformat	4,5 x 6 cm – 6 x 9 cm	eg. 42 x 56 mm – 56 x 82 mm
Storformat	9 x 12 cm och större

 

Digitalkameror delas inte in på samma sätt. Nya digitalkompakter har ofta en sensorstorlek på endast 3 x 4 mm medan digitala systemkameror har ca 15x23 mm. Det finns även större sensor i vissa systemakameror och bakstycken till mellanformatskameror.

Småbildskameror har ett ganska rektangulär format med förhållandet 2:3. De vanligast mellanformaten har 3:4 eller kvadratiskt format. Digitalkompakter har ofta 3:4 medan digitala systemkameror har 2:3.



Glöm inte att man kan ta stående bilder!

Exponering

Att exponera en bild motsvarar att fylla på vatten i en hink. Tre faktorer påverkar:

* storlek på  hinken
* tjocklek på slangen
* tiden ventilen är öppen




Hinkens storlek påverkar tiden. Med stor hink tar det längre tid att fylla den.
Slangens tjocklek påverkar tiden. Med grövre slang tar det kortare tid att fylla hinken.
Tiden är viktig. För kort tid och hinken blir inte fylld. För lång tid och det rinner över.

Tre faktorer påverkar exponeringen av en bild:

* Känslighet, ISO (storlek på  hinken)
* Bländaröppning (tjocklek på slangen)
* Slutartid (tiden ventilen är öppen)

De tre parametrar som bestämmer exponeringen, dvs den ljusmängd som filmen/sensorn behöver få för en korrekt bild.

Med ena parametern låst kan man variera de övriga två med bibehållen exponering. Inte godtyckligt dock. Ökar man den ena måste man minska den andra. Vad som är korrekt exponering beror på ljusets styrka. Svagt ljus kräver större ljusmängd.

Slutartiden är viktig. För kort tid och bilden blir mörk. För lång tid och bilden blir för ljus. Känsligheten påverkar slutartiden (om bländaren är fast). Med låg känslighet behövs det då längre slutartid för att exponera bilden. Bländaröppningen påverkar slutartiden (om känsligheten är fast). Med liten bländaröppning behövs det längre tid för att exponera bilden.

Exempel : Filmkänslighet ISO 200. Antag att 1/250 s och bländare 8 är rätt exponering.

Fast känslighet	= ISO 200		Fast bländare	= 8		Fast slutartid	= 1/250
Slutartid	Bländare		ISO	Slutartid		ISO	Bländare
1/2000	2.8		25	1/30		25	2.8
1/1000	4		50	1/60		50	4
1/500	5.6		100	1/125		100	5.6
1/250	8		200	1/250		200	8
1/125	11		400	1/500		400	11
1/60	16		800	1/1000		800	16
1/30	22		1600	1/2000		1600	22

 

Alla alternativ ger exakt samma exponering (ljusmängd).

Man bör noggrant själv anpassa dessa parametrar för olika situationer. I huvudsak gäller följande:

* Känsligheten påverkar bildkvaliteten
* Bländaröppning påverkar skärpedjupet
* Slutartiden påverkar återgivning av rörelser

Med film väljer man känslighet genom att köpa olika sorters film. Med digitalkamera kan man ofta välja känslighet, ISO, genom en inställning på kameran.

Exponeringslägen

Fyra lägen kan finnas kameran för inställning av bländare och slutarid:

M Manuell inställning av slutartid och bländare
Bäst kontroll! Används med fördel för att få en serie bilder jämnt exponerade, t ex för panoramamontering.

A/Av Tidsautomatik efter bländarförval
Ger bäst kontroll av skärpedjupet. Största bländare ger automatisk kortast möjliga slutartid.

S/Tv Bländarautomatik efter tidsförval
Behövs normalt ej. Styr tiden indirekt i A-läget genom att välja bländare.

P Automagiskt val av både tid och bländare
Praktiskt men ger ingen kontroll alls!

Fokusering (skärpeinställning)

Genom att fokusera objektivet kan man få föremål på olika avstånd att avbildas skarpt. Fokusering sker genom att hela eller delar av objektivet flyttas fram och tillbaka. Detta kan ske manuellt eller automatiskt (autofokus).

Autofokusinställningar

Det finns i huvudsak två inställningar av autofokus på lite mer avancerade kameror. Ibland kan man även välja i hur många och vilka punkter i bilden som användas för fokuseringen. Väljer man flera punkter brukar kameran anse att det närmaste föremålet (inom dessa punkter) som är viktigast. 

S - engångs autofokus
Kameran mäter skärpan i vald fokuspunkt och låser den. Avtrycket är spärrat tills skärpan är låst. När skärpan är låst kan man sedan komponera om bilden.

C - kontinuerlig autofokus
Kameran ställer in skärpan kontinuerligt i vald punkt. Detta används främst för motiv som rör sig. Avtrycket är normalt inte spärrat om skärpan är fel.

Vissa kameror har automatik som väljer mellan dessa beroende på motivets rörelse. 

Autofokusprinciper

Kompaktkameror för film har ofta en autofokus med aktiv IR. Kameran sänder ut en stråle med infrarött ljus som reflekteras av motivet. Kameran mäter vinkeln mellan utgående och infallande stråle och kan på sätt sätt räkna ut avståndet. Själva förflyttning av objektivet sker dock inte förrän man gör själva exponeringen även om man låst avståndet. Detta gör denna kameratyp i princip oanvändbar för motiv som rör sig. Fördröjningen är ca en halv sekund.

Autofokusen på vanliga digitalkameror (ej spegelreflex) är väldigt primitiv. Skärpeinställningen ändras, genom att flytta objektivet frammåt, från oändligt till närgränsen samtidigt som signalen från sensorn mäts hela tiden. I princip tar kameran många bilder under denna förflyttning av objektivet. Sedan jämför kameran alla bilderna och avgör vilken som har högst kontrast. Den skärpeinställning som ger högst kontrast anse vara den rätta och kameran backar nu objektivet tillbaka till detta läge. Det här fungerar bra i normalt ljus men sämre i svagt ljus då hela proceduren ibland måste upprepas. Den här typen av autofokus är alltså väldigt långsam, från en halv sekund till flera sekunder. Enda anledningen till att den används är att den är billig. Det behövs ju ingen extra mekanik, optik eller elektronik.

För att kunna fånga snabba moment måste man alltså fokusera i förväg. När autofokusen har låst är objektivet redan flyttat och bilden tas i princip omedelbart nar man trycker av. 

Spegelreflexkameror har en mycket mer avancerad autofokus. Här länkas en del av ljuset genom objektivet ner till autofokusmodulen via den vanliga spegelen, som är halvgenomskinlig, och en liten hjälpspegel. Autofokusmodulen projicerar en "bild" på en specialgjord CCD bestående av två rader med några hundra pixlar. Genom att mäta kontrasten och jämföra "bilden" från dessa rader kan kameran räkna ut hur mycket objektivet ska flyttas för att det ska bli skarpt. Det gör att autofokusen blir oerhört mycket snabbare än i ovan beskrivna kameror. När autofokusen har låst är objektivet redan flyttat och bilden tas i princip omedelbart nar man trycker av. Spegeluppfällningen tar dock en viss tid på lite enklare modeller.

Matningslägen

Tre lägen kan finnas kameran för inställning av filmframmatning / nya digitalbilder.

S - Enkelbild
En bild i taget. Man måste släppa upp avtrycket helt innan nästa bild kan tas.

C - Kontinuerlig
Flerbildsläge. Kameran tar bilder så länge avtrycket är nedtrycket. Från en bild varannan sekund till 10 bilder i sekunden. Ibland kan man ställa in olika hastighetslägen.

Självutlösare
Mycket användbart för att undvika skakningar när kameran står på stativ.