В настоящее время фотография является не только одним из видов досуга, средством массовой информации, но и действенным орудием познания окружающего мира, одним из важнейших инструментов исследователей. Она позволяет «остановить» быстропротекающие процессы, «оживить» страницы истории, исследовать объекты в видимой и невидимой областях спектра, дает возможность заглянуть в бездну океана и в просторы Галактики.
Такое многообразие областей использования фотографии обусловливает необходимость разработки различных дополнительных устройств и принадлежностей, резко расширяющих функциональные -возможности фотоаппарата с целью преобразования его в устройство для общего и специального применения, в частности в фотоаппарат для съемки спорта, для медицинских исследований, для фотомикрографии и др. В результате комплекс устройств, предназначенных для использования в фотоаппаратах, превращается в упорядоченную совокупность, определенную с учетом средств и особенностей составляющих элементов. Однако эта совокупность представляет собой не просто механический набор элементов, а техническую систему - комплекс, отражающий преобразования и связи технического средства. Фототехническая система позволяет посредством световых волн (носитель информации) преобразовывать сведения об окружающем мире в информацию, воспроизводимую фотографически.
Системный подход позволяет учесть все связи создаваемого технического объекта с другими элементами, т. е. решить задачу для конкретного технического средства с учетом всей системы, установить свойства технических средств методом их анализа, осуществить описание действия на произвольном уровне детализации, облегчить анализ существующих систем, а также процесс создания новых. Использование фототехнической системы расширяет область применения фотографии, позволяет фотографу сконцентрировать свое внимание на творческой стороне процесса съемки.
Системы лучших зеркальных фотоаппаратов включают до 350 наименований различных технических средств. По функциональному назначению эти средства объединены в следующие группы (рис. 1): объективы, видоискатели, моторные приводы, устройства для съемки с близкого расстояния и макрофотографии, устройства для фотомикрографии, импульсные источники света, светофильтры, устройства для подводной съемки, футляры, сумки.
Рис. 1. Основные группы системы фотоаппарата
Естественно, что это деление условно. Известно, что ряд фирм выделяет в отдельные группы источники питания, средства дистанционного контроля, сменные задние стенки-дисплеи, соединители, а группу моторных приводов делит на две (мощные, скоростные).
Приведенная классификация в основном относится к системам 35-мм фотоаппаратов. Системы среднеформатной фотоаппаратуры имеют свои особенности. Так, например, система однообъективного фотоаппарата характеризуется дополнительным набором сменных фильмоносителей, которые заряжаются специальными кассетами на 12 - 200 кадров; система двухобъективного фотоаппарата включает сменные платы с объективами разных фокусных расстояний (f = 55 - 250 мм).
Появление системности в фототехнике относится к 30-м гг. нашего века, когда началось массовое производство малоформатных фотоаппаратов. В настоящее время системность является одним из основных направлений развития фотоаппаратуры.
Приведем краткое описание групп системы.
Фотоаппараты отличаются по следующим признакам: используемому формату кадра; системе и типу видоискателя; средствам фокусировки изображения; используемому съемочному объективу; способу фокусировки объектива; типу диафрагмы; способу зарядки фотоматериалом; способу транспортирования фотоматериала; типу фотозатвора; используемому экспонометрическому устройству; методу измерения экспозиции; степени автоматизации экспонирования фотоматериала; принципу, положенному в основу устройства автофокуса; присоединительным размерам и взаимодействию с импульсным фотоосветителем; классу синхронизации с импульсным фотоосветителем; используемому источнику питания; методам и средствам отображения информации о состоянии функциональных параметров; возможности дистанционного управления и др.
Такое многообразие фотоаппаратов обусловило необходимость их классификации. Наиболее удачна классификация, предложенная Терегуловым Г. И., который в качестве основополагающих выбрал следующие критерии: формат кадра, конструкцию видоискателя и степень автоматизации.
По формату кадра фотоаппараты подразделяются на миниатюрные (менее 18х24 мм), полуформатные (18Х24 мм), малоформатные (от 24Х24 до 24Х36 мм включительно), среднеформатные (более 24Х36 и менее 90х120 мм), крупноформатные (90Х120 мм и более).
По конструкции видоискателя фотоаппараты подразделяют на незеркальные и зеркальные. В свою очередь незеркальные фотоаппараты разделены на шкальные, дальномерные и фотоаппараты с матовым стеклом, а зеркальные - на однообъективные и двухобъективные.
По степени автоматизации фотоаппарата - на неавтоматические, полуавтоматические и автоматические.
Интересны принципы построения фотографической системы.
Известно, что любой предмет съемки характеризуется уровнем освещенности и расположением в пространстве, поэтому Т. Райс и Ф. Фолкнер («Истмен Кодак Ко», США) предложили при разработке системы руководствоваться следующими критериями: «охват- пространства» и «использование пространства».
Графически «охват пространства» представляется двухмерной диаграммой «дистанция - яркость», на которую нанесены типовые предметы съемки (рис. 2, а); «использование пространства» - трехмерной диаграммой, вертикальная составляющая которой обозначает частоту съемки (рис. 2, б). Характеристика световых условий дана в экспозиционных числах для 90 ед. ГОСТ. Для оптимальной системы оба критерия должны составлять не менее 95%.
Рис. 2. Фотографическое пространство (а) и диаграмма «использования пространства» (б)
1 - пейзаж, 2 - жанровая сцена, 3 - группа людей на открытом воздухе, 4 - группа людей в помещении (использование лампы-вспышки), 5 - слабо освещенные предметы на улице, 6 - предметы, фотографируемые с близкого расстояния, макросъемка
В зависимости от назначения системы к ней предъявляют соответствующие требования, закладываемые в техническое задание на проектирование компонентов системы (диапазон работы экспонометрического устройства, схема объектива и др.).
В качестве примера дальнейшей разработки рассматриваемых принципов приведена предложенная фирмой «Канон Инк.» (Япония) диаграмма наиболее часто используемых комбинаций «выдержка - диафрагма» при работе с разными объективами (рис. 3).
Рис. 3. Зависимость частоты используемой выдержки (диафрагмы) при применении объективов с разным фокусным расстоянием
Объективы. Съемочные фотографические объективы составляют основу фотографической системы. Высококлассные системы включают широкую номенклатуру объективов (свыше 60 наименований). График распределения сменных объективов 70-х гг. представлен на рис. 4.
Рис. 4. Распределение сменных объективов
В группу съемочных объективов входят конвертеры, афокальные насадки, адаптеры, переходные кольца, бленды и др.
Видоискатели. В эту группу входят следующие технические средства: непосредственно видоискатель, элементы для рассматривания изображения предмета съемки, элементы для оценки резкости.
Моторный привод представляет собой группу устройств, в которую входят, как правило, следующие технические средства:
моторный привод, который в зависимости от заданных условий эксплуатации имеет определенную мощность, скорость, эргономические показатели;
источники питания, включающие миниатюрные батареи;
устройства для подзарядки аккумуляторов;
преобразователи;
средства дистанционного контроля и управления; удлинительные шнуры и разъемы разных типоразмеров;
кассеты, вмещающие 100, 250 и даже 750 кадров;
специальные устройства для намотки фотопленки на шпулю.
Импульсные источники света. В настоящее время выпускают импульсные фотоосветители одноразового и многоразового действия, электронные лампы-вспышки (ЭЛВ) от простых любительских с горизонтальной (вертикальной) компоновкой до мощных ЭЛВ, предназначенных для использования с широкоугольными объективами.
ЭЛВ отличаются по ведущему числу, максимальной дистанции съемки, по виду используемого электропитания (сетевые, автономные, универсальные), углу излучения, длительности импульса, времени готовности, индицируемой информации, способу соединения с фотоаппаратом и др. параметрам.
По размерам ЭЛВ делятся на карманные, средние и большие (известны ЭЛВ, встроенные непосредственно в корпус фотоаппарата).
По степени автоматизации экспонирования фотоматериала - на неавтоматические и автоматические. Автоматические ЭЛВ имеют встроенное или вынесенное светоприемное устройство, воспринимающее свет лампы, отраженный от объекта съемки. Как правило, автоматическая ЭЛВ имеет несколько рабочих программ: ручной режим и автоматические (до четырех). При работе фотоаппарата с ЭЛВ в автоматическом режиме выдержка, для которой синхронизирован затвор, а также диафрагма устанавливаются автоматически.
Автоматические ЭЛВ подразделяют на лампы-вспышки, которые можно использовать с большинством фотоаппаратов, и на предназначенные для работы только с определенной моделью (согласованные).
Рассматриваемая группа включает специальные регулируемые кронштейны для крепления ЭЛВ; штепсельные разъемы для подключения внешнего источника питания; соединительные шнуры разных типоразмеров; соединители, позволяющие передавать в поле зрения видоискателя информацию о работе вынесенной лампы-вспышки; устройства дистанционного управления ЭЛВ; устройства, которые позволяют осуществлять беспроволочный поджиг удаленного импульсного фотоосветителя синхронно с основной ЭЛВ; диффузоры; светофильтры; отражающий зонт; футляр и др.
Светофильтры. Известно, что цветочувствительность черно-белых и цветных фотоматериалов не одинакова к лучам разных частей спектра, поэтому для правильной передачи цвета объекта съемки, его яркости применяют фотографические светофильтры. Выбор светофильтра зависит от поставленных технических и изобразительно-выразительных задач.
Существуют светофильтры только для черно-белой, только для цветной фотографии, а также светофильтры, применяемые и в черно-белой и в цветной фотографии.
Светофильтры для черна-белой фотографии бывают избирательные (цветные) и нейтральные (серые). Первые служат для изменения спектрального распределения энергии излучения, проходящего через светофильтр. Они различаются по спектральным характеристикам, материалу и технике изготовления. По спектральным характеристикам светофильтры подразделяют на монохроматические, селективные и компенсационные (желтый, желта-зеленый, оранжевый, красный, голубой).
Для цветной фотографии применяют конверсионные светофильтры, позволяющие изменять цветовую температуру источника света и балансировать чувствительность слоев фотоматериала.
К светофильтрам, используемым для черно-белой и цветной фотографии, относят ультрафиолетовые, инфракрасные, интерференционные, нейтрально-серые, поляризационные светофильтры.
Различные специальные эффекты получают, применяя насадки (диффузионную, туманную, двухцветную и др.), а также оптические принадлежности (мультипризму, насадку для получения эффекта линейного движения и др.).
Светофильтры изготавливают из плоскопараллельных пластин оптически полированного, окрашенного в массе стекла; из склеенного стекла с окрашенной желатиновой или пластмассовой пленкой, ацетатцеллюлозы и др. Посадочное место под светофильтр выполняется в виде гладкой цилиндрической поверхности, резьбы, байонета. Светофильтр, имеющий форму квадрата или прямоугольника, устанавливают в специальном фильтродержателе.
Группа светофильтров включает также универсальный фильтродержатель, держатель для пленочных желатиновых светофильтров, кольца, адаптеры, футляры для светофильтров и др.
Устройства для съемки с близкого расстояния макрофотографии, фотомикрографии. Известно, что штатный (нормальный) объектив 35-мм фотоаппарата при съемке с ближнего расстояния (0,45 м) позволяет получить изображение объекта в масштабе 1:6 - 1:8. Для съемки предметов малого размера применяют дополнительные устройства, обеспечивающие масштаб изображения предмета в пределах от 1:7 до 1:1 (фотосъемка с близкого расстояния), до 20:1 (макрофотография), более 20:1 (фотомикрография).
При выполнении указанных видов съемки применяют следующие технические средства: промежуточное кольцо, фокусирующий мех, насадочную линзу, насадочный объектив, обращенный объектив, конвертер, макросъемочный объектив, микроскоп, адаптер, переходное оборачивающее кольцо и др. Эти устройства отличаются назначением, основными функциональными характеристиками, эргономическими показателями. Так, например, промежуточные кольца бывают постоянной длины и переменной; снабженные устройством, которое обеспечивает связь корпуса фотоаппарата с диафрагмой объектива, и без такого устройства.
Как правило, использование упомянутых средств возможно при применении устройств, обеспечивающих надежное крепление фотоаппарата, правильное освещение объекта съемки, точную фокусировку съемочного объектива на требуемое расстояние.
Для фотомикрографии используют специальные установки, в которых корпус фотоаппарата соединен с микроскопом посредством адаптера или фокусирующего меха. Управление экспозицией при фотомикрографии осуществляется либо вручную, либо автоматически. Оборудование для фотомикрографии включает также аппаратуру для измерения и регулирования цветовой температуры источника света.
Фототехническая группа включает в себя следующие элементы: специальные сменные задние крышки, штативы, штативные головки, спусковые тросики, рукоятки, кронштейны и др.
В последние годы для научных и промышленных работ получили распространение съемные задние крышки, оснащенные устройством для индикации основных функциональных параметров и дополнительной информации (даты, времени и места съемки). Указанную информацию можно получать визуально на дисплее, размещенном на этой же крышке, или же переключать устройство на режим «Впечатывание» для паспортизации кадра.
К фототехнической группе также относят:
штативы, которые в зависимости от назначения, устройства, размеров подразделяют на одностоечные и треноги; карманные (штатив-струбцина, штатив-подставка, штатив-рукоятка, штатив-упор), среднепереносные, большие переносные, тяжелые павильонные;
принадлежности для расширения области применения штатива и облегчения условий работы с ним (устройства для быстрой установки фотоаппарата на штатив, кронштейн для установки ЭЛВ, угольник и др.);
рукоятки и кронштейны, обеспечивающие эргономичность фотоаппарата, особенно при съемке с использованием длинно-фокусного объектива или ЭЛВ;
спусковые тросики (с тормозным устройством и без него, обычные и двойные);
адаптеры для установки фотоаппарата на окуляр наблюдательных приборов (микроскоп, телескоп, эндоскоп).
Источники питания обязательный компонент автоматического фотоаппарата. В качестве источника питания в основном используют миниатюрные химические источники, а также фотоэлектрические преобразователи. Химические источники подразделяют на первичные (гальванические элементы) и вторичные (аккумуляторы). Гальванические элементы различают по химическому составу электродов (щелочные, щелочно-марганцевые, марганцево-цинковые, ртутные, серебряно-окисные, литиевые и др.); по используемому электролиту (кислота, щелочь, металлическая соль, т. е. сухие и водоналивные); по конструкции и форме элемента (стаканчиковые, дисковые, галетные и др.). Рассматриваемые источники отличаются по основным техническим характеристикам (емкость, ЭДС, внутреннее сопротивление, саморазряд, удельные характеристики, работоспособность при заданных климатических условиях, устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, габаритные размеры, масса, срок службы, срок хранения и др.).
Устройства для подводной съемки. Эта группа включает герметичные водонепроницаемые боксы для фотоаппарата, импульсного фотоосветителя, экспонометра и др. устройств. Бокс для фотоаппарата (металлический или пластмассовый) представляет собой герметизированный объем, позволяющий работать на значительной глубине. Для коррекции преломления света под водой используют специальные коррекционные линзы, исправляющие изменение угла поля зрения объектива и уменьшающие дисторсию.
Футляры. Для удобства переноски и перевозки фотоаппаратуры, ее хранения применяют специальные футляры, сумки, чемоданы, коробки, ящики, контейнеры, которые позволяют оперативно подготовить фотоаппаратуру к. съемке, обеспечивают заданный порядок укладки при минимальных габаритных размерах укладочных средств. Они также служат для защиты фототехники от воздействия климатических и механических факторов.
Номенклатура каждого вида укладочных принадлежностей довольно обширна. Так, по назначению они подразделяются на средства для укладки фотоаппарата, объектива, светофильтра, штатива и др.; по конструкции - на футляры (жесткие, полужесткие, мягкие), сумки (с наплечным, шейным, поясным ремнями). Для комплектов среднеформатной фотоаппаратуры используют специальные чемоданы.
Переносят фотоаппараты с помощью ремней (шейных, наплечных, наручных), отличающихся конструкцией (сплошной, составной), материалом (кожаный, тканый, металлический, пластмассовый), цветом (одно- и двухцветный), способом и средством соединения с фотоаппаратом (карабины, кольца, защелки и др.).
Настоящая работа посвящена малоформатному зеркальному однообъективному автоматическому фотоаппарату как одному из основных типов современных фотоаппаратов, в котором аккумулированы важнейшие достижения современной техники и технологии в области фотоаппаратостроения.
Высокоточная конструкция, компактность, удобство в работе сделали его универсальным инструментом как для проведения любительской и профессиональной фотосъемки, так и для выполнения научно-исследовательских работ.
Рассмотрим технические средства основных групп системы.
