Затвор (фотография) - Shutter (photography)

Ранний (1875) быстродействующий затвор А. А. Пирсона из Лидса

В фотография, а ставня это устройство, которое позволяет свету проходить в течение определенного периода, обнажая фотопленка или светочувствительный цифровой датчик для освещения, чтобы захватить постоянное изображение сцены. Также можно использовать заслонку, чтобы позволить импульсам света проходить наружу, как показано на кинопроектор или сигнальная лампа. Затвор с переменной скоростью используется для контроля времени выдержки пленки. Ставни устроены так, что они автоматически закрываются через определенный необходимый промежуток времени. Скорость срабатывания затвора регулируется с помощью кольца вне камеры, на котором отмечены различные тайминги.

Затвор камеры

1911 год Циклопедия фотографии разделяет жалюзи на «рулонные» и «диафрагменные», примерно соответствующие современным типам фокальной плоскости и створки.

Ставни камеры могут быть установлены в нескольких положениях:

Затворы позади объектива использовались в некоторых камерах с ограниченной взаимозаменяемостью объектива. Ставни перед объективом, иногда просто крышка объектива которые удаляют и заменяют для требуемых длинных выдержек, использовались на заре фотографии. Были использованы другие механизмы, кроме расширяющегося проема и раздвижных штор; всего, что выставляет пленку на свет в течение определенного времени, будет достаточно.

Время, в течение которого затвор остается открытым (время экспозиции, часто называемое «выдержкой»), определяется механизмом синхронизации. Изначально они были пневматическими (составная заслонка) или часовой механизм, но с конца двадцатого века в основном электронный. Механические ставни обычно имели Тустановка времени, при которой заслонка открывалась при нажатии кнопки и оставалась открытой до повторного нажатия, Bulb где заслонка оставалась открытой до тех пор, пока была нажата кнопка (первоначально приводилась в действие путем сжатия реальной резиновой груши), и яМгновенная экспозиция с настройками в диапазоне от 30 дюймов до 1/4000 дюймов для лучших створок, более высокая скорость для жалюзи в фокальной плоскости и более ограниченная для основных типов. Время, обратное выдержке в секундах, часто используется для гравировки настроек затвора. Например, маркировка «250» означает 1/250 ». На практике это не вызывает путаницы.

Время воздействия и эффективный отверстие Объективы вместе должны быть такими, чтобы на пленку или датчик попадало нужное количество света. Кроме того, время экспозиции должно подходить для любого движения объекта. Обычно он должен быть достаточно быстрым, чтобы «заморозить» быстрое движение, если только не контролируемая степень Размытость желательно, например, чтобы дать ощущение движения.

Большинство жалюзи имеют синхронизация вспышки переключиться, чтобы вызвать вспышка, если подключен. Это было довольно сложное дело с механическими ставнями и фотовспышки что потребовало значительного времени для достижения полной яркости, а затворы в фокальной плоскости сделали это еще более трудным. Были разработаны специальные лампы-вспышки, которые имели продолжительное горение, освещая сцену в течение всего времени, затрачиваемого прорезью затвора в фокальной плоскости на перемещение по пленке. Эти проблемы были по существу решены для шторок без фокальной плоскости с появлением электронная вспышка устройства, которые срабатывают практически мгновенно и излучают очень короткую вспышку.

При использовании затвора в фокальной плоскости со вспышкой, если затвор установлен на X-синхронизация При срабатывании вспышки будет экспонироваться весь кадр (в противном случае будет экспонироваться только полоса пленки). Некоторые электронные вспышки могут давать более длинный импульс, совместимый с затвором в фокальной плоскости, работающим при гораздо более высоких выдержках. Затвор в фокальной плоскости по-прежнему будет создавать искажения в фокальной плоскости для быстро движущегося объекта.

Кинематография использует поворотный дисковый затвор в кинокамеры, непрерывно вращающийся диск, скрывающий изображение с помощью зеркала во время прерывистое движение между экспозицией кадра. Затем диск вращается к открытому участку, на котором отображается следующий кадр пленки, пока он удерживается регистрационный пин.

Затвор в фокальной плоскости

Затвор в фокальной плоскости. Пластиковые шторы перемещаются вертикально.
Основная статья: Затвор в фокальной плоскости

Затвор в фокальной плоскости расположен прямо перед пленкой, в фокальная плоскость, и перемещает апертуру по пленке до тех пор, пока не будет экспонирован полный кадр. Затворы в фокальной плоскости обычно представляют собой пару светонепроницаемых тканевых, металлических или пластиковых штор. Для выдержек длиннее определенной точки (известной как скорость X-синхронизации затвора), которая зависит от камеры, одна шторка затвора открывается, а другая закрывается после правильного времени экспозиции. При выдержках, превышающих скорость X-синхронизации, верхняя шторка затвора перемещается по фокальной плоскости, а вторая шторка следует за ней, эффективно перемещая щель через фокальную плоскость, пока каждая часть пленки или сенсора не будет экспонирована в течение правильное время. Эффективное время экспозиции может быть намного короче, чем для центральных жалюзи, за счет некоторого искажения быстро движущихся объектов.

Жалюзи в фокальной плоскости имеют преимущество перед центральными пластинчатыми шторками, так как позволяют использовать сменные линзы, не требуя отдельного затвора для каждого объектива. (Листовые ставни за объективом также позволяют менять объективы с помощью одного затвора.)

У них также есть несколько недостатков:

  • Искажение быстро движущихся объектов: хотя никакая часть пленки не экспонируется дольше времени, установленного на циферблате, один край пленки экспонируется значительное время после другого, так что горизонтально движущийся затвор, например, будет удлинить или сократить изображение автомобиля, движущегося в том же или противоположном направлении по отношению к движению затвора.
  • Они более шумные, что мешает откровенным фотографиям и фотографиям природы.
  • Их более сложная механическая конструкция обуславливает более короткий срок службы, чем у других конструкций ставен.
  • Если оставить камеру с затвором в фокальной плоскости с солнечным светом, падающим на объектив (и зеркало поднятым для SLR), можно прожечь отверстие в закрытой шторке неметаллического затвора.
  • Дрожание камеры из-за того, что большие занавески быстро поднимаются и останавливаются. Разработчики фотоаппаратов научились преодолевать удары зеркала SLR, добавляя блокировка зеркала функция в некоторых камерах. Это устраняет дрожание камеры от большого хлопающего зеркала внутри камеры, но не предотвращает дрожание камеры, вызванное самим механизмом затвора. Блокировка зеркала создает еще одну проблему: когда зеркало заблокировано, оптический видоискатель нельзя использовать для фокусировки, кадрирования или измерения экспозиции. Новее[когда? ] Цифровые зеркальные камеры имеют отметку "предварительный просмотр в реальном времени ", где изображение с основного датчика изображения отображается непосредственно на ЖК-дисплее, поэтому по-прежнему можно фокусировать (вручную или в более новых моделях с помощью определения контраста) и кадрировать. Это предотвращает большинство дрожаний камеры от затвора фокальной плоскости, поскольку вместо первой шторки используется электронный затвор.

Простая створка створки

Простая створка створки
1. Затворная пластина
2. Проем закрывается створкой.
3. Диафрагма во время экспонирования.
4. Листовая пластинка
5. Уловитель
6. Весна-бабочка

А простые створки представляет собой тип затвора камеры, состоящий из механизма с одной или несколькими поворотными металлическими створками, которые обычно не пропускают свет через линзу на пленку, но который при срабатывании открывает затвор, перемещая створки, чтобы открыть линзу на необходимое время для сделайте экспозицию, затем закройте.

Простые створчатые ставни имеют одну или две створки, которые поворачиваются так, чтобы пропускать свет к линзе при срабатывании триггера. Если используются две створки, у них есть загнутые края, чтобы создать примерно круглую апертуру. Обычно у них есть только один Скорость затвора и обычно встречаются в базовых камерах, включая одноразовые фотоаппараты. Некоторые имеют более одной скорости. Затворы для новых цифровых фотоаппаратов представляют собой комбинацию электронного и механического тайминга. В некоторых камерах используется 100% электронный затвор, который создается путем включения и выключения сигналов датчика изображения. Цифровые камеры, которые также могут снимать видео, реализуют этот метод для своих видеорежимов. Для однокадровой фотографии используются либо механические, либо механические и электронные методы.

Вращающийся затвор

Полушария

Затворная пластина состояла из части сферы, интегрированной с возможностью вращения за линзой. Это был тип затвора, который можно найти на Фотосфере и других камерах.[1]

Диафрагменный затвор

Одна заслонка диафрагмы открывается поверх другой в камере Akarex
Записи в Циклопедия фотографии Касселла, 1911. Терминология. заслонка диафрагмы с тех пор больше не используется.

А диафрагма или же лист[2] Затвор (в отличие от простого листового затвора, описанного выше) состоит из нескольких тонких лезвий, которые на короткое время открывают диафрагму камеры, чтобы произвести экспозицию. Лезвия скользят друг по другу, образуя круглую апертуру, которая увеличивается как можно быстрее, чтобы раскрыть всю линзу, остается открытой в течение необходимого времени, а затем закрывается таким же образом.[3] Чем больше количество лопастей, тем точнее круглая апертура. Синхронизация вспышки легко достигается с помощью пары контактов, которые замыкаются при полностью открытой заслонке.

В идеале створка открывается мгновенно, остается открытой до тех пор, пока требуется, и мгновенно закрывается. По сути, это так на более медленных выдержках, но по мере приближения к максимальным значениям затвор далеко не полностью открыт в течение значительной части времени выдержки. По сути, затвор действует как дополнительная диафрагма и может, например, вызвать виньетирование или увеличить глубина резкости, нежелательно, если поверхностный фокус используется творчески.

Период, термин заслонка диафрагмы также использовался для описания оптического упора со щелью около фокальной плоскости высокоскоростной камеры с движущейся пленкой.[4]

Несколько типов и производителей створок стали очень известными. Рано Составной ставень имел пневматический механизм с поршнем, скользящим против сопротивления воздуха в цилиндре. На малых оборотах они были тише, чем часы, но потенциально очень неточны. Более точные часовые механизмы затем заменили пневматический тормоз, а немецкий Compur,[2] и более поздний Synchro-Compur стал фактически ставнями стандартного качества. Позже японцы Копал ставня получил широкое распространение в качественном оборудовании. Широкое распространение получили также немецкие ставни Prontor и японские Seikosha. Up and Down with Compur: развитие и фотоисторическое значение створокКлауса-Эккарда Рисса в переводе Роберта "Профессора" Стоддарда[2] дает подробную историю и техническое описание створок. Компания Compur Monitor продолжала свою деятельность по состоянию на 2012 год., но изготовлены только системы обнаружения газа.[5]

Центральная ставня

А центральная ставня не является типом заслонки как таковой, но описывает положение заслонки: обычно это створка (или же простые створки ) и расположен внутри объектива, где относительно небольшое отверстие позволяет свету покрывать все изображение. Жалюзи-створки также могут быть расположены позади объектива, но рядом с ним, что обеспечивает взаимозаменяемость объектива. Альтернативой центральному или заобъективному затвору является затвор в фокальной плоскости.

Камеры со сменным объективом с центральным затвором в корпусе объектива требуют, чтобы в каждый объектив был встроен затвор. На практике большинство камер со сменными объективами используют один затвор в фокальной плоскости в корпусе камеры для всех объективов, в то время как камеры с фиксированным объективом используют центральный затвор. Однако многие среднеформатные и большинство широкоформатных фотоаппаратов имеют сменные объективы, каждая из которых оснащена центральным затвором. Некоторые фотоаппараты со сменными объективами имеют листовой затвор, расположенный за объективом. Широкоформатный камеры прессы часто имел затвор в фокальной плоскости. Некоторые имели как затвор в фокальной плоскости (для взаимозаменяемости объективов), так и объектив с центральным затвором (для синхронизации вспышки); одна ставня будет закрыта.

Пленочные камеры, но не цифровые камеры, с центральным затвором и сменными объективами часто имеют дополнительный затвор или темную направляющую для закрытия пленки и позволяют менять объектив в середине ролика без запотевания пленки.

Основными преимуществами центральных и заобъективных листовых штор по сравнению с фокальными затворами являются:

  • Синхронизация вспышки возможна на всех скоростях, потому что затвор открывается полностью, в отличие от затвора в фокальной плоскости, который относительно медленно скользит щель по пленке для короткой эффективной экспозиции.
  • Небольшие размеры возможны, так как заслонка размещается там, где пучок лучей узок, внутри или сразу за линзой.
  • Многие версии не имеют связи между механизмом взвода и механизмом продвижения пленки, что делает возможным многократную экспозицию (это может быть недостатком, поскольку многократная экспозиция может быть произведена случайно, если фотограф забывает продвинуть пленку).
  • Обычно намного тише.
  • Более реалистичные фотографии на высокой скорости панорамирование - боковые шторки фокальной плоскости в таких случаях сжимают или удлиняют изображение.
  • Более длительный срок службы затвора.

К недостаткам центральной заслонки можно отнести:

  • Для системы сменных объективов каждый объектив должен иметь встроенный затвор.
  • Все выдержки створок ограничены скоростью движения створок: обычно 1/500 секунды для диафрагменных затворов с высокими техническими характеристиками и 1/125 секунды для простых створок створок.
  • Некоторые версии могут не иметь связи между механизмом взвода и механизмом продвижения пленки, что делает случайную многократную экспозицию общей проблемой, хотя это особенность производства камеры, а не самого затвора.

Электронный затвор

Цифровой датчики изображения (обе CMOS и CCD датчики изображения) могут быть сконструированы так, чтобы обеспечивать функцию, эквивалентную затвору, путем передачи множества пикселей обвинения в свое время парному заштрихованному двойнику называли передача кадров ставня. Если полнокадровый передается за один раз, это глобальный затвор. Часто заштрихованные ячейки можно прочитать независимо, в то время как другие снова собирают свет.[6] Возможно очень быстрое срабатывание затвора, поскольку нет движущихся частей или каких-либо сериализованные данные переводы. Глобальный затвор также можно использовать для видео в качестве замены поворотные дисковые ставни.

Датчики изображения без затемненного полнокадрового двойника должны использовать сериализованную передачу данных освещенных пикселей, называемую рольставни. Роликовый затвор сканирует изображение построчно, так что разные линии экспонируются в разные моменты, как в механическом затворе в фокальной плоскости, так что движение камеры или объекта вызовет геометрические искажения, такие как перекос. или колебаться.[7]

Сегодня в большинстве цифровых камер используется только комбинация механического затвора и электронного затвора или механического затвора. Механический затвор может выдерживать до 1/16000 секунды (например, пленочная камера Minolta Dynax / Maxxum / α-9 имела максимальное значение 1/12000, что является рекордом для своего времени, а более поздние цифровые фотоаппараты Nikon серии D1 были способны на 1 / 16000), а электронный затвор выдерживает не менее 1/32000 секунды, что используется для многих суперзум камеры и в настоящее время многие камеры Fujifilm APS-C (X-Pro2, X-T1, X100T и другие).

Задержка затвора

Задержка затвора - это время между нажатием кнопки спуска затвора и началом экспозиции. Хотя эта задержка была незначительной для большинства пленочных и некоторых цифровых фотоаппаратов, многие цифровые камеры имеют значительную задержку, что может быть проблемой при съемке быстро движущихся объектов, например, в спортивной и другой динамичной фотографии. Задержка выпуска мост камеры например, Pentax X90 2010 года - относительно короткие 1/50 с,[8] или 21 миллисекунда (мс). Canon 50d dSLR указана с задержкой 131 мс.[9]

Во многих случаях автофокус Задержка (AF) является основной причиной задержки срабатывания затвора. Более дешевые камеры и ситуации с низким освещением или низкой контрастностью сделают эффект более выраженным, и именно в этих случаях задержка автофокуса более заметна. Большинство систем автофокусировки используют контраст определить фокус; в ситуациях с низким контрастом скорость, с которой камера может определить наилучший фокус, может быть весьма заметной. Поскольку большинство современных камер не активируют затвор до завершения автофокусировки, результатом является задержка срабатывания затвора. В этих случаях фотограф может переключиться на ручную фокусировку, чтобы избежать задержки, связанной с функцией автофокусировки.

Цикл затвора

Цикл заслонки - это процесс открытия, закрытия и возврата заслонки туда, где она снова готова к открытию. Ожидаемый срок службы механической заслонки часто выражается числом циклов заслонки.

Затвор проектора

В кинопроекция, затвор пропускает свет от фонарного столика, чтобы осветить пленку на проекционном экране. Во избежание мерцания затвор с вращающимся диском с двумя лезвиями пропускает свет два раза на кадр пленки. Есть также модели с тройными лопастями, которые пропускают свет три раза за кадр (см. Постоянство зрения ).

Ставни также используются просто для регулирования импульсов света без использования пленки, как в сигнальная лампа.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Типы затвора». Ранняя Фотография.
  2. ^ а б c "compur.eng". www.kl-riess.dk. Получено 5 апреля 2018.
  3. ^ Сидни Рэй, Научная фотография и прикладная визуализация, Оксфорд: Focal Press, 1999.
  4. ^ Фокальная энциклопедия фотографии, Макмиллан, 1957 г.
  5. ^ "Веб-сайт Compur Monitor (больше не производитель жалюзи)". compur.com. Получено 5 апреля 2018.
  6. ^ Электронные опалубки: Rolling vs Global Shutter Motionvideoproducts
  7. ^ Работа затвора для датчиков изображения CCD и CMOS Кодак (PDF)
  8. ^ Писатель, Adorama News (25 февраля 2010 г.). «Pentax представляет цифровую камеру X90 Megazoom - блоги экспертов по фотографии, советы, методы, обзоры камеры - Учебный центр Adorama». adorama.com. Получено 5 апреля 2018.
  9. ^ «Сравните Canon EOS 50D и Canon EOS 60D». Snapsort. Получено 5 апреля 2018.

Веб ссылки