Come funziona la fotografia: telecamere, lenti e altro spiegato

2024 Autore: Geoffrey Carr | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:55

Confuso da quella reflex digitale che hai, e tutto il gergo fotografico che lo accompagna? Dai un'occhiata ad alcune nozioni di base sulla fotografia, scopri come funziona la tua fotocamera e come può aiutarti a scattare foto migliori.

La fotografia ha tutto a che fare con la scienza dell'ottica: come reagisce la luce quando viene rifratta, piegata e catturata da materiali fotosensibili, come pellicole fotografiche o fotosensori nelle moderne fotocamere digitali. Scopri le nozioni di base su come funziona una telecamera, praticamente qualsiasi macchina fotografica, così puoi migliorare la tua fotografia, sia che tu stia utilizzando una reflex o una fotocamera per cellulare per portare a termine il lavoro.

Cos'è una fotocamera?

Intorno al 400 a 300 aC, antichi filosofi di culture scientificamente più avanzate (come la Cina e la Grecia) furono tra i primi popoli a sperimentare Camera oscura design per la creazione di immagini. L'idea è abbastanza semplice: allestisci una stanza sufficientemente buia con solo un pezzetto di luce che penetra attraverso un foro stenopeico opposto a un piano piano. La luce viaggia in linea retta (questo esperimento è stato utilizzato per dimostrarlo), attraversa il foro stenopeico e crea un'immagine sul piano piano sull'altro lato. Il risultato è una versione capovolta degli oggetti che vengono teletrasportati dal lato opposto del foro stenopeico: un miracolo incredibile e una scoperta scientifica sorprendente per le persone che hanno vissuto più di un millennio prima del "medioevo".

Per capire le fotocamere moderne, possiamo iniziare con la camera oscura, fare un balzo in avanti di qualche migliaio di anni e iniziare a parlare delle prime telecamere pinhole. Questi usano questa stessa semplice "punteggiatura" del concetto di luce e creano un'immagine su un piano di materiale fotosensibile, una superficie emulsionata che reagisce chimicamente quando viene colpita dalla luce. Pertanto, l'idea di base di ogni telecamera è di raccogliere la luce e registrarla su una sorta di film a oggetti fotosensibili, nel caso di fotocamere più vecchie e di sensori fotografici, nel caso di fotocamere digitali.

Qualche cosa va più veloce della velocità della luce?

La domanda posta sopra è una specie di trucco. Sappiamo dalla fisica che la velocità della luce nel vuoto è una costante, un limite di velocità impossibile da superare. Tuttavia, la luce ha una proprietà strana, paragonata ad altre particelle, come i neutrini che viaggiano a velocità così elevate - non passa la stessa velocità attraverso ogni materiale. Rallenta, si piega o rifrange, modificando le proprietà nel modo desiderato. La "velocità della luce" che sfugge dal centro di un sole denso è tremendamente lenta rispetto ai neutrini che scappano da loro. La luce può impiegare millenni per sfuggire al nucleo di una stella, mentre i neutrini creati da una stella reagiscono quasi senza nulla, e volano attraverso la materia più densa a 186,282 miglia / sec, come se fosse a malapena presente. "Va tutto bene", potresti chiedere, "ma che cosa ha a che fare con la mia macchina fotografica?"

È questa stessa proprietà della luce a reagire con la materia che ci consente di piegare, rifrangere e focalizzare utilizzando obiettivi fotografici moderni. Lo stesso design di base non è cambiato da diversi anni e gli stessi principi di base da quando sono stati creati i primi obiettivi si applicano anche ora.

Lunghezza focale e rimanere a fuoco

Mentre sono diventati più avanzati nel corso degli anni, le lenti sono fondamentalmente oggetti semplici: pezzi di vetro che rifrangono la luce e la dirigono verso un piano dell'immagine verso il retro della fotocamera. A seconda di come viene modellato il vetro dell'obiettivo, la quantità di distanza che la luce incrociata deve convergere correttamente sul piano dell'immagine varia. Gli obiettivi moderni sono misurati in millimetri e si riferiscono a questa quantità di distanza tra l'obiettivo e il punto di convergenza sul piano dell'immagine.

La lunghezza focale influisce anche sul tipo di immagine catturata dalla fotocamera. Una lunghezza focale molto breve consentirà a un fotografo di catturare un campo visivo più ampio, mentre una lunghezza focale molto lunga (ad esempio un teleobiettivo) taglierà l'area che si sta inquadrando in una finestra molto più piccola.

Esistono tre tipi di obiettivi di base per le immagini SLR standard. Loro sono Normale lenti, Angolo ampio lenti, e Teleobiettivo lenti. Ognuno di questi, oltre a ciò che è già stato discusso qui, ha alcuni altri avvertimenti che accompagnano il loro uso.

Obiettivi grandangolari hanno enormi angoli di visualizzazione di oltre 60 gradi e vengono solitamente utilizzati per concentrarsi su oggetti più vicini al fotografo. Gli oggetti con obiettivi grandangolari possono apparire distorti, oltre a rappresentare in modo errato le distanze tra gli oggetti a distanza e la prospettiva di inclinazione a distanze più ravvicinate.
Lenti normali sono quelli che rappresentano più da vicino l'imaging "naturale" simile a ciò che l'occhio umano cattura. L'angolo di campo è più piccolo degli obiettivi grandangolari, senza distorsioni degli oggetti, distanze tra oggetti e prospettiva.
Lenti a fuoco lungo sono gli enormi obiettivi che vedono gli appassionati di fotografia trascinarsi dietro e sono usati per ingrandire oggetti a grandi distanze. Hanno l'angolo visuale più stretto e sono spesso usati per creare scatti con profondità di campo e scatti in cui le immagini di sfondo sono sfocate, lasciando oggetti in primo piano che vengono lasciati nitidi.

A seconda del formato utilizzato per la fotografia, le lunghezze focali per obiettivi normali, grandangolari e a fuoco lungo cambiano.Le fotocamere digitali più comuni utilizzano un formato simile alle fotocamere a pellicola da 35 mm, quindi le lunghezze focali delle moderne reflex digitali sono molto simili alle fotocamere a pellicola del passato (e oggi, per gli appassionati di fotografia cinematografica).

Aperture e velocità dell'otturatore

Dal momento che sappiamo che la luce ha una velocità definita, ne è presente solo una quantità limitata quando scatti una foto, e solo una frazione di quella passa attraverso l'obiettivo verso i materiali fotosensibili all'interno. Quella quantità di luce è controllata da due degli strumenti principali che un fotografo può regolare l'apertura e la velocità dell'otturatore.

Il apertura di una fotocamera è simile alla pupilla dei tuoi occhi. È più o meno un buco semplice, che si apre o si chiude ermeticamente per consentire più o meno luce attraverso l'obiettivo ai recettori fotografici. Le scene luminose e ben illuminate necessitano di una luce minima, quindi l'apertura può essere impostata su un numero maggiore per consentire meno luce. Le scene del dimmer richiedono più luce per colpire i sensori fotografici nella fotocamera, quindi l'impostazione del numero più piccola consentirà più luce. Ogni impostazione, spesso definita come f-number, f-stop o stop, in genere consente la metà della quantità di luce come impostazione precedente. La profondità di campo cambia anche con le impostazioni del numero f, aumentando l'apertura più piccola utilizzata nella fotografia.

Oltre all'impostazione dell'apertura, la quantità di tempo in cui l'otturatore rimane aperto (aka, velocità dell'otturatore) per consentire alla luce di colpire materiali fotosensibili può anche essere regolata. Le esposizioni più lunghe consentono una maggiore luminosità, particolarmente utile in situazioni di scarsa luminosità, ma lasciare l'otturatore aperto per lunghi periodi di tempo può creare enormi differenze nella fotografia. Movimenti piccoli come tremiti involontari alle mani possono scurire drammaticamente le immagini con tempi di posa più lenti, rendendo necessario l'uso di un treppiede o di un piano robusto per posizionare la fotocamera.

Utilizzato in tandem, i tempi di posa lenti possono compensare le impostazioni più piccole in apertura, così come le grandi aperture di apertura che compensano i tempi di posa molto rapidi. Ogni combinazione può dare un risultato molto diverso, consentendo di ottenere molta luce nel tempo in grado di creare un'immagine molto diversa, rispetto a consentire un sacco di luce attraverso un'apertura più grande. La combinazione risultante di tempo di posa e diaframma crea un'esposizione, o la quantità totale di luce che colpisce i materiali fotosensibili, siano essi sensori o film.

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Crediti immagine: Fotografare il fotografo, di naixn, disponibile sotto Creative Commons. Camera oscura, in pubblico dominio. Pinhole Camera (inglese) di Trassiorf, nel pubblico dominio. Schema di una stella di tipo solare dalla NASA, presunto dominio pubblico e fair use. Galileo di Teliscope di Tamasflex, disponibile sotto Creative Commons. Lunghezza focale di Henrik, disponibile sotto Licenza GNU. Konica FT-1 di Morven, disponibile sotto Creative Commons. Diagramma di apeture di Cbuckley e Dicklyon, disponibile sotto Creative Commons. Ghost Bumpercar di Baccharus, disponibile sotto Creative Commons. Windflower di Nevit Dilmen, disponibile sotto Creative Commons.