DSLR na cestě časem - 2. díl
8.10.2008, Roman Pihan, článek
V minulém díle jsme začali dávnými časy zrcadlovek. I když z pohledu technického se jedná o dávné časy, tak z ryze časového pohledu se jedná o pouhých 100 let, což není zas až tak mnoho. Podívejme se tedy v kontextu historie podrobněji na současný stav konstrukce SLR/DSLR.
Elektronika, její minimalizace, růst výpočetního výkonu i vyřešení problémů její spotřeby, a tedy napájení, znamenal obrovský pokrok a výzvu pro fotografickou techniku obecně. Z ryze mechanických či jen pár tranzistory vybavených regulačních obvodů se dnes staly velmi výkonné počítače s miliony tranzistorů a miliony operací za vteřinu schopné i některých prvků umělé inteligence.
Z hlediska principielní konstrukce dnešní SLR/DSLR se na původním konceptu příliš mnoho nezměnilo. Základní problém totiž je, že objektiv je schopen vykreslit jen jeden obraz. A chcete-li se na něj dívat vy, nemůže jej současně „vidět“ film či senzor. U velmi starých tzv. deskových či skříňových fotoaparátů byl tento problém řešen tak, že na obraz objektivu se díval fotograf a po zarámování scény místo svého pohledu zasunul světlocitlivou skleněnou fotografickou desku, obvykle větších rozměrů. Tento systém byl pochopitelně absolutně nepružný, a proto se používal zejména v krajinářské fotografii. Jako rarita a pocta tomuto druhu fotoaparátů byl např. v roce 1900 v Chicagu sestaven obrovský deskový přístroj Mamut, který vážil 625 kg. Do něj se vkládaly fotografické desky o váze 225 kg a rozměrech 135x240 cm! Deskové fotoaparáty se ale i dnes, byť výjimečně, používají pro jejich bezkonkurenční kvalitu obrazu.
Deskový fotografický přístroj Mamut postavený v Chicagu v roce 1900 a vážící přes 600 kg.
Potřeba vidět současně s filmem vedla ke konstrukci tzv. dvouokých zrcadlovek (Twin-lens reflex camera, TLR), která obsahuje dva stejné objektivy – jeden pro film a druhý pro oko fotografa. Konstrukce je díky dvěma objektivům velmi jednoduchá a např. stejné ostření objektivů se dá snadno dosáhnout ozubenými koly. Aby bylo možné se do této zrcadlovky dívat pohodlně shora, obsahovala zrcátko a matnici v horní části. Nemusela se tedy přikládat k oku, ale dívali jste se dolů do šachty. I když byla tato konstrukce velmi oblíbená, tak například širokorozsahové zoom objektivy jsou pro ni problém a také se nehodí na akční fotografii. Přesto je opět používána dodnes a mnoho fotografů ji preferuje např. pro statické studiové portréty.
Dvouoká zrcadlovka Kinaflex, u které jsou oba objektivy vzájemně spřaženy ozubenými koly.
Modifikací dvouoké zrcadlovky vlastně vznikl kompaktní fotoaparát s průhledovým hledáčkem. Také se vlastně jedná o dva objektivy, byť ten pro oko je velmi jednoduchý. Většinou je spřažen jen zoom a ostření se v hledáčku nijak neřeší a předpokládá se vždy jen automatické ostření.
Klasická a všem dobře známá konstrukce levného optického průhledového hledáčku, což je de facto modifikovaný princip dvouoké zrcadlovky.
V kontextu fotografie a zejména bouřlivého vývoje objektivů je jasné, že nejpraktičtější pro uživatele je vidět obraz poskytovaný přímo jedním hlavním objektivem, který tím pádem může být jakýkoliv (rybí oko, širokorozsahový zoom atd.). Koncepce dvou objektivů je sice dobrá, ale nákladná a omezující. Řešení nabízí právě SLR/DSLR díky sklopnému zrcátku, které poskytuje obraz jednoho objektivu oku a jen v době expozice jej poskytne filmu/senzoru.
Canon EOS D30 byla první CMOS digitální zrcadlovka, která se dala zaplatit. Nabídla rozlišení 1440×2160 pixelů (3,11 MPix) a používala běžné Canon EF objektivy s crop faktorem 1,6x. V době svého uvedení na trh stála 3500 USD, později cena spadla zhruba na 3000 amerických dolarů. Na snímku je včetně bateriového gripu.
Situace z hlediska konstrukce je však ještě složitější. Po rozvoji elektroniky vznikla totiž možnost i potřeba velmi přesně měřit expozici. A expozice se nedá přesně měřit podle světla v okolí fotoaparátu, jak se to dělávalo dříve, ale je třeba ji měřit v místě hlavního objektu (tam kde je to, co fotografujete). To je ale v praxi obvykle nemožné.
Starý externí expozimetr Picoskop, který měřil světlo sice přicházející směrem od scény, ale pochopitelně přítomné jen v bezprostředním okolí fotografa.
Byl-li expozimetr vestavěn přímo v těle fotoaparátu, byl na tom z hlediska měření expozice pochopitelně zcela stejně. Na snímku ruský fotoaparát FED-11 Atlas s vestavěným expozimetrem.
Způsob, jak výrazně zpřesnit měření expozice, a přitom nechodit k fotografovanému objektu, se našel v TTL měření (TTL je zkratka z Through-The-Lens znamenající skrze objektiv). Princip je v tom, že se expozice měří přesně podle světla, které vidí objektiv, které tedy tvoří aktuální snímek a které bude dopadat na senzor/film. Musí se tedy měřit až za objektivem (odtud zkratka TTL), aby se zohlednily všechny faktory, které mohou hrát na cestě světla svojí roli. Tím, že objektiv zobrazuje jen část scény, která bude tvořit snímek, se vlastně měří v místě fotografovaného objektu, byť nepřímo a zprostředkovaně. Současně se nemusí složitě počítat vliv použitého příslušenství (například filtrů, které světlo obvykle zeslabí), poněvadž TTL měření za objektivem vše vezme v úvahu.
I když TTL měření expozice je výrazně přesnější než měření prostým expozimetrem v místě fotografa, i ono má svá úskalí a v jistých situacích programově selhává. O tom se jistě přesvědčilo již mnoho fotografů a ani moderní sofistikované algoritmy na tom zatím nic nemění. O problémech měření expozice budeme ale hovořit později.
Expozici je třeba měřit v době, kdy se rámuje scéna a kdy tedy vidí i oko fotografa. Musí tedy dojít k rozdělení světla – část do hledáčku, a tedy do oka fotografa, a část pro expoziční senzor. Expoziční senzor je u většiny zrcadlovek umístěn v hledáčku, kde také pomocí polopropustného zrcadla nebo dvojímu lomu dojde k rozdělení světla. Samozřejmě díky tomu trochu potemní hledáček, protože jen část světla dorazí do oka, zbylá je věnována na oltář TTL měření expozice.
Princip TTL měření, které pracuje v době, kdy se díváte do hledáčku. Část světla produkovaného objektivem směřuje do vašeho oka (červeně), zatímco zbylá část světla směřuje na expoziční senzor, který bývá také umístěn v hledáčku (modře).
Originální obrázek konstrukce digitální zrcadlovky Olympus E-330, kde je dobře vidět dělení světla v hledáčku. Vlevo nahoře je 48zónový expoziční senzor a Live View CCD.
Z uvedené konstrukce a umístění expozičního senzoru plyne i jedno nebezpečí. Není-li u SLR/DSLR oko přiloženo k hledáčku (například s fotoaparátem na stativu), tak světlo může proniknout hledáčkem na expoziční senzor a změnit měření! Proto je třeba vždy při měření expozice v silném světle, kdy se nedíváte do hledáčku, zakrýt hledáček něčím tmavým. K tomu bývá například na řemínku k dispozici jednoduchá krytka, v praxi ale plně postačí zakrýt hledáček rukou nebo přes něj přehodit kus černé látky.
Příště se budeme věnovat moderním metodám ostření u dnešních SLR/DSLR.
Konstrukce SLR/DSLR
Z hlediska principielní konstrukce dnešní SLR/DSLR se na původním konceptu příliš mnoho nezměnilo. Základní problém totiž je, že objektiv je schopen vykreslit jen jeden obraz. A chcete-li se na něj dívat vy, nemůže jej současně „vidět“ film či senzor. U velmi starých tzv. deskových či skříňových fotoaparátů byl tento problém řešen tak, že na obraz objektivu se díval fotograf a po zarámování scény místo svého pohledu zasunul světlocitlivou skleněnou fotografickou desku, obvykle větších rozměrů. Tento systém byl pochopitelně absolutně nepružný, a proto se používal zejména v krajinářské fotografii. Jako rarita a pocta tomuto druhu fotoaparátů byl např. v roce 1900 v Chicagu sestaven obrovský deskový přístroj Mamut, který vážil 625 kg. Do něj se vkládaly fotografické desky o váze 225 kg a rozměrech 135x240 cm! Deskové fotoaparáty se ale i dnes, byť výjimečně, používají pro jejich bezkonkurenční kvalitu obrazu.
Deskový fotografický přístroj Mamut postavený v Chicagu v roce 1900 a vážící přes 600 kg.
Dvouoká zrcadlovka, TLR
Potřeba vidět současně s filmem vedla ke konstrukci tzv. dvouokých zrcadlovek (Twin-lens reflex camera, TLR), která obsahuje dva stejné objektivy – jeden pro film a druhý pro oko fotografa. Konstrukce je díky dvěma objektivům velmi jednoduchá a např. stejné ostření objektivů se dá snadno dosáhnout ozubenými koly. Aby bylo možné se do této zrcadlovky dívat pohodlně shora, obsahovala zrcátko a matnici v horní části. Nemusela se tedy přikládat k oku, ale dívali jste se dolů do šachty. I když byla tato konstrukce velmi oblíbená, tak například širokorozsahové zoom objektivy jsou pro ni problém a také se nehodí na akční fotografii. Přesto je opět používána dodnes a mnoho fotografů ji preferuje např. pro statické studiové portréty.
Dvouoká zrcadlovka Kinaflex, u které jsou oba objektivy vzájemně spřaženy ozubenými koly.
Optický hledáček
Modifikací dvouoké zrcadlovky vlastně vznikl kompaktní fotoaparát s průhledovým hledáčkem. Také se vlastně jedná o dva objektivy, byť ten pro oko je velmi jednoduchý. Většinou je spřažen jen zoom a ostření se v hledáčku nijak neřeší a předpokládá se vždy jen automatické ostření.
Klasická a všem dobře známá konstrukce levného optického průhledového hledáčku, což je de facto modifikovaný princip dvouoké zrcadlovky.
SLR/DSLR
V kontextu fotografie a zejména bouřlivého vývoje objektivů je jasné, že nejpraktičtější pro uživatele je vidět obraz poskytovaný přímo jedním hlavním objektivem, který tím pádem může být jakýkoliv (rybí oko, širokorozsahový zoom atd.). Koncepce dvou objektivů je sice dobrá, ale nákladná a omezující. Řešení nabízí právě SLR/DSLR díky sklopnému zrcátku, které poskytuje obraz jednoho objektivu oku a jen v době expozice jej poskytne filmu/senzoru.
Canon EOS D30 byla první CMOS digitální zrcadlovka, která se dala zaplatit. Nabídla rozlišení 1440×2160 pixelů (3,11 MPix) a používala běžné Canon EF objektivy s crop faktorem 1,6x. V době svého uvedení na trh stála 3500 USD, později cena spadla zhruba na 3000 amerických dolarů. Na snímku je včetně bateriového gripu.
Měření expozice - expozimetry
Situace z hlediska konstrukce je však ještě složitější. Po rozvoji elektroniky vznikla totiž možnost i potřeba velmi přesně měřit expozici. A expozice se nedá přesně měřit podle světla v okolí fotoaparátu, jak se to dělávalo dříve, ale je třeba ji měřit v místě hlavního objektu (tam kde je to, co fotografujete). To je ale v praxi obvykle nemožné.
Starý externí expozimetr Picoskop, který měřil světlo sice přicházející směrem od scény, ale pochopitelně přítomné jen v bezprostředním okolí fotografa.
Byl-li expozimetr vestavěn přímo v těle fotoaparátu, byl na tom z hlediska měření expozice pochopitelně zcela stejně. Na snímku ruský fotoaparát FED-11 Atlas s vestavěným expozimetrem.
TTL měření expozice
Způsob, jak výrazně zpřesnit měření expozice, a přitom nechodit k fotografovanému objektu, se našel v TTL měření (TTL je zkratka z Through-The-Lens znamenající skrze objektiv). Princip je v tom, že se expozice měří přesně podle světla, které vidí objektiv, které tedy tvoří aktuální snímek a které bude dopadat na senzor/film. Musí se tedy měřit až za objektivem (odtud zkratka TTL), aby se zohlednily všechny faktory, které mohou hrát na cestě světla svojí roli. Tím, že objektiv zobrazuje jen část scény, která bude tvořit snímek, se vlastně měří v místě fotografovaného objektu, byť nepřímo a zprostředkovaně. Současně se nemusí složitě počítat vliv použitého příslušenství (například filtrů, které světlo obvykle zeslabí), poněvadž TTL měření za objektivem vše vezme v úvahu.
I když TTL měření expozice je výrazně přesnější než měření prostým expozimetrem v místě fotografa, i ono má svá úskalí a v jistých situacích programově selhává. O tom se jistě přesvědčilo již mnoho fotografů a ani moderní sofistikované algoritmy na tom zatím nic nemění. O problémech měření expozice budeme ale hovořit později.
Expozici je třeba měřit v době, kdy se rámuje scéna a kdy tedy vidí i oko fotografa. Musí tedy dojít k rozdělení světla – část do hledáčku, a tedy do oka fotografa, a část pro expoziční senzor. Expoziční senzor je u většiny zrcadlovek umístěn v hledáčku, kde také pomocí polopropustného zrcadla nebo dvojímu lomu dojde k rozdělení světla. Samozřejmě díky tomu trochu potemní hledáček, protože jen část světla dorazí do oka, zbylá je věnována na oltář TTL měření expozice.
Princip TTL měření, které pracuje v době, kdy se díváte do hledáčku. Část světla produkovaného objektivem směřuje do vašeho oka (červeně), zatímco zbylá část světla směřuje na expoziční senzor, který bývá také umístěn v hledáčku (modře).
Originální obrázek konstrukce digitální zrcadlovky Olympus E-330, kde je dobře vidět dělení světla v hledáčku. Vlevo nahoře je 48zónový expoziční senzor a Live View CCD.
Z uvedené konstrukce a umístění expozičního senzoru plyne i jedno nebezpečí. Není-li u SLR/DSLR oko přiloženo k hledáčku (například s fotoaparátem na stativu), tak světlo může proniknout hledáčkem na expoziční senzor a změnit měření! Proto je třeba vždy při měření expozice v silném světle, kdy se nedíváte do hledáčku, zakrýt hledáček něčím tmavým. K tomu bývá například na řemínku k dispozici jednoduchá krytka, v praxi ale plně postačí zakrýt hledáček rukou nebo přes něj přehodit kus černé látky.
Příště se budeme věnovat moderním metodám ostření u dnešních SLR/DSLR.
