Эволюция фотоаппаратов. Цель моей работы: познакомиться с историей создания первого фотоаппарата и эволюцией развития и совершенствования фотоаппаратов

Цель моей работы: познакомиться с историей создания первого фотоаппарата и эволюцией развития и совершенствования фотоаппаратов изучить устройство и принцип работы камеры - обскура, плёночного и цифрового фотоаппарата смастерить свой фотоаппарат (камера-обскура) и при помощи него получить фотографии окружающего мира.

Камера обскура Камера - латинское слово, первоначально обозначавшее огороженное место со сводчатым или арочным перекрытием. С течением времени это слово приобрело значение "комната". Камерой-обскурой называется темная комната с малым отверстием в одной из ее стен, через которое свет проникает внутрь комнаты, вследствие чего становится возможным получение изображения наружных предметов.

XIX век Первый долговременный фотоснимок на оловянно – свинцовой табличке с химикатами получил в 1826 г. Джозеф Нипс. В 1839 г. Луи Дагер объявил о новом способе фотографирования – при помощи «влажных» металлических пластин. В этом же году Генри Тальбот на бумаге, покрытой химическим составом, получил негатив.

Плёночный фотоаппарат Джордж Истмен, глава фирмы «Кодак», сделал фотографию общедоступной. В 1888 г. фирма «Кодак» выпустила фотоаппарат с плёнкой на 100 кадров. В 1900 г. появился ещё более популярный «Кодак – Броуни 1», который можно было перезаряжать самому.

Самодельный фотоаппарат Основные детали самодельной камеры обскура: корпус камеры из обычного картона, выкрашенный из нутрии и с наружи в черный цвет, в котором швейной иглой сделано отверстие; две катушки для пленки. Принцип фотографирования этой камерой: открываем отверстие и на пленке, находящейся внутри корпуса, получается изображение фотографируемого объекта.

Фиксировать на память приятные моменты современникам XXI века позволяет практически любой гаджет. Сегодня пользователи фотокамер, смартфонов и планшетов снимают на память любые события и моменты, делятся снимками в социальных сетях. Фотография стала доступна повсеместно, но так было не всегда. История фотоаппарата заслуживает отдельного внимания.

У любого изобретения есть базовая основа — это многовековой плод мыслей и опытов естествоиспытателей и ученых. Фотоаппарат не стал исключением: его прообраз появился много веков назад.

История камеры-обскура

Базой для изобретения фотоаппарата стала камера-обскура, которая упоминается в трудах древних философов и математиков Китая и Греции. Устройство представляло собой коробку с малым отверстием в одной из граней, в которое проникал световой луч. Схема построения изображения в ней сводилась к высвечиванию на противоположной стенке в перевернутом виде контуров предметов, находящихся снаружи.

Гениальный итальянец Леонардо да Винчи, живший в XV веке, впервые дал подробное описание и объяснил принцип действия камеры-обскура. В начале XVII столетия немецкий астроном И. Кеплер усовершенствовал устройство при помощи линзы, вставленной в отверстие, и открыл математический закон отражения света в зеркалах.

Математические расчеты преломления света – это первая ступенька на пути изобретения прообраза современного фотоаппарата.

Появились и быстро завоевали популярность портативные камеры-обскура с наклонно расположенным зеркалом, при помощи которых уличные художники создавали портретные силуэты. Но естествоиспытатели продолжали искать способ, чтобы получаемое изображение можно было сохранить.

Попытки сохранить изображение

Первым, кому удалось сохранение изображения, стал француз Н. Ньепс. Этот снимок датируется 1826 годом. В качестве чувствительного материала энтузиаст использовал покрытую асфальтовым лаком пластину, которую поместил в камере с отверстием. Саму камеру установил на подоконник так, чтобы отверстие было направлено на окно. После 8 часов экспозиции на пластине проявились очертания оконного проема.

Сделать изображение четче позволила обработка пластины химическими реактивами.

Другими энтузиастами продолжался поиск более простого метода сохранения изображения. В 1837 году благодаря стараниям француза Л. Дагера был изобретен способ получения единственного четкого снимка. А английский изобретатель У. Тальбот придумал способ получения отпечатка (негатив), при помощи которого снимки стало возможно копировать.

Российские энтузиасты также внесли свой вклад в развитие фотодела. В 1840 году в России фотографом А. Грековым было налажено производство небольшой партии усовершенствованных С.Л. Левицким аппаратов, работающих на основе изобретений Дагера и Табольта.

Настоящим прообразом массовой фототехники стал изобретенный в 1861 году Т. Сэттоном первый зеркальный фотоаппарат . В нем изображение фиксировалось на стеклянной пластинке-объективе. А пленочные зеркальные фотоаппараты появились благодаря изобретателю Д. Истмену, заменившему в 1883 году стеклянную пластинку пленкой. Он же спустя 5 лет изобрел легкий пленочный фотоаппарат « Кодак » с фотопленкой в виде рулона и стал основателем фирмы с таким же названием, выросшей в последующие десятилетия в крупнейшую корпорацию.

Первый зеркальный фотоаппарат

Развитие фотодела в XX столетии

С началом XX века развитие фотодела стало набирать обороты.

1. Компания «Leica» наладила массовое производство аналоговых аппаратов (середина 20 годов).
2. Компания «Lumiere» занялась выпуском пластин для цветных снимков (10-е годы).
3. Была изобретена цветная пленка (30 годы), а в 1942 году компания Кодак запустила производство цветной фото и кино – пленки.
4. В послевоенные годы во многих странах стала выпускаться пленочная фототехника. Не остался в стороне СССР. Массовыми моделями стали марки Зенит, Чайка, Салют.
5. Съемочные камеры усовершенствовались: в них стали встраивать автофокусировку, фотовспышку, различные автоматические режимы.
6. В 1963 году Polaroid выпустил аппараты с печатью снимков.

Первый Polaroid с возможностью печати снимков

Само-печатающие снимки аппараты не получили бурного развития, но дали толчок к поиску более совершенной технологии фиксирования моментов. И такая технология была найдена в 1974 году В.Бойлом и Д. Смитом, занимавшимися исследованиями в области полупроводниковой оптоэлектроники. Ими был создан ПЗС–сенсор , состоящий из отдельных светочувствительных металл-окисел-проводников. Прибор фиксировал электрический потенциал, возникающий под влиянием света. Это открытие позволило использовать ПЗС-матрицу для сохранения оптических изображений. Технология легла в основу создания цифровой астрономической камеры, и благодаря ей в 80- е годы появились первые цифровые фотоаппараты.

Эволюция цифровой фототехники

Изобретателем фотоаппарата, ставшего прототипом мобильных фотокамер с использованием цифровой технологии, стал инженер компании «Кодак» С. Сассон. Его условно переносной аппарат датируется 1974 годом. Он весил без малого 3 кг, а снимки размером 100×100 пикселей записывались магнитную ленту, на сохранение 1 фото уходило 23 секунды. В 1981 году компания Sony на основе ПЗС-матрицы разработала бытовую модель камеры, которая записывала изображения в аналоговом формате на гибкий магнитный диск (2-дюймовую дискету). Так началась эра цифровых фотоаппаратов, пока еще дорогих для массового использования.

Многие другие компании предложили рынку свои модели, попутно усовершенствуя оптические сенсоры и используемые для записи изображений носители и форматы кодирования.

Sony Mavica (1981)

В 1994 году компанией SanDisc был создан стандарт CompactFlash на 512 Мв, который в течение прошедших десятилетий дорабатывался и увеличивался в объеме памяти. С 1995 года стали выпускаться более доступные по цене для массового пользователя цифровые аппараты, при помощи которых получаются снимки отличного качества. Для оперативного просмотра отснятых снимков аппараты оснащают ЖК-дисплеями. Тогда же появились опции приближенной/удаленной съемки объекта, функция автоматической фокусировки и другие режимы управления. Когда доступные по цене фотоаппараты появились у массового потребителя, фотография завоевала мир. Фотоделом занялись не только фотографы-профессионалы, но и любители.

Усовершенствованные оптические сенсоры и флеш-карты памяти взяли на вооружение производители мобильных гаджетов . Современные модели нетбуков и ноутбуков, планшетов и смартфонов в обязательном порядке оснащаются фото и web-камерами. Продвинутые гаджеты способны заменить собой бюджетный цифровой фотоаппарат, а топовые девайсы способны по качеству снимков посоперничать с профессиональной фотоаппаратурой. Цифровые мобильные устройства постепенно вытеснили с рынка аппараты на фотопленке.

Обозримое будущее в развитии фотодела

Эволюция фотоаппарата продолжается и в наши дни. Американской компанией Lytro Inc уже создана пленоптическая камера, в оснащении которой использован массив микролинз для сьемки световой информации в 4-х измерениях . Назначение этого устройства — фиксирование происходящего во всем пространстве светового поля. Изображение, выдаваемое камерой, одинаково четкое как для ближних, так и удаленных объектов на снимке. Этот девайс уже называют фотоаппаратом будущего.

Инженеры ведущих компаний работают по нескольким направлениям.

1. Усовершенствуется технология записи светового поля.
2. Разрабатываются новые форматы четкости изображений, которые придут на смену распространенным HD, Full HD и недавно появившемуся видео-формату 4K.
3. Технология микро-настройки автофокуса внедрена, но сам процесс сложен даже для профессионалов. Поэтому компании вплотную занимаются разработкой и внедрением функции AFMA .
4. Перспективны разработки в области создания органических и изогнутых матриц. Первые обладают лучшей чувствительностью, а вторые нужны для увеличения диафрагмы и производительности сенсора.

Изобретение фотографии и развитие фотодела изменили мир человеческих отношений. Благодаря фотографии расширился кругозор современников, они глубже воспринимают происходящие в мире события, что стимулирует на новые достижения в технической области.

Сегодня наш журнал пополнился новой «галерейной» рубрикой, где будет рассказана, а в первую очередь - показана эволюция хорошо известных нам вещей. Первыми экспонатами, выставленными на всеобщее обозрение, станут устройства для рисования светом (слово «фотография» образовано от греческих phos - свет и graphe - писание, рисование).

Первая коммерческая фотокамера (дагерротип). Собрана Альфонсом Жиро в Париже 19 августа 1839. Вес - около 60 кг.

Первая в мире ламповая вспышка изобретена Луи Бутаном в 1893 году для подводной съемки. Магний помещали в герметичную колбу из толстого стекла и поджигали электропроводом. Такие одноразовые вспышки были ненадежны: часто лопались и долго остывали (сразу после использования выкрутить горячую лампу было нельзя). Водолаз на фото справа держит идентификационную табличку - но вверх ногами. Считается, что это - первый фотоснимок азотного опьянения (Кусто называл его «восторгом глубин»).

Первая в мире многоразовая вспышка (General Electric, 1927). Алюминиевая фольга вспыхивала в кислороде и давала свет чудовищной силы - примерно 180000 люмен-секунд.

Ядерный взрыв, сфотографированный камерой фирмы EG&G (1952) на полигоне в Неваде через 1 миллисекунду после детонации. Выдержка - около 10 наносекунд. Диаметр облака - всего 20 метров.

1975 год. Инженер «Кодак» Стив Сассон создал первый прототип цифрового фотоаппарата. Каждый черно-белый снимок 100х100 пикселей (0,1 мегапиксель) сохранялся на кассету (справа на аппарате) 23 секунды.

Испытания камеры WFPC3 (Wide Field and Planetary Camera 3) - основного инструмента телескопа «Хаббл». Разрешение основной матрицы - 2048х4096, а инфракрасной - 1024х1024 пикселей.

Крупнейший (из невоенных) телескопический объектив в мире Zeiss Apo Sonnar T* 1700 мм f/4, сделанный фирмой Carl Zeiss по индивидуальному заказу некоего ближневосточного фотолюбителя, увлекающегося съемками дикой природы. Используется вместе с фотоаппаратом Hasselblad 203FE. Вес - 256 кг. Цена не сообщается.

Обновлено 24.09.2017

Современные цифровые фотоаппараты есть у всех. Но раньше (30 лет тому назад) позволить себе фотоаппарат могли только весьма состоятельные люди. И сей девайс тогда считался признаком роскоши. Владельцы цифровых камер были вынуждены носить с собой большие жесткие диски аккумуляторы, для которых отдельно были созданы специальные рюкзаки. Со временем девайсы стали уменьшаться и с тех пор сильно изменились.

Кстати, самый первый фотоаппарат выглядел так (см.фото ниже). В нем не было матрицы или пленки. Изображение отпечатывалось на металлической плитке, и увидеть его можно было после дальнейшей обработки.

Со дня изобретения самого первого фотоаппарата прошло 100 лет. Затем появились первые цифровые фотокамеры. Матрицы, известные и широко используемые во всех цифровых фотоаппаратах сегодня, изобрели в конце 60 годов.

Самый первый и полноценный цифровой фотоаппарат – это Dycam Model 1 . Также его называют Logitech FotoMan FM-1 . Чуть-чуть позже, в 1981 году, компания Sony создала камеру MAVICA. В этой камере кадры записывались на 3.5-дюймовые дискеты, и тогда это было последним словом техники. Сейчас уже и компьютеров таких почти нет, которые бы «съедал» дискеты.

Dycam Model 1 (самый первый цифровой фотоаппарат) стоил приблизительно 1000 долларов. На то время это были очень большие деньги. Даже сегодня 1000 долларов для фотоаппарата это весьма большая цена, и за эти деньги можно купить вполне себе хорошую зеркалку. Впрочем, сегодня дорогие камеры могут стоить 40-50 тысяч долларов. Возможности Dycam Model 1 были унылыми: там использовалась матрица с разрешением 376х240 пикселов, был всего 1 Мб памяти и простой объектив с фиксированным фокусным расстоянием.

В средине восьмидесятых годов примеру компании Sony последовали известные бренды Canon и Nikon, а также ныне малоизвестная компания Asahi. Так на свет появились электронные видео- и фотокамеры. Это были аналоговые камеры, стоили они дорого и имели разрешение 0.3-0.5 Мп.

Несмотря на то, что появились первые девайсы в начале 80-х годов, их широкое производство выпадает именно на первую половину 90-х. Но даже и эти фотоаппараты были унылыми и не предоставляли фотографу широких возможностей. Проблема заключалась в том, что подойти к производству цифровых камер было сложно. На то время неплохо развивались аналоговые фотоаппараты и их наработки не подходили для реализации идей цифровых камер. В результате был провал за провалом. Один из примеров – это «зеркалка» Kodak DCS-100 стоимостью 25 тысяч долларов. В ней был реализован принцип механического копирования (без понятия, что это значит). Даже если отбросить огромную цену, камера была неудобной – нужно было носить сумки для блока питания и жесткого диска. При этом качество снимка было плохим.

Единственный элемент, который мог остаться от пленочного фотоаппарата и использоваться в цифровом – это объектив. Его принцип работы не поменялся вообще.

Была еще одна проблема – носить цифровой информации. Фотоаппараты нуждались в емких и небольших цифровых носителях, и в 1994 году фирма SanDisc реализовала стандарт CompactFlash. Он используется и сегодня, хотя является несколько модифицированным. Это был достаточно большой шаг в практике развития фототехники. В результате появились цифровые фотоаппараты, которые были и компактными и действительно доступными по цене. К тому же, в них использовались более-менее хорошие матрицы с нормальным разрешением.

Сегодня есть, как минимум, 8 фирм фотоаппаратов, которые конкурируют между собой. Есть также и другие мелкие бренды по сравнению с этими гигантами. Ранее такой жесткой конкуренции не было – между собой соревновались:

• Pentax ;
• Kodak ;
• Canon ;
• Olympus ;
• Pentax ;
• Nikon ;
• Minolta .

Немного позже в борьбу вступили Sony, Casio и Fuji . Эти компании, кстати, продолжают создавать камеры и сегодня (возможно, кроме фирмы Minolta ).

Из всех этих брендов лидером являлся Kodak. Именно эта компания лидировала в области технических достижений в фототехнике. Чего только стоит модель DC-20 , выпущенная в 1995 году. Она стала по-настоящему компактной и удобной цифровой камерой. Она весила 120 грамм и была размером, как обычная колода карт. Стоимостью всего 200 долларов она считалась «бюджетным вариантом» и активно пользовалась спросом. Разрешение используемой матрицы составляло 0.18 Мп, что позволяло получать снимки с максимальным разрешением 493×373.

Еще позже Кодак представила на рынке модель . Тут впервые был использован варио-объектив с системой фокусировки. Теперь владельцу не нужно было вручную настраивать резкость кадра. Также была доступна функция выбора сжатия изображения (хорошее, лучшее, максимальное). За счет максимального сжатия освобождалось место на карте памяти, и вместо стандартных 22 снимков можно помещаться уже 99 кадров.

Впрочем, другие компании тоже не стояли на месте. В 1997 году компанией FujiFilm была представлена камера с матрицей разрешением более одного мегапикселя. Однако на тот момент компьютеры мало у кого были, и пользователи не могли полноценно оценить все преимущества от перехода на новый стандарт. К тому же, расчеты показали, что для получения отличного снимка в формате 10×15 см разрешение матрицы должно составлять приблизительно 2.1 Мп.

Следовательно, в 1998 году фирма Сони создала матрицу ICX 224 с разрешением 2 Мп. Модели с применением этой матрицы стали первыми цифровыми фотоаппаратами, пользующимися большой популярностью и более подобными современным девайсам. Тогда и началось их серийное производство.

Самая лучшая модель прошлого века – это Olympus D-200L . Они делала резкие и точные кадры, также имела оптический видоискатель и жидкокристаллический дисплей. Ну, а дальше понеслось…

Со временем стали появляться матрицы с разрешением 3-5 Мп. Дальше был застой в плане роста разрешения, т.к. его увеличение не давало улучшений в качестве картинки. Хотя качество картинки и улучшение цветопередачи совершенствовалось.

Первые зеркальные цифровые фотоаппараты

Простые цифровые мыльницы действительно завоевали рынок и внимание покупателей. Но вот профессиональные фотографы не стремились переходить на цифровые камеры. Производители до 2011 года занимались только компактными камерами, а профессиональный рынок не тревожили. Но так не могло продолжаться вечно.

В 2001 году компания Minolta создана камеру с матрицей разрешением 6 Мп. Это была первая и весьма серьезная заявка на победу и занятие ключевой доли в этой нише. Эта камера обладала вполне себе внушающими характеристиками, что сразу заметили профессиональные фотографы. Чуть позже присоединились Canon и Nikon и даже Pentax.

Результат: в 2003 году появился девайс , и он может считать первым доступным широкому потребителю зеркальным фотоаппаратом со сменным объективом. Способствовало продвижению этой камеры еще и то, что в нее можно было «вкрутить» объектив от пленочного фотоаппарата.

В 2003 году также были анонсирована камера от Pentax, а еще спустя несколько лет появилась на свет модель E-1 от Olympus с отличающейся технологией крепления объектива. Эта технология была свободной и после ее подхватили другие независимые производители фотоаппаратов и оптики.

Наконец, в 2005 году Canon показывает миру первую доступную камеру с полнокадровой матрицей и разрешением 12.7 Мп. Это была модель EOS 5 D , и стоила она около 3000 долларов. Данный девайс на тот момент был вне конкуренции, и даже сейчас является лучше многих современных зеркальных фотоаппаратов.

Именно эту камеру () можно считать точкой отсчета. После нее стали появляться те зеркалки, которые мы видим на данный момент на полках магазинов. Неплохо преуспел в этом Nikon – бренд спустя 2 года создал достойных конкурентов с полнокадровыми матрицами – камеру D3 и D700 .

Кэнон достойно ответил – презентовал фотоаппарат Canon 5D Mark II . Эта модель превосходила по некоторым параметрам модели от Nikon, хотя ничего нового показать уже не могла априори. Так и началась эпоха совершенствования зеркальных фотоаппаратов, и эту борьбу гигантов мы наблюдаем по сей день.

В современном мире крайне популярным направлением стало селфи. Сфотографировать себя, окружающий мир на фоне красивого пейзажа или запечатлеть какое-нибудь важное событие из жизни, воспринимается сейчас как что-то само собой разумеющееся. Фотокамеры и фотоаппараты прочно вошли в нашу жизнь и стали неотъемлемой её частью.

История фотоаппарата уходит своими корнями глубоко в древность. В 3 веке до нашей эры древнегреческий философ Аристотель описал устройство, имевшее название «камера-обскура». Устройство выглядело, как ящик или затемненная комната с маленьким отверстием в одной из четырех стен. Изображение получалось небольших форматов, да еще и перевернутым.

Модернизация камеры-обскура произошла с изобретением очков в 1285 году. Позже, камерой стали называть устройство, напоминающее черный ящик с вставленным в его отверстие на передней стенке, двояковыпуклым стеклом. В отверстие задней стенки, как правило, вставлялось матовое стекло или прозрачная бумага. Немецкий оптик И. Кепплер в 17 веке использовал в камере-обскура линзы и размеры получаемого изображения увеличились.Ученым на протяжении веков, никак не удавалось зафиксировать получаемое изображение. Оно пропадало при действии на его поверхность солнечного света. В 1770-м году швейцарский химик К. Шееле доказал, что использовав соединения хлора и серебра можно получить нестираемое изображение, если обработать аммиаком.

В 1812 году французскому изобретателю Жозефу Ньепсу удалось встроить в камеру-обскура линзу и раздвижную трубку. В следующем году немецкий астроном Карл Гаус изобрел первый объектив. Спустя 8 лет Ньепс использовал для сохранения получаемых изображений раствор асфальта в масле льна (асфальтовый лак) и стекло. Позже, для этих целей была использована пластина из цинка всё с тем же асфальтовым лаком. Единственным недостатком было большое количество времени, требуемое для проявления фотографий. По сути изобретенный Ньепсом гелиограф и можно считать первым в мире фотоаппаратом. В 1826 году свет увидела первая в истории фотография.

Разработку Ньепса улучшил французский художник Ж.М. Дагер. Он изобрел устройство дагерротипный фотоаппарат в котором использовал основным компонентом йодид серебра. Однако этого оказалось, недостаточно для портретных снимков, и только лишь после добавления бромида серебра, сам процесс получения фотографий стал сиюминутным делом. Правда у получаемого изображения не было особой четкости. Уже в 1835 году англичанин Уильям Тальбот усовершенствовал устройство, получив негатив. Его открытие значительно повысило качество фотографий, появилась возможность копировать снимки и стало основой для начала производства печати фотографий.

По прошествии 30 лет в 1861 году, английский фотограф Сэттон сконструировал фотоаппарат в виде ящичка с линзой, который крепился посредством треножника. Такой аппарат уже имел привычные нам очертания, а его объектив был способен фокусироваться и формировать изображение при помощи зеркал.

Первое цветное изображение было получено в 1861 году английским физиком Джеймсом Максвеллом. Снимки, сделанные при помощи 3-х фотоаппаратов с цветными фильтрами, были соединены между собой при помощи проекции.

В 1889 году Джорждем Истменом изобретена и запатентована первая в истории рулонная фотоплёнка, а также фотоаппарат «Кодак», способный делать быстрые снимки.

Знаковым этапом развития фотографии стало массовое производство фотоаппаратов компанией Leica в 1925 году, в связи с появлением 35-мм фотопленки. Искусство фотографии отныне стало доступным практически для любого интересующегося человека.

В 1963 году компания «Полароид» представила одноименный фотоаппарат с мгновенной печатью сделанных только что изображений.

Совершенствование фотоаппаратов привело к тому, что в 1988-м году человечество увидело первую цифровую фотокамеру от компании Fujifilm. Со временем они практически вытеснили из использования обычные пленочные фотоаппараты. Но стоит отметить, что многие профессиональные фотографы до сих пор предпочитают использовать в работе именно их.