Stillbildskameran - dess uppbyggnad och funktion

Innehåll

Principen för stillbildskameran har varit känd i årtusenden. Ordet "kamera" kommer av italienskans "camera obscura" vilket betyder "mörkt rum". Aristoteles var den förste som beskrev fenomenet. Det visade sig nämligen att om man befann sig i ett rum som var fullständigt ljustätt sånär som på ett litet hål i ena väggen skulle en bild av omgivningen avteckna sig på den motsatta väggen. Det enda sättet att föreviga denna bild var att teckna av den med en penna. Detta åtminstone till 1827 då fransmannen Joseph Nicephore Niepce lyckades använda en camera obscura för att skapa en bild på en plåt bestruken med asfalt som härdades av ljus. Den första kameran hade sett världens ljus, men många förbättringar stod att vänta.

Camera obscura

En camera obscura är en ljustät låda med ett litet hål i ena väggen. Allt ljus som belyser en punkt på insidan av lådan måste ha passerat genom hålet. Detta betyder att allt ljus som belyser en viss punkt måste komma från en och endast en bestämd riktning. Alltså får den belysta punkten en färg och intensitet som motsvarar den hos ljuskällan. Om man placerar en vit duk på väggen motsatt den med hålet kommer en bild att avteckna sig förutsatt att belysningen utanför lådan är tillräckligt stark. Denna bild kommer att vara uppochnedvänd samt spegelvänd.
[illustration]
Camera obscura: Ljuset från motivets nedre del når endast bildens övre del och vice versa.

Filmen

I en kamera är den vita duken utbytt mot ett ljuskänsligt medium. Detta är vanligtvis fotografisk film, men kan också vara en elektronisk detektor som producerar digitala bilder. Filmen kan vara färgfilm, svartvit film eller infrarödkänslig, negativ eller positiv, etc. och finns i många olika storlekar. Gemensamt för alla medium är att de har ett känslighetstal angett som talar om hur kraftigt de reagerar på ljus. Detta är viktigt att veta när man ska beräkna exponeringen.

Linsen

Det största problemet med camera obscura var att bilden var ganska ljussvag om inte motivet utanför var mycket ljusstarkt. Att göra hålet större hjälpte, men detta medförde att bilden blev oskarp eftersom ljuset kunde komma från något olika riktningar. Lösningen var att sätta in en konvex lins i hålet. En konvex lins fokuserar ljusstrålar som kommer från samma håll till en och samma punkt, den så kallade brännpunkten. Det är dock inte säkert att brännpunkten sammanfaller med filmplanet som bilden skall projiceras på. Brännvidden, avståndet mellan brännpunkt och lins, beror på avståndet mellan motivet och linsen. Motiv som befinner sig för nära kommer att få en brännpunkt bakom filmplanet, medan motiv som är för långt bort kommer att få en brännpunkt framför. I båda fallen kommer motiven att avbildas oskarpa. Genom att göra linsen flyttbar i förhållande till filmplanet kan man välja på vilket avstånd från kameran man vill avbilda föremål som skarpa. Det kallas att fokusera. Detta kan verka som en nackdel jämfört med den ursprungliga camera obscura som avbildade allting med samma skärpa. Så är dock inte fallet eftersom linskameran mer efterliknar det mänskliga ögats sätt att arbeta. Endast det som är av intresse visas skarpt medan ovidkommande detaljer förblir suddiga.
Moderna objektiv består av inte en, utan flera linser för att kompensera för brytningsfel. De finns för flera olika brännvidder och förstorar bilden olika mycket.
[illustration]
Camera obscura med lins: Motivet i mitten är det enda vars ljusstrålar har en brännpunkt som sammanfaller med filmplanet.

Bländare och skärpedjup

För att kunna variera storleken på ljusöppningen infördes bländaren. Bländaren placeras i anslutning till linsen. Bländaren kan ställas in för att släppa in mycket ljus i svag belysning och lite ljus i stark belysning på ungefär samma sätt som pupillen i det mänskliga ögat ändrar storlek. Bländarens storlek påverkar även skärpedjupet. Skärpedjupet kan ses som ett slags mått på hur pass skarpa föremål upplevs som ligger framför respektive bakom själva motivet. Även om en exakt definition finns så är skärpedjupet en ganska subjektiv egenskap som bland annat påverkas av hur mycket man förstorar bilden. Det kan dock sägas att skärpedjupet ökar om bländaröppningen minskar och vice versa.

Slutare

I fotografins barndom räckte det med att ta bort ett lock från linsen när man ville ta bilden, titta på klockan och sätta tillbaka locket igen. Efterhand blev filmernas känslighet så hög att tiden som filmen skulle exponeras för ljus mättes inte i sekunder utan bråkdelar av sekunder. Det blev då nödvändigt att använda automatiska slutare, ett "lock" som öppnas under en bestämd tid och sedan stängs igen.
Moderna slutare är elektroniskt styrda och kan nå slutartider på 1/8000 sekund.

Detta är de grundläggande byggstenarna i alla kameror. Övriga beståndsdelar som motorframmatning, exponeringsautomatik och autofokus är rena bekvämligheter som i och för sig kan vara bra att ha.

Exponering

Det största problemet i all fotografering är att bestämma hur bländaröppning och slutartid ska ställas in i förhållande till filmkänslighet och ljusförhållanden. Om man exponerar för mycket, det vill säga om bländaröppningen är för stor, eller slutartiden för lång, inträffar överexponering. Detta innebär att filmen exponeras så mycket att ljusstarka partier avbildas som helt kritvita, utan detaljer. Motsatsen är underexponering, där vissa partier blir kolsvarta. I extremfall med höga kontraster kan både över- och underexponering uppträda i samma bild.

Fotografen avläser ljusförhållandena i motivet med en exponeringsmätare som visar olika tänkbara kombinationer av slutartid och bländaröppning. Fotografen kan då välja om slutartid eller skärpedjup skall prioriteras. Ofta finns en exponeringsmätare inbyggd i kameran och ofta är det kameran som ställer in bländare och slutare automatiskt utan att fotografen behöver bekymra sig. Resultatet blir dock inte sällan oväntat.

Sökare

För att fotografen ska kunna ha en uppfattning om hur bilden kommer att se ut krävs en sökare att titta i. Kompaktkameror har i allmänhet genomsiktssökare medan systemkameror för professionellt bruk oftast har spegelreflexsökare. Digitala kameror brukar förutom en vanlig sökare ha en liten bildskärm som visar det som det elektroniska bildelementet registrerar. Genomsiktssökaren är egentligen inget annat än ett litet titthål bredvid objektivet, oftast i kombination med en lins som ger rätt bildvinkel. Problemet är att man inte ser motivet ur samma vinkel som objektivet gör. Detta ger så kallade parallaxfel vilket gör att man lätt kan missa motivet, särskilt vid närbilder. Dessutom vill man ofta sätta olika filter på objektivet. Effekten av dessa kommer då inte att synas i sökaren.

Spegelreflexsökaren har inte dessa problem. Ljuset som kommer in genom objektivet reflekteras mot en spegel och projiceras på en matt glasskiva. På så sätt är bilden i sökaren densamma som avbildas på filmen. Nackdelarna är att sökarbilden är ljussvag och att spegeln måste fällas undan för att en bild ska kunna tas. Detta kan orsaka mekaniska problem.

Fokusering

På kameror med manuell fokus vrider man vanligtvis på en ring på objektivet tills dess att sökarbilden blir skarp. Om man förväntar sig en situation där man inte har tid att fokusera kan man använda sig av tekniken med hyperfokalavståndet. Man ställer bländaren på minsta möjliga öppning så att skärpedjupet blir så stort som möjligt. Sen ställer man in fokus så att föremål som befinner sig mycket långt borta (i fotografiska termer: "oändligheten") ligger nätt och jämnt i skärpa. Då kommer allting att avbildas skarpt från ganska nära till väldigt långt borta. Denna teknik används ofta i billiga engångskameror med fixfokus (ej inställbar skärpa).

Många kameror har autofokus, de ställer in skärpan själva. Vanligtvis ställer de in skärpan på centrum av bilden. Det kan vara lätt att glömma om man använder genomsiktssökare, eftersom skärpeinställningen inte visas i sökaren. Skärpan blir då ofta felaktigt inställd om man inte har motivet i centrum.

Objektiv

Systemkameror är kameror där olika delar kan bytas ut, framför allt objektivet. Som sagt så består moderna objektiv inte av en enda, utan flera linser. De konstrueras bland annat för att motverka det faktum att ljus av olika våglängder bryts olika mycket och eliminera förvrängningar av bilden. Det som framför allt skiljer olika objektiv åt är brännvidden. Objektiv med korta brännvidder kallas vidvinkelobjektiv. Dessa ger, som namnet antyder, en stor bildvinkel, ungefär som ett titthål i en dörr. Teleobjektiv har långa brännvidder och fungerar som en kikare. Därimellan finns normalobjektiven.

Det räcker dock inte enbart med att veta brännvidden för att avgöra om ett objektiv är en vidvinkel eller ett teleobjektiv. Det beror även på kamerans filmstorlek. En brännvidd på 50 mm är ett normalobjektiv för vanlig 35 mm småbildsfilm, men för ett bildformat på 6x6 cm motsvarar det en vidvinkel.

Andra typer av objektiv är zoomobjektivet som har en varibel brännvidd och makroobjektivet som används för att ta extrema närbilder.

Kompaktkameror är vanligtvis försedda med en fast monterad vidvinkel eller zoom.

Filter

På systemkameror är det oftast möjligt att sätta fast ett filter framför objektivet. Detta kan påverka det infallande ljuset på olika sätt. Vid svartvit fotografering är det vanligt att använda ett färgfilter som blockerar vissa färger, oftast för att öka kontrasten eller ändra stämningen i bilden. Det ultravioletta filtret blockerar ultraviolett ljus som registreras av filmen, men inte av ögat. Ett polariserande filter blockerar ljus av olika polarisation. Detta är vridbart och kan användas till att minska reflexer i speglande ytor eller göra himlen mörkare i färgbilder. Ett softfilter ger hela bilden ett romantiskt skimmer.

Blixt

När ljusförhållandena är dåliga kan det vara lämpligt att använda ett blixtaggregat, en lampa som avger ett kraftigt ljussken under en kort tidsperiod. Blixten har utvecklats från en enkel fackla med brinnande magnesiumpulver till en liten glimlampa som matas med spänning från kondensatorer uppladdade av batterier. Det finns även studioaggregat som drivs med nätspänning. Exponeringen beräknas utifrån avståndet till motivet med hjälp av blixtens ledtal, som talar om hur pass kraftigt aggregatet är. Alternativt mäts det reflekterade ljuset av en sensor, antingen på blixten eller inuti kameran, som stänger av blixten när tillräckligt mycket ljus nått filmen.

De flesta kompaktkameror och många systemkameror har idag ett inbyggt blixtaggregat. Den största nackdelen med att placera blixten på kameran är att människor ofta får "röda ögon". Detta beror på att ljuset reflekteras mot blodkärlen i näthinnan. Man kan undvika detta genom att placera blixten någon annanstans eller låta ljuset reflekteras mot en vit vägg.