Wie funktioniert ein moderner Fotoapparat?

Transkript

1 Wie funktioniert ein moderner Fotoapparat? Kunterbunter Durchblick Harald Höller, Birgit Schörkhuber Institut für Astronomie, Universität Wien Institut für Analysis und Scientific Computing, TU Wien Vortrag im Rahmen der StauneLaune - ForschungsWochen für 7-10 Jährige Mittwoch, Diese Präsentation ist unter der Creative Commons Lizenz by-nc-sa 3.0 lizenziert Lizenzen eingebundener nicht selbst erstellter Bilder siehe Quelle

2 Wir erinnern uns Optik Loch Linsen Spiegel Lichtempfindliches Material Film (chemisch) CCD (elektronisch) Dunkle Kammer

3 Die wichtigsten Kameratypen Lochkamera Sucherkamera oder Kompaktkamera Spiegelreflexkamera Quelle Quelle

4 Die Sucherkamera

5 Sucherkamera Optik (Objektiv) besteht aus Linsen und ist meistens fix montiert Als lichtempfindliches Material dient ein Film oder ein CCD Chip Quelle

6 Sucherkamera Nachteil: der Sucher (Auge) und das Objektiv (Film) sehen nicht genau dasselbe

7 Sucherkamera Vorteil: sie sind relativ klein und nicht so teuer Moderne CCD Kameras haben einen kleinen LCD Display statt dem Sucher Quelle

8 Sucherkamera Im Inneren funktioniert eine Sucherkamera ähnlich wie eine Spiegelreflexkamera und die schauen wir uns genauer an!

9 Die Spiegelreflexkamera

10 Spiegelreflexkamera Optik (Objektiv) besteht aus Linsen, die Objektive sind austauschbar Als lichtempfindliches Material dient ein Film oder ein CCD Chip Quelle

11 Spiegelreflexkamera das sehen wir uns genauer an!

12 Spiegelreflexkamera Der Spiegel ist unten wir schauen durch den Sucher Umlenkprisma Spiegel Sammellinse Film oder CCD

13 Spiegelreflexkamera Der Spiegel ist oben der Film oder der CCD wird belichtet Umlenkprisma Spiegel Sammellinse Film oder CCD

14 Blende und Belichtungszeit

15 Blende Die meisten Fotoapparate haben eine Irisblende Der Vorteil: das Loch ist immer fast rund! Quelle

16 Blende Die Blende lässt sich am Fotoapparat einstellen Große Blende = kleines f (4) Kleine Blende = großes f (22) Quelle

17 Es gilt allgemein Große Blende = kurze Belichtungszeit und unscharf Kleine Blende = lange Belichtungszeit und scharf!

18 Große Blende (kleine f-zahl) Kurze Belichtungszeit Kleine Schärfentiefe Quelle, GFDL Quelle, GFDL

19 Kleine Blende (große f-zahl) Lange Belichtungszeit Große Schärfentiefe Quelle, GFDL Quelle, GFDL

20 Mietzekatzen-Schärfentiefe

21 Belichtungszeit kurze Belichtungszeit Sportfotografie Naturfotografie, Tierfotografie Quelle

22 Belichtungszeit lange Belichtungszeit Bewegungsunschärfe

23 Schärfentiefe Kleine Schärfentiefe Portraitfotografie Quelle

24 Schärfentiefe Große Schärfentiefe Landschaftsfotografie Quelle

25 und wie funktioniert nun eine Digitalkamera?

26 Wie ist das bei der Digicam? In Digitalkameras ist die lichtempfindliche Schicht kein Film, sondern ein Computerchip Quelle

27 Wir haben ein Problem denn CCD Chips sind eigentlich farbenblind!

28 Genauer hingesehen: Pixel C(hardged)C(oupled)D(evice)s bestehen aus Millionen von Bildpunkten, den Pixeln Quelle

29 Was macht das Licht im Pixel? Wenn Licht auf ein Pixel trifft, dann bewegen sich elektrische Teilchen und erzeugen einen elektrischen Strom!

30 Hell und dunkel am Digitalfoto Je mehr Licht auf ein Pixel trifft, desto stärker der erzeugte Strom und desto heller ist das Bild an der Stelle!

31 Und die Farben am Digitalfoto? Ein Pixel kann also nur sagen ob die Stelle hell oder dunkel ist aber wie entsteht nun ein Farbfoto? Quelle

32 Genauer hingesehen: Farbfoto Wir bemerken: Jedes Pixel hat nur eine Farbe!

33 Lösung: Farbmischung am Chip CCD Chips mischen einfach drei Bilder zusammen mit roten, grünen und blauen Filtern Quelle

34 Beispiel: Zwergenmeute Das zusammengemischte Bild ist farbig

35 noch mal langsam Das rote Bild - die Hüte sind fast weiß!

36 noch mal langsam Das grüne Bild - die Hüte sind schwarz!

37 noch mal langsam Das blaue Bild - die Hüte sind grau

38 Beispiel: Zwergenmeute Noch einmal das zusammengemischte Bild

39 Farbenmischen!

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