첫째, 카메라 작동 원리
카메라는 경물광상을 전기 신호로 바꾸는 장치이다. 그 구조는 광학 시스템 (주로 렌즈), 광전 변환 시스템 (주로 카메라 튜브 또는 고체 카메라) 및 회로 시스템 (주로 비디오 처리 회로) 의 세 부분으로 나눌 수 있습니다.
광학 시스템의 주요 구성 요소는 렌즈 시스템의 조합으로 구성된 광학 렌즈입니다. 이 렌즈 시스템에는 볼록 렌즈의 중간이 가장자리보다 두껍기 때문에 렌즈 가장자리 부분을 통과하는 빛이 중앙 부분의 빛보다 더 많은 굴절을 발생시키는 다양한 렌즈가 포함되어 있습니다. 피사체가 광학 시스템 렌즈의 굴절을 통과하면 광전 변환 시스템의 카메라 튜브 또는 고체 카메라 장치의 이미징 면에 "초점" 이 형성됩니다. 광전 변환 시스템의 감광성 원본은' 초점' 이외의 광학 이미지를 전하를 휴대하는 전기 신호로 변환한다. 이러한 전기 신호의 역할은 미약하므로 회로 시스템을 통해 특정 기술 요구 사항을 충족하는 신호를 형성하고 카메라에서 출력해야 합니다.
광학 시스템은 카메라의 눈과 동등하며 조작 기술과 밀접한 관련이 있으며 이 장의 뒷부분에서 자세히 설명합니다. 광전 변환 시스템은 카메라의 핵심이며, 카메라 튜브 또는 고체 카메라 장치는 카메라의 "심장" 이며, 이 부분에 대한 내용은 3 장에서 소개됩니다. 가정용 카메라는 대부분 카메라 부분과 비디오 부분을 합친 것이기 때문에 비디오 부분의 작동 원리를 다시 한 번 요약해 보겠습니다.
카메라의 카메라 시스템이 피사체의 광학 이미지를 해당 전기 신호로 변환하면 기록된 신호 소스가 형성됩니다. 비디오 시스템은 신호 소스에서 보낸 전기 신호를 전자기 변환 시스템을 통해 자기 신호로 바꾸어 비디오 테이프에 기록합니다. 카메라의 이미지 처리 시스템이 기록된 신호를 재생해야 하는 경우, 관련 버튼을 조작하고 비디오테이프의 자기 신호를 전기 신호로 바꾼 다음 확대된 후 TV 의 화면 영상으로 보낼 수 있습니다.
에너지 전환으로 볼 때, 카메라의 작동 원리는 빛-전기-자기-전기-빛의 변환 과정이다.
둘째, 렌즈 및 이미징 원리
카메라의 가장 중요한 부분이며 사람의 눈에 비유된다. 사람의 눈이 우주의 만물을 볼 수 있는 것은 안구 수정체력으로 망막에 영상을 형성하기 때문이다. 카메라는 사진촬영을 할 수 있고, 주로 카메라에 의해 영상이 형성되어 카메라나 고체 촬영기의 영상면에 투사된다. 그래서 카메라는 카메라의 눈이다. TV 화면의 선명도와 영상층이 풍부한지 여부 등 표현력은 광학 렌즈의 내적 품질에 의해 제약을 받는다. 오늘날 시장에서 흔히 볼 수 있는 각종 카메라의 렌즈는 모두 가막렌즈이다. 가막은 렌즈 표면에 색채가 있는 필름을 발라 렌즈와 렌즈 사이에 발생하는 색산 현상을 줄이고 역광 촬영 시 생기는 눈부심을 줄여주고, 빛을 잘 통과하도록 보호하고, 렌즈를 통과하는 능력을 높여 촬영된 화면을 더욱 선명하게 하는 것이다.
카메라맨은 독학 카메라 과정에서 먼저 렌즈의 이미징 원리를 숙지해야 하는데, 여기에는 주로 초점 거리, 시야각, 시야, 사진장이 포함됩니다.
초점 거리는 초점 거리의 약칭이다. 예를 들어, 돋보기의 한쪽은 태양을 마주하고, 다른 쪽은 종이 조각을 마주보고, 위아래로 일정한 거리로 움직이면 종이 위에 아주 밝은 빛깔이 모이고, 잠시 후에 종이를 작은 구멍으로 태울 수 있기 때문에' 초점' 이라고 부른다. 렌즈 중심에서 종이 조각까지의 거리가 렌즈의 초점 거리입니다. 카메라의 경우 초점 거리는 렌즈 "중심" 에서 카메라 튜브 또는 고체 카메라 이미지면까지의 거리와 같습니다.
초점 거리는 렌즈 촬영 이미지의 크기가 초점 거리에 의해 제어되기 때문에 광학 렌즈 성능을 나타내는 중요한 데이터 중 하나입니다. 텔레비전 촬영 과정에서 사진사는 다양한 시각 효과를 형성하기 위해 초점 거리를 자주 바꿔 조형과 구도를 만든다.
예를 들어, 같은 거리의 같은 목표물을 촬영할 때 렌즈의 초점 거리가 길수록 렌즈의 수평 시각이 좁아지고 장면이 촬영되는 범위도 작아집니다. 렌즈의 초점 거리가 짧을수록 렌즈의 수평 시각이 넓을수록 촬영한 장면의 범위도 커진다.
카메라 렌즈가 포함할 수 있는 경물의 범위는 보통 각도로 표현되는데, 이 각도를 렌즈의 시각이라고 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 카메라명언) 피사체가 렌즈를 통해 초점 평면에서 보이는 이미지를 형성하는 영역은 렌즈의 시야입니다. 그러나 시야에 나타나는 이미지는 중심과 가장자리의 선명도와 밝기가 다르다. 중심 부분과 중심 부분에 가까운 이미지는 선명도가 높고 밝습니다. 가장자리 부분의 이미지 선명도가 나쁘고 훨씬 어둡다. 이 가장자리 부분의 영상은 카메라에 사용할 수 없다. 따라서 카메라의 렌즈를 디자인할 때는 시야만 사용합니다. 카메라의 최종 촬영 화면의 크기가 렌즈의 이미지 필드 크기에 전적으로 좌우되는 것은 아니라는 점을 강조해야 한다. 즉, 렌즈 이미징 크기는 카메라 튜브 또는 고체 카메라 이미지 표면의 최적 크기와 일치해야 합니다.
카메라 렌즈의 이미징 크기가 결정되면 고정 초점 거리가 있는 렌즈에는 상대적으로 고정 뷰 필드가 있으며, 일반적으로 뷰 필드의 크기를 나타내는 뷰 필드가 사용됩니다. 그것의 법칙은 초점 거리가 짧을수록 시야각과 시야가 커진다는 것이다. 그래서 짧은 초점 거리 렌즈를 광각 렌즈라고도 합니다.
셋째, 렌즈의 필드 깊이 원리
카메라가 피사체의 어느 지점에 모이면, 이 점의 물체는 텔레비전 화면에서 또렷하게 영상화될 수 있다. 이 시점 전후에 일정 범위 내의 풍경도 비교적 분명하게 기록할 수 있다. 즉, 렌즈가 경물을 촬영하는 명확한 범위는 어느 정도 한계가 있다는 것이다. 사진관이 이미징에 초점을 맞춘 후' 더 또렷하다' 고 기록할 수 있는 피사체의 세로 깊이 범위는 필드 깊이다. 렌즈가 피사체를 조준할 때 피사체 앞의 또렷한 범위를 전경 깊이라고 하고, 뒤의 또렷한 범위를 후면 필드 깊이라고 합니다. 전경의 깊이와 뒷심도를 합치면 전체 TV 화면이 가장 가까운 선명도에서 가장 먼 선명도까지의 깊이를 전체 필드 깊이라고 합니다. 일반적으로 필드 깊이는 전체 필드 깊이를 나타냅니다.
어떤 화면은 앞부분이 또렷하고 뒤가 흐릿하고, 어떤 화면은 뒤에서 또렷하고 앞이 흐릿하며, 또 어떤 화면은 카메라에 의해서만 또렷하고 앞뒤가 흐릿하며, 이러한 현상은 모두 렌즈의 필드 깊이 특성으로 인해 발생한다. (윌리엄 셰익스피어, 필드 깊이, 필드 깊이, 필드 깊이, 필드 깊이, 필드 깊이, 필드 깊이, 필드 깊이) 필드 깊이 원리는 카메라에서 매우 중요한 역할을 한다고 할 수 있다. 필드 깊이를 정확하게 이해하고 운용하면 만족스러운 화면을 찍는 데 도움이 될 것이다. 필드 깊이를 결정하는 주요 요소는 다음과 같습니다.
조리개는 렌즈의 초점 거리가 같고 촬영 거리가 같을 때 조리개가 작을수록 필드 깊이의 범위가 커집니다. 조리개가 클수록 필드 깊이 범위가 작아집니다. 조리개가 작을수록 렌즈에 들어오는 빔이 가늘어지고 근축 효과가 뚜렷할수록 빛이 모이는 각도가 작아지기 때문입니다. 이렇게 영상 앞에 있습니다. 모이는 빛은 영상 면에 더 작은 플레어를 남기므로 원래 렌즈에 가깝고 멀리 떨어져 있던 불분명한 풍경이 받아들일 수 있는 선명도를 갖게 된다.
초점 거리 조리개 계수와 촬영 거리가 같은 경우 렌즈 초점 거리가 짧을수록 필드 깊이 범위가 커집니다. 렌즈 초점 길이가 길수록 필드 깊이 범위가 작아집니다. 초점 거리가 짧은 렌즈가 초점 길이가 긴 렌즈보다 앞뒤가 다른 거리의 풍경에서 나오는 빛에 의해 형성된 초점 밴드 (초점 깊이) 가 훨씬 좁기 때문에 더 많은 플레어가 허용 가능한 선명도 영역으로 들어오기 때문이다.
물거리는 렌즈 초점 거리와 조리개 계수가 모두 같은 경우 물거리가 멀어질수록 필드 깊이 범위가 커집니다. 물거리가 가까울수록 필드 깊이 범위가 작아진다. 렌즈에서 멀리 떨어진 풍경은 최소한의 조정만으로 또렷한 초점을 얻을 수 있고 앞뒤 경물 매듭의 초점이 촘촘하게 모이기 때문이다. 이렇게 하면 더 많은 플레어가 허용 가능한 선명도 영역에 들어가므로 필드 깊이가 늘어납니다. 반대로 렌즈 근처의 풍경에 초점을 맞추면 전후 초점 간격이 확대되어 초점 깊이가 넓어져 허용 가능한 선명도 영역으로 들어가는 플레어가 줄어들고 필드 깊이가 작아집니다. 이런 이유로 렌즈의 전경 깊이는 항상 후면 필드 깊이보다 작습니다.
넷째, 줌 렌즈와 그 원리 카메라의 렌즈는 표준 렌즈, 장초점 렌즈, 광각 렌즈로 나눌 수 있다. 예를 들어 16mm 카메라의 경우 표준 렌즈의 초점 거리는 25mm 이며, 이 초점이 표준 렌즈의 초점 거리로 결정되는 주된 이유는 이 초점 거리가 사람의 눈의 정상적인 수평 시야각 (24 도) 과 비슷하기 때문입니다. 표준 렌즈를 사용하여 촬영할 때 피사체의 공간 및 원근 관계는 카메라맨이 이미지세터에서 보는 것과 동일합니다. 초점 거리 50mm 이상은 장초점 렌즈라고 하고, 16mm 이하는 광각 렌즈라고 합니다. 카메라 분할 렌즈의 기준은 기본적으로 16mm 카메라와 같다. 하지만 현재 우리나라의 TV 카메라는 대부분 단 하나의 줌 렌즈, 즉 하나의 렌즈 시스템이' 광각 렌즈' 에서' 표준 렌즈',' 장초점 렌즈' 로의 연속 전환을 가능하게 해 카메라 조작에 큰 편의를 제공하고 있다.
렌즈의 주요 특징 중 하나는 일정 범위 내에서 초점 거리를 변경하면서 영상면 위치가 변하지 않는 성능을 갖추고 있어 가정용 카메라에 가장 널리 사용되는 렌즈가 되었다는 점이다.
변이 집중 렌즈는 많은 단렌즈로 구성되어 있다. 가장 간단한 것은 두 개의 볼록 렌즈로 구성된 조합거울이다. 이제 두 렌즈 사이의 거리를 X 로 설정하면 두 볼록 렌즈 사이의 거리 X 의 길이만 바꾸면 조합렌즈의 초점 거리가 변할 수 있다는 것을 실천으로 알 수 있다. 이것은 줌 렌즈의 가장 기본적인 원리이다. 그러나 위에서 설명한 조합렌즈의 단점은 X 의 거리를 변경하면 초점 거리가 바뀔 뿐만 아니라 이미지면의 위치도 변경된다는 것입니다. 영상면의 위치를 그대로 유지하려면 렌즈 몇 세트를 더 추가하고 규칙적으로 * * * * 함께 이동해야 합니다. 따라서 카메라의 줌 렌즈에는 초점 그룹, 줌 그룹, 면 보정 그룹 등 최소 세 세트의 조합 렌즈가 있어야 합니다. 영상 거리가 너무 길기 때문에 영상 표면의 밝기가 좋지 않아 영상 거리를 줄여야 할 때 렌즈 세트라고 하는 조합 렌즈 세트를 더 추가해야 한다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 영상명언) 그림 5 는 줌 렌즈의 구조도이다.
줌 렌즈가 줌될 때 시야각도 변경되지만 초점 위치와 조리개 개방도는 변하지 않습니다. 일반적으로 렌즈의 초점 배수라고 하는 것은 줌 렌즈의 가장 긴 초점 거리와 가장 짧은 초점 거리의 비율입니다. 현재 일부 보급형 캠코더에서는 줌 렌즈의 줌 범위가 대체로 10-90 (MM) 이므로 배수는 약 6-8 배입니다. 일부 방송급 카메라 줌 렌즈의 배수는 약 14-15 배이다. 또한 일부 기계에는 줌 배율기가 장착되어 있어 렌즈 초점 거리가 가장 긴 초점 거리를 기준으로 두 배로 증가하여 렌즈의 장초점 범위를 넓힐 수 있습니다. 그러나 이 배율 조정 장치는 이미지의 품질에 영향을 줄 수 있으므로 사용할 때 특히 주의해야 합니다.
실제 촬영에서는 줌 렌즈를 광각에서 장초단으로 점차 바꿀 때, 그 화면의 시각 효과는 카메라가 이 풍경에 점점 가까워지고 있는 것 같다. 이런 효과를 이른바' 푸시 렌즈' 라고 한다. 반대의 변화 효과는 "렌즈 당기기" 입니다. 카메라 렌즈의 초점 거리 변화에는 두 가지 제어 방법이 있습니다. 하나는 전기 줌이고, 다른 하나는 수동 줌입니다. 전동 줌은 전동 푸시 레버 (T 푸시-W 풀) 로 제어되며, 푸시 레버에 힘을 주는 손의 크기는 렌즈 움직임의 속도를 바꿀 수 있습니다. 전동 줌은 카메라가 밀고 당기는 동안 균일하게 변하는 것이 특징이다. 수동 줌은 손으로 줌 링을 직접 누르는 것으로 이루어지며, 수동 줌은 일반적으로 렌즈를 빠르게 밀고 당겨야 하는 경우에만 사용할 수 있습니다.
렌즈 초점 거리, 조리개, 필드 깊이, 카메라가 카메라로부터 떨어져 있는 거리 등 초점이 선명에 영향을 미치는 요소가 동시에 변할 수 있기 때문에 초심자는 더욱 어려워질 수 있습니다. 이 문제를 효과적으로 해결하기 위해 초보자는 촬영 중 이를 파악할 수 있다. 즉, 먼저 줌 렌즈의 가장 긴 초점 거리로 피사체에 초점을 맞춘 다음 촬영에 필요한 초점 거리로 되돌아가 피사체의 선명도를 보장할 수 있다.