Kamerans princip är mycket enkel. En positiv lins får skapa en reell bild
på filmen och en slutare och en bländare ser till att lagom mängd ljus
når
filmen. Bländaren är en rund öppning nära linsen som avskärmar en del av
ljusstrålarna. Slutaren fungerar helt enkelt som en lucka som öppnas när
ljus ska släppas in i kameran och som stängs när filmen är lagom
belyst, exponerad. De påverkar också bildens skärpa.
Ett objekt som rör sig snabbt kräver en kort slutartid, rör
sig föremålet märkbart under exponeringen blir det suddigt
på filmen. Hur bländarinställningen påverkar skärpan återkommer
vi till längre ned i texten.
I digitalkameror är filmen ersatt med en ljuskänslig platta som kan läsas
av på elektronisk väg men rent optiskt är det ingen skillnad på en digitalkamera
och en kamera med film.
I verkligheten är den positiva linsen på kameran inte en enda lins utan
ett helt system av många linser. Detta för att ge maximal bildkvalitet.
När Du ställer in skärpan ändrar Du avståndet mellan linsen och filmen.
I övningen ovan har du ljusstrålar från objekt på 3 olika
avstånd från kameran. Fokusera nu bilden genom att flytta linsen med musen
så att det bildas en skarp reell bild på filmen med en strålknippe
i taget (det röda, grön och violetta). Avläs linsens x-koordinat
när bilden blir skarp i de olika fallen.
Hur mycket måste linsen flyttas när skärpan flyttas från det "röda"
till de andra två?
X - koordinater för linsmitten vid skarp avbildning (på gula filmens
framsida):
Oändligt långt borta (gröna strålarna): 4,19
Långt borta (röda strålarna): 3,95
Nära (violetta strålarna): ca 3,60
Man ser att ändringen för de 2 relativt nära är cirka
0,35 och att gå vidare från "röda" till oändlighet
är bara 0,24! Ju närmare objektet är desto mer noggrannt
måste skärpan ställas in!
[bild av fokuseringsring
på manuell kamera] Här kan du se gradering på fokuseringsring
på en manuell kamera. Linsen vrids fram och åter längs
en skruvgänga när man vrider den. Man kan se hur det krävs
större vridning för en meters skillnad nära kameran än
långt borta.
Du ser att objekt på olika avstånd inte kan avbildas skarpt
på samma gång.
Om det är skarpt för det röda blir det en utbredd skiva (i stället
för en punkt) vid filmen för de gröna och violetta strålarna.
Bländaren kan även användas för att påverka "skärpedjupet".
Skärpedjupet är avståndet mellan objektet längst bort och
närmast som samtidigt kan återges med "hyfsad" skärpa (där
skivan för en oskarp punkt är liten,
0.026 mm för 35mm film).
Vilken ger bäst skärpa även för de objekt som inte är
riktigt skarpa, en stor bländaröppning eller en liten bländaröppning?
En liten
bländareöppning gör att det blir relativt god skärpa
även för de objekt som linsen inte är fokuserad på.
Men eftersom mindre ljus då släpps in måste man har slutaren öppen längre tid (större slutartid). Detta kan göra att man får större "rörelseoskärpa", det vill säga att bilden blir oskarp på grund av att kameran eller objektet hunnit röra sig under tiden slutaren varit öppen.
Överkurs:
Bländarstorlek i fotosammanhang brukar anges relaterade till linsens brännvidd. Ett vidvinkelobjektiv (=kort f) behöver inte vara så stor för att samla mycket ljus till filmen. Ett teleobjektiv (=lång f ) behöver ha en mycket större ingångsöppning (och linser) för att få lika mycket ljus till filmen.
Ett objektiv med f = 50mm som har en öppningsdiameter av 25mm skulle
ha en bländare f/2.
Vanliga "f-stops" brukar markeras på linsers bländarinställning,
(varje steg innebär en halvering av ljusmängden): f/1,
f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8,
f/11, f/16, f/22, f/32, f/45 och f/64.
Här kan du se fokuseringsringen på ett kameraobjektiv (lins). Vita triangeln pekar på lite mer än 20 meter. Där skulle skärpan bli bäst. Du kan se att objektivet måste ändras lika mycket vid en ändring från 10 m till 20 m som när avståndet justeras från 4 m till5 meter. Om linsen är nerbländad till öppningen f/16, skulle allt vara skarpt från 10 meter till oändligheten. Detta kan Du se på skärpedjupsskalan runt omkring vita triangeln.
Även om skärpedjupet ökar med minskande bländaröppning,
så kan små bländareöppningar (mindre än f/16)
ge en annan typ av oskärpa (som beror på diffraktion).
Ett zoomobjektiv är gjort så att man kan variera brännvidden, f. Den animerade bilden här intill visar en lins för en 35 mm kamera. Skärpedjupet är markerat och man kan se att i tele-läget (lång f {fast zoomlinsen då är kort!}) är skärpedjupet litet. Man måste ställa in fokus noggrant. Däremot är skärpedjupet relativt stort får vidvinkel-läget (kort f {fast linsen då ör lång!} ).