Aparat fotograficzny

Aparat fotograficzny jest to urządzenie, które wykorzystując soczewkę i migawkę, skupia przez ułamek sekundy na błonie filmowej światło odbite od przedmiotu.

Prototypem aparatu fotograficznego jest znana już w starożytności i uzupełniona w obiektyw w 1519 roku przez Leonarda da Vinci ciemnia optyczna (camera obscura z łaciny – ciemna izba). Jest to światłoszczelne pomieszczenie ograniczone sześcioma ściankami. Niewielki otworek w jednej ze ścian przepuszcza wiązkę promieni świetlnych, które na przeciwległej ścianie tworzą obraz rzeczywisty - odwrócony.

Dziś we współczesnym aparacie fotograficznym można wyodrębnić części zasadnicze i części specjalne.

Do części zasadniczych zalicza się:
- Korpus aparatu (jego obudowa) – tworzy ciemnie optyczną
- Obiektyw, osadzony w czołówce aparatu na przedniej ściance
- Kaseta – urządzenie do podtrzymywania materiału światłoczułego
- Migawka – urządzenie do ustalania czasu naświetlania
- Celownik lub matówka – urządzenie do kontroli wycinka fotografowanego obrazu

Do części specjalnych czyli ułatwiających użytkowanie aparatu, możemy zaliczyć:
- Licznik zdjęć
- Kontakt do lampy elektronowej
- Samowyzwalacz
- Dalmierz
- Skala głębi ostrości

Jedną z podstawowych i najważniejszych części aparatu fotograficznego jest obiektyw. Urządzenie to jest układem optycznym, składającym się z jednej lub kilku soczewek – całego zespołu – wykonanych z różnego rodzaju szkła i mających różne krzywizny powierzchni kulistych. Układy skupiające działają podobnie jak pojedyncza soczewka skupiająca i dają obrazy rzeczywiste, kiedy przedmioty znajdują się poza głównym ogniskiem układu. Obraz taki powinien być wyraźny czyli ostry i równomiernie naświetlony na całej płaszczyźnie zdjęcia oraz podobny pod względem geometrycznym do fotografowanego obiektu.

Już Leonardo da Vinci, jeden ze współtwórców wspomnianej już camera obscura – prototypu aparatu fotograficznego, próbował rozjaśnić słabiutki obraz powstały w ciemni optycznej. Zastosował w tym celu szklaną kulę napełnioną wodą. Jej działanie było zbliżone do funkcji jaką w najprostszym aparacie fotograficznym pełni soczewka, a w aparatach wyższej klasy – szereg soczewek czyli obiektyw.

Historia obiektywu zapoczątkowane przez Leonarda da Vinci była bardzo długa. Twórcy tego urządzenia próbując coraz to ulepszać obraz popełniali również wiele błędów co prowadziło jedynie do pogarszania go. Dlatego też do roku 1821 znano jedynie prymitywny, obarczony wieloma wadami obiektyw typu monokl czy menisk. Dopiero w tym właśnie roku francuski optyk Charles Chevalier (1804-1859) przedstawił pierwszy obiektyw wolny od błędów aberracji chromatycznej i sferycznej – obiektyw krajobrazowy inaczej achromat. Składał się on już z dwóch soczewek: jednej – zbierającej, wykonanej ze szkła kronowego, drugiej – rozpraszającej, ze szkła flintowego. Zestawienie tych dwóch soczewek sklejonych ze sobą zapewniło znacznie ostrzejszy obraz przy usunięciu aberracji chromatycznej.

Rozwój techniki budowy obiektywów poszedł kilkoma drogami. Jedna z zasad budowania obiektywów polega na przygotowaniu ich klejonych połówek z poszczególnych soczewek, przy czym połówki te są symetryczne. Obiektywy tego typu kryły bardzo szerokie pole widzenia dochodzące w poszczególnych przypadkach do 90o, ale miały stosunkowo mały otwór względny. Zdarzały się oczywiście wyjątki zarówno od tej zasady symetryczności, jak i od zasady klejenia soczewek stanowiących połówki, ale z reguły były to obiektywy symetryczne, klejone, rysujące bardzo ostro i obejmujące duże pole. Ilość soczewek składających się na połówkę obiektywu wynosiła zwykle trzy, a czasem cztery. Urządzenia te pozwalały na użytkowanie ich połówek oddzielnie dając wówczas ogniskową o podwójnej długości.

Konstruktorzy drugiej grupy ograniczyli w projektowanych obiektywach liczbę soczewek do trzech. W ten sposób uzyskano obiektyw, kryjący nieco mniejsza pole, ale jasny i nieskomplikowany w budowie.

Trzecia grupa optyków – konstruktorów poszła inną droga budując obiektywy składające się z dwóch połówek, z których każda zawiera dwie oddzielnie umieszczone soczewki. Zamiast pojedynczych soczewek stosowane są tu niejednokrotnie zespoły klejone, działające podobnie jak ich nie sklejane prototypy – zasada, więc pozostała ta sama.

Żeby mogła powstać naświetlona klisza (która po wywołaniu staje się negatywem) potrzebne są głównie – obiektyw, który skieruje odpowiednio skupione promienie światła tworząc obraz oraz film światłoczuły na którym obraz ten zostanie utrwalony.

Na powierzchnie filmu aparatu fotograficznego nałożona jest równomiernie emulsja – substancja światłoczuła rozpuszczona w żelatynie. Żelatyna jest więc ośrodkiem, w którym są rozproszone bardzo drobne cząsteczki substancji światłoczułej. Głównym składnikiem tej substancji są sole srebra (bromek, chlorek lub jodek srebra), zwane halogenkami srebra.

Barwoczułość materiałów negatywowych jest cechą charakteryzującą wrażliwość emulsji na wydzielone strefy widma światła białego, czyli zdolności reagowania tej emulsji na światło o różnej długości fali.

Tak zwany „czarno-biały” film do aparatu posiada jedną warstwę emulsji zawierającą światłoczułe kryształki, tworzące po naświetleniu obraz utajony (jest to niewidzialny dla oka zapis fotografowanego obiektu).
Po wywołaniu – negatyw posiada odwrócone natężenie jasności na filmie względem rzeczywistości czyli jasne rzeczy na filmie tak naprawdę są ciemne i odwrotnie.

Film „kolorowy” natomiast zbudowany jest z trzech warstw emulsji reagujących na różne długości promieni świetlnych czyli na poszczególne barwy: czerwoną, zieloną i niebieską. Światło odbijające się od fotografowanego przedmiotu naświetla kliszę, czerwone na kolor niebiesko-zielony; zielone na purpurowy
i niebieskie na żółty. Po otrzymaniu końcowego produktu złożonego procesu fotografowania – zdjęcia czyli pozytywu odwrócone kolory z negatywu znów mają swą barwę rzeczywistą.