A digitális tükörreflexes fényképezőgép , DSLR ( eng. Digital single-lens reflex camera ) egy digitális fényképezőgép , amely a filmes fotózásban használt egylencsés tükörreflexes fényképezőgép elvén épül fel . A digitális tükörreflexes fényképezőgép koncepciója egylencsés sémát foglal magában, mivel a kétlencsés séma nem talált széles körű alkalmazást a digitális fényképezésben .
Az állóképek rögzítésére alkalmas hordozható elektronikus eszközök létrehozására irányuló erőfeszítések közvetlenül azután kezdődtek meg, hogy Willard Boyle és George Smith 1969 - ben feltalálta a töltéscsatolt eszközt [1] . Az első tükörreflexes videokamerák ( eng. Still Video Camera ), mint például az 1981 -es Sony Mavica , a Canon RC-701 és a Nikon Still Video Camera 1, amelyek 1986-ban jelentek meg, azonban nem voltak digitálisak , mivel analóg képrögzítésen alapultak. az egyik szabványos színes televízióban [2] [3] .
Az első tükörreflexes digitális fényképezőgép egy hibrid elektro-optikai fényképezőgépnek tekinthető, amelyet a Kodak Electronics Division az amerikai kormány számára tervezett Canon New F-1 professzionális fényképezőgépével [4] [5] . Az alap a Kodak által készített fekete-fehér M1 CCD volt, amelynek felbontása először haladta meg az 1 megapixelt [6] . A kamera levehető hátlapjára szerelt blokkban kapott helyet, amelynek egyetlen példánya 1988 -ban jelent meg, és a katonaság üzemeltette. A jövőben további két hasonló taktikai kamera készült védelmi feladatokra [4] .
Az így létrejött hibridek túl terjedelmesnek és kényelmetlennek bizonyultak, és a következő lépés egy évvel később az IRIS projektek kidolgozása volt a fotóriporterek számára és a Hawkeye II a katonaság számára [7] . Mindkét prototípus a Nikon F3 SLR -re épült , de a fekete-fehér IRIS nem talált keresletet a hírfotózási piacon. A katonai konzolok egy részét új M3-as mátrixszal szerelték fel Bayer szűrővel , amely az első színes mátrix lett 1 megapixelnél nagyobb felbontással [6] . Ez lett az alapja az első kereskedelmileg sikeres és sorozatgyártású digitális hibrid Kodak DCS 100 -nak is, amelyet szintén a Nikon F3 HP fényképezőgép köré szereltek össze. Az 1991 -ben kiadott hibrid CCD digitális hátlapból állt, amelyet kábellel csatlakoztattak egy vállon viselt külső egységhez [6] . A külső DSU ( Eng. Digital Storage Unit ) blokk egy 3,5 hüvelykes , 200 megabájtos merevlemezt tartalmazott , amelyre a kamerához való csatolás során keletkezett képeket rögzítették. Ebben az esetben a hátlapot le lehetett dokkolni, és a fényképezőgép ismét alkalmas lett filmfelvételre. Az eszköz volt az első, amely a számítógéppel való együttműködésre helyezte a hangsúlyt , nem pedig a videorögzítőre , ahogyan az más gyártók korábbi fejlesztéseinél is megtörtént [8] .
A felsorolt hibrideket a Kodak polgári ( Professional Photography Division ) és védelmi ( Federal Systems Division ) részlege alkotta meg Nikontól függetlenül, amely a NASA-val közösen kiadta a digitális Nikon F4 ESC NASA-t fekete-és -1 megapixeles fehér mátrix [6 ] . A további fejlesztések a Fujifilmre , a Sonyra és a Kodak polgári szektorára összpontosultak, amely 1994 és 1998 között kompaktabb DCS sorozatú eszközöket adott ki, amelyek kompatibilisek a Nikon F801, Nikon F90 és Canon EOS-1N fényképezőgépekkel [9] . Mindezek a fejlesztések a teljes értékű, egy darabból álló digitális tükörreflexes fényképezőgépek megalkotása előtt egy köztes szakaszt jelentettek. A 2000-es évek elejére a Canon és a Nikon megalkotta a Canon EOS-1D és Nikon D1 professzionális fényképezőgép -családját, korábbi hibrid fényképezőgép-tapasztalatai alapján. A film mátrixos digitális hátlappal való helyettesítésének lehetősége csak a stúdiófotózásra tervezett közepes formátumú tükörreflexes fényképezőgépekben maradt meg.
A fogyasztói minőségű digitális tükörreflexes fényképezőgépek megjelenése 2003 végére tehető , amikor megkezdődött a Canon EOS 300D tömeges értékesítése , amelynek ára most először került a szimbolikus 1000 dolláros határ alá [10] [11 ] . Az összes korábbi minta, amely kezdetben 5-20 ezer dollárba került, csak a piac professzionális szegmenséhez köthető. A nagyközönség számára történő értékesítés megkezdésével a digitális tükörreflexes fényképezőgépek rohamos fejlődésnek indultak, növelve a mátrixok felbontását, méretét és adatfeldolgozási sebességét. Fokozatosan kiderült, hogy a digitális fényképezés minősége összevethető a klasszikus filmes fotózással, és a személyi számítógépek is elérhetővé váltak a tömeges vásárlók számára. A 2000-es évek közepe óta a digitális berendezések szinte teljesen felváltották a filmes társaikat, elsősorban a fotóriporter területén, amelyek hagyományosan a reflexes keresőre fókuszálnak. Az amatőr fotózásban a 2010-es évek eleje óta a tükörreflexes keresőt felváltották a cserélhető objektíves tükör nélküli fényképezőgépek , valamint a kamerás telefonok [12] [13] . Tehát, ha 2012-ben több mint 16 millió digitális tükörreflexes fényképezőgépet adtak el a világon, akkor 2017-re ez a szám több mint felére csökkent, 7,5 millióra [14] .
A tükörreflexes fényképezőgépek fő előnyei más típusú digitális berendezésekkel összehasonlítva a cserélhető optika használatának lehetőségét, amely ugyanazt a képet adja, mint a filmes társaikon, valamint a viszonylag nagy mátrixot, amely kiváló minőségű digitális képeket biztosít [15] . Az elektronikus irányzékelési technológiák továbbfejlesztése minimalizálja a tükörséma fő előnyét: a parallaxismentes optikai kereső jelenlétét, amely a fókuszsíkban kapott képpel azonos képet ad .
Az SLR fényképezőgépek fő előnye a tükör nélküli fényképezőgépekhez képest a fázisérzékelő autofókusz használatának lehetősége. Ez a leggyorsabb és legpontosabb technológia az összes közül, de optikai útra van szükség ahhoz, hogy a fényt az objektívről egy külön érzékelőre irányítsa. Ez az elv könnyen megvalósítható az egylencsés tükörreflexes kamerákban, amelyek a fő- és a segédtükröt használják, de nagy nehézségekkel jár a tükör nélküli kialakításoknál, amelyek közvetlenül a mátrix által alkotott képre fókuszálnak [16] . Ez a kontraszt összehasonlítását használja a lencse különböző helyzeteiben. A tükör nélküli fényképezőgépek élességállítási sebességének javítása érdekében egyes gyártók közvetlenül a fényérzékeny mátrixba integrálnak fázisérzékelőket, de a tükörreflexes fényképezőgépek autofókusz sebessége továbbra is felülmúlhatatlan [17] [18] .
A rögzített áttetsző tükörrel ellátott tükörséma változatának használata lehetővé teszi az autofókusz fáziselvének alkalmazását Élő nézet módban , beleértve a videófelvételt is, de gondosan meg kell őrizni a további optikai felület tisztaságát, amelyet a mátrixszal ellentétben még redőny sem véd a portól és a szennyeződéstől [19] . Ezenkívül az áttetsző tükör jelenléte csökkenti a teljes rendszer rekesznyílás-arányát, és csökkenti a kép fényerejét a keresőben. Ennek a sémának megfelelően a Sony Alpha SLT kamerák sorát építették fel .
2015-ben a Sony számos olyan technológiát vezetett be, amelyek lehetővé teszik a tükör nélküli eszközök gyors hibrid autofókusz megvalósítását számos speciális mikrolencsék és dedikált pixelek felhasználásával, a fázisérzékelős autofókuszhoz hasonló módon [20] [21] .
A digitális tükörreflexes fényképezőgépekbe beépített fényérzékeny mátrixok fizikai méretüket tekintve sokkal nagyobbak, mint a kompakt fényképezőgépek érzékelői [22] [23] . A nagy keret lehetővé teszi megnövelt méretű elemi fotodiódák használatát azonos számmal, ami meghatározza a felbontást . Ennek eredményeként javul a képminőség: azonos fényérzékenységi értékek mellett csökken a zaj , és bővül a dinamikatartomány [24] . Egy tipikus fogyasztói minőségű DSLR szenzora APS-C (22×15 mm), de van tendencia a szenzor teljes képkockára növelésére ( Canon EOS 6D , Sony A99 ) [25] .
A professzionális fényképezőgépek mátrixai valamivel nagyobbak - APS-H formátum ( Canon EOS-1D sorozat ), de elérhetik a "klasszikus" kis formátumú, 24 × 36 mm-es keret méretét ( Canon EOS 5D Mark III , Canon EOS-1D X Mark II , Nikon D5 ) és még azt is felülmúlja ( Leica S2 , Mamiya 645D vagy Hasselblad HxD -sorozat ), amely kiváló színvisszaadást és jel-zaj arányt tesz lehetővé . A kompakt digitális fényképezőgépek mátrix mérete általában nem haladja meg a 7,2 × 5,3 mm-t (1 / 1,8 ″ formátum), és többnyire 4,5 × 3,4 mm (1 / 3,2 ″ formátum), ami 56,5-szer kisebb területet biztosít. mint egy kis formátumú "teljes" keret (864, illetve 15,3 négyzetmilliméter) [26] . Az ilyen mátrixok csak minimális ISO-értékek és erős megvilágítás mellett tudnak elfogadható zajszintet és képminőséget biztosítani.
Ugyanakkor a kis mátrixok lehetővé teszik kompaktabb és könnyebb optikák tervezését nagy rekesznyílás mellett . Így a kompakt fényképezőgépek zoomobjektívjeinek nagyítása és rekeszértéke általában elérhetetlen a kis formátumú mátrixra vagy filmkockára tervezett optikánál. A kis keretméretekhez tervezett teleobjektívek is sokkal kisebbek és gyorsabbak, mint nagy formátumú társaik. A miniatűr mátrixok ezt az előnyét a pszeudotükör digitális fényképezőgépekben használják , amelyek általában nagy nagyítású, nem eltávolítható kompakt " szuperzoommal " vannak felszerelve, és lefedik a mindennapi fényképezési gyakorlatban használt gyújtótávolság-tartomány jelentős részét [27] . Ezek a tükörreflexeseknél olcsóbb gépek az amatőr fényképészeti eszközök piacának jelentős részét foglalják el, kiszorítva a nehezebben kezelhető DSLR-eket. Ezenkívül a nem eltávolítható objektív kialakítása kiküszöböli a por és szennyeződések bejutását az érzékelő felületére, ami elkerülhetetlen a cserélhető objektíves SLR fényképezőgépeknél.
A nagy méretű mátrixok fizikai jellemzőinek fontossága ellenére a kis formátumú fényképezőgépek objektívjeivel készített kép jellege az SLR berendezések jelentősebb előnyének tekinthető . A fotóobjektívek gyújtótávolsága viszonylag nagy a kamerák és kompakt fényképezőgépek optikájához képest. Ennek eredményeként azonos látószögek és relatív rekesznyílások mellett a kép élesen ábrázolt terének mélysége sokkal kisebb, mint a miniatűr formátumoknál, ami lehetővé teszi a hagyományos professzionális fényképezési technikák alkalmazását a tér mélységének hangsúlyozására. és válassza le a fő témát a háttértől.
Egy másik fontos körülménynek tekinthető az optikai kép alapvetően jobb minősége , amely közvetlenül függ a képkocka fizikai méretétől az optikai rendszerek diffrakciós korlátai miatt [24] [28] . Más szavakkal, a filmes fotózáshoz hasonlóan a minőség közvetlenül a képkocka méretétől függ, függetlenül az érzékelő felbontásától. Ezen okok miatt a modern digitális fényképezésben a maximális részletgazdagság csak közepes formátumú digitális hátlappal vagy teljes képkockás tükörreflexes fényképezőgépekkel érhető el.
Ugyanakkor a tükör nélküli fényképezőgépek új osztályának megjelenése a 2000-es évek végén megtörte a DSLR-ek monopóliumát a nagyméretű érzékelők terén [29] [30] . Az ilyen típusú kamerák egy része Micro 4:3 és APS-C szenzorokkal van felszerelve , és nem sokkal utánuk jött a Sony A7, full-frame szenzorral [16] .
Az alapvető különbség a digitális tükörreflexes fényképezőgépek és más típusú digitális fényképezőgépek között a tükörreflexes kereső , amelyet az összes optikai közül a legfejlettebbnek tartanak, és olyan előnyei vannak, mint a parallaxis teljes hiánya , a mélységélesség vizuális értékelésének képessége és a a kerethatárok pontos egybeesése az esetleges cserélhető objektívek látóterével, beleértve a zoomok számát is [31] . Ráadásul ez az egyetlen olyan típusú optikai irányzék, amely alkalmas optikai eszközökön keresztüli fényképezésre, makrófotózásra és speciális optikák, köztük váltóobjektívek használatára [32] . A távolságmérős kamerákkal ellentétben a reflexes keresővel végzett kézi és automatikus fókuszálás pontossága nem függ az objektív gyújtótávolságától [33] [34] . A kompakt digitális fényképezőgépekhez képest a DSLR-ek gyorsabb teljesítményt és jobb vezérlést biztosítanak a képnek, amely elektronikus átalakítás nélkül is látható, minden optikai árnyalattal.
A reflex kereső hátrányai közé tartozik a terjedelmessége és összetettsége, ami különösen szembetűnő a legújabb tükör nélküli kamerákkal összehasonlítva [30] . Ezenkívül a mozgatható tükör jelenléte megnehezíti a rövid fókuszú optika tervezését, mivel meg kell hosszabbítani a hátsó szegmenst . A tükörreflexes fényképezőgépekhez készült nagylátószögű objektívek retrofókuszos kialakítását kevésbé tartják tökéletesnek, mint az összes többi típusú berendezésnél alkalmazott szimmetrikus kialakítást. A tükör gyors mozgása közvetlenül a fényképezés előtt olyan vibrációkat okoz, amelyek az expozíció pillanatában elfogadhatatlanok [34] . A fókuszút összetettsége és a további nagy pontosságú optikai elemek, mint például a pentaprizma és a fókuszáló képernyő jelenléte a teljes szerkezet költségének növekedéséhez vezet [30] . A kereső és az autofókusz modul elemeinek kölcsönös elrendezése finombeállítást igényel , amely meghatározza a kézi és az automatikus élességállítás helyességét. A tükörkereső másik hátránya, hogy a tükör és hajtásai tehetetlensége miatt korlátozott a sorozatfelvétel maximális gyakorisága [17] .
Ugyanakkor a tükör nélküli digitális fényképezőgépek elektronikus keresője ugyanazokkal az előnyökkel rendelkezik, mint a reflexes, mivel a jövő képet a folyadékkristályos kijelzőn jeleníti meg . Az ilyen kereső hagyományos hátrányait - a képromlással járó fotomátrix túlmelegedését, a kijelző alacsony felbontását és az erős fénynek való kitettségét - a 2010-es évek elejére leküzdötték a fotomátrixok, a TFT-képernyők és azok tulajdonságainak nagymértékben javulása miatt. költségcsökkentés. A szemlencse típusú elektronikus kereső pedig megakadályozza a becsillanást, és közelebb hozza a felvételi technológiát a hagyományos „tükörhöz”. Az elektronikus kép késése, amely a kompakt berendezések első modelljein észrevehető, a processzorok sebességének növekedésével majdnem nullára csökkent [14] . Ugyanakkor a modern tükör nélküli fényképezőgépek záridő a tükörreflexes fényképezőgépekhez hasonlítható, amelyekben ez a paraméter a mozgatható tükör jelenléte miatt meghaladja a távolságmérő és a mérleg kamerák teljesítményét is. Az optikai kereső olyan előnye, mint az energiafüggetlenség, másodlagos a digitális eszközökben, azonban jelentősen csökkenti az energiafogyasztást, különösen készenléti üzemmódban.
A klasszikus kialakítású digitális tükörreflexes fényképezőgépekben az elektronikus kereső használata lehetetlen, mivel a fényérzékeny mátrixot a megfigyelés során egy redőny és egy tükör zárja le, amely biztosítja az optikai irányzék működését. 2006 januárjában az Olympus bemutatta az E-330 tükörreflexes fényképezőgépet , amely először valósította meg a kép kivágásának lehetőségét, amelyet nem a kereső optikai pályájában elhelyezett kiegészítő mátrixból, hanem a fő mátrixból kaptunk [35] . Ehhez a fényképezőgépet olyan üzemmódba kell kapcsolni, amely megkapta a „Live View” kereskedelmi nevet. Ebben az üzemmódban a célzás ugyanúgy történik, amikor a tükör felfelé van és a redőny nyitva van, mint minden más típusú digitális berendezésnél. Az optikai kereső ebben az esetben nem működik, mert egy megemelt tükör takarja [* 1] . Közvetlenül a fényképezés előtt a zár bezáródik, majd a beállított felvételi módtól függően egy vagy több expozíciót készít. A tükör felfelé marad, amíg az Élő nézet módot ki nem kapcsolják.
Ennek az üzemmódnak a jelenléte lehetővé teszi, hogy növelje a látvány kényelmét, beleértve a forgó kijelzőt is, és alkalmassá teszi az SLR fényképezőgépet videózásra. Emellett az elektronikus keresőnek még egy előnye válik elérhetővé: a számítógép képernyőjén való távoli megtekintés [36] . A legmodernebb modellek képesek megjeleníteni egy képet a vezeték nélküli protokollokon keresztül csatlakoztatott külső okostelefon képernyőjén [37] . Az üzemmód bekapcsolásakor azonban az energiafogyasztás és a mátrixfűtés meredeken megnő, és az optikai kereső legtöbb előnye elveszik az elektronikus keresővel szemben, elsősorban a fázisautomatikus élességállítás. Az első készülékekben például a Canon EOS 5D Mark II -ben az autofókusz mód bekapcsolásakor egyáltalán nem lehetett, mert a tükör felemelésekor a fény nem érte el a szenzort. A következő modellekben ezt a hátrányt a kontrasztos autofókusz használatával kiküszöbölték, de sebessége jóval alacsonyabb, mint az első fázisé, amely normál felvételi módokban működik. Ezenkívül a szabványos TTL fénymérő nem működik, mivel az érzékelőjét egy megemelt tükör blokkolja. Ebben az esetben az alternatív mérést közvetlenül a mátrix kapcsolja be. Jelenleg (2018) a "Live View" technológia meglétét nem csak a fogyasztói tükörberendezésekben tartják kötelezőnek, hanem a professzionálisak is [38] .
A cserélhető objektívek korlátozás nélküli használatának lehetősége, a makrófotózás , valamint az optikai eszközökkel, például mikroszkóppal , teleszkóppal vagy endoszkóppal történő felvételkészítés fő tényezői, amelyek hozzájárulnak a digitális egylencsés tükörreflexes fényképezőgépek népszerűségéhez. bármely alkalmazás [34] .
Mivel a legtöbb digitális tükörreflexes fényképezőgép tervezése filmes prototípusokon alapul, ugyanazokat az objektíveket és objektívrögzítési szabványokat alkalmazzák, figyelembe véve az érzékelő kis méretéből adódó kivágási tényezőt . A gyújtótávolság hagyományos „meghosszabbításának” kompenzálására a főbb gyártók új szabványokat dolgoztak ki, amelyek kompatibilisek a korábbiakkal: például a Canon piacra dobta az EF-S szabvány szerinti új kamerák és objektívek sorozatát a Canon alapján. EF film . Az új tartó korlátlanul fogadja a régi szabvány optikát, de a visszafelé kompatibilitás korlátozott, különösen a rövid hatótávolságú optikák esetében a lerövidített hátsó része miatt [39] . A Nikon DX szabvány hasonló elrendezésű, kivéve a hátsó szegmenst, amely változatlan maradt [40] . Ezenkívül az új objektívek olyan fejlett elektronikus áramköröket tartalmazhatnak ( elektromágneses ugró membrán , optikai stabilizátor stb.), amelyek nem működnek a régebbi fényképezőgépekkel. A legtöbb ilyen optika csökkentett látómezővel rendelkezik , kisméretű érzékelőhöz tervezve, és teljes képkockás kamerára szerelve a keret sarkaiban vignettálást eredményez.