История изобретения и эволюция фототехники

Фиксировать на память приятные моменты современникам XXI века позволяет практически любой гаджет. Сегодня пользователи фотокамер, смартфонов и планшетов снимают на память любые события и моменты, делятся снимками в социальных сетях. Фотография стала доступна повсеместно, но так было не всегда. История фотоаппарата заслуживает отдельного внимания.

Долгий путь до изобретения фотоаппарата

У любого изобретения есть базовая основа — это многовековой плод мыслей и опытов естествоиспытателей и ученых. Фотоаппарат не стал исключением: его прообраз появился много веков назад.

История камеры-обскура

Базой для изобретения фотоаппарата стала камера-обскура, которая упоминается в трудах древних философов и математиков Китая и Греции. Устройство представляло собой коробку с малым отверстием в одной из граней, в которое проникал световой луч. Схема построения изображения в ней сводилась к высвечиванию на противоположной стенке в перевернутом виде контуров предметов, находящихся снаружи.

Гениальный итальянец Леонардо да Винчи, живший в XV веке, впервые дал подробное описание и объяснил принцип действия камеры-обскура. В начале XVII столетия немецкий астроном И. Кеплер усовершенствовал устройство при помощи линзы, вставленной в отверстие, и открыл математический закон отражения света в зеркалах.

Математические расчеты преломления света – это первая ступенька на пути изобретения прообраза современного фотоаппарата.

Появились и быстро завоевали популярность портативные камеры-обскура с наклонно расположенным зеркалом, при помощи которых уличные художники создавали портретные силуэты. Но естествоиспытатели продолжали искать способ, чтобы получаемое изображение можно было сохранить.

Попытки сохранить изображение

Первым, кому удалось сохранение изображения, стал француз Н. Ньепс. Этот снимок датируется 1826 годом. В качестве чувствительного материала энтузиаст использовал покрытую асфальтовым лаком пластину, которую поместил в камере с отверстием. Саму камеру установил на подоконник так, чтобы отверстие было направлено на окно. После 8 часов экспозиции на пластине проявились очертания оконного проема.

Сделать изображение четче позволила обработка пластины химическими реактивами.

Другими энтузиастами продолжался поиск более простого метода сохранения изображения. В 1837 году благодаря стараниям француза Л. Дагера был изобретен способ получения единственного четкого снимка.  А английский изобретатель У. Тальбот придумал способ получения отпечатка (негатив), при помощи которого снимки стало возможно копировать.

Российские энтузиасты также внесли свой вклад в развитие фотодела. В 1840 году в России фотографом А. Грековым было налажено производство небольшой партии усовершенствованных С.Л. Левицким аппаратов, работающих на основе изобретений Дагера и Табольта.

Настоящим прообразом массовой фототехники стал изобретенный в 1861 году Т. Сэттоном первый зеркальный фотоаппарат. В нем изображение фиксировалось на стеклянной пластинке-объективе. А пленочные зеркальные фотоаппараты появились благодаря изобретателю Д. Истмену, заменившему в 1883 году стеклянную пластинку пленкой. Он же спустя 5 лет изобрел легкий пленочный фотоаппарат « Кодак» с фотопленкой в виде рулона и стал основателем фирмы с таким же названием, выросшей в последующие десятилетия в крупнейшую корпорацию.

Первый зеркальный фотоаппарат

Развитие фотодела в XX столетии

С началом XX века развитие фотодела стало набирать обороты.

1. Компания «Leica» наладила массовое производство аналоговых аппаратов (середина 20 годов).
2. Компания «Lumiere» занялась выпуском пластин для цветных снимков (10-е годы).
3. Была изобретена цветная пленка (30 годы), а в 1942 году компания Кодак запустила производство цветной фото и кино – пленки.
4. В послевоенные годы во многих странах стала выпускаться пленочная фототехника. Не остался в стороне СССР. Массовыми моделями стали марки Зенит, Чайка, Салют.
5. Съемочные камеры усовершенствовались: в них стали встраивать автофокусировку, фотовспышку, различные автоматические режимы.
6. В 1963 году Polaroid выпустил аппараты с печатью снимков.

Первый Polaroid с возможностью печати снимков

Само-печатающие снимки аппараты не получили бурного развития, но дали толчок к поиску более совершенной технологии фиксирования моментов. И такая технология была найдена в 1974 году В.Бойлом и Д. Смитом, занимавшимися исследованиями в области полупроводниковой оптоэлектроники. Ими был создан ПЗС–сенсор, состоящий из отдельных светочувствительных металл-окисел-проводников. Прибор фиксировал электрический потенциал, возникающий под влиянием света. Это открытие позволило использовать ПЗС-матрицу для сохранения оптических изображений. Технология легла в основу создания цифровой астрономической камеры, и благодаря ей в 80- е годы появились первые цифровые фотоаппараты.

Эволюция цифровой фототехники

Изобретателем фотоаппарата, ставшего прототипом мобильных фотокамер с использованием цифровой технологии, стал инженер компании «Кодак» С. Сассон. Его условно переносной аппарат датируется 1974 годом. Он весил без малого 3 кг, а снимки размером 100×100 пикселей записывались магнитную ленту, на сохранение 1 фото уходило 23 секунды. В 1981 году компания Sony на основе ПЗС-матрицы разработала бытовую модель камеры, которая записывала изображения в аналоговом формате на гибкий магнитный диск (2-дюймовую дискету). Так началась эра цифровых фотоаппаратов, пока еще дорогих для массового использования.

Многие другие компании предложили рынку свои модели, попутно усовершенствуя оптические сенсоры и используемые для записи изображений носители и форматы кодирования.

Sony Mavica (1981)

В 1994 году компанией SanDisc был создан стандарт CompactFlash на 512 Мв, который в течение прошедших десятилетий дорабатывался и увеличивался в объеме памяти. С 1995 года стали выпускаться более доступные по цене для массового пользователя цифровые аппараты, при помощи которых получаются снимки отличного качества. Для оперативного просмотра отснятых снимков аппараты оснащают ЖК-дисплеями. Тогда же появились опции приближенной/удаленной съемки объекта, функция автоматической фокусировки и другие режимы управления. Когда доступные по цене фотоаппараты появились у массового потребителя, фотография завоевала мир. Фотоделом занялись не только фотографы-профессионалы, но и любители.

Усовершенствованные оптические сенсоры и флеш-карты памяти взяли на вооружение производители мобильных гаджетов. Современные модели нетбуков и ноутбуков, планшетов и смартфонов в обязательном порядке оснащаются фото и web-камерами. Продвинутые гаджеты способны заменить собой бюджетный цифровой фотоаппарат, а топовые девайсы способны по качеству снимков посоперничать с профессиональной фотоаппаратурой. Цифровые мобильные устройства постепенно вытеснили с рынка аппараты на фотопленке.

Обозримое будущее в развитии фотодела

Эволюция фотоаппарата продолжается и в наши дни. Американской компанией Lytro Inc уже создана пленоптическая камера, в оснащении которой использован массив микролинз для сьемки световой информации в 4-х измерениях. Назначение этого устройства — фиксирование происходящего во всем пространстве светового поля. Изображение, выдаваемое камерой, одинаково четкое как для ближних, так и удаленных объектов на снимке. Этот девайс  уже называют фотоаппаратом будущего.

Инженеры ведущих компаний работают по нескольким направлениям.

1. Усовершенствуется технология записи светового поля.
2. Разрабатываются новые форматы четкости изображений, которые придут на смену распространенным HD, Full HD и недавно появившемуся видео-формату 4K.
3. Технология микро-настройки автофокуса внедрена, но сам процесс сложен даже для профессионалов. Поэтому компании вплотную занимаются разработкой и внедрением функции AFMA.
4. Перспективны разработки в области создания органических и изогнутых матриц. Первые обладают лучшей чувствительностью, а вторые нужны для увеличения диафрагмы и производительности сенсора.

Изобретение фотографии и развитие фотодела изменили мир человеческих отношений. Благодаря фотографии расширился кругозор современников, они глубже воспринимают происходящие в мире события, что стимулирует на новые достижения в технической области.