Эволюция фотоаппаратов

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования 
 
 

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт  экономики, управления и права

Кафедра «Управление промышленными предприятиями» 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

по дисциплине: «Основы современных технологий»

на тему: Эволюция фотоаппаратов 
 
 
 
 

Выполнили:

Ст. гр. МПб-11-2

Веселкова В.В.,

Стефанкова  Е. 

Проверил:

к.т.н, профессор

Конюхов В.Ю. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Иркутск, 2011 
 

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….…3

1. КРАТКИЙ ОБЗОР ПЕРВЫХ МОДЕЛЕЙ ФОТОТЕХНИКИ.……4

1.1. Запутанное начало……………………………………………………………5

1.2. Первые фотокамеры……………………………………………………….....6

2. СМЕНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УГЛАДА…………………….13

2.1. Развитие видов фототехники…………………………………………...…..13

2.2. Цифровые фотоаппараты……………………………………………...……15

2.3. Компания Lytro. Революция в фотографии……………………………….18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………….21

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

 ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

Постоянный обмен информацией, короткое время производства, экономия финансов, польза для окружающей среды — вот только несколько причин, которые объясняют гигантский рост интереса к фотоаппаратам. Если вы когда-либо вообще занимались фотографией, т.е. получением изображения посредством  фиксирования его на фотопленке, потом ожидали, когда они будут изготовлены, затем устанавливали их в свой сканер, а потом нетерпеливо покусывали  губы в ожидании результата оцифровывания ваших фотографий, то вы, несомненно, способны по достоинству  оценить устройство, которое сразу преобразует изображение в цифровую форму и "запоминает" его для дальнейшего использования. Сейчас всё намного проще. В настоящее время распространены цифровые фотоаппараты, в них не используется пленка, т.е. не теряется время на обработку и не используется фотореактивы для вывода изображения на печать.  Всё это плоды напряженной работы многочисленных коллективов и исследователей. В данной работе мы  хотим проследить историю развития фототехники, рассмотреть принцип работы старинных фотоаппаратов, установить имена учёных, благодаря которым появились фотоаппараты, и наконец, проследить усовершенствование современной фототехники, которая будет в будущем. 
 
 
 
 
 
 
 

    1.Краткий  обзор первых моделей  фототехники.

В мире старинных фотоаппаратов есть все, чтобы удовлетворить вкусы как  проницательных фанатов, так и привередливых  коллекционеров. Одни старинные фотоаппараты довольно просты, другие представляют собой достаточно сложные и многофункциональные  приспособления. Вот, например, камера-компас (рисунок 1). 
 

 
Рисунок 1. 
А вот учебное приспособление довольно устрашающего вида и - одновременно - фотокамера для стрелков времен Первой мировой войны (рисунок 2). 
 
     

Рисунок 2. Фотокамера "Пулемет" 
 
 

1.1 Запутанное начало

Первую  в мире фотографию сделал в 1814 году Жозеф Нисефор Ньепс, однако происхождение  фотокамеры таится в истории намного глубже. Так, в 1021 году Ибн аль-Хайтам опубликовал свою "Книгу Оптики", в которой подробно описывается механизм камеры-обскуры. Это устройство имело линзу или крошечное отверстие, чтобы спроектировать перевернутое изображение на поверхность (рисунок 3). 
 

 
Рисунок 3. 
Позже, когда "ученый-монах" Роджер Бэкон обсуждал камеру в своей публикации Perspectiva в 1267 году, он детально разъяснил теологический материал относительно того, как дьявол чудом может проникнуть через крошечное отверстие. Не удивительно, что после заявлений этого ученого некоторые племена и по сей день уверены, что фотографии могут украсть душу. Конечно, такое поведение может быть результатом и табу на зеркала,  
 
 
 
 

1.2. Первые фотокамеры

Перенесемся на несколько столетий, до появления  профессионального фотоаппарата в 1900-ых. Павильонный фотоаппарат  Korona представлял собой изящную деревянную фотокамеру, сделанную Гундлахом в Рочестере, Нью-Йорк. Несмотря на название "павильонный фотоаппарат", Korona была внестудийной фотокамерой и удобно складывалась для транспортировки (хотя, удобно - это сильно сказано). У этой пленочной фотокамеры большого формата был высококачественный корпус из красного дерева и ярко-красные кожаные мехи (рисунок 4). 
 

 
Рисунок 4. 
Представьте, что вы отправляетесь в опасное путешествие с подобной камерой: многие истории, наверное, и не дошло бы до нас, если бы не храбрые фотографы. 
Фотокамеры на рубеже 19 и 20 веков были, как правило, двух типов - обычная и камера-ящик. Kodak Brownie (внизу слева) отличный пример камеры-ящика, тогда как фотокамера Ansco Buster Brown снимала на фотопленку изображения размером с почтовую открытку (рисунок 5). 
 
 
Рисунок 5. 
 
Kodak... Kojak… хорошее название должно начинаться на "k" 
Согласно некоторым источникам, Kodak собирались назвать "NoDak", сокращенно от North Dakota (Северная Дакота). Другие же утверждают, что название Kodak выбрал Джорж Истман, так как ему нравился звук "k". Еще есть третья теория, согласно которой Kodak - это звук затвора фотоаппарата (рисунок 6). 
 
 
Рисунок 6. 
Несмотря на удивительное название, Kodak успешно перенес свой инновационный проект складной фотокамеры в 1930-ые. Такие фотокамеры было легко носить и складывать, и проект оказался довольно успешным, дав миру такие популярные фотокамеры, как Brownie 620 и Bantam. 
Верх выпущенной в 1938 годы фотокамеры Univex Mercury был в форме полумесяца, а за ним скрывался механизм настройки уникального металлического затвора. Сменная линза Tricor дополняла современный дизайн (рисунок 7). 
 
 
Рисунок 7. 
Дизайн в виде гармошки сохранился еще со времен самых первых фотоаппаратов. И постепенное усовершенствование дизайна можно назвать скорее более "эволюционным", чем "революционным" развитием фототехники (рисунок 8). 
 
 
Рисунок 8. 
Фотоаппарат Derby-Lux был создан в 1945 году "Gallus of Paris". Аппарат сильно опередил время: он сделан из алюминия, а его дизайн чем-то похож на тот, который компания Apple будет использовать много лет спустя для своей серии ноутбуков Macbook Pr (рисунок 9).

 
Рисунок 9. 
Фотоаппарат Imperial был основным продуктом компании Herbert George Co. Что в нем особенного? Наверное, ничего. Но это был неотъемлемый атрибут девочек-скаутов, ведь это был первый фотоаппарат, созданный в ярких тонах (рисунок 10). 
 
 
Рисунок 10. 
Бренд Zeiss Ikon был создан в 1926 году четырьмя проектировщиками фотоаппаратов, а название Ikon произошло от названия 2-х компаний (I)CA и (Con)tessa-Nettel. Объединенная немецкая корпорация была частью корпорации Carl Zeiss. В 1945 году производство было приостановлено, т.к. некоторые заводы были демонтированы и переданы Советскому Союзу как возмещение ущерба, нанесенного во время войны (рисунок 11). 
 
 
Рисунок 11. 
К сожалению, производство фотоаппаратов Zeiss Ikon было приостановлено в 1972 году. Однако, бренд Carl Zeiss остается популярным на рынке оптики и по сей день, а Zeiss Ikon начинает возрождаться.  
 
К 60-м годам на мировом рынке можно было встретить самые разные варианты дизайна фотокамер. На картинке справа мы можем увидеть уникальный Kodak Brownie Starluxe, а на картинке слева - советский ФЭД-3 (ФЭД - Феликс Эдмундович Дзержинский). Было продано более 3 млн. фотоаппаратов ФЭД-3 (рисунок 12). 
 
 
Рисунок 12. 
Polaroid SX-70, появившийся в 1972 году, стал первым однообъективным зеркальным фотоаппаратом. Пленка на SX-70 могла проявляться сама по себе при дневном свете, что поначалу воспринималось как чудо (рисунок 13).  
 
 
Рисунок 13. 
Самопроявляющаяся пленка позволила делать множество домашних фотографий, которые, пожалуй, было слишком "опасно" отдавать для печати в фотоателье. 
 
В 1982 году Kodak совершил большой прорыв, представив камеру, снимающую на дисковую пленку. Объединяя крошечные негативы (8х10 мм) и новые технологии, дисковая пленка могла вместить до 15 фотографий. Через 10 лет дисковой камере Kodak суждено было исчезнуть, но новые технологии позволили улучшить качество пленки и сделать ее форматом 32 мм. Таким образом, она не была полностью потеряна (рисунок 14). 
 
 
Рисунок 14. 
В 1990 году появился первый цифровой фотоаппарат  - Dycam Model 1, также известный как Logitech Fotoman. Он обладал разрешением всего 320х240 пикселей и делал только черно-белые фотографии, и к тому же стоил около 1000 долларов. Однако, он стал предвестником будущих перемен (рисунок 15).  
 
 
Рисунок 15. 
Сегодня, используя карты памяти, вы можете сделать тысячи фотографий, сохранить только одну или удалить все, и всё это можно проделывать снова и снова. И проблема теперь - не вес фотокамеры или сложность печати, а - выбор. Выбор фотографий среди огромного количества сделанных... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.  СМЕНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  УГЛАДА

2.1 Развитие видов  фототехники 
 

Однообъективный зеркальный фотоаппарат был запатентован англичанином Т. Саттоном в 1861 году. В 1896 году на Российской промышленной выставке демонстрировалась серия аппаратов, представленных И.И. Карповым. По образцу  его зеркальной камеры "Рефлекс" впоследствии конструировались аппараты нескольких зарубежных фирм. Двухобъективный зеркальный фотоаппарат изобрели англичане Р. и Дж. Бек. В 1929 году немецкие конструкторы Р. Гейдике и П. Франке разработали зеркальный фотоаппарат "Роллейфлекс", который выпускался в разных модификациях около 60 лет и стал заметным этапом в развитии фотоаппаратостроения (в 1970-е гг. зеркальный аппарат стал ведущим типом фотоаппарата, воплотившим в себе лучшие достижения оптики и микроэлектроники). В 1855 году был запатентован ящичный фотоаппарат, который можно было разместить в женском ридикюле или в сумке врача. Для полиции англичанин Т. Болас в 1881 году разработал два ручных "детективных" фотоаппарата (один из них в форме книги), позволявших получать моментальные снимки. "Детективным" фотоаппаратам придавался вид сумки, бинокля, часов.

В 1890-1950 гг. широкое распространение получили фотоаппараты, называемые бокс-камерами. Среди них заметное место занимает фотоаппарат "Кодак", положивший начало новому этапу фототехники. Фотоаппарат обеспечивал съёмку 100 кадров на плёнке с бумажной основой. После экспонирования обработка плёнки, печать и перезарядка камеры производились специалистами компании ("фотофинишерами"). В инструкции к камере было сказано: "... Теперь фотография возможна для каждого. Вы нажимаете кнопку, мы делаем остальное".

Появление в 1890-х гг. фотоматериалов с большой  светочувствительностью, введение катушечной плёнки со светозащитной бумагой дало толчок дальнейшему развитию фототехники, сопровождавшемуся переходом от сравнительно тяжёлых и громоздких бокс-камер к более лёгким и миниатюрным, карманным складным фотоаппаратам с гофрированным мехом. Наиболее известным и технически совершенным было семейство фотоаппаратов типа "Иконта" (Германия), первый из которых был изготовлен в 1929 году. Поиск новых конструктивных решений и возможностей привёл к созданию стерео - и панорамных фотокамер. Первый опыт стереоскопического фотографирования предпринял Мозер в 1844 году. Принцип действия двухобъективного стереофотоаппарата в 1849 году описал известный английский физик-оптик Д. Брюстер. В 1850 году Милле и в 1852 году Дансер изготавливают фотокамеры для съёмки на дагерротипных пластинках.

Впервые в России стереоскопический аппарат  был разработан И.Ф. Александровским  в 1854 году. Конструктор Д.П. Езучевский создал в 1875 году стереоскопический  фотоаппарат, рассчитанный на 12 сухих  бромо-желатиновых пластинок размером 17Х8,5 см. Фотокамера была снабжена затвором, позволявшим фотографировать моментально и с выдержкой. Аппарат широко применялся для географических и других научных исследований. На выставке в Париже в 1878 году он был отмечен бронзовой медалью.

В 1912 году американец Дж. Смит изготовил малоформатный фотоаппарат с размером кадра 24Х36 мм на 35-мм киноплёнку. Затем были выпущены камеры такого типа во Франции ("Хомеос-3"), Германии ("Минограф") и др. Однако они не оказали заметного влияния на развитие фотоаппаратуры. В 1913 году О. Барнак - инженер-конструктор немецкой фирмы Э. Лейца - изготовил первый прототип малоформатного фотоаппарата, названный впоследствии "Пра-Лейка". В 1925 году была изготовлена первая партия (1000 шт) малоформатных фотоаппаратов "Лейка-1" с фокальным затвором, выдержками от 1/20 до 1/500 с и объективом "Эльмакс 3,5/50". Благодаря точности изготовления, оригинальной компоновке эта камера открыла новый этап в фотоаппаратостроении и фотографии.

Развитие  фототехники привело к созданию миниатюрных фотоаппаратов (первая разработка-фотокамера "Минокс" В. Заппа, 1935), камер с использованием дисковой фотоплёнки (Д. Дилкс, 1926), фотокамер для технической фотографии в промышленности и науке (семейство аппаратов "Техника" германской фирмы "Линхоф" и аппараты "Синар" швейцарской фирмы). 
 
 
 

2.2 Цифровые фотоаппараты 

История создания цифровых фотокамер началась с развитием телевидения в 1940 - 1950 годах. Тогда только начинали искать пути записи изображений. Первый прорыв был совершен в 1951 году Bing Crosby лабораторией, которой удалось сделать запись электрических импульсов на магнитную ленту. К 1956 году технология работала настолько хорошо, что стала неотъемлемой частью телевизионных технологий. Это, в соединении с развитием компьютеров, и есть начало цифровых технологий.

Следующий большой шаг произошел в 1960 годах  на полигонах НАСА. Прежде, чем на луну отправились астронавты, были сделаны глобальные исследования поверхности  луны. Эти исследования показали, что  обычный аналоговый сигнал, возвращаясь  к земле, настолько слаб, что невозможно было расшифровать изображения. НАСА придумало технологию зашифровки изображения на компьютере. Данные были обработаны таким образом, что изображение превратилось в цифровой сигнал, а шум был удален. После этого "холодная война" только ускорила развитие цифровых изображений.

Цифровая  фотография - синтетическая дисциплина, которую в равной степени можно  считать как разновидностью фотографического искусства, так и одной из периферийных компьютерных технологий. По сравнению  с традиционной фотографией ее цифровое дитя очень молодо - точкой отсчета истории цифровой фотографии, по-видимому, можно считать 1969 год - изобретения альтернативы химической фотопленки. Такой альтернативой стал созданный в Bell Labs новый тип полупроводниковых устройств, получивший название CCD (Charge Coupled Device - прибор с зарядовой связью, ПЗС) и предназначенный для регистрации изображений в цифровой форме. Сегодня ПЗС широко применяются в самых разнообразных устройствах: сканерах, факсимильных аппаратах, цифровых фото - и видеокамерах и даже телескопах, обращенных к самым удаленным галактикам.

Безусловно, успехи в области профессиональной цифровой фототехники быстро экстраполируются и на потребительские устройства, которые становятся все более  мощными, удобными и дешевыми. Прототип потребительской цифровой фотокамеры - первая Mavica с цифровым захватом изображений, но аналоговым методом их записи - был выпущен компанией Sony в 1981 году, когда массовый рынок был еще совсем не готов к принятию новой технологии. До выхода первой потребительской камеры Apple QuickTake 100, имевшей разрешение VGA (640x480), прошло 13 лет. Но затем новые устройства посыпались как из рога изобилия. Переломным в истории цифровой фотографии можно считать 95-й год, когда появились первые потребительские фотоаппараты с разрешением 640х480. Затем началась гонка за снижение цены и приближении качества цифровой фотографии к качеству пленки. В 1995 году появились VGA-камеры Apple QuickTake 150 и Kodak DC40 ценой около 1000 долл., а в конце того же года вышла первая действительно успешная модель - Casio QV100. В 1996 году на рынок пришла компания Olympus, ознаменовав свое появление концепцией комплексного подхода к цифровому фото, основанной на создании локальной пользовательской инфраструктуры: камера + принтер + сканер + персональное хранилище фотоинформации.

Для таких  гигантов традиционной оптики и фототехники  как Olympus, и последовавшими за ними Fujifilm, Canon и Nikon переход к цифровым технологиям  был логичным шагом. У американских же фирм отношения с цифровой фотографией сложились сложные. Еще в 90-х годах Kodak заявила о том, что будущее за цифровой фотографией, однако ее усилия по приближению светлого будущего оказались противоречивыми. В итоге к 2000-му году бизнес цифровой фотографии стал для нее убыточным, Kodak не выдерживала напора японских фирм. Сейчас фирма борется за восстановление лидирующих позиций. Еще больше пострадала другая американская компания - Polaroid.

А гиганты  продолжают совершенствовать цифровые камеры. Направлений совершенствования здесь достаточно много: это и чисто технические (разрешающая способность, чувствительность, скорость записи снимка, объем памяти, характеристики оптики), и функциональные. Особое внимание уделяется плавному пересаживанию на цифру профессиональных и продвинутых фотографов: для них выпускаются модели со сменными объективами и поддерживаются линейки зеркальных фотоаппаратов. Для невзыскательной публики выпускаются элегантные мыльницы, которые скорее уже напоминают портсигары (например, линейки Casio Exilim или Samsung SCD). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3 Компания Lytro. Революция  в фотографии. 

Компания Lytro, если кому и известная, то только специалистам в узких кругах, провела презентацию необычных фотокамер. Они позволяют делать фокусировку снимка уже после того, как сам кадр будет сделан.

Фотографам  это радикально упростит жизнь: делать снимки можно будет простым нажатием кнопки, не заботясь вообще ни о чем. А «обрабатывать» фото уже потом, да так, что любой, даже самый далекий  от фотографии человек сможет чувствовать себя профессионалом. Необходимое для фокусировки ПО будет поставляться вместе с фотоаппаратом Lytro.

Сам он будет представлять собой небольшой  брелок всего с двумя кнопками – включения/выключения и собственно срабатывания затвора (рисунок16).

В отличие от традиционных фотокамер, качество снимков в Lytro-подобных устройствах будет измеряться не в мегапикселях, а в «мегалучах» (megarays). Камеры, которые представили в компании, имеют разрядность в 11 млн лучей. В отличие от пикселей, которые кадрируют изображение тремя цветами, новые камеры делают это «лучами». Каждый луч, который улавливает камера, содержит закодированную информацию о своих физических данных. Поэтому, когда пользователь нажимает на кнопку «снимать», фотоаппарат делает абстрактную светочувствительную панораму, которая предоставляет неограниченные возможности по редактированию. Из таких «панорам» можно будет делать также сверхреалистичные трехмерные фото или даже видео. Снимки камер Lytro можно будет просматривать на мониторах, поддерживающих 3D-изображение. В этом случае «в фокусе» окажется все, что есть на снимке. И его не придется редактировать.

 Интересно,  что из одного и того же  «сырья» новая технология позволит  сделать два разных снимка. Например, если вы фотографируете запотевшее  стекло, в одном случае можно сделать акцент на стекающей капельке дождя, а в другом – на панорамном изображении мегаполиса, вид на который открывается из этого окна.

Новые камеры также отличаются крайне небольшими размерами. Никаких теперь «зеркалок» с килограммовыми объективами носить за собой не придется. Представленные устройства скорее напоминают небольшие брелоки-проекторы. Это такой вытянутый брусок с квадратным профилем и габаритами 40,9x 40,9x112,0 мм. Весит камера всего 214 г. Линза Lytro поддерживает 8-кратное оптическое увеличение, а на другой стороне устройства есть 1,46-дюймовый сенсорный дисплей. 

Никаких проблем с функционалом не будет. На флеш-накопитель емкостью 16 Гб будет  помещаться до 700 снимков, сделанных Lytro. Хранятся они в формате .LFP. ПО позволяет его без потерь качества конвертировать в привычный .JPG. Для хранения снимков у камеры есть собственная память – никаких SD-слотов. Батарея, к сожалению, тоже несъемная. На какое количество снимков хватает одного заряда, пока неизвестно.

Стоить  они будут всего 400-600 долларов. Поставки устройств начнутся в 2012 году. Пока ПО к ним, правда, доступно только для  устройств на платформе Apple. Но будет, обещают разработчики, и Windows-версия программы. С помощью Lytro Desktop изображения  можно обрабатывать и выкладывать в социальные сети – на Facebook или в Twitter. В будущем ожидается также появление софта для смартфонов. Обрабатывать фото можно будет легко и просто на Windows Phone и Android, например.

Прием предзаказов на устройство уже начался.

Разработка Lytro принадлежит ученому Рену Нг, который начал работать над ней  еще в бытность студентом Стэнфордского  университета. Сам термин «световое  поле» был введен русским ученым Александром Гершуном в 1936 году. Работа по практическому применению этого эффекта началась с конца 80-х годов, рассказывает BBC. Сам автор говорит, что ранее фотография светового поля была возможна только при использовании ста фотокамер, подсоединенных к суперкомпьютеру в лабораторных условиях. «Камера 1.0 была пленочной, Камера 2.0 – цифровой. Камерой 3.0 станет наша фотокамера „светового поля”», – говорит Рен Нг.

Суммарный объем инвестиций в проект превысил 50 млн долларов.

Как долго  индустрия будет переходить на «камеры 3.0», пока специалисты оценивать  не берутся. Но в том, что Lytro положила основу новой революции на рынке фотографии, никто из них не сомневается.

Рисунок 16. Компания Lytro совершила прорыв в искусстве фотодела 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ