Fotoaparāts jeb fotokamera ir ierīce, kas paredzēts fotoattēla iegūšanai. Fotoaparātā uzņemtie attēli tiek saglabāti fotofilmā vai elektroniskā veidā. Mūsdienās vairums fotoaparātu ir digitālās jeb ciparu fotokameras, kas fotoattēlu saglabā digitālā veidā.
Fotoaparāts sastāv no gaismas necaurlaidīga korpusa, kurā atrodas fotojūtīgais materiāls (fotofilma) vai gaismjūtīgais sensors un optiskā sistēma attēla veidošanai. Vairums fotoaparātu satur arī nepieciešamos mehānismus filmas transportēšanai, optiskās sistēmas (a) parametru maiņai, slēdzi, kas atveras uz iepriekšnoteiktu laika intervālu, instrumentus attēla raksturlielumu mērīšanai u.c.
Iedalījums
Fotoaparātus var iedalīt pēc skatumeklētāja uzbūves:
spoguļkamera ar optisku vai elektronisko skatumeklētāju
tālmēra
bez skatumeklētāja – pārsvarā digitālās kompaktkameras
duālas optiskās shēmas (ar sinhronizētiem objektīviem fotoattēla iegūšanai un skatumeklētājam)
pēc objektīva:
ar maināmiem objektīviem
ar fiksētu objektīvu
pēc attēlu veidošanas principa:
fotofilmas
digitālie
Vairums moderno fotoaparātu ir spoguļkameras ar maināmiem objektīviem vai kompaktkameras. Kompaktkameras ir vieglas, mazas un maksimāli automatizētas. Modernās spoguļkameras arī ir automatizētas, bet fotogrāfs parasti var brīvāk vadīt uzņemšanas procesu, jo pēc fotogrāfa ieskatiem var mainīt diafragmas atvērumu, slēdža ātrumu, fokusu un citus uzstādījumus.
Moderno digitālo fotoaparātu pamatā ir gaismjutīgs sensors attēla veidošanai un mikroprocesori ieplūstošās gaismas un attēla parametru mērīšana, apstrādei un sekojoši fotoaparāta izpildmehānismu parametru uzstādīšanai – atbilstoša diafragmasatvēruma, slēdža ātruma, gaismas jūtības (ISO), krāsu temperatūras un citu parametru ieregulēšanai. Pie attiecīgas programmas tie arī nodrošina zibspuldzes ieslēgšanu vajadzības gadījumā.
Fotogrāfija (grieķu: φως (phos) – gaisma, γραφή (grafè) – rakstīšana) ir attēlu iegūšanas tehnoloģisks process, apkopojot un fokusējot atstarotos elektromagnētiskos starus uz gaismjutīgu materiālu, piemēram, uz fotofilmu vai uz elektrisko sensoru. Tātad attēli tiek iegūti gan ķīmiskā, gan elektroniskā veidā. Šādā veidā iegūtus attēlus sauc par fotogrāfijām vai arī saīsinātā formā vienkārši sauc par foto.
Ar optiskās sistēmas palīdzību, precīzāk, ar objektīva palīdzību, no objekta izstarotā vai atstarotā gaisma nonāk uz gaismjutīga materiāla, piemēram, fotofilmas.
Fotouzņēmumus veic ar fotoaparātu, manipulējot ar optisko sistēmu, t.i., regulējot diafragmas atvērumu un slēdža ātrumu (ekspozīciju), fokusu, krāsu filtrāciju, fokusa attālumu, ekspozīcijas kompensāciju u.c. Pēc tam ļauj gaismai vai citam starojumam nonākt uz fotofilmas, CCD vai CMOS matricas.
Šīs manipulācijas ir savstarpēji saistītas. Gaismas apmērs, kas sasniedz gaismjutīgo materiālu, proporcionāli mainās līdz ar slēdža ātrumu, iestatīto diafragmas atvērumu un objektīva fokusa attālumu. Vairāki objektīvi šīs izmaiņas veic paši. Tātad, mainot kādu no optiskās sistēmas parametriem, tiek mainīts gaismas daudzums, kuram būs ļauts sasniegt gaismjutīgo materiālu.
Slēdža ātrumu mēra sekundes daļās.
Diafragmas atvērumu apzīmē “f” skaitlis, kurš ir proporcionāls fokusa attālumam pret apertūras diametru. Tas nozīmē – jo mazāks “f” skaitlis, jo lielāks apertūras diametrs, līdz ar to uz gaismjutīgā materiāla nokļūst vairāk gaismas. Standarta diafragmas atvērumu skala ietver sekojošu iedaļu rindu – 1, 1.2, 1.4, 2, 2.8, 3.5, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 64, 128 utt. Attīstoties digitālajai tehnikai, diafragmas atvērumu rinda tika ievērojami paplašināta uz starpvērtību rēķina (piemēram, f/7.1) un no daudziem digitālajai tehnikai paredzētajiem objektīviem pazuda diafragmas atvēruma iestādīšanas gredzens, tā funkcijas ir nodotas vienotajam elektroniskās vadības blokam.
Vienai ekspozīcijai ir iespējamas vairākas slēdža ātruma un apertūras kombinācijas. Piemēram, f/8 uz 1/125 no sekundes un f/4 uz 1/500 no sekundes objektīvā ielaidīs vienādu daudzumu gaismas. Taču slēdža ātruma un diafragmas atvēruma kombinācija ietekmē galarezultātu. “Asuma dziļumu” ietekmē diafragmas atvērums. Asuma dziļums nosaka, cik lielā attāluma intervālā no objektīva objekti būs fokusēti. Jo mazāks “f” skaitlis, jo izplūdušāki būs objekti fonā un/vai priekšplānā, tomēr arī viss attēls būs mazāk ass. Izmantojot lielākus slēdža ātrumus, kustīgie objekti attēlā var izskatīties “izsmērēti”.
Šī ir būtībā tikai puse no visa procesa, līdz fotoattēls būs izveidots, jo galarezultātu ietekmē arī pieeja un metodes attīstīšanas procesā.
Vēsture
Attēla projicēšana obskura kamerā bija pazīstama jau kopš 15. gs. (Leonardo Da Vinči). 16.-18.gs. būvēja portatīvas obskura kameras, kurās izmantoja objektīvus, spoguļus, diafragmas. Īsāk sakot, jau pirms fotogrāfijas atklāšanas eksistēja primitīvi fotoaparāti. Gaismas iedarbība uz dažādām vielām bija pazīstama jau sen, tikai to parasti skaidroja nepareizi (ar gaisa vai siltuma iedarbību). Sudraba sāļu gaismjutību izskaidroja vācu zinātnieks Johans Heinrihs Šulce 1727. gadā. Vairāki izgudrotāji 18. un 19. gs. mēģināja iegūt attēlu, ievietojot primitīvus gaismjutīgus materiālus obskura kamerā, tātad pēc būtības veica fotografēšanu (terminu fotogrāfija ieviesis angļu astronoms Sers Džons Heršels 1839. gadā). Lielākos panākumus guva Žozefs Nisefors Njepss, kurš 19. gs. 20. gados ieguva “heliogrāfiskus” attēlus uz platēm, kuras bija pārklātas ar asfaltu, lavandas eļļu un gvajaksveķiem.
Neviena no šīm metodēm nebija piemērota praksei, jo attēlu varēja iegūt, veicot stundām ilgu eksponēšanu. Gaismjutīgākus materiālus atrast neizdevās. Sudraba sāļu gaismjutību (tā nav pārspēta arī mūsu dienās) neprata izmantot, jo nebija atklāta latentā attēla attīstīšanas iespēja. To 1835. gadā nejauši atklāja Njepsa kompanjons Luijs Dagērs. Fotogrāfijas rašanos parasti saista ar 1839. gada 19. augustu, kad franču fiziķis Dominiks Fransuā Arago Parīzes Zinātņu akadēmijas un Mākslas akadēmijas kopīgajā sēdē ziņoja par Dagēra un Njepsa izgudrojumu. Dagerotipija ātri izplatījās visās civilizētajās valstīs, sakarā ar plašo pieprasījumu pēc portretiem.
Viljamss Fokss Talbots 1841. gadā patentēja atšķirīgu, praksē izmantojamu metodi attēla iegūšanai – kalotipiju (uz papīra, kas bija apstrādāts ar sudraba sāļu šķīdumu, izgatavoja negatīvu, no kura varēja iegūt neierobežotu skaitu kopiju). Kalotipija plaši neieviesās tāpēc, ka Dagērs par savas metodes popularizēšanu rūpējās vairāk, kā arī tāpēc, ka abas šīs metodes drīz aizstāja labāki paņēmieni.
1851. gadā angļu zinātnieks Frederiks Skots Ārčers izgudroja mitrās kolodija fotoplates jeb ambrotipus, ko gatavoja paši fotogrāfi neilgi pirms fotografēšanas[1][2]. 1871. gadā anglis Ričards Medokss ieteica izmantot sausās fotoplates ar želatīnā disperģētiem sudraba halogenīdiem. Tās pēc dažiem uzlabojumiem sāka plaši lietot. 1873. gadā Hermans Fogels atklāja metodi, kā fotomateriālus padarīt gaismjutīgākus (sensibilizēt). 1887.g. amerikāņu izgudrotājs Džordžs Īstmens ieteica izmantot fotofilmu ar lokanu nitrocelulozes pamatni, bet dažus gadus vēlāk sāka mehanizēt fotomateriālu ražošanu.
Apmēram 100 gadu laikā fotomateriālu gaismjutība palielinājās desmitiem tūkstošu reižu. Uzlabojās attīstīšanas metodes, fotoaparātu un objektīvu konstrukcija. 19. gs. beigās no fotogrāfijas atdalījās patstāvīga nozare – kinematogrāfija. Tomēr joprojām pastāvēja problēma – attēls bija tikpat liels, cik medijs, tātad, lai varētu iegūt normāla izmēra fotogrāfiju, vajadzēja neērti lielus fotoaparātus. XX gs. 20. gados tika izgudrota fotofilma, kādu to pazīstam šodien, kā arī Oskars Barnaks konstruēja fotoaparātu, kas izmanto 35 mm fotofilmu. Tas piešķīra fotogrāfijai lielu vienkāršību, pieejamību un pats galvenais – mobilitāti. Piedevām šis gadsimts ievadīja krāsainās fotogrāfijas ēru.
1970. gadā tika sperts pirmais solis pretī digitālajai fotogrāfijai. Firma “Bell” kontstruēja pirmo fotoaparātu, kas izmanto CCD matricu. 1972. gadā “Texas Instruments” ziņoja par pirmo patentu fotoaparātam, kas neizmantoja fotofilmu un kurā par skatu meklētāju izmantoja ekrānu. 1973. gadā firma “Fairchild Imaging” izgatavoja pirmo komerciālo CCD čipu ar 100 x 100 pikseļu izšķirtspēju.
Šo CCD 1975. gadā izmantoja Kodak fotoaparātā. To konstruēja izgudrotājs Stīvs Sassons. Kamera svēra 3,6 kg, bija lielāka par tosteri un tai bija nepieciešamas 23 sekundes, lai 100×100 pikseļu lielu, melnbaltu attēlu ierakstītu magnētiskajā lentā. Lai attēls būtu redzams uz ekrāna, bija nepieciešamas vēl 23 sekundes.
1986. gadā “Canon” ar RC-701 prezentēja pirmo komerciālo Still-Video fotoaparātu ar attēlu magnētisko ierakstu, “Minolta” prezentēja Still Video Back SVB-90 fotoaparātam “Minolta 9000” (šo ierīci nomainīja ar fotoaparāta standarta aizmuguri, padarot “Minolta 9000” no analogā fotoaparāta par digitālo SLR fotoaparātu).
Attēli tika saglabāti 2 collu disketēs. 1987. gadā sekoja vairāki modeļi no “Canon RC” sērijas, kā arī digitālās kameras no “Fujifilm” (ES-1), “Konica” (KC-400) un “Sony” (MVC-A7AF). Arī “Chinon” izgatavoja CP9-AF – maināmu aizmuguri digitālajai fotografēšanai. 1988. gadā sekoja “Nikon” ar QV-1000C un 1991. gadā – “Kodak” ar DCS sistēmu (Digital Camera System) kā arī “Rollei” ar Digital Scan Pack. Sākot ar deviņdesmitajiem gadiem, digitālo fotogrāfiju var uzskatīt par pilnībā ieviestu komerciāli.
Digitālās fotogrāfijas tehnika arī revolucionēja digitālo mākslu, it īpaši izmantojot fotomanipulāciju.
