Hoe werkt een D-SLR?

Meer...

Door -

Je staat klaar met je camera in de hand en het onderwerp in het vizier. Je drukt de ontspanknop half in zodat deze scherp gaat stellen en klikt daarna door. Klik, klak en de foto wordt weggeschreven naar het geheugenkaartje, waarna je hem kunt bekijken op het lcd-scherm. Maar wat gebeurt er eigenlijk allemaal IN de camera tijdens het fotograferen, van klik tot digitale foto?

Techniek

Voordat we stapsgewijs door de verschillende processen – van klik tot foto – lopen, nemen we eerst eens een kijkje in de camera. Hierboven zie je de voornaamste componenten die stuk voor stuk onmisbaar zijn voor een digitale spiegelreflexcamera. Je ziet bijvoorbeeld de spiegel (waarvan alleen de linkerzijde te zien is) met daaronder een kleiner spiegeltje (de sub-mirror). Doordat de hoofdspiegel gedeeltelijk licht doorlaat weerkaatst het licht dat binnenkomt via de lens op een kleiner spiegeltje richting de AF array (met de autofocuspunten) en autofocus sensor die onderin de camera zitten. Verder zie je de sensor, met daarboven een plaatje van het vibrerende mechanisme dat stofdeeltjes van de sensor schudt (die op een plakrandje worden opgevangen). Daar weer boven is de sluiterconstructie te zien, die bestaat uit een aantal lamellen die open en dicht gaan in de maat van de sluitertijd. Bij veelvuldig gebruik (van vele tienduizenden foto’s) is dit het eerste onderdeel dat defect gaat (maar wel te repareren is door een nieuwe sluiter te laten plaatsen). Helemaal onderaan zie je een printplaatje met een aantal chips. Dit is het kloppende hart van de camera, met onder andere de beeldprocessor (die nullen en enen omzet naar een plaatje in ofwel jpeg- or raw-formaat).

(beeld: Canon)

1e fase: klaar voor de start!

Voordat de camera in actie komt, begint het voorbereidende werk. Je richt de camera, zoomt in op het gewenste punt en bepaalt de compositie. Via de zoeker kijk je rechtstreeks door de lens. Dit kan doordat het beeld vanaf de spiegel naar het prismahuis reflecteert en daar uiteindelijk via twee andere spiegels bij het oog uitkomt. Daarna druk je ontspanknop half in. Zodra dit doet begint de camera met scherpstellen wordt de sluitertijd en het diafragma gekozen (op basis van lichtmeting). De camera kies het juist scherpstelpunt (of het punt dat door de fotograaf is ingesteld) en stelt acuut scherp.

Scherpstellen

Een spiegelreflex doet dat in vergelijking met compactcamera’s razendsnel. Dat is te danken aan de spiegelconstructie. De hoofdspiegel laat namelijk voor een deel licht door, wat op een klein spiegeltje er onder valt (de sub-mirror). Dit spiegeltje reflecteert het beeld naar autofocussensoren onderin de camera. Dankzij deze speciale sensoren kan een spiegelreflex razendsnel scherpstellen. Bij compactcamera’s (en in live-view modus) gebeurt het scherpstellen op basis van het beeld dat de sensor opvangt, met behulp van contrastdetectie (waarbij de scherpstelling bepaald wordt op basis van contrasten). Dat werkt een stuk langzamer.

2e fase: ontspanknop indrukken

Zodra je de ontspanknop helemaal indrukt komt de camera pas echt in actie. Het beeld dat op dat moment door de zoeker te zien is, wordt opgevangen door de sensor. Om dat mogelijk te maken klapt de spiegel omhoog, die tussen de lens en de sensor inzit. Vervolgens schuiven de lamellen van de sluiter voor de sensor weg en ‘ kijkt’  de laatstgenoemde dan recht door de lens.

Via de lamellen, die zich openen en sluiten, wordt de juiste belichting (sluitertijd) geregeld. (beeld: Canon)

 

Lamellen in de lens

Ook de lamellen van de lens treden op dat moment in werking. Terwijl de lamellen voor de sensor ervoor zorgen dat de sluitertijd exact gehaald wordt, bepalen die in de lens de lensopening en dus de scherptediepte. Stel dat je een F2.8 lens gebruikt en op F2.8 fotografeert dan doen de lamellen niets en fotografeer je met de volle lensopening (het meest lichtsterk). Gebruik je F4, F5.6 of meer, dan schuiven de lamellen in elkaar verkleinen ze de lensopening. Ze vormen een gaatje dat steeds kleiner wordt naarmate de diafragmawaarde toeneemt (zie voorbeeldfoto’s). Een kleinere lensopening leidt tot een grotere scherptediepte. Het scherptegebied wordt dan dus groter, wat handig is als je alles scherp wilt hebben (zoals bij een productfoto of landschap). Wil je juist beperkte scherptediepte (zoals bij een portret met sfeervol licht), dan is een grote lensopening gewenst.

Deze foto’s tonen de werking van de lamellen in een lens.

Links de lens op volle opening (F2.8), midden op F5.6 en rechts op F22 (minimale lensopening).

De sensor wordt blootgesteld aan het licht (oftewel belicht) met een sluitertijd die van te voren (door de camera of fotograaf) is bepaald. Zodra de spiegel opgeklapt is, regelen de lamellen van de sluiter dat de exacte sluitertijd gehaald wordt – meestal variërend van enkele seconden tot 1/8000e seconde. In een fractie van een seconde klapt de spiegel dus open en weer dicht, gaan de lamellen open en wordt de sensor belicht. Op het moment dat de spiegel opgeklapt is, is er door de zoeker niets meer te zien. Maar bij normale sluitertijden heb je daar amper last van.

Meerdere beelden per seconde

Omdat een camera dit zo razendsnel kan, is het mogelijk om meerdere foto’s per seconde vast te leggen. Het exacte aantal varieert per cameramodel, van 2 tot en met 10. Hoe meer beelden per seconde, des te meer er van de sluiter en de spiegel gevraagd wordt. Camera’s die vijf beelden per seconde of meer kunnen vastleggen, gebruiken doorgaans duurdere componenten met een langere levensduur (b.v. 150.000 opnamen of meer).

3e fase: van nullen en enen naar beeld

Op het moment dat de sensor licht heeft opgevangen, start het meest technische proces. Een sensor is opgebouwd uit miljoenen lichtgevoelige diodes, die samen de pixels vormen. Deze diodes vangen licht op. De meeste camera’s werken volgens de zogenaamde Bayer-methode (RGB). Er zijn 25 procent diodes die rood opvangen, 25 procent blauw en 50 procent groen. Op basis van interpolatie worden de tussenliggende pixels berekend (een factor drie meer) en zo ontstaat een compleet plaatje, opgebouwd uit miljoenen kleuren. In een artikel artikel zullen we uitgebreider uitleggen hoe een sensor precies werkt.

De opbouw van een RGB-foto (beeld: Wikipedia)

Buffer

De nullen en enen worden eerst tijdelijk opgeslagen in het buffergeheugen. Dit zijn supersnelle (en ook zeer kostbare) flashchips van circa 32 tot en met 512 MB. Dit buffergeheugen garandeert dat je een bepaald aantal foto’s achter elkaar kunt maken zoals door de fabrikant aangegeven (zoals bijvoorbeeld 22 JPEG’s of 8 RAW’s). Pas als de buffer vol zit, zal de camera op een lager tempo doorgaan met foto’s schieten. Je kunt pas weer op volle snelheid fotograferen wanneer een deel van de foto’s is weggeschreven op een geheugenkaart. Maar daar zit nog één stadium voor.

De foto die in de buffer terecht komt is nog helemaal ruw. Dat wil zeggen dat er nog geen enkele bewerking of compressie aan te pas is gekomen. Sterker nog, er is nog niet eens sprake van een bepaald bestandsformaat. De foto is compleet ongecomprimeerd en neemt daardoor relatief veel ruimte is beslag. Een gemiddelde 10 megapixel-foto mag dan circa 5 MB groot zijn (jpeg), ongecomprimeerd neemt hij circa 17 MB ruimte in beslag. Ter vergelijking: voor een raw-bestand wordt lossless compressie gebruikt (waarbij dus sprake is van compressie, maar zonder kwaliteitsverlies – zoals een ZIP-bestand), waardoor het totaal op ongeveer 10 MB zal uitkomen. Reken voor raw grofweg een MB per megapixel (wat mede afhankelijk is van de concrete beeldinformatie), Een 21 megapixel-foto wordt gemiddeld 25 MB (raw) of 7 MB (jpeg).

Het ruwe bestand moet door de camera gecomprimeerd worden, wat een taak is van de beeldprocessor. Maar nog voor de compressie (op basis van ofwel raw of jpeg) wordt toegepast worden er bepaalde bewerkingen uitgevoerd. Denk dan aan het verkleinen van de foto (indien een lagere resolutie is gekozen), evenals het toepassen van verscherping en kleurverzadiging. Ook moderne instellingen als een hoger dynamisch bereik (zoals Nikon’s D-Lightning of Canon’s ‘Lichte tonen prioriteit’) en een bepaalde kleurstelling (zoals zwart-wit of sepia) worden in dit stadium verwerkt. Daarna is de foto klaar om te worden weggeschreven.

4e fase: wegschrijven

Na alle bewerkingen door de beeldprocessor is de foto klaar om te worden weggeschreven op de geheugenkaart. De snelheid van het wegschrijven is grotendeel afhankelijk van de geheugenkaart. Hoe sneller het kaartje, des te sneller de buffer ook weer leeg is (waardoor je dus weer eerder verder kunt fotograferen). Maar of het ook loont om het allersnelste kaartje te kopen, is voor een sterk deel afhankelijk van je camera. Geen enkele camera haalt de maximale schrijfsnelheid (zoals 30 MB/s voor SD 150x en 50 MB/s voor CF 333x). Een snel kaartje leidt wel tot snellere schrijfsnelheden dan een langzame, maar of het verschil in prijs daar ook tegenop weegt is sterk afhankelijk van het model (en of deze bijvoorbeeld ook ondersteuning biedt voor UDMA CompactFlash).

5e fase: terugkijken

De laatste fase is het meest concreet. De foto is dan weggeschreven en je ziet deze verschijnen op het lcd-scherm. Je kunt controleren of de compositie naar wens is en inzoomen om te kijken of de scherpte en scherptediepte klopt. Let ook op het histogram. Niet geheel tevreden? Dan kun je de foto natuurlijk gewoon verwijderen en een nieuwe maken. Het hele proces begint dan weer van voren af aan.

(beeld: Canon)

Pin It
redactie
redactie