Kamera sebagai Alat Optik

Ada satu jenis alat optik yang memiliki cara kerja mirip dengan cara kerja mata, yaitu kamera. Kamera merupakan alat optik yang berfungsi untuk mengambil gambar suatu objek atau benda. Jenis-jenis kamera yang dikenal diantaranya kamera autofokus, kamera single-lens reflex (SLR), dan kamera digital.

Kamera fotografi adalah alat optik sederhana yang fitur-fitur utamanya diperlihatkan pada gambar 2. Kamera terdiri atas suatu ruang yang kedap cahaya, sebuah lensa konvergen yang menghasilkan bayangan nyata, dan sebuah film di belakang lensa untuk menerima bayangan. Kamera difokuskan dengan cara mengubah jarak antara lensa dan film. Hal ini dilakukan oleh bagian bawah yang dapat diatur pada kamera-kamera antik dan dengan perubahan mekanika lainnya pada kamera yang lebih modern. Untuk memfokuskan –yang diperlukan untuk menciptakan bayangan yang tajam- jarak lensa film bergantung pada jarak benda dan juga pada panjang fokal lensa.

   Elemen-elemen dasar kameraaadalah lensa, kotak ringan yang rapat, shutter (penutup) untuk memungkinkan lewatnya cahay melalui lensa dalam waktu yang singkat, dan pelat atau potongan film cahya melalui lensa dalam waktu yang singkat, dna pelat atau potongan film yang peka. Ketika shutter dibuka, cahayadari benda luar dalam medan pandangan difokuskan oleh lensa sebagai bayangan pada film. Film terdiri dari bahan kimia yang peka terhadap cahaya yang mengalami perubahan ketika cahya menimpanya. Pada proses pencucian, reaksi kimia menyebabakan bagian yang berubah menjadi tak tembus cahaya sehingga bayangan pada flm. Anda juga dapat melihat bayangan dengan membuka bagian belakang kamera dan memandang melalui secarik tissue atau kertas lilin (di mana bayangan dapat terbentuk) yang diletakkan pada posisi film dengan shutter terbuka.

Gambar 2. Tampak samping dari kamera sederhana.

Perhatikan bahwa pada kenyataannya, .

Ada tiga penyetelan utama pada kamera dengan kualitas yang baik: kecepatan shutter, f-stop, dan pemfokusan, dan sekarang kitaakan membacanya. Walaupun banyak kamera saat ini melakukan penyetelan secara otomatis, pemahaman mengenainya aka berguna untuk menggunakan kamera apapun degan efektif. Untuk hasil yang khusus dan kualitas tinggi, kamera yang memunginkan penyetelan manual harus dimiliki.

Penutup (shutter), yang terletak di belakang lensa, adalah suatu perangkat mekanik yang dapat dibuka selama selang waktu tertentu, yang disebut waktu penyinaran (exposure time). Seseorang dapat memotret benda yang bergerak dengan menggunakan waktu penyinaran yang singkat atau memotret pemandangan yang gelap (dengan tingkat pencahayaan rendah) menggunakan waktu penyinaran yang panjang. Jika pengaturan ini tidak dapat dilakukan, maka mustahil untuk mengambil foto suatu objek yang sedang beraksi. Contohnya, sebuah kendaraan yang bergerak cepat, dapat bergerak cukup cepat selama selang waktu penutup terbuka, sehingga menghasilkan bayangan yang kabur. Untuk mencegah pergerakan semacam itu, diperlukan waktu penyinaran yang singkat atau sebuah tripod, bahkan untuk memotret benda yang diam sekalipun. Kecepatan penutup (dengan kata lain, waktu penyinaran) yang umum adalah (1/30) s, (1/60) s, (1/125) s, dan (1/250) s. Untuk kamera genggam, penggunaan kecepatan penutup yang lebih rendah dapat menyebabkan bayangan kabur (akibat gerakan), tetapi penggunaan kecepatan penutup yang lebih tinggi mengurangi tingkat pengumpulan intensitas cahata. Pada kenyataannya, benda yang diam lazimnya dipotret dengan kecepatan penutup (1/60) s.

Kamera yang lebih mahal memiliki bukaan yang dapat diubah-ubah diameternya untuk lebih jauh lagi mengatur intensitas cahaya yang mengenai film. Seperti diperlihatkan sebelumnya, ketika bukaan dengan diameter kecil digunakan, hanya cahaya dari bagian tengah lensa saja yang mencapai film; dengan cara ini, aberasi sferis dikurangi.

Ukuran bukaan bervariasi untuk mengimbangi hari-hari yang terang atau gelap, kepekaan film+ yang digunakan, dan kecepatan shutter yang berbeda. Ukuran bukaan diatus dengan f-stop, didefinisikan sebagai

             Istilah f-number sering dinyatakan sebagai penjelasan dari “kelajuan” lensa. Semakin rendah f-number, semakin lebar bukaannya dan semakin tinggi jumlah energi dari cahaya yang mengenai film-maka, sebuah lensa dengan f-number yang rendah adalah sebuah lensa yang “cepat”. Notasi yang konvensional untuk f-number adalah “f/” diikuti angka yang sebenarnya. Contohnya, “f/4” berarti f-number 4! bukan berarti membagi f dengan lensa 4! Lensa yang sangat cepat, yang memiliki f-number serendah f/1,2; tergolong mahal karena sangat sulit untuk menjaga aberasinya tetap kecil dengan sinar cahaya melewati luas lensa yang besar. Sistem lensa kamera (kombinasi lensa dengan bukaan yang dapat diubah-ubah) sering kali ditandai dengan beberapa f-number, biasanya f/2,8; f/4; f/5,6; f/8; f/11 dan f/16. Salah satu dari pengaturan ini dapat dipilih dengan mengatur bukaannya, yang mengubah nilai D. Meningkatkan pengaturan dari suatu f-number ke nilai yang lebih tinggi (contohnya, dari f/2,8 ke f/4) mengurangi luas bukaan sebesar faktor 2. Pengaturan f-number yang terendah pada sebuah kamera bersesuaian dengan bukaan yang besar dan luas lensa yang digunakan mencapai maksimum.

        Kamera sederhana biasanya memiliki panjang fokal yang tetap dan ukuran bukaan yang tetap, dengan f-number sekitar f/11. Nilai f-number yang tinggi ini memungkinkan tercapainya kedalaman ruang yang besar, yang berarti bahwa benda-benda yang berada pada suatu rentang jarak yang cukup besar dari lensa membentuk citra yang tajam pada film. Dengan kata lain, kameranya tidak perlu difokuskan.

        Kamera digital pada dasarnya sama dengan kamera yang telah dijelaskna di sini, kecuali bahwa cahayanya tidak menciptakan citra pada film fotografi. Citra pada kamera digital dibentuk pada sebuah charge-coupled device (CCD), yang membuat citra secara digital, mengubahnya menjadi kode biner. Informasi digital ini kemudian disimpan pada sebuah keping memori untuk diputar ulang pada layar kamera, atau dapat diunduh ke komputer dan dikirimkan ke teman atau kerabat melalui internet.

Pemfokusan adalah peletakkan lensa pada posisi yang benar relative terhadap film untuk mendapakan bayangan yang paling tajam. Jarak bayangan minimum untuk benda di jarak tak hingga dan sama dengan panjang focus. Untuk benda-benda yang lebih dekat, jarak bayangan lebih besar dari panjang focus, sebagaimana bisa dilihat dari persamaan lensa, . Untuk memfokuskan benda-benda dekat, lensa harus dijauhkan dari film, dan hal ini biasanya dilakukan dengan memutar sebuah gelang pada lensa.