Cara Kerja Kamera



Tidak diragukan lagi bahwa fotografi merupakan salah satu temuan yang penting dalam sejarah kehidupan kita. Fotografi telah mengubah bagaimana kita memersepsi dunia ini. Kita bisa “melihat” serangkaian kejadian yang sebenarnya bermil-mil jauhnya dari kita, bertahun-tahun sejak kejadiannya pada saat kita sekarang. Dengan fotografi kita bisa menangkap momen-momen tertentu dan mengabadikannya hingga beberapa tahun mendatang.

Teknologi yang mendasari fotografi sebenarnya relatif sederhana. Sebuah kamera yang terdiri atas tiga komponen dasar: unsur optik (lensa), unsur kimiawi (film), dan unsur mekanis (bodi kamera) yang menjadi alat utamanya. Bagaimana cara kerja kamera ini?

Ada banyak jenis kamera yang digunakan dalam fotografi. Pada artikel ini kita akan mengambil contoh jenis kamera manual single-lens-reflex (SLR). Ini adalah jenis kamera dimana fotografer akan melihat langsung gambar bayangan objek yang akan difoto tepat sama dengan bayangan yang terbentuk pada film (kita sering menyebutnya klise) serta dapat diatur dengan menggunakan sejumlah tombol-tombol pengatur. Karena tidak diperlukan listrik dalam pengambilan gambar menggunakan kamera ini, maka kamera SLR manual dapat memberikan ilustrasi yang menarik tentang proses-proses mendasar dari fotografi.

Komponen optik sebuah kamera adalah lensa. Dalam bentuknya yang paling sederhana, sebuah lensa tidak lain adalah keping kaca atau plastik yang dicembungkan. Fungsi lensa adalah menangkap berkas cahaya yang dipantulkan oleh sebuah benda dan mengarahkan berkas cahaya tersebut sehingga membentuk bayangan real –gambar yang persis sama dengan objek yang ada di depan lensa tersebut.

Bagaimana sebuah kaca atau plastik yang dibuat cekung atau cembung dapat melakukan hal seperti itu?

Anda tahu, prosesnya sangat sederhana.

Saat cahaya bergerak dari sebuah medium ke medium yang lain, maka kecepatan cahaya akan berubah. Kecepatan cahaya akan lebih besar jika cahaya bergerak di udara dibandingkan ketika bergerak di dalam kaca. Dengan demikian, sebuah lensa menyebabkan kecepatan cahaya melambat.

Ketika gelombang cahaya memasuki sekeping kaca dengan sudut tertentu, satu bagian dari gelombang tersebut akan mencapai kaca lebih dahulu dibandingkan dengan bagian yang lainnya. Akibatnya, bagian yang pertama kali memasuki kaca akan mengalami perlambatan lebih dahulu sebelum bagian yang lainnya. Peristiwa seperti ini juga akan terjadi pada saat kita mendorong sebuah troli belanja dari lantai pavement bersemen ke atas tanah berumput. Jika kita mendorong troli memasuki daerah berumput dari arah sudut tertentu terhadap batas permukaan pavement dan rumput seperti pada gambar berikut ini, maka kita akan melihat bahwa roda sebelah kanan akan pertama kali menyentuh rumput. Kecepatan roda yang di atas rumput sedikit akan melambat dibandingkan dengan kecepatan roda sebelah kiri yang masih berada di atas lantai pavement. Karena roda di sebelah kiri, yang masih di atas pavement bergerak lebih cepat, maka troli Anda akan membelok ke kanan.

analogi pembelokan cahaya dengan pembelokan troli di jalan rumput
Hal yang sama terjadi pada gelombang cahaya yang bergerak dari udara ke lensa. Ketika cahaya sampai ke lensa dengan sudut tertentu, maka lintasan cahaya akan membelok ke arah tertentu. Lintasan cahaya akan kembali membelok setelah keluar dari lensa karena bagian cahaya yang memasuki udara akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan bagian cahaya lainnya. Pada sebuah lensa konvergen atau lensa cembung, salah satu atau kedua sisi kaca lensa dibuat lebih tipis dibandingkan bagian tengahnya. Hal ini berarti cahaya yang bergerak melewati bagian ini akan membelok ke arah pusat lensa. Pada sebuah lensa cembung rangkap, seperti lensa yang digunakan untuk kaca pembesar, cahaya akan melengkung baik pada saat memasuki lensa maupun pada saat meninggalkan lensa.

proses terbentuknya bayangan benda oleh cermin cembung
Hal ini akan menyebabkan perubahan lintasan cahaya yang berasal dari sebuah benda. Sebuah sumber cahaya –misalnya lilin– memancarkan cahaya ke segala arah. Berkas cahaya semuanya berangkat dari titik yang sama –yaitu dari titik nyala lilin– dan akan menyebar secara konstan. Sebuah lensa cembung dapat menangkap berkas-berkas cahaya ini dan mengarahkannya sehingga berkas cahaya tersebut kembali konvergen ke sebuah titik. Pada titik dimana berkas cahaya tersebut konvergen, kita akan mendapatkan bayangan real dari lilin tersebut.

Faktor-faktor apa saja yang menentukan pembentukan bayangan real seperti ini?

Fokus Kamera

Kita telah melihat bahwa bayangan real dibentuk oleh cahaya yang bergerak melalui sebuah lensa cembung. Sifat bayangan real ini bervariasi bergantung pada bagaimana cahaya bergerak melalui lensa. Lintasan cahaya ini bergantung pada dua faktor utama, yaitu:

- Sudut datang berkas cahaya yang masuk ke dalam lensa
- Struktur lensa

Sudut datang cahaya yang masuk ke lensa akan berubah jika kita menggerakkan benda lebih dekat atau lebih jauh dari lensa. Hal ini bisa dilihat pada gambar berikut.

efek bayangan benda jika lensa digerakkan menjauhi atau mendekati objek
Berkas cahaya yang berasal dari titik-titik pensil akan memasuki lensa dengan sudut yang lancip jika pensil lebih dekat ke lensa dan berkas cahaya tersebut akan memasuki lensa dengan sudut yang lebih tumpul jika pensil digerakkan menjauhi lensa. Tetapi secara umum, lensa hanya akan membelokkan berkas cahaya sampai mencapai sebuah derajat pembelokan total, tanpa bergantung pada bagaimana cahaya tersebut masuk ke dalam lensa. Akibatnya, berkas cahaya yang masuk dengan sebuah sudut datang yang lebih lancip akan keluar pada sudut yang lebih tumpul, dan sebaliknya. Total sudut pembelokan pada sebarang titik tertentu pada lensa tetap tidak berubah.

Seperti yang bisa kita lihat, berkas cahaya dari sebuah titik yang lebih dekat ke lensa akan konvergen lebih jauh dari lensa dibandingkan dengan berkas cahaya dari sebuah titik yang lebih jauh. Dengan kata lain, bayangan real sebuah benda yang lebih dekat terbentuk lebih jauh dari lensa dibandingkan dengan bayangan real dari sebuah benda yang lebih jauh.

Kita dapat mengamati fenomena ini dengan percobaan sederhana. Nyalakan lilin dalam ruang gelap, tempatkan sebuah kaca pembesar di antara lilin dengan dinding. Maka kita akan melihat sebuah bayangan lilin yang terbalik di dinding. Jika bayangan real lilin tidak tepat jatuhnya pada dinding, maka bayangan lilin akan kelihatan agak kabur (blur). Hal ini terjadi karena berkas cahaya yang berasal dari sebuah titik tertentu tidak cukup konvergen pada titik tersebut. Untuk memfokuskan bayangan, kita harus menggeser kaca pembesar mendekati atau menjauhi lilin.

penempatan posisi lensa yang tepat untuk menghasilkan bayangan fokus

Inilah sebenarnya yang Anda lakukan pada saat Anda memutar-mutar lensa kamera untuk mendapatkan bayangan yang fokus  Anda mengatur agar lensa mendekati atau menjauhi permukaan film. Pada saat kita menggerakkan lensa, kita menyejajarkan bayangan real sebuah objek yang terfokus sehingga tepat jatuh pada permukaan film.

Nah, kita telah tahu bahwa pada sebarang titik, sebuah lensa akan membelokkan berkas cahaya sampai mencapai derajat pembelokan tertentu, tanpa bergantung pada sudut datang berkas cahaya tersebut. “Sudut pembelokan” total ini ditentukan oleh struktur lensa.

Lensa Kamera

Sebuah lensa yang berentuk bulat memiliki sudut pembelokan yang lebih tajam. Pada dasarnya, dengan mengurangi kecembungan lensa akan meningkatkan jarak antara titik-titik yang berlainan pada lensa. Hal ini menyebabkan pertambahan waktu tempuh berkas cahaya sehingga salah satu bagian berkas cahaya akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan berkas cahaya lainnya, yang pada gilirannnya akan menghasilkan sebuah belokan yang lebih tajam.




Peningkatan sudut pembelokan memiliki efek yang jelas. Berkas cahaya dari sebuah titik tertentu akan konvergen pada sebuah titik yang lebih dekat ke lensa. Pada sebuah lensa yang bentuknya lebih datar, berkas cahaya tidak akan membelok secara tajam. Akibatnya, berkas cahaya akan konvergen pada jarak yang lebih jauh dari lensa. Dengan kata lain, bayangan real yang terfokus akan terbentuk pada jarak yang lebih jauh dari lensa jika lensa yang digunakan adalah lensa dengan permukaan yang sedikit lebih rata.

Meningkatkan jarak antara lensa dan bayangan real sebenarnya meningkatkan ukuran total bayangan real tersebut. Jika Anda memiliki pikiran yang sama dengan ini, hal tersebut masuk akal. Andaikan sebuah proyektor : jika Anda menggerakkan sebuah proyektor menjauh dari layar, maka bayangan yang terbentuk akan menjadi lebih besar. Secara sederhana, berkas cahaya tetap menyebar pada saat bergerak menjauhi layar.

Peristiwa yang sama berlaku pada kamera. Pada saat jarak antara lensa dan bayangan real bertambah, berkas cahaya akan lebih menyebar, membentuk sebuah bayangan real yang lebih besar. Tetapi ukuran film tetap konstan. Jika Anda menempatkan sebuah lensa yang sangat datar, maka kamera akan memproyeksikan sebuah bayangan real yang besar tetapi hanya bagian tengah dari bayangan tersebut yang akan tertangkap di film.

Kamera profesional memungkinkan kita menempelkan berbagai macam lensa sehingga kita dapat melihat objek dengan berbagai macam perbesaran. Kekuatan perbesaran atau daya perbesaran lensa dinyatakan dengan istilah panjang fokus. Pada kamera, panjang fokus didefinisikan sebagai jarak antara lensa dengan bayangan real sebuah benda yang berada pada jarak yang jauh (misalnya bulan). Semakin besar panjang fokus berarti semakin besar kemampuan perbesarannya.

Variasi lensa juga disesuaikan dengan situasi yang berbeda-beda pula. Jika Anda sedang mengambil gambar sebuah gunung, Anda mungkin ingin menggunakan sebuah lensa foto jauh (lensa telephoto), yaitu sebuah lensa yang memiliki panjang fokal khusus. Lensa ini memungkinkan Anda mengatur posisi nol pada objek tertentu yang berada di kejauhan, sehingga Anda dapat menghasilkan sebuah komposisi yang lebih kompak. Jika Anda sedang mengambil potret close-up, Anda mungkin ingin menggunakan lensa sudut lebar. Lensa jenis ini memiliki panjang fokus yang jauh lebih pendek, sehingga lensa ini akan memperkecil pemandangan di depan Anda. Keseluruhan wajah akan tertangkap di film meskipun subjek hanya satu kaki jauhnya dari kamera. Sebuah lensa kamera standar dengan panjang fokus 50 mm secara signifikan tidak memperbesar atau memperkecil bayangan, sehingga jenis lensa ini ideal untuk membidik benda-benda yang tidak terlalu jauh atau terlalu dekat.

Sejumlah Lensa dalam Sebuah Lensa

Sebuah lensa kamera sebenarnya menggabungkan beberapa lensa menjadi satu unit. Sebuah lensa konvergen tunggal dapat menghasilkan sebuah bayangan real pada film, tetapi bayangan ini dapat kelihatan bertumpuk-tumpuk karena sejumlah aberasi.

Satu faktor yang paling berpengaruh terhadap penumpukan gambar tersebut adalah warna cahaya yang berbeda akan mengalami pembelokan yang berbeda-beda pula saat melewati sebuah lensa. Aberasi kromatik ini pada hakikatnya menghasilkan sebuah bayangan dimana warna-warnanya tidak tersusun dengan benar.

Untuk mengurangi hal tersebut, kamera menggunakan lensa yang terbuat dari berbagai macam bahan. Masing-masing lensa menangani warna yang berbeda-beda, dan pada saat Anda menggabungkannya dengan teknik tertentu, warna-warna yang terbentuk akan mengalami pengaturan ulang.

Kamera: Merekam Cahaya

Komponen kimiawi sebuah kamera tradisional adalah film. Pada dasarnya, pada saat Anda mengarahkan film ke sebuah bayangan real, maka film tersebut akan merekam pola-pola cahaya.

Hasil rekaman film berupa kumpulan besar butiran-butiran yang peka cahaya, yang menyebar dalam bentuk suspensi kimiawi pada sebuah strip plastik. Pada saat terkena cahaya, butiran-butiran ini mengalami reaksi kimiawi.

Pada saat satu rol film telah selesai terpakai, film kemudian diolah (kita menyebutnya “dicuci”) – film dipaparkan pada bahan kimia lain yang bereaksi dengan butiran-butiran peka cahaya tersebut. Pada film hitam putih, zat kimia pencuci akan menggelapkan butir-butiran yang terkena cahaya. Proses ini akan menghasilkan sebuah negatif, dimana daerah yang lebih bercahaya akan tampak lebih gelap dan daerah yang lebih gelap akan tampak lebih terang, yang selanjutnya akan diubah menjadi gambar positif pada saat pencetakan.

Film warna memiliki tiga lapisan yang berbeda yang masing-masing terbuat dari material yang peka cahaya. Masing-masing lapisan ini akan merespons warna yang berbeda-beda pula, yaitu merah, hijau, dan biru. Pada saat film dicuci, ketiga lapisan ini dipapar pada bahan kimia yang akan memberikan warna pada lapisan film tersebut. Pada saat kita menggabungkan informasi warna dari ketiga lapisan tersebut, maka akan diperoleh sebuah film negatif full color. Untuk mengetahui secara detail bagaimana proses pencucian film ini, Anda bisa membaca tulisan cara kerja film fotografi.

Sejauh ini, kita telah membahas tentang ide dasar dari fotografi. Ide dasar ini pada hakikatnya meliputi proses berikut: menangkap bayangan real sebuah objek dengan menggunakan lensa cembung (lensa konvergen) kemudian merekam pola cahaya bayangan real tersebut pada sebuah lapisan material yang peka cahaya yang kita sebut film (klise). Secara konsep, inilah yang terjadi pada saat kita memotret sebuah objek dengan kamera. Tetapi agar dapat menangkap gambar dengan jelas, Anda harus mengontrol secara cermat bagaimana proses di atas berjalan.

Tentu saja, jika Anda menghamparkan selembar film pada lantai dan memfokuskan bayangan real sebuah benda di atas film tersebut dengan menggunakan lensa cembung, maka Anda tidak akan menghasilkan gambar apapun yang Anda harapkan. Pada kondisi tersebut, setiap butiran-butiran peka cahaya pada film akan terpapar cahaya secara keseluruhan, dan tanpa adanya kontras pada daerah-daerah di luar bayangan real, maka gambar tidak akan terbentuk.

Untuk dapat menghasilkan sebuah potret, maka film harus dijaga agar tetap berada dalam keadaan gelap. Begitu kita ingin melakukan pemotretan, di situlah saatnya kita membiarkan cahaya masuk mengenai film tersebut. Tugas badan kameralah yang menjaga agar film tetap berada dalam keadaan gelap. Pada badan kamera terdapat sebuah shutter yang bertugas menutup atau membuka lintasan cahaya antara lensa dan film. Sebenarnya, istilah kamera berasal dari singkatan kata camera dan obscura, yang merupakan kata-kata Latin yang berarti “ruang gelap”.

Agar dihasilkan gambar yang baik, kita harus mengontrol dengan baik jumlah cahaya yang masuk mengenai film. Jika jumlah cahaya yang masuk terlalu banyak, maka akan terlalu banyak butiran film yang akan bereaksi, dan gambar yang dihasilkan akan samar. Jika cahaya yang masuk mengenai film terlalu sedikit, maka hanya sedikit butiran film yang bereaksi, dan gambar yang dihasilkan akan terlalu gelap. Agar jumlah cahaya yang mengenai film sesuai dengan jumlah yang seharusnya agar menghasilkan gambar yang baik, terdapat mekanisme pada kamera yang memungkinkan kita untuk mengatur pencahayaan tersebut.

Bagaimana mengatur tingkat pencahayaan agar dihasilkan gambar yang baik?

Ada dua faktor utama yang harus dipertimbangkan untuk menghasilkan tingkat penyinaran film yang sesuai.

- Berapa banyak cahaya yang melewati lensa
- Berapa lama film disinari cahaya

Untuk menambah atau mengurangi jumlah cahaya yang melewati lensa, Anda harus mengubah ukuran bukaan kamera Anda. Bukaan disebut juga aperture. Bagian dari kamera yang berfungsi mengatur bukaan ini disebut dengan diafragma iris. Diafragma terdiri atas sederetan pelat logam yang saling bertumpukan yang dapat saling melipat atau saling membuka satu sama lain. Pada prinsipnya, diafragma ini bekerja seperti iris mata kita –yang membuka dan menutup secara melingkar, untuk memperkecil atau memperluas diameter lensa. Pada saat lensa lebih kecil, maka jumlah cahaya yang ditangkap lebih kecil, dan semakin besar lensa, semakin banyak cahaya yang tertangkap.

Diafragma iris sebuah kamera

Lama pemaparan cahaya ditentukan oleh kecepatan shutter. Umumnya kamera SLR menggunakan sebuah shutter bidang fokal. Mekanisme shutter ini sangat sederhana –pada dasarnya shutter bidang fokal terdiri atas dua “gorden” yang terletak antara lensa dan film. Sebelum kita mengambil gambar (mengutip), layar (“gorden”) pertama tertutup, sehingga lapisan film terlindung dari cahaya. Pada saat gambar diambil, layar ini kemudian terbuka. Setelah selang waktu tertentu, layar kedua bergerak masuk dari sisi yang lain untuk menghentikan penyinaran.

Ketika Anda mengklik tombol shutter kamera, layar pertama membuka, menyebabkan film terpapar cahaya. Setelah selang waktu tertentu, layar shutter kedua menutup, mengakhiri penyinaran. Jeda waktu membuka dan menutup antara kedua tirai diatur oleh tombol kecepatan shutter kamera.

Pemaparan cahaya yang ideal bergantung pada ukuran butiran peka cahaya yang terdapat dalam film. Semakin besar ukuran butiran tersebut maka semakin banyak foton cahaya yang bisa diserap dibandingkan dengan ukuran butir yang lebih kecil. ukuran butiran ini tergambar pada kecepatan film, yang tercetak pada wadah film. Kecepatan film tersebut berbeda-beda disesuaikan dengan jenis fotografinya. Sebagai contoh film dengan ISO 100 cocok digunakan pada pemotretan dalam kondisi sinar matahari cerah, sedangkan film dengan ISO 1600 cocok digunakan pada kondisi cahaya yang relatif kurang.

Nah, Anda telah melihat ada beberapa hal yang berpengaruh pada pemaparan cahaya untuk menghasilkan fotografi yang baik: Anda harus menyeimbangkan kecepatan film, ukuran bukaan, dan kecepatan shutter dan harus disesuaikan dengan tingkat pencahayaan pemotretan. Kamera SLR manual mempunyai meter cahaya bawaan yang membantu kita untuk mengatur hal-hal di atas sehingga diperoleh fotografi yang baik. Komponen utama pengukur cahaya ini adalah sebuah panel sensor cahaya yang terbuat dari bahan semikonduktor yang memiliki kepekaan terhadap cahaya. Sensor ini menyatakan energi cahaya ke dalam bentuk energi listrik, yang selanjutnya akan diinterpretasikan oleh sistem pembaca meteran tersebut berdasarkan kecepatan film dan kecepatan shutter.

Bagaimana badan kamera SLR mengarahkan bayangan real objek ke pencari objek sebelum pengambilan gambar, dan mengarahkan bayangan real tersebut ke film setelah tombol shutter ditekan?


Ada dua jenis kamera film di pasaran yaitu kamera SLR dan kamera “point-and-shott”. Perbedaan utama kedua jenis kamera ini terletak pada bagaimana fotografer melihat objek yang akan difotonya pada kamera. Pada kamera “point-and-shoot”, viewfinder-nya (pembidik objeknya) adalah sebuah jendela sederhana yang melalui bodi kamera. Kita tidak dapat melihat bayangan real yang dibentuk oleh lensa kamera, tetapi kita memiliki gambaran kasar tentang apa yang terlihat.

Pada kamera SLR, Anda melihat bayangan real yang sebenarnya seperti apa yang akan tampak di film. Jika Anda melepaskan lensa dari sebuah kamera SLR, dan melihat ke dalam kamera tersebut, Anda akan melihat bagaimana hal ini terjadi. Kamera memiliki sebuah cermin yang dimiringkan dan ditempatkan di antara shutter dan lensa, dengan sebuah kaca tembus cahaya dan sebuah prisma di atasnya. Susunan ini bekerja seperti sebuah periskop, --bayangan real terpantul dari cermin bawah ke arah kaca yang tembus cahaya, yang berperan seperti sebuah layar proyeksi. Fungsi prisma adalah untuk memutar bayangan di cermin sehingga kelihatan tegak kembali kemudian diarahkan ke jendela pandang.

Pada saat Anda menekan tombol shutter, kamera dengan cepat mengatur posisi cermin sehingga bayangan diarahkan pada film yang terpapar cahaya. Cermin dihubungkan dengan sistem pewaktu shutter, sehingga akan tetap dalam keadaan terbuka selama shutter terbuka. Itulah sebabnya jendela pandang dihitamkan dengan segera pada saat kita akan mengambil sebuah gambar.

Pada jenis kamera ini, cermin dan layar tembus cahaya diatur agar menampilkan bayangan real yang tepat sama dengan bayangan yang terdapat pada film. Keuntungan desain ini adalah kita dapat mengatur fokus dan mengatur pandangan agar dapat memperoleh gambar tepat seperti yang diinginkan. Itulah sebabnya fotografer profesional biasanya menggunakan kamera SLR.

Dewasa ini, kamera SLR dibuat dalam bentuk kamera SLR dengan pengaturan otomatis maupun dengan pengaturan manual, dan hampir semua kamera “point-and-shoot” dibuat otomatis. Secara konsep, kamera otomatis bekerja dengan cara yang sama dengan kamera model manual, kecuali bahwa pada kamera otomatis segala sesuatunya dikontrol oleh sebuah mikroprosesor, tidak dikontrol oleh pengguna. Mikroprosesor ini menerima informasi dari sistem autofokus dan pengatur cahaya, lalu mengaktifkan beberapa motor kecil, yang bertugas mengatur lensa, serta membuka-menutup bukaan (aperture).

Secara manual dan sederhana, kita bisa membuat sendiri sebuah alat yang berfungsi sebagai kamera. Bisa dicoba.
Cara Kerja Kamera Cara Kerja Kamera Reviewed by Momang Yusuf on 2/21/2015 02:10:00 PM Rating: 5

2 komentar:

  1. terimakasih banyak, sangat menarik sekali, terimakasih ilmunya...

    BalasHapus
  2. Cara kerja kamera yg disimple aja giman??

    BalasHapus

Diberdayakan oleh Blogger.