Katik

See artikkel on fotoaparaadi elemendist; samblaperekonna kohta vaata artiklit katik (sammal).

---

Katik on fotograafias kasutatav seade, mis suleb suletud olekus valguse pääsu filmile või sensorile. Kindlaks ajaperioodiks katikut avades jäädvustatakse valgustundlikule pinnale püsiv kujutis. Muutes katiku sulgumise ja avanemise kiirust, kontrollitakse katiku abil fotoaparaadi säriaega.

Optimaalne säriaeg sõltub valgusoludest ja pildistatava objekti liikumisest. Seda on võimalik ise käsitsi muuta või siis lasta fotoaparaadi automaatsel mõõtmissüsteemil ise määrata. Katikut saab kasutada ka vastupidi – valguse väljalaskmiseks. Nõnda kasutatakse katikut näiteks projektorites ja signaallampides.

Kaamerakatik

Modernsed kaamerakatikud saab liigitada kaheks: lehtkatik ja kardinasulgur.

Kardinasulgur

Lehtkatik koosneb mitmest kattuvast metall-lamellist, mis avanevad ja sulguvad kas vedru abil või elektroonselt juhitavalt, lükates kiirte teed ekspositsiooni ajaks kõrvale. Kõige populaarsem lehtkatiku tüüp on keskkatik, kus katik asetseb läätse keskel. Lisaks on kasutatud ka lehtkatikuid, kus katik asetseb läätse taga või ees. Viimast neist kasutati fotograafia algusaegadel pika säriajaga pildistamisel, kui läätselt pelgalt eemaldati eest kork ning pandi hiljem tagasi. Kiireim säriaeg, mida on võimalik lehtkatikuga saavutada on 1/4000 osa sekundist ehk 0,25 ms.

Tänapäevastes kaamerates kasutatakse säriaja seadmiseks lehtkatikuga sarnast süsteemi aga hoopis fotoaparaadi ava suuruse seadmiseks. Ava suurus muudab pildi teravussügavust ja säritust. Lehtkatikut ennast kasutatakse tänapäeval ainult käsitööna valminud medium-format tipptoodetes.

Kardinasulgur asetseb otse valgustundliku pinna ees ning koosneb paarist kattuvast kardinast, mis liiguvad mehaaniliselt vedru abil elektroonselt ühes suunas üle valgustundliku pinna, säritades kaadri. Kardinad moodustavad muudetava suurusega akna või pilu, mille suurus määrab säriaja. Esimese kardina liikumine on enam-vähem konstantne kõikide säriaegade puhul, muutub ainult teise kardina liikumine. Kiireim säriaeg, mida on võimalik kardinasulguriga saavutada on 1/12000 osa sekundist ehk 0,0833 ms. Kardinasulguritel on lehtkatiku ees eelis, sest võimaldavad objektiive kaameral vahetada, vajamata objektiivisisest katikut. (Läätsetaguse lehtkatiku puhul on samuti see võimalus.)

Elektroonne katik

Varasemad katikud olid mehaanilised ning need on kasutusel enamikul kaameratel. Mõned lihtsamad kaamerad ja telefonid kasutavad aga elektroonset katikut. Selle puhul lülitatakse pärast pildistamist sensori valgustundlikkuse võimekus välja, et jäädvustatud kujutis sensorilt maha lugeda ning uueks säritamiseks andmetest puhastada. Elektroonne katik on hääletu ning võimaldab hoida kaamera kompaktsena. Profikaamerad seda siiski puhtal kujul üldiselt ei kasuta, kuna selle kasutamisega kaasneb müra. See tekib lisanduva võimsuse tekkimisest sensorile. Kõik, kes on tuttavad terminiga "ISO", teavad, et mida suurem võimsus, seda suurem müra. Selleks, et fotograaf pildistamisega endale tähelepanu ei tõmbaks, on uuematel kaameratel võimalus lülitada elektroonne katik hääletuks. Elektroonne katik suudab saavutada kõigist teistest kiireima säriaja 1/32000 osa sekundist ehk 0,03125 ms.

Tänapäevastes kaamerates on laialt levinud hübriidkatik, kus säriaja alustamine toimub elektroonselt ja lõpetamine mehaaniliselt. See on hea kompromiss kahe süsteemi vahel, sest mehaanilise katiku käivitumine võib potentsiaalselt lisada vibratsioone, mis muudab pikemate säriaegade puhul kujutise piirjooned häguseks.

Vanemat tüüpi katikud

Esimesed fotoaparaadid kasutasid säriaja muutmiseks peamiselt objektiivikorki. Kui valgustundlikud pinnad muudeti ajapikku tundlikumaks ja säriaeg seetõttu aina vähenes, muutus katiku kasutamine aina vajalikumaks. Esimesed katikud olid kasutusel lisanditena, mille pidid fotograafid ise kaamera külge seadma, hiljem muutusid aga juba lahutamatuks osaks fotograafiast.

Lehtkatik. 1 – katiku plaat, 2 – lehtkatikuga kinni kaetud ava, 3 – ava särituse ajal, 4 – lehtplaat, 5 – lukustusmehhanism, 6 – vedru

Varajane lehtkatik

Lehtkatik võeti kasutusele juba 1860. aastatel ning see lisati eestkätt maastiku jäädvustamiseks ette nähtud objektiividele. Need koosnesid väikesest lehekujulisest plaadist läätse ees, mida liigutati käsitsi.

Klappkatik

1860. aastatel võeti kasutusele ka klappkatik, mis koosnes ühest või kahest klapist objektiivi ees. Oma lihtsaimal kujul liigutati ühte klappi käsitsi eest ära ning kukutati tagasi ette. Keerukamates versioonides kasutati säriaja seadmiseks kummipaela või vedru. Kaheklapiline versioon, kus üks klapp paljastas läätse ja teine kattis selle kinni, võimaldas lühemaid säriaegu.

Pöörlevad katikud

1880. aastatel kasutusele võetud sektorkatik koosnes plaadist, millel oli üle objektiivi avaus. Kasutamisel liikus katiku avaus vedru või kummipaelu mõjul läätse eest ära. Lihtsamaid sektorkatikuid tuli pärast pildistamist algpositsiooni viimiseks käsitsi üles keerata. Hilisemad keerukamad sektorkatikud võimaldasid iseennast automaatselt üles keerata.

1880. aastate lõpus võeti Kodak 1888 kaamerates kasutusele silindriline katik, mis koosnes säri tekitavast august silindris, mis pöörles 90-kraadisel teljel objektiivi ees. Sarnase ehitusega oli ka Photosphere'i kaamerates kasutatav poolkeraline katik, milles oli silindri asemel poolkera, mis pöörles objektiivi taga.

Giljotiinkatik

Samuti 1880. aastatel kasutusele võetud giljotiinkatik on olemuselt lihtsaim katik. See hõlmas plaati või plaate, mille sees olev auk säristamiseks kiiresti objektiivi eest läbi libistati. Lihtsamad versioonid kasutasid ainult ühte plaati ning olid tuntud kui kukutatavad katikud. Need töötasid vertikaalselt kummipaela, vedru või pelgalt gravitatsiooni abil.

Keerukamad kasutasid aga kahte plaati ning jagunesid omakorda kaheks. Tavapärasema kahe plaadiga giljotiinkatiku puhul liikusid plaadid samas suunas väikese viivitusega, mis võimaldas sätestada säriaeg. Haruldasem oli aga kahe plaadiga giljotiinkatik, kus plaadid liikusid objektiivi ees hoopis vastastikuses suunas. Selle eeliseks oli võimalus pildi esiplaanile tekitada suurem säritus, kuna plaadid said olla keskelt laiemad. Kaheplaadiline giljotiinkatik on modernsema kardinasulguri otsene eelkäija.

Tagastuskatik

1880. aastate lõpus hakati keerukamates katikusüsteemides kasutama tagastuskatikut (return), mis koosnes ühest või kahest plaadist, mis liikusid läätse eest ära ning kukkusid pärast ise tagasi ette. Neist lihtsaim ja populaarseim tüüp üheplaadiline sirgjooneliselt liikuv tagastuskatik oli tuntud kui taastuv katik. Selle puhul hoiti plaati kummipaela abil läätse ees pinge all. Kui katik käivitada, tõukab kummipael katiku üles ning liigub ise asendist välja. Katik ise kukub aga gravitatsiooni mõjul tagasi läätse ette.

Lisaks taastuvale katikule eksisteeris ka kaheplaadiline sirgjooneliselt liikuv, mille eeliseks oli see, et katik oli keskkatik – asetses läätse keskel. Üks plaat tõmmati selle puhul vedruga läätse eest ära alla ning teine plaat tõmmati vedru abil üles. Sarnaselt taastuva katikuga lõpetas särituse kaheplaadilise sirgjooneliselt liikuva katiku puhul plaadi gravitatsiooni poolt tekitatud kukkumine läätse ette. Tagastuskatiku alla kuulub ka täiendatud varajane lehtkatik, millest on eelnevalt juba mainitud. Plaadi tagastamiseks algasendisse kasutati vedru või kummipaela. Ülimalt populaarseks kujunes kaheplaadiline lehttagastuskatik.

Vahekatik

Vahekatik suletud olekus

Vahekatik (Diaphragm) on täiustatud versioon lehtkatikust, mis koosneb mitmest metall-lamellist. Pildistades avavad need plaadid säristamiseks ava, libistades lamellid üksteisest üle. Nõnda tekib ringikujuline ava. Mida rohkem metall-lamelle vahekatikus on, seda ringikujulisem ava on. Lamellide liigutamiseks kasutatakse vedru abil tekitatud pinget, jõuülekannet või väikest elektrimootorit.

Ideaalne vahekatik avaneb ja sulgub hetkega. Suuremate säriaegadega nõnda ka on, sest katiku liikumise aeg on võrreldes avatud olemise ajaga tähtsusetu. Mida väiksemaks aga säriaeg läheb, seda vähem see tõele vastab – lõpuks pole katik suure osa säriajast avatud. See muudab pildi efektiivse ava väiksemaks ning võib pildi ääred tumedaks muuta.

Vahekatik on tänapäeval kasutusel objektiivide sees, et muuta ava suurust.

Välk ja katik

Enamikul katikutel oli välgusünkronisaator, mis käivitab pildistamisel ka välgu, kui see on ühendatud. Küllaltki keerukas oli seda implementeerida täielikult mehaaniliste katikute ja välkude, mis võtsid täieliku heleduse saavutamiseks omajagu aega, puhul. Töötati välja mitmesuguseid välgupirne, mis annaksid valgust piisavalt pikal ajaperioodil. Probleemi lahendas elektroonsete välguüksuste kasutuselevõtt, mis ei vaja soojenemiseks aega ning reageerivad signaalile hetkeliselt. Esimene sisseehitatud sünkronisaatoriga fotoaparaat Exacta B võeti kasutusele 1935. aastal.

Katiku viivitus

Tänapäevaste automaatteravustamise ja pildistamisel tehtavate mõõtmiste kõrval on see küll väike osa, kuid siiski on kõikidel katikutel viivitus pärast kaameranupule vajutamist. Siiani pole leiutatud mitte ühtegi katikut, mis suudaks avaneda kohe pärast vajutust – tekib viivitus. Katiku viivitus näitab, kui kaua läheb nupule vajutamisest aega pildi jäädvustamise alustamiseni.

Digitaalse sensori puhul koosneb katiku-sensori süsteem pildistamisel kuuest toimingust:

1. sensori ettevalmistamine andmete jäädvustamiseks;
2. katiku mootori/mehhanismi käivitamine;
3. katiku avanemine;
4. valgusandmete digitaalne jäädvustamine sensorile;
5. katiku sulgemine;
6. andmete transport ja puhverdamine.

Katiku viivituse moodustavad selle protsessijada esimesed kolm sammu. Kui varasemates katikutes võis rääkida sekunditest, siis tänapäevased kaamerad on suutnud katiku viivituse palju väiksemaks viia. Näiteks on mõne Sony hübriidkaamera viivitus ainult 10 millisekundit.

Katiku tsükkel

Kardinasulguri töötsükkel peegelkaameras

Katiku töötsükkel koosneb kolmest liigutusest: avanemine, sulgumine ja algsesse asendisse tagasi liigutamine.

Katikute eluiga

Katik on mehaaniline seadeldis ja nagu iga liikuv osa, kulub ka katik lõpuks ära. Tänapäevaste odavama otsa kaamerate katikud kestavad umbes 100 000 kasutuskorda, kallimad mudelid tehakse aga piisavalt robustsed, et vastu pidada kuni 400 000 tsüklit. Katiku väljavahetamine on kallis tegevus, mis võib maksma minna kuni 300 eurot. Kutselised fotograafid võivad tihti ühe ürituse jooksul teha kuni 3000 fotot. Sellise kasutuse juures kestavad kaamerad ainult mõne aasta, misjärel peab arvestama kalli parandusega või uue kaamera ostuga.

Kaamerat järelturult ostes on ülioluline kontrollida katiku seisukorda. Enamik tänapäevaseid kaameraid võimaldab kasutuskordade arvu tarkvaraliselt kontrollida. Siiski on mõned firmad nagu Sony, kelle kaamerate puhul pole mingit võimalust kaamera läbisõitu kontrollida.

Katik projektorites

Katikut kasutatakse ka projektorites. Iga kaadri vahepeal suleb katik valguse. Selleks, et inimsilmale ei tunduks projekteeritav pilt virvendavana, kasutatakse kahe või kolme plaadiga pöörlevat katikut, mis näitab kaadrit ka teist või kolmandat korda. See tähendab, et kui filmis on ühes sekundis 24 kaadrit, siis eraldab kolme plaadiga pöörleva katikuga projektor ühes sekundis valgust 72 korda.