Фотоаппара́т (фотографи́ческий аппара́т, фотока́мера) — устройство для регистрации неподвижных изображений (получения фотографий). Фиксация изображения в фотоаппарате осуществляется фотохимическим способом при воздействии света на светочувствительный фотоматериал. Получаемое таким способом скрытое изображение преобразуется в видимое при лабораторной обработке. В цифровом фотоаппарате фотофиксация происходит путём фотоэлектрического преобразования оптического изображения в электрический сигнал, перевода их в форму цифровых данных и сохранения последних на том или ином носителе.

Появление первого фотоаппарата совпало с изобретением «гелиографии» Жозефом Нисефором Ньепсом в 1826 году^[1][2]. Устройство для регистрации изображения на поверхности асфальтового лака было вариантом камеры-обскуры, до этого активно использовавшейся художниками для рисования с натуры. Дальнейшее развитие технологии связано с изобретением дагеротипии Жаком Луи Дагером. Дагеротипия быстро получила распространение в качестве инструмента для портретирования, став коммерчески выгодной. Результатом стала разработка новых устройств для фотосъёмки, наиболее оригинальным из которых в 1840 году стала камера Александра Уолкотта с вогнутым зеркалом вместо объектива^[3]. Не менее революционной была цельнометаллическая «Ganzmetallkamera» немецкой компании «Фохтлендер», оснащённая светосильным объективом Петцваля^[4][5].

Наиболее бурное развитие фотоаппаратостроения началось после открытия мокрого коллодионного процесса, вытеснившего неудобные и дорогие дагеротип и калотипию^[6]. Фотоаппаратура для этой технологии сохранила устройство камеры прямого визирования, но была усовершенствована, получив фокусировочный мех и светосильный портретный объектив. Внедрение сухих желатиносеребряных фотопластинок с высокой светочувствительностью позволило вести съёмку с моментальными выдержками, потребовавшими специального механизма для регулировки длительности воздействия света. Таким устройством стал фотозатвор, первые конструкции которого появились в 1853 году^[7]. Изобретение Оттомаром Аншютцем скоростного шторно-щелевого затвора привело к появлению репортёрских фотоаппаратов — пресс-камер, запущенных в массовое производство фирмой «Goerz» в 1888 году^[8].

Начало выпуска желатиносеребряных фотобумаг, пригодных для проекционной печати, а также рост разрешающей способности фотоэмульсий запустили процесс миниатюризации фотоаппаратуры и появления её новых портативных разновидностей, таких как складные и дорожные камеры. Технологический прорыв осуществил в 1888 году Джордж Истмен, выпустивший первую бокс-камеру Kodak, заряженную рулонной фотоплёнкой на гибкой целлулоидной подложке^[9][10]. Изобретение положило начало любительской фотографии, избавив фотографа от необходимости проявлять фотоматериал и печатать снимки. Всё это делала компания Истмена, куда по почте отсылался фотоаппарат с отснятой плёнкой^[11]. Обратно фотолюбитель, заплатив 10 долларов, получал перезаряженную камеру, готовые негативы и контактные отпечатки с них^[12][13][14]. Съёмка без штатива оказалась невозможной при прямом визировании, что привело к появлению видоискателя у всех компактных камер. Одновременно с компактными появились многочисленные фотоаппараты для скрытной съёмки, в том числе встроенные в предметы одежды: галстуки, шляпы и дамские сумочки^[15].

Развитие во второй половине XIX века технологий цветной фотографии, основанных на трёхцветной теории цветоощущения Максвелла, привело к распространению специализированных устройств, позволяющих осуществлять цветоделение различными способами. Наиболее простое решение заключалось в съёмке трёх цветоделённых изображений на общую фотопластинку через три объектива, закрытых светофильтрами основных цветов^[16]. Однако, расстояние между ними неизбежно приводило к параллаксу и, как следствие, цветным контурам на изображении близких предметов. Более совершенными оказались фотоаппараты с последовательной съёмкой через один объектив на удлинённую фотопластинку с автоматическим пошаговым смещением. Наиболее известны такие фотоаппараты конструкции Адольфа Мите, одним из которых пользовался Сергей Прокудин-Горский^[17].

Камеры со сдвижной кассетой на три экспозиции годились только для съёмки неподвижных объектов и пейзажей из-за неизбежного временно́го параллакса. Всех недостатков были лишены трёхпластиночные фотоаппараты с внутренним цветоделением, позволявшие снимать в том числе движущиеся предметы через общий объектив в одну экспозицию^[18]. Изобретение автохромного процесса, и последующее распространение многослойных фотоматериалов позволили отказаться от сложной фотоаппаратуры, но тем не менее камеры с внутренним цветоделением с помощью полупрозрачных зеркал эксплуатировались в издательском бизнесе до середины 1950-х годов^[19].

Одну из ключевых ролей в совершенствовании фотоаппаратуры сыграло становление аэрофотографии, получившей бурное развитие после Первой мировой войны^[20]. Большие скорости полёта требовали коротких выдержек, вынуждая компенсировать их высокой светосилой объективов. При этом, недопустимость геометрических искажений, особенно при фотограмметрии, вынуждала разрабатывать ортоскопическую оптику с минимальной дисторсией. Многие конструкции фотозатворов и объективов, привычные в современной фотоаппаратуре, были разработаны специально для аэрофотоаппаратов, лишь потом найдя применение в камерах общего назначения. То же касается вспомогательных механизмов: например, автоматизированная перезарядка фотоаппарата впервые использована именно для аэрофотосъёмки.

Рулонные фотоматериалы позволили повысить оперативность съёмки и уменьшить размеры фотоаппарата, который, благодаря складной конструкции, теперь стало можно положить в жилетный карман. Это отразилось в названиях, получивших приставку «Pocket». Огромную роль в формировании фотоаппаратуры сыграло параллельное развитие технологий кинематографа и совершенствование наиболее массовой 35-мм киноплёнки. Рост её информационной ёмкости привёл к появлению в начале 1920-х годов малоформатной фотоаппаратуры. Первыми в этом классе стали камеры «Симплекс Мульти» (1913 год, США) и «Ur Leica» (1914 год, Германия)^[21][22].

В 1925 году началось серийное производство фотоаппарата «Leica I», ставшего образцом для подражаний и родоначальником самого многочисленного класса аппаратуры, популярного вплоть до появления цифровой фотографии^[23]. В 1932 году начат выпуск главного конкурента «Лейки» — фотоаппарата «Contax» этого же формата^[13]. Почти одновременно с появлением малоформатных фотоаппаратов в 1930 году в Германии начат выпуск одноразовых фотобаллонов, упростивших съёмку с импульсным освещением, и сделавших её безопасной^[24]. Результатом стало внедрение в затворы синхроконтакта, обеспечившего автоматическую синхронизацию и съёмку с фотовспышкой на моментальных выдержках вместо ручной.

После Второй мировой войны началось распространение зеркальной фотоаппаратуры, обеспечивающей визуальный контроль глубины резкости и точную фокусировку объективов любого фокусного расстояния^[25]. Первыми в этом классе стали двухобъективные зеркальные фотоаппараты, лишённые большинства недостатков однообъективных: затемнения видоискателя и трудностей фокусировки при диафрагмировании, а также неполного отображения снимаемого кадра и вибрации из-за подвижного зеркала. Одно из главных неудобств удалось устранить с изобретением крышеобразной пентапризмы, впервые использованной в камерах «Rectaflex» (Италия, 1948), «Alpa Prisma Reflex» (Швейцария, 1949) и «Contax-S» (ГДР, 1949), и позволившей снимать с уровня глаз, а не «от пояса»^{[26][27][28][29]}.

Преимущества однообъективной схемы, такие как полное отсутствие параллакса и ограничений фокусных расстояний объективов, характерных для дальномерных фотоаппаратов, заставляли разработчиков совершенствовать конструкцию дальше. Результатом стало появление в 1959 году фотоаппарата «Nikon F» со 100 % отображением кадра и прыгающей диафрагмой^[30]. Сочетание приставного электропривода и длиннофокусных объективов, недоступных для дальномерной аппаратуры, быстро сделало этот фотоаппарат стандартом в фотожурналистике, особенно спортивной^[31]. В течение нескольких лет выпуск аналогичных фотоаппаратов был налажен большинством производителей фототехники^[25].

Распространение в конце 1930-х годов цветных фотоматериалов с ограниченной фотографической широтой привело к появлению встроенных экспонометров в большинстве фотоаппаратов общего назначения. Тем не менее, установка экспозиционных параметров требовала ручных манипуляций на основе результатов измерения. Первая попытка автоматизации была осуществлена в 1938 году в складной камере Kodak Super Six-20^[32][33]. Из-за высокой стоимости модель была выпущена ограниченным тиражом, не завоевав популярности. В 1959 году во Франции начат выпуск фотоаппарата Royer Savoyflex, ставшего первой в мире «зеркалкой» с автоматом диафрагмы^[34][35]. Практически одновременно реализована механическая программная автоматика управления экспозицией в шкальном фотоаппарате Agfa Optima^[36][37].

К середине 1960-х программная автоматика заняла прочное место в любительской аппаратуре, в том числе в советских «Зоркий-10» и «Сокол-Автомат». Внедрение механического автомата в профессиональных камерах со сменной оптикой столкнулось с большими трудностями. Современный программный автомат на основе цифрового микропроцессора впервые появился в японской «зеркалке» Canon A-1 в 1978 году^[38]. Высокая точность работы автоматики была бы невозможной без TTL-экспонометра, впервые реализованного в 1963 году в фотоаппарате Topcon RE-Super^[39]. Фоторезистор, размещённый в зеркале камеры, производил интегральное измерение яркости в пределах всего кадра, часто приводя к ошибкам при съёмке контрастных сцен. Радикально устранить эту проблему удалось лишь 20 лет спустя в фотоаппарате Nikon FA с помощью технологии матричного замера, позволяющего раздельно оценивать яркость разных частей снимаемой сцены и вычислять правильную экспозицию на основе статистических данных^[40].

Результатом этих инноваций стала полная автоматизация установки экспозиционных параметров как в профессиональной, так и в любительской фотоаппаратуре. Дальнейшее совершенствование фотоаппаратов пошло по пути внедрения автофокуса. Первым серийным фотоаппаратом, оснащённым такой системой, стала компактная камера Canon AF-35M, выпущенная в Японии в 1979 году^[41]. Через два года появился зеркальный Pentax ME F с заобъективным контрастным автофокусом^[42]. Аналогичной системой позднее оснащены фотоаппараты Nikon F3 AF и Canon T80^[43][44]. Более совершенный фазовый автофокус, впервые реализованный в системе «Визитроник ТСЛ», нашёл массовое применение в 1985 году в фотоаппарате Minolta 7000. Современный вид эта система приобрела после создания стандарта Canon EOS в 1987 году, где приводы фокусировки начали устанавливать в объективы, а датчик разместился под вспомогательным зеркалом в нижней части камеры. Все эти усовершенствования стали возможны, благодаря бурному развитию микроэлектроники, сделавшей фотоаппараты энергозависимыми.

Развитие технологии ПЗС, изобретённых Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом в 1969 году, не обошло стороной и фотографию. В 1984 году появились первые промышленные образцы видеофотоаппаратов Sony, Canon, Nikon и Fuji, некоторые из которых были использованы во время Олимпиады в Лос-Анджелесе для оперативной передачи фотоинформации из США в Японию^[45]. В 1989 году аналогичное устройство Sony Pro Mavica MVC-5000 было использовано CNN при освещении событий на площади Тяньаньмэнь для передачи снимков по радиоканалу напрямую в редакцию^[46]. Однако, аналоговый способ записи изображения оказался мало пригодным для практического использования, и был быстро вытеснен развивающимися цифровыми технологиями. В 1988 году увидел свет первый цифровой фотоаппарат потребительского уровня «Fuji DS-1P», использующий для записи съёмную карту SRAM^[47].

В том же году по заказу правительства США Kodak создал опытные образцы первого цифрового зеркального фотоаппарата Electro-Optic Camera на основе серийного малоформатного фотоаппарата Canon New F-1. Запись данных, полученных с матрицы, производилась портативным видеомагнитофоном^[48]. Спустя три года Kodak выпускает первую серийную цифровую фотосистему Kodak DCS 100 на основе профессионального зеркального фотоаппарата Nikon F3^[49]. Изображение записывалось на жёсткий диск, размещённый в отдельном блоке, носимом на плечевом ремне. Устройство стало дальнейшим развитием экспериментального фотоаппарата Hawkeye II, разрабатывавшегося по заказу военных^[50]. Тогда же компания Leaf создала первый цифровой задник разрешением 4 мегапикселя для среднеформатных зеркальных фотоаппаратов^[51].

В результате сотрудничества компаний Nikon и Kodak в августе 1994 года была создана гибридная цифровая камера Kodak DCS 410 на основе фотоаппарата Nikon F90, съёмная задняя крышка которого заменялась цифровой приставкой с ПЗС-матрицей разрешением 1,5 мегапикселя^[52]. В марте 1998 года на рынке появился первый цифровой зеркальный фотоаппарат Canon EOS D2000 неразъёмной конструкции^[53]. Все эти образцы предназначались для фотослужб новостных информационных агентств и стоили от 15 до 30 тысяч долларов. Цена самых дешёвых камер, таких как Canon EOS D30, выпущенного в 2000 году, превышала 2500 долларов, оставаясь неприемлемой для большинства фотографов^[54].

В 2003 году на рынке появился любительский зеркальный фотоаппарат Canon EOS 300D, стоимость которого впервые опустилась ниже психологической отметки в 1000 долларов^[55]. В течение года аналогичные зеркальные модели выпустили Nikon и Pentax. Благодаря этому факту, а также началу широкого распространения персональных компьютеров, произошло массовое вытеснение плёнки и окончательный переход к цифровой фотографии как в профессиональной, так и в любительской сферах. Появление цифровой фототехники наложило отпечаток и на технологию оперативного получения фотоинформации с мест и её доставки заказчикам в фотожурналистике. Мгновенная готовность файла, пригодного для передачи по сети Интернет, позволила отказаться от фототелеграфа и фильм-сканеров, доведя промежуток между съёмкой и появлением фотографии на новостной ленте до 1—2 минут^[56].

Совершенствование жидкокристаллических дисплеев позволило создать совершенно новый класс беззеркальных фотоаппаратов со сквозным визированием, обладающих теми же преимуществами что и однообъективные зеркальные при более простой конструкции. По тому же принципу построены более дешёвые псевдозеркальные фотоаппараты с несменным зум-объективом большой кратности. Дальнейшая миниатюризация позволила встроить фотоаппарат в мобильный телефон, получив более универсальный камерафон. С начала 2010-х годов встроенные модули цифрового фотоаппарата стали стандартной принадлежностью большинства смартфонов и планшетных компьютеров. Цифровая фотография позволяет реализовать технологии, недоступные для традиционных фотоматериалов, и допускающие получение снимков событий, произошедших до нажатия на спусковую кнопку, а также фокусировку уже готового изображения.

Первая функция под названием «кэширование изображения» используется в дорогих смартфонах и беззеркальных фотоаппаратах, например Olympus OM-D E-M1 Mark II^[57]. Она основана на сохранении непрерывно считываемых с матрицы изображений в буфер при поджатой спусковой кнопке. Поступающие снимки записываются на место, освобождаемое удалением более ранних, «устаревших» на 1—2 секунды. После полного нажатия кнопки на флеш-карту могут быть записаны все изображения, сохранённые в течение этого интервала, в том числе и предшествовавшие моменту съёмки. Это особенно актуально в репортажной и спортивной фотографии, позволяя компенсировать недостатки человеческой реакции^[57]. Другая технология реализована в пленоптических камерах, позволяющих выбирать дистанцию резкого отображения на уже готовом снимке. В настоящий момент такие камеры существуют лишь в виде экспериментальных разработок (например, Lytro), выпускающихся в качестве инновационного концепта. Однако, продолжающийся рост разрешающей способности фотоматриц и вычислительной мощности микропроцессоров делает это направление перспективным не только для фотографии, но и для цифрового кинематографа^[58].