写真とは、レンズ（あるいは針穴）を通った光を結像させ可視化したものです。像の固定方法に関して分類すれば、フィルムを使用する銀塩写真と、電子デバイスを使用するデジタル写真に大別することができます。
カメラの歴史の第1段階は、ギリシャ時代から用いられていたといわれる「針穴をあけた暗い部屋」、いわゆるカメラ・オブスキュラです。
暗い部屋の一方の壁に小さな穴を開けると、外の風景が穴の反対側の壁にさかさまに写し出される（倒立像ができる）という現象は、おそらくそのずっと以前から偶然的に知られていたと思われます。
中世の画家（例えばダヴィンチ）も風景絵画の補助手段としてその原理を利用しており、１７世紀には、イタリアのボルタらが携帯用暗箱を用い、レンズとすりガラスによる暗箱が、18Cから画家の間に普及していたといわれます。
針穴のかわりに凸レンズをつけると集光面積が大きくなり、出来上がる倒立像も明るくなります。像のできる面をすり硝子にしてトレースすれば風景画ができることから、レンズとすり硝子をもつカメラ・オブスキュラは18世紀ごろから画家の間で普及するようになりました。これがカメラの歴史の第2段階です。
歴史の第3段階は、像を自動的に定着させる写真術の発明で幕をあけます。ニエプスのヘリオグラフィー（1824年）、タルボットのネガポジ法 (1835年)、そしてダゲールによるダゲレオタイプ(1839年)。特にネガからポジが複製できるというタルボットのアイデアは、画像の「複製」・「大量生産」を可能にしました。
タルボットによる世界初の写真集 自然の鉛筆(1844)
これらの発明によって多くの肖像画家や風景画家が転職を余儀なくされるほど、それは画期的な出来事でした。そして、後のイーストマン・コダック社のロールフィルム（1888）によって、35㎜スチールカメラの原型が完成します。
以後、100年の歴史を経て、アナログ磁気記録（ソニー マビカ 1981 にはじまる電子スチルカメラ）の10年があり、1990年台からデジタル記録の時代に突入します。フィルムは現在も製造されてはいますが、市場はほぼデジタルに置き換わったと言えます。
カメラの構造は、一般に外界側から順にレンズ・絞り・シャッター・撮像素子（フィルム面）となっており、シャッターの存在を除いては「人」の眼球とほぼ同様です。現在のデジタルカメラは自動露出（AE）で使うことが大半なので、意識されることは少ないようですが、撮影パラメータ（画角、絞り、シャッタースピード、ISO感度）といった概念は、フィルムでもデジタルでも同じです。
カメラという機械にとって最も重要な光学系を構成するのがレンズです。レンズの材質は光学硝子という良質の硝子ですが、一般的にはクラウンガラス（K）、それに鉛を加えて屈折率を上げたフリントガラス（F）の二つになります。光学硝子は当然無色透明で均質であり、光の透過に関して等方であること、またレンズの設計に必要な光学常数、すなわち精巧な屈折率と分散率をもつことが要求されます。実際には、一枚の凸レンズだけでは光の波長による屈折率の差、いわゆる色収差が避けられないため、複数のレンズを群に構成して単体のレンズに見立てています。
レンズには Fナンバーという数値があって、レンズの「明るさ」に関係します。
Fナンバー = 焦点距離／レンズの有効径
レンズの焦点距離が短くなるほど（広角になるほど）、また、口径が大きくなるほど（つまり集光面積が大きくなるほど） Fナンバーは小さくなります。つまり、Fナンバーが小さいほど「明るいレンズ」ということになります。
レンズは、口径の大きなものほど分散・収差が大きくなるので、その分良質のレンズの製造にはコストがかかります。標準画角のレンズで f 1.4 ～ f 2.8 程度、ズームレンズでは f 4 ～ f 5.6 あたりが主流です。
焦点距離はレンズの主点（後ろ側主点）から焦点面（記録面）までの距離のことですが、カメラの機能の問題として焦点距離が重要なのは、この値が画角（具体的には主点から画面の対角線の両端とを結ぶ線のなす角）に直接関わるという点です。フィルム撮影を例にとると、35㎜フィルムの場合は、サイズ36×24㎜で対角線43.2㎜ですから、焦点距離50㎜で画角46度となります。
焦点距離が短くなれば画角は大きく（ワイドに）なり、長くなれば画角は狭く（望遠に）なります。人間の眼に自然に見える角度がほぼ50度であることから50㎜のレンズは標準レンズ、28㎜や35㎜は広角レンズ、じっと見つめる画角にあたる85㎜はポートレートレンズ、135㎜や200㎜などは望遠レンズと呼ばれます。この値が固定的なレンズを単焦点レンズ、この値を一定の範囲で変えられるものをズームレンズといいます。
ただし、焦点距離 XX㎜と記載されていても、記録面（イメージセンサーやフィルム）のサイズが変われば画角も変わるという点には注意が必要であす。例えば 6×6 ㎝ のフィルムでは焦点距離80㎜ が標準画角となるし、35㎜よりサイズの小さいイメージセンサーを用いるデジタルカメラでは焦点距離が非常に短くても標準画角となる場合があります。様々なサイズのイメージセンサーを使用するデジタルカメラのカタログでは、物理的な焦点距離の記載が画角を説明するものとはならないため、従来のカメラの感覚で理解できるよう「35㎜カメラ換算で50㎜」などと記載されています。
絞りはレンズの使用面積つまり明るさを調節する単純な機構です。絞り機構はレンズ群の中間にあって、複数枚の金属羽根で構成されています。レンズ鏡胴の絞りリングで開閉を調節しますが、リング上のF値（絞り値）はレンズの解放 F値から順に公比 √2 の等比数列で並んでいます。すなわち目盛を１段増やすごとに有効径が、1 / √2ずつ小さくなる（採光面積が半分になる）ことを意味します。これは主として撮像面にあたる光量を適正に調節するためのものですが、これは人間の目の虹彩と同様、絞れば被写界深度が深くなり前後のピントも合いやすくなるという映像表現上の効果の大きな機構です。
デジタルカメラとフィルムカメラで種類・仕組みが異なります。
シャッターは、世界をとらえる「一瞬」というものにどの程度の時間を与えるかを決める機構であり、その選択可能性が大きなものほどカメラとしての機能は優れているといえます。一般的なスチールカメラでは4秒から1/4000秒までの間を1/2倍間隔で選択できるようになっていて、これは絞りの1段に対応して撮像面にあたる光量を1/2ずつ調整する目的をもちます。「動くものを止めて写すか、動きを軌跡として写すか」といった、人間の目では直接見ることのできない視覚世界の表現に関わるものであり、写真に特有のものです。
ISO感度は、国際標準化機構（ISO）で策定された感度規格です。
フィルムカメラの場合は、撮影に使うフィルムによって ISO感度が固定となるので*1、絞りたければシャッタースピードを遅く、シャッタースピードを速くしたければ絞りを開ける・・といった調整をしなければ、適正な露出が得られませんが、デジタルカメラの場合、ISO感度は一定の範囲でブーストされるので（フィルムで言うと、コマごとに増感現像ができるので）、撮影者の好みで絞りとシャッタースピードを決めても、ISO感度が自動調整されるので適正露出で撮ることができます。
デジタルカメラにおける ISO感度という概念は、従来のフィルム感度の概念を継承しているだけで、イメージセンサーには、事実上「感度」という概念は不要とも言えます。デジタルカメラの ISO感度は、レンズから入ってきた光を、カメラ内でどの程度増幅させるかを意味する値で、撮像素子の性能に応じてある程度自由に変更できるもので、例えば、ISO感度を2倍（電気信号を２倍）にすることで、同じ絞り値（F値）でも、２倍のシャッタースピードで適正な露出を得て撮影することができます。
ただし、フィルムでもデジタルでも ISO感度を上げすぎるとノイズが目立つようになるので、センサーの性能に応じて上限設定をするのが賢明でし。
撮影時の露出設定には、一般に以下の４つのモードがあります。
個人的な感想ですが、この４つの設定は「ISO感度固定を前提に絞りとシャッタースピードを調整する」というフィルムカメラの撮影モードが反映されたもので、デジタルに移行しきれていないように感じます。デジタルでは ISO感度AUTOが可能、つまり感度という概念は無いに等しく、絞りとシャッタースピードを撮影者が自由に決めることができるので、フィルムとは異なる撮影モードの選択肢があってもよいのではないかと思います。
そもそもデジタルの場合、あらゆる選択行為が「ソフトウエア」次第なので、わざわざ、機械的に見えるダイアル類を作る必要はなく、インターフェイスのすべてをタッチパネルで実現可能です（余計な機構をつくると接触不良などのリスクも増します）。ということは、スマホのカメラが、デジタルカメラの究極の姿・・とも言えるのではないかと・・・。
像を記録する媒体には、デジタル、フィルムともに、様々な規格があります。当然ですが、媒体（素子）の面積が大きい方が画質が良く高価になります。
スマホのイメージセンサーは 1/2.3inch 程度。最新のものでは、1/1.14 inch まで拡大
| イメージセンサーのサイズ | フィルムのサイズ |
 |  |
出典：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sensor_sizes_overlaid_inside.svg
スマホやデジタルカメラは、自動露出（AE：Auto Exposure）がデフォルトなので、一般の方の多くは、絞り・シャッタースピード・ISO感度といったパラメータを意識せずに撮影していますが、それらの違いを意識してマニュアルで撮影する場合には、それらを自分で設定することになります。
フィルム撮影の場合は、フィルムのISO感度を前提に、適正露出となるように、絞りとシャッタースピードを調整する必要がありますが、デジタル撮影の場合は、ISO感度を AUTO（ただしノイズが出ない程度に上限は決めて）にすることで、ある程度、絞りをシャッタースピードは自由に設定することができます。
ちなみに、フルメカニカルの（あるいは自動露出制御が壊れた）フィルムカメラで撮影を行いたい場合、スマホの露出計アプリを使うと、EV値の計測と、適正な絞りとシャッタースピードの組み合わせの情報を得ることができます。
EV（Exposure Value）値とは、明るさ（露出）を意味する数値で、明るいほど大きな値になります。具体的には、以下のような値になります。
| 絞り値 | AV値 |
| EV=5 | 夜景 |
| EV=6 | 夜間の室内（電球） |
| EV=7 | 昼間のオフィス・夜間の室内（蛍光灯） |
| EV=8 | 夕暮れ |
| EV=9 | スポット照明 |
| EV=10 | TVスタジオ |
| EV=11 | 雨天 |
| EV=12 | 曇り日陰 |
| EV=13 | 明るい曇り |
| EV=14 | 晴れ |
| EV=15 | 快晴 |
| EV=16 | 快晴時の海・山・雪景色 |
適正な露出で撮影するには、この値に合うよう、絞り・シャッタースピード・ISO値を設定すればよい・・ということになります。で、その３つのパラメータは、それぞれ AV（Aperture Value）値、 TV（Time Value）値、ISO値、という値をもって、以下の関係式を満たすように調整します。
EV値 = AV値 + TV値 - ISO値
例えば、ISO感度100のフィルムで、曇りの日陰（EV = 12）の場合・・
EV12 = AV6（=F8）＋ TV6（=1/60秒）- 0（ISO 100）
ということで、F8 ・ 1/60 秒 という組み合わせで適正露出となります。
同様に、以下の設定でも可能です。
EV12 = AV7（=F11）＋ TV7（=1/125秒）- 2（ISO 400）
以下、それぞれの値の対応表を掲載します。
| 絞り値 | AV値 |
| F1.0 | AV0 |
| F1.4 | AV1 |
| F2.0 | AV2 |
| F2.8 | AV3 |
| F4.0 | AV4 |
| F5.6 | AV5 |
| F8 | AV6 |
| F11 | AV7 |
| F16 | AV8 |
| シャッタースピード | TV値 |
| 1秒 | TV0 |
| 1/2秒 | TV1 |
| 1/4秒 | TV2 |
| 1/8秒 | TV3 |
| 1/15秒 | TV4 |
| 1/30秒 | TV5 |
| 1/60秒 | TV6 |
| 1/125秒 | TV7 |
| 1/250秒 | TV8 |
| ISO感度 | ISO値 |
| 100 | 0 |
| 200 | 1 |
| 400 | 2 |
| 800 | 3 |
| 1600 | 4 |
| 3200 | 5 |
例えば、ISO感度 100の場合、「晴の屋外」は f / 8 、1 / 250 で適正。適正露光量を保つには、絞りとシャッタースピードの関係を調整します。
光源である太陽と地球の距離を考えれば、「晴天の屋外」は、世界中どこにいても空間を満たす光の量は同じ。EV=14 の光があると考えれば、 f / 8 、1 / 250で、設定を固定して撮影することができます。自動露出のフィルムカメラは、カメラをどこに向けるかで、露出設定を変えてしまうので、「逆光の場合は露出補正が必要」といった話になるのですが、基本的に、光の状況が同じであれば、設定は固定で構わない・・という話になります。
ちなみに、レンズ付きフィルムカメラ（使い捨てカメラとも言う）は、曇天を平均とみなして、絞り・シャッタースピードは固定・・となっています。
キーライト：主光源(屋外では太陽光)
フィルライト：補助光(屋外ではレフ版による)
バックライト：被写体のエッジを浮き立たせるとともに、
主光源が被写体の背後につくる影も消します。
リングライト：カメラの周囲に円形に光源を配置すると、
被写体の瞳に輝く光の輪が映ります。
GoogleImage: photography studio lighting点光源 線光源 面光源 平行光源 スポットライト 環境光 天空光
特殊な照明（高速道路のトンネル内ネオンなど）を除けば、照明光は連続スペクトル（可視光の広い範囲の波長を連続的に含む）か、あるいは複数の線スペクト ルから成る光で、その分布のかたよりによって赤みや青みを帯びています。
この照明の色みは、一般に色温度という概念で表わされるもので、例えば白熱球やろうそくなどは3000K 以下、太陽光は6500K、国内用テレビは9000K などとなります。
人間の視覚は、通常照明の色温度に対して自動的にホワイトバランスをとりなおしているため、その赤さや青さをあまり感じていませんが、フィルムで撮影する と、その差は歴然とします。
参考：照明の色温度の違いによる色かぶりの問題を解消するには、写真を撮る際に、白い紙等を同時に写し込んでおくとよいでしょう。後からフォトレタッチ ツール等で、簡単にホワイトバランスを取り直すことが可能になります。
したがって色温度の異なる照明の下では同じ白でも異なるものとなり、当然物の見え方の印象などは変わってくることになります。
このような光源の性質を演色性と言い、様々な状況下で適切な色温度の照明を計画することが必要です。学習などの作業に向く照明と、食卓を照らす照明を使い わけるなど、日常的にも経験のあることでしょう。
以下、写真についての「覚書」を列挙します。
歴史的事実は、常に「聖なる一回性」・・定点観測は貴重な資料になります。
写真はコードのないメッセージである
写真を収集するということは世界を収集することである。
個人的にはフィルムカメラに愛着のある、昭和のおじさんの独り言です。
これ現像しなくていいので、とりあえずスマホに入れて下さい無理です。デジタルネイティブの人にとって、現像とは「RAWデータの調整してJPEGなどの扱いやすいデータにすること」ですが、フィルムというものは、まず化学的な現像処理をしなければ「像」を得ることはできません。
何も写ってないみたい・・ダメです。フィルムカメラでは、すべて撮り終えてからフィルムをパトローネに巻き戻すまで、蓋を空けてはいけません。現像処理前のフィルムは、光があたった瞬間にダメになります。