پنج شنبه, 30 خرداد 1398

کارکرد لنزها


کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration)


گاهی در بررسی عکس ها از نزدیک، هاله ای رنگی (عموما بنفش، سبز یا قرمز و گاهی آبی، زرد یا ارغوانی) در اطراف بعضی عناصر تصویر خصوصا در نواحی پرکنتراست دیده می شود که در اثر انکسار نور در لنز دوربین ایجاد شده است. به این نوع اختلال اپتیکی، کج نمایی رنگی یا اعوجاج رنگی (Chromatic Aberration) گفته می شود. البته عناوین دیگری نیز به این پدیده اتلاق شده است همچون کج راهی رنگی، اختلال رنگی حاشیه ای (Color fringing) یا پراکندگی رنگی (Color dispersion).

کج نمایی رنگی در تصویر
کج نمایی رنگی در گوشه سمت چپ تصویر در لبه بالای ساختمان ها مشاهده می گردد

چگونگی ایجاد کج نمایی رنگی


کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration) مشکل شایعی است و وقتی رخ می دهد که نور به هنگام عبور از داخل لنز انکسار می یابد. شعاع های رنگی نور که در اثر انکسار در داخل لنز تفکیک شده است باید مجددا با یکدیگر ترکیب شوند و سپس به سنسور برخورد کنند تا تصویر واضح و شارپی ایجاد نمایند، ولی در وضعیت اعوجاج رنگی این اتفاق نمی افتد و قسمتی از شعاع های رنگی نور بدون اینکه مجددا با هم ترکیب شوند به سطح سنسور می رسند و اختلال رنگی حاشیه ای یا همان Chromatic Aberration را ایجاد می نمایند.

نور از طول موج های مختلف (که رنگ های مختلف می باشند) تشکیل شده است. لنز دوربین شبیه به منشور عمل می کند و طول موج های مختلف نور پس از وارد شدن به آن در زوایای مختلفی دچار انحراف می شوند. بایستی در نهایت بر اساس طراحی انجام شده در ساختار لنزها، شعاع های رنگی مختلف به محل صحیح خود بر روی سنسور (به عنوان صفحه کانونی) برخورد کنند که در نهایت تصویر بر روی آن تشکیل گردد.

وقتی طول موج های خاصی از نور پس از عبور از لنز و انحراف زاویه به جای اینکه بر صفحه کانونی لنز که بر سنسور منطبق است به یکدیگر برسند و فوکوس شوند، قبل از سطح سنسور یا بعد از آن فوکوس می شوند و درنتیجه منجر به ایجاد اعوجاج رنگی می شوند. این پدیده به شکل هاله یا حاشیه رنگی در لبه های عناصر تصویر مشاهده می گردد.

نمایش نحوه ایجاد کج نمایی یا اعوجاج رنگی در اثر شکست پرتوهای نوری
نمایش نحوه ایجاد کج نمایی یا اعوجاج رنگی در اثر شکست پرتوهای نوری

ایجاد کج نمایی رنگی به عوامل مختلفی از جمله ساختار لنز، فاصله کانونی و حتی اندازه روزنه دیافراگمی که انتخاب شده است، بستگی دارد. هرچه ساختار لنز ، چیدمان عناصر آن و یا جنس شیشه بکار رفته ضعیف تر باشد احتمال ایجاد کج نمایی رنگی افزایش می یابد. معمولا این پدیده در لنزهای با کیفیت پایین که توسط بعضی شرکت ها ساخته می شوند بیشتر دیده می شود. اگر چه همه لنزها به میزانی کم و بیش در شرایط خاص خصوصا در وضعیت های با کنتراست بالا این اختلال را از خود بروز می دهند.

در شرایطی که کنتراست صحنه زیاد است و یا در هنگامیکه از روزنه دیافراگم (Aperture) خیلی باز استفاده می شود این اختلال رنگی بیشتر بروز می کند.

انواع کج نمایی رنگی


کج نمایی رنگی حداقل به سه شکل می تواند در تصویر بروز نماید:

الف) کج نمایی رنگی جانبی (Lateral Chromatic Aberration)

به صورت حاشیه ای دو رنگی در لبه های عناصر تصویر دیده می شود و مقدار آن به صورت شعاعی از سمت مرکز تصویر به سمت گوشه های آن افزایش می یابد.

کج نمایی رنگی جانبی
کج نمایی رنگی جانبی در کناره برگ ها دیده می شود

اغلب دو رنگ سایان و ارغوانی در این نوع کج نمایی بروز می کند ولی گاهی دو رنگ آبی و زرد در لبه ها ایجاد می شود. این نوع اعوجاج به خوبی به روش های اصلاح کج نمایی رنگی پاسخ می دهد. به این نوع اختلال رنگی، کج نمایی عرضی (Transverse ) نیز می گویند.

نمایش نحوه ایجاد کج نمایی یا اعوجاج رنگی جانب
نمایش نحوه ایجاد کج نمایی یا اعوجاج رنگی جانب

ب) کج نمایی رنگی محوری (Axial Chromatic Aberration)

معمولا به صورت تک رنگ و به شکل هاله ای در تمام جهات و در اطراف اجزای دارای کنتراست بالا ایجاد می شود. این نوع کج نمایی به محل قرارگیری در نقاط مختلف کادر تصویر بستگی ندارد.

کج نمایی یا اعوجاج رنگی محوری
کج نمایی یا اعوجاج رنگی محوری به رنگ آبی در میان شاخه ها در قسمت با کنتراست بالای تصویر

ببیشتر مواقع رنگ بنفش ایجاد می شود. این نوع کج نمایی شدیدا به روش های اصلاحی مقاوم است و معمولا قابل تصحیح نمی باشد و یا مختصری بهبود نشان می دهد. گاهی با تغییر نقطه فوکوس لنز کمی به جلو یا کمی به عقب می توان از ایجاد آن جلوگیری کرد یا شدت آن را کاهش داد. به این نوع کج نمایی رنگی، کج نمایی طولی (Longitudinal ) نیز می گویند.

نمایش نحوه ایجاد کج نمایی یا اعوجاج رنگی محوری
نمایش نحوه ایجاد کج نمایی یا اعوجاج رنگی محوری

ج) نشر نور در سنسور (Sensor Blooming)

پدیده ای است که در اثر برخورد نور شدید به سنسور و نشر نور به پیکسل های مجاور منجر به ایجاد کلیپینگ شدید و ایجاد کج نمایی نوری روشن در لبه ها می گردد عامل ایجاد آن میکرولنز های سنسور دوربین می باشد. معمولا به رنگ آبی یا بنفش بروز می کند. در نواحی بسیار روشن (Highlight) و شارپ تصویر که در آنها کلیپینگ (Highlight Clipping) ایجاد شده است بوجود می آید. مثال مشخص آن لبه شاخه های فوقانی درختان در مقابله با آسمان سفید و روشن پس زمینه در بعضی تصاویر منظره است. این پدیده معمولا با منابع نوری در شب، ستارگان و انعکاس مستقیم نور از روی فلز یا آب نیز ایجاد می گردد. این نوع کج نمایی پس از ایجاد قابل اصلاح نمی باشد.

Sensor Blooming در ناحیه نور شدید و پرکنتراست چراغ ها
Sensor Blooming در ناحیه نور شدید و پرکنتراست چراغ ها به رنگ آبی سبز دیده می شود

کج نمایی رنگی جانبی و محوری معمولا در اثر لنزهای کم کیفیت و ارزان قیمت بیشتر ایجاد می شوند و ایجاد Blooming در دوربین های کامپکت قدیمی شایع تر است.

نحوه مقابله با ایجاد کج نمایی رنگی در تصویر


معمولا درصد زیادی از کج نمایی رنگی ایجاد شده در فرایندهای ویرایش نرم افزاری عکس قابل جبران است خصوصا اینکه عکس به صورت خام (RAW) گرفته شده باشد. با این وجود چندین راهکار برای ممانعت و یا کاهش این اختلال وجود دارد که می توان آنها را در هنگام عکاسی بکار گرفت.

1) دوری از صحنه های با کنتراست بالا

عموما کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration) در شرایط کنتراست بالا ایجاد می شوند. شرایطی همچون پسزمینه سفید و یا وجود منبع نور در پشت سوژه.

گاهی فقط با تغییر در قاب بندی صحنه و عکاسی مجدد می توان آن را به حداقل رساند. تغییر پسزمینه تصویر با چیزی که از نظر رنگی و نوری با سوژه متناسب تر باشد و یا انتظار برای تغییر وضعیت نوری محیط با تغییر مکان خورشید می تواند در تعدیل شرایط پرکنتراست موثر باشد. در شرایطی که گرفتن عکس مورد نظر و ایجاد اعوجاج رنگی اجتناب ناپذیر است ، بهتر است که عکس به شکل فایل RAW گرفته شود تا امکان ویرایش بعدی و اصلاح کج نمایی رنگی میسر گردد.

2) خودداری از بکارگیری حد نهایت فاصله کانونی در لنزهای زوم

اکثر لنزهای زوم در فاصله حداقل تا حداکثر فاصله کانونی خود سطوح مختلفی از کج نمایی را از خود بروز می دهند. خیلی از مواقع در شرایطی که با فاصله کانونی خاصی کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration) واضحی در تصویر ایجاد شده است، می توان با انتخاب یک فاصله کانونی متفاوت کج نمایی را به حداقل رسانید و یا برطرف نمود. استفاده از فواصل کانونی میانی در لنزهای زوم عملکرد بهتری در خصوص عدم تشکیل کج نمایی رنگی از خود نشان می دهند. انتخاب یک لنز واید پرایم می تواند نتایج بهتری در جهت کاهش کج نمایی رنگی نسبت به یک لنز واید زوم داشته باشد.

3) دوری از لنزهای سوپر زوم

لنزهای سوپرزوم در انتهای واید خود شدیدا می توانند موجب کج نمایی رنگی در تصویر شوند. بهترین انتخاب در این موارد در صورت امکان جایگزین کردن یک لنز پرایم می باشد.

4) کوچک کردن اندازه روزنه دیافراگم

کوچک کردن اندازه روزنه دیافراگم معمولا تاثیر نواقص لنز از جمله ایجاد کج نمایی رنگی را کاهش می دهد اگر چه این مورد به نوع لنز مورد استفاده بستگی دارد. فراموش نکنید با بستن دیافراگم، ممکن است لازم باشد با افزایش ISO و یا کاهش سرعت شاتر نسبت به جبران نوردهی تصویر اقدام نمایید.

5) قرار دادن سوژه در مرکز قاب تصویر

اصولا کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration) در مناطق حاشیه ای تصویر بیشتر از نواحی مرکزی آن ایجاد می شود. این موضوع مربوط به انحنای عدسی ها در داخل لنز است. نزدیک کردن سوژه به نواحی میانی و مرکزی تصویر می تواند به کاهش و حتی برطرف کردن کج نمایی رنگی و سایر اشکالات مربوط به لنز منجر گردد.

اصلاح کج نمایی رنگی


کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration) می تواند در وضوح، شارپی و کیفیت تصویر خصوصا در نزدیک گوشه ها و لبه های کادر تصویر اثر منفی بگذارد.

با استفاده از نرم افزارهای ویرایش تصویر همچون فوتوشاپ و لایت روم می توان کج نمایی رنگی (Chromatic Aberration) را خصوصا در نوع جانبی (Lateral) برطرف نمود و یا به حداقل رساند. اگر عکس به صورت فایل خام (RAW) گرفته شده باشد امکان اصلاح کامل تر کج نمایی رنگی بیشتر خواهد بود.

اصلاح کج نمایی رنگی جانبی
اصلاح کج نمایی رنگی جانبی در لبه های تابلو تبلیغاتی

در خصوص کج نمایی رنگی ناشی از نشر نور در سنسور (Sensor Blooming) که بر روی تصویر ایجاد شده است امکان تصحیح وجود ندارد و تقریبا همیشه باقی می ماند.


گردآوری و تالیف: امیر دولتیاری                                تاریخ نگارش/آخرین ویرایش: 1396/05/14


منابع:

  1. Joshua Burke (2017).Chromatic Aberration:What is it and How to Avoid it. Retrieve from https://digital-photography-school.com on Aug1.
  2. Joao Alves (2010). Correcting and Preventing Chromatic Aberration.Retrieve from www.tutorial9.net on Aug 1.
  3. Tom Ang (2008). Digital Photography: Masterclass, 1th ed. Dorling Kindersley Limited, UK.
  4. Nasim Mansurov (2017). What is Chromatic Aberration? Retrieve from https://photographylife.com on Aug 1.
  5. Cambridge in Colour (2017).Camera Lens Corrections. Retrieve from www.cambridgeincolour.com on Aug 1.
  6. David Peterson (2017). How to avoid blooming. Retrieve from http://www.digital-photo-secrets.com on Aug 1.

نظر خوانندگان  

+1 # علی محبی 1396-05-30 05:27
با سلام
از مطلب مفیدتون تشکر می کنم. فقط نوع فونت بکار رفته در متن خیلی خوب نیست. پیشنهاد می کنم آن را تغییر دهید. موفق باشید.
پاسخ به نظر خوانندگان
0 # شاهین 1396-05-31 19:54
با سلام
البته در کامپیوتر من فونت ها خوب به نظر می رسند. شاید مشکل از سیستم شما باشد.
پاسخ به نظر خوانندگان
0 # Tak lens lover 1397-03-08 04:46
خیلی خوبه. همه چی خوبه.متن ها کامل و دقیق
پاسخ به نظر خوانندگان

اعلام نظر در خصوص این مطلب


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

آموزش عکاسی

پست الکترونیکی: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

صفحه اینستاگرام: taklens.ir@

کانال تلگرام: taklens_channel@

در صورت هرگونه نظر، پیشنهاد یا انتقاد در خصوص سایت و محتوای آن از طریق پست الکترونیکی با ما تماس بگیرید.