پنج شنبه, 30 خرداد 1398

مبانی عکاسی


شرح مختصرساختار دوربین های عکاسی دیجیتال


     ساختار اصلی دوربین های عکاسی دیجیتال شبیه به دوربین های عکاسی فیلمی (آنالوگ) است. در دوربین های آنالوگ تصویر بر روی یک قطعه فیلم نگاتیو ثبت می شود ولی در دوربین های عکاسی دیجیتال به جای فیلم، صفحه حساس به نور دیجیتالی (سنسور) قرار گرفته است بطوریکه نور پس از عبور از عدسی (لنز) و سایر قسمت های دوربین مثل دیافراگم و شاتر، به سطح سنسور برخورد می کند و طی فرایندی الکترونیکی، عکس به شکل یک فایل دیجیتال در داخل حافظه دوربین ذخیره می شود.

دوربین عکاسی دیجیتال       | دوربین عکاسی آنالوگ       

نمای ساده از ساختمان دوربین های عکاسی فیلمی (آنالوگ) و دیجیتال

     دوربین های عکاسی دیجیتال انواع مختلفی دارد ولی در اکثر آنها مکانیسم اصلی ثبت عکس مشابه است. از لنز برای فوکوس کردن نور بر روی صفحه کانونی دوربین عکاسی (محل قرار گیری سنسور) استفاده می شود و با باز و بسته کردن روزنه دیافراگم و همچنین تغییر مدت زمان باز بودن شاتر، اندازه و نحوه تابیدن نور مورد نظر به سنسور مشخص می شود.

     همه دوربین ها از یک بدنه اصلی (Body) تشکیل شده اند که عناصر مختلف دوربین در داخل آن و بر روی آن قرار گرفته است. بر اساس نوع دوربین عکاسی و کاربرد های آن، این بدنه به اشکال مختلفی ساخته می شود. در دوربین های تک لنز انعکاسی (DSLR) قابلیت تعویض لنز وجود دارد و همچنین عکاس می تواند از داخل منظره یاب (Viewfinder) کادر تصویر خود را قبل از ثبت عکس ببیند.

نمای ساده از ساختمان دوربین های عکاسی تک لنز انعکاسی (DSLR)

     همه دوربین ها از یک بدنه اصلی (Body) تشکیل شده اند که عناصر مختلف دوربین در داخل آن و بر روی آن قرار گرفته است. بر اساس نوع دوربین عکاسی و کاربرد های آن، این بدنه به اشکال مختلفی ساخته می شود. در دوربین های تک لنز انعکاسی (DSLR) قابلیت تعویض لنز وجود دارد و همچنین عکاس می تواند از داخل منظره یاب (Viewfinder) کادر تصویر خود را قبل از ثبت عکس ببیند.

نحوه ی ثبت تصویر در دوربین های عکاسی تک لنز انعکاسی (DSLR)


     مسیر عبور نور در دوربین های عکاسی DSLR به این صورت است که نور بازتاب شده از سـوژه، از میان لنز عبور می کند و پس از برخورد با آینه و عبور از داخل منشور، از داخل منظره یاب توسط چشم عکاس دیده می شود. در این نوع دوربین ها عکاس دقیقا همان چیزی را می بیند که در صورت گرفتن عکس در دوربین ثبت می شود. به عبارتی عکاس از میان لنز به سوژه نگاه می کند.

     با فشردن دکمه شاتر، آینه انعکاسی به سمت بالا می رود، سپس پرده شاتر باز می شود و نور بازتابی از سوژه به سنسور دوربین برخورد می کند. اشعه های نور توسط سنسور جذب شده و به امواج الکترونیکی تبدیل می شود و پس از پردازش به صورت تصویری الکترونیکی در حافظه دوربین ذخیره می شود.

بالا رفتن آینه با فشردن دکمه شاتر       | وضعیت آینه قبل از فشردن دکمه شاتر)       

نحوه عملکرد آینه در هدایت نور در دوربین های عکاسی DSLR

اجزای اصلی در ساختار دوربین های تک لنز انعکاسی (DSLR)


سنسور (Sensor):

     در دوربین های مختلف ممکن است نوع سنسور و اندازه آن متفاوت باشد. سنسور به بخش های خیلی کوچکی تقسیم می شود که به هر واحد از آنها یک فوتوسل (Photocell) (معادل پیکسل ) می گویند. هر سنسور از چندین میلیون فوتوسل تشکیل شده است. هر فوتوسل یک واحد حساس به نور است که فوتون های نوری که به آن برخورد می کند را جمع کرده و به امواج الکتریکی تبدیل می کند. در پایان نوردهی، دوربین عکاسی با توجه به سیگنال های دریافتی از فوتوسل ها مقدار نور دریافت شده را توسط سیستم الکترونیکی ارزیابی می کند و پس از پردازش اطلاعات، تصویر را به صورت فایل الکترونیکی در حافظه دوربین ذخیره می نماید.

     هر چه تعداد پیکسل ها در سطح سنسور بیشتر باشند، جزئیات و کیفیت تصویر بالاتر می رود. البته این موضوع تا اندازه خاصی از سطح سنسورها صدق می کند. از یک اندازه ای به بعد با افزایش تعداد پیکسل ها از کیفیت تصویر نهایی کاسته خواهد شد چونکه اندازه پیکسل ها خیلی کوچک شده و ظرفیت دریافت نور آنها کم می شود.

     حساسیت سنسور به نور در اکثر دوربین های دیجیتال قابل تغییر است و می توان با افزایش حساسیت سنسور امکان عکاسی در نور کم را ایجاد نمود. البته هر چه حساسیت سنسور افزایش یابد، از کیفیت تصویر ثبت شده در دوربین کاسته خواهد شد. میزان حساسیت سنسور دوربین دیجیتال به نور را با عدد ISO نمایش می دهند. با افزایش ISO در دوربین عکاسی، میزان نوری که به سنسور برخورد می کند توسط سیستم دیجیتال دوربین بیشتر تقویت می شود و در هنگام ثبت به صورت نور تقویت شده درک می گردد. (برای اطلاعات بیشتر می توانید به مطلب "نحوه کارکرد سنسور(Sensor) در دوربین های دیجیتال" در تک لنز مراجعه نمایید.)

سنسور از واحدهای خیلی کوچکی به نام فوتوسل (Photocell) تشکیل شده است.

شاتر (Sutter):

     شاتر (Shutter) در دوربین عکاسی شبیه به پرده ای است که در جلوی سنسور قرار گرفته است و تا زمانی که دکمه دوربین (دکمه شاتر) را برای گرفتن عکس فشار ندهیم این پرده بسته می ماند. با فشردن دکمه شاتر، پرده شاتر باز می شود و اجازه می دهد برای لحظه ای خیلی کوتاه، نوری که از داخل لنز وارد دوربین شده است به سنسور برخورد کند و تصویر بر روی سنسور تشکیل شود.

برخورد نور به سنسور دروضعیتی که شاتر باز است.

     شاتر در دوربین های مختلف به چند شکل ساخته می شود. دو نوع از شایعترین انواع آنها که در دوربین های عکاسی دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرد در شکل زیر دیده می شود.

دو نوع از شاتر هایی که در دوربین های عکاسی دیجیتال بکار می روند.

     بر اساس اینکه پرده شاتر با چه سرعتی باز و بسته شود، میزان نوردهی به سنسور نیز تغییر می کند. هر چه سرعت بسته شدن آن بیشتر باشد، نور کمتری از آن عبور می کند. اگر اندازه روزنه دیافراگم ثابت باشد ، با کاهش سرعت شاتر، نور بیشتری به سنسور برخورد می نماید و تصویر تشکیل شده روشن تر می شود.

     در اصطلاح به سرعت شاتر، زمان نوردهی (Exposure Time) هم گفته می شود. سرعت شاتر به صورت کسری از ثانیه نمایش داده می شود. مثلا: 1/15 ثانیه یا 1/500 ثانیه. اعداد شاتر (به عبارتی سرعت شاتر) که در دوربین عکاسی قابل تغییر است، نسبت به عدد قبلی یا بعدی خود دو برابر یا نصف می شوند. پس با کاهش یک درجه سرعت شاتر، میزان عبور نور دو برابر می شود. همینطور برعکس، با افزایش یک درجه سرعت شاتر، میزان عبور نور نصف می گردد.

نحوه عملکرد شاتر کرکره ای (Focal plane shutter)

روزنه دیافراگم (Aperture):

     دیافراگم در بدنه لنز قرار گرفته است و جهت کنترل میزان نور ورودی از داخل لنز در آن تعبیه شده است. دیافراگم از تیغه های نازکی فلزی ساخته شده است و با حرکت تیغه ها، اندازه روزنه ای که در داخل آن قرار دارد کوچک و بزرگ می شود. اندازه روزنه دیافراگم (Aperture) نشان دهنده قطر سوراخی است که در میـان دیافراگـم قرار گرفته است و اجازه می دهد نور به داخل محفظه دوربین وارد شود بطوریکه هر چه روزنه دیافراگم بزرگتری انتخاب کنیم، نور بیشتری وارد دوربین می شود.

اندازه های مختلف روزنه دیافراگم (عدد f)

     اعداد روزنه دیافراگم (که به آن عدد f می گویند) در لنزهای با فاصله کانونی مختلف به یک میزان نور را عبور می دهند. این اعداد بر اساس فاصله کانونی لنز و اندازه قطر روزنه دیافرگم (سطحی از لنز که مورد استفاده قرار می گیرد) محاسبه می شوند. اعداد دیافراگم (f) طوریست که هر چه عدد دیافراگم بزرگتر شود اندازه قطر سوراخ آن کوچکتر می شود و بالعکس. یعنی اندازه روزنه دیافراگم با اندازه عدد مشخص کننده آن نسبت عکس دارند و با افزایش یکی، دیگری کاهش می یابد.

نحوه ی محاسبه عدد دیافراگم

لنز (Lens):

     لنز یا عدسی یکی از اجزای اصلی دوربین عکاسی است و باعث می شود تصویری با وضوح مناسب بر روی سنسور تشکیل گردد. لنز دوربین معمولا از تعدادی عدسی ساده تشکیل شده است که در ترکیب با یکدیگر عمل می کنند. استفاده از لنزهای ترکیبی به این منظور است که حتی الامکان از خطاهای نوری ایجاد شده توسط عدسی ها کاسته شده و کیفیت تصویر افزایش یابد. انواع مختلفی از لنزها در دوربین های عکاسی دیجیتال استفاده می شود. عمدتا لنزها را بر اساس فاصله کانونی (Focal Length) آنها طبقه بندی می کنند.

     پرتوهای نور که از دوردست (فاصله بینهایت) وارد لنز می شوند، در نقطه ای به نام مرکز اپتیکی (Optical Center) به هم می رسند و پس از اینکه یکدیگر راقطع نمودند در ادامه مسیر به سطح سنسور برخورد می نمایند. در این حالت که لنز دوربین در بینهایت فوکوس شده است، فاصله کانونی تعریف می شود و آن عبارت است از فاصله مرکز اپتیکی لنز تا سنسور دوربین. فاصله کانونی لنز با واحد میلیمتر (mm) مشخص می گردد.

نمایش مرکز اپتیکی(Optical Center) و فاصله کانونی لنز (Focal Length)

     در دوربین هایی که اندازه سنسور آنها برابر با فیلم های 35 میلیمتری است و دوربین های تمام کادر (Full frame) خوانده می شوند، اگر فاصله کانونی لنز مورد استفاده 50mm باشد، تقریبا زاویه دید دوربین معادل با زاویه دید چشم انسان خواهد بود. به این علت به لنزهای با فاصله کانونی 50mm ، لنز نرمال گفته می شود.

     هر چه فاصله کانونی لنز کمتر باشد، زاویه دید آن بیشتر می شود و هر چه این فاصله بلندتر باشد، زاویه دید لنز کوچکتر خواهد بود. لنزهای با فاصله کانونی 35mm و کمتر را به عنوان لنزهای زاویه باز (Wide angle) یا به اختصار واید می گویند و لنزهای با فاصله کانونی بیشتر از 70mm را لنزهای زاویه بسته یا تله فوتو (Telephoto) گفته می شود.

مقایسه زاویه دید در انواع لنزهای نرمال (Normal)، واید (Wide angle) و تله (Telephoto)

     به لنزهایی که دارای یک فاصله کانونی مشخص هستند لنز های با فاصله کانونی ثابت یا تک کانونی (Prime) می گویند. لنزهایی که فاصله کانونی در آنها قابل تغییر می باشد به عنوان لنز های زوم (Zoom) گفته می شوند.

     همچنین انواع مختلف لنز وجود دارد که برای کارهای ویژه ای طراحی و ساخته شده اند مثلا برای عکاسی معماری، عکاسی از اجسام خیلی کوچک و ... که می توان آنها را در دوربین های عکاسی DSLR بکار برد. (می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص لنزها و اصطلاحات مربوطه به مطلب " انواع لنزها (Lenses) و طبقه بندی آنها" مراجعه نمایید.)

چند نمونه از لنزهای تک کانونی (Prime) و زوم (Zoom)

     در طراحی آنها شباهت های زیادی با دوربین های DSLR وجود دارد. سنسور آنها از دوربین های کامپکت بزرگتر و از دوربین های DSLR معمولا کوچکتر است. اگر چه در بعضی نمونه ها از سنسورهای بزرگتر APS-C که تقریبا نصف اندازه سنسورهای فول فریم می باشد نیز استفاده شده است. در دوربین های بریج سنسور معمولا نسبت به دوربین های DSLR به لنز نزدیکتر است و این موضوع باعث می شود که عمق میدان بیشتری در شرایط مشابه ایجاد گردد.

     درساختار دوربین های عکاسی دیجیتال علاوه بر مواردی که در بالا بطور مختصر شرح داده شد، اجزاء دیگری نیز وجود دارد که در عملکرد دوربین و طرز استفاده از آن نقش دارند. همچنین سیستم های اتوفوکوس، تنظیم های دیجیتالی رنگ و کنتراست تصویر، سیستم های پردازشگر الکترونیکی و همچنین سایر عناصر موجود در دوربین مثل منظره یاب (Viewfinder)، صفحه نمایشگر (Monitor)، دکمه های تنظیم، کارت حافضه، باتری، فلاش و که بطور جداگانه در مقالات دیگری شرح داده خواهند شد.

نمایش اجزای الکترونیکی و اپتیکال یک نمونه دوربین DSLR و یک نمونه دوربین کامپکت ساخت شرکت Canon

     افرادی که قصد دارند از دوربین های عکاسی دیجیتال استفاده کنند لازم است از ساختار تشکیل دهنده و نحوه کارکرد آنها اطلاع کافی داشته باشند و تفاوت های موجود در انواع مختلف دوربین ها را بشناسند تا بتوانند در انتخاب دوربین مناسب با نوع عکاسی مورد نظر خود تصمیمات بهتری اتخاذ نمایند. (می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر به مطلب "دوربین های عکاسی دیجیتال و انواع آن" مراجعه نمایید.)

چند نمونه دوربین عکاسی دیجیتال

گردآوری و تالیف: امیر دولتیاری                                              تاریخ نگارش/آخرین ویرایش: 1396/02/25


منابع:

  1. Efthimia Bilissi, Michael Langford (2007). Langford's Advanced Photography, 7th Ed. Focal Press, England. (ترجمه فارسی: عکاسی پیشرفته، رضا نبوی، دانشگاه هنر، 1391)
  2. Ben Long (2002). Complete Digital Photography, 2th Ed. Charles River Media, England.(ترجمه فارسی: به سوی دروازه های عکاسی دیجیتال، رحیم دانایی، نشر ارسباران، 1388)
  3. Tom Harris (2016). How Cameras Work, Retrieve from http://electronics.howstuffworks.com on Jul 26
  4. Jim Harmer (2016). Photo Basics _1: Introduction and Exposure, Retrieve from http://improvephotography.com on Jul 26.
  5. Cambridge in Colour (2017). Understanding Camera Lenses. Retrieve from www.cambridgeincolour.com on Jul 28.
  6. Chris Woodford (2017). Digital cameras, Retrieve from www.explainthatstuff.com on Jul 28.

نظر خوانندگان  

+1 # نوید شجاعی 1397-03-12 10:11
سلام وقت بخیر ممنون بابت مطالب مفیدتون فکر کنم در یکی از شکل ها اشکال تایپی وجود دارد
باید نوشته شود لنز زاویه باز(واید)
که لنز زاویه بسته رو به عنوان واید تایپ کردین
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.