دوربین عکاسی
دوربین عکاسی چیست؟
دوربین عکاسی نوعی از دوربینها هستند که برای عکاسی استفاده میشوند، به عنوان مثال، برای گرفتن عکسهای ثابت استفاده میشوند. اگرچه برخی از دوربینهای عکاسی دارای برخی قابلیتهای فیلمبرداری نیز هستند. معمولاً آنها با نور مرئی کار می کنند، اما می توانند حساسیت خاصی به ویژه برای نور مادون قرمز نزدیک داشته باشند.
دوربین های مبتنی بر فیلم
دوربینهای عکاسی سنتی از فیلمهای عکاسی استفاده میکردند. در ابتدا فیلمهای تک رنگ، بعداً نسخههای بهبودیافته برای عکاسی رنگی، که شامل شیمی پیچیدهتر بود. اگرچه آنها تا حد زیادی با دوربین های دیجیتال جایگزین شده اند (نگاه کنید به زیر)، دوربین های مبتنی بر فیلم هنوز برای برخی اهداف استفاده می شوند.
نقش فیلم درج شده تعداد محدودی (مثلاً 24) فرصت برای گرفتن یک تصویر ارائه می دهد. قبل از مشاهده، فیلم باید برای تولید نگاتیوهایی با روشنایی معکوس ساخته شود. معمولاً در برخی از آزمایشگاههای حرفهای و به ندرت توسط عکاس. از آن نگاتیوها، تصاویر واقعی تولید می شوند.
در هر تصویر منفی می توان چندین تصویر تولید کرد. تصاویر به دست آمده بر روی نوعی کاغذ تحویل داده می شوند و می توانند فرمت های متفاوتی از فرمت های نسبتا کوچک تا پوستر داشته باشند.
تنظیمات اپتیکال یک دوربین مبتنی بر فیلم اساساً شامل موارد زیر است:
یک هدف دوربین عکاسی وجود دارد که از طریق آن نور از صحنه مشاهده شده وارد اپراتورها می شود.
در پشت هدف، یک دیافراگم نوری با باز شدن متغیر وجود دارد.
در مرحله بعد، یک شاتر وجود دارد که می توان آن را برای مدت کوتاهی هنگام عکسبرداری باز کرد.
در پشت شاتر، قطعه فیلم عکاسی وجود دارد که باید استفاده شود.
علاوه بر این، میتواند برخی از اپتیکها برای منظره یاب وجود داشته باشد که میتواند از اپتیک واقعی دوربین جدا باشد یا (در دوربینهای بازتابی تک لنز، در زیر ببینید) از همان هدف استفاده کند.
دوربین های دیجیتال
در سالهای اخیر، دوربین عکاسی بیشتر و بیشتر به حسگرهای تصویر الکترونیکی، معمولاً از نوع CCD یا CMOS مجهز شدهاند که تصاویر دیجیتالی تولید میکنند. به طور معمول، سنسورهای تصویر استفاده شده دارای اندازه ای مشابه با قطعات فیلم عکاسی استفاده شده قبلی هستند. در بیشتر موارد، آنها حداقل چند میلیون پیکسل را ارائه می دهند و حتی دوربین هایی با ده ها مگاپیکسل (میلیون پیکسل) در دسترس هستند. برای هر پیکسل، اطلاعات مربوط به شدت نور قرمز، سبز و آبی ذخیره می شود (کدگذاری RGB).
دوربین های دیجیتال مزایای اساسی نسبت به دوربین های مبتنی بر فیلم دارند:
تصاویر فوراً در دسترس هستند، بدون فرآیندهای توسعه زمان بر که شامل هزینه اضافی است. آنها را می توان ذخیره، کپی، انتشار در صفحات وب و سایر اسناد الکترونیکی و غیره کرد.
با توجه به ظرفیت ذخیره سازی زیاد که به راحتی می توان آن را حتی در دوربین های ارزان قیمت مصرف کننده ادغام کرد، می توان تعداد زیادی عکس را به صورت متوالی بدون تغییر فیلم گرفت.
ضبط های ناموفق را می توان به راحتی حذف کرد تا ظرفیت ذخیره سازی هدر نرود. در مواردی که رزولوشن کامل مورد نیاز نیست، گرفتن تصویر با وضوح کمتر میتواند تعداد تصاویری را که میتوان ذخیره کرد، بیشتر کرد.
تصاویر الکترونیکی را می توان به سرعت منتقل کرد، اغلب حتی از مکان های دور. به عنوان مثال، یک روزنامه ممکن است به سرعت تصاویری از خبرنگاران در مکان های دور دست بگیرد.
تصاویر را می توان قبل از چاپ یا انتشار وب روی رایانه پردازش کرد. اگرچه توسعه سنتی فیلم نیز پتانسیلی برای اصلاح تصاویر دارد، ویرایش تصویر دیجیتال فرصت های گسترده تری را فراهم می کند.
از سوی دیگر، این نیز فرصت های گسترده ای برای جعل فراهم می کند، که ممکن است تشخیص آن دشوار باشد.
تصاویر دیجیتال در معرض پیری نیستند، در حالی که عکس های قدیمی مبتنی بر فیلم اغلب تغییرات قابل توجهی در رنگ و سایر افت کیفیت را نشان می دهند.
دوربین های دیجیتال اولیه از نظر وضوح تصویر کاملاً محدود بودند، اما دوربین هایی با حسگرهای تصویر با وضوح بالاتر به زودی در دسترس و مقرون به صرفه شدند. تنها برای کاربردهای خاص، رزولوشن دوربینهای درجه یک مصرفکننده مدرن کافی نیست و دستگاههای حرفهای میتوانند وضوح بالاتری ارائه دهند.
توجه داشته باشید که افزایش وضوح حسگر تنها زمانی مفید است که کیفیت نوری هدف عکاسی به اندازه کافی بالا باشد. در غیر این صورت، پیکسل های تصویر بیشتر واقعاً اطلاعات اضافی را بر روی اشیاء منتقل نمی کنند.
سپس یکی فقط فایلهای تصویری بزرگ و غیرضروری تولید میکند، و کیفیت ممکن است برای شرایط سطح نور کم حتی پایینتر شود. زیرا میزان نور دریافتی در هر پیکسل کاهش مییابد. توجه داشته باشید که این مورد در برخی از دوربینهای مصرفکننده وجود دارد. جایی که خریداران با مقادیر زیاد مگاپیکسل تحت تأثیر قرار میگیرند اما بعداً احتمالاً از کیفیت تصویر متوسط ناامید میشوند.
اهداف عکاسی
دوربین عکاسی دارای یک هدف داخلی هستند که نمی توان آن را تعویض کرد (به جز شاید در هنگام تعمیر)، در حالی که دوربین های درجه بالاتر معمولاً ابزارهای مکانیکی برای استفاده از مدل های مختلف اهداف عکاسی دارند. سپس می توان از انواع مختلفی از اهداف برای اهداف مختلف استفاده کرد:
هدف از راه دور
شکل 2: یک هدف بزرگنمایی تله برای دوربین SLM.
یک هدف استاندارد برای اکثر موقعیت های معمولی عکاسی مناسب است، که محدوده قابل توجهی از فواصل را پوشش می دهد. میدان دید آن تقریباً 50 درجه است که با چشم انسان قابل مقایسه است.
اهداف تله برای فواصل زیاد وجود دارد که دارای فاصله کانونی زیاد برای میدان دید باریک تر است.
در نقطه مقابل، اهداف ماکرو ، مناسب برای گرفتن تصاویر از اشیاء کوچک از فواصل بسیار کوچک هستند.
اهداف با زاویه باز نیز وجود دارد که در موارد شدید به آن چشم ماهی می گویند . آنها می توانند تصاویری از محدوده های زاویه ای سفید بگیرند که تمایل به ایجاد اعوجاج های هندسی قابل توجهی دارند.
برخی از اهداف، اهداف بزرگنمایی هستند ، به این معنی که فاصله کانونی آنها را می توان در محدوده خاصی تنظیم کرد، معمولاً بدون تأثیر بر فوکوس (شارپنس تصویر).
مکانیسمهای نصب شده برای اهداف تا حدی امکان استفاده از اهداف دیگر تولیدکنندگان را فراهم میکند. در برخی موارد، نیاز به آداپتورهای مکانیکی مناسب دارند. هنگامی که اتصالات الکتریکی نیز مورد نیاز است، به عنوان مثال برای عملکردهای فوکوس خودکار، ممکن است مشکلات ایجاد شود.
اهداف عکاسی می توانند از جنبه های خاصی به طور قابل توجهی متفاوت باشند، به عنوان مثال در مورد قدرت جمع آوری نور، محدوده زوم و کیفیت تصویر.
گاهی اوقات، ویژگی های یک هدف را می توان با قرار دادن یک عنصر نوری اضافی تغییر داد. به عنوان مثال، لنزهای ماکرو وجود دارند که باید با اهداف استاندارد ترکیب شوند تا یک هدف ماکرو به دست آید.
فوکوس دستی یا خودکار
همانطور که در مقاله تصویربرداری با لنز توضیح داده شد ، سیستم تصویربرداری باید در فاصله جسمی مشخصی تنظیم شود تا بتوان تصاویر واضحی دریافت کرد. برای برخی از انواع دوربین ها، چنین تنظیم فوکوس ضروری نیست. زیرا آنها فوکوس ثابتی دارند، مثلاً روی بی نهایت یا مقداری فاصله کاری ثابت تنظیم شده است. برای اکثر دوربین های عکاسی، این کافی نیست. حداقل به گزینه تنظیم فوکوس دستی (معمولاً با چرخش بخشی از شیء) نیاز است تا بتوان از دوربین برای طیف وسیعی از فواصل جسم استفاده کرد.
بسیاری از دوربین های مدرن عکاسی حتی دارای عملکرد فوکوس خودکار هستند که این تنظیم را به صورت خودکار انجام می دهد. به طور معمول، از ویژگی های تصاویر گرفته شده برای این منظور یا به طور متناوب از یک سنسور فاصله جداگانه استفاده می کند. فناوری فوکوس خودکار ممکن است در بدنه دوربین یا گاهی اوقات در اهداف عکس ادغام شود.
دوربین های رفلکس تک لنز و جایگزین های فنی
برای عکاس ضروری است که از قبل ببیند دقیقاً چه ناحیه ای روی عکس ظاهر می شود.
دوربین های ساده این هدف را با یک منظره یاب اپتیکال مجزا کمی بالاتر یا در کنار هدف عکاسی انجام می دهند، بدون استفاده از نوری که از شیء عبور می کند. با این حال، این رویکرد دارای معایب شدیدی است: دیدگاه کمی متفاوت منجر به یک نتیجه تا حدی نادرست میشود. و این روش به سختی میتواند با اهداف قابل تعویض، داشتن میدانهای دید متفاوت، و با اهداف بزرگنمایی کار کند.
دوربین SLR نیکون D40
بنابراین، دوربینهای رفلکس ساخته شدهاند که در آن از نوری استفاده میشود که از شیئی عبور میکند. یک نوع معمولی دوربین از یک آینه استفاده می کند که در اکثر مواقع نور دریافتی را به سمت خروجی بصری هدایت می کند و به عکاس اجازه می دهد تا از طریق هدف ببیند.
با استفاده از پنتاپریسم تصویری عمودی به دست می آید. فقط در لحظه ای که یک تصویر گرفته می شود، آن آینه جمع می شود و اجازه می دهد نور به فیلم یا حسگر تصویر الکترونیکی برسد. از طرف دیگر، اصولاً میتوان از یک تقسیمکننده پرتو استفاده کرد. اما این امر باعث از دست دادن روشنایی هم برای تصویربرداری و هم برای منظره یاب میشود.
اصل دوربین رفلکس با اهداف متغیر و اهداف زوم به خوبی کار می کند و همیشه دقیقاً آنچه را که به سنسور تصویر می رسد نشان می دهد. از آنجایی که تنها به یک لنز (به بیان دقیق، یک هدف واحد و بدون هدف منظره یاب اضافی) نیاز است، به این گونه دوربین ها ، دوربین های بازتابی تک لنز (دوربین های SLR) می گویند . البته می توان از منظره یاب برای بررسی تنظیم زوم و فوکوس نیز استفاده کرد.
یک جایگزین احتمالی برای اصل SLR، که هزینه ساخت نوری کمتری را ممکن میسازد. استفاده از نمایشگر کریستال مایع (LCD) به عنوان جایگزینی کامل برای منظره یاب نوری است. با این حال، این روش دارای معایبی است. به عنوان مثال، خواندن دقیق صفحه نمایش در شرایط نور شدید محیط می تواند دشوار باشد. و سپس نمی توان از نمایشگر به طور همزمان برای نمایش تعداد بیشتری از پارامترهای عملیاتی استفاده کرد.
فرمت های سنسور تصویر
دوربین های عکاسی می توانند فیلم یا حسگر تصویر با فرمت های مختلف داشته باشند:
بسیاری از دوربینهای مبتنی بر فیلم برای مدت طولانی بیشتر از فیلمهای 35 میلیمتری (که طبق استاندارد ISO 1007 فیلم 135 نیز نامیده میشود) استفاده میکنند، که در آن اندازه تصویر روی فیلم معمولاً 36 میلیمتر × 24 میلیمتر است. (عرض قرقره فیلم 35 میلی متر است، تا حدودی بزرگتر از 24 میلی متر، زیرا تصویر تا لبه های قرقره گسترش نمی یابد.)
دوربینهای دیجیتال رفلکس سطح مصرفکننده با اهداف قابل تعویض معمولاً از حسگرهای تصویر کوچکتر استفاده میکنند. به عنوان مثال، فرمت می تواند 23.6 میلی متر × 15.7 میلی متر یا فقط 13.2 میلی متر × 8.8 میلی متر باشد. فرمت های مختلف دیگری نیز در دوربین های رایج استفاده می شود.
فیلم های بزرگ یا (به ندرت) دوربین های دیجیتال با فرمت های تصویر 4 × 5 اینچ یا بزرگتر وجود دارد .
دوربین های موبایل بسیار فشرده (به زیر مراجعه کنید) باید با حسگرهای بسیار کوچک کار کنند، به عنوان مثال عرض تنها 1/4 اینچ (6.35 میلی متر). با این وجود، وضوح تصویر بالا با چندین مگاپیکسل در هنگام استفاده از تراشههای حسگر با فاصله پیکسلی بسیار کوچک تنها چند میکرون امکانپذیر است.
سنسورهای تصویر الکترونیکی استفاده شده اغلب کوچکتر از فیلم مربوطه هستند!
همانطور که در بالا ذکر شد. بسیاری از دوربین های دیجیتال از سنسورهای تصویر الکترونیکی با اندازه ای که به طور قابل توجهی کوچکتر از اندازه یک قطعه فیلم است. به عنوان فرمت مرجع استفاده می کنند.
دوربین های مینیاتوری در دستگاه های موبایل
دوربین های مینیاتوری بسیار فشرده ساخته شده اند که می توانند در بسیاری از دستگاه های تلفن همراه مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها استفاده شوند. آنها محدود به استفاده از دستگاه های میکرو نوری هستند. به عنوان مثال اهداف تک لنز بدون زوم، که معمولاً باید با هزینه بسیار کم ساخته شوند.
با این وجود می توان به کیفیت تصویر به طرز شگفت انگیزی خوبی دست یافت، به عنوان مثال با استفاده از اپتیک های پلاستیکی کروی و برخی پیشرفت ها در پردازش عددی تصویر. با این حال، چنین دوربین هایی برای مثال در شرایط نوری ضعیف محدودیت های جدی دارند.
به عنوان جایگزینی برای زوم اپتیکال، آنها گاهی اوقات زوم دیجیتال را ارائه می دهند . با این حال، این به طور موثر تعداد پیکسل های موجود را کاهش می دهد. بهتر از این نیست که بعداً فقط از بخشی از تصویر گرفته شده استفاده کنید، احتمالاً آن را با درون یابی به تعداد بیشتری پیکسل تغییر دهید.