یکی از مشکلات رایج در لنزهای عکاسی مدرن، پدیده‌ای است موسوم به تغییر فاصله کانونی (Focus Breathing) که هنگام تغییر فوکوس، منجر به تغییر در زاویه دید و بزرگ‌نمایی تصویر می‌شود. این مسئله می‌تواند باعث شود ارزیابی واقعی از عملکرد نوری یک لنز با خطا همراه باشد. در بعضی منابع فارسی، به این پدیده «تنفس لنز» نیز گفته شده است. در این مقاله، به می‌پردازیم که تغییر فاصله کانونی یا تنفس لنز چیست. همچنین دلایل بروز آن، آثار عملی بر تصویر و راهکارهای کاهش آن را به‌طور کامل بررسی می‌کنیم.
تغییر فاصله کانونی چیست؟
تغییر فاصله کانونی به حالتی گفته می‌شود که با تغییر فاصله فوکوس در یک لنز، فاصله کانونی مؤثر نیز به‌صورت غیرمستقیم تغییر می‌کند. نتیجه این تغییر، تغییر زاویه دید و میزان بزرگ‌نمایی تصویر است، حتی اگر فاصله کانونی ظاهری لنز ثابت باقی بماند. این اتفاق در هر دو نوع لنز پرایم و زوم دیده می‌شود.
برای نمونه، لنز Nikon 70-200mm f/2.8G VR II در فواصل نزدیک به‌قدری تحت تأثیر این پدیده قرار می‌گیرد که در فاصله ۲۰۰ میلی‌متری، عملکردی مشابه لنزی با فاصله کانونی ۱۲۰ میلی‌متر از خود نشان می‌دهد. مثال دیگر، لنز نیکون 50mm f/1.4G است که با تغییر فوکوس از نزدیک به دور، قاب تصویر به‌وضوح بازتر می‌شود. در مقابل، لنزهایی مانند Nikon Z 35mm f/1.8 S تقریباً فاقد چنین تغییری هستند و گزینه‌ای ایده‌آل برای فوکوس‌استکینگ به‌شمار می‌روند.
علت بروز تغییر فاصله کانونی در لنزها
بسیاری از لنزهای امروزی از طراحی داخلی فوکوس بهره می‌برند، به این معنا که گروهی از عدسی‌ها در داخل لنز جابه‌جا می‌شوند، نه کل سازه. این طراحی مزایای متعددی دارد: اندازه لنز ثابت می‌ماند، فیلتر جلو نمی‌چرخد و فوکوس سریع‌تر و بی‌صدا‌تر انجام می‌شود. اما در عین حال، چنین ساختاری زمینه‌ساز تغییر فاصله کانونی نیز است.
جابه‌جایی داخلی عدسی‌ها باعث می‌شود فاصله کانونی لنز در فواصل نزدیک، از مقدار اسمی خود کمتر شود. این موضوع در مشخصات فنی لنزها معمولاً لحاظ نمی‌شود، چراکه فاصله کانونی اسمی معمولاً در فوکوس روی بی‌نهایت اندازه‌گیری می‌شود.
توجه: تغییر فاصله کانونی همواره باعث کاهش فاصله کانونی مؤثر می‌شود، نه افزایش آن.
برخی سازندگان مانند نیکون در نسل‌های جدید لنزهای خود، این مسئله را با بهبود طراحی اپتیکی به‌حداقل رسانده‌اند. نمونه شاخص آن، ارتقاء لنز VR II به نسخه FL ED است که تغییر فاصله کانونی در آن به‌شدت کاهش یافته است.
دوربین: NIKON Z 7
لنز: NIKKOR Z 35mm f/1.8 S
فاصله کانونی: ۳۵ میلی‌متر
ISO: ۶۴
زمان نوردهی: ۶ ثانیه
گشودگی دیافراگم: f/11.0
چگونه متوجه شویم یک لنز دچار تغییر فاصله کانونی یا تنفس لنز می‌شود؟
مهم‌ترین شاخص فنی برای تشخیص این موضوع، حداکثر بزرگ‌نمایی (Maximum Magnification) است؛ نسبتی که نشان می‌دهد اندازه تصویر سوژه روی حسگر چقدر نسبت به اندازه واقعی آن است. هرچه این مقدار کمتر باشد، احتمال بروز تغییر فاصله کانونی بیشتر است.
مقایسه چهار لنز ۷۰-۲۰۰ میلی‌متری نیکون:
| مدل لنز | حداکثر بزرگ‌نمایی |
|---|---|
| f/2.8G IF-ED VR | 0.25× |
| f/2.8G ED VR II | 0.12× |
| f/2.8E FL ED VR | 0.21× |
| f/4G ED VR | 0.274× |
مدل VR II ضعیف‌ترین عملکرد را دارد. بهترین عملکرد از آنِ نسخه f/4G است که گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و سبک‌وزن برای فوکوس‌استکینگ نیز به‌شمار می‌رود.
روش دیگر برای تشخیص این پدیده: دوربین را روی سه‌پایه قرار دهید، فوکوس را از نزدیک تا بی‌نهایت تغییر دهید و ببینید قاب تصویر تا چه حد باز یا بسته می‌شود. این تغییر مستقیم‌ترین نشانه وجود تغییر فاصله کانونی است.
دوربین: NIKON D850
لنز: 70-200mm f/2.8
فاصله کانونی: ۹۵ میلی‌متر
ISO: ۶۴
زمان نوردهی: ۰.۶ ثانیه
گشودگی دیافراگم: f/5.6
آیا می‌توان تغییر فاصله کانونی را حذف کرد؟
از آن‌جا که این پدیده معمولاً در فواصل نزدیک رخ می‌دهد، تنها راه ممکن این است که لنز را قادر کنیم حتی در فواصل نزدیک، روی بی‌نهایت فوکوس کند. برای رسیدن به این هدف، از اکستنشن تیوب (Extension Tube) استفاده می‌شود.
با اضافه‌کردن تیوب، فاصله فیزیکی بین لنز و حسگر افزایش می‌یابد و امکان فوکوس روی بی‌نهایت از فاصله نزدیک فراهم می‌شود. این کار می‌تواند تغییر فاصله کانونی را کاهش دهد یا حذف کند.
اما این روش با محدودیت‌هایی همراه است:
- حذف فوکوس خودکار
- افت نور دریافتی
- از دست‌دادن امکان فوکوس روی سوژه‌های دور
- احتمال افت کیفیت تصویر و افزایش خطاهای نوری
در نتیجه، استفاده از این روش فقط برای کنترل تغییر فاصله کانونی، در اغلب موارد توصیه نمی‌شود.
نتیجه‌گیری
پدیده تغییر فاصله کانونی یا تنفس لنز بسته به نوع فعالیت عکاس یا فیلم‌بردار، می‌تواند بی‌اهمیت یا بسیار حیاتی باشد. اگر شما عکاسی عمومی انجام می‌دهید -مانند پرتره، مراسم، مستند یا خبری- احتمالاً این پدیده هیچ اثر منفی قابل‌توجهی بر خروجی کار شما نخواهد داشت. حتی بسیاری از لنزهای حرفه‌ای با وجود این نقیصه، سال‌ها در چنین حوزه‌هایی عملکردی کاملاً موفق داشته‌اند.
اما برای کسانی که به دقت نوری بالا، ثبات قاب‌بندی و امکان ترکیب تصاویر متعدد با فوکوس‌های متفاوت نیاز دارند -نظیر عکاسان منظره، معماری یا ماکرو- انتخاب لنزهایی با حداقل تغییر فاصله کانونی، ضروری است. در غیر این صورت، فرآیند فوکوس‌استکینگ ممکن است با شکست مواجه شود یا به اصلاحات پیچیده در مرحله ویرایش نیاز داشته باشد.
در فیلم‌برداری حرفه‌ای، موضوع جدی‌تر است. تغییر در قاب تصویر هنگام جابه‌جایی فوکوس، برای بسیاری از پروژه‌های تصویری غیرقابل قبول است. به همین دلیل، سینماتوگرافرها ناگزیرند از لنزهای تخصصی و بسیار گران‌قیمت استفاده کنند که از نظر طراحی، کمترین تغییر فاصله کانونی را دارند.
بنابراین، در انتخاب لنز مناسب، باید میزان حساسیت کار شما نسبت به تغییر فاصله کانونی به‌درستی سنجیده شود. برای برخی، این پدیده کاملاً قابل‌چشم‌پوشی است؛ برای برخی دیگر، یکی از تعیین‌کننده‌ترین عوامل انتخاب لنز.
