Dynamic Range قابلیتی که در حسگر‌ها نادیده گرفته می‌شود (1)

0 1,280

به عنوان یک عکاس و ژورنالیست، یکی از مهم‌ترین منابع اطلاعاتی من وب‌سایت DXOmark است. این وب‌سایت سال‌هاست که به‌صورت تخصصی به مقایسه و بررسی لنز‌ها و دوربین‌های مختلف می‌پردازد. پیش‌تر درباره یکی از مفاهیم مهم در دوربین‌های دیجیتال به نام P-MPix یا رزولوشن دریافتی که به عنوان واحد شارپنس در این وب‌سایت مورد استفاده قرار می‌گیرد توضیح دادم. اما این بار می‌خواهم به سراغ یکی از مفاهیم مهم بروم که در بسیاری از بررسی‌ها، می‌تواند نقطه ضعف یا قدرت یک دوربین به‌حساب بیاید. محدوده پویا یا Dynamic Range یک دوربین، همان فاکتور مهم و تأثیرگذاری است که می‌تواند کیفیت رنگ و نور یک دوربین را مشخص کند. در این مقاله با ما باشید تا با هم درباره دامنه پویای دوربین‌ها بیشتر بدانیم.

بسیاری از عکاسان وقتی عبارت Dynamic Range را می‌شوند بلافاصله به یاد عکاسی HDR یا همان عکس‌های ” High Dynamic Range ” می‌افتند. تکنیک HDR یا ترکیب کردن عکس‌های مختلف با نورهای متفاوت، روشی برای گریز از مشکل بزرگ‌تری به نام “کمبود دامنه پویا” است. در واقع ما زمانی از این تکنیک استفاده می‌کنیم که به هر دلیل، دوربین ما نمی‌تواند هر آنچه که در محدوده پرکنتراست تصویر وجود داشته و از دست می‌رود را ثبت کند.

اجازه بدهید پیش از اینکه به “محدوده بزرگ‌تر دامنه پویا” یا HDR بپردازیم، در ابتدا درباره خود دامنه پویا توضیح دهیم. دامنه پویا به طور خلاصه به فاصله بین کمترین و بیشترین مقدار در یک پارامتر گفته می‌شود. اگرچه این عبارت تنها درباره عکاسی به کار نمی‌رود، اما ما در اینجا این عبارت را برای فاصله بین تیره‌ترین نقطه تا روشن‌ترین نقطه یک تصویر یا فاصله بین بالاترین مقدار و پایین‌ترین مقدار غلظت و روشنایی نور به کار می‌بریم.

b-to-wh

به عنوان مثال در عکس بالا یک شیب رنگی ملایم از سیاه کامل تا سفید کامل را می‌بینید که شامل تعداد زیادی تنالیته رنگ خاکستری مابین این دو رنگ نیز می‌شود. حالا فرض کنید که این شیب رنگی به جای اینکه از رنگ سیاه خالص آغاز و به سفید خالص خاتمه یابد، از یک رنگ خاکستری بسیار تیره تا یک رنگ خاکستری بسیار روشن تغییر ‌کند. بدیهی است که تعداد رنگ‌های موجود در این شیب رنگی کمتر از تعداد رنگ‌های بالا است و دامنه کمتری از این لایه‌های خاکستری را در خود پوشش می‌دهد.

gr-to-gr2

این مطلب بسیار مهم است. خصوصاً اینکه بدانید چیزی که در حال ثبت تصویر است، فارغ از دیجیتال، نگاتیو یا چاپی بودن آن، مانند چشم انسان قدرت درک تمامی این دامنه پویا را ندارد و تنها قادر به ثبت بخشی از این فاصله است. هیچ تفاوتی نمی‌کند که وسعت نورها یا رنگ‌های قابل دیدن در یک تصویر چقدر است، نکته مهم این است که این مقادیر، به اندازه محدوده قابل ثبت توسط حسگر یا فیلم کوچک می‌شود. یک مثال ملموس در این‌باره این است که رنگ سفید حاصل از چاپ یک تصویر، هرگز نمی‌تواند سفید‌تر از خود کاغذی باشد که روی آن چاپ می‌شود. همچنین سیاه‌ترین رنگ یک تصویر چاپ شده نیز نمی‌تواند سیاه‌تر از جوهر مشکی آن چاپگر باشد.

همانند همین مثال درباره حسگر دوربین‌های دیجیتال نیز صادق است. یک حسگر دوربین، تنها می‌تواند بخشی از جزئیات موجود بین تیره‌ترین و روشن‌ترین نقاط تصویر را ثبت کند و نهایتاً به دلیل فقدان اطلاعات در این نقاط تیره یا روشن، روشن‌ترین یا تیره‌ترین نقاط تصویر را به رنگ سیاه و سفید کامل تعبیر می‌کند.

هر حسگری محدودیت‌های مخصوص به خودش را در تولید این فاصله رنگی دارد و هدف سازندگان این حسگرها این است که این محدوده را گسترش دهند. هرچقدر این محدوده در مورد یک حسگر بزرگ‌تر باشد، توانایی بیشتری برای ثبت جزئیات در صحنه‌های پرکنتراست دارد. مقدار این محدوده را با Stop یا گام می‌سنجند. به عنوان مثال اگر یک دوربینی دارای محدوده پویا برابر 12 گام باشد، به این معنی ست که روشن‌ترین نقطه تصویر در EV 12 (Exposure Value یا EV واحد شمارش مقدار نوردهی یا همان گام نوری است) و تیره‌ترین نقطه تصویر در EV 1 قرار می‌گیرد. فاصله بین این نقاط هم 12 گام است که شیب نور را از تیره به روشن شامل می‌شود.

اندازه‌گیری مقدار دامنه پویا برای حسگرهای مختلف یک کار علمی و فنی است. اما اصولاً می‌توان این‌طور در نظر گرفت که هرچقدر اندازه سلول‌های نور روی حسگر بزرگ‌تر باشد و طراحی آن بهتر صورت گرفته باشد، میزان محدوده پویا برای آن حسگر بالاتر می‌رود. هر چقدر اندازه حسگر بزرگ‌تر باشد، اندازه سلول‌های دوربین هم بزرگ‌تر می‌شود و معمولاً دامنه پویای حسگر نیز افزایش می‌یابد.

Dynamic Range یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های دوربین‌های DSLR نسبت به دوربین‌های کوچک یا تلفن‌های همراه است که باعث می‌شود عکس‌های گرفته شده با این تجهیزات، رنگ و نور بسیار بهتری نسبت به دوربین‌هایی با رزولوشن یکسان اما DR کمتر داشته باشند. بنابراین از این به بعد وقتی می‌خواهید دوربینی تهیه کنید، بهتر است علاوه بر5  نکته مهم که باید قبل از خرید دوربین‌ بدانید، خوب است که به مواردی مانند Dynamic Range نیز توجه کنید.

 

بسیار خوب عبارات علمی کافیست. حال که فهمیدیم دامنه پویا دقیقه چیست و چه کاری انجام می‌دهد، مستقیماً می‌رویم سراغ این هدف که چطور می‌توانیم آن را افزایش دهیم.

DSC_0447_8-Fused-Edit

 

نظرات

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.