فاصله كانونی و زوم

فاصله كانونی در این مقاله برای بحث در مورد فاصله كانونی از یك دوربین 35 میلیمتری SLR با لنز های قابل تعویض استفاده كرده ایم. فاصله كانونی ، فاصله بین نقطه پشتی كره لنز و سطح كانونی است .( به شرط آنكه فوكوس روی بی نهایت باشد).نقطه پشتی كره لنز محلی است كه به نظر می آید شعاع های نوری پس از عبور از لنز ،از آنجا منشاء میگیرند. فاصله كانونی لنز بر حسب میلی متر بیان میشود. فاصله كانونی ، میدان دید را نیز مشخص می كند، یعنی بیانگر این است كه در صورت استفاده از آن لنز ، میدان دید چقدر وسیع یا چقدر محدود میباشد. در عكس فوق یك دوربین 35 میلیمتری همراه با یك لنز 50 میلیمتری را مشاهده می نمایید.در فیلمهای 35 میلیمتری ، لنزهای با فاصله كانونی حدود 50 میلیمتر ، لنز نرمال در نظر گرفته می شوند.معنای این حرف آن است كه این لنز ها مناظر و اجسام را تقریبا همان گونه نشان می دهند كه با چشم غیر مسلح آنها را میبینیم. عكس فوق میدان دید یك لنز 50 میلیمتری را نشان میدهد.این تصویر از طریق منظره یاب دوربین گرفته شده است.مقیاس این تصویر تقریبا مشابه حالتی است كه فرد در همان فاصله بایستد و با چشم غیر مسلح به این منظره نگاه كند. در تصویر فوق مجددا همان دوربین را با یك لنز 200 میلیمتری میبینیم.این لنز تصاویری را كه به سطح كانونی می رسد، بزرگ می نماید و در عوض میدان دید را باریك می كند.دقیقا كاری شبیه دوربینهای دو چشمی. تصویر فوق، نمایی را كه از طریق منظره یاب این دوربین می بینیم، نشان میدهد.چون تصویر به طور قابل ملاحظه ای بزرگ شده است، تنها بخشی از نمای لنز 50 میلیمتری را در اینجا مشاهده می كنیم.اما در این قسمت كوچك ،جزئیات تصویر به طور كاملتری قابل مشاهده است. زوم اپتیكال لنز زوم لنزی است كه فاصله كانونی آن در محدوده مشخصی قابل تغییر است.در این لنزها با تغییر فاصله كانونی، تصویر حاصله بزرگ یا كوچك و میدان دید وسیع یا باریك خواهد شد.این خاصیت متغیر بودن فاصله كانونی باعث می شود كه بتوانیم به جای چند لنز با فاصله كانونی ثابت، از یك لنز زوم استفاده نماییم. در دوربین دیجیتال ، زوم اپتیكال اندازه تصویر یا دقت آنرا تغییر نمی دهد.تعداد پیكسلهای تصویر نیز ثابت می ماند.این موضوع ، تفاوت مهم زوم اپتیكال و دیجیتال است. در تصویر زیر ، زوم دوربین در حد 38 میلیمتر بوده كه ایجاد یك میدان دید وسیع نموده است.دقت تصویر نیز 1200 *1600 است. حال به تصویر زیر دقت كنید.مقدار زوم معادل 115 میلیمتر و محل دوربین نیز در همان مكان قبلی است.دقت این تصئویر نیز 1200*1600 پیكسل و اندازه فایل بر حسب كیلوبایت دقیقا معادل تصویر قبلی می باشد. زوم اپتیكال جسم را نزدیكتر میآورد و جزئیات آن را بهتر نشان می دهد.درست مانند حالتی كه دوربین را به جسم نزدیكتر نماییم. زوم دیجیتال دوربینهای دیجیتالی كه دارای لنزهای با فاصله كانونی ثابت هستند، اغلب با استفاده از سیستمی به نام زوم دیجیتال ، زوم اپتیكال را شبیه سازی می كنند. این دوربینها قسمت مركزی تصویر را بزرگ می كنند.در حقیقت این عمل مانند انجام عمل Cropping و تغییر اندازه عکس در نرم افزارهای ویرایش تصویر نظیر Photoshop است. همان گونه كه گفته شد، اگر از یك لنز با فاصله كانونی بزرگتر استفاده شود ، فقط قسمتی از تصویر اولیه قابل مشاهده خواهد بود.این دوربینها برای زوم دیجیتال فقط همان قسمت از تصویر را انتخاب و بعد بزرگ می كنند. تصویر فوق این مسئله را نشان می دهد.اگر تصویر اولیه 1200*1600 پیكسل باشد، با زوم دیجیتال 5/2 ، تنها قسمتی از تصویر معادل 480*640 پیكسل از قسمت مركزی تصویر اولیه گرفته می شود.در تصویر فوق مربع های سفید سایر اندازه های زوم دیجیتال را نشان می دهد. تعداد پیكسلهای زوم دیجیتال معادل تعداد پیكسلهایی است كه در تصویر اصلی در همان ناحیه مركزی انتخاب شده می باشد.بنابراین تصویر حاصله یا از تصویر اصلی كوچكتر است(اگر از همان دقت تصویری استفاده شود) و یا اگر با تكنیك Interpolation ، تصویر حاصله را به اندازه تصویر اولیه بزرگ كنیم،دقت آن كاهش پیدا خواهد كرد. چون تعداد واقعی پیكسلهای تصویری همیشه ثابت است، اگر با تكنیك Interpolation تصویر را بزرگ كنیم، كیفیت تصویر را كاهش خواهد داد.برای فهم این موضوع به تصاویر زیر توجه كنید: تصویر بالا ، تصویر اصلی Crop نشده و با دقت 1200*1600 پیكسل است.این تصویر با لنز 40 میلیمتری با فاصله كانونی ثابت گرفته شده است. برای آنكه اثرات زوم دیجیتال را نشان دهیم، قسمتی از تصویر اولیه را(مربع سفید) كه معادل 480*640 پیكسل است ، انتخاب كرده و آن را به اندازه تصویر اولیه بزرگ می كنیم.این عمل باعث كاهش كیفیت تصویر می شود. حال از هردو تصویر اولیه و تصویر بزرگ شده(معادل زوم دیجیتال) ، قسمتی را كه معادل 210*280 پیكسل است و با مربع زرد نشان داده ایم، برش داده و بزرگ میكنیم.این دو تصویر حاصله را در زیر مشاهده می كنید: در تصویر بالا كه قسمتی از تصویر اصلی است ، جزئیات تصویر تقریبا طبیعی را كه برای یك جسم واقع در دوردست انتظار داریم، مشاهده می كنیم. اما دراین تصویر ، فر آیند Interpolation باعث محو شدن جزئیات تصویری شده است.چون در این فرآیند پس از بزرگنمایی ، جای پیكسلهای خالی با پیكسلهای جدیدی كه توسط محاسبه تعیین میگردد، پر می شود. باید به خاطر داشت كه این عمل زوم دیجیتال را می توان با هر نرم افزار ویرایش تصویر نیز انجام داد.در این نرم افزارها میتوان هر قسمتی از تصویر را انتخاب و بزرگ كرد، در حالی كه در دوربین فقط امكان زوم دیجیتال در قسمت مركزی تصویر وجود دارد. اما زوم دیجیتال دوربین یك برتری بر نرم افزارهای ویرایش تصویر دارد.در زوم دیجیتال دوربین ، محاسبه نورپردازی بر اساس همان قسمت مركزی تصویر انجام می شود.اما در تصویر اولیه(كه باید بعدا با نرم افزار قسمت مركزی آن را انتخاب و بزرگ نماییم)، محاسبه نورپردازی بر اساس كل صحنه صورت گرفته است.بنابراین از لحاظ نورپردازی ، تصویری كه با زوم دیجیتال دوربین گرفته شده باشد بر تصویری كه با نرم افزار تهیه شده است ، برتری خواهد داشت.