آموزش عکاسی دیجیتال - اجزای دوربین دیجیتال ۳- لنز دیجیتال و منظره یاب

اجزای دوربین دیجیتال ۳- لنز دیجیتال و منظره یاب

لنز دیجیتال به علت تفاوت های ساختاری ای که در عکاسی دیجیتال خصوصا در بخش صفحه حساس (فیلم و سنسور) وجود داشت، سازندگان ناچار به ایجاد تغییرات خاص در لنزها و یا بهبود آنها شدند. اما به طور کلی، اصول کاری لنزها یکی است و بسیاری از لنزها به صورت مشترک در دوربین های آنالوگ و دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند. در این بخش به برخی از ویژگی ها و تفاوت های لنزها در عرصه دیجیتال و آنالوگ پرداخته می شود.

- یکی از ویژگی های لنز، قدرت تفکیک و ایجاد تمایز بین جزئیات بسیار ریز در تصویر است که با اصطلاحات کنتراست و رزولوشن لنز مشخص می شود. با ارائه سنسورهای تصویری با رزولوشن های بسیار بالا و پیکسل های ریز، بسیاری از لنزهای آنالوگ قادر به تولید کنتراست و رزولوشن مناسب برای این سنسورها نبودند. لذا سازندگان برای برآورده کردن نیاز دوربین های دیجیتال، ناچار به تولید لنزهایی با کیفیت تصویری بالاتر شدند که طبیعتا دوربین های آنالوگ نیز از آنها بهره مند شدند.

در شکل فوق در فاصله کانونی ۳۰۰mm، قدرت تفکیک در لنز سمت راست بیشتر است.

- بر  روی سطح سنسور تصویری (صفحه حساس)، میکرولنزی قرار دارد که تصویر را روی سطح سنسور متمرکز می کند. سطح سنسور پوشیده از سلول های نوری با ساختاری سه بعدی است که در بالا به نور حساسند. حال وقتی نور از لنز عبور می کند و به سطح سنسور می رسد، به سلول های نوری مرکز سنسور به طور مستقیم برخورد می کند.

حال آنکه هر چه از مرکز سنسور به سمت اطراف سنسورر می رویم، نور مایل تر به سلول های نوری برخورد می کند در نتیجه بخشی از نور به بالای سلول برخورد کرده و بخشی با برخورد به دیواره جانبی سلول به هدر می رود . این امر باعث هدر رفتن بخشی از نور و ایجاد تاثیری مانند خطای رنگی Chromatic Aberrations (ایجاد حاشیه رنگی در لبه اجسام) به خصوص در قسمت هایی با کنتراست بالا می شود. در این شرایط در لبه اجسام، حاشیه رنگی خصوصا ارغوانی ایجاد می شود. به این خطا در اصطلاح اتلاف نور و خطای رنگی یا Wide Angles, Purple Fringing and Light Falloff گفته می شود. در دوربین هایی با سنسور بزرگ تر، نوری که به بخش های انتهایی سنسور می رسد مایل تر است در نتیجه تاثیر این خطا تشدید خواهد شد. این خطا در لنزهای واید نیز تشدید می شود به همین دلیل برخی از سازندگان، برای کاهش این نقیصه، قطعاتی را جهت مستقیم کردن تابش نور، به انتهای برخی از لنزهای دیجیتال اضافه کرده اند.

نقص حاشیه های رنگی

- انعکاس نور از  سطح سنسور تصویری بیشتر از فیلم عکاسی است بنابراین احتمال ایجاد مشکلات تصویری مانند هاله های نوری، فلر و شبه (Flare, Ghost) در عکس بیشتر است. لذا برخی از سازندگان از لایه های پوششی خاصی (Coating) در بدنه داخلی لنزها استفاده می کنند تا انعکاس ها را به حداقل برسانند.

- تصویری که لنزهای معمول قطع کوچک تولید می کنند، منطبق بر صفحه حساس ۳۵mm یا Full Frame است. اما زمانی که از سنسورهای کوچک تر استفاده می شود، مقداری از تصویر حاصل از لنز در خارج از سطح سنسور تشکیل شده و بخشی کوچکتری از تصویر ثبت می شود. مثلا زمانی که از لنزهای سوپر واید یا فیش آی استفاده می شود، عکاس باید متوجه باشد که بخشی از انحنای اطراف کادر را از دست خواهد داد. در واقع در این حالت، بخشی از تصویر اتلاف خواهد شد.

عواملی از این دست باعث شد که لنزهایی مختص سایزهای کوچک تر طراحی شوند که به دلیل امکان استفاده از اجزا اپتیکی کوچک تر، مزایایی چون حجم، وزن و قیمت کمتر به همراه داشت (مانند لنزهای سری EFS در دوربین Canon و یا سری DX در دوربین های Nikon). البته باید توجه داشت که در اغلب موارد این لنزها با دوربین های Full Frame همخوانی ندارند، به این معنا که یا تصویر تولید شده کوچک بوده و همه سنسور را در بر نمی گیرد، یا اصلا قابل نصب بر روی بدنه دوربین نبوده و یا در صورت نصب، نم یتواند تصویر تولید کند. در شرایطی که از لنزهای معمول Full Frame برای سنسورهای کراپ استفاده می شود، عمق میدان بیشتر خواهد بود.

شکل سمت چپ قطر دایره تصویر در لنز EF Canon که Full Frame است و لنز کراپ EF-S در سمت راست

- از آنجا که به دلایل اپتیکی، تصویر تولید شده توسط لنز، در وسط از شارپنس و کیفیت بهتری برخوردار است، سنسوری که کوچک تر از تصویر حاصل از لنز است، بخش های وسط تصویر را ثبت می کند که  کیفیت بهتری دارد و مشکلات موجود در اطراف و گوشه های تصویر (مانند تیرگی یا عدم وضوح یا اعوجاج های شدید) را ثبت نمی کند.

- از آنجا که تصویر حاصل از سنسورهای کوچک تر، برای ارائه به بزرگنمایی بیشتری نیاز دارند، طبیعتا نقایص تصویری حاصل از لنز نیز در آنها بزرگ تر شده و بیشتر به چشم می آید. این هم یکی از عواملی است که بر لزوم استفاده از لنزهایی با کیفیت بهتر می افزاید.

- معمولا در دوربین های دیجیتال کامپکت، امکانی به نام زوم دیجیتال (Digital Zoom) قرار داده شده است. عکاس باید در نظر داشته باشد که این یک امکان اپتیکی نیست و در واقع بزرگ کردن بخشی از تصویر به صورت نرم افزاری است که مانند زوم کردن یک عکس در کامپیوتر با افت شدید کیفیت نیز همراه خواهد بود.

- به دلایل اپتیکی، معمولا عمق میدان لنز در دوربین های کامپکت بیشتر از دوربین های SLR است. 

منظره یاب و صفحه نمایش دوربین (View Finder & Camera Monitors) در عکاسی دیجیتال، برای دیدن منظره، کادر بندی و همچنین بررسی عکس قبل و بعد از ثبت می توان از منظره یاب یا مانیتور دوربین استفاده نمود. اگر چه در هر دو مورد هدف نمایش تصویر است، اما هر کدام مزایا و معایبی دارند که بر حسب شرایط، کاربردی نسبتا متفاوت به آنها می بخشد. برخی از دوربین ها از هر دو و برخی تنها از یکی بهره می برند.

صفحه نمایش یا مانیتور دوربین (Camera Monitor, Camera LCD) مانیتور دوربین، معمولا یک صفحه LCD با قطری بین ۱.۵ تا ۴ اینچ است که دیدن تصویر و تنظیمات یا منوها را قبل یا بعد از ثبت عکس فراهم می کنند.

در دوربین های کامپکت دیجیتال (DigiCams) با توجه به اینکه هیچ مانعی بین لنز و سنسور وجود ندارد، می توان همیشه تصویر را در مانیتور دوربین دید و کادربندی و بررسی عکس را در مانیتور انجام داد. در این حالت، شاتر و دیافراگم کاملا باز هستند و تصویر حاصل از لنز، مستقیما و همواره روی سنسور تشکیل شده و به مانیتور منتقل می شود.

در زمان ثبت عکس، دیافراگم از حالت باز به قطر مورد نظر تغییر کرده و شاتر بسته شده و به اندازه ای که سرعت شاتر تنظیم شده دوباره باز و بسته می شود و برای این فرآیند سنسور باید خاموش و روشن شود.

این فرآیند پدیده Shutter Lag را افزایش می دهد. این در حالی است که در دوربین های SLR، در حالت عادی شاتر بسته است و از این لحاظ، Shutter Lag کمتری دارند. همچنین از آنجا که برای تولید مداوم تصویر، همیشه سنسور در حال کار کردن است، گرم شده و اختلالات تصویری از قبیل نویز در سنسوری داغ بیشتر است.

اما از محاسن دیدن تصویر قبل از ثبت عکس این است که در بسیاری از موارد آنچه در مانیتور دوربین می بینیم شبیه آن چیزی است که ثبت خواهد شد زیرا مواردی مانند تراز سفیدی و برخی دیگر از جلوه ها روی آن اعمال شده است.

برخی از دوربین های Digicam (دیجیتال کامپکت) علاوه بر مانیتور به منظره یاب هم مجهز هستند. در شکل زیر نمای ساده ای از یک Digicam ارائه شده است. همان طور که مشاهده می شود در این حالت در View Finder خطای پارالاکس وجود دارد؛ اما LCD تصویر حاصل از لنز دوربین را نشان می دهد (Through the Lens و به اختصار TTL) و خطای پارالاکس ندارد.

بر خلاف دوربین های کامپکت، در دوربین های SLR، بین لنز و سنسور، آینه ای قرار دارد که تصویر حاصل از لنز را به منشور و در نهایت به منظره یاب منتقل می کند. در برخی از دوربین های امروزی به جای منشور ۵ وجهی (Penta Prism) از یک ساختار آینه ای ۵ وجهی (Penta Mirror) استفاده می شود.

آینه ۵ وجهی از منشور شیشه ای سبک تر و ارزان تر است اما در این روش تصویری که در منظره یاب دیده می شود کمی تیره تر است. با توجه به اینکه در دوربین هایSLR تصویر به صورت TTL در View Finder تشکیل شده، خطای پارالاکس وجود ندارد اما از طرف دیگر، در بسیاری از این دوربین ها نمی توان قبل از ثبت، تصویر را دید (Pre-View) و کادر بندی را در مانیتور دوربین انجام داد و فقط پس از ثبت است که می توان تصویر را در LCD دید (Re-View).

تکنولوژی های جدید امکان دیدن مداوم و کادر بندی تصویر قبل از ثبت را در مانیتور برخی از دوربین های SLR فراهم می کنند که به این امکان اصطلاحا Live View گفته می شود. تا به امروز از دو روش برای این منظور استفاده شده است. 

در روش اول که دو سنسوری هم خوانده می شود، علاوه بر سنسور اصلی، از یک سنسور کوچک با کیفیت پایین تر در کنار منظره یاب استفاده می شود. در این وضعیت تصویری که توسط لنز تولید می شود به منظره یاب و سنسور  دوم (معمولا CCD) که در منظره یاب است، منتقل می شود. در روش دو سنسوری، تصویر همواره از سنسور دوم  به LCD منتقل شده و عکاس می تواند از آن برای دیدن مداوم تصویر و کادربندی استفاده کند.

یکی از اشکالات این روش پایین تر بودن کیفیت سنسور دوم نسبت به سنسور اصلی است که باعث می شود تصویری که عکاس قبل از ثبت عکس می بیند، کیفیتی پایین تر از عکس اصلی داشته باشد. از سوی دیگر، در این روش آینه در جای خود باقی می ماند بنابراین اختلالی در سیستم فوکوس خودکار صورت نمی گیرد زیرا معمولا آینه برای فوکوس اتوماتیک مورد نیاز است. به علاوه، با توجه به اینکه برای Pre-View از سنسور اصلی دوربین استفاده نمی شود، سنسور داغ نمی کند. 

در روش دوم مانند دوربین های کامپکت، آینه بالا رفته و شاتر باز می ماند و تصویر از سنسور اصلی به طور مداوم به مانیتور دوربین منتقل می شود. از مشکلات این روش که در اکثر دوربین ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد این است که علاوه بر مصرف باطری برای سنسور و مانیتور و تولید تصویر، مقدار زیادی از انرژی صرف بالا نگه داشتن آینه و باز نگه داشتن شاتر می شود. همچنین با توجه به بالا بودن آینه، ممکن است نفوذ گرد و غبار به سنسور بیشتر شده و یا  سیستم فوکوس خودکار نیز دچار مشکل شود. البته برخی از دوربین ها جهت رفع این نقص برای فوکوس خودکار، یا از روش فوکوس خودکار با استفاده از کنتراست در دوربین های کامپکت استفاده می کند یا به طور لحظه ای آینه را پایین می آورند و فرآیند فوکوس را انجام می دهند. به هر حال این روش ها زمانبر هستند.

مواردی که در زیر به آنها اشاره شده است، معمولا از معایب مانیتور دوربین و Live View محسوب می شوند:

• Glare: در نورهای شدید مثلا زیر نور خورشید در ظهر، دیدن مانیتور و تشخیص جزئیات و رنگ ها بسیار دشوار است. البته مانیتورهایی که قابلیت تنظیم و افزایش روشنایی LCD یا همان Brightness را ارائه می دهند تا حدی از این مشکل می کاهند. همچنین سایه بان هایی مانند Screen Hoods و Pop up Shades و سطوح ضد Glare وجود دارند که روی صفحه نمایش دوربین نصب می شوند تا از Glare بکاهند.

سایه بان برای کاهش Glare

• مصرف باتری تا حد زیادی بالا می رود.
• ثابت و بی حرکت نگه داشتن دوربین در حالتی که دوربین را برای دیدن مانیتور دور نگه می دارید، دشوارتر است.
• در زمانی که از منظره یاب اپتیکی و نه الکترونیکی نگاه می کنیم، مناظر را با رزولوشن و کیفیت بالای چشم می بینیم در حالی که مانیتورهای دوربین از نظر کیفیت تصویر و رنگ با محدودیت هایی مواجهند.
• مانیتورهای دوربین نسبتا کوچک هستند.
• به علت استفاده از سنسورهای مختلف، کیفیت عکس در دوربین های دو سنسوری با کیفیت Pre-View متفاوت است.

از محاسن Live Vew می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ​ در شرایطی که از زاویه های غیر معمول و دشوار برای عکاسی استفاده می شود، استفاده از مانیتور دوربین می تواند به مراتب ساده تر از منظره یاب باشد به خصوص  مانیتورهایی که زاویه متغیر دارند (Articulated Screens). 

​Articulated Screens

• کل عکس را می توان در LCD دوربین دید در حالی که در منظره یاب بسیاری از دوربین ها، نمی توان کل کادر را مشاهده کرد. بنابراین خصوصا در زمانی که عکس های ماکرو و Close up می گیریم و اطراف کادر نقش مهمی در عکس دارند، دیدن کل کادر بسیار کلیدی است.
• وقتی از Live View استفاده می شود، می توان تاریکی و روشنی عکس را تا حد زیادی تشخیص داد و نوردهی و فلش را راحت تر تنظیم کرد.
• در تصویری که در LCD می بینیم بر خلاف منظره یاب برخی از جلوه ها و تنظیمات از جمله White Balance روی تصویر انجام می شود در نتیجه می توان تصور بهتری از نتیجه عکس داشت.
• علاوه بر امکان بررسی تصویر، امکان نمایش دادن تصویر در LCD به دیگران در  زمان عکاسی و بعد از آن می تواند بسیار مفید باشد.

​ بسیاری از دوربین های دیجیتال را به می توان به کامپیوتر، تلویزیون و یا دیگر نمایشگرها متصل کرد و همزمان تصویر یا عکس ثبت شده را به صورت بزرگ و با کیفیت بالا مشاهده کرد.

منظره یاب (View Finder) به طور کلی در عکاسی دیجیتال با سه نوع منظره یاب مواجهیم:

۱- منظره یاب های معمول TTL که تصویر حاصل از لنز به آنها منتقل می شود. اکثر دوربین های SLR دارای چنین منظره یاب هایی هستند. در این حالت عکاس دقیقا همان چیزی را می بیند که لنز می بیند. اما باید توجه داشت که اکثر دوربین ها به علت محدودیت های اپتیکی، قادر به نمایش کل تصویر در این منظره یاب ها نیستند. 

۲- منظره یاب های اپتیکی که در دوربین های Point and Shoot و Range Finder مورد استفاده قرار می گیرند و تصویر را از لنز اصلی دریافت نمی کنند بلکه از دهانه دیگری منظره را می بینند. این امر باعث ایجاد خطای پارالاکس شده و باعث می شود تصویر ثبت شده دقیقا منطبق با تصویری که در منظره یاب دیده می شود نباشد. بعضی از این منظره یاب ها تصویری بزرگ تر از عکس نهایی داشته و در آنها کادرهایی قرار دارند که چارچوب تصویری که ثبت می شود را با توجه به فاصله کانونی لنز نشان می دهند. صفحه بزرگ تر می تواند به عکاس در کادربندی کمک کند.

۳- منظره یاب های الکترونیک که در برخی از دوربین های دیجیتال قرار دارند در واقع یک مانیتور LCD هستند که در منظره یاب قرار دارند و همان تصویر TTL که توسط سنسور دریافت می شود را به منظره یاب منتقل می کنند.  یکی از محاسن این نوع از منظره یاب ها این است که می توانند تمام منوها و کنترل ها را نمایش داده و عکاس نیازی به چشم برداشتن از منظره یاب برای انجام تنظیمات در مانیتور دوربین ندارد.