مبانی دوربین دیجیتال

مبانی دوربین دیجیتال

از ابتدای طلوع عکاسی، دوربین ها تصاویر را روی صفحات شیشه ای یا فیلم ثبت و نگهداری می کردند. امروزه دوربینهای دیجیتال تصاویر را روی قطعه هوشمندی از تکنولوژی ذخیره می کنند – حسگر تصویر .(image sensor) هر حسگر تصویر متشکل از میلیون ها دیود نوری حساس به نور است که روی یک شبکه قرار گرفته اند و هر دیود نوری بخش کوچکی از تصویر را به عنوان یک متغیر عددی مربوط به سطح روشنایی همان نقطه دریافت و ذخیره سازی می کند. حسگرهای تصویر چه از نوع CCD و چه از نوع CMOS باشند، از دوربین به دوربین متفاوت خواهند بود اما اساس کاری همه آنها مشابه است. هنگام خرید یک دوربین باید به اندازه سنسور توجه بیشتری کرد زیرا از عدد مگاپیکسل اهمیت بیشتری دارد. چرا که هرچقدر مگاپیکسل بالا باشد، پیکسل ها در یک سنسور کوچک قادر به ثبت نور زیادی نیستند، برای این است که می بینیم دوربین های موبایل قادر به گرفتن عکس هایی به خوبی دوربین های DSLR نیستند.

حسگر تصویر دوربین عکاسی

چرا سایز سنسور تصویر دوربین اهمیت دارد؟

سایز سنسوری که در نهایت یک دوربین عکاسی تعیین می کند، میزان نوری است که آن دوربین برای ایجاد یک تصویر استفاده می نماید. در شرایط بسیار ساده، سنسورهای تصویری (معادل دیجیتالی فیلمی که ممکن است پدر شما در دوربینش استفاده کرده باشد) شامل میلیون ها نقطه حساس به نور به نام فتوسایت (photosites) هستند که برای ضبط اطلاعات مربوط به آنچه که از طريق لنز دیده می شود، مورد استفاده قرار گرفته اند. به همین دلیل است که یک سنسور بزرگتر اطلاعات بیشتری نسبت به یک سنسور کوچکتر بدست آورده و تصاویر بهتری را تولید می کند. اگر شما تا به حال یک دوربین جمع و جور (کامپکت) با سنسور تصویر کوچک داشتید، فتوسایتس آن توسط یک DSLR با همان مقدار از مگاپیکسل، کوتاه خواهد شد. اما یک سنسور بسیار بزرگتر، برای کسب اطلاعات بیشتر مناسب است و با یک DSLR فتوسایتس بزرگ، قادر به نمایش عکس هایی با محدوده حرکتی (دامنه پویا) بهتر خواهد بود، همچنین نویز کمتر و عملکرد نور کم آن نسبت به سنسورهای کوچکتر هم رده خود نیز بهبود یافته است.

مگاپیکسل یک مسئله سودایی برای عکاسان است؛ آنها بر سر این بحث می کنند که کدام بهتر است، کانن یا نیکون؟” برخی استدلال می کنند که هیچ کس نیاز به بیش از ۱۶ مگاپیکسل (در چند سال پیش ۸ مگاپیکسل بود) ندارد. در حالی که برخی دیگر بر این عقیده اند که جزئیات اضافه شده، برای جایگزینی از لحاظ نویز و قدرت پردازش کامپیوتری مورد نیاز برای رسیدگی به فایل های اضافی بزرگ، با ارزش است. حقیقت این است که مگاپیکسل، همواره قصد دارد تعادلی را بین کارایی تکنولوژی سنسور، کیفیت لنز، اندازه سنسور تصویر و در نهایت آنچه را که می خواهید با عکس های خود انجام دهید، برقرار کند. اگر می خواهید به زحمت، قسمتی از تصویر را حذف کنید

برش بزنید) یا آن را بسیار بزرگ چاپ کنید، وضوح فوق العاده تصویر می تواند مفید باشد. اما اگر آن ها را فقط به صورت آنلاین به اشتراک می گذارید یا در اندازه طبیعی چاپ می کنید، آنچه که به طور قطعی می توان گفت این است که شما تنها می توانید با توجه به سایز سنسور، فرمانی برای مگاپیکسل های در مقارنه ایجاد کنید.

ویژگی های دیگر سنسورهای بزرگتر چیست؟

سنسورهای بزرگتر می توانند به شما در جهت ضبط تصاویر، با کیفیت بهتر کمک کنند اما آن ها با خود تعدادی از ویژگی های دیگر را ارائه می دهند که بعضی خوب و بعضی بد هستند. اولین و بارزترین اثر سنسور تصویر بزرگتر، اندازه آن است؛ نه تنها سنسور، فضای بیشتری را در دستگاه خود اشغال می کند، بلکه نیاز به یک لنز بزرگتر برای پخش تصویر روی آن دارد. به همین دلیل است که سازندگان گوشی های هوشمند عمدتا به سنسورهای خیلی کوچک علاقه نشان می دهند. آن ها می خواهند تا دستگاه هایشان،جیبی بماند و با لنزهای بزرگتر و مسائل مربوط به آن ها سروکار نداشته باشند. همچنین این مسئله روشن می کند که چرا لوازم عکاسی حرفه ای هنوز هم بزرگ و سنگین اند. هزینه تولید سنسورهای بزرگ نیز دلیلی بر گران قیمت بودن دوربین های شامل این سنسورها می باشد.

در زمان بررسی دوربین هایی که دارای سنسورهایی با اندازه های مختلف هستند، زاویه دید هم موضوعی است که باید مورد توجه قرار گیرد، بخصوص اگر لنزهای یکسانی بین آن دوربین ها استفاده شده باشد. چرا که بر اساس شکل زیر هرچه اندازه سنسور کوچکتر باشد ( با حفظ فاصله کانونی که در آینده مورد بررسی قرار میگیرد )، زاویه دید کمتری نیز خواهد داشت. برای درک بهتر این موضوع به شکل زیر دقت فرمایید .

حسگر تصویر دوربین عکاسی

شما می توانید ببینید که چرا دستگاه هایی با سنسورهای کوچک تر، از لنزهایی با زاویه بسیار گسترده تر استفاده می کنند، خصوصا زمانی که شما به تلفن های هوشمند می رسید. لنزهای روی این دوربین ها، اغلب با فاصله کانونی معادل فرمت ۳۵ میلی متری خود، برای دادن یک ایده بهتر از زاویه دید به کار گرفته می شوند.

روند دوربین هایی با سنسورهای بزرگتر

در سال های اخیر، تولید کنندگان دوربین متوجه شده اند که عکاسان، بیشتر و بیشتر مایل به گونه ای از تصاویر با کیفیت بهتر می باشند که فقط با داشتن سنسوری بزرگ تر بدست می آید. بدین ترتیب، دستگاه هایی را دیده ایم از تلفن هوشمند تاDSLR ها که با سنسورهای بزرگتر نسبت به قبل به فروش می رسند. در حالی که ما دوست داریم لیستی از سایز سنسورهای همه تولیدکنندگان دوربین را در واحد میلی متر ببینیم، این اتفاق به این زودی رخ نخواهد داد. در عین حال، در اینجا یک جفت نمایش گرافیکی برخی از معمول ترین سایزهای سنسور مربوط به یک فول فریم واحد قرار دارد.

بدیهی است که دوربین های فرمت متوسط، با سنسورهایی حتی بزرگتر از آن هایی که در اینجا نشان داده شده نیز وجود دارد.

برای درک بیشتر زاویه دید سنسور های Full Frame و Aps-C به تصاویر زیر دقت فرمایید.

ضریب برش

ضریب برش – کراپ فکتور Crop factor – نسبت اندازه سنسور یک فریم فیلم ۳۵ میلیمتری به اندازه سنسور دوربین مورد نظر است. از آن برای محاسبه فواصل كانونی موثر و مقایسه لنزها در بین DSLR ها استفاده می شود. ضریب برش اصطلاحی است که تفاوت بین اندازه سنسور دوربین شما و یک فریم فیلم ۳۵ میلیمتری قدیمی را توصیف می کند. این ضریب عمدتا به عنوان راهی برای مقایسه فواصل کانونی لنز وقتی که روی دوربین های مختلف نصب شده است استفاده می شود، که از آنچه به نظر می رسد مهم تر است. در شکل بالا میتوان ضریب برش سنسور های مختلف را مشاهده کرد. همان طور که ملاحظه میکنید با کوچکتر شدن اندازه سنسور ، ضریب برش افزایش پیدا میکند.

وقتی شما یک لنز را بر روی یک دوربین نصب می کنید، لنز یک تصویر دایره ای شکل را به پشت دوربین می تاباند. برای یک لنز بخصوص، صرف نظر از دوربینی که بر روی آن نصب شده، این تصویر یکسان است. وقتی که تصویر به فیلم یا سنسور برخورد می کند، یک بخش مستطیل شکل ثبت می شود.

در زمان قبل از عکاسی دیجیتال، تمام دوربین های SLR از فیلم ۳۵ میلیمتری استفاده می کردند. این بدان معنی بود که همه آنها بخش یکسانی از تصویر تابانده شده را ثبت می کردند، که منجر به عکس یکسان برای یک لنز مشخص میشد.

دوربین های دیجیتال تا حدودی چیزهای پیچیده ای دارد. سنسورها جایگزین فیلم شده اند که معمولا کوچکتر از فیلم ۳۵ میلیمتری هستند. از آنجا که آنها از نظر فیزیکی کوچک تر هستند، ناحیه کوچکتری از تصویر تابانده شده را ثبت می کنند، که منجر به عکسی می شود که زاویه دید باریک تری را پوشش می دهد.

یک سنسور کراپ شده یا برش خورده میزان کمتری از یک تصویر تابانده شده را ثبت می کند. زاویه دید باریک تر، اثر استفاده از یک فاصله کانونی طولانی تر را به شما می دهد.

این زاویه دید باریک باعث می شود عکس بیشتر «زوم شده» به نظر برسد، که یک مشکل به شمار می آید – اگر یک لنز یکسان بتواند تصاویر متفاوتی بر روی دوربین های متفاوت ایجاد کند، شما چطور می توانید لنزها را به شیوه ای معنادار با هم مقایسه کنید، یا پیش بینی کنید که آنها بر روی دوربین های مختلف چه میدان دیدی را پوشش خواهند داد؟ ضریب برش (crop factor) برای حل این مشکل اختراع شد.

ضریب برش اختلاف اندازه بین یک فریم فیلم ۳۵ میلیمتری و سنسور دوربین شما را توصیف می کند. به عنوان مثال، اگر دوربین شما یک ضریب برش ۲ دارد، به این معنی است که یک فریم فیلم ۳۵ میلیمتری دو برابر بزرگتر از سنسور دوربین شماست.

بر روی دوربین های دیجیتال مدرن، سنسورهایی با اندازه های مختلف نصب می شود. بهترین SLR های دیجیتال سنسورهایی دارند که هم اندازه با فیلم ۳۵ میلیمتری باشند، بنابراین ضریب برش آنها ۱ است که به عنوان «فول فریم « full

– frame – شناخته می شوند. در انتهای دیگر این مقیاس، دوربین های دیجیتال کامپکت سنسورهای بسیار کوچک، و ضریب برش بالای ۵ یا ۶ دارند. هر چه ضریب برش بیشتر باشد، اثر «زوم شدگی» برای یک فاصله کانونی مشخص قابل توجه تر می شود.

شما می توانید ضریب برش دوربین خود را با تقسیم قطر یک فریم ۳۵ میلیمتری بر قطر سنسور دوربین خود محاسبه کنید. این اعداد ممکن است کمی پیچیده و دشوار به دست آیند، اما خوشبختانه تولید کنندگان دوربین، ضریب برش را در فهرست کتابچه راهنمای کاربر قرار می دهند تا در وقت شما صرفه جویی کنند.