گشودگی دریچه دیافراگم چیست و وجود آن چه اهمیتی دارد ؟

در بخش مشخصات دوربین عبارتی را با نام گشودگی دریچه ی دیافراگم یا Aperture را مشاهده کرده اید. در مقابل این عبارت هم معمولاً مقداری به صورت f نوشته می شود. اما این اعداد و ارقام به چه معناست؟

در ثبت یک عکس، موراد متعددی وجود دارند که با تنظیم آن ها، یک عکس مناسب به ثبت می رسد. در صورتی که هر یک از این موراد به شکل نادرستی تنظیم شوند، عکس شما به کلی به هم ریخته و تصویر نامناسبی به ثبت می رسد. از جمله ی این موارد، ISO، سرعت شاتر و نوردهی دوربین هستند. هر سه ی این موارد وظیفه ی تنظیم نور سوژه های موجود در عکس را برعهده دارند تا کاربر بتواند تصاویر مناسبی را به ثبت برساند.

در برخی از گوشی های هوشمند رده بالا، در اپلیکیشن دوربین از قابلیت هایی استفاده شده است که به کمک آن ها کاربر می تواند تنظیمات ثبت عکس را به صورت دستی تنظیم نماید. برای مثال، کاربر می تواند با تنظیم ISO، روشنایی عکس را مطابق با میل خود تنظیم کند.

ISO

ایزو در حقیقت میزان حساسیت سنسور دوربین به نور جذب شده را مشخص می کند. به لطف عرضه ی دوربین های دیجیتال و استفاده از آن ها در گوشی های هوشمند، حالا امکان تنظیم دستی و ساده ی ایزو برای کاربران فراهم شده است. به صورت کلی، ISO کمتر برای ثبت عکس ها مناسب تر می باشد. چراکه در صورتی که میزان ایزو بروی مقدار پایینی تنظیم شده باشد، نویز موجود در پیکسل ها کاهش می یابد و در نهایت تصویر بهتری به ثبت می رسد. اما در برخی از شرایط هم لازم است تا حساسیت سنسور به نور افزایش یابد که در این شرایط باید از نویز موجود در عکس ها چشم پوشی کرد.

زمانی که شما اقدام به ثبت عکسی با میزان ایزو بالا و در نهایت میزان نویز بیشتر می کنید، هر پیکسل میزبان نویزهای بیشتری خواهد بود. سیستم دیجیتال دوربین اقدام به برطرف کردن نویزها با بررسی هر پیکسل و مقایسه ی آن پیکسل با پیکسل های اطراف می کند. زمانی که دوربین نتواند به صورت دقیق پیکسل را بازسازی کند، اقدام به استفاده از educated guess یا حدس پیکسل می کند. بنابراین، هرچه پیکسل های حدس زده شده در عکس کمتر باشد، شاهد عکسی با شفافیت بیشتر خواهیم بود.

همانطور که پیشتر هم اشاره شد، در برخی از شرایط لازم است تا از ایزو بیشتری استفاده شود تا نور بیشتری جذب پیکسل های سنسور بشود. برای نمونه، در محیط هایی که نور کم است، باید ایزو اندکی افزایش یابد تا سوژه ها به شکل بهتری نور خود را به سنسور برسانند و در نهایت تصویر روشن تری به ثبت برسد. اما در شرایط دیگر، همانند نور روز، استفاده از کمترین میزان ایزو برای کاهش نویز موجود در عکس و بالانس بهتر رنگ ها پیشنهاد می شود.

بنابراین، هر چه که عدد متغیر ایزو در اپلیکیشن دوربین دستگاه شما بیشتر باشد، به معنای حساسیت بیشتر سنسور به نور است که در نهایت باعث ثبت عکسی با نوردهی بهتر و البته نویز بیشتر می شود.

سرعت شاتر

یکی دیگر از مواردی که در جذب نور بسیار اهمیت دارد، سرعت شاتر می باشد. سرعت شاتر در حقیقت به مدت زمانی گفته می شود که در آن سنسور باز شده و نور را به خود جذب می کند. در دوربین های حرفه با تنظیم شاتر می توان عکس های بسیار جذابی را ثبت نمود.

در صورتی که دقت کرده باشید، متوجه شده اید که در زمان هایی که قصد ثبت عکس در محیط هایی با نور کافی را دارید، در مقایسه با زمان هایی که قصد ثبت عکس در محیط های کم نور را دارید، زمان کمتری برای ثبت عکس لازم است. این دقیقاً مفهوم سرعت شاتر را برای ما تداعی می کند.

هرچه که سرعت شاتر سنسور پایین تر باشد، به معنای این است که سنسور دوربین به مدت زمان بیشتری در معرض نور پخش شده از محیط قرار می گیرد و در نهایت سنسور، پیکسل های خود را با نور بیشتری به ثبت می رساند. در مقابل، هر چه که سرعت سنسور بالاتر باشد، نور کمتری به سنسور می رسد و تصویری تاریک تر ثبت می شود.

در محیط های تاریک، به این دلیل که نوری کمتر از حد نیاز به سنسور می رسد، سیستم هوشمند دستگاه اقدام به کاهش سرعت شاتر می کند تا تصویری با نوردهی بیشتر ثبت شود. در مقابل، در محیط هایی که نور بسیار زیاد است، سرعت شاتر کاهش می یابد تا بیش از حد شاهد نور در عکس ها نباشیم.

شاید فکر کنید که تفاوت سرعت شاتر کم و سرعت شاتر زیاد تفاوت قابل توجهی از نظر اعداد و ارقام باشد. اما باید گفت که معمولاً سرعت شاتر زیادی در گوشی های موبایل بروی 1/30 ام ثانیه و سرعت شاتر کم بروی 1/2 ام ثانیه تنظیم می شود. این به این معناست که تفاوت دو عدد کمتر از یک ثانیه می باشد و همین تفاوت باعث ثبت تصاویری با تفاوت های بزرگ می شود.

در گوشی هایی که دوربین آن ها از حالت عکاسی دستی پشتیبانی می کند، امکان تنظیم سرعت شاتر در اختیار کاربر می باشد. بنابراین، کاربر می تواند حالت اتوماتیک تنظیم سرعت را کنار گذاشته و خود اقدام به تنظیم این بخش به صورت دستی کند. هر چه که سرعت شاتر را افزایش دهید، تصاویری با نوردهی بیشتر و البته ریسک لرزش بیشتر به ثبت خواهند رسید. در مقابل، هر چه که سرعت شاتر را کاهش دهید، تصاویری بدون لرزش و تاریک تر به ثبت می رسند.

گشودگی دیافراگم

همانطور که پیشتر هم اشاره شد، گشودگی دریچه ی دیافراگم استفاده شده در لنز هر دوربین، یکی از تاثیرگذارترین ملاک ها برای ثبت عکس های مناسب به وسیله ی هر دوربین می باشد. در حقیقت، میزان گشودگی دریچه ی دیافراگم با حرف f نشان داده می شود و هرچه که میزان f بالاتر باشد، به معنای گشودگی کمتر دریچه ی دیافراگم می باشد. بنابراین، رابطه ی افزایش f با گشودگی دریچه ی دیافراگم، رابطه ی عکس می باشد.

اما اصلاً این گشودگی در دوربین ها چه کاربردی دارد و چرا باید به میزان آن توجه ویژه ای داشت ؟ همانطور که می دانید، دوربین تشکیل شده از دو بخش اصلی شامل سنسور و لنز می باشد. سنسور وظیفه ی تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال را دارد. بنابراین، سنسور وظیفه ی تبدیل نور دریافت شده به پیکسل های دیجیتالی و ثبت کد رنگ ها را دارا می باشد.

بروی سنسور همیشه از یک پوشش شیشه ای استفاده می شود که این پوشش لنز نام دارد. در گوشی های هوشمند لنز معمولاً ضخامت بسیار کمی دارد؛ چراکه در موبایل ها محدودیت های گسترده ای برای سایز دوربین وجود دارد. اما در دوربین های حرفه ای که معمولاً محدودیت فضا در آن ها وجود ندارد، کمپانی ها اقدام به تولید لنزهایی بزرگ می کنند که قابلیت های متنوعی را در اختیار کاربر قرار می دهد. برای نمونه، با استفاده از لنزهای بزرگتر می توان فاصله ی کانونی لنز را تغییر داد و از زوم بدون افت کیفیت یا همان زوم اپتیکال استفاده نمود.

در گوشی های موبایل به دلیل محدودیت ابعاد، از لنزهایی با گشودگی دریچه ی دیافراگم ثابت استفاده می شود. اما در دوربین های حرفه ای، عکاس قادر خواهد بود تا بسته به نیاز خود میزان گشودگی دریچه ی دیافراگم را در بازه های گسترده تغییر دهد.

هر چه که میزان گشودگی دریچه ی دیافراگم لنز استفاده شده در یک دوربین بیشتر باشد، به این معنا خواهد بود که نور بیشتری از لنز عبور می کند و در نهایت به سنسور دوربین می رسد. این امر باعث می شود تا سنسور دید بهتری نسبت به محیط داشته باشد و در محیط های تاریک بتواند تصاویری با نور بهتر را به ثبت برساند.

برخلاف قابلیت های قبلی که از آن ها برای بهبود عکاسی در محیط هایی با نور کم نام بردیم، گشودگی بالای دریچه ی دیافراگم علاوه بر این که تاثیر قابل توجهی بر عملکرد دوربین در محیط های تاریک دارد، به هیچ عنوان باعث افت کیفیت عکس یا ایجاد نویز در تصاویر نمی شود.

البته باید به این نکته هم توجه داشت که هرچه که گشودگی دریچه ی دیافراگم کمتر باشد، برای رسیدن نور کافی به سنسور، سرعت شاتر کاهش می یابد و در این صورت ممکن است با لرزش های اندک، تصویر ثبت شده به وسیله ی شما تار و مات شود.

در دو سال گذشته کمپانی های تولیدکننده ی گوشی های هوشمند علاوه بر دوربین های معمول، از یک دوربین دیگر نیز به عنوان دوربین اصلی دستگاه استفاده کرده اند. دوربین اول دستگاه معمولاً فاصله ی کانونی برابر با 25 میلی متر یا چیزی در حدود آن را دارد. دوربین دوم با بهره گیری از لنزی با فاصله ی کانونی نزدیک به 50 میلی متر، این امکان را به کاربر می دهد تا بتواند از قابلیت زوم اپتیکال دو برابری در گوشی خود استفاده نماید. همچنین، با استفاده از این قابلیت کاربران می توانند تصاویری با عمق بیشتر را به ثبت برسانند. در این عکس ها که به اصتلاح پرتره نامیده می شوند، دوربین قادر خواهد بود تا سوژه های موجود در پیش زمینه و پس زمینه را از یک دیگر تفکیک کند و سوژه های موجود در پس زمینه را مات نماید و تصاویر بسیار زیبایی را به ثبت برساند.

اما برای این که بیشتر به اهمیت گشودگی دریچه ی دیافراگم لنز پی ببریم، از دو تصویر زیر که در محیط های یکسان به ثبت رسیده اند، استفاده می کنیم:

تصویر سمت راست با استفاده یک دوربین که گشودگی دریچه ی دیافراگم آن بروی f/5 تنظیم شده است، ثبت شده است. همانطور که مشاهده می کنید، در این عکس شاهد وجود نویزی اندک و در عین حال ثبت عکسی با نور بسیار مناسب هستیم. در همین شرایط و با همان دوربین، تصمیم گرفتیم تا عکس دیگری را با تنظیم دریچه ی دیافراگم بروی f/25 ثبت نماییم. در این شرایط، با استفاده از تنظیم ISO و سرعت شاتر، سعی شد تا شرایط دوربین مناسب عکاسی در محیط های کم نور بشود. همانطور که مشاهده می کنید، در این عکس هم شاهد وجود نور کافی و نویز بسیار ناچیزی هستیم. اما در صورتی که قصد تکرار همین آزمایش با گوشی های موبایل را داشته باشیم، نتایج کاملاً متفاوتی را شاهد هستیم. در این صورت، نویز بسیار بالایی را در عکس شاهد خواهیم بود که این خود نشان دهنده ی اهمیت دریچه ی دیافراگم به ویژه برای دوربین گوشی های هوشمند می باشد.

کمپانی های مختلف برای دستگاه های رده بالای خود از متدهای مختلفی برای ثبت عکس های پرتره استفاده می کنند. برای نمونه، کمپانی گوگل در گوشی های سری پیکسل 2 خود، بدون استفاده از دوربین دوگانه از قابلیت ثبت عکس های پرتره استفاده کرده است. یا از طرفی دیگر، کمپانی های دیگر از لنز دوم دوربین اصلی گوشی خود که معمولاً یک لنز تله فوتو می باشد، برای عکس های پرتره و تعیین عمق سوژه ها استفاده می کنند.

همانطور که پیشتر هم اشاره شد، دوربین اسمارت فون ها تا کنون از دریچه ی دیافراگمی با گشودگی غیرقابل تنظیم و ثابتی بهره برده اند. حالا به نظر می رسد که کمپانی سامسونگ با معرفی گوشی جدید خود قصد دارد تا تحولی بزرگ در دوربین گوشی های هوشمند ایجاد کند.

S9

بنابر اطلاعات منتشر شده، این کمپانی در روز 6 اسفندماه سال جاری از گوشی جدید خود با نام گلکسی اس 9 رونمایی خواهد کرد که در این گوشی از لنزی با گشودگی متغیر دریچه ی دیافراگم استفاده شده است.

حالا که با مفاهیم المان های مختلف تاثیر گذار در عملکرد دوربین آشنا شدیم، می توانیم با دید بهتری به مشخصات فنی دوربین استفاده شده در گوشی های هوشمند نگاه کنیم. کمپانی های مختلف تلاش می کنند تا گوشی های خود را نسل به نسل به سنسورها و لنزهای بهتری مجهز نمایند که در نهایت باعث شده است تا در ماه های گذشته شاهد استفاده ی گسترده ی کمپانی ها از لنزهایی با گشودگی کمتر از f/1.8 باشیم که در نهایت باعث بهبود عملکرد دوربین در گوشی های موبایل شده است.

منبع: androidcentral