چشم انسان و دوربین عکاسی

حتما تا به حال این مسئله برای شما هم به عنوان یک سوال مطرح شده است که، چرا نمی‌توانیم دوربین خود را به هر سویی که در حال تماشای آن هستیم بگیریم و آن تصویر را ثبت کنیم؟ با اینکه این سوال به نظر ساده می رسد اما پاسخ به آن بسیار پیچیده بوده و برای پاسخگویی نه تنها نحوهٔ ثبت تصویر توسط دوربین بلکه نحوهٔ کارکرد چشم انسان را باید بررسی نماییم. پاسخگویی به چنین سوالی سبب آشکار شدن حقایق شگفت‌آوری از درک هر روز ما از جهان پیرامونمان می گردد.

چشم ما و دوربین عکاسی چه تفاوتهایی دارند!
چشم ما و دوربین عکاسی چه تفاوتهایی دارند!

چشم انسان و دوربین عکاسی چه تفاوتهایی دارند این مسئله ای است که در این مقاله با هم بدان خواهیم پرداخت. چشمان ما قادر هستند تا به یک صحنه بنگرند و در‌‌ همان حال براساس شرایط موضوع در حال رویت، خود را تنظیم بنمایند. این در حالی است که دوربین عکاسی تنها یک نمای مشخص را ثبت می‌کند. این ویژگی چشم انسان عامل بسیاری از برتریهایی است که ما از چشم خود نسبت به دوربین عکاسی می‌شناسیم. به عنوان مثال چشمان ما قادرند میزان روشنایی تصویر را بر اساس سوژه‌های مختلف که بر آن فوکوس کرده‌ایم جبران کنند، می‌توانند به اطراف بچرخند و به این طریق زاویهٔ دید را افزایش دهند و یا پشت هم بر سوژه هایی با فواصل مختلف فوکوس کنند.

فرآیند دیدن توسط چشم را بیشتر می توان به یک دوربین فیلمبرداری تشبیه کرد به این مفهوم که مغز تصاویر مرتبط به هم را در راستای استخراج یک تصویر نهایی پردازش می‌نماید. در مجموع می‌توان گفت که سیستم بینایی انسان به دلیل زیر بی‌نظیر است: آنچه که ما قادر به دیدین آن هستیم در واقع تصویری است بازسازی شده توسط ذهن ما بر اساس ورودیهایی که توسط چشم تامین شده است و این تصویر دقیقا نتیجه مستقیم نور رسیده به چشم‌های ما نیست.

سه تفاوت عمده میان جشمان ما و دوربین ها عبارتند از:

  1. زاویه دید
  2. وضوح تصویر و جزئیات آن
  3. محدوده دینامیک

بررسی زاویه دید:

 در دوربین زاویه دید توسط فاصلهٔ کانونی لنز (همچنین اندازه سنسور دوربین) مشخص می‌شود. به عنوان مثال یک لنز تله فاصلهٔ کانونی بزرگتری داشته و بنابراین دارای زاویه‌‎ی دید بسته‌تری در مقایسه با یک لنز پرترهٔ استاندارد می‌باشد. شکل زیر نشان دهنده تاثیر فاصله کانونی بر زاویه دید به است.

تاثیر فاصله کانونی با زاویه دید
تاثیر فاصله کانونی با زاویه دید

اما مورد چشم نمی‌توان به این راحتی نظر داد. با وجود اینکه چشمان ما دارای فاصلهٔ کانونی حدود ۲۲ میلیمتر هستند اما باید توجه کرد که اولا شبکیه یعنی محل تصویر در چشم کروی بوده و ثانیا نواحی کناری میدان دید ما نسبت به مرکز دارای توانایی ثبت جزئیات کمتری است و همچنین تصویری که می‌بینیم نتیجهٔ ترکیب دید هر دو چشم است.با در نظر گرفتن اینکه دیدن سوژه توسط چشم را چگونه تعریف می کنیم، هر چشم به تنهایی دارای زاویه دیدی بین ۱۲۰ تا ۲۰۰ درجه است. در دیدن با دو چشم، ناحیهٔ مشترک میان هر دو چشم حدود ۱۳۰ درجه است که معادل زاویه دید یک لنز فیش‌آی است. به دلایل مربوط به سیر تکامل بشر، دید کناری تنها برای حس کردن حرکت و دیدن اشیای بزرگ کاربرد دارد. اگر قرار باشد زاویه دید چشم را (۱۳۰ درجه) در یک دوربین به دست بیاوریم تصویر به شدت تغییر شکل یافته و غیرطبیعی می‌شود.

ناحیهٔ مرکزی دید چشم که حدود ۴۰ تا ۶۰ درجه است، بیشترین تاثیر را در شناخت و درک ما از سوژه مورد مشاهده دارد. این ناحیه محلی است که در آن می‌توانیم اشیا را بدون حرکت دادن چشمان به خاطر آورده و شناسایی کنیم. این زاویهٔ دید تقریبا مشابه یک لنز ۵۰ میلیمتری نرمال بر روی یک دوربین full frame است. اگرچه این لنز تمام زاویه دیدی که چشمان ما می‌بینند را ایجاد نمی‌کند، اما به لحاظ میزان تغییر شکل تصویر، تصویری مشابه آنچه چشم می‌بیند را بر روی سنسور دوربین ثبت می‌کند.

همانطور که می‌دانیم در یک لنز با زاویهٔ دید بزرگ (wide) نسبت اندازه ظاهری اشیا به صورت اغراق‌ آمیزی در می‌آید. از طرف دیگر در یک لنز با زاویهٔ دید تنگتر (لنز تله) اشیا دارای اندازه ظاهری برابر با هم می‌شوند و بنابراین عمق از تصویر گرفته می‌شود. (برای فهم بهتر این مطلب به شکل زیر توجه کنید. دقت کنید که اندازه واقعی هر دو میله یکسان است اما اندازه ظاهری آنها بسته به فاصله کانونی لنز متفاوت است.)

در مقایسه و به عنوان نتیجه گیری می‌توان گفت با وجود اینکه چشمان ما تصویری تغییر شکل‌ یافته را ثبت می‌کنند اما ذهن این تصویر را به صورت یک تصویر بدون تغییر شکل تفسیر می‌کند.

وضوح تصویر و جزئیات آن:

اکثر دوربینهای دیجیتال دارای رزولوشن ۵ تا ۲۰ مگاپیکسل هستند که گفته می‌شود در برابر سیستم بینایی ما این وضوح بسیار کمتر است. علت این است که در دید ۲۰/۲۰ (چشم سالم) با فرض زاویهٔ دید ۶۰ درجه ای، چشم می‌تواند معادل ۵۲ مگاپیکسل را تفکیک کند. این محاسبات تا حدودی گمراه‌ کننده هستند. تنها دید مرکزی ما دارای دید ۲۰/۲۰ است و بنابراین نمی‌توانیم با یک نگاه این مقدار جزئیات را تشخیص دهیم. با دور شدن از مرکز تصویر توانایی بینایی ما به شدت کاهش خواهد یافت. طوری که در تنها ۲۰ درجه خارج از مرکز، چشمان تنها می‌توانند یک دهم جزئیات را در مقایسه با مرکز تشخیص دهند. در لبهٔ تصویر نیز ما تنها قادر به تشخیص اجسام بزرگ با کنتراست بالا با اشباع رنگی کم هستیم. شکل زیر نمایشی است از آنچه ما توسط چشمانمان می‌بینیم.
با در نظر گرفتن واقعیت بالا ما در یک نگاه توسط چشمانمان (بسته به قدرت بینایی) قادر به تشخیص جزئیاتی معادل یک دوربین با کیفیت ۵ تا ۱۵ مگاپیکسل هستیم. علاوه بر این به خاطر داشته باشید که ذهن ما تصویر را پیکسل به پیکسل به خاطر نمی‌سپارد و تنها بافت‌ها، رنگ و کنتراست تصویر را ثبت می‌کند. به منظور تشکیل تصویر در ذهن، چشمان ما به صورت متوالی و با سرعت بالا بر روی چند ناحیه مورد توجه فوکوس می‌کنند. این عمل در ‌‌نهایت سبب ادراک ما از تصویری که در حال مشاهده آن هستیم می‌شود. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد:

محدوده دینامیک:

تعریف دقیق محدوده دینامیکی به وسیله مورد بررسی وابسته است. به عنوان مثال محدوده دینامیکی یک چاپگر جوهر افشان اختلاف میان روشنترین و تاریکترین نقاط موجود در نسخه چاپی نهایی است. در این حالت از آنجا که سفید‌ترین نقطه در واقع محلی است که در آنجا جوهری بر روی کاغذ پاشیده نشده است، پس محدوده دینامیکی یک پرینتر از یک سو توسط کاغذ و از سمت دیگر توسط کارتریج آن تعیین می‌شود. اما رنج دینامیکی وسایل ثبت تصویر مانند چشم عبارتست از حداکثر اختلاف قابل درک در روشنایی میان روشنترین و تاریکترین نقطه تصویر قبل از اینکه آن نقاط کاملا سفید و یا کاملا سیاه شوند. محدوده دینامیکی پارامتری است که چشمان ما در آن برتری بزرگی دارند.
اگر شرایطی را در نظر بگیریم که در آن مردمک چشمان ما برای دیدن مناطق تاریک و روشن باز و بسته می‌شود، در اینصورت چشمان ما دارای محدوده دینامیکی معادل ۲۴ استاپ هستند. منظور از این جمله این است که اگر ما یک بار در یک زیرزمین کاملا تاریک قرار بگیریم و یک بار دیگر در زیر تابش مستقیم آفتاب باشیم، فاصلهٔ میان روشن‌ترین تا تاریک‌ترین نقاط قابل درک برابر ۲۴ استاپ یعنی ۲ به توان ۲۴ برابر است. اما در این حالت چشم‌ها مانند دوربین فیلمبرداری با تغییر قطر مردمک در حال تنظیم کردن خود هستند و بنابراین مقایسه آن با دوربین عکاسی صحیح نیست. شکل زیر تاثیر باز و بسته شدن مردمک را در تغییر میزان نور رسیده به چشم نشان می‌دهد.
اما اگر زمانی را در نظر بگیریم که قطر مردمک ثابت است و در این حالت نسبت روشنایی نقاط روشن به تاریک را حساب کنیم، طبق پیش‌بینیهای صورت گرفته در این حالت چشمان ما قادرند بین ۱۰ تا ۱۴ استاپ را بدون از دست رفتن جزئیات تصویر ثبت کنند. این محدوده دینامیکی از دوربینهای کامپکت (۵ تا ۷ استاپ) بیشتر و تقریبا برابر با رنج دینامیکی دوربینهای پیشرفته SLR (بین ۸ تا ۱۱ استاپ) است. باید توجه کرد که محدوده دینامیکی چشمان ما به مقدار روشنایی کلی تصویر در حال رویت نیز وابسته است. به این معنا که در دیدن زیر نور ماه (دید شب)  محدوده دینامیکی چشم افزایش می‌یابد.

نتیجه گیری:

 به طور کلی می‌توان گفت که بیشتر مزیتهای سیستم بینایی ما از این حقیقت سرچشمه می‌گیرد که ذهن ما توانایی دارد تا اطلاعات رسیده از چشمان را به صورت هوشمندانه تفسیر نماید. این در حالی است که در دوربین فقط یک عکس خام موجود است. با این وجود، دوربینهای عکاسی امروزی در موارد بسیاری از زمینه های ثبت تصویر از چشمان ما پیشی می‌گیرند. برندهٔ حقیقی عکاسی است که بتواند تصاویر مختلف از دوربین عکاسی را به صورتی هوشمندانه ترکیب کند و به این ترتیب بتواند حتی در مقابسه با تصویر موجود در ذهن نیز تصویر بهتری ارائه کند.

منبع: سایت عکاسی

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *