|
بحثی در مورد اندازه حسگر
و نقش آن در کیفیت عکس :
مسابقه مگاپيكسل هاي بالاتر همچنان ادامه دارد. در حاليكه سال گذشته
اكثر كمپانيهاي سازنده دوربين ، سنسورهاي خود را از 8 به 10 مگاپيكسل
ارتقاء دادند ، كمپاني
TOSHIBA
خبر از عرضه سنسور 12 مگاپيكسلي براي سال 2007 داده و بعيد نيست
درآینده ای نزدیک، دوربين هايي با سنسور 25 مگاپيكسل به بازار عرضه
شود. اما آيا بالا بردن تعداد مگاپيكسل براي دوربين هاي جیبی(compact)واقعًا
يك مزيت محسوب مي شود ،يا آنكه يك ترفند تجاري براي تسخير بيشتر بازار
فروش است ؟ براي پاسخ به اين مطلب ابتدا نظري به اندازه سنسورها (sensor
size)
در دوربين هاي مختلف مي اندازيم .
شكل شماره 1، يك فريم از فيلم 35 ميلي متري را كه در دوربين هاي آنالوگ
معمولي استفاده شده نشان مي دهد. اندازه سنسور بعضي از دوربين هاي حرفه
اي ديجيتال مثل
CANON EOS
سري
EOS 1DsKMKII, EOS 1Ds) 1Ds
)
وEOS
5D
و
Kodak DCS Pro
به اندازه يك فريم از فيلم 35 ميلي متري، یعنی 24 * 36 میلیمتر است.
به
اين دوربين ها دوربين هاي فول فريم مي گويند. ( اخیرا نیکون نیز با
معرفی
D3
به جمع آنها پیوسته است )
اكثر دوربين هاي
SLR
ديگر، مجهز به سنسورهايي كوچتر معروف به سنسورهایAPS-C
Size
هستند اين سنسورها ابعادی حدود15*23 میلیمتردارند (البته در مدلهاي
مختلف اين ابعاد كمي متفاوت است) و سطحي حدود 43% سطح سنورهاي فول فريم
را پوشش مي دهند. در دوربين هاي
SLR
مارك
Panasonic , Olympus
از سنسورهاي كوچكتري با سایز "3/4 استفاده شده است. سنسور اين
دوربين ها دقيقاً سحطي معادل 28% سطح سنسورهاي فول فريم را دارد و نسبت
عرض به طور آن 3 به 4 است و به دوربين هاي 3/4 معروفند(
برخلاف دوربين هاي فول فريم و
APS-C Size
كه نسبت عرض به طول سنسور آنها 2 به 3 است).
(در دوربينهای
CANON EOS 1D
از سنسورهايی با قطع کمی بزرگتر از
(.استفاده
میشودAPS-H Size
بنام سنسورهای
APS-C Size
دسته آخردوربینهای جیبی یا کمپاکت هستند که سطح سنسور آنها کمتر از5%
سنسورهای فول فريم مي باشد . برای مثال سنسور1/1.8''
که یکی
از بزرگترین سنسورهای مورد استفاده در دوربین های کمپاکت میباشد
، قطری معادل تنها 9 میلیمتر و سطحی کمتر از 4% سنسورهای فول فریم
دارد. سنسور بکار رفته
در مدلهاي مختلف ممكن است سايز ی حتي
از اين هم كوچكتر داشته باشد.
اندازه
سنسور بطور قراردادی با یک کسر، و برحسب اینچ نشان داده میشود.مثلآ(....''sensor
size:1/1.7'',1/1.8'',1/2.8).عدد
حاصل از تقسیم صورت بر مخرج بیانگر قطرمحفظه دربر گیرنده سنسورمیباشد
وقطر سنسور نیز حدود دو سوم این عدد است.بنابراین هرچه مخرج کسر
بزرگترباشد، قطر و بالطبع ابعاد سنسور کوچکتر خواهد بود بطوریکه
''sensor 1/3.6
قطری
معادل فقط 5 میلیمتر وابعادی به اندازه 3*4 میلیمتر دارد.
هرچه سايز سنسوربکار رفته دردوربین كوچكتر باشد نياز به لنز كوچكتري
براي
پوشش سطح
سنسوردارد و در نتيجه بدنه دوربین هم میتواند كوچكترباشد.به همين علت
Canon Eos 1D
جزء
بزرگترين دوربين هاي
SLR
و دوربين هاي
3/4
مثل
OLYMPUS E400کوچکترین
دوربینهایSLR
و
کمپاکتها نیز کوچکترین دوربین های دیجیتال هستند.
اما اين كوچك شدن سايز سنسور، بجز كوچك كردن سايز لنز و دوربين كه نقطه
مثبتي محسوب مي شود، چندين نقطه ضعف را به همراه خود دارد;
نوري كه به سنسور مي رسد در برخورد با پيكسل ها يك جريان الكتريكي
ايجاد مي كند كه مجموع اين جريانات الكتريكي درپروسسور دوربين آناليز
شده و تبديل به دیتاهای دیجیتال و يك عكس ديجيتال مي شود .
فرض كنيد يك دوربين كمپاكت و يك دوربين فول فريم هر دو سنسوري 8
مگاپيكسلي داشته باشند مثلاً (
Panasonic
LX1
و
CANON Eos1 Ds
)
.
براي اينكه يك سنسور خيلي كوچك، تعداد پيكسل معادل يك سنسور فول فريم
داشته باشد بايستي ابعاد هر پيكسل به طور قابل ملاحظه اي كاهش يابد.
كاهش ابعاد پيكسل ها باعث مي شود هر پيكسل (چون سطح كوچكتري دارد) نور
كمتري را دريافت كند و بنابراين جريان الكتريكي ضعيف تري ايجاد كند.
براي اينكه عكس گرفته شده روشنايي مناسبي داشته باشد بايستي جريان
الكتريكي ايجاد شده ، توسط پردازشگر دوربين تقويت شود. تقويت اين
جريانهاي الكتريكي همزمان، باعث افزايش میزان
Noise
يا پارازيت ميشود. دوربين از مگانيسمهايي كه مجموعاً به كاهنده پارازیت
يا
NOISE REDUCTION
معروفند استفاده مي كند تا از اثر مخرب
Noise
برعكس بكاهد ولي اين فرآيند باعث افزايش آرتفکتهای ديجيتال و نيز از
بين رفتن جزئيات عكس شده و به وضوح از كيفيت عكس مي كاهد. براي مثال ،
پاناسونيك
FZ50
(با سنسور 10 مگاپيكسلي) نه تنها كيفيت بهتري از پيشينه خود
FZ30
(كه سنسوري 8 مگاپيكسلي داشت) ندارد بلكه كيفيت عكس آن بمراتب بدتر
است.
noise >>>
علاوه بر مسئله
Noise
افزايش تعداد پيكسل ها و نتيجتاً كوچكتر شدن ابعاد آنها باعث محدود شدن
دامنه ديناميك (dynamic
Range)
مي شود. منظور از دامنه ديناميك ،دامنه ما بين پرنورترين و كم نورترين
نقاط منظره است كه سنسور قادر به ثبت آنها است. كوچكتر شدن سايز پيكسل
ها باعث مي شود قبل از آنكه نقاط كم نور منظره بتوانند پيكسل را تحريك
به ايجاد جريان الكتريكي كنند نقاط پرنور منظره پيكسل هايي را از نور
اشباع كنند. اين فرآيند دردوربين هاي ديجيتال كمپاكت ،باعث شسسته شدن
قسمتهاي پرنور عكس (highlight
clipping)
مي شود. يعني دوربين هاي كمپاكت دامنه ديناميك خيلي كوچكتري از دوربين
هايي با سنسور بزرگتر دارند و هرچه تعداد پيكسل بالاتر رود( بعلت
کوچکتر شدن اندازه پیکسل ها)، اين دامنه ديناميك محدودتر مي شود و به
همين خاطر در شرايطي كه كنتراست منظره خيلي شديد باشد (مثل ظهرهاي
آفتابي)، پديده
highlight clippingاثر
مخرب خود را در اكثر عكس هاي دوربين هاي كمپاكت به جا مي گذارد.
highlight clipping >>>
عارضه دیگری که از
زیاد کردن رزولوشن در یک سنسور کوچک ناشی میشود آن استکه با افزایش
تعداد فوتوسل ها و بالطبع کوچک شدن آنها ، رزولوشن سنسور از رزولوشن
لنز پیشی میگیرد، یعنی چون فوتوسلهای سنسور بسیار کوچک میشوند ولنز
نمیتواند به همین میزان شعاعهای نوری را از هم تفکیک کند، ممکن است
بعضی از فوتوسل ها هیچ شعاع نوری را دریافت نکنند . این مسئله باعث
soft شدن تصویر حاصله میشود . سازندگان
دوربین سعی میکنند از طریق نرم افزاری و با اِعمال
sharpening این مشکل را جبران کند که این عمل، خود باعث ایجاد
بیشتر ارتفکت ها و غیرطبیعی شدن ظاهر عکس ها می شود.
علت اينكه اكثر حرفه ايها يا كساني كه به عكاسي جدي تر نگاه مي كنند
دوربين هاي
SLR
را به دوربينهاي كمپاكت ترجيح مي دهند، (علاوه بر انعطاف پذيري بيشتر
دوربين هاي
SLR
در زمينه تعويض لنز ، فلاش بيروني و ...) كيفيت بهتر عكس ها به خاطر
بزرگتر بودن سايز سنسور و نتيجتاً سايز پيكسل ها است والا هيچ عكاسي
تمايل به حمل چندين كيليوگرم دوربين و لنزهاي گران قيمت را ندارد.
بنابراين گول مگاپيكسل هاي بالا را نخوريد. مگاپيكسل شايد يكي از كم
اهميت ترين فاكتورها در كيفيت عكس باشد. شما با يك دوربين 3 مگاپيكسل
مي توانيد عكس هاي خوبي تا سايز 18*13 يا حتي 30*20 سانتیمتری چاپ
کنید.
با تكنولوژي امروز در دوربين هاي كمپاكت، سنسورهاي بالاي 6 يا 7
مگاپيكسل نه تنها بر كيفيت عكس نمي افزايند بلكه همانطور كه گفته شد از
آن مي كاهند. متأسفانه همه كمپانيهاي سازنده دوربين از حربه مگاپيكسل
بالاتر به عنوان يك ترفند فروش استفاده مي كنند و اكثر مشتريان نيز در
موقع خريد ، بيش از همه به اين فاكتور توجه مي كنند. ظاهراً تنها
سازنده اي كه كيفيت پيكسل ها را بر كميت آنها ترجيح داده و خود را كمتر
درگير افزايش مگاپيكسل ها كرده، كمپاني
FujiFilm
است كه طي 3 سال اخيربجای بالا بردن شماره مگاپیکسل ها،روی فاکتورهای
مهم دیگر مثل بالابردن حساسیت سنسور(ISO
sensitivity)
متمرکز شده وبا دوربين هاي
F30
و
F20 , F11 , F10
بهترين دوربين هاي كمپاكت را با 6 مگاپيكسل روانه بازار كرده است.
بطوریکه
FUJIFILM F30حساسیتی
معادل
ISO
3200
دارد.
بهین ناظم رعایا - دیماه 85
( ویرایش در مهر86 )
|
