آموزش جامع نحوه استفاده از فوکوس خودکار در دوربینهای DSLR (قسمت اول)
مسلما پروسه فوکوس خودکار، از بهترین و کاربردیترین فناوریهای موجود در گوشیها و دوربینهای دیجیتال میباشد و در دنیای مدرن امروزی، جای خود را پیدا کرده است. شاید وقتی به زمانهای گذشته برمیگردیم و روند فوکوس دستی دوربینهای آنالوگ را به یاد میآوریم، تجدید خاطره آن نیز کمی برایمان دردآور باشد. زیرا در هنگام انجام فوکوس […]

مسلما پروسه فوکوس خودکار، از بهترین و کاربردیترین فناوریهای موجود در گوشیها و دوربینهای دیجیتال میباشد و در دنیای مدرن امروزی، جای خود را پیدا کرده است. شاید وقتی به زمانهای گذشته برمیگردیم و روند فوکوس دستی دوربینهای آنالوگ را به یاد میآوریم، تجدید خاطره آن نیز کمی برایمان دردآور باشد. زیرا در هنگام انجام فوکوس دستی توسط لنزهای قدیمی، خطاهای بسیاری بوجود میآمد و اکثر نتیجه کار مورد رضایت عکاس نبود. هرچند استفاده از این حالت در موقعیتها و شرایطی خاص، کار را برای عکاسان بسیار دشوار میکرد. اما روزهای سخت سپری شدهاند و هم اینک در دنیای دیجیتال زندگی میکنیم. دنیایی که با دیجیتالی شدن دوربینها، نام دوربینهای SLR به DSLR (که D به معنای Digital است) تغییر یافت. به دنبال تغییر در ماهیت دوربینها، شرایط به منظور دگرگونی در لنزها نیز محیا شد و لنزها نیز این فرصت را پیدا کردند تا به دنیای دیجیتال جدید پای بگذارند. تمامی این روند، پایه گذار بوجود آمدن شرایطی به منظور ظهور فوکوس خودکار بود.
هم اینک فوکوس خودکار، تقریبا بر روی تمامی دستگاههای هوشمند مجهز به دوربین دیجیتال وجود دارد و امکان عکاسی را برای عکاسان آماتور محیا کرده است. در واقع میبایست این حقیقت بزرگ را قبول کنیم که یکی از بزرگترین عوامل نامرئی هجوم بسیاری از مردم و افراد عادی و آماتور به عکسبرداری، سهولت در انجام عکاسی به وسیله پروسه فوکوس خودکار بوده است. اما با وجود تمام این تفاسیر، روند انجام فوکوس خودکار، فناوری بسیار جالبی بوده و در طول تاریخ روشهای متعددی به منظور یافتن بهترین تکنولوژی به منظور تولید تصاویری با شارپنس بالا در شرایط مختلف، کشف و اعمال شد. هم اکنون نیز این تکنولوژی در حال پیشرفت بوده و کمپانیهای مختلفی در حال کار بر روی این شاخص مهم عکسبرداری هستند. اما با این حال شاید این سوال به ذهن هر عکاس آماتور یا حرفهای بروز کند که فوکوس خودکار چه بوده و ساز و کار آن چگونه است؟
در این مقاله سعی شده است که ابتدا به معرفی ساز و کار کلی فوکوس خودکار دوربین پرداخته و اساس کار آن، مورد ارزیابی و بررسی قرار گیرد و سپس در بخشهای بعدی، نحوه استفاده از آن در دوربینهای DSLR، انواع آن و چرایی استفاده از هر کدام در شرایط مختلف به طور کامل شرح داده شود. پس در ادامه با ما همراه باشید.
اساسا فوکوس خودکار چگونه کار میکند؟
همانطور که میدانید، اساس و پایه ورود نور به داخل دوربین و اکثر شاخصههای آن، شباهت بسیار زیادی به چشم انسان و عملکرد آن دارد. پس در ادامه با مثال زدن عملکرد چشم انسان، این مقوله را بهتر و آسانتر به شما خواهیم آموخت. همانطور که میدانید چشم انسان در بخش انتهایی خود دارای قسمتی به نام شبکیه یا Retina میباشد. در این بخش، سلولهایی به منظور دریافت نور و تبدیل آن به اطلاعات عصبی و سپس انتقال آنها به مغز جهت تفسیر، وجود دارند. سنسورهای موجود در دوربینها، دقیقا وظیفهای همانند این سلولهای داشته و نور عبور کرده از میان لنز دوربین را دریافت میکنند و سپس آن را به اطلاعات الکتریکی تبدیل کرده و آنها را تقویت میکنند و سپس آنها را به منظور تفسیر و پردازش به بخش تراشه دوربین ارسال میکنند. در این میان، لنز دوربین نیز عملکردی همانند لنز چشم داشته و باعث انکسار نور محیط و انتقال هرچه بهتر آن بر روی حسگر دستگاه میشود. در حقیقت نور خود میتواند به آسانی از لنز عبور کرده و بر روی سنسور قرار گیرد اما در این میان، وجود لنز به منظور تمرکز هرچه بهتر نورهای محیط بر روی نقطهای خاص بر روی حسگر بوده که به این پروسه، فوکوس گفته میشود. البته در مورد لنز، تفاوتهایی در مثال آورده شده وجود دارد و در حقیقت، لنز یا عدسی بیولوژیکی از جنس بافت طبیعی انسان است اما لنز دوربینها از جنس پلاستیک و شیشه بوده و در کنار آن، پروسه انجام فوکوس در این دو کاملا متفاوت است. در واقع عدسی چشم انسان با تغییر ضخامت خود توسط ماهیچههای مژکی، باعث متمرکز شدن انوار بر روی نقطه فوکوس میشود اما در دوربینها و لنزهای آنها قضیه متفاوت بوده و این کار توسط حرکت عدسیهای مختلف و جابهجایی آنها در مسیری تعیین شده انجام میشود.
ساز و کار انجام فوکوس و فهمیدن اساس این موضوع نیز کاملا ساده است. مسلما خیلی از افراد، فوکوس را در طی زندگی روزمره خود تجربه کردهاند. برای مثال در هنگامی که تعداد کمی از تکههای کاغذ و یا خردههای چوب را در زیر یک عدسی قرار دادهایم، نور خورشید را بر روی آنها متمرکز میکنیم و مواد زیر آن به سرعت آتش میگیرند. مورد مذکور یکی از شایع ترین مثالهای مربوط به این زمینه هستند. در مثالی دیگر، دو دست خود را با فاصلههایی متفاوت در جلوی چشم خود میگیریم و ابتدا بر روی یکی و سپس با کمی تاخیر بر روی دیگری متمرکز میشویم. طوری که تصاویر به نمایش درآمده به بالاترین وضوح ممکن برسند. این مثال نیز نوعی از حالت فوکوس دستی دوربین را به یادمان میاندازد. البته پروسه تشخیص شارپنس تصاویر، کاری راحتتر نسبت به دوربینهای آنالوگ بوده و با سرعت و دقیق بیشتری انجام میشود.
با در نظر گرفتن مثالهای بالا میتوان به راحتی نحوه انجام فوکوس در دوربینهای دستگاههای هوشمند را فهمیده و به درک درستی برسیم. در واقع زمانی که تصویر به نمایش در آمده، چه در نمایشگر یا منظرهیاب دوربین و چه در چشم انسان، تار میشود، با تغییراتی که در لنز بوجود میآید (در دوربین با جابهجایی و تغییر فاصله بین عدسیها و در چشم با تغییر ضخامت عدسی)، سعی میشود که تصویر انتهایی کاملا واضح بوده و بیشترین میزان اختلاف کنتراست بین پیکسلی را داشته باشد. بدین منظور، لنز میبایست نور ساتع شده از منظره را طوری از خود عبور دهد که بوسیله شکست آن توسط عدسیهای مختلف، تمامی نورها به صورت مشترک در نقطهای خاص متمرکز شوند. برای رسیدن به این هدف، عدسیهای موجود در لنز میبایست در فاصله مناسبی از یکدیگر و همچنین سوژه مورد نظر قرار گیرند. اما سوال اصلی اینجاست که چگونه لنز دوربین متوجه میشود که میبایست عدسیها را در چه فاصلهای از یکدیگر قرار دهد؟
در پاسخ به این سوال باید به شرح کامل فرایند فوکوس و تاریخچه بوجود آمدن آن تا به امروز بپردازیم.
در کل فرآیند فوکوس خودکار به دو دسته اکتیو (فعال) و پاسیو (غیر فعال) تقسیم میشود.
روشهای فوکوس خودکار اکتیو
مسلما ساده ترین راه به منظور انجام فوکوس خودکار استفاده از مکانیسم سیستم مکانیکی دستگاه بوده و بدین منظور میبایست فاصله تا جسم مورد نظر مشخص شود و سپس بر اساس آن و محاسبات انجام شده، بهترین فوکوس ممکن اعمال شود.
فردی به نام “پولاروید” در سال 1986 اولین پتنت در مورد فوکوس خودکار دوربین را به نام خود به ثبت رساند. در این پتنت از سونار به منظور تشخیص فاصله جسم تا دوربین استفاده شده است. سونار به معنای امواج اولتراسوند بود و این امواج صوتی کار خود را به دقت و با سرعت بسیار بالایی انجام میدهند. اما گاهی در کار آنها نقصهایی وارد است. برای مثال در هنگامی که سوژه مورد نظر در پشت یک شیشه کاملا تمیز قرار گرفته باشد، به دلیل اینکه امواج صوتی نمیتوانند همانند نور از این لایه عبور کنند، در نتیجه فوکوس بر روی شیشه انجام میشود و جسم مورد نظر تار میافتد. پروسه انجام شده به این شکل است که ابتدا دستگاه مورد نظر امواج صوتی با فرکانس مشخصی را از خود ساتع میکند و سپس امواج به جسم مورد نظر برخورد کرده و دوباره به دستگاه برمیگردد. زمان طی شده در این حالت محاسبه میشود و البته به دلیل مشخص بودن سرعت امواج، فاصله تا جسم به راحتی قابل محاسبه خواهد بود. این فناوری در زمینههای مختلفی از جمله نظامی به منظور تشخیص فاصله جسم در ردیابها استفاده میشود. اما با این حال اشکال آن نیز در هنگام برخورد آن با اجسام شفاف است. بدین منظور فرض کنید که در درون یک خودرو قرار دارید و میخواهید از مناظر بیرون عکاسی کنید. مطمئنا با استفاده از این فناوری، زمانی که شیشه خودرو در جلوی دوربین باشد، نمیتوانید به فوکوس مورد نظرتان دست پیدا کنید.
بعد از کنار گذاشتن این فناوری، تکنولوژی استفاده از نور به ویژه امواج مادون قرمز در دستگاههای پیشرفتهتر به میان آمد. در واقع این مکانیسم نیز همانند امواج صوتی عمل کرده و به جسم مورد نظر برخورد میکند و سپس با بازگشت به دوربین، زمان رفت و برگشت آن محاسبه شده و از این طریق و با در دست داشتن سرعت نور، فاصله از جسم تعیین میشود. البته با این تفاوت که این امواج قابلیت عبور از شیشه را نیز دارند. این فناوری بر روی بسیاری از دستگاههای هوشمند و دوربینها قرار داشته و اخیرا کمپانی الجی نیز آن را بر روی گوشیهای پرچمدار خود قرار داده است.
اما این تکنولوژی نیز بدون نقص نیست. مسلما اجسام زیادی در طبیعت هستند که امواج مادون قرمز ساتع شده به خود را جذب میکنند. بنابراین وجود این چنین اجسامی، کار فوکوس دقیق را مشکل خواهد کرد. علاوه بر آن، در طبیعت موارد وجود دارند که خود ساتع کننده امواج مادون قرمز هستند. برای مثال خورشید و یا آتش از منابع تولید کننده این امواج هستند و مطمئنا در صورت عکاسی از چنین سوژههایی و یا قرار گرفتن در نزدیکی آنها، میتواند انجام عمل فوکوس و تولید عکسهایی با شارپنس بالا را مشکل مواجه کنند.
پس اگر به منظور عکاسی، تمایل به استفاده از روشهای اکتیو سیستم فوکوس خودکار را داشته باشید، میبایست از موارد ذکر شده که باعث اشکال در عمل فوکوس خودکار میشوند دوری کنید. البته راه دیگری نیز وجود دارد و آن هم استفاده از فوکوس خودکار به روش پاسیو است.
روشهای فوکوس خودکار پاسیو
فناوری فوکوس غیر فعال یا پاسیو از جمله تکنولوژیهای جدید و مدرن امروزی میباشد که کار فوکوس خودکار را نسبتا آسانتر و بیدردسر تر کرده است. این فناوری به دلیل وابستگی شدید آن به وجود ابزارهایی تخصصی از روش فوکوس اکتیو، گرانتر و پرهزینهتر است. به همین منظور است که این فناوری بیشتر در دوربینهای حرفهای و DSLR مورد استفاده قرار میگیرد. این فناوری با انجام یکسری تجزیه و تحلیلهای ریاضی بر روی دادهها و اطلاعات خام تصاویر، تعیین میکند که حالت کنونی قرار گیری عدسیهای لنز، باعث انجام فوکوس شده است یا خیر. در صورت منفی بودن جواب، دستگاه در پی تغییر در فاصله عدسیها از یکدیگر بوده و دوباره این سوال پرسیده میشود، تا زمانی که دستگاه به جواب مثبت در این زمینه برسد.
معمولیترین فناوری به منظور انجام فوکوس خودکار پاسیو، استفاده از فناوری شناسایی کنتراست یا “Contrast Detection” است. در این حالت، نواری و یا ردیفی از پیکسلها در بخش میانی تصویر قرار دارند و دستگاه به طور خودکار، میزان کنتراست آنها را، پیکسل به پیسکل بررسی میکند. به همین منظور به طور همزمان، به تطبیق لنز با تصویر به نمایش درآمده به منظور رسیدن به بالاترین میزان کنتراست تصویر اقدام میکند.
همانطور که میدانید، تصاویر تار دارای میزان کنتراست کمتری نسبت به تصاویر شارپ و واضح بوده و به همین دلیل، استفاده از این روش برای رسیدن به بهترین سطح فوکوس، کار بسیار ارزشمندتر و صحیحتری است. همچنین استفاده از این روش، مشکلات مربوط به عکاسی از اجسام گرم و داغ و یا اجسام پشت شیشه را نخواهد داشت. در واقع این روش به دلایل مختلف از روشهای فوکوس خودکار اکتیو مفیدتر و کاربردیتر بوده و نتیجه کار نیز کاربر پسندانهتر است.
در حقیقت این حالت آنچنان کارا و ارزشمند است که در هنگام تغییر خواص کانونی لنز نیز همچنان به کار خود ادامه داده و بهترین و شفافترین تصویر را از جسم مورد نظر تولید کرده و در اختیار عکاس قرار میدهد. البته این روش نیز همانند تمامی دیگر روشها دارای یکسری معایب خاص خود است. کند بودن عمل فوکوس خودکار (به دلیل اینکه دوربین میبایست تمامی احتمالات را یک به یک بسنجد) در این روش، یکی از اصلیترین معایب آن به حساب میآید. همچنین زمانی که در منظره پیش روی دوربین، هیچگونه سوژهای با کنتراست بالا وجود نداشته باشد (برای مثال در هنگام عکاسی در محیطهایی با نور کم)، مسلما در هنگام استفاده از این حالت، عکاس با مشکل تار بودن و عدم وضوح کافی تصاویر مواجه خواهد شد.
روش دیگر در انجام فوکوس خودکار پاسیو، استفاده از فناوری تشخیص فاز یا “Phase Detection” است. در این روش از دو میکرولنز (لایههای نازکی از لنزها که بر روی سنسور قرار میگیرند و وظیفه آنها هدایت هرچه صحیحتر نور وارد شده به دوربین به سطح سنسور و به سمت هر پیکسل به طور مجزا است) به منظور دریافت نور وارد شده به داخل دوربین استفاده میشود و نورها به دو عدد سنسور تابیده میشود. سپس دوربین با پردازش اطلاعات دو تصویر بوجود آمده و مقایسه بین دو موج نوری و اختلافهای بین آن دو، براحتی فاصله دستگاه از جسم مورد نظر را تشخیص داده و عمل فوکوس خودکار صحیح را انجام میدهد.
یکی از بزرگترین مزایای استفاده از این روش، انجام سریع عمل فوکوس خودکار بر روی سوژه میباشد. اما به جهت تعبیه ابزارهایی خاص و اضافی مانند شیشه و آینه و سنسور مجزا، استفاده از این روش به عملی هزینهبر تبدیل شده است و معمولا این حالت بر روی دوربینهای سطح بالا دیده میشود و حتی کمتر بر روی دوربینهای سطح مبتدی DSLR قابل مشاهده است. علاوه بر آن، دقت پایینتر این روش نسبت به متد تشخیص کنتراست، از دیگر معایب فناوری تشخیص فاز به حساب میآید (برای مثال در اجسامی که دارای اجزا و قسمتهای مختلفی با عمقهای متفاوت هستند، استفاده از روش تشخیص فاز با کمی مشکل همراه خواهد بود).
البته اخیرا سنسورهای جدیدی به نام سنسورهای هیبریدی، طراحی و تولید گشتهاند که به منظور انجام فوکوس خودکار پاسیو، از هر دو فناوری تشخیص فاز و کنتراست به طور همزمان استفاده میکنند. در حقیقت این سنسورها، از سرعت بالای روش تشخیص فاز و از دقت بالای روش تشخیص کنتراست به منظور ایجاد تصاویر واضح و شارپ در شرایط مختلف محیطی، بهره میبرند. در واقع عمل فوکوس خودکار در این سنسورها به این گونه است که دستگاه به منظور رسیدن فوری به نزدیکتر حالت فوکوس از روش تشخیص فاز استفاده میکند و سپس برای رسیدن به شارپترین و واضحترین و همچنین صحیحترین تصویر ممکن، از روش تشخیص کنتراست بهره میگیرد. در واقع روش تشخیص کنتراست، حالت فوکوس با روش تشخیص فاز را بهبود میبخشد. مسلما استفاده از این فناوری به تولید تصاویر بسیار خوبی و باکیفیتی در کوتاهترین زمان ممکن منجر میشود. اما باید این مسئله را نیز در نظر داشته باشیم که فناوری پیش رو، بسیار گران و هزینهبر بوده و برای عکاسهای آماتور و نیمه حرفهای، گران تمام خواهد شد. البته چند سالی است که این فناوری با کمی کاهش قیمت روبهرو شده است و هم اینک این فناوری بر روی دوربینهای سطح مبتدی بسیاری از شرکتها مانند کمپانیهای سونی و کنون قابل مشاهده است.
البته هم اینک شرکتهای بسیار زیادی هستند که در حال تغییر طراحی دوربینهای خود بوده و از راههای بسیار زیای به منظور رسیدن به شارپنس بالای تصاویر خود استفاده میکتتد. حذف فیلتر لو پَس (Low Pass Filter) در دوربینهای شرکت نیکون و همچنین در دوربینهای سطح بالای کمپانی کنون، از جمله این فناوریها میباشد.
و اما آینده تکنولوژی فوکوس خودکار
چهار فناوری فوکوس ذکر شده، از شایعترین و پراستفاده ترین تکنولوژیهای فوکوس خودکار امروزی هستند و در آیندهای نزدیک، مسلما شاهد بروز فناوریهای جدیدتر و کاربردیتر نیز در این زمینه خواهیم بود. البته هم اکنون فناوریهای جدیدی نیز به این بخش اضافه گشته است و باعث شکوفایی در طراحی و ساخت ساختار فوکوس دوربینهای جدید شده است. دوربینهای لایترو یا همان Light Field Camera از جمله این دسته به حساب میآیند که با ساختار جدید فوکوس خودکار خود، طرحی انقلابی را در این حوزه پایه ریزی کردهاند. در مورد این دوربینها بهتر است بدانید که دستگاه در هنگام عکاسی از جسم مورد نظر، تمامی سطوح موجود در صحنه را در حالت فوکوس خود قرار میدهد و بعد ثبت عکس، کاربر میتواند به صورت دستی، بر روی هر سطحی به صورت دلخواه، فوکوس کند. در واقع عمل فوکوس بر روی سوژه، بعد از ثبت عکس صورت خواهد گرفت (البته دوربین به طور خودکار، تمامی اطلاعات مربوط به شارپنس تصاویر را در سطوح مختلف، جمع آوری و دسته بندی خواهد نمود). اما با این حال، فناوری مزبور به دلیل گران بودن و قیمت بالای خود، به منظور قرار گرفتن بر روی اکثر دوربینهای موجود در بازار راه طولانی و پُرپیچ و خمی را در پیش خواهد داشت. اما شاید بهتر باشد بدانید که هم اینک کمپانیهای پیشرو در این زمینه، بیشتر تمرکز خود را بر روی ترکیب کردن چهار فناوری پیشین ذکر شده قرار دادهاند و اخیرا بعضی از شرکتها توانستند به نتایج بسیار خوبی در این زمینه دست یابند.
اما به غیر از مکانیسم فوکوس خودکار دوربین، چه عوامل دیگری در ایجاد شرایطی مناسب به منظور ثبت تصاویر با شارپنس بالا به عکاس کمک خواهند کرد؟
– یکی از مهمترین عوامل ایجاد تصاویر واضح و شارپ و همچنین کاهش دهنده تاری تصاویر، عمل ساده ثابت نگه داشتن دوربین است. در واقع در این حالت به دوربین خود اجازه میدهید که عمل فوکوس خودکار خود را به بهترین شکل و بدون هیچگونه خطا و یا با حداقل خطا انجام دهد. علاوه بر آن اگر از گزینههایی مانند روش تشخیص کنتراست و یا روشهای مربوط به اندازه گیری فاصله تا جسم استفاده میکنید، میبایست مدت زمانی بیشتری را در این حالت صرف کرده و بدین منظور کمی صبور باشید. تا زمانی که فوکوس خودکار دوربین بر روی جسم متمرکز شود و مسلما بعد از آن (بعد از چند ثانیه)، زمان ثبت عکس میباشد.
– مورد بعدی، اطمینان حاصل کردن از قرار گرفتن سوژه مورد نظر در نقطه فوکوس دوربین است. در اکثر دوربینها، نقاط فوکوس میانی دوربین (که در منظرهیاب دوربین قابل مشاهده هستند) بیشترین دقت را داشته و معمولا بیشتر شارپنس تصاویر را انتخاب کرده و تصاویر بسیار باکیفیتی را تولید میکنند. علاوه بر آن ترفندهایی نیز وجود دارد که در هنگام قرار گیری سوژه در گوشهای از کادر عکس، میتوانید از دقت بالای نقاط فوکوس میانی دوربین استفاده کنید. ویژگی مزبور مربوط به قابلیت قفل فوکوس خودکار دوربین میباشد که به منظور آگاهی یافتن از آن میتوانید به مقاله “آموزش نحوه استفاده از کلید AE-L / AF-L دوربینهای DSLR” مراجعه فرمایید.
– در پایان، عکاس میبایست اطلاعات جامعی را از حالات مختلف فوکوس خودکار دوربین خود داشته باشد و بداند که در موقعیتهای مکانی متفاوت صحنه مورد نظر خود، میبایست از چه حالتی به منظور خلق تصاویری باکیفیت، استفاده کند. برای مثال در هنگام استفاده از سیستمهای فوکوس خودکار اکتیو، سعی شود که بر روی سوژههایی که خود منبع تولید امواج مادون قرمز هستند، به طور مستقیم فوکوس نشود. علاوه بر آن در هنگام استفاده از حالت شناسایی کنتراست فوکوس خودکار در عکاسی، از ثبت تصاویر سوژههایی که دارای یک رنگ ثابت هستند و همچنین از عکاسی در شب و محلهای تاریک تا حد امکان خودداری کنید(زیرا دوربین در شناسایی اختلاف کنتراست بین پیکسلی دچار اشتباه میشود).
با این تفاسیر به نظر شما آیا وجود سنسورهای هیبریدی میتواند به بحث فوکوس سریع و دقیق خاتمه دهد یا هنوز هم راههایی به منظور بهبود بخشیدن به کیفیت عکسها وجود خواهد داشت؟!
در ادامه میتوانید از طریق لینکهای زیر به تمامی مقالات “آموزش جامع نحوه استفاده از فوکوس خودکار در دوربینهای DSLR” دسترسی داشته باشید:
پایان قسمت اول
در قسمت بعدی به آموزش و شرح کامل نحوه استفاده از تنظیمات فوکوس خودکار در دوربینهای DSLR خواهیم پرداخت؛ کماکان با تکنیوز همراه باشید.
پیشنهاد ویژه : تعمیر کامپیوتر تهران |
پیشنهاد ویژه |
ارسال دیدگاه
مجموع دیدگاهها : 0در انتظار بررسی : 0انتشار یافته : ۰