sharpness and diffraction limit(تاثیر دیفراکشن بر شارپنس)

فارغ از اینکه دوربین شما چند مگاپیکسل است، دیفراکشن میتواند رزلوشن عکس شما را کاهش دهد. این پدیده زمانی رخ میدهد که نور از یک دریچه کوچک که میتواند دیافراگم دوربین شما باشد عبور کند. ازآنجا که دیافراگم های بسته تر با کاهش lens aberation، شارپنس عکس را افزایش میدهند، در اغلب موارد میتوان تاثیر دیفراکشن را نادیده گرفت. با این وجود در دیافراگم های بسیار تنگ، جایی که دوربین شما اصطلاحا diffraction limited میشود، این پدیده میتواند تاثیر منفی داشته باشد. با شناخت این پدیده می توان جزئییات بیشتری را روی سنسور ثبت کرد و همزمان از اکسپوز های طولانی و ایزوهای بالا اجتناب کرد.

پیش زمینه

هنگامی که پرتوهای نور از یک دریچه تنگ عبور میکنند، پخش میشوند یا در هم تداخل میکنند. این پدیده زمانی که دهانه دیافراگم در قیاس با طول موج نور در حال عبور تنگ تر میشود به صورت قابل توجهی افزایش پیدا میکند؛ اما به صورت معمول برای هر منبع نور متمرکز و هر دیافراگم اتفاق می افتد.

از آنجا که پرتوهای نور تا رسیدن به سطح سنسور فواصل مختلفی را طی میکنند، ممکن است در نقاطی یکدیگر را تشدید و در جای دیگر به صورت کامل یا کمتر یکدیگر را خنثی کنند. اختلاط امواج در جاهایی که دامنه موج تقویت میشود به نور اضافه می کند و در نقاطی که دامنه تضعیف میشود باعث کاهش نور می شود و الگوی دیفراکشن را پدید می آورد.

اگر دیافراگم را یک دریچه کاملا گرد فرض کنیم، نمایش دو بعدی الگوی دفراکشن را Airy Disk می نامند. از اندازه Airy Disk برای تعیین ماکزیمم رزلوشن تئوری  یک سیستم اپتیکی استفاده می شود. زمانی که اندازه Airy Disk در مقایسه با سایز پیکسل ( یا COC ) به حد معینی برسد تاثیر منفی خود را روی عکس شروع می کند.

در یک سیستم اپتیکی معیین، دیفراکشن تنها به اندازه دیافراگم و طول موج نوری که از آن عکاسی می کنید بستگی داشته، به صورت تدریجی شروع می شود و نقطه آغاز قابل تشخیصی ندارد. این پدیده می تواند پیش از کاهش رزلوشن باعث اندکی کاهش در کنتراست عکس شود. در سیستم های اپتیکی متفاوت، حد دیفراکشن متفاوت است. برای مثال در دوربین Canon 5D Mark III دفراکشن روی f/11 شروع می شود اما در دوربین Canon PowerShot G6 این پدیده در f/5.6 اتفاق می افتد. از طرف دیگر در سنسور های کوچکتر به دلیل کمتر بودن مقدار COC، در یک دیافراگم معیین عمق میدان کمتری به دست می آید.  

دفراکشن به طول موج نوری که از ان عکاسی می کنیم نیز مرتبط است. طیف های اصلی سبز، قرمز و آبی به دلیل داشتن طول موج های متفاوت در دیافراگم های متفاوتی به حد دفراکشن خود می رسند. در دوربینهای دیجیتال بطور معمول دفراکشن اولین تاثیر خود را به صورت کاهش رزلوشن در کانال سبز و روشنایی پیکسل میگزارد و کانال آبی دیرترین تاثیر را می پذیرد.

دنیای واقعی

برای یک عکاس نتیجه عملی این پدیده است که اهمیت دارد. عکسهای زیر میتواند این موضوع را روشن کند

عکس ها نشان میدهد که برخلاف انتظار، با بسته تر شدن دیافراگم، عکس کمی کنتراست و رزلوشن را از دست می دهد تا در f/22 که اندازه Airy Disk از جزییات عکس بیشتر می شود، خطوط واضح به صورت ناواضح در می آیند.

هنگامی که دوربین به حد دفراکشن نزدیک میشود، فاکتورهایی مثل دقت فوکوس، لرزش دوربین و کیفیت لنز مهمتر به نظر می رسند. دیفراکشن زمانی میتواند برای عکاس مهم باشد که قبلا از بی نقص بودن اینها کاملا مطمئن باشد.

نباید این موضوع شماره از دیافراگم های بسته تر بترساند. موقعییت هایی وجود دارد که میتوان کمی شارپنس در نقطه فوکوس را فدای افزایش شارپنس در خارج از عمق میدان کرد، یا زمانی که دیافراگم های بسیار بسته نیاز دارید تا بتوانید از اکسپوز های طولانی برای به تصویر کشیدن جریان آب در حال حرکت استفاده کنید؛ در چنین مواقعی میتوانید از دفراکشن چشم پوشی کنید. همچنین نباید فکر کنید که لزوما دیافراگم های باز نتیجه بهتری می دهند. بسیاری از لنزها در دیافراگم های بسیار باز تصاویر سافت به دست می دهند. دوربین ها عموما در یک دیافراگم بهینه، بالاترین شارپنس خود را به دست می دهند. این نقطه در خیلی از لنزها نزدیک به حد دفراکشن است اما این قانون همیشه درست نیست.

به یاد داشته باشید دیافراگم های بسیار بسته و همچنین لنزها در حالت واید تصاویر نرمتری به دست میدهند. مراقب ترکیب این دو پدیده باشید.

ترجمه : سعید فرامرزی

https://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

1 Comment

Join the discussion and tell us your opinion.

Omidreply
October 6, 2019 at 11:18 pm

یه جورایی دغدغه این روزام مربوط به همین موضوعه، ممنون 🙏

Leave a reply