قربانی کردن برنامه هفتم پای بروکراسی
از بنبست کنجاله تا جهنم دموراژ؛ هشدار نسبت به سقوط تولید پروتئین
چگونه جابجایی مرزهای مهاجرت با «دیپلماسی مجازی»
وقتی کشتیهای نهاده قربانی سیاست پولی میشوند
اعداد مرموز f در مشخصات دوربین گوشی کیفیت عکسهایتان را تعیین میکنند
خریداران گوشیهای هوشمند هنگام بررسی جدول مشخصات با اعدادی مانند f/۱.۸ یا f/۲.۴ مواجه میشوند و اغلب بدون دانستن معنای واقعی این ارقام، تصور میکنند مگاپیکسل بالاتر ضامن کیفیت بهتر است اما این دیافراگم یا همان دریچه نوری دوربین است که نقشی کلیدیتر از رزولوشن در ثبت تصاویر شفاف دارد. عدد f در واقع یک کسر ریاضی است که رابطه بین فاصله کانونی و قطر روزنه لنز را تعریف میکند و مستقیماً بر دو فاکتور حیاتی عکاسی یعنی نوردهی و عمق میدان اثر میگذارد. درک این مکانیزم به کاربران کمک میکند تا دلیل تاری پسزمینه در عکسهای پرتره یا نویز موجود در عکسهای شبانه را متوجه شوند و بدانند چرا شرکتهایی مانند سامسونگ و اپل دوباره به سمت استفاده از دیافراگمهای متغیر مکانیکی برای پرچمداران سال آینده خود حرکت کردهاند.
مکانیزم عنبیه چشم و کنترل نور
عملکرد دیافراگم در دوربین گوشیهای هوشمند دقیقاً مشابه رفتار مردمک چشم انسان در شرایط نوری مختلف است. تیغههای موجود در لنز دوربین وظیفه دارند مسیر عبور نور را تنگ یا گشاد کنند تا میزان فوتونهایی که به سطح حسگر دیجیتال میرسد، کنترل شود. محیطهای کمنور نیازمند گشودگی کامل دریچه هستند تا سنسور بتواند اطلاعات کافی را دریافت کند، در حالی که در محیطهای پرنور، این دریچه باید کوچکتر شود تا از ورود بیش از حد نور و سفید شدن تصویر جلوگیری گردد. چالش اصلی در گوشیهای موبایل این است که فضای فیزیکی برای تعبیه تیغههای متحرک بسیار محدود است و اکثر گوشیها با دیافراگم ثابت عرضه میشوند، موضوعی که مهندسان را وادار به استفاده از ترفندهای نرمافزاری کرده است.
راز اعداد معکوس و کسر ریاضی
گیجکنندهترین بخش ماجرا برای کاربران عادی، رابطه معکوس بین عدد f و اندازه دریچه دیافراگم است. فرمول ریاضی حاکم بر این سیستم بیان میکند که عدد f مخرج یک کسر است؛ بنابراین هرچه این عدد کوچکتر باشد (مانند f/۱.۴)، روزنه دیافراگم بازتر است و هرچه عدد بزرگتر باشد (مانند f/۱۶)، روزنه کوچکتر خواهد بود. تصور کنید یک پیتزا را بین ۱.۴ نفر تقسیم کنید، سهم هر کس بسیار بیشتر از زمانی است که همان پیتزا را بین ۱۶ نفر تقسیم کنید. لنزهایی که عدد f آنها کوچکتر است، در اصطلاح عکاسی «سریعتر» نامیده میشوند، زیرا میتوانند در کسری از ثانیه نور زیادی را ببلعند و اجازه دهند عکس بدون لرزش دست ثبت شود.
مثلث نوردهی و مبارزه با نویز
جذب نور بیشتر توسط دیافراگم باز، نیاز دوربین به افزایش حساسیت سنسور (ISO) را کاهش میدهد و منجر به ثبت تصاویری تمیزتر میشود. سنسورهای موبایل ذاتاً کوچک هستند و اگر نور کافی به آنها نرسد، پردازنده مجبور است سیگنالهای دریافتی را به صورت دیجیتالی تقویت کند که این کار باعث ایجاد دانههای برفکمانند یا همان نویز در تصویر میشود. گوشیهایی که لنزی با f/۱.۶ دارند، نسبت به مدلهایی با f/۲.۴، تقریباً دو برابر نور بیشتری دریافت میکنند. این تفاوت فیزیکی باعث میشود در عکاسی شبانه، گوشی اول بتواند با سرعت شاتر بالاتر عکس بگیرد و سوژههای متحرک را فریز کند، در حالی که گوشی دوم تصویری تار یا پر از نویز تحویل میدهد.
جداسازی سوژه و ایجاد عمق میدان طبیعی
تاری هنری پسزمینه که سوژه را برجسته میکند و به «بوکه» معروف است، رابطه مستقیمی با گشودگی دیافراگم دارد. قوانین فیزیک نور دیکته میکنند که هرچه دریچه دیافراگم بازتر باشد (عدد f کمتر)، لایه وضوح تصویر نازکتر میشود. دوربینهای حرفهای با لنزهای f/۱.۲ میتوانند مژههای چشم را در فوکوس نگه دارند در حالی که گوشها تار شدهاند. در گوشیهای هوشمند امروزی که دیافراگمهای بسیار باز دارند، این پدیده باعث میشود عکسهای پرتره حتی بدون استفاده از حالت نرمافزاری، دارای یک تاری پسزمینه طبیعی و دلنشین باشند که خطاهای برش نرمافزاری دور موها را ندارد.
چالشهای فوکوس در عکاسی نزدیک
گشودگی بیش از حد دیافراگم در گوشیهای مدرن همیشه هم مزیت نیست و گاهی در عکاسی از اسناد یا غذا مشکلساز میشود. کاربرانی که گوشیهای دارای سنسور بزرگ و دیافراگم باز (مثلاً f/۱.۶) دارند، حتماً تجربه کردهاند که وقتی از یک برگه متن عکس میگیرند، فقط کلمات مرکز تصویر واضح هستند و نوشتههای گوشههای کاغذ تار میشوند. این اتفاق به دلیل عمق میدان بسیار باریک لنز رخ میدهد. لنز نمیتواند تمام سطح کاغذ را که فاصله کمی با دوربین دارد در فوکوس نگه دارد. راه حل این مشکل در دوربینهای حرفهای بستن دیافراگم است، امکانی که در اکثر گوشیهای فعلی وجود ندارد و کاربر مجبور است کمی عقبتر برود و از زوم دیجیتال استفاده کند.
محدودیتهای فیزیکی و پدیده پراش نور
بستن دیافراگم تا انتهاییترین حد ممکن نیز راهکار مناسبی برای افزایش وضوح نیست، زیرا پدیدهای به نام «پراش نور» وارد عمل میشود. زمانی که نور مجبور میشود از سوراخی بسیار ریز عبور کند، امواج نوری با لبههای دیافراگم برخورد کرده و منحرف میشوند. این انحراف باعث میشود پرتوهای نور به جای اینکه در یک نقطه متمرکز شوند، پخش شده و وضوح کلی تصویر را کاهش دهند. در دوربینهای موبایل که پیکسلها بسیار ریز و فشرده هستند، دیافراگمهای بستهتر از f/۸ عملاً کیفیت تصویر را نابود میکنند؛ بنابراین مهندسان باید نقطهای تعادلی پیدا کنند که هم عمق میدان کافی باشد و هم پراش نور باعث ماتی تصویر نشود.
تجربه سامسونگ و بازگشت مکانیک به لنز
سامسونگ اولین شرکتی بود که در سال ۲۰۱۸ با معرفی گلکسی S۹ تلاش کرد دیافراگم متغیر را به دنیای موبایل بیاورد. دوربین این گوشی میتوانست بین دو حالت f/۱.۵ برای شب و f/۲.۴ برای روز تغییر وضعیت دهد. هدف این بود که در روزهای آفتابی با استفاده از f/۲.۴، تصویری شارپتر با عمق میدان بیشتر ثبت شود و در شب با f/۱.۵ نور بیشتری جذب گردد. اگرچه این فناوری در آن زمان به دلیل کوچک بودن سنسورها تفاوت فاحشی ایجاد نمیکرد و کنار گذاشته شد، اما اکنون که سنسورها بسیار بزرگتر شدهاند، نیاز به چنین مکانیزمی دوباره احساس میشود و این بار نه به عنوان یک ویژگی لوکس، بلکه به عنوان یک ضرورت مهندسی بازمیگردد.
معادله پیچیده سنسورهای یک اینچی
ظهور سنسورهای یک اینچی در گوشیهایی مانند مدلهای اولترا شیائومی و ویوو، قوانین بازی را تغییر داده است. سنسور بزرگتر ذاتاً عمق میدان کمتری دارد؛ یعنی اگر یک لنز f/۱.۸ روی سنسور کوچک قدیمی همه چیز را واضح نشان میداد، همان لنز روی سنسور یک اینچی پسزمینه را به شدت تار میکند. این ویژگی برای پرتره عالی است، اما برای عکاسی منظره یا دسته جمعی که نیاز است همه افراد در فوکوس باشند، دردسرساز میشود. به همین دلیل است که پرچمداران جدید چینی به دیافراگم متغیر پیوسته مجهز شدهاند تا کاربر بتواند در صورت نیاز، دیافراگم را ببندد (مثلاً روی f/۴.۰) و همه چیز را در فوکوس داشته باشد.
تفاوت اعداد f در دوربین حرفهای و موبایل
مقایسه مستقیم عدد f گوشی با دوربینهای DSLR بدون در نظر گرفتن ضریب برش اشتباهی رایج است. یک لنز f/۱.۸ روی گوشی موبایل از نظر جذب نور بر واحد سطح عالی عمل میکند، اما از نظر عمق میدان و تاری پسزمینه، رفتاری مشابه یک لنز f/۱۱ روی دوربین فولفریم دارد. این یعنی برای رسیدن به آن تاری رویایی که در دوربینهای بزرگ میبینیم، گوشی موبایل باید دیافراگمی بسیار بازتر (شاید f/۰.۵) داشته باشد که از نظر فیزیکی بسیار دشوار است. به همین دلیل است که گوشیها برای جبران این کمبود فیزیکی، به الگوریتمهای هوش مصنوعی و حالتهای پرتره نرمافزاری متوسل میشوند تا پسزمینه را به صورت مصنوعی تار کنند.
شایعات و آینده دیافراگم در آیفون و گلکسی
گزارشهای جدید از زنجیره تامین قطعات در آسیا حاکی از آن است که نسل بعدی آیفونها و گلکسیها مجهز به دیافراگم متغیر پیشرفتهتری خواهند بود. شنیدهها حاکی از آن است که اپل در حال آزمایش لنزهایی برای آیفون ۱۸ است که کاربر بتواند بین دیافراگم باز برای پرتره و دیافراگم بسته برای عکسهای گروهی انتخاب کند. سامسونگ نیز با همکاری بخش الکترومکانیک خود روی ماژولی کار میکند که تغییر دیافراگم در آن نه به صورت پلهای، بلکه به صورت نرم و پیوسته انجام شود. این پیشرفتها نشان میدهد که تمرکز رقابت از مگاپیکسل به سمت اپتیک و نور تغییر مسیر داده است.
انقلاب در فیلمبرداری موبایل
کاربرد دیافراگم متغیر در فیلمبرداری حتی مهمتر از عکاسی است. در سینما قانونی وجود دارد که سرعت شاتر باید دو برابر نرخ فریم باشد تا حرکتها طبیعی به نظر برسند. وقتی با موبایل در زیر نور شدید آفتاب فیلم میگیرید، چون دیافراگم ثابت و باز است (مثلاً f/۱.۸)، دوربین مجبور میشود سرعت شاتر را بسیار بالا ببرد که باعث میشود فیلم حالتی مصنوعی و بریدهبریده پیدا کند. با داشتن دیافراگم متغیر، فیلمبردار میتواند دریچه را ببندد تا نور کمتری وارد شود و بتواند سرعت شاتر را روی عدد استاندارد سینمایی (۱/۵۰ ثانیه) نگه دارد، نتیجه کار ویدیویی نرم و حرفهای خواهد بود.
نقش هوش مصنوعی در کنار فیزیک
ترکیب قطعات متحرک مکانیکی با هوش مصنوعی مولد، آینده عکاسی با موبایل را شکل میدهد. هوش مصنوعی میتواند صحنه را تحلیل کند و تشخیص دهد که کاربر قصد عکاسی از چه سوژهای را دارد. اگر سوژه یک گل در فاصله نزدیک باشد، دیافراگم را باز میکند تا پسزمینه محو شود و اگر سوژه یک منظره کوهستانی باشد، دیافراگم را میبندد تا از سنگهای جلوی پا تا قله کوه در دوردست، همگی واضح ثبت شوند. این همکاری سختافزار و نرمافزار باعث میشود تا کاربر بدون نیاز به دانش فنی عکاسی، تنها با فشردن یک دکمه، عکسی با تنظیمات نوری و عمق میدان ایدهآل داشته باشد.
چرا f مهمتر از مگاپیکسل است؟
اهمیت عدد f در دوربین گوشیهای هوشمند فراتر از یک عدد ساده در برگه مشخصات است؛ این عدد تعیینکننده شخصیت بصری عکسهای شماست. مگاپیکسل بالا تنها زمانی کارآمد است که نور کافی و با کیفیت از طریق دیافراگم به سنسور برسد. بازگشت فناوری دیافراگم متغیر و توجه ویژه شرکتها به عدد f کمتر (دیافراگم بازتر) در لنزهای تلهفوتو و اولترا واید، نشاندهنده بلوغ صنعت موبایل است. اکنون که کاربران درک بهتری از فیزیک نور دارند، سازندگان نیز مجبور شدهاند به جای بازی با اعداد بزرگ مگاپیکسل، روی بهبود واقعی کیفیت اپتیکال و کنترل نور تمرکز کنند.
انتهای پیام/
