عمق میدان چیست

عمق میدان، عبارت است از گستردگی محدوده‌ای که جلوتر یا عقب‌تر از سوژه ی اصلی، فوکوس هستند و مقدار معینی از میدان دید لنز که در آن تصاویر بصورت کاملاً واضح ثبت می‌شوندعمق میدان ناحیه ای است که تمام عناصر موجود در آن، در عکس واضح باشند.هر چه عمق میدان بیشتر باشد ،ناحیه واضح در اطراف(جلو و پشت) نقطه فوکوس بیشتر است.در عکسی که عمق میدان آن کم است، ممکن است ناحیه پشت(یا جلو) نقطه فوکوس دوربین ،محو شود.

کنترل عمق میدان وضوح

یکی از عوامل جلوه سازی و ایجاد انفراد سوژه در کادر مورد عکاسی، عمق میدان وضوح است. این عمل گاه با افزایش و گاه با کاهش عمق میدان بدست می‌آید. کنترل عمق میدان وضوح در عکاسی به عوامل زیر بستگی دارد:

 

بازدید ادامه مطالب با کلیک روی این مطلب

عمق میدان

 

فاصله سوژه تا دوربین عکاسی.

دیافراگم و PIN HOLE.

فاصله کانونی لنز.

قانون شایم فلوک.

فاصله سوژه تا دوربین عکاسی

هرچه فاصله سوژه از دوربین افزایش یابد، عمق میدان نیز افزایش خواهد یافت. این کار، بدون در نظر گرفتن نوع لنز و درجه دیافراگم انجام می‌گیرد. افزایش عمق میدان به تناسب، در لنز واید و درجه‌های بسته دیافراگم بیشتر، و بالعکس در لنز تله و درجه‌های بازترِ دیافراگم، کمتر خواهد بود. فرمولی که در زیر ذکر می‌شود، به ما کمک می‌کند تا میزان عمق میدان وضوح دلخواه خود را در لنزهای نرمال محاسبه نمائیم.

D=2(Ap x pp)/ Ap + pp

در این فرمول D نشان دهنده عددی است که برای بدست آوردن عمق میدان وضوح مابین نقاط Ap و pp، روی حلقه فوکوس لنز باید لحاظ شود.

دیافراگم و سوراخ‌سوزنی

ما می‌توانیم با بستن دیافراگم (انتخاب اعداد بزرگتر) به عمق میدان وضوح بیشتری دست یابیم. اما باید بدانیم که این افزایش، تابع فاصله کانونی لنز نیز می‌باشد. جداول مندرج در روی لنزها، که بصورت اعدادی قرینه ثبت شده‌اند میزان عـــمق میدان را نشان می‌دهند، ولی بـــاید در نظر داشته باشیم که این جـــداول تا زمانی معتبر هستند که لنز مستقیماً روی دوربین سوار شده باشد. در صورت استفاده از لوازمی مانند: مبدل تله – Tele convertor یا حلقه گسترش فاصله کانونی – Extension tube، این جداول دیگر معتبر نخواهند بود. استفاده از دیافراگم‌های بسیار کوچک نیز، که به سوراخِ سر سنجاقی (Pin hole) معروف هستند، باعث افزایش شدید عمــــق میــدان می‌شوند. این دیافراگم‌ها معمولاً بصورت صفحات فلزی با سطح سیاه و مات و بصورت دست ساز توســــط عکاس ساخته می‌شوند، و بر روی حلقه‌هایی همچون حلقه‌های فیلترها که در جلوی لنز دوربین نصب می‌شوند، تعــــــبیه شده و روی لنز سوار می‌گردند. اندازه این دیافراگم‌ها، بطور ساده قابل محاسبه بوده که لزوم محاسبه آن در نورسنجیِ سوژه اهمیت پیدا می‌کند. کاهش عمق میدان نیز کابردهای خاص خود را دارد. در تصاویر روبرو با کاستن عمق میدان اهمیت سوژه بارزتر، نمایان شده‌است.

 

 

فاصله کانونی لنز

لنزهای واید از نظر عمق میدان وضوح بی نظیرند. معروف ترین لنز وایدی که هر عکاسی آنرا برای ثبت وضـوح عالی، در فاصله بی نهایت ستوده‌است، لنز ۱۸ میلیمتری تاکومارپنتاکس ژاپن است که با چهار عدسی و ۱۱ = f برای دوربینهای ۳۵ ملیمتری با گیره لنز k ساخته شده‌است. البته فراموش نکنیم که موضوع بحث ما کنترل عمق میدان وضوح است و نه افزایش آن. چرا که همیشه مطلوبِ عکاس افزایش عمق میدان نبوده و گاهی کاهش آن مد نظر می‌باشد. مثلاً در عکاسی پرتره و همچنین در مواردی که ایجاد انفرادسوژه از محیط مورد نظر است، تقلیل عمق میدان وضوح موجب برجستگی و ابلاغ اهمیت سوژه به بینده خواهد شد.

 

 

شایم فلوک

آقای تئودور شایم فلوک که یک نظامی و منجم اتریشی بود، جهت بدست آوردن حداکثر عمق میدان برای عکسهای هوائی که از بالون برای ارتش تهیه می‌کرد، متوجه شد که اگر سطح لنز، در حالتی قرار گیرد که نیمساز زاویه سطح فیلم و سوژه باشد، حداکثر عمق میدان (از چند سانتیمتری جلوی لنز تا بینهایت) بدست می‌آید. ایشان این کشف خود را در سال ۱۹۰۴ در وین اعلام عمومی نمودند و از آن به بعد این اصل به نام خودشان (قانون شایم فلوک) در جهان مطرح است.در دوربین قطع بزرگ با استفاده امکانات شیفت و تیلت که در بدنه آنها وجود دارد این کار صورت می‌گیرد و در دوربین‌های ۱۳۵ و ۱۲۰ آداپتورهایی طراحی شده‌است که مابین لنز و بدنه دوربین قرار می‌گیرد و این امر را ممکن می‌سازد.

 

 

ابزار کمکی

گاهی لازم است برای تنظیم عمق میدان در یک عکس از ابزار کمکی استفاده کنیم که با ایجاد تغییر در متغیرهای نوردهی کمک می‌کنند عمق میدان مورد نظر در عکس ثبت شود.

فیلترهای ND

فرض کنید در زیر آفتاب شدید می‌خواهیم از جسمی عکسبردای کنیم، و فضای اطراف سوژه پر از عناصر دیدگانی است، و در صورت ثبت واضح آنها بر روی فیلم، تصویر سوژه مورد نظر ما در آن میان به چشم نیامده و منظور ما پنهان خواهد بود. در این صورت چاره‌ای جز بازکردن دیافراگم به منظور کاهش عمق میدان نداریم. ولی نور موجود صحنه حتی با سرعت شاتر ۲۰۰۰/۱ ثانیه نیز برای ثبت یک اکسپوز کم عمق زیاد بوده و این کار غیر قابل انجام است. در این حالت ما راهی جز کاهش نور ورودی نداریم. این کار در هر نوع فیلم و اسلاید با فیلترهای (ND (Neutral Density امکان پذیر می‌باشد. فیلترهای ND فیلترهای خاکستری رنگی هستند که جز گاهش نور ورودی هیچ تاثیری بر تنالیته رنگ‌ها ندارند.

انباشتن فوکوس

بسیاری از نرم‌افزارهای ویرایش دیجیتالی مانند آدوبی فتوشاب و یا گیمپ ٬ قابلیت ترکیب سلسله‌ای از عکسهایی که از یک موضوع و در فاصله‌های فوکوس متفاوت گرفته شده‌اند٬ را برای اضافه کردن عمق میدان بصورت مصنوعی را دارند. این شیوه که به Focus Stacking نیز شهرت دارد٬ معمولاً برای اضافه کردن عمق میدان در عکاسی ماکرو که قالبا به دلیل فاصله فوکوس بسیار نزدیک٬ دارای عمق میدان بسیار کمی هستند استفاده می‌شود.

 

 

عمق میدان در عکاسی

عمق میدان ناحیه ای است که تمام عناصر موجود در آن، در عکس واضح باشند.هر چه عمق میدان بیشتر باشد ،ناحیه واضح در اطراف(جلو و پشت) نقطه فوکوس بیشتر است.در عکسی که عمق میدان آن کم است، ممکن است ناحیه پشت(یا جلو) نقطه فوکوس دوربین ،محو شود.

عمق میدان یک تصویر توسط سه عامل کنترل می شود: 

۱- فاصله تا موضوع

۲- فاصله کانونی

۳- قطر دهانه دیافراگم

ظاهرا عمق میدان مسئله ساده ای به نظر می رسد اما در واقع موضوع غامضی است.هدف ما در این نوشتار،توضیح مفاهیم مرتبط با آن و نیز طرز استفاده از این مفاهیم برای تهیه عکسهای دلخواه می باشد. همانگونه که در تعریف عمق میدان ذکر شد، معیاراساسی ، وضوح عناصر است.درک شدت وضوح از فردی تا فرد دیگر متفاوت است. وبنابراین باید بر این نکته تاکید کنیم که وضوح مورد نظر در این تعریف ، یک وضوح قابل قبول برای اکثر افراد می باشد.به طوریکه اکثر افراد پس از مشاهده عکس،عناصر مورد نظر را در منطقه فوکوس دوربین بدانند.از سوی دیگر این وضوح به معنای Sharpness نیست بلکه به معنای آنست که ذات و ماهیت آن قسمت قابل تشخیص باشد. در دوربینهای دیجیتال، عمق میدان مسئله مهمی است چرا که کنترل عمق میدان در دوربینهای دیجیتال نسبت به دوربینهای فیلمی مشکلتر است.اندازه حسگر دوربینهای دیجیتال معمولی کوچک است و بالطبع نیاز به لنزهایی با فاصله کانونی کم دارند.نتیجه این حالت، عمق میدان وسیع این دوربینها نسبت به دوربینهای ۳۵ میلیمتری است و مشکل هنگامی بروز می کند که عکاس بخواهد عمق میدان را در عکس کم نماید.  فاصله موضوع تا دوربین و اثر آن بر عمق میدانهر چه جسم به دوربین نزدیکتر شود ، عمق میدان کمتر میشود.بعبارت دیگرهر چه نقطه فوکوس به لنز نزدیک تر باشد،وسعت منطقه واضح در تصویر کمتر خواهد شد.اگر جسم به اندازه کافی از دوربین دور شود(که در مورد دوربینهای دیجیتال این فاصله چندان هم زیاد نیست)، ناحیه پشت آن تا بینهایت در تصویر واضح است.

فاصله کانونی لنز و عمق میدان

برای فهم این رابطه ابتدا ذکر چند نکته لازم است:

فاصله کانونی بر حسب میلیمتر عبارتست از فاصله بین نقطه فوکوس و سطح کانونی.سطح کانونی ناحیه ای است که دایره نوری فوکوس شده توسط لنز ،روی آن می افتد.در دوربینهای دیجیتال این ناحیه معادل حسگر است.برای آن که کل این ناحیه توسط دایره نوری فوکوس شده پوشانیده شود ، بایستی اندازه لنز متناسب با سطح این ناحیه باشدو قطر دایره نوری فوکوس شده توسط لنز باید معادل قطر عرضی حسگر باشد.ابعاد حسگر دوربینهای دیجیتال نسبت به سطح کانونی دوربینهای ۳۵ میلیمتری کمتر است و در نتیجه لنزهای این دوربینها نیز کوچکتر و با فاصله کانونی کمتر خواهد بود.فقط در دوربینهای حرفه ای دیجیتال SLR اندازه حسگر تقریبا معادل سطح کانونی در دوربینهای غیر دیجیتال می باشد.فاصله کانونی لنز دوربینهای دیجیتال را به صورت معادل ۳۵ میلیمتری خود بیان میکنند.مثلا فاصله کانونی واقعی یک دوربین در حالت Tele وWide به ترتیب ۱۵ و ۵ است که معادل ۱۰۵ و ۳۵ میشود.اما باید به یاد داشت که همان اندازه واقعی در میزان عمق میدان تاثیر دارد. هر چه فاصله کانونی لنز بیشتر باشد عمق میدان کمتر میشود. و به همین علت ایجاد پس زمینه محو (عمق میدان کم) با دوربینهای دیجیتال معمولی مشکل و گاه غیر ممکن است.  قانون فوق(هر چه فاصله کانونی لنز بیشتر باشد عمق میدان کمتر میشود) جزئیاتی دارد که باید مورد توجه قرار گیرد و گرنه صدق نمی کند.در حقیقت بیان درست این قانون به این گونه است:

اگر مقدار اندازه دهانه دیافراگم و نیز فاصله نقطه فوکوس تا لنز ثابت باشد آنگاه هر چه فاصله کانونی لنز بیشتر باشد، عمق میدان کمتر است.

برای روشن شدن این موضوع به مثال زیر توجه کنید:

فرض می کنیم که می خواهیم از فردی که در مقابل درختی قرار دارد عکس بگیریم.این کار را به دو صورت زیر انجام می دهیم.

۱-در فاصله ۳ متری شخص می ایستیم و یکبار با لنز واید(فاصله کانونی کم) و یکبار با لنز تله (فاصله کانونی زیاد) از وی عکس میگیریم.اگر اندازه دیافراگم در دو عکس یکی باشد ،عمق میدان در عکس دوم کمتر است و ممکن است درخت در پس زمینه محو شود. اما چون فاصله تا موضوع ثابت بوده است، در عکس دوم اندازه موضوع بزرگتر است و ممکن است مثلا قسمتی از سر شخص در کادر جا نشود.

۲-در این حالت، هدف ،گرفتن عکسی است که در آن اندازه سر شخص حدود نیمی از کادر را بپوشاند.برای این منظور ابتدا یک عکس با لنز واید میگیریم و سپس فاصله خود را تا شخص زیاد می کنیم و یک عکس با لنز تله میگیریم تا اندازه ها در دو عکس یکسان باشند. 

جالب است که عمق میدان در این دو عکس هیچ تفاوتی نخواهد داشت.

پس این قانون را که هر چه فاصله کانونی لنز بیشتر باشد،عمق میدان کمتر است ،باید با تامل و دقت بیشتری استفاده کرد.

نکته:عمق میدان بین جلو و عقب نقطه فوکوس تقسیم میشود.یعنی مثلا وقتی عمق میدان در یک تصویر ۵۰ سانتی متر است ، از فاصله ۱۵ سانتی متری جلوی نقطه فوکوس تا ۳۵ سانتیمتری پشت آن در محدوده عمق میدان قرار داشته و در تصویر واضح است.(اعداد فوق به عنوان مثال ذکر شده اند). طرز تقسیم عمق میدان در جلو و پشت نقطه فوکوس در شرایط مختلف ،متفاوت است.هنگامی که به هر علتی عمق میدان کم باشد،عمق میدان جلو و پشت تقریبا برابر هستند.با افزایش عمق میدان، به تدریج قسمت واضح پشتی بیشتر از قسمت جلویی می شود.به طوریکه وقتی عمق میدان جلویی به حدود ۴/۱ فاصله جسم تا دوربین برسد،عمق میدان پشتی ۲ برابر عمق میدان جلوی جسم خواهد بود. و هنگامیکه عمق میدان جلوی جسم به ۲/۱ فاصله جسم تا دوربین برسد، عمق میدان پشت تا بینهایت ادامه خواهد داشت.

اندازه دیافراگم و عمق میدان

Aperture یا اندازه دهانه ورود نور لنز ،علاوه بر کنترل میزان نور وارد شده،بر عمق میدان نیز تاثیر دارد.

تصاویر زیر ارتباط بین عدد F و عمق میدان را نشان میدهد.

با افزایش عدد f از ۲ به ۱۱ (کاهش اندازه aperture )،عمق میدان افزایش می یابد.

مثلا با یک لنز ۵۰ میلیمتری و f5.6 و فوکوس روی فاصله ۳ متری ،از فاصله ۴۵/۲ متری تا فاصله ۸/۳ متری اجسام واضح بوده و عمق میدان کلی برابر است با ۳۵/۱ متر.اگر عدد f را به ۱۶ برسانیم عمق میدان از ۳۵/۱ به ۶/۶ متر افزایش می یابد.

کنترل عمق میدان در دوربینهای دیجیتال معمولی

مفهوم کنترل عمق میدان آن است که بتوانیم بسته به نیاز خود،عمق میدان را کم یا زیاد کنیم.چرا که گاهی عمق میدان کم بسیار ضروری است.مثلا در عکسهای پرتره که هدف تاکید روی صورت فرد است و باید از پس زمینه مجزا شود.

یک راه عملی برای ایجاد عمق میدان کم در این دوربینها به روش زیر است:

۱- موضوع را تا جای ممکن از پس زمینه دور کنیم.

۲- با استفاده از زوم اپتیکال موضوع را در کادر قرار دهیم.(فاصله کانونی زیاد)

۳- حتی الامکان از بیشترین اندازه ممکن برای f استفاده کنیم.

Hyperfocal Ditstance – HFD

HFD عبارتست از کمترین فاصله ای که وقتی با یک f خاص روی آن فوکوس شود،تمام اجسام تا بینهایت در پشت آن واضح باشند(یعنی عمق میدان پشتی تا بینهایت باشد).این موضوع برای عکاسان طبیعت اهمیت زیادی دارد. قبلا گفتیم که وقتی عمق میدان پشتی تا بینهایت باشد ،عمق میدان جلوی نقطه فوکوس، حدودا نصف فاصله دوربین تا نقطه فوکوس است.مثلا اگر با لنز ۵۰ و f16،مقدارHyperfocal distance برابر ۸ متر باشد ،تمام اجسام واقع در فاصله ۴ متری تا بینهایت واضح خواهند بود.

چگونه مقادیر DOF و HFD را تعیین کنیم؟

در ابتدا باید به مفهومی به نام Circle Of Confusion (COC) اشاره کنیم.همانگونه که در ابتدای این مقاله اشاره شد ،معیار وضوح عناصر موجود در عمق میدان ،یک معیار دقیقا تعریف شده نمی باشد.کمترین اندازه ای که چشم انسان میتواند در فاصله معمول خواندن تشخیص دهد ،حدودا ۱۶۶/۰ میلیمتر است.یعنی اگر ۲ نقطه کوچکتر از این مقدار را در کنار هم قرار دهید،از فاصله معمول خواندن، آنها را یک نقطه می بینید.همین موضوع در مورد تشخیص وضوح عناصر در عکسهای چاپ شده نیز صدق میکند.به عبارت دیگر اگر به یک عکس چاپ شده ۱۲*۱۵ سانتیمتری نگاه کنیم نقاط کمتر از ۱۶۶/۰ میلیمتر در آن قابل تشخیص نیستند.و چون برای چاپ این عکس از فیلم ۳۵ میلیمتری، حدودا ۵ برابر بزرگنمایی داشته ایم،مقدار بحرانی مذکور در فیلم ۳۵ میلیمتری برابر ۰۳۳۳/۰ =۵ : ۱۶۶/۰ خواهد شد.این عدد ۰۳۳۳/۰ حدودا مقدار COC برای دوربینهای فیلمی ۳۵ میلیمتری برای چاپهای ۱۲*۱۵ سانتیمتری است.(در مورد دوربینهای مختلف مقدار دقیق آن متفاوت است) برای تعیین عمق میدان باید چهار مقدار f ، فاصله کانونی ، فاصله نقطه فوکوس و مقدار COC دوربین مشخص باشد.

برای عکاسان تازه‌کار: عمق میدان چیست؟

در تعریف کلی عمق میدان وضوح می‌گوییم : محدوده‌ای از عکس که دارای وضوح (sharpness) قابل توجهی بوده و فوکوس شده‌باشد. در همه عکس‌ها این محدوده، قسمتی از جلو تا عقب نقطه‌ای که بر روی آن فوکوس شده‌است را شامل می‌شود.عمق میدان در عکس‌های مختلف متفاوت است. در برخی از عکس‌ها این محدوده بسیار کم و کوتاه است و در برخی از عکس‌ها این محدوده بسیار بزرگ و طولانی است. سه عاملی که بر عمق میدان تاثیر مستقیم می‌گذارند عبارتند از : دهانه دیافراگم (f-stop) ، فاصله سوژه تا دوربین و فاصله کانونی لنز.در ادامه به توضیح بیش‌تر و پاسخ به سولات رایج درباره عمق میدان می‌پردازیم.

چگونه با دیافراگم عمق میدان را کنترل کنیم؟

دیافراگم به نور اجازه می‌دهد تا از لنز عبور کرده و به سنسور برخورد کند. اندازه دیافراگم(قطر دهانه دیافراگم که جازه ورود نور را می‌دهد) میزان نور عبوری از لنز را کنترل می‌کند. استفاده از دیافرگم یکی از ساده‌ترین راه‌های کنترل عمق میدان است.

دیافراگم بازتر : عدد f کوچک‌تر : عمق میدان کم‌تر

دیافراگم بسته‌تر : عدد f بزرگ‌تر : عمق میدان بیش‌تر

فکر می‌کنم عبارت «عدد f کمتر، عمق میدان کمتر» راحت‌تر به خاطر سپرده می‌شود. طبیعتاً قرینه این عبارت نیز صدق می‌کند : «عدد f بزرگ‌تر، عمق میدان بیش‌تر» . به طور مثال وقتی تنظیمات دوربین را به گونه‌ای قرار دهیم که دیافراگم بر روی f/2.8 قرار داشته‌باشد، عمق میدان بسیار کمتری از زمانی خواهیم داشت که دیافرگم را بر روی f/11 قرار دهیم.

 

 

در نمونه بالا، عکس سمت چپ با سرعت شاتر ۱/۲۵۰ و دیافراگم f/5 ثبت شده‌است که نتیجه آن عمق میدان بسیار کم است. همانطور که می‌بینید، سوژه اصلی کاملاً واضح بوده و پس زمینه او محو ثبت شده‌است که این مساله باعث شده‌است تا سوژه از پس زمینه جدا شود و برجسته به نظر برسد. اما در عکس سمت راست از سرعت شاتر ۱/۵ ثانیه و دیافراگم f/32 استفاده شده‌است و بسته‌تر بودن دیافرگم باعث شده‌است که تقریباً اجزای تصویر، از پس زمینه تا پیش زمینه در وضوح کامل باشد. گونه با کنترل «فاصله سوژه تا دوربین» عمق میدان را کنترل کنیم؟ هرقدر سوژه اصلی به لنز نزدیک‌تر باشد عمق میدان کم‌تر شده و هر قدر از لنز فاصله بگیرد، عمق میدان بیش‌تر می‌شود. چگونه با تغییر فاصله کانونی لنز، عمق میدان را کنترل کنیم؟ به طور خلاصه فاصله کانونی، توانایی لنز در بزرگنمایی سوژه‌های دور