داینامیک رنج یا دامنه پویایی چیست؟

زمانی که از پارامتری تحت عنوان داینامیک صحبت به میان می‌آید، خیلی‌ها به فکر عبارت داینامیک رنج بالا یا تکنیک بالا می‌افتند. ولی داینامیک رنج دقیقاً چیست و چرا همه معمولاً ترجیح می‌دهند که دوربینی با داینامیک‌رنج بالا‌تر داشته باشند. به طور مختصر داینامیک رنج، عبارتی است که قابلیت اندازه‌گیری کمترین و بیشترین مقدار یک متغیر را نشان می‌‌دهد. هر چند که داینامیک‌رنج صرفاً مختص عکاسی نیست، ولی در این مقاله تمرکز بر روی مفهوم داینامیک رنج در عکاسی است، پارامتری که نشان‌دهنده مقادیر روشنایی از روشن‌ترین سفیدی تا تیره‌ترین سیاهی در یک تصویر است یا قابلیت سنسور در ثبت این مقادیر. در ادامه به بررسی عمیق‌تر این عبارت پر پیکسل می‌پردازیم.

قبل از اینکه به بررسی دقیق داینامیک‌رنج در عکاسی بپردازیم، یک صفحه‌ای رو در نظر بگیرید که یک سمت آن سفید مطلق و سمت دیگر آن مشکی مطلق است و تعداد بی‌شماری مقادیر خاکستری از روشن به تیره به صورت تدریجی از در این بین قرار دارند. (مانند تصویر) هر چه گستره مقادیر خاکستری بدون در نظر گرفتن محدوده سیاه‌وسفید دو لبه محدود‌تر باشد، داینامیک‌رنج کمتر است؛ و از طرف دیگر هر چه داینامیک رنج بیشتر باشد، گذر از سیاهی به سفیدی طولانی‌تر صورت می‌گیرد و گستره بیشتری از مقادیر خاکستری را خواهیم داشت.

داینامیک رنج در عکاسی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است چرا که عموماً با توجه به مدیومی که با آن عکاسی می‌کنیم، از سنسور دیجیتال یا فیلم گرفته تا فایل دیجیتال و پرینت، نمی‌توان به یک داینامیک‌رنجی معادل چشم انسان رسید. بدون در نظر گرفتن اینکه طیف بین سیاه و سفید در یک عکس چه قدر گسترده است هر تصویر به وجود آمده از روش‌های مختلف با توجه به محدودیت‌هایی که وجود دارد این گستره کوتاه می‌کند. به عنوان مثال در یک پرینتر نمی‌توان به سفیدی بیشتر از سفیدی کاغذ یا تیرگی بیشتر از تیرگی جوهر دست یافت. یا در یک عکس دیجیتال یا فیلم، جزئیاتی که بین تیره‌ترین سایه و روشن‌ترین های‌لایت‌ها به ثبت می‌رسد و هر چه که خارج از دامنه باشد، به صورت سفید یا سیاه مؤثر و بدون جزئیات به ثبت می‌رسند، چرا که داینامیک رنج فیلم (لتیتیود فیلم) یا سنسور به حدی نیست که بتواند این جزئیات را ثبت کند. به همین علت هم هست که خیلی از مواقع بخشی از تصویر اُور یا آندراکسپوز می‌شود. هر رسانه یا مدیومی از مانیتور و پرینتر گرفته تا دوربین‌های فیلم و دیجیتال، داینامیک رنج مربوط به خود را دارد و هدف سازندگان افزایش این مقادیر بین حداکثر و حداقل مقدار است تا تصویر به دست آمده شباهت بیشتری به چیزی که در واقعیت دیده می‌شود داشته باشد. به طور مثال مانیتور‌های OLED ال‌جی طبق ادعای شرکت سازنده با تکنولوژی منحصر به فرد خود، می‌تواند از یک سمت دامنه روشنایی به سیاهی مطلق دست یابد و تصویری زنده‌تر خلق کند.

زمانی که داینامیک رنج سنسور دو دوربین با یکدیگر مقایسه می‌شوند در واقع قابلیت آن‌ها در ثبت مقادیر بیشتر و دامنه گستر‌ده‌تر بین سیاه و سفید بررسی می‌شود. به طور مثال دو دوربین را در نظر بگیرید که سنسور یکی داینامیک رنج بالا و دیگری داینامیک پایین‌تری دارد. با هر دو دوربین از یک منظره با کنتراست بالا که هم شامل نواحی بسیار روشن و هم تیره می‌شود، با نوردهی مشابه عکاسی می‌کنیم. طبق چیزی که در تصویر بالا مشاهده می‌شود، دوربین با داینامیک رنج پایین‌تر قابلیت کمتری در ثبت جزئیات در نقاط بسیار روشن یا تیره تصویر دارد و در جزئیات در بخش‌هایی از تصویر به ثبت نرسیدند.

 

کاربرد داینامیک رنج در عکاسی معمولاً آن‌جایی اهمیت پیدا می‌کند که از صحنه‌هایی با کنتراست بالا عکاسی می‌کنیم. جایی که ثبت هم‌زمان جزئیات در نواحی روشن و تاریک صحنه مشکل می‌شود و اغلب باید قید جزئیات در یک سو را زد یا چند عکس با نوردهی‌های متفاوت گرفت و آن‌ها را با هم ادغام کرد. (به این تکنیک HDR می‌گویند). مشخصاً داینامیک‌ رنج دوربین‌ها با گفته نمی‌شود با به صورت دقیق بیان نمی‌شود. ولی معمولاً دوربین‌هایی که ابعاد پیکسل بزرگ‌تری برخوردارند، داینامیک رنج بیشتری دارند. ابعاد سنسور بزرگ‌تر یا رزولوشن کمتر می‌تواند نشان‌دهنده ابعاد بزرگ‌تر هر پیکسل باشد.

با صرف نظر از توضیحات تئوری بیشتر در مورد داینامیک رنج، راهکار‌ها و تکنیک‌هایی مؤثری وجود دارد که داینامیک رنج را در عکاسی گسترش داد و بتوان به مقادیر بیشتری از تن‌ها دست یافت همچنین از دست رفتن جزییات در نواحی روشن یا تیره صحنه جلوگیری کرد.

همان‌طور که اشاره شد، تکنیک (HDR (High Dynamic Range روشی است برای افزایش گستره پویایی یا همان داینامیک رنج تصویر. خیلی از عکاسان از این روش استفاده می‌کنند که بتوانند به تصویری با جزئیات بالا در صحنه‌های پرکنتراست ثبت کنند. تصویری که نمی‌توان با یک بار نوردهی نمی‌توان به آن دست یافت. فرض کنید که از صحنه‌ای قرار است عکاسی کنید که اختلاف روشن‌ترین نقطه با تاریک‌ترین نقطه 11 Ev یا 12 استاپ است؛ یعنی تاریک‌ترین نقطه تصویر ۱ EV و روشن‌ترین 12EV دارد. (در این مطلب پیکسل مفهوم EV توضیح داده شده است.) ولی داینامیک رنج دوربین ۱۰ استاپ است و با ثبت یک فریم با توجه به نوردهی‌های متفاوت قطعاً جزئیات بخشی از نواحی روشن، تاریک با هر دو به ثبت نخواهند رسید. اگر سعی کنیم جزئیات نواحی روشن را ثبت کنیم، هر بخشی از تصویر که مقدار EV آن کمتر از 2 باشد، تیره و بدون جزئیات به ثبت می‌رسند و به اصطلاح آندراکسپوز می‌شوند. به همین صورت اگر قصد داشته باشیم جزییات نواحی روشن را داشته باشیم بخش‌هایی از تصویر اُوراکسپوز می‌شوند. در واقع این اتفاق مثل زمانی است که یک خط کش ۱۰ سانتی‌متری داریم و می‌خواهیم یک میله ۱۲ سانتی‌متری را اندازه‌گیری کنیم. مشخص است که نمی‌توان با یک بار اندازه‌گیری کل میله را متر کرد؛ و باید خط‌کش را جا به جا کرد و دو یا چندبار اندازه‌گیری کرد. در تکنیک HDR هم دقیقاً همین ترفند به کار گرفته می‌شود و باید دو یا چند‌عکس با نور‌دهی‌های متفاوت گرفت؛ مثلاً اگر نوردهی اولیه‌ با تنظیمات f/5.6 و سرعت شاتر ۱/۶۰ باشد باید دو عکس با دو نوردهی متفاوت f/5.6 و سرعت شاتر ۱/۳۰ و بار دیگر با همین عدد دیافراگم و سرعت شاتر ۱/۱۲۰ شود. در مرحله ادیت این سه عکس را باید با هم ادغام کرد و جزییات نواحی تیره را از عکس ۱/۳۰ و جزییات نواحی روشن را از عکس ۱/۱۲۰ گرفت. در آخر عکسی با داینامیک رنج بالا خواهیم داشت که صحنه با ۱۲ استاپ اختلاف روشنایی را به خوبی پوشش داده است.

راه جایگزین دیگر برای ثبت صحنه‌های پر کنتراست که دوربین قادر به ثبت آن با تمام جزییات نیست استفاده از فیلتر‌های Graduated ND یا فیلتر‌های تدریجی است. این‌گونه فیلترها در واقع فیلترهای ND هستند که تیرگی‌شان از یک گوشه به گوشه‌ی دیگر به‌صورت تدریجی کاهش می‌یابد. کاربرد اصلی این‌گونه فیلترها برای تاریک کردن آسمان است. اکثر اوقات روشنایی آسمان به‌مراتب از سایر قسمت‌های کادر عکس بیشتر است، بنابراین با تنظیم قسمت تیره‌ی فیلترهای Graduated ND بر روی آسمان می‌توانید به بالانس مناسبی از نوردهی دست پیدا کنید.

داینامیک رنج در عکاسی یک معمولاً یک مفهوم چالش‌برانگیز است چرا که کنترل آن همیشه ساده نیست. اگر سؤالی در این زمینه دارید یا بخشی از مقاله با دانسته‌های شما در تضاد است، آن را در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.