دوربین‌های کامپکت و تلفن‌های همراه هوشمند هر روز در حال افزایش مگاپیکسل در هستند. در چنین وضعیتی آیا واقعاً نیازی به استفاده از دوربین‌هایی با همان رزولوشن وجود دارد؟ پاسخ این سؤال دست‌کم برای کسانی که نیاز به ثبت تصاویر باکیفیت ندارند منفی است. زیرا بسیاری از کاربران غیرحرفه‌ای، حتی به بخش کوچکی از رزولوشن ثبت‌شده توسط دوربین‌شان نیز نیازی ندارند. اما چرا عکاسان حرفه‌ای از دوربین‌هایی با حسگر بزرگ که طبیعتاً به بزرگ‌تر شدن بدنه دوربین می‌انجامد علاقه‌مندند؟
حسگر‌ها، بخشی از دوربین هستند که نور تابیده‌شده از لنز را دریافت و ثبت می‌کنند. اندازه این قطعات در دوربین‌های DSLR و حتی دوربین‌های بدون آیینه معمولاً به حد کافی بزرگ است. اما اندازه حسگر در تلفن‌های همراه و اغلب دوربین‌های کامپکت، بسیار کوچک است. در این مقاله با هم می‌بینیم که بزرگ‌تر بودن اندازه حسگر چه تأثیری روی روند عکاسی شما می‌گذارد؟
حسگر‌های بزرگ‌تر امکان ارائه رزولوشن بیشتری را دارند
با بدیهی‌ترین مورد شروع می‌کنم: رزولوشن. طبیعتاً وقتی اندازه حسگر بزرگ‌تر می‌شود، جای بیشتری برای افزایش رزولوشن خواهد داشت. فرض می‌کنیم که اندازه پیکسل‌های موجود روی حسگر‌ها یکی باشد، بنابراین وقتی یک حسگر مثلاً 50% بزرگ‌تر از یک حسگر دیگر باشد، طبیعتاً می‌تواند 50% پیکسل بیشتر را نیز در سطح خود جای دهد. رزولوشن بیشتر نیز به معنی داشتن جزئیات بیشتر و امکان بزرگنمایی بیشتر تصاویر است.
اما از سوی دیگر، داشتن حسگر بزرگ‌تر به معنی داشتن پیکسل‌های بزرگ‌تر است. به طور کلی اندازه پیکسل‌ها در حسگر‌های مختلف یکی نیست. هر چقدر اندازه سلول‌های روی حسگر یا همان پیکسل‌ها بزرگ‌تر باشد، کیفیت تصاویر افزایش بیشتری می‌یابد. به عنوان مثال هیچ‌وقت کیفیت حسگر یک دوربین اندازه APS-C (با رزولوشن مشابه) با کیفیت حسگر یک دوربین Full-Frame قابل مقایسه نیست. طبیعتاً کیفیت حسگر دوربین یک تلفن همراه 20 مگاپیکسلی را نیز نمی‌توانید با حسگر APS-C یک دوربین عکاسی 20 مگاپیکسلی مقایسه کنید.
حسگر‌های بزرگ‌تر در نور کم کیفیت بهتری دارند
یکی از مهم‌ترین پیش‌فرض‌هایی که برای بررسی کیفیت یک حسگر در نور کم مورد ارزیابی قرار می‌گیرد، اندازه حسگر دوربین است. طبق یک قانون کلی، دوربین‌هایی که دارای حسگر بزرگ‌تر هستند در نور کم کیفیت عکس بهتری دارند و میزان نویز آن‌ها در حساسیت‌های بالا کمتر است.
یک وب‌سایت معروف به نام DxO Mark همیشه دوربین‌های دیجیتال جدید را بررسی کرده و به کیفیت و کارآیی حسگر آن‌ها را در نور کم امتیاز می‌دهد. این سایت امتیاز‌هایی را که به کیفیت حسگر‌ها در نور کم می‌دهد “Sport” می‌نامد. شاید به این دلیل که یکی از مهم‌ترین معیار‌های عکاسان ورزشی، میزان نویز یک دوربین در نور کم است. زیرا این عکاسان اغلب اوقات مجبورند، عکس‌های‌شان را با حساسیت و سرعت شاتر بالا بگیرند.
این امتیاز یک مقدار حساسیت ISO است. در واقع در معیار این سایت، Sport به “بالاترین حساسیتی” گفته می‌شود که می‌توان با یک دوربین عکس گرفت و اندازه نویز‌ها در تصویر از یک مقداری بالاتر نرود. برای محاسبه این ابعاد نویز یک فرمول وجود دارد که فعلاً موردنظر ما نیست. مهم این است که بدانید مثلاً تصاویر در نور کم، بین سه دوربین Sony A7R II، Nikon D5200 و Canon EOS 5D Mark III در دوربین سونی A7R II دارای کمترین مقدار نویز است.
این فاکتور را می‌توانیم اینگونه نیز تعریف کنیم: بالاترین حساسیت قابل‌استفاده برای دوربین سونی a7R II برابر 3434 ISO و برای دوربین Nikon D5200 برابر 1284 ISO است!
اگر مقادیر Sport مربوط به بررسی دوربین‌های مختلف DxO Mark را روی یک دیاگرام قرار دهیم، متوجه می‌شویم که این مقادیر براساس اندازه حسگر تقسیم‌بندی می‌شوند:
برای توضیح بیشتر این نمودار، باید بدانید که مقدار خطی نمودار مربوط به مقادیر امتیاز Sport دوربین‌های مختلف است. میانگین Sport برای دوربین‌های Full-Frame بین ISO 2293–3702 ، برای APS-Cها بین ISO 915–1438 و برای میکرو سه‌چهارم ها بین ISO 757–896 است. نکته جالب اینکه همان‌طور که می‌بینید، بهترین امتیاز Sport برای یک حسگر اندازه میکرو سه‌چهارم از کمترین امتیاز برای یک حسگر APS-C نیز پایین‌تر است.
بنابراین متوجه می‌شویم که وقتی پای کیفیت عکاسی در نور کم به میان می‌آید، اندازه حسگر مهم‌ترین فاکتور تأثیرگذار است.
دینامیک رنج یا محدوده دینامیکی یک حسگر تحت تأثیر ابعاد حسگر است
تحقیقات نشان می‌دهد که اندازه بزرگ‌تر حسگر مستقیماً روی افزایش محدوده دینامیکی آن نیز تأثیر می‌گذارد. محدوده دینامیکی فاصله رنگ‌های موجود در بین سفید‌ترین تا سیاه‌ترین نقطه قابل ثبت در یک حسگر است. یافتن تیره‌ترین طیف نور در یک تصویر کاملاً تحت تأثیر عملکرد یک دوربین در نور کم قرار می‌گیرد، زیرا وقتی تنالیته‌های خیلی تاریک توسط یک حسگر کوچک ثبت می‌شوند، موجب افزایش نویز در این نقاط تاریک می‌شود و طبیعتاً روی طیف رنگ سیاه تأثیر می‌گذارد. به همین دلیل نویز موجود در تصویر امکان دستیابی به “سیاه مطلق” را به حسگر نمی‌دهد و در عوض آن “طیف نسبتاً سیاه” را خواهیم داشت.
با توضیحات داده‌شده همانند مورد قبلی به این نتیجه می‌رسیم که دستیابی به سیاه مطلق در یک حسگر تحت تأثیر نویز، و نویز تحت تأثیر اندازه حسگر است. بنابراین نتیجه می‌گیریم که اندازه حسگر می‌تواند روی طیف رنگ سیاه یا همان محدوده دینامیکی حسگر تأثیر بگذارد.
تحقیقات وب‌سایت DxO نیز نشان‌دهنده همین نتیجه است. این وب‌سایت امتیاز محدوده دینامیکی را “Landscape” می‌نامد و مطالعه نتایج آن، تأثیر مستقیم اندازه حسگر روی امتیاز Landscape را نشان می‌دهد.
در تصویر مقایسه‌ای زیر می‌بینیم که میانگین محدوده دینامیکی برای حسگر‌های میکرو سه‌چهارم برابر 12.5 گام، برای حسگر‌های APS-C برابر 13.0 و برای دوربین‌های Full Frame برابر 13.4 گام است.
البته در اینجا محدوده دینامیکی ممکن است تحت تأثیر عوامل دیگری مانند پردازشگر دوربین‌ها نیز باشد. به عنوان مثال می‌بینیم که در دو گروه APS-C و Full-Frame ها معمولاً محدوده دینامیک دوربین‌های کانن در پایین‌ترین سطح و دوربین‌های نیکون در بالاترین سطح هستند. اما دقت داشته باشید که مقصود من از ارائه این جدول، اشاره به تأثیر عمومی اندازه حسگر بر محدوده دینامیک حسگر است تا برند سازنده آن.
حسگر بزرگ‌تر می‌تواند پس‌زمینه را محو‌تر کند
بسیاری از عکاسان، خصوصاً عکاسان پرتره و عروسی، علاقه‌مند هستند که در تصاویرشان پس‌زمینه‌هایی محو با فوکوس روی سوژه داشته باشند. در اغلب مواقع، دیافراگم باز لنز را عامل محو کردن پس‌زمینه معرفی می‌کنند. اگرچه یکی از مهم‌ترین عوامل محو کردن پس‌زمینه عکس، استفاده از دیافراگم‌های بزرگ‌تر است، اما در واقع دستیابی به پس‌زمینه‌ای کاملاً محو با دوربینی که دارای یک حسگر خیلی کوچک است، تقریباً غیرممکن به نظر می‌رسد.
اخیراً وب‌سایت dpreview مقاله‌ای درباره ارتباط بین اندازه حسگر با محوی پس‌زمینه در دوربین‌های دیجیتال مختلف منتشر کرده است که این نظریه تجربی را دقیقا نشان می‌دهد. البته در این مقاله اندازه‌گیری مقدار محوشدگی با فرمول‌ها و اعداد و ارقام مختلف اندازه‌گیری شده است. اما خلاصه نتیجه آن را می‌توانید در جدول زیر ببینید:
نتایج موجود در این جدول نشان می‌دهد دوربین‌هایی که حسگر کوچکی دارند، حتی با داشتن رزولوشن یا کیفیت بالای عکس‌برداری، باز هم نمی‌توانند پس‌زمینه‌های محو ایجاد کنند.
مشکلات پراکندگی رنگی در حسگر‌های بزرگ کمتر است
یکی از تأثیرات اندازه حسگر در دوربین‌های دیجیتال که ممکن است کمی عجیب به نظر برسد، تأثیر بر مقدار پراکندگی نور در تصاویر است. متخصصان عکاسی معمولاً پراکندگی نور را ناشی از استفاده از دیافراگم‌های بسته می‌دانند. تأثیر بسته بودن دیافراگم بر پراکندگی پرتوهای نور ورودی در دیافراگم‌های بسته به این دلیل است که وقتی نور از میان سوراخ کوچک دیافراگم میان لنز عبور می‌کند می‌بایست مجدداً در سمت دیگر (که حسگر قرار دارد) از هم باز شده و روی سطح حسگر پخش شود.
این کار موجب ایجاد زاویه زیاد بین جهت پرتوهای نور و فتوسل‌های کناره‌های حسگر می‌شود. بنابراین احتمال اینکه پرتوهای نور به فتوسل‌های اشتباهی برخورد کنند بیشتر می‌شود. این خطا در برخورد پرتوهای نور با فتوسل‌های اشتباهی می‌تواند انواع مشکلات حاصل از لنز، مانند “محوشدگی” و “ایجاد لبه‌های رنگی در نواحی پرکنتراست” را در کناره‌های حسگر افزایش دهد.
اما بزرگ‌تر شدن حسگر چگونه می‌تواند موجب کاهش این مشکلات شود؟
دقت داشته باشید که مشکلات گفته شده تماماً بر اثر برخورد پرتوهای نور زاویه‌دار با فتوسل‌های اشتباهی پیش می‌آید. نکته اینجاست که با بزرگ‌تر شدن ابعاد حسگر، اندازه فتوسل‌های حسگر نیز بزرگ‌تر شده و طبیعتاً احتمال برخورد پرتوهای نور به فتوسل اشتباهی نیز کاهش می‌یابد. وقتی یک حسگر کوچک تعداد زیادی پیکسل داشته باشد، پرتوهای نور به راحتی ممکن است به سلول‌های مجاور نشت کنند و احتمال محوشدگی و Chromatic Aberration افزایش می‌یابد.
حسگر‌های بزرگ‌تر، فاکتور برش کمتری دارند
فراموش نکنید که با کوچک‌تر شدن حسگر‌ها، محدوده دید آن‌ها نیز کمتر می‌شود و در واقع برشی از تصویر روبرو را می‌توانند ثبت کنند. این مقدار برش که به Crop Factor یا فاکتور برش معروف است، در اغلب موارد به “تله‌تر شدن” تصویر تعبیر می‌شود. به همین علت وقتی عکاسان از لنز‌هایی که مخصوص دوربین‌های Full Frame ساخته شده‌اند روی دوربین‌هایی با حسگر کوچک‌تر استفاده می‌کنند، احساس می‌کنند که تصویر تله‌تر شده است. در حقیقت فاکتور برش موجب محدودیت در زاویه دید لنز می‌شود.
سازندگان دوربین‌های کامپکت و تلفن‌های همراه، این مشکل را با به کار بردن لنز‌های واید روی این دوربین‌ها جبران می‌کنند. به همین دلیل در چنین دوربین‌هایی، لنز‌هایی با فاصله کانونی‌های بسیار کم به کار گرفته می‌شود که با احتساب این فاکتور برش بتوانند تصویری “معادل” یک فاصله کانونی مشخص در دوربین‌های Full Frame را شبیه‌سازی کنند.
مشکل اینجاست که اغلب لنز‌های دوربین‌های DSLR مخصوص دوربین‌های Full Frame ساخته می‌شوند و استفاده از باز‌ترین زاویه دید یا در واقع کمترین فاصله کانونی در این لنز‌ها، مستلزم استفاده از حسگر‌های Full Frame است. به عنوان مثال برای استفاده از لنز Canon EF 14mm f/2.8 II L که یک لنز فوق واید حرفه‌ای برای عکاسی معماری است، می‌بایست حتماً از یک دوربین با حسگر Full Frame استفاده کنید و در صورتی که از این لنز روی یک دوربین با حسگر ASP-C استفاده کنید، زاویه دید آن تا فاصله کانونی حدود 21mm بسته خواهد شد.
خلاصه
مقصود من از این مقاله، رد کردن هیچ دوربینی یا ساختاری نیست. واقعیت این است که داشتن هر دوربینی بهتر از نداشتن هیچ دوربینی است! اما می‌خواستم نشان دهد که حتماً دلیلی وجود دارد که عکاسان حرفه‌ای اغلب سعی می‌کنند از دوربین‌های DSLR بزرگ با حسگر‌های بزرگ‌تر از دوربین‌های بدون آیینه یا DSLRهای APS-C استفاده کنند. تفاوت‌ها تنها به تعداد پیکسل‌ها مربوط نمی‌شود و در اغلب موارد بحث بر سر کیفیت بالاتر است.
اگر به اطلاعات دقیق‌تر یا جزئیات بیشتری در این‌باره علاقه‌مند هستید می‌توانید از فرم‌های نظر‌خواهی در زیر مقالات استفاده کنید.
