المدى الضوئي الديناميكي في الحساس الرقمي!

histogram_bar.gif خططنا انا واصدقائي البارحة الاجتماع لتنفيذ بعض افكار التصوير في الاستوديو (محل الصديق محمد الانصاري)  لكن الاخوان لم يحضروا معهم العدة المطلوبة لتنفيذ الفكرة. بالاضافة الى ذلك لم يكن هناك حضور قوي مما دفعنا لنجلس ونتحدث في امور جانبية كثيرة.  اثناء نقاشي مع الصديق سعد العفالق على موضوع المدى الديناميكي الضوئي خطرت على بالنا فكرة!

كنا نتحدث عن الموضوع الذي طرحته سابقا عن مقارنة الفلم بالحساس الرقمي وعن ان المصادر التي رجعت اليها اختلفت وتضاربت فبعضها يقول ان الحساس الرقمي مداه الضوئي عشر وقفات والاغلبية ينفون ذلك.    ليس هناك اي توثيق حول المدى الضوئي للحساس في جميع الكاميرات الرقمية مما زاد الطين بلة!

انا شخصيا كنت اعتقد ان المدى الضوئي للحساس الرقمي في كاميرتي هو ست وقفات بناءا على شكل مقياس الكاميرا والذي يبدوا كالتالي:

 toplcd01.jpg

نلاحظ في الصورة ان مدى المقياس مقسم الى ست وقفات (اشارات كبيرة) وكل وقفة مقسمة الى اثلاث (ثلاث نقاط بين كل اشارتين).  ولتوضيح مدى الوقفة  قمت بوضع مداها على الصورة:

toplcd02.jpg

كنت ايضا اعتقد انه اذا وصل مقياس التعريض الى نهاية التدرج فاننا وصلنا الى نهاية المدى الديناميكي للحساس وبالتالي فان مجموع الوقفات هو ست وقفات فقط.

بعض المصورين يعتقد ان المدى الديناميكي للحساس هو اربع وقفات وذلك بناءاً على الاقسام الاربعة (واحيانا خمسة) والتي تكون واضحة في الهيستوجرام:

لاحظ الهستوجرام في الصورة مقسم الى اربع مساحات:

 tv2007090718324400-01.jpg

  قررنا انا وسعد ان نقوم بقياس المدى الضوئي لأحد الحساسات الرقمية لكي نقطع الشك باليقين ولكي ننهي التضاربات التي قراناها وايضا ما يعتقده كل منا.

استخدمنا كاميرتي D200 ووجهناها الى منطقة شبه خالية المعالم ومتقاربة جدا في درجة الاضاءة (جدار ابيض سيخدم الهدف)   وقمنا بوضع فتحة عدسة f/8  وايزو 100  وقررنا تثبيتهما وتغيير سرعة الغالق لمعرفة المدى الديناميكي.

قمنا بتغيير سرعة الغالق حتى حصلنا على صورة بيضاء تماما وكان ذلك على سرعة 4 ثوان.   هذا يعني اننا خرجنا عن الحد الاعلى للمجال الضوئي للحساس.  ان اول صورة تم تسجيل درجات لونية فيها كانت على سرعة غالق 2 ثانية.   بذلك قد حددنا النقطة المرجعية التي نبدا منها حساب المدى الضوئي.

 لحساب المدى الضوئي قمنا بتقليل الوقفات واحدة تلو الأخرى حتى نحصل على سواد كامل لنفس الموضوع. ولكي نأكد ان الصورة كان سوداء تماما كنا نراجع الهيستوجرام بعد كل صورة.

هنا كانت المفاجاة حيث توصلنا ان الكاميرا استطاعت التقاط درجات لونية حتى تسع وقفات كاملة اقل من التعريض الذي بدأناه. لقد قللنا التعريض بزيادة سرعة الغالق كالتالي:

 2، 1 ، 1/2، 1/4 ، 1/8، 1/15، 1/30، 1/60، 1/125، 1/250

وفي كل هذه السرعات كان هناك تفاصيل لونية يمكن بوضوح تحديدها على الهيستوغرام!

 بعد هذه التجربة استطيع وبكل ثقة ان اقول ان الحساس الرقمي مداه الديناميكي يتفوق وبقوة على اغلب الافلام التي نعرفها. 

السؤال الذي يتبادر الى اذهاننا هو: لماذا جودة الصور الرقمية منخفضة جدا عند مناطق السطوع والظلال مقارنة بالصور الفلمية؟

قبل ان اجيب على السؤال لنراجع معا هيستوجرام الكاميرا:

 عندما نصور صورة فان تلك الصورة تتكون من نقاط عديدة ذات قيم لونية معينة:

mosaic.gif

ان الهيستوجرام ببساطة هو عملية احصائية لعدد البسكسلات ذات التونات المتشابهة.  تخيل انك وضعت البكسلات المتشابهة على شكل اعمدة لتقوم بعدها بالشكل التالي:

h_mosaic.gif

نلاحظ هنا ان البكسلات الزرقاء اكثر من البقية والصفراء هي اقل الجميع.  اي ببساطة الهيستوغرام هو عبارة عن رسم بياني احصائي ليساعدنا على فهم توزيع الالوان ودرجات السطوع في الصورة.

عندما نصور صورة فان الهيستوغرام الاحادي (هناك هيستوغرام للالوان ايضا) يبين لنا توزيع درجات السطوع في الصورة من الاسود الحالك حتى الابيض الناصع وما بينهما من درجات الرمادي (تخيل ان الصورة بلون احادي).

histogram_original.gif  histogram_original_t.jpg

وهذا الجبل الذي نراه يبين لنا توزيع درجات السطوع فالجزء الايمن مخصص للدرجات المقاربة للابيض والجزء الاوسط لدرجات الرمادي والجزء الايسر لدرجات الظلال الغامقة.

histogram_bar.gif histogram_original_t.jpg

اذن فان ارتفاع الخطوط يمثل عدد البيكسلات في ذلك السطوع اما افقيا فكل خطوة الى اليمين أو اليسار تمثل درجة لونية واحدة.   

 ان ما تأكدنا منه اثناء تجربتنا ان الوقفات الاعلى  في منطقة السطوع يتم تسجيلها في وقفات  قليلة  أما وقفات منطقة الظلال فانها تسجل في منطقة ضيقة جدا من الهيستوجرام.

ماذا يعني هذا؟

ان هذا يعني ان الكاميرا الرقمية تستخدم درجات لونية قليلة جدا لتمثيل عدد كبير من الوقفات وذلك في منطقة الظلال ووقفات قليلة لمناطق السطوع وهذا ما يفسر جودة الصور الرقمية المنخفضة جدا عند هاتين المنطقتين.   اما اذا صورنا موضوعا ضمن الوقفات الوسطى فاننا سنحصل على تدرجات لونية ممتازة وذات جودة عالية جدا. 

إذن ماذا يهمنا كمصورين في هذا الأمر؟

ان ذلك مهم جدا للمصور. ان ذلك يعني انه يجب على المصور ان يبعد الاجزاء المهمة في الصورة عن مناطق التعريض العالي والمنخفض قدر الامكان والا فيجب عليه ان يتقبل انخفاض للجودة الناتجة.

الخلاصة:

1-الحساس الرقمي استطاع ان يصل الى تسع وقفات من المدى الضوئي الديناميكي

2- ان جودة الصور الرقمية المنخفضة عند الظلال ومناطق السطوع راجع الى عملية ضغط المجال الضوئي العالي في تدرجات لونية قليلة وكذلك انخفاض عدد الوقفات لمناطق السطوع.

3- ان تقسيم مقياس الكاميرا والمساحات المربعة في الهيستوجرام لاعلاقة له بالمدى الديناميكي للحساس

4- ان مناطق الظلال مضغوطة لونيا بشكل اكبر من مناطق السطوع في الملف الرقمي وبالتالي فان الصور الرقمية سيئة بشكل كبير جدا في الظلال لكن ذلك غير ملاحظ بسبب ان عين الانسان لاتتضايق كثيرا من الظلال.  اما عدم قدرة الكاميرا على احتواء وقفات كثيرة عند مناطق السطوع فهو مشكلة يعرفها كل المصورين الرقميين لانها واضحة للعين المجردة.

المصادر:

http://www.dpreview.com/reviews/nikond300/page3.asp

تحياتي…..

Advertisements

0 thoughts on “المدى الضوئي الديناميكي في الحساس الرقمي!

  1. تجربة جميلة جداً أستاذي العزيز ،،

    ليت لو تدرج لنا نتائج التجربة مع الهيستوجرامز لكل صورة حتى تكتمل الصورة لدينا ..

    أكرر شكري الجزيل لك على مواضيع شيقة كهذه ..

    (ما فكرت تترجم المقال بالإنجليزي وتنزله في photo.net أو ساحات نقاش dpreview ؟)

    إعجاب

  2. اخي محمد
    اولا اشكر الاخ سعد على طولت باله معك فهذه التجارب تحتاج للكثير من الصبر والتفكير
    كما اشكرك على هذه المعلومات والتجارب التي لم اكن اتوقع انه من الممكن ان نقوم بها بهذه البساطه
    و استفساري شاهدنا الموضوع من ناحيه واحده و حسب ما اعتقد ان هذا اخل بالموضوع فلم تقيم في تجربتك الفلم و مداه الديناميكي الحقيقي وليس اقوال من هنا وهناك

    اقدر فيك هذا الفكر المتقد فنحن بحاجه لمثلك ذلك
    دمت بخير

    إعجاب

  3. العفو عزيزي خالد….

    لم يكن الهدف من الموضوع مقارنة الفلم بالحساس الرقمي وانما فقط التأكد من المجال الديناميكي الضوئي لأحد الحساسات الرقمية…….

    ان كل حساس مدى ديناميكي مختلف ولكل نوع من الأفلام مدى ديناميكي مختلف ايضا. لذلك ليس من الممكن بالنسبة لي التأكد منها كلها ولكن بالنسبة للعالم الفلمي فان اغلب الافلام تم توثيق خصائصها ولم يختلف اي مصور على ذلك. ان هذا هو عكس الحساسات الرقمية التي لم يوثق مداها الشركات المصنعة لذلك تجد الأقوال المتضاربة حولها مما جعلني اقوم بهذه التجربة….

    إعجاب

  4. مرحبا محمد..

    تذكرت أمر ما قد يكون له تأثير على سلامة نتيجة التجربة.

    ففي اعتقادي , السطح الأنسب لتجربة المجال الديناميكي هو سطح ذو لون واحد فقط و بلا تدرجات في الإضاءة أو اللون.
    و هذا لا ينطبق على السطح الذي تمت عليه التجربة (سوفت بوكس) حيث الإضاءة فيه غير متساوية مما يؤدي إلى الحصول على هستوجرام عريض نسبياً.

    أعتقد بأننا سنحصل على 8 أو 9 وقفات لو جربنا الكاميرا على سطح أنسب أحادي اللون ذو إضاءة متساوية.

    أتود إعادة التجربة؟

    إعجاب

  5. لقد قمت باعادة التجربة وكما ذكرت يا سعد فان نتيجة اختبارنا زادت وقفةواحدة بسبب وجود تدرجات ضوئية. بعد انقاص عرض الجبل وصلت عدد الوقفات الى 9 وقفات كاملة مع زيادة بسيطة يمكن تجاهلها
    سأقوم بتحديث الموضوع بناءا على هذا التصحيح.

    إعجاب

  6. مرحبا ..

    تجربة جميلة ، ولا أخفيك أخي محمد .. فقد فكرت في عملية قياس للمدى الديناميكي للكاميرة الرقمية ،
    خصوصا بعد ما فهمت موضوع الوقفات الضوئية من خلال هذه المدونة الممتازة ..

    ولكن ، طالما أن التجربة افضت الى هذه النتيجة ( 8 – 9 ) وقفات ضوئية .. فهل المدى الديناميكي للفلم محسوم ، أم يحتاج الى تجبربة منكما .. كي تصلان الى نتيجة حاسمة في هذا الباب ..
    خصوصا أن جميع المتغيرات ستكون ثابتة في التجرتين ، مع اعتماد متغير واحد وهو : الحساس الاضوئي الالكتروني في مقابل الفلم ..

    ســ / وما سر تفوق الفلم في كل من اللون ، والتباين ؟
    ســ / وهل هذه التجربة برأيك ستغير من رأي عشاق الفلم كــ وليد المرحوم .. مثلا ؟

    شكرا ابا يوسف ..

    إعجاب

  7. فهل المدى الديناميكي للفلم محسوم؟

    لنقل ان السجال محسوم للحساس الرقمي بشكل جزئي لانني لا أعرف المدى الديناميكي لكل الأفلام. ولكننا نعرف بشكل قطعي ان اغلب الافلام الاعتيادية المتوفرة مداها الضوئي ليس طويلا.

    مثلا في كتاب “Photographic Exposure and Simplified Zone System” للمصور Farzd يذكر 4 انواع من الافلام الملونة والابيض والأسود كلها مداها أقل من 9 وقفات.

    أم يحتاج الى تجبربة منكما؟

    لا أمتلك المعدات لقياس المدى الضوئي للأفلام لذلك اعتمد على المصادر التي أقرأها حتى يتبين لي خطأها ان وجد.

    وما سر تفوق الفلم في كل من اللون ، والتباين ؟

    الفلم بالـتأكيد افضل من ناحية اللون والتدرجات الضوئية اما بالنسبة للتباين فلا استطيع ان اعمم وأقول ان الفلم افضل تباينا لان ذلك يختلف من فلم الى آخر ومن حساس رقمي الى آخر

    وهل هذه التجربة برأيك ستغير من رأي عشاق الفلم كــ وليد المرحوم .. مثلا ؟

    لا أعتقد ذلك. لان الفلم فيه مزايا مهمة جدا لمصوري الطبيعة لا يملكها الحساس الرقمي. الفلم حتى يومنا هذا افضل لتصوير المناظر الطبيعية. راجع موضوعي هنا للتفاصيل:

    http://www.almumen.com/log/?p=255

    إعجاب

  8. تجربة جميلة يا محمد ,

    لكن لدي سؤال , هل كمية الضوء التي تدخل إلى الحساس بزيادة وقفة واحدة في كاميرا ما هي نفس الكمية التي ستدخل حساس كاميرا أخرى عند إضافة وقفة واحدة كذك ..؟

    لك التحية ,

    إعجاب

  9. تجارب رائعة يا أبو يوسف، والله إني أحس بنشوة علمية غير طبيعية عندما أتعرف على هكدا أفكار، فكيف بتطبيقها، لهو بالفعل قمة المتعة العلمية التي تحرك ققولنا نحو آفاق علمية فوتوغرافية كثيرة..

    إعجاب

  10. موضوعك كتير ممتاز و تجربتك حلوة بي و كتير ناجحة بس حضرتك قارنت الزيت بالماء يعني و احب قلك انو اطلع اكثر عن الكاميرات الفيلمية

    إعجاب

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s