کیفیت تصویر ۳- دامنه دینامیکی

دامنه دینامیکی که با نام های دامنه پویایی، گستره پویایی، رنج دینامیک، محدوده دینامیک و Dynamic Range نیز شناخته می شود، محدوده است که تمام مقادیر روشنایی، از سیاه مطلق تا سفید مطلق را در بر می گیرد.

هر چه این محدوده، مقادیر بیشتری از روشنایی را در برداشته باشد، اصطلاحا رِنج دینامیک بالاتر است و تصویر مقادیر دقیق تری از روشنایی را در بر خواهد داشت و هر چه این محدوده کوچک تر باشد، مقادیر کمتری از تیرگی ها و روشنی ها ثبت می شود.

طبیعی است هر چه رنج دینامیک تجهیزات دیجیتال مانند دوربین عکاسی یا اسکنر بالاتر باشد، می توانند جزئیات بیشتری در بخش های تیره و یا روشن، ثبت یا تولید کرده و تصویری دقیق تر و نزدیک تر به واقعیت ارائه دهند.

تصویر بالا نسبت به تصویر پایین رنج دینامیک بیشتری دارد و جزئیات بیشتری را نشان می دهد. (منبع عکس)

دامنه دینامیکی همیشه در عکاسی چه در عکاسی آنالوگ و چه در عکاسی دیجیتال بسیار مهم بوده است و مفهوم «زون سیستم (Zone System)» بر همین اساس طرح شده است. از آنجا که تاکنون تجهیزات عکاسی اعم از آنالوگ و دیجیتال نسبت به چشم انسان دامنه های دینامیک پایین تری را تولید می کرده اند، همیشه استفاده مطلوب از دامنه دینامیک موجود و فائق آمدن بر مشکلات ناشی از دامنه کم، مورد توجه عکاسان و سازندگان بوده است.

یکی از این مشکلات در مواردی است که شما نمی توانید در یک تصویر، تمام جزئیات را و یا لااقل، آنچه را که می بینید ثبت کنید. مثلا در یک منظره چشم شما هم قادر به دیدن آسمان و ابرهای موجود در آن است و هم جزئیات موجود روی زمین را می بیند، اما در عکس به دلیل تفاوت زیاد میزان روشنایی آسمان و زمین، شما نمی توانید هر دو را ثبت کنید مگر دامنه دینامیکی که دوربین شما ارائه می دهد روشنایی هایی با این حد از تفاوت را در خود جای دهد.

به عنوان مثالی دیگر، فرض کنید در منظره ای بخشی در سایه و بخشی در آفتاب واقع شده و به علت اختلاف شدید نوری، شما نمی توانید عکسی بگیرید که هم جزئیات موجود در آفتاب و هم جزئیات موجود در سایه را کاملا ثبت کند. در چنین شرایطی، بخش هایی که از نظر روشنایی خارج از محدوده دینامیکی هستند، یا کاملا سیاه و یا کاملا سفید ثبت خواهند شد.

اگر چه اخیرا تکنیک هایی  مانند HDR و تجهیزاتی چون دوربین های بسیار حرفه ای جدید ارائه شده اند که دامنه های دینامیک بسیار بالا حتی بالاتر از چشم انسان را تولید می کنند، اما هنوز استفاده از این تجهیزات و یا تکنیک ها از پیچیدگی هایی برخوردارند و یا نسبتا گران هستند. به همین دلیل و مخصوصا در سطح آماتور آنچنان رایج نیستند.

محدوده دینامیک از نظر روشنایی به بخش هایی تقسیم می شود که در اصطلاح F-Stop یا EV (مقدار روشنایی یا Exposure Value) خوانده می شوند و همانند F-stopها در دیافراگم، هر کدام از نظر مقدار روشنایی دو برابر F-Stop قبلی خود هستند. طبق آزمایشات بعمل آمده، چشم انسان دامنه دینامیکی بسیار بالایی برابر 10-14 F-Stopدارد یعنی چشم انسان می تواند اجسامی با ۱۰ تا ۱۴ مرتبه از روشنایی را در آن واحد تشخیص دهد بدون اینکه نیازی به تنگ یا گشاد شدن مردمک باشد.

رنج دینامیک در فیلم عکاسی نگاتیو حدود 7 F-Stop و در پوزیتیو (اسلاید) حدود 12 F-Stop است و این یکی از دلایل عمده بالا بودن کیفیت تصویر در اسلایدها و محبوبیت بیشتر آنها نسبت به نگاتیو بوده است.

رنج دینامیک در چشم انسان F-Stop 10-14 

رنج دینامیک در فیلم نگاتیو 7 F-Stop

رنج دینامیک در فیلم پوزیتیو (اسلاید) 12 F-Stop 

در انتهای سال ۲۰۱۱ میلادی بسیاری از دوربین های نیمه حرفه ای نیز از دینامیک رنج های بسیار بالا در حدود ۸ یا ۹ و حتی بالاتر برخوردارند و در دوربین های حرفه ای تر مانند Fujifilm FinePix S5 Pro  این مقدار به میزان بسیار بالای ۱۳.۵EV می رسد که چیزی برابر حداکثر رنج دینامیکی چشم انسان است.

اما این پدیده ای نسبتا جدید است و در گذشته ای نه چندان دور، دوربین های دیجیتال، دامنه های دینامیکی پایین در حدود ۵EV داشته اند و و با توجه به اهمیت آن در عکاسی، از عوامل مهمی محسوب می شد که هنوز گرایش نسبت به عکاسی آنالوگ خصوصا در میان حرفه ای ها مشهود بود.

اما با پیشرفت های روز افزون تکنولوژی دیجیتال و عرضه دوربین ها و امکاناتی با کیفیت بسیار بالا، امروزه عکاسی دیجیتال رایج ترین نوع عکاسی حتی در سطح حرفه ایست و هر چه بیشتر تکنولوژی و ارتباطات دیجیتال، جایگاه گسترده تری در زندگی روزمره و حرفه ای ما پیدا می کنند، رفته رفته درک و استفاده از تکنولوژی دیجیتال در میان عکاسان نیز ضرورت بیشتری میابد. 

دامنه دینامیک بالا (HDR یا High Dynamic Range)
به طور کلی، به مجموعه ای از تکنیک ها که جهت بالا بردن دامنه دینامیک یک عکس به کار می رود HDR گفته می شود. در این تکنیک ها سعی می شود با فائق آمدن بر محدودیت های دامنه دینامیکی در سنسسور، تا حد ممکن، کنترل روی کنتراست تصویر و ویژگی های رنگی افزایش یابد و در نتیجه، عکس ها با جزئیات بالا و یا جلوه های دیداری بدیع خواهد بود. این تکنیک ها هم در زمان ثبت عکس و هم در زمان ادیت و ویرایش، قابل پیاده سازی هستند.

منبع عکس

منبع عکس

منبع عکس

یکی از اساسی ترین روش ها در زمینه HDR استفاده از چند عکس از یک سوژه است. به این صورت که چند عکس با تنظیمات مختلف از یک سوژه گرفته می شود. سپس این عکس ها با هم تلفیق می شوند تا یک عکس نهایی مطلوب از نظر توزیع نور و رنگ و دامنه دینامیکی تولید شود. به طور ساده در این فرآیند سعی می شود از میان عکس های موجود از یک سوژه، بهترین پیکسل ها برای تولید عکس نهایی انتخاب می شود.

تلفیق عکس ها می تواند توسط نرم افزارهای مخصوص به صورت خودکار با تعدادی از تنظیمات انجام شود یا تصمیم گیری و ابتکار عمل کاملا در دست عکاس باشد. طبیعی است در چنین حالتی برای اینکه دقیقا عکس های اولیه بر هم منطبق باشند باید دوربین و سوژه ثابت باشند (حتی المقدور از سه پایه استفاده شوند). برخی از برنامه ها تا حدی قادر به اصلاح خطاهای ناشی از تغییر  موقعیت دوربین نسبت به سوژه هستند.

البته لازم به ذکر است که برای ایجاد جلوه های هنری و مفهومی خاص، می توان مخصوصا از تغییر موقعیت ها و حرکت هم در عکس استفاده کرد. برای این منظور از براکتینگ (عکس گرفتن با نوردهی های متفاوت مثلا یک استاپ کمتر، یک استاپ بیشتر و یک عکس هم طبق نورسنج) نیز می توان استفاده کرد. برخی از دوربین ها نیز قادرند که چند عکس با تنظیمات متفاوت گرفته و در خود دوربین تلفیق کنند. 

منبع عکس

در بسیاری از دوربین های دیجیتال، ساختارها و جلوه هایی قرار داده شده که پس از ثبت عکس، با تنظیم نور و رنگ سعی در بازیابی جزئیات در تیرگی ها و روشنی ها دارند اما در برخی از دوربین های حرفه ای امروزه، تکنیک های ویژه ای به کار گرفته می شود تا در زمان ثبت عکس و نه بعد از آن با توجه به توزیع تیرگی ها و روشنی ها در تصویر، دامنه دینامیکی افزایش یافته و جزئیات بیشتری در بخش های تیره و روشن عکس دیده شود.

از روش های دیگر در ایجاد عکس های HDR، استفاده از یک عکس اولیه است. در این روش که خصوصا با استفاده از عکس های RAW نتیجه ای بهتر ایجاد می شود، عکس های سازنده عکس نهایی، در واقع همان عکس اولیه است با تنظیم های نوری و رنگی متفاوت.

باید توجه داشت گاهی استفاده از تکنیک های HDR می تواند با افزایش نویز همراه و برخی از لطمه های تصویری دیگر همراه باشد.