MTF و کنتراست لنز در لنزهای عکاسی

سیاری از عکاسان – حتی بعضی از عکاسان با تجربه و تحصیل کرده – همیشه در مورد کنتراست بخصوص هنگامی که کنتراست لنز مطرح باشد دچار سردرگمی می شوند. در عکاسی، کنتراست نظیر کلمه سرعت که به حداکثر دیافراگم لنز، اندازه فاصله پرده‌ها در شاتر با سرعت ثابت، یا حساسیت امولسیون اطلاق میشود، در چند مورد مختلف بکار می رود. منظور از کنتراست در کاغذ عکاسی بصورت کار نشده یا با تصویر نهایی روی آن، که به کنتراست کلی نیز معروف است، عبارتست از اینکه چگونه مواد روی کاغذ تغییرات طیفی از سیاه تا سفید یا از روشنترین تا تیره ترین ناحیه را توزیع می کند.
وقتی در مورد کنتراست لنز صحبت میکنیم، منظورمان آن کیفیت فوق نیست. بلکه منظور این است که توانایی لنز در ایجاد تمایز بین جزئیات هر چه کوچکتر و مقادیر طیفی هر چه نزدیکتر و شبیه تر به هم چقدر است. این مشخصه با عنوان میکروکنتراست نیز شناخته میشود. لنز هر چه کنتراست بهتری داشته باشد توانایی لنز در نشان دادن دو ناحیه با تفاوت جزئی در روشنایی و تشخیص مرز این دو ناحیه از یکدیگر بیشتر است. این موضوع ربطی به محدوده روشنایی و تاریکی یا توزیع طیفها در پرینت نهایی یا اسلاید ندارد.
در طراحی لنز نیاز به رزولوشن و کنتراست بالا داریم. رزولوشن عبارتست از اینکه جزئیات موجود در فیلم را چقدر خوب می توان تشخیص داد و کنتراست یعنی مرز بین رنگهای با طیف مشابه را در سطح میکرو بتوان بخوبی دید.
شما ممکن است لنزی داشته باشید با کنتراست خیلی پایین که بگونه ای ساخته شده باشد تا همان محدوده روشنایی و تاریکی یا سفیدی و سیاهی را ایجاد نماید که یک لنز با کنتراست بالا ایجاد می کند. فقط این لنز جرئیات ریز بسیار کمتری در عکس را نشان می دهد و عکس تقریبا بیروح و تیره به نظر می‌رسد. بعضی از عکسهای عکاسان حرفه ای دارای محدوده کاملی از طیفهای سفید تا سیاه هستند، اما استثنائا درجات کمی از آنچه که ما کنتراست لنز می نامیم را نشان می دهند. کنتراست کم لنز را می توان با استفاده از نصب یک نرم کننده یا مات کننده (Softening) بر روی لنز ایجاد نمود. در این حالت شما هنوز عکسی با کنتراست کامل از سفید خالص تا حداکثر سیاهی دارید، ولی کنتراستهای بسیار ریز (میکروکنتراستها) شدیدا کاهش خواهند یافت.
متخصصان می گویند که رزولوشن و کنتراست یک چیزند. نهایتا، این دو کاملا دست در دست یکدیگر دارند، زیرا شما نمی توانید کنتراست را بدون رزولوشن تشخیص دهید و نیز رزولوشن بدون کنتراست قابل تشخیص نیست. اما این مساله مربوط به جزئیات بسیار ریز است، در حد 30 تا 40 خط بر میلیمتر یا حتی "تکرار"های بزرگتر که چشم معمولا قادر به تشخیص آنها در پرینتها و اسلایدها نیست. ("تکرار" یا Frequency در اینجا به فاصله بین خطوط سیاه و سفید با ضخامت مساوی گفته می شود که جداول MTF و خط بر میلیمتر را ایجاد می کنند)

Leica 35mm f/2 Summicron R
در سطوح درشتتر ( یا برای ساختارهای بزرگتر) مثلا 5 خط بر میلیمتر، شما ممکن است یکی از این دو (رزولوشن و کنتراست) را بیشتر از دیگری داشته باشید و در واقع طراحان لنز انتخابهایشان را در این محدوده انجام میدهند. مثلا لنز Leica 35mm F/2 Summicron-R را در نظر بگیرید که دارای کنتراست بسیار بالا در محدوده درشت ساختار (Large Structure) است، اما رزولوشن بسیار بالایی ندارد. بخاطر همین اگر با یک فیلم با گرین بسیار ریز عکس بگیرید و با یک میکروسکوپ به جزئیات نگاه کنید یا عکس را بزرگ کنید، ممکن است جزئیات واقعی بسیار ریزی را که در عکسهایی که با لنزهای دیگر گرفته شده است نبینید، ولی این لنز Leica با وجود نداشتن چنین جزئیاتی (بخاطر رزولوشن کمتر) هنوز در حد بسیار زیاد و رضایت بخشی احساس شارپنس در تصویر را ایجاد نماید (بخاطر کنتراست درشت ساختار بالا ).
رنگ کنتراست را ایجاد میکند
با اضافه شدن پارامتر رنگ در عکس این موضوع بیشتر دچار سردرگمی می شود، چون بعضی اوقات رنگ شبیه به کنتراست عمل میکند. دو ناحیه با مقادیر روشنایی یکسان ولی یکی با رنگ قرمز و دیگری سبز تصور نمایید. یک عکس سیاه و سفید از این ناحیه بگیرید، یک ناحیه خاکستری بدون تفاوت بین دو ناحیه مشاهده می نمایید. یک عکس رنگی از این ناحیه بگیرید، ناحیه سبز به راحتی از ناحیه قرمز تشخیص داده می شود. هر چند این موضوع ربطی به کنتراست اپتیکال یا حسی ندارد، ولی کنتراست رنگی به تشخیص و در نتیجه حس وضوح بیشتر از تصویر کمک می کند. یعنی لنزهای مختلف در مورد تصاویر سیاه و سفید و رنگی بصورتی مختلف عمل می نمایند. مثلا حدس زده می شود که طراحان Leica طبق عادت توجه بیشتری به کنتراست تقریبا سیکل پایین – یعنی 5 تا 20 خط بر میلیمتر – دارند و بنابر این رزولوشن لنز در این حد افت کرده است. این نگرش به نظر من هوشمندانه ترین طرح برای عکاسی سیاه و سفید است. لنزهایی که به این صورت بهینه شده اند در عکاسی سیاه و سفید بهتر به نظر می رسند. اما امروزه که بیشتر مردم رنگی عکاسی می کنند، به رزولوشن در فرکانسهای بالاتر توجه بیشتری می شود (در این زمینه کانن و مامیا کاملا موفق هستند) و استفاده از رنگ برای کمک به کنتراست یک نگرش هوشمندانه به حساب می آید.
جدول MTF چیست؟
اساسا ارزیابی لنزها بر اساس این انجام می شود که تا چه حد از فشردگی (خط بر میلیمتر) خطوط سیاه و سفید با توزیع یکنواخت را از هم تفکیک می کنند، مثلا 10، 20، یا 30 خط بر میلیمتر. هر چه این خطوط نزدیکتر به هم باشند، نویز بین خطوط لبه ها را مات تر میکند و باعث میشود خطوط سیاه خاکستری تیره و خطوط سفید خاکستری روشن به نظر برسند. همانطور که خطوط به هم نزدیکتر می شوند به جایی می رسیم که دیگر لنز قادر به تفکیک طیفی بین خطوط نیست و یک سطح خاکستری یک دست را می بیند. این توانایی از لحاظ لنز، بصورت نموداری جدول بندی شده و بنام MTF (Modulation Transfer Function) یا تابع انتقال مدولاسیون شناخته می شود.
نمودارهای MTF معمولا عملکرد لنز را در ارتفاع‌های مختلف تصویر جدول بندی می کنند. این ارتفاع به معنی فاصله از محور اپتیکال است که در مرکز نگاتیو در نظر گرفته میشود (در مرکز تصویر تشکیل شده توسط لنز). خود مرکز تصویر ارتفاع صفر دارد و به طرف گوشه ها که می رویم این ارتفاع زیاد می شود. پس جدول MTF یک دایره تصویر را که توسط لنز تشکیل می شود شرح می دهد. فرض می شود که هر شعاع دیگری از مرکز اپتیکی با آنچه که در نمودار نشان داده شده است معادل است. (در واقع فرش می شود که تمام اجزاء لنز بدرستی در مرکز نصب شده آ«د، ولی خطاهای ساخت و کنترل کیفی را نیز نباید از خاطر برد).
توجه نمایید که هر جدول MTF دو خط نمودار برای هر فرکانس دارد، یکی خط پر و دیگری خط نقطه چین. این نمودارها فقط خطوطی از جسم را اندازه می گیرند که موازی (sagittal) و عمود (tangential) بر شعاع دایره تصویر هستند (منظور از جسم در بحث اپتیکی همان سوژه در عکاسی است که لنز بر روی آن فوکوس کرده است) بعضی از لنزها در مورداین دو خط (موازی و عمود) بطور یکسان عمل نمی کنند. خطوط پر نمودار مربوط به خطوط موازی و خطوط نقطه چین نمودار خطوط عمودی دایره تصویر را نشان می دهند.
از لحاظ فنی، MTF تقریبا کم و بیش رزولوشن و کنتراست را بطور یکسان با هم اندازه می گیرد. به هر حال از نظر یک عکاس در نمودارهای MTF، معمولا موقعیت بالاترین خطها (معمولا 10 lp/mm خط بر میلیمتر، گاهی اوقات 5) بالاترین ارتباط با کنتراست لنز را بیان میکند. مجموعه پایینتر خطها ( 30 یا 40 lp/mm ) با بیشترین قدرت وضوح لنز ارتباط دارد. معمولا پایینترین مجموعه خطوط هنگام مطالعه جدول MTF برای انتخاب دردرجه دوم اهیت قرار دارند.
باید توجه داشته باشید که سازندگان مختلف با فرکانسهای متفاوتی جداول MTF را اندازه گیری میکنند. یک شرکت ممکن است خطوط نمودار 5 lp/mm را بکشد که لنزهایشان خوب به نظر آید. این خطوط معمولا به مرز بالایی نمودار نزدیکند. یک سارنده دیگر نیز ممکن است خطوط 10 lp/mm را به عنوان درشتترین ساختاری که اندازه گیری شده در نمودار نشان دهد. این دو جدول را نمی توان مستقیما با هم مقایسه نمود. در واقع، جداول MTF از دو منبع سنجش متفاوت را نیز نمی توان با هم مقایسه نمود. چون آنقدر تفاوتهای تجربی و روشی در این کار وجود دارد که مقایسه را بی معنی می سازد.
برای اینکه با استفاده از MTF در مورد راندمان لنزها به نظر خوبی برسیم، شما به یک خانواده از نمودارها نیاز خواهید داشت. هر لنز در دیافراگم های مختلف و فواصل متفاوت عملکرد متفاوتی خواهد داشت. اگر تنها بخواهیم جداول یک لنز F/16 را در سه فاصله جسم متفاوت – مثلا بی نهایت، فوکوس نزدیک و 20 برابر فاصله کانونی – را ترسیم نماییم به 21 نمودار مختلف از ترکیب فواصل و دیافراگم های مختلف نیاز خواهیم داشت. در واقع شما باید برای حداقل 6 (یا بطور ایدآل 30) محصول انتخاب شده بصورت اتفاقی این نمودارها را ترسیم نمایید تا نمودار واقعی آن محصول از متوسط آنها به دست آید. به علاوه شرایط مختلف دیگری نیز برای اندازه گیری در هر دیافراگم و فاصله وجود خواهد داشت. بنابر این می بینید که حجم اطلاعات آنقدر بالا می رود که دسترسی به آنها برای مشتاقان بسیار سخت می شود. پس هنگامی که یک سازنده فقط یک جدول برای یک لنز ارائه می دهد به یاد داشته باشید که این جدول تنها برای یک دیافراگم و یک فاصله استو این جدول چیز چندان زیادی به شما نمی گوید مگر معیاری نسبی و ممکن است چیزی که شما دقیقا مد نشر دارید را به شما نشان ندهد.
معمولا سازندگان دو نمودار ارائه می کنند، یکی برای پایینترین و دیگری بالاترین دیافراگم. هر چه این دو نمودار به هم بیشتر نزدیک باشند تقریبا نشان دهنده این است که تغییرات راندمان لنز در محدوده تغییرات دیافراگم کمتر است و بنابر این لنز بهتری است. عبارت تقریبا در اینجا برای این است که از نمودار دو لنز که بازترین دیافراگمشان یکی نیست (مثلا یکی F1.4 و دیگری F2.0) نمی توان نتیجه گرفت که هر دو در F2.0 عملکرد یکسانی دارند یا نه ونیاز به اطلاعات تجربی دارد.
ناهنجاریهای لنز در خارج از مرکز باعث ایجاد ماتی نامنظمی در تصاویر خواهد شد که بنام Bokeh شناخته می شود. بر هم قرارگیری (Superimpose) نسبی خطوط افقی و عمودی جدول MTF، یک پیش بینی کننده خوب برای Bokeh خوب یا هموار است.
بنابر این یک جدول MTF ایده‌آل و خیلی خوب چه شکلی است؟ باید یک جفت نمودار خوب یکی برای دیافراگم باز واید و دیگری دیافراگم متوسط (معمولا با فوکوس بی نهایت) در اختیار داشته باشیم. خطوط پر و نقطه چین برای هر فرکانس در جدول دیافراگم بسته، کم و بیش بصورت روی هم افتاده اند که نشانگر Bokeh خوب است، خطوط حرکت مستقیم در عرض نمودار دارند که نشانگر سازگاری خوب مرکز به مرکز اجزاء لنز است، مجموعه بالایی خطوط تا حد ممکن به بالای نمودار (ساختار درشت) نزدیکترند که نشانگر کنتراست خوب لنز است. سپس در جدول دیافراگم باز واید باید تا جایی که ممکن است نمودارها با جدول دیافراگم بسته شبیه باشند که نشانگر راندمان ثابت در تمام محدوده دیافراگم است. بر اساس تجربه، لنزهایی که با توضیحات فوق تطابق بیشتری دارند در تله های کوتاه و دیافراگمهای متوسط به شدت اصلاح شده و با کیفیت هستند. طراحان اغلب در طراحی لنزهای ماکرو دقت و هزینه بیشتری صرف می کنند، بنابر این می توان گفت لنزهای ماکروی 100 mm مانند Leica، Zeiss، Canon و Zuiko 90mm F/2 ساخت Olympus دارای نمودارهای MTF بسیار خوبی هستند.

( Modulation Transfer Function )

پارامتر شارپنس( وضوح ) لنز یکی از چالش برانگیزترین مباحث در بین عکاسان می باشد . شاید دلیل این امر ابهام در مفهوم واژه شارپنس می باشد زیرا تعبیر آن می تواند برای افراد مختلف و در شرایط مختلف ، واقعاً متفاوت باشد .

طراحان لنز از واژه MTF برای توضیح عملکرد لنز بخصوص توضیح رابطه پیچیده رزولوشن ( تفکیک پذیری ) و کنتراست ( تباین ) استفاده می کنند .سازندگان لنز رویکردهای متقاوتی در این زمینه دارند . بعنوان مثال ، شرکت زایس به حداکثر رزولوشن در لنزهای خود توجه دارد در صورتی که لنزهای شرکت لایکا به داشتن کنتراست بالا شهره اند .

رزولوشن و کنتراست

رزولوشن و کنتراست از هم قابل تفکیک نمی باشند . به خطوط متناوب فکر کنید : خط سیاه ، خط سفید ، خط سیاه و الی آخر . آنچه این خطوط متناوب را از هم متمایز می کند ، کنتراست است . اگر رنگ خطوط سیاه را روشن تر و رنگ خطوط سفید را تیره تر کنیم ، آنگاه نمی توانیم آنها را از هم تشخیص دهیم . به عبارت دیگر : " اگر خطی سفید بر روی کاغذی سفید رسم کنیم کنتراستی وجود نداشته در نتیجه رزولوشن ( تفکیک پذیری ) هم نخواهیم داشت . " در واقع بحث از رزولوشن بدون درنظر گرفتن کنتراست بی معنی است .

رزولوشن را معمولاً بصورت " خطوط در میلیمتر L/mm " یا " زوج خطوط در میلیمتر LP/mm " اندازه می گیرند . این دو روش با هم تفاوت دارند . عموماً مهندسین از روش " خطوط در میلیمتر" استفاده می کنند زیرا بدرستی فرض می کنند برای داشتن یک خط سیاه بایستی یک خط سفید هم داشته باشیم . اما عکاسان تا این حد سخت گیر نیستند و روش " زوج خطوط در میلیمتر " را بکار می برند . توجه داشته باشید هنگام محاسبه L/mm دو برابر LP/mm می باشد .

نکته بعدی اینست که رزولوشن کمیت علمی قابل شمارش نمی باشد . مفهوم رزولوشن در افراد مختلف و حتی در زمان های مختلف ، متفاوت است . یک مشاهده گر ممکن است در یک آزمایش 50L/mm را تشخیص دهد اما دیگری ممکن است در همین آزمایش 45L/mm یا حتی 55L/mm را تشخیص دهد . درصد خطایی برابر با 10 درصد برای یک مشاهده گر یکسان و در زمان یکسان کاملاً طبیعی است . اگر پارامترهای دیگر مانند خطای فوکوس راهم در نظر بگیریم ، آنگاه احتمال بروز خطای 30 درصد قابل پیش بینی است .

همچنین می توان براحتی ثابت نمود که کیفیت واقعی تصویر ایجاد شده توسط یک لنز فقط به میزان رزولوشن اندازه گیری شده بستگی ندارد . به همین دلیل است که در صنعت اپتیک ، عملکرد لنزها را با منحنی MTF بررسی می کنند .

منحنی MTF مربوط به لنز Canon 50mm F/1.4

تعریف MTF

قبل از اینکه به نحوه تفسیر منحنی MTF بپردازیم بهتر است تعریفی از MTF بدست دهیم .

لنز ایده آل لنزی است که 100 درصد نور وارد شده به آن را انتقال دهد ، اما هیچ لنزی ایده آل نیست و افت نور وجود دارد . اگر میزان افت نور را بر اساس کنتراست اندازه گیری کنیم ، آن را مدولاسیون کنتراست ( Modulation of Contrast) می نامند . بعبارت دیگر افت کنتراست اندازه گیری

می شود . ( مدولاسیون را در اینجا می توان همان اختلاف یا افت در نظر گرفت ) . این افت کنتراست را در فرکانس های مختلف اندازه می گیرند . به زبان ساده ، تعداد خطوط کنتراست در صفحه آزمایش از صفر تا 100 زوج خطوط در میلیمتر اندازه گیری می شود .

در منحنی MTF بالا ، محور عمودی دارای اعداد 0 تا 1 می باشد که خلاصه شده اعداد 0 تا 100 هستند . بنابراین عدد 0.1 یعنی 10 درصد کنتراست ، عدد 0.5 نشانگر 50 درصد کنتراست و عدد 1 نشانگر 100 درصد کنتراست می باشد .

محور افقی منحنیMTF بر حسب میلیمتر بوده و بیانگر فاصله از مرکز تصویر به سمت لبه های آن می باشد . بعبارت دیگر عدد صفر درمحور افقی نشاندهنده مرکز لنز و عدد 20 نشاندهنده 20 میلیمتر فاصله جانبی از مرکز لنز است .

بنابراین هرچه نقطه ای بر روی منحنی به سمت بالاتر باشد انتقال کنتراست بالاتر است و هر چه نقطه منحنی از مرکز فاصله بگیرد انتقال کنتراست در لبه های تصویر نیز انجام می شود .

در منحنی MTF ، خطوط آبی و مشکی رنگ نازک و ضخیم و همچنین خطوط ممتد و منقطع دیده می شوند . در مجموع 8 نوع خط در یک منحنی MTF وجود دارد که توضیح آن ها بشرح زیر است :

- خطوط ضخیم اندازه گیری در رزولوشن پایین یا 10LP/mm و خطوط نازک اندازه گیری در رزولوشن بالا یا 30LP/mm می باشند .

- خطوط مشکی بیانگر اندازه گیری در بازترین دیافراگم و خطوط آبی رنگ بیانگر اندازه گیری در F/8 می باشند .

- خطوط ممتد بیانگر اندازه گیری Meridional ( نصف النهاری ) و خطوط منقطع بیانگر اندازه گیری Sagittal ( سهموی ) می باشند .

تعریف خطوط نصف النهاری و سهموی بشرح زیر می باشد :

مجموعه ای از خطوط ظریف تکرار شونده به موازات قطر یک قاب 35 میلیمتری که دقیقاً از مرکز ناحیه تصویر عبور می کند را خطوط سهموی و مجموعه ای از خطوط که با خطوط سهموی زاویه 90 درجه می سازند ، را خطوط نصف النهاری می نامند . در منحنی های MTF شرکت کانن معمولاً از حرف S برای خطوط سهموی و از حرف M برای خطوط نصف النهاری استفاده می شود . ( به شکل زیر توجه کنید . )

نکاتی برای تفسیر منحنی MTF

- هرچه موقعیت خطوط ضخیم ( 10LP/mm ) بالاتر باشد ، قابلیت لنز در تولید کنتراست بالاتر خواهد بود .

- هرچه موقعیت خطوط نازک ( 30LP/mm ) بالاتر باشد ، قدرت تفکیک پذیری و در نتیجه شارپنس لنز بالاتر خواهد بود .

- توجه داشته باشید خطوط مشکی رنگ در بازترین حالت لنز و خطوط آبی رنگ بیانگر دیافراگم F/8 می باشد بنابراین هرچه فاصله این مجموعه خطوط از هم کمتر باشد عملکرد لنز در حالت باز بهتر خواهد بود . در لنزهای عالی ، خطوط آبی و مشکی رنگ بسیار نزدیک به هم می باشند .

- بطور کلی اگر موقعیت خطوط ضخیم مربوط به یک لنز بالاتر از عدد 0.8 در منحنی باشد آن لنز را می توان لنزی با کیفیت بسیار خوب در نظر گرفت . بالاتر از 0.6 عملکرد رضایت بخش و پایین تر از 0.6 هم بهرحال پایین تر از رضایت بخش می باشد .

منحنی MTF می تواند میزان بوکه ( Bokeh ) یک لنز را نیز تعیین کند . اصطلاح بوکه اصطلاحی ژاپنی است که بیانگر عملکرد لنز در نواحی خارج از فوکوس می باشد . بعضی از لنزها نواحی خارج از فوکوس را به شکل دلپذیری تولید می کنند . تفسیر این پدیده در محنی MTF بعهده موقیعت خطوط نصف النهاری و سهموی می باشد . در واقع هرچه این خطوط به هم نزدیکتر باشند بوکه زیباتری خواهیم داشت .

از خطوط نصف النهاری و سهموی برای تعیین و ارزیابی آستیگماتیسم و مقدار خمیدگی لنز نیز استفاده می شود که از حوصله این مقاله خارج است .

اکنونمی توانید با ملاحظه منحنی MTF لنزهای مختلف تا حد زیادی عملکرد لنز را مورد ارزیابی قرار دهید . توجه داشته باشید که لنزهای تله فتو بطور کلی مشخصات بهتری در این رابطه نسبت به لنزهای واید دارند و نباید آن ها را با هم مقایسه نمایید .

کنتراست نهایی که معمولا با آن سرو کار داریم با هر دوی این تعاریف متفاوت است و عبارتست از کنتراست محلی یا تفکیک طیفی در یک محدوده معین از طیفها. در ترکیب فیلم و کاغذ عکاسی که منحنی های مشخصه آنها به یک شیوه خاص به هم وابسته اند، می توانیم کنتراست بالایی در ناحیه خیلی روشن تصویر (Highlight) (البته تفکیک خیلی زیادی در این ناحیه نداریم) و کنتراست پایینی در ناحیه تاریک و یا کنتراست بالایی در ناحیه تاریک و کنتراست کمی در ناحیه روشن تصویر داشته باشیم. در لنزها کنتراست های محلی عمدتا در مورد مشکلاتی مانند فلر (Flare) و یا نقاب نوری روی عکس (veiling Glare) بکار می رود و با پوشش های (coating) روی لنز ارتباط دارد. یک لنز ممکن است دقیقا همان سطح از کنتراست کلی مشابه یک لنز دیگر را داشته باشد (یعنی همان محدوده تیرگی تا روشنایی را منتقل نماید)، اما در شرایط خاصی کنتراست سایه بسیار بدتری داشته باشد. در نتیجه نمی تواند بین اختلافهای جزئی سایه های خاکستری در نواحی خیلی تاریک عکس تفکیک ایجاد نماید. (رنگ نیز تا حد زیادی با راندمان پوشش های لنز و تاثیر نسبی فلر در ارتباط است).
هنگامی که از کنتراست محلی صحبت می شود همیشه یک علامت سوال بزرگ وجود دارد و آن اینست که در تمام شرایط واقعی عکاسی فلر و نقاب نوری بنوعی در عکس وجود دارد، تاثیر عوامل مختلف در میزان این مشکلات تا چه حد و به چه صورتی است. (نقاب نوری عبارت است یک تیرگی یا مه آلودگی کلی روی تصویر که به صورت یک نور مه مانند روی تمام تصویر پخش شده است). با وجود تحقیقات علمی بسیار زیادی که بر روی این قضیه انجام شده است، هنوز به نظر می رسد که این موضوع را دقیقا نمی توان کمی نمود یا تاثیر دقیق آن را بر روی یک سیستم معین در شرایط کار واقعی پیش بینی نمود. (منظور از سیستم لنز دوربین، فیلم، لنز بزرگنمایی و کاغذ است). فلز همیشه حتی در یک حد بسیار کم وجود دارد، ولی در دو سیستم متفاوت و در شرایط مختلف ظهور آن به یک شیوه نیست.
قبل از اینکه پوشش های روی لنز اختراع شود، فلر لنز یکی از عوامل تصمصم گیری در مورد کیفیت تصویر بود. بهترین لنزها معمولا آنهایی بودند که می توانستند با تعداد المانهای کمتری راندمان بالایی داشته باشند، زیرا در این صورت سطوح تماس هوا و شیشه آنها کمتر شده و فلر کمتری تولید می شد. در لنزهای مدرن امروزی پوشش روی لنز دارای اهمیت حیاتی می باشد، در واقع تمام لنزهای زوم و بسیاری از لنزهای چند المانی با پوششهای فراوان، بدون این پوشش ها در اغلب موارد عکاسی به درد نخور هستند. معمولا پوشش روی لنز است که تفاوت بین یک لنز عالی با یک لنز متوسط را ایجاد میکند.
آیا تا کنون دقت کرده اید که عکاسان اولیه 35 میلیمتری چقدر سعی می کرده اند از نور درخشان خورشید اجتناب نمایند. شاید با دیدن عکسها کسی فکر کند که تمام دهه 1940 هوا پوشیده از ابر بوده است! عکاسان دهه های 30 و 40 با آموزه های معلم تجربه، از راههای هوشمندانه بسیاری برای به حداقل رساندن فلر عکسهایشان در شرایط با استعداد فلر بالا استفاده می کرده اند. این تذکر آماتوری عکاسی که می گوید "هیچگاه در جهت تابش آفتاب عکس نگیر" از همین دوره بجای مانده است. این موضوع مربوط به دوره دوربینهای کوچک قبل از اختراع پوششهای چندگانه لنزها است.
اهمیت کنتراست لنز

کنتراست کلی عبارتست از محدوده روشنترین تا تیره ترین طیف تصویر. رزولوشن عبارتست از توانایی لنز در تفکیک جزئیات ریز و کنتراست لنز عبارتست از توانایی لنز در تمایز بین نواحی کوچک همسایه با تفاوت طیفی در پرینت نهایی، که مجموعا درک ما از بافت (texture) و سطح را ایجاد می‌کنند. کنتراست محلی عبارتست از توانایی لنز در تفکیک طیفهای مختلف در یک محدوده باریک، مثلا در نواحی سایه سمت چپ تصویر فوق. (چاپ پلاتینیوم پالادیوم)

به نظر می رسد که کنتراست لنز در ساختارهای تقریبا درشت اولین عامل تصمیم گیری در مورد کیفیت اپتیکال در لنز دوربین است. مثلا لنز قدیمی Leica 7-element 50mm Summicron برای کنتراست بالا در 5 lp/mm بهینه شده بود و در شرایط مطلوب عکاسی (یعنی پرهیز از فلر بالا و عدم استفاده از دیافراگم خیلی باز) این لنزها می توانند هنوز تصاویر خارق العاده ای ایجاد نمایند.
همچینی بسیار جالب است که کنتراست ظاهری لنز را می توان با روشهای دیجیتالی شبیه سازی نمود و این می تواند به عنوان نقطه ضعف عکاسی فیلمی مطرح شود که وابسته به نظر نهایی بیننده از چاپ می باشد. شارپ کردن تصویر تنها میکروکنتراست ظاهری را افزایش می دهد نه رزولوشن واقعی جزئیات را. اما رزولوشن ساختارهای خیلی ریز به کیفیت عکسهای چاپ شده کمک چندانی نمی کند و تنها وقتی صحبت از کیفیت لنز باشد به عنوان یک پارامتر مقایسه مهم می باشد.
تفرق نور
عکاسان آماتور بر اساس شنیده ها سعی می کنند بیشتر با دیافراگم F8 عکاسی کنند. ولی چرا F8؟
وقتی دانشمندان در ابتدای پژوهش در مورد خواص نور بودند، فهمیدند که نوری که از یک سوراخ کوچک عبور می‌کند تصویری دقیقتر نسبت به نوری که از یک سوراخ بزرگتر می گذرد ایجاد می‌کند. به هر حال، این سوراخ تا حدی می تواند کوچک باشد که پدیده مزاحم تفرق نور که شارپنس سوارخ کوچک را در هم می ریزد ایجاد نشده باشد.
تفرق نور هنگامی روی می دهد که امواج نور از میان یک سوراخ کوچک عبور نموده و نور نزدیک به لبه سوراخ خمیده شود. در مورد عکاسی سوراخ کوچک همان دیافراگم یا پرده شاتر است و هر چه که دیافراگم کوچکتر باشد تفرق نور نقش بیشتری در بر هم زدن شارپنس دیافراگم های کوچک بازی می کند.
برای بررسی این موضوع یک سری عکسهای آزمایشی از بازترین دیافراگم تا بسته ترین دیافراگم گرفته شده است. با دقت در این عکسها می توان دید که با ببستن دیافراگم تصاویر بهبود می یابد تا به دیافراگم F5.6 یا F8 برسیم و بعد از آن هر چه دیافراگم را بیشتر ببندیم کیفیت بتدریج کاهش بیشتری پیدا میکند. با مقایسه یک عکس که در F22 گرفته شده با همان عکس در F2.8 (با لنز Nikkor 80-200mm f2.8) مشاهده می شود که تصویر در هر دوی این دیافراگم ها نسبت به دیافراگم های متوسط دارای رزولوشن ضعیفتری است.
از دست رفتن رزولوشن از F11 به پایین برای این لنز 80-200mm به علت تفرق نور است. امواج نور که از لبه دیافراگم عبور می‌کنند خمیده شده و روی کیفیت تصویر اثر بدی می گذارند. نور در لبه ها پخش شده و به امواج تحت تاثیر قرار نگرفته نور اضافه می شود، بنابر این هر چه دیافراگم کوچکتر باشد، نور پخش شده بیشتری به تصویر اضافه می شود. این نور پخش شده در هر جاییکه نور از کنار یک لبه همانند لبه های تیغه دیافراگم عبور می کند، وجود دارد.
دلیل دیگری برای استفاده از دیافراگم های متوسط بجای دیافراگم های باز وجود دارد. وقتی که دیافراگم کاملا باز است، تمام سطح لنز استفاده می شود و وجود احتمالی اندکی مشکل در عدسی های لنز می تواند برای عکس مشکل ساز شود. (معمولا این مشکلات در لبه های عدسی ها وجود دارد و با کیفیت ترین جای عدسی ها مرکز آنهاست). با کوچکتر شدن دیافراگم لنز از بخش کمتری از لبه های عدسیهای لنز استفاده می شود و بنابر این بتایج با کیفیت تری تولید می شود. با کاهش دیافراگم در حدود متوسط می توان عوامل دیگری نظیر کاهش میزان نور را نیز کاهش داد.
بر اساس تئوری اگر لنزی بسازید که دارای دیافراگم صفر باشد، هیچ تفرق نوری نخواهید داشت و 100 درصد کنتراست دارید. ولی در واقعیت طراحی و ساخت لنزی سریع با کیفیت عالی در دیافراگم های باز (حتی با در نظر نگرفتن عکاسی در دیافراگم دست نیافتنی f/0 ) کاری بسیار مشکل است. لنزهایی که می توانند در دیافراگم های باز به خوبی دیافراگم های بسته عمل کنند دارای قیمتهای بسیار بالایی می باشند.

اعوجاج تصویر
یکی از مشخصات تعیین کننده کیفیت لنز این است که تصویر ایجاد شده روی فیلم یا سطح سنسور نسبت به خود اشیاء و سوژه دارای چه حد از اعوجاج است. این مشخصه نیز عملکرد لنز در لبه ها را نشان می دهد. انحراف مثبت به عنوان انحراف بالشتکی (Pincushion) معروف است که خطوط صاف در لبه عکس به سمت داخل خمیده می شوند، مثل اینکه لبه ها فشرده شده باشد، و انحراف منفی با نام انحراف خمره ای (Barrel) نامیده می شود و لبه ها به سمت بیرون خمیده می شوند، همانند یک خمره که به سمت بیرون خمیدگی دارد. لنزهای زوم اغلب در انتهای محدوده واید لنز دارای مشکل انحراف خمره ای و در انتهای محدوده تله لنز دارای انحراف بالشتکی هستند. مثلا لنز پرکاربرد 80-200mm وقتی روی یک شیئ بصورت واید و تله کامل فوکوس می کینم دارای این انحرافات می باشد. برای دیدن این تغییرات حتی نیاز به گرفتن عکس هم نیست و این مشکلات در منظره یاب دوربین نیز بخوبی مشاهده می شود. البته خود منظره یاب ها هم مشکلات اعوجاج مربوط به خودشان را دارند.

انحنای تصویر
این مشکل هنگامی پدیدار می شود که مرکز تصویر در فوکوس بوده و لبه های آن خارج از فوکوس است و بر عکس. این مشکل از آنجا ناشی می شود که ما می خواهیم یک شیئ 3 بعدی را روی یک سطح دو بعدی فیلم یا سنسور تصویر نماییم. چون در حالت عادی تصویری که یک عدسی تشکیل می دهد، روی یک سطح خمیده تشکیل می شود و نمی توان این تصویر را درون یک صفحه صاف قرار داد. برای حل این مشکل در لنزها علاوه بر استفاده از المانهای مختلف با اشکال و انحناهای مختلف، همیشه سعی می شود کادر ثبت شده روی فیلم یا سنسور در مرکز دایره تصویر تشکیل شده توسط لنز باشد. چون این انحنا در مرکز دایره تصویر بیشتر بوده و هر چه از مرکز دور شویم تصویر بیشتر خارج از فوکوس و خمیده می شود.

خطای کروی
بنوعی همانند خطای انحنای تصویر است و عبارتست از اینکه نوری که از مرکز لنز وارد می شود در فاصله ای متفاوت با نوری که از لبه ها ی لنز وارد شده، فوکوس می شود.

کما (Coma)
عبارتست از کشیده شدن یک چشمه نقطه ای نور روی فیلم یا سنسور، هنگامی که خارج از مرکز لنز وارد دوربین می شود. از آنجا که این پدیده شبیه ستاره دنباله دار (Comet) است، به این پدیده هم Coma گفته اند.

انعکاس تصویر
این مشکل در دوربین های دیجیتال بر اثر انعکاس تصویر تشکیل شده بر روی سنسور تصویر که سطحی بسیار براق و صاف دارد بر روی سطح آخرین المان لنز (المانی که به سنسور نزدیکتر است) ایجاد میشود و بصورت یک دایره نورانی شبح مانند و عجیب در عکسها دیده می شود. برای رفع این مشکل از پوششهای ویژه بر روی سطح آخرین المان لنز استفاده می‌شود.

خطای رنگی
قبلا در این مورد در چند مقاله صحبت شده است. ولی در اینجا برای اینکه مبحث خطاهای رایج در لنزها کامل شود دوباره بطور خلاصه در مورد آن توضیح می دهم. خطای رنگی هنگامی روی می دهد که امواج مختلف نور (قرمز، سبز و آبی) پس از عبور از لنز در یک نقطه فوکوس نمی شوند. در نتیجه این مشکل خطای لبه های رنگی (Fringing) که در مناطق پرنور تصویر مشاهده می شود به وجود می آید. استفاده از شیشه با تفرق نوری بسیار پایین (ED) باعث می شود که امواج نوری در یک نقطه فوکوس شده و از تشکیل لبه های رنگی جلوگیری شود.خطاهای نوری معمولا در لنزهای تله فتو بوجود می آید که به همین دلیل در این لنزها اخیرا از شیشه های ED و پوشش های ویژه استفاده می شود. به هرحال، با گسترش دوربین های دیجیتال در بین حرفه ای ها و آماتورهای علاقمند، انتظار می رود استفاده از المانهای دارای تفرق نوری پایین ED برای کاهش لبه های رنگی (که معمولا به صورت لبه های رنگی بنفش، آبی، صورتی و گاهی سبز دیده می شود) در بیشتر لنزهای امروزی گسترش یابد.

MTF و کنتراست لنز در لنزهای عکاسی

مطالب مشابه :

خرید پستی لنز مشکی - زیباترین لنز چشم بدون ایجاد حساسیت

همه چیز در مورد لنز رنگی ، لنز طبی و …

خرید اسپری سرد تسکین درد بهترین اسپری مسکن درد کمر

ریمل حجم دهنده نیوا

کرم دور چشم آقایان ریوایتالایزینگ نیوا حاوی Q10

MTF و کنتراست لنز در لنزهای عکاسی

بررسی فناوری 3LCD در ویدئوپروژکتورها

رژ لب مدادی واترپروف یوبه Yube Long Stay Lipstick