في هذا الدرس، سوف نستكشف عالم الكاميرات الرائع وعلاقتها بالبصريات، وهو فرع الفيزياء الذي يهتم بدراسة الضوء. تلتقط الكاميرات، الرقمية والتناظرية، الضوء لإنشاء الصور، كما أن فهم مبادئ البصريات يمكن أن يعزز فهمنا لكيفية عمل الكاميرات.
البصريات هي فرع من الفيزياء يتضمن سلوك الضوء وخصائصه، بما في ذلك تفاعله مع المادة. قبل التعمق في كيفية استخدام الكاميرات للبصريات لالتقاط الصور، دعونا نلقي نظرة على بعض المفاهيم الأساسية في البصريات:
الكاميرا في جوهرها هي أداة بصرية تلتقط الضوء لتكوين صورة. تشمل المكونات الرئيسية للكاميرا الجسم والعدسة والغالق والفتحة ومستشعر الصورة (أو الفيلم في الكاميرات التقليدية).
يمكن القول أن العدسة هي الجزء الأكثر أهمية في الكاميرا. فهو يجمع الضوء ويركزه على مستشعر الصورة أو الفيلم لإنشاء صورة. يحدد البعد البؤري للعدسة، والذي يُقاس عادةً بالمليمتر (مم)، زاوية الرؤية (كم من المشهد سيتم التقاطه) وتكبير الصورة. يمكن تصنيف العدسات على النحو التالي:
الفتحة هي الفتحة الموجودة داخل العدسة والتي يمر من خلالها الضوء. يتم قياسها باستخدام الأرقام البؤرية (على سبيل المثال، f/2.8، f/8)، مع أرقام أقل تشير إلى فتحة أوسع. تسمح الفتحة الأوسع بوصول المزيد من الضوء إلى مستشعر الصورة، مما يجعلها مفيدة في ظروف الإضاءة المنخفضة. تؤثر فتحة العدسة أيضًا على عمق المجال ، وهو مدى تركيز المشهد. تعمل الفتحة الواسعة (على سبيل المثال، f/2.8) على إنشاء عمق سطحي للمجال، مع التركيز على الهدف مع تشويش الخلفية.
يتحكم الغالق في المدة التي يتعرض فيها مستشعر الكاميرا أو الفيلم للضوء. يتم قياس سرعة الغالق بالثواني أو أجزاء من الثانية. تعمل سرعات الغالق السريعة (على سبيل المثال، 1/1000 جزء من الثانية) على تجميد الحركة، بينما يمكن أن تؤدي سرعات الغالق البطيئة (على سبيل المثال، ثانية واحدة) إلى إنشاء تأثير ضبابي للحركة، مما يوضح حركة الكائنات.
في كاميرات الأفلام التقليدية، يلتقط الفيلم الحساس للضوء الصورة. في الكاميرات الرقمية، يتم لعب هذا الدور بواسطة مستشعر الصورة، عادةً ما يكون جهاز استشعار CCD (جهاز مقترن بالشحن) أو مستشعر CMOS (أشباه الموصلات المعدنية التكميلية). يقوم المستشعر بتحويل الضوء إلى إشارات كهربائية لإنتاج صور رقمية.
لفهم كيفية تأثير العدسات على طريقة التقاطنا للصور بشكل أكبر، فكر في هذه التجربة البسيطة:
يعد فهم مبادئ البصريات أمرًا ضروريًا لفهم كيفية عمل الكاميرات. بدءًا من الطريقة التي تركز بها العدسات الضوء لإنشاء الصور، وحتى استخدام فتحة العدسة وسرعة الغالق للتحكم في التعرض للضوء، تلعب البصريات دورًا حاسمًا في التصوير الفوتوغرافي. ومن خلال تطبيق هذه المفاهيم، يستطيع المصورون التعامل مع الضوء والمنظور لتحقيق النتائج المرجوة، والتقاط اللحظات في الوقت المناسب من خلال عدسة الكاميرا.
