پراش نور و تاثیر آن در عکاسی

حتما بارها این جمله را شنیده‌اید که "برای تهیه عکسهای شارپ‌تر، از دیافراگم‌های کوچک دوربین‌تان استفاده کنید" . دلیل این عقیده آن است که در دیافراگم‌های باز، لنزها تصاویری با اعوجاج بیشتری ایجاد می‌کنند. همچنین گاهی دیافراگمهای کوچک و خیلی کوچک برای افزایش عمق میدان نیز بکار می‌روند. بخصوص در عکسهای ماکرو که كوچك بودن عمق میدان خود یک مشکل بزرگ محسوب می‌شود.
اما یک پدیده اپتیکی بنام پراش نور (diffraction) وجود دارد که می‌تواند شارپنس تصاویر را در دیافراگم‌های کوچک مورد تاثیر قرار دهد. در این نوشتار، به بررسی این پدیده خواهیم پرداخت و طرز مقابله با آن را ذکر خواهیم کرد.
● پراش نور
شعاع‌های موازی نور هنگام عبور از یک روزنه کوچک، از همدیگر دور می‌شوند و با یکدیگر تداخل می‌کنند. هر چقدر اندازه روزنه در قیاس با طول موج نور کوچکتر شود، این پدیده شدیدتر می‌شود. اما به هرحال باید دانست که در روزنه‌های بزرگ نیز پراش نور وجود دارد اما عملا قابل اغماض است.بعلت تداخل امواج نور، برخی از این شعاع‌ها همدیگر را خنثی می‌کنند و برخی به هم اضافه می‌شوند.
در مورد دیافراگم‌های دایره‌ای الگوی دو بعدی حاصله، Airy Disk نامیده می‌شود که این اصطلاح از نام George Airy گرفته شده است.
قطر این دیسک (یا دقیقتر، قطر اولین دایره سیاهرنگ آن)، به عنوان معیاری جهت تعیین دقت حداکثر یک سیستم اپتیکال استفاده می‌شود.
▪ اندازه این Airy Disk فقط به دو فاکتور بستگی دارد:
۱) اندازه روزنه
۲) طول موج نور
وقتی اندازه این airy disk به circle of confusion فیلم یا سنسور نزدیک شود، می‌تواند عاملی برای کاهش دقت تصویر شود.
● diffraction در عكاسی
در تصویر فوق دقت کنید. با کاهش اندازه دیافراگم تا f۱۶ دقت و شارپنس افزایش می یابد. همانگونه که انتظار داریم، این مساله بعلت وجود اعوجاج در دیافراگمهای باز این لنز است. اما از f۲۲ بتدریج شارپنس کمتر می‌شود و این مساله در دیافراگمهای f۳۲ و f۴۵ بسیار قابل ملاحظه می‌گردد.
جدول فوق دیافراگمی را نشان میدهد که می‌تواند در تهیه تصاویر شارپ ایجاد محدودیت نماید. با دقت در این جدول مشخص می‌گردد که حداقل دیافراگم برای فرمتهای مختلف متفاوت است. همچنین دقت کنید که این جدول برای تهیه چاپهای با اندازه ۸ در۱۰ اینچ ( ۲۰ در ۲۵ سانتی متر) مناسب است. هر دو این فاکتورها (یعنی فرمت مورد استفاده و نیز اندازه چاپ) در بطن تعریف Circle of confusion قرار دارد.
▪ چند نكته كاربردی:
- برای تهیه عکسهای شارپ در اندازه ۲۰ در ۲۵ سانتی متر با دوربینهای با اندازه سنسور APS-C (دوربینهایی نظیر Canon ۳۵۰D ، Canon ۳۰D ، Nikon D۷۰ ، NikonD۵۰ و ...) حداقل دیافراگم مناسب f۱۶ است. اگر چاره ای نداشتید، f۲۲ هم قابل قبول است. این دو مقدار در دوربینهای فول فریم Canon ۱Ds وCanon۵D برابر با f۲۲ و f۳۲ است.
- اگر نیاز به دیافراگمهای کوچکتر دارید، بازهم می‌توانید از F های بزرگتر استفاده کنید، بشرط آنکه اندازه چاپ خود را کاهش دهید.
- با توجه به جدول مشخص می‌شود که چرا در دوربینهای دیجیتال compact معمولا دیافراگمهای خیلی کوچک تعبیه نمی‌شود. در این دوربینها مشكل پراش نور از f۴ یا f۵ شروع می‌شود.
- پراش نور منحصر به دوربینهای دیجیتال نیست. دوربینهای فیلمی نیز بر طبق اندازه فریمشان طبق جدول فوق، دارای حداقل دیافراگم محدود کننده هستند.
- جدول فوق فقط مشخص می‌کند که در چه دیافراگمی پراش نور باعث شروع کاهش شارپنس می‌گردد. اما اینکه دیافراگم ایده‌آل یک لنز چه مقدار است، بستگی به نوع لنز دارد. کوچک کردن دیافراگم، ابتدا شارپنس را افزایش می‌دهد، اما با شروع پراش نور مجددا شارپنس افت می‌کند.
▪ سوال: حداکثر شارپنس لنزهای مختلف با دوربینهای فرمت APS-C در چه دیافراگمی است؟
ـ پاسخ: بستگی به لنز دارد. در لنزهای معمولی با فوکوس در حداقل فاصله ممکن (که دراینحالت اعوجاج بیشتر است)، f۱۶ شارپترین تصاویر را تولید می‌کند. همین لنزها با فوکوس در بینهایت، دیافراگم اپتیمم آنها f۱۱ خواهد بود، و f۸ و f۱۶ آنها نتیجه کم و بیش مشابهی دارند. درلنزهای گرانقیمت که حداقل اعوجاج را دارند، حداکثر شارپنس آنها در دیافراگم f۵.۶ است. دراین لنزها دیافراگمهای f۴ تا f۱۱ خوب است. f۲۲ ودیافراگمهای کوچکتر نباید استفاده شود.
- اگر با یک سیستم(‌دوربین و لنز) به دیافراگم محدود کننده نزدیک شویم و یا حتی از آن عبور کنیم، مهم است بدانیم که پراش نور تنها یکی از عوامل کاهش دهنده شارپنس تصویر است. اشکال در فوکوس، حرکت دوربین، لنزهای با کیفیت کم و .. همگی در کاهش شارپنس کلی دخالت دارند و پراش تنها جزئی از این مجموعه است.
- گاهی پراش و کاهش شارپنس منتج از آن مفید است:
هنگامی که بخواهید شارپنس در محل focal plane را به سود افزایش شارپنس در دو سر طیف عمق میدان، کم کنید. در این موارد استفاده از دیافراگمهای كوچك مناسب است.

منابع:
http://www.earthboundlight.com/phototips/diffraction-small-apertures.html
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm
http://bobatkins.com/photography/technical/diffraction.html
The Ins And Outs Of Focus, Harold Merklinger

منبع : سایت عکاسی