سنسور الكاميرا والمجال الديناميكي Back

Dec 30, 2014

Twitter LinkedIn Facebook Follow us
 

 

سنسور الكاميرا والمجال الديناميكي

 

يعرف المجال الديناميكي Dynamic range باختصار بأنه قدرة الكاميرا على التقاط أكبر مجال من درجات الإضاءة والتي تقع ما بين الظلام الدامس والإضاءة الشديدة، ذلك أن أفضل الكاميرات تعجز عن التقاط كامل مجال الإضاءة على نفس الصورة، لذا تتراوح الكاميرات في قدرتها على تسجيل أكبر قدر من الفوارق بين درجات الإضاءة وذلك ما بين الظل والنور الشديد، وغالبا ما تظهر نتائج المجال الديناميكي وقدرة الكاميرا على التقاط أكبر مجال من الفوارق بين درجات الإضاءة في ظروف التصوير عكس الشمس أو في حال وجود مناطق ظلال كبيرة مع سماء مضاءة بشكل كبير مثل السماء في الأيام الغائمة، بحيث تظهر السماء فاتحة جدا مع ظهور التفاصيل في الأرض معتمة، وهنا نجد أن التقاط صورة تظهر فيها نسبة كبيرة من التفاصيل ما بين المناطق الفاتحة وتلك الغامقة تشكل هدفا للكثير من المصورين الذين يسعون نحو الاحتراف، ويلعب قياس البيكسل أو الخلية الحساسة للضوء Photosites دوراً كبيرا في تحديد مدى قدرة المجال الديناميكي على إظهار أكبر كم من التفاصيل في المناطق المشرقة والمظلمة.

 

 

قوة المجال الديناميكي والعمق اللوني المنتج

 

ترتبط قوة المجال الديناميكي في الكاميرا ارتباطاً وثيقاً بطريقة عمل المحول من تناظري إلى رقمي، فمن الممكن تحديد العمق اللوني المطلوب أو عدد الألوان بشكل دقيق باستعمال معالج ADC ب 10-12 بت، فهو يسمح بتحديد الاختلافات البسيطة في درجات الإضاءة بين كل خلية من خلايا سنسور الكاميرا CCD/CMOS بشكل فردي ومنفصل عن بقية الخلايا، والخلية التالية وتحويل تلك القيم إلى قيم رقمية، وبالتالي تسجيل أكبر درجات ممكنة من التفاوت في درجات الإضاءة المختلفة بين الظلمة والنور، مما يوسع من قيمة المجال الديناميكي، ويزيد من إمكانية معالجة قيم ودرجات الصورة المختلفة مع برامج معالجة الصور. مراجعة المجال الديناميكي. سنسور الكاميرا المكون من خلايا البيكسل الحساسة للضوء الأكبر يستطيع أن يلتقط صوراً بمجال ديناميكي أوسع من المجال الذي يلتقطه السنسور المكون من خلايا البيكسل الأصغر بينما لا يوجد تأثير لقياس سنسور الكاميرا الكلي ذلك أن الخلايا حساسة الأكبر (بيكسل أكبر) تستطيع التقاط كمية فوتونات Photon ضوء أكثر مما يعني درجة حساسية أكبر للضوء. والمعروف أيضاً بين المصورين على نطاق واسع أن زيادة درجة حساسية الكاميرا للضوء تترافق مع زيادة نسبة التشويش الذي يظهر على الصورة على شكل نقاط لونية شاذة. في حال كانت دقة الكثافة النقطية لسنسور الكاميرات المختلفة القياس واحدة فهذا يعني أن قياس البيكسل أو Photosites سوف يكون أكبر مع السنسور ذو المساحة الأكبر، وكذلك فإن المجال الديناميكي Dynamic Range سوف يكون أكبر. يحدد المجال الديناميكي هنا بتقسيم أقوى إشارة صادرة من الخلية الحساسة للضوء على مستوى التشويش على درجة حساسية الكاميرا للضوء والتي تتم من خلال المعالج الذي يحول الإشارات من إشارات تناظرية إلى رقمية.بعد عملية التقاط الفوتونات الضوئية من خلال الخلايا الحساسة ترسل الإشارات الكهربائية التناظرية الناتجة نحو شريحة إلكترونية مهمتها تحويل الإشارات التناظرية إلى قيم رقمية Analog-to-digital converters، والتي تقوم أيضا بتضخم قوة الإشارة لرفع درجة حساسية الكاميرا للضوء مما يعني بالضرورة تضخيم نسبة التشويش Amplifier noise مما يعني التأثير على أداء الشريحة في مهمتها بالتحويل الأمين للإشارات التناظرية إلى قيم رقمية مما يؤثر على مستويات المجال الديناميكي. البيكسل الأكبر يسمح بالاستفادة القصوى من المحول ويسمح بزيادة المجال الديناميكي بواقع وقفتي تعريض ضوئي أو أكثر 2 stops وذلك عند العمل مع درجة حساسية منخفضة ISO، بينما لا تسمح البيكسلات الأصغر بجمع كمية كافية من الضوء للسماح بعمل المحول بالشكل الأمثل. لا يمكن فصل المعايير الثلاث، قياس الخلية الحساسة التي تتحس بالضوء Photosites ودرجة حساسية الكاميرا للضوء ومستوى أداء المعالج المحول من تناظري إلى رقمي هذه المعايير لا يمكن تجاوزها أو فصلها حين يتم تقييم الكاميرا من ناحية قوة أدائها في إنتاج مجال ديناميكي عالي وتسمى قراءة الضوضاء أو التشويش Read noise.

 

 

 

© جميع الحقوق محفوظة عمر نصر الدين البحرة

شهادة تسجيل مصنف رقم (361 -2009 م) وزارة الاقتصاد -الإمارات العربية المتحدة

   

قائمة بمواضيع الصورة الرقمية  

 
  

Facebook Twitter Addthis Pinterest LinkedIn Google+ WhatsApp