محدوده دینامیکی حس‌گر

 

محدوده دینامیکی حس‌گر با تقسیم کردن بزرگ‌ترین سیگنال ممکن بر کوچک‌ترین سیگنال ممکن به دست می‌آید. بزرگ‌ترین سیگنال ممکن با تمام ظرفیت یک پیکسل، نسبت مستقیم دارد. کوچک‌ترین سیگنال، همان سطح از نویز است که هیچ نوری به حس‌گر نمی‌رسد و «نویز پایه» نامیده می‌شود.

 

 

 

 

به طور کلی، تنها دوربین‌هایی با محدوده دینامیکی بزرگ می‌توانند جزییات سایه و نور را به طور هم‌زمان ثبت کنند. محدوده دینامیکی را با محدوده طیف رنگی اشتباه نگیرید.

محدوده دینامیکی تصویر

عکاسی در فرمت JPEG باعث می‌شود جزییاتی که در تصاویر RAW نشان داده می‌شوند، نسبتا سایه‌دار یا بسیار درخشان بشوند. فرمت RAW محدوده دینامیکی حس‌گر را حفظ می‌کند و به شما امکان می‌دهد با بهره گیری از منحنی رنگی مناسب،‌ محدوده دینامیکی و محدوده رنگی را فشرده کنید. از این رو،‌ تمام محدوده دینامیکی تصویر بر روی صفحه نمایش یا به صورت یک عکس چاپ شده با کیفیتی مطلوب و هماهنگ با چشم انسان نشان داده می‌شود.

 

اندازه پیکسل و محدوده دینامیکی

حس‌گر یک دوربین دیجیتال از میلیون‌ها پیکسل تشکیل شده که حین نوردهی حس‌گر، فوتون‌های نوری را به خود جذب می‌کنند. این فرایند را به راحتی می‌توان با هزاران سطل کوچکی مقایسه کرد که کنار هم چیده شده‌اند و آب باران در آن‌ها جمع می‌شود. هر چه نوردهی بیش‌تر باشد، فوتون‌های جذب شده نیز بیش‌تر خواهد بود. بعد از اتمام نوردهی، سطح رویی هر سطل با یک ارزش تخمینی برآورد می‌شود و از حالت آنالوگ به دیجیتال تبدیل می‌گردد. برای سطل‌های خالی ارزش «0» و به سطل‌های کاملا پر ارزش «255» در نظر گرفته می‌شود و با رنگ‌های سیاه خالص و سفید خالص نشان داده می‌شوند. درست مثل همان چیزی که در یک حس‌گر انجام می‌شود. حس‌گری که در زیر نشان داده شده تنها 16 پیکسل دارد. در این‌جا می‌بینید که پیکسل‌هایی که نقاط درخشان صحنه‌ی عکاسی را ثبت کرده‌اند به سرعت پر شده‌اند.

 

 

به محض آن‌که این پیکسل‌ها پر شدند، سر ریز می‌شوند (این حالت باعث محو شدگی تصویر می‌گردد). آن چیزی که سر ریز می‌کند با رنگ قرمز نشان داده می‌شود و ارزش این سطل‌ها، همه‌گی برابر می‌شود با عدد 255. حال آن‌که که این رقم برای سطل‌های مختلف باید متفاوت باشد. به بیان دیگر، اطلاعات و جزییات تصویر از بین می‌رود. به این صورت است که نقاطی از تصویر درخشان می‌شود و به پیکسل‌هایی که کنار نقاط تاریک قرار دارند فرصت جذب فوتون‌ها داده نمی‌شود و ارزش آن‌ها هم‌چنان «0» می‌ماند.

یکی از دلایلی که دوربین‌های دیجیتال SLR محدوده دینامیکی بزرگ‌تری دارند این است که حس‌گرهای آن‌ها بزرگ‌تر است. همه چیز به یک اندازه است (ضریب پوششی، عمق «سطل» و مدت زمان نوردهی). پیکسل‌هایی که سطح نوردهی آن‌ها بیش‌تر باشد در مقایسه با پیکسل‌هایی که مدت زمان کم‌تری نوردهی شده‌اند فوتون‌های بیش‌تری را جذب می‌کنند.

این‌که دوربین‌های دیجیتال SLR محدوده دینامیکی بزرگ‌تری دارند به این خاطر است که پیکسل‌های آن‌ها بزرگ‌‌تر است. پیکسل‌های بزرگ‌‌تر فوتون‌های نوری بیش‌تری را در سایه جذب می‌کنند.

نمونه‌هایی از محدوده دینامیکی