زوم اپتیکال در مقابل زوم دیجیتال: چرا دیجیتال دیگر واژه‌‌ای کثیف نیست؟

در قبلی زوم دیجیتال و اپتیکال اختلاف‌های فراوانی داشتند. با اینحال امروزه تکنولوژی در عرصه‌ی زوم دیجیتال گام‌های بزرگی برداشته است به طوری که با ترکیب زوم دیجیتال و اپتیکال می‌توان به کیفیت و تصویر دلخواه دست یافت.

 در هر شرایطی، اعم از عکاسی از گروهی روی سن، کودکی در زمین فوتبال یا حیوانی در طبیعت، نمی‌توانید انتظار داشته باشید تنظیمات موردنظر شما در عکاسی به خوبی رفتار کند. بدین جهت است که دوربین‌ها از توانایی‌های زوم دیجیتال و اپتیکال دارا هستند. با اینحال این دو توانایی دو تکنولوژی دارای اختلاف هستند؛ از اینرو دانستن عملکرد آن‌ها و لحظه خوب بهره برداری از آن‌ها حائز ارزش است.

زوم اپتیکال از لنزها برای بزرگنمایی یک تصویر با نمای دور  سود میبرد. میتوانید دوربین‌هایی با هزینه کمتر از ۱۵۰ دلار با ضریب زوم ۱۰x پیدا کنید. حتی زوم‌های  ۳۰X و ۶۰X در حال رواج هستند.

ولی باید گفت، اگر مطالب مطرح شده کالا مرتبط به این دوربین‌ها را بخوانید، بیشتر مواقع یک عدد زوم دوم و بزرگتر را هم می بینید. این عدد، زوم دیجیتال است: پردازشگر دوربین مرکز تصویر را کراپ می‌کند.

با این وجود زوم اپتیکال خوب است؛ بدلیل آنکه برای پر کردن کامل سنسور تصویر به بزرگنمایی تصویر می‌پردازد. فرض کنید سنسور تصویر، ده مگاپیکسل است. زوم دیجیتال برای بزرگ‌نمایی، بخش مرکزی تصویری را که لنز روی سنسور انداخته است دریافت می‌کند، برای نمونه از یک تصویر ده مگاپیکسلی، ۶ مگاپیکسل را می‌گیرد. پردازشگر دوربین برای برابری تعداد پیکسل‌های تصویری که از زوم دیجیتال انتشار یافته، پیکسل‌هایی را تولید کرده و سایز تصویر را گسترش می‌دهد، در چنین موقعیتی در این روش جزئیات نمایش داده شده بهمراه کیفیت تصویر کاهش می یابد.

به توجه به پیکسل‌های بیشتر، پردازشگر‌های توانمند و الگوریتم‌های هوشمندتر، زوم اپتیکال و دیجیتال را تا ضریب ۲X گسترش می‌دهند و نتایج آن به خوبی زوم اپتیکال می‌شود

استیو هینیر، مدیر ارشد فنی نیکون بیان می کند «زمانی زوم دیجیتال عملکرد بسیار بدی داشت و به غیر از برش ساده‌ی تصویر، حرف فراوانی برای گفتن نداشت.»

با اینحال امروزه به توجه به تعداد پیکسل‌های بالا، پردازشگر‌های توانمند تصویر و الگوریتم‌های هوشمندتر، زوم اپتیکال و زوم دیجیتال را تا ضریب ۲X گسترش می‌دهند و نتایج آن به خوبی زوم اپتیکال می‌شود. این خصوصیت برای تلفن‌های هوشمند که فاقد لنز زوم هستند، مفید است.

زوم دیجیتال مانند قبلی نیست

وقتی شنیدیم زوم دیجیتال تا چه اندازه پیشرفت کرده، ابتدا کمی شک کردیم. با اینحال بعد از تست دو دوربین کامپکت نیکون و یک دوربین سونی، قانع شدیم. زوم دیجیتال آیفون ۷ به این اندازه‌ تأثیرگذار نبود با اینحال هنوز هم برای تصویر‌ها قابل و کلوزآپ‌های ویدئویی بسیار خوب است. (تمام عکس ها به فرمت JPEG ثبت شدند که متداول‌ترین فرمت کاربردی است).

عکاسی از سیم‌کشی دکل مخابراتی (بدون زوم)

تصویر ۳

چپ: بهره برداری از زوم ترکیبی اپتیکال و دیجیتال A900 برای دستیابی به فاصله‌ی کانونی ۱۱۷۴ میلی‌متری (۱.۴ بزرگنمایی دیجیتال). راست: بهره برداری از زوم اپتیکال B700 صرفاً برای ثبت همان کیفیت.

 

کار را با دو دوربین ۲۰ مگاپیکسلی نیکون شروع کردیم. Coolpix A900 با هزینه ۴۰۰ دلار و یک لنز زوم ۳۵x که فاصله‌ی کانونی هم ارز آن در یک DSLR کامل ، هم‌ارز با ۸۴۰ میلی‌متر است. Coolpix B700 با هزینه ۴۵۰ دلار که حاوی زوم اپتیکال ۶۰x و هم‌ارز با ۱۱۴۰ میلی‌متر است. با این کار توانستیم عکس ها و ویدئوهای سوژه‌های یکسان را صرفاً با بهره برداری از زوم اپتیکال برای B700 و زوم اپتیکال به علاوه از طرف دیگر‌ی دیجیتال برای A900 مقایسه کنیم. برای سوژه‌هایی در فاصله‌ی چندصد متر، مانند سیم‌کشی پیچیده بالای یک دکل مخابراتی، هیچ تفاوتی بین زوم دیجیتال و اپتیکال نبود، حتی با بزرگنمایی صددرصد عکس ها روی صفحه‌ی نمایش ۲۵۶۰×۱۶۰۰ رتینای مک بوک پرو، این اختلاف دیده نشد.

تصویر ۴

باسیلیکای میسون دولورز از یک فاصله بدون زوم.

تصویر ۵

سمت چپ: A900 با زوم ترکیبی اپتیکال و دیجیتال ۱۵۱۳ میلی‌متر (۱.۸ بزرگنمایی دیجیتال). راست: همان تصویر با زوم اپتیکال و کیفیت تصویر بالاتر B700 (فاصله‌ی کانونی ۱۴۴۰ میلی‌متر).

تصویر B700 که با فاصله‌ی کانونی ۱۴۴۰ میلی‌متر ثبت شده است، به اندازه‌ی کافی برای نشان دادن تزئینات باروکی و موزاییک‌های رنگی که گنبد زنگوله‌ای برج را پوشانده‌اند، شارپ است.  گسترش زوم اپتیکال کوتاه‌تر A900 با بزرگنمایی دیجیتالی ۱.۸ ، جزئیات را اندکی محو کرد با اینحال برای این فاصله‌ی دور زیاد هم بد نبود.

ویدئو

بهره برداری از زوم دیجیتال برای اغلب کارهای ویدئویی خوب است. با ضبط ویدئوهای ۱۰۸۰p HD از برگریزان یک درخت در فاصله‌ی ۴۰۰ فوتی؛ جدای از تفاوت ضبط رنگ و صدای هر دوربین، هیچ اختلاف دیگری درکیفیت زوم دیجیتال و اپتیکال ترکیبی ویدئو در دوربین‌های A900 و زوم ویدئویی اپتیکال B700 نیست.

تصویر ۶

این نتیجه باورنکردنی نیست. هر دو دوربین سنسور ۲۰ مگاپیکسلی دارند، با اینحال ویدئوی ۱۰۸۰p تنها ۲ مگاپیکسل است (ویدئوی ۴K/ UHD حدودا ۸ مگاپیکسل است). پس حتی با  بهره برداری از بخش مرکزی سنسور، دوربین برای تولید ویدئو پیکسل‌های بیشتری را در دست دارد – پس بخش فراوانی از  آن‌ها را حذف می‌کند. دوربین‌ها فریم‌های ویدئویی را کمتر شارپ می‌کنند و حرکت، حالتی بلوری و محو را ایجاد می‌کند پس کاهش اتلاف کیفیت زوم دیجیتال تا اندازه‌ای ساده نیست.

زوم دیجیتال در مقابل زوم اپتیکال – ویدئوی ۱۰۸۰p HD (Nikon A900 در مقابل B700)

 

جانشین کراپ

راهی دیگر برای زوم دیجیتال در یک تصویر می باشد؛ تصویر گرفتن با زوم اپتیکال و سپس کراپ کردن به سوی مرکز تصویر. هر نرم‌افزار ادیت تصویر می‌تواند مانند برنامه‌های دوربین تلفن‌های هوشمند این کار را انجام دهد، این نرم‌افزار معمولا در دوربین‌های کامپکت یا فشرده نصب می‌شود. اینجا است که اختلاف کم با این وجود مهم است. هر دو روند با کراپ به سوی مرکز تصویر شروع می‌شوند با اینحال در زوم دیجیتال، با اضافه کردن پیکسل‌های تولید کننده برای ثابت نگه‌داشتن تعداد مگاپیکسل‌ها با یک تصویر فول سنسور، یک مرحله‌ی دیگر هم اضافه می‌شود.

تصویر 7

کراپ کردن در برنامه‌ی تلفن‌های هوشمندی مانند اپ iOS Camera راحت است.

کراپ، در سالهای قبلی بود که و وقتی که سنسور دوربین‌ها ۵ یا ۶ مگاپیکسل بود، ارزش داشت. با اینحال با سنسورهای حال حاضر ۱۲ تا ۲۰ مگاپیکسلی (و بالاتر)، تنها بخش کوچکی از تصویر کفایت می کند. این مثال را درنظر بگیرید: یک تلویزیون بزرگ ۴K تنها ۸ مگاپیکسل وضوح دارد. عکس ها روی اسنپ‌چت، فیس‌بوک یا اینستاگرام کوچک‌تر هستند. حتی با برش دادن زیاد تصویر  بی توجه به پردازشگر تصویر دوربین و پرکننده‌های بیشتر، به اندازه‌ی کافی پیکسل خواهید داشت. برش دادن با جزئیات بالا در عکاسی RAW بهترین شیوه کراپ است.

تصویر ۸

چپ: یک تصویر با زوم دیجیتال از Nikon A900. راست: تصویر کراپ‌شده، زوم اپتیکال

با اینحال دوربین‌های فشرده باری دیگر در عکس ها JPEG ما را شگفت‌زده می‌کنند. در عکس هایی که از یک دکل تلفنی و از فاصله‌ی تقریبی ۱۵ متری ثبت شده‌‌اند، به زحمت می‌توان بین دو تصویر ثبت شده با Nikon A900 تفاوتی پیدا کرد؛ یکی از تصویر‌ها در تازه ترین حد زوم اپتیکال (فاصله‌ی کانونی ۸۴۰ میلی‌متری) برای تطبیق برش یافته و دیگری با بهره برداری از زوم اپتیکال به علاوه از طرف دیگر‌ی زوم دیجیتال در فاصله‌ی کانونی ۱۵۱۲ میلی‌متری ثبت شده است (بزرگنمایی دیجیتال ۱.۸ برابر).

الگوی یکسانی برای دوربین ۲۰ مگاپیکسلی Sony Cyber shot RX100 III می باشد؛ عکس ها پایین از فاصله‌ی ۱.۵ متری و با بهره برداری از زوم اپتیکال حداکثر سونی (فاصله‌ی کانونی ۷۰ میلی‌متر) ثبت شده است و برای تطبیق عکسی با زوم اپتیکال و دیجیتال ۱۰۵ میلی‌متری (بزرگ‌نمایی ۱.۵ برابر) همراه با آن قرار گرفته است. سونی در باب توصیف عملکرد تکنولوژی ClearImage Zoom خود زیرکانه رفتار می‌کند و به ذهن خطور میکند که بر پایگاه‌داده‌ی داخلی وسایل مشترک تأکید می‌کند تا به روش هوشمند جزئیات از دست رفته در مسیر زوم دیجیتال را بازگرداند؛ و واقعا هم نتیجه رضایت‌بخش است.

تصویر ۹

همان تصویر با زوم دیجیتال ClearImage در فاصله‌ی کانونی ۱۰۵ میلی‌متر (چپ) و یک تصویر برش‌خورده با زوم اپتیکال ۷۰ میلی‌متری (راست)

محدودیت‌های تلفن هوشمند

به توجه به پیشرفت محسوس الگوریتم‌های زوم دیجیتال، با اینحال این مسئله هنوز در جهان تلفن های همراه هوشمند خود را به خوبی نشان نداده است. با بهره برداری از همان شیوه پیشین عکاسی کلوزآپ با زوم دیجیتال (فاصله‌ی کانونی ۲۸ میلی‌متر) و در فاصله‌ی کمی دورتر (۴۸ میلی‌متر)، بیننده محو شدن جزئیات در عکس ها با زوم دیجیتال بودیم. با این وجود این مساله دلایل متفاوتی دارد.

تصویر ۱۰

تصویر با زوم دیجیتال (چپ) و تصویر کمی دورتر با زوم دیجیتال (راست)

تعداد پیکسل‌های آیفون ۷ (گوشی مورد بهره برداری جهت بررسی عملکرد زوم دیجیتال) کمتر است  – ‍۱۲ در مقابل ۲۰ مگاپیکسل برای دوربین‌های خانگی و بزرگ‌تر. و الگوریتم‌های زوم آن حداقل با بهره برداری از اپ Apple Photos زیاد هم پیچیده و موثر نیستند. با اینحال باید در اینجا این خبر خوب را به شما بگوییم که، زوم دیجیتال ویدئو در آیفون به خوبی دوربین‌های نیکون است.

ویدئوی آیفون ۷ (مقایسه‌ی زوم دیجیتال و غیردیجیتال)

گزینه‌ی بهتر می‌تواند خرید موبایل هوشمند‌ی مانند آیفون ۷ پلاس باشد. این گوشی تجهیز به دو دوربین است، یکی با لنز ۲۸ میلی‌متری و دیگری با لنز ۵۶ میلی‌متری که بالاخره بزرگنمایی دو برابر را به ارمغان می‌آورد.

وسواسی‌ها در مقابل واقع‌گراها

به بیان واضح‌تر، زوم اپتیکال مطمئنا اجرای مناسب تری درمقایسه با زوم دیجیتال دارد. در یک جهان بی‌نقص میتوانید از لنز‌های اپتیکال درجه‌ یک استفاده کنید. در جهان حقیقی، وقتی لنز زوم دوربین شما نتواند فواصل دور را ثبت کند – و نخواهید لحظه فراوانی را صرف ادیت تصویر‌ها کنید – زوم دیجیتال گزینه‌‌ای خوب و ثابت برای موقعیت‌های مختلف است.

امیدواریم این نوشته پیرامون عکاسی مورد استقبال شما قرار گرفته است. درصورت تمایل با دوستان خود به اشتراک بگذارید.

منبع