مقالة
مفهوم الرقم البؤري F-number
يبيّن الرقم البؤري F-Number أو النسبة البؤرية مقدار اتساع فتحة العدسة، ويُعبَّر عن هذه الفتحة نسبةً إلى البعد البؤري للعدسة. أستعرض فيما يلي تأثيره وكيفية اختياره بشكل صحيح.
هناك بعض الكلمات والمصطلحات الأساسية في التصوير التي إذا فهمناها ساعدتنا على تمييز كاميرا جيدة وشرائها، وعلى معرفة كيفية ضبط الكاميرا في الظروف المختلفة لتخرج الصورة النهائية بشكل جيد.
ماذا تعني القيم f/2.8 وf2.0 وما شابهها في ورقة مواصفات الكاميرا؟
مصطلحات مثل F-stop أو F-number وf-factor وfocal factor وfocal ratio وf-ratio وrelative aperture تعني كلها الشيء نفسه: مقدار اتساع فتحة الكاميرا. قد تستغرب من كثرة المصطلحات المتكافئة، لكن لا تقلق؛ فالشرح أدناه سيوضّح معنى جميع هذه المصطلحات.
تعريف F-stop أو F-number أو النسبة البؤرية
سأبدأ بفتحة العدسة. فتحة العدسة تشبه بؤبؤ العين، وهو الجزء الأسود في وسط العين. عندما يكثر الضوء تجعله العضلات المحيطة به ضيقًا وصغيرًا، وعندما يقل الضوء يتسع البؤبؤ. وكلما اتسع البؤبؤ دخله ضوء أكثر.
يبدو حاجز الكاميرا (الديافراغم) شبيهًا بالشكل أدناه، إذ يحتوي على عدة شفرات تزيد كمية الضوء المارّ أو تنقصها:
إذن في الكاميرا أيضًا يمكننا جعل الصورة أغمق أو أسطع بتضييق الفتحة أو توسيعها.
سنشرح مثلث التعريض باختصار لاحقًا في هذه المقالة، أما الآن فيكفي أن تعرف أن زمن التعريض يمكن أيضًا زيادته أو إنقاصه. ويحدد الجمع بين مدة مرور الضوء ومقدار اتساع الفتحة مدى سطوع الصورة أو قتامتها. بعبارة أخرى، تجمع كمية تُسمّى قيمة التعريض (EV) هذين العاملين، زمن التعريض والفتحة، في رقم واحد.
في التصوير، من الأنفع التعبير عن مدى اتساع الفتحة بالنسبة إلى البعد البؤري للعدسة — ومن هنا جاء المصطلح الفتحة النسبية، حيث تعني كلمة «النسبية», أن القطر يُعبَّر عنه نسبةً إلى البعد البؤري.
ببساطة، البؤرة في العدسة هي النقطة التي تتجمع فيها الأشعة وتلتقي. فالعدسة المكبّرة مثلًا تركّز ضوء الشمس في بؤرتها، ويمكنك استخدام تلك النقطة نفسها لإشعال الورق! لاحظ أن التعريف الدقيق للبؤرة هو كما يلي:
بؤرة العدسة أو المرآة غير المستوية هي النقطة التي تتجمع فيها الأشعة الصادرة عن أجسام موجودة في اللانهاية الفيزيائية.
فعلى سبيل المثال، إذا كان البعد البؤري لعدسة 100 mm وكان أقصى قطر لفتحتها 25 mm، نقول إن العدسة f/4.
وبالتالي:
إذن الرقم البؤري يساوي البعد البؤري مقسومًا على قطر الفتحة: 100 ÷ 25 = 4، أي f/4.
تبدأ النسبة البؤرية أو الفتحة النسبية من f/1.4. ومع كل خطوة (توقف واحد) يُضرب الرقم البؤري في نحو 1.4 (الجذر التربيعي لـ 2) وتنخفض مساحة الفتحة إلى النصف. فبعد f/1.4 مثلًا تأتي f/2، ومساحة الفتحة عند f/2 تقارب نصف مساحتها عند f/1.4، لذا ينخفض الضوء الواصل إلى المستشعر إلى النصف أيضًا.
إذا ضربت الرقم البؤري في الجذر التربيعي لـ 2 (نحو 1.4) تحصل على القيمة التالية f/2.8، وبالطريقة نفسها تحصل على f/4 وf/5.6 وf/8.
بالمقارنة مع f/2، تكون مساحة f/8 أصغر بـ 16 مرة وقطرها أضيق بـ 4 مرات. لذا إذا أردت أن يبقى سطوع الصورة النهائية كما هو، فعليك أن تجعل زمن التعريض (التعريض الذي ذكرته سابقًا) أطول بـ 16 مرة.
كلما أُغلقت الفتحة أكثر أصبحت الأشعة المارّة عبر العدسة أكثر تركيزًا. بعبارة أخرى، كلما ضاقت الفتحة ضاقت حزمة الأشعة، فتشكّل النقاط غير الواقعة تمامًا في البؤرة دائرة أصغر على المستشعر، ونتيجة لذلك يبدو نطاق أكبر أمام الهدف وخلفه واضحًا.
في الواقع، إذا كانت نقطة ما على مسافة محددة من الكاميرا، تتكوّن صورتها تمامًا على سطح المستشعر وتظهر كنقطة عليه، أما إذا لم تكن على تلك المسافة فإنها تُصوَّر كدائرة كبيرة. ببساطة، تصبح حواف الأجسام الخارجة عن البؤرة ضبابية تمامًا.
لنفترض أنك فتحت العدسة، إلى F5.6 مثلًا في الصورة أدناه. في هذه الحالة تتجمع بعض الأشعة أمام البؤرة وبعضها خلفها، فلا تكون في البؤرة إلا الأجسام التي تتجمع أشعتها المنعكسة على سطح المستشعر.
أما إذا صوّرت عند F22، فتصبح بقعة الضبابية للأجسام القريبة والبعيدة صغيرة جدًا بحيث يبدو معظم المشهد واضحًا، وإذا كان المستشعر أيضًا في البؤرة فسيبدو كل شيء واضحًا.
أحيانًا يريد المصوّر فصل الهدف عن الخلفية، وفي هذه الحالة تكون الفتحة الواسعة مرغوبة. وعلى العكس، إذا أراد تصوير مناظر طبيعية جميلة بوضوح كامل، فهو يحتاج إلى كاميرا ممتازة: كاميرا تستطيع التقاط صورة جيدة منخفضة الضجيج حتى بفتحة صغيرة مثل F22.
عندما تفتح العدسة بالكامل ينفصل الهدف عن الخلفية، فتنتج صور لافتة. واستخدام هذا الوضع من عدمه يعتمد على الموقف والموضوع. في هذه الصور يكون جزء فقط من المشهد أمام الكاميرا واضحًا. انظر إلى أمثلة على تأثير البوكيه في الصورتين أدناه:
سرعة العدسة وعلاقتها بالرقم البؤري
كلما اتسعت فتحة العدسة أو المجموعة البصرية للكاميرا جمعت الضوء بسرعة وسهولة أكبر، ونقول إن العدسة أسرع. والعكس صحيح أيضًا: فالعدسات ذات الفتحة الصغيرة وعمق الميدان الكبير أبطأ.
للتصوير بفتحة صغيرة يجب أن تكون الكاميرا عالية الجودة، وأن يكون المستشعر ومعالج الصور قادرين على إنتاج صورة جيدة في وقت قصير، وهو ما لا تستطيعه الكاميرات العادية. ففي هذه الكاميرات إذا ضيّقت الفتحة (أي رفعت النسبة البؤرية) يصل إلى المستشعر ضوء قليل، فتكون الصورة النهائية مظلمة أو مليئة بالضجيج، أو تضطر إلى إطالة زمن التعريض للتعويض، مما يزيد خطر اهتزاز الكاميرا ويترك ضجيجًا مرتفعًا نسبيًا في الصورة.
ما هي العدسة السريعة وما الذي يميّزها؟
«العدسة السريعة» (Fast lens) مصطلح يُطلق على العدسات ذات الفتحة النسبية الكبيرة، أي النسبة البؤرية المنخفضة مثل 1.4 أو 2.0، ولهذه العدسات تطبيقاتها الخاصة.
في العدسات عالية الجودة وكاميرات السينما الاحترافية تُستخدم عادةً كمية أخرى تُسمّى T-stop.
قيمة T-stop هي قيمة F-stop مع أخذ نفاذية العدسة للضوء في الحسبان.
تنقل العدسات العادية ما بين 60 و90 بالمئة من الضوء. لنأخذ 60 بالمئة: لنفترض أن لعدسة رقمًا بؤريًا f/2.0 ونفاذية ضوئية 60 بالمئة. للحصول على T-stop اقسم الرقم البؤري على الجذر التربيعي للنفاذية: 2.0 مقسومًا على الجذر التربيعي لـ 0.6 (نحو 0.77). إذن في هذا المثال تكون قيمة T-stop نحو T2.6.
بعض الكاميرات الاحترافية مدرّجة ومعايرة بقيم T-stop.
كما ذُكر، تُدوَّن هذه الأرقام على جسم العدسات الاحترافية، ويمكنك اختيار النسبة البؤرية التي تريدها بتدوير الحلقات. تعرض الصورة أدناه مثالًا على قيم f-stop المختلفة والتدريج على العدسة:
في الكاميرات العادية والمدمجة يتم معظم ذلك برمجيًا، وقد تحتوي الكاميرا أيضًا على مقبض دوّار يشبه مفتاح التحكم بالصوت يفتح الفتحة ويغلقها.
إليك مثالًا على الطريقة البرمجية:
وضع أولوية الفتحة (Aperture Priority)
تحتوي بعض الكاميرات شبه الاحترافية أيضًا على وضع تصوير بأولوية الفتحة، يُرمز له بـ A أو AV. في هذا الوضع تختار الكاميرا سرعة الغالق بذكاء وتترك لنا اختيار الفتحة.
يعتمد مقدار اتساع الفتحة على شدة الضوء المحيط وزمن التعريض والحساسية للضوء أو ISO، ولهذا ينبغي أن تستخدم ما يُسمّى مثلث التعريض.
سأشرح سرعة الغالق والحساسية بمزيد من التفصيل لاحقًا، أما الآن فانظر إلى الصور والشروح الموجزة لترى كيف تؤثر عوامل مثلث التعريض الثلاثة في الصورة النهائية.
إذا كان الهدف يتحرك بسرعة أو كانت الكاميرا تهتز كثيرًا، فإن سرعة الغالق العالية مرغوبة، إذ يتم التعريض في وقت قصير فلا يظهر اهتزاز أو ضبابية في الصورة:
تحدد حساسية ISO مقدار تضخيم الكاميرا للإشارات الناتجة عن الضوء الممتص في المستشعر. فارتفاع ISO يعني أن الكاميرا تضخّم الإشارة الضعيفة للمستشعر أكثر، ويُضخَّم الضجيج مع الإشارة، ولأن الضوء المجمّع قليل تصبح حصة الضجيج في الصورة أوضح. في الحقيقة ليست الإشارة كلها حقيقية؛ فالمستشعر نوع من الثنائيات الضوئية أو المواد الحساسة للضوء، وأخطاؤه الذاتية تؤثر أيضًا في الإشارة التي ينتجها كل بكسل. ارتفاع ISO ليس أمرًا جيدًا، لكن عندما يكون الضوء قليلًا لا يبقى أمامك خيار سوى استخدام ISO مرتفع.
القاعدة التقريبية Sunny 16
في يوم مشمس يكون الضوء المحيط قويًا نسبيًا. في مثل هذا اليوم اضبط ISO الكاميرا على 200 وسرعة الغالق على 1/200 ثانية، وبفتحة f/16 ستحصل على صورة جيدة الجودة.
المصدر: Intotek
الرقم البؤري F-number ليس مفهومًا خاصًا بالتصوير الفوتوغرافي فقط؛ ففي الكاميرات الصناعية أيضًا يمرّ كل الضوء الواصل إلى المستشعر عبر العدسة. وإذا لم تكن العدسة مناسبة فلن تمنحك حتى الكاميرا عالية الدقة جدًا صورة جيدة. لذا عند اختيار العدسة انتبه إلى رقمها البؤري وبعدها البؤري.
في العدسة يتحكم جزء يُسمّى القزحية (Iris) في كمية الضوء المارّ. في بعض العدسات تكون القزحية آلية، وفي أخرى تضبطها يدويًا. يمكنك قراءة إجابات الأسئلة المتعلقة بالعدسات وزاوية الرؤية وعمق الميدان في صفحة الأسئلة الشائعة . ولقراءة أكثر تفصيلًا، راجع مقالة الرقم البؤري في ويكيبيديا.