77. עדשות ועצמיות 2.0, חלק א

בפוסטים 36-37 כללתי מצגות עליהן התבססתי בהרצאה שנתתי בזמנו בביה״ס לצילום ״צילום בעם״. מאחר ולמצגות שכללתי בפוסטים הללו יש מספר מגבלות עבור אלו המעונינים ללמוד את החומר בעצמם חשבתי שיהיה זה נכון לכתוב סדרה של פוסטים מפורטים הרבה יותר וערוכים מחדש בנושא חשוב זה שהוא  רלוונטי תמיד. למרות שבפוסט הקודם, מס׳ 76 ,התייחסתי לאפשרות שבעתיד נחזור בכלל להשתמש במערך של ״עדשות נקב״ במקום בעדשות אופטיות, אני סבור שעדיין לפנינו מספר שנים בהן נמשיך להשתמש בעדשות אופטיות רגילות כך שרצוי מאד לכל צלם לדעת ולהכיר את המאפיינים של העדשות בהן הוא משתמש. אז קחו נשימה עמוקה, זו הולכת להיות סדרה ארוכה ומעמיקה למדי.

סדרת הפוסטים הזאת תקיף את הנושאים הבאים:

חלק א, פוסט מס׳ 77:
1.  מצלמת הנקב ואבי האופטיקה
2.  שרשרת ההדמייה: נקב לעומת עדשה
3.  אורך מוקד, זווית ראייה ופרספקטיבה

חלק ב, פוסט מס׳ 78:
4.  סוגי עדשות והתאמתן לצרכים שונים

חלק ג, פוסט מס׳ 79:
5.  השפעת הצמצם וגורמים אחרים על עומק השדה בצילום

חלק ד, פוסט מס׳ 80:
6.  הקשר בין גודל החיישן ,זווית הראיה, הצמצם וה-ISO
7.  כושר ההפרדה של עדשות והקשר שלו לכושר ההפרדה של חיישני תמונה

חלק ה, פוסט מס׳ 81:
8.  סטיות של עדשות: סטייה צבעונית וסטייה כדורית

חלק ו, פוסט מס׳ 82:
9. סטיות של עדשות: קומה, אסטיגמטיזם, עיקום השדה ועיוות
10. נפילת אור בקצוות
11. בוקה

חלק ז, פוסט מס׳ 83:
12. MTF, מדד DxOMark לאיכות של עצמיות
13. שיקולים בבחירת עצמיות
14. מספר מחשבות על עצמיות בכלל…

מעט היסטוריה: עקרון ה- Camera Obscura,  הלשכה האפלה, עליו מבוססות כל המצלמות הקיימות כיום היה ידוע כבר במאה החמישית לפני הספירה. מלומדים סינים גילו שהאור נע בקווים ישרים ויצרו דמות הפוכה בעזרת נקב שריכז את האור ושימש כ״עדשה״.

אולם לא היתה ידועה טכניקה המאפשרת קיבוע הדמות שנוצרה.

הראשון שהבין את האופטיקה של מצלמת הנקב היה Ibn Al Haithum  הידוע בשם Alhazen ונחשב כיום כ"אבי האופטיקה". הוא כתב במאה ה- 11 ספר בשם קיטאב אל מאנאזיר: כתבי האופטיקה. ספר זה, שנדחה ע"י העולם המערבי באותה עת הפך לטקסט המרכזי בתחום באירופה במשך כ- 400 שנה. אחד המכתשים על הירח נקרא על שמו כמו גם אחד האסטרואידים.  בעיראק בה נולד הונפק בתקופת סאדאם חוסיין שטר כסף הנושא את דיוקנו. פקחי האו"ם גילו גם מעבדת מחקר בתחום הנשק הכימי והביולוגי שנקראה על שמו…

בול דואר שהונפק בקאטאר לזכרו של Ebn Al Haitum הידוע גם כ- Alhazen

המילה Lens  מקורה בדמיון הפיסי שבין עדשה לעדשים (Lentiles). עדשות שימשו להדלקת אש וכזכוכית מגדלת כבר לפני כ- 2700 שנה במאה השביעית לפני הספירה באזור סוריה. האזכור הכתוב הקדום ביותר של עדשות מופיע במחזה של אריסטופנס משנת 421 לפנה"ס. שימוש המוני בעדשות החל ב-1286 כאשר  המשקפיים הומצאו, קרוב לוודאי באיטליה.

שרשרת ההדמייה, תהליך יצירת הדימוי:

התהליך כולל 8 גורמים ושלבים:
1. מקור האור: שמש, נורת להט, מבזק, LED וכו'
2. העצם, נושא הצילום: אדם, חפץ, פרח, נוף וכו'
3. איסוף האור החוזר מן העצם (או עובר דרכו) באמצעות נקב, עדשה ו/או מראה
4. גילוי האור באמצעות גלאי: סרט צילום או חיישן תמונה אלקטרוני
5. עיבוד התמונה: כימי, אופטי, אלקטרוני, אלקטרוני-דיגיטלי
6. אחסון: על סרט הצילום, אלקטרוני-אנאלוגי, דיגיטלי
7. העברה: באופן פיסי-ידני, אלקטרוני-אנאלוגי, דיגיטלי
8. תצוגה: הדפסה, הקרנה, צג המחשב/טבלט/סמארטפון

במצלמת נקב איסוף האור החוזר מן הנושא מתבצע ע״י הנקב: זוהי שרשרת הדמייה טיפוסית למצלמת נקב כאשר האור הנראה מוחזר מן הנושא, הנקב ממקד את האור מן הנושא על סרט הצילום הקולט את הפוטונים של האור. סרט זה מפותח בהמשך לצורך יצירת דימוי קבוע. למעשה, הנקב איננו אוסף אור אלא מסנן אור.

ללא אמצעי לאיסוף האור החוזר מן הנושא לא נוכל לקבל דימוי שלו.

תוספת נקב לשרשרת ההדמייה מספקת את הפתרון וכעת יש בידנו אמצעי לאיסוף האור ומיקודו על גבי סרט הצילום. אולם הדמות שנוצרה כהה… מה עושים?

אפשר להגדיל את קוטר הנקב כדי שיעביר יותר אור ואז יתקבל דימוי בהיר יותר, אולם הדימוי יהיה מטושטש יותר.

אפשרות טובה יותר תהיה להשתמש בעדשת זכוכית, המביאה את כל קרני האור מכל נקודה בנושא לנקודה אחת בדימוי.

ואם נוסיף זכוכית מט במישור בו מתקבל הדימוי נוכל אפילו לראות את הדימוי עוד לפני רישומו על סרט הצילום. תוספת צמצם לפני העדשה יאפשר לנו לשלוט בכמות האור שתחדור לסרט הצילום. מה קיבלנו? מצלמה! ומכאן המעבר למבנה מצלמה מודרנית הינו פשוט:

מהי עדשה?

עדשות קיימות במגוון צורות כאשר צורת העדשה קובעת את אופן שבירת האור. שני הסוגים העיקריים של עדשות הן עדשות קעורות, המפזרות את האור ועדשות קמורות, המרכזות את האור.

המאפיין המרכזי של עדשה הוא אורך המוקד שלה, המגדיר את המרחק ממנה בו יתמקד הדימוי הנוצר ע״י העדשה.

מעדשה לעצמית: עצמית היא אוסף של עדשות במארז אחד משולב באמצעים מכניים, חשמליים ואלקטרוניים המאפשרים (ברוב העצמיות המשמשות לצילום) תזוזה של העדשות השונות לצורך מיקוד ו/או שינוי אורך המוקד (בעצמיות  Zoom):

עצמית עשויה להיות קבועה (Fixed), כלומר מחוברת לגוף המצלמה באופן קבוע או מתחלפת (Interchangeable):

דוגמא למצלמה בעלת עצמית קבועה שאיננה ניתנת להחלפה: Sony RX1

דוגמא למצלמה שניתן להחליף לה עצמיות: Panasonic GF-1

עצמית עשויה להיות  בעלת אורך מוקד קבוע (Prime Lens) או משתנה (Zoom Lens):

עצמית Zoom בעלת אורך מוקד משתנה 14.5-60 מ״מ

אוסף של עצמיות בעלות אורך מוקד קבוע (Prime Lenses) באורכי מוקד של 20,25,35,50,85,135 מ״מ

מחלקים את העצמיות לשלוש קבוצות עיקריות בהתאם לאורך המוקד:

עצמיות נורמליות או סטנדרטיות הן אלו שאורך המוקד שלהן קרוב לאורכו של אלכסון החיישן. עצמיות רחבות הן אלו שאורך המוקד שלהן קצר יותר מאלכסון החיישן ואילו עצמיות טלפוטו הן אלו שאורך המוקד שלהן ארוך מאלכסון החיישן. אורך המוקד קובע את זווית הראייה של העצמית:

אורך המוקד קובע את זווית הראייה של העצמית ואת יחס ההגדלה, שהוא היחס בין גודל הנושא במציאות לבין גודל הדימוי על החיישן. יחס ההגדלה תלוי גם במרחק הנושא מן העצמית. להלן זווית הראייה של עצמיות באורכי מוקד שונים:

כך נראה אותו הנושא כאשר הוא מצולם במספר עצמיות באורכי מוקד שונים ומאותו המרחק:

והנה דוגמא נוספת:

  שימו נא לב לדוגמא הבאה, בה צולם פורטרט במספר עצמיות באורכי מוקד שונים. מרחק הצילום הותאם לאורך המוקד כך שגודל הפנים של המצולם נשאר כמעט קבוע ורק הרקע והיחס בינו לבין הנושא משתנים:

מקור: http://giphy.com

הקשר בין אורך המוקד, מרחק הנושא ומרחק הדימוי ניתן ע״י הנוסחאות הבאות:

כאשר f=אורך המוקד של העדשה, 0=מרחק הנושא, i=מרחק הדימוי. נוסחה זו ידועה כ״נוסחת לוטשי העדשות״.

פרספקטיבה (Perspective):

פרספקטיבה מתייחסת ליחס בין האלמנטים השונים בדימוי הצילומי: מיקום האלמנטים, גודלם והחלל בינהם. במילים אחרות, הפרספקטיבה הינה אחד האמצעים החשובים בעיצוב הקומפוזיציה של הצילום, ומראה לצופה כיצד אלמנטים תלת מימדיים במציאות מיוצגים על דימוי דו ממדי. הפרספקטיבה נוצרת ע״י העצמית באופן אוטומטי אולם על הצלם להבין את המשמעות החזותית של המופעים השונים של הפרספקטיבה. קיימים מספר סוגים של פרספקטיבה: ליניארית (השינוי בגודל האלמנטים בדימוי בהתאם לגודלם והזווית בה קווים ומישורים מתחברים), ריבועית (Rectilinear): קווים ישרים בנושא מתקבלים ישרים בדימוי: רוב העצמיות הינן כאלה. עצמיות פנורמיות ועצמיות רחבות מאד כמו ״עין הדג״ (Fish Eye) גורמות לקווים ישרים בנושא להופיע כמתעגלים בדימוי ואז מתקבלת פרספקטיבה מעוותת. פרספקטיבה של נקודת המגוז (Vanishing Point Perspective) מתייחסת לתופעה שבה קווים מקבילים נראים כאילו הם נפגשים בנקודת המגוז. כאשר קווים מקבילים, אופקיים או אנכיים ניצבים לציר האופטי של העצמית נקודת המגוז תהיה באין סוף. קווים אחרים, שהינם מקבילים לציר האופטי של העצמית וכן כל הקווים המקבילים בכל זווית לציר העצמית יפגשו בנקודת מגוז מוגדרת. וכך קווים שהינם מקבילים לציר העצמית או כמעט מקבילים לו יתחילו בחזית הדימוי ויפגשו בנקודת מגוז בתוך הדימוי או בנקודת מגוז מדומה הנמצאת מחוץ לדימוי. פרספקטיבה של גובה: המקום בו בסיסו של אלמנט ממוקם על הקרקע בדימוי נותן לנו רמז לגבי מרחקו מן המצלמה. ככל שאלמנט נראה ממוקם גבוה יותר על פני הקרקע כך הוא רחוק יותר מן המצלמה. פרספקטיבה חופפת  (או פרספקטיבה של עומק): כאשר אלמנטים בדימוי הינם באותו קו הראיה, האלמנטים הקרובים יותר למצלמה יחפפו ויסתירו חלקית אלמנטים רחוקים יותר. ע״י כך נוצרת אצל  הצופה תחושה לגבי העומק והמרחק היחסי בין האלמנטים בדימוי. פרספקטיבה של הגודל הקטן:  אנחנו יודעים לזהות ולהעריך את גודלם של עצמים שונים בתמונה ולכן אם שני בני אדם נראים בגובה שונה מאד בדימוי ברור לנו שהקטן יותר נמצא רחוק יותר מן המצלמה מאשר הגדול יותר. באותו אופן אנו מעריכים את המרחק והגודל של עצמים מוכרים אחרים, כמו לדוגמא מכונית ואנייה.

יש בידנו כיום כלים חישוביים לשינוי הפרספקטיבה בדימויים כדוגמת כלי ה-  Upright ב- Lightroom.

בפוסט הבא נמשיך את הדיון בסוגי עצמיות והתאמתן לצרכים שונים.

עדכון 18.11.16: סרטון מצויין הממחיש היטב את הגורמים המאפיינים עצמיות תמצאו כאן