لعلّ الجميع يعرف ما هي الكاميرا أليس كذلك!؟

قد يكون لديك كاميرا SLR، أو كاميرا DSLR، أو كاميرا Point-and-shoot ـ وسنأتي على ذكر كلّ منها بالتفصيل أدناه ـ ومن المؤكد أن يتوفّر هاتفك الذكي على كاميرا، مهما كانت جودتها الصنعية، ولكن، ما هي الكاميرا بالأساس!؟

في أبسط مستوياتها، تكون الكاميرا بالأساس عبارةً عن جهازٍ يستخدم لالتقاط الصور، ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك.

إنّ الكاميرا بين يديك هي مجرّد أداة، ومن وجهة نظرٍ معيّنةٍ، فقد لا تختلف عن إزميل النحّات؛ فكما الأزاميل والمطرقات بيد النحّات الماهر تصنع أعمالاً فنية متقنة الصنع، فإنّ الكاميرا قد تنتج صورًا متعدّدة الأغراض إذا ما سُنِدَت بعينيّ مصوّر حاذق، وقد تتعدّى صفات نتاجها مفاهيم الجمال في غالب الأحيان.

مفهوم الكاميرا

بالنظر إلى عناصرها الأساسية، ومن الناحية الوظيفية؛ فإنّ الكاميرا عبارة عن صندوقٍ يتحكم في كمية الضوء التي تصل إلى سطح حساسٍ للضوء بداخلها (سواء كان فيلمًا، أو مستشعرًا رقميًا، أو سطحًا حساسًا آخر).

إنّ الكاميرات في الأصل، لم يكن لديها حتى عدسة زجاجية، على الرغم من أننا اليوم نستطيع أن نقول إن معظم الكاميرات هي ذات عدسات قطعًا، وتشمل:

• صندوقًا ضيّقًا خفيف الوزن.
• عدسة زجاجية.
• سطحًا حسّاسًا قادرًا على التقاط الضوء.

لقد قطعت تكنولوجيا الكاميرات شوطًا طويلًا من بداياتها المتواضعة وحتى تطوّرها الرهيب اليوم، ولكن الكاميرا فعليًّا؛ لا تزال مجرد صندوق يتحكم في كمية الضوء التي تصل إلى قطعةٍ من الفيلم، أو المستشعر.

أنواع الكاميرات

تأتي الكاميرات تبعًا لبنيتها، وجسمها الرئيسيّ في مجموعةٍ متنوعة من الأنماط والأشكال والتنسيقات ولها العديد من الاستخدامات الموجّهة، ونذكر منها:

كاميرات الأحجام الكبيرة

• صممت هذه الكاميرا للأشرطة الفلمية بحجم 4×5 بوصة أو أكبر، مما يمنح المصور سيطرةً قصوى على المنظور.
• عادةً ما يتم تمييز هذه الكاميرا عن طريق المنفاخ الذي تتضمّنه، ما يجعل حتى الكاميرات الحديثة منها تبدو قديمة الطراز.
• إنّ هذه الكاميرات يدويّة العمل، هي المفضلة للمصورين التجاريين، وذوي الشغف الفنّي.

كاميرات متوسطة الحجم

• مصممة لاستخدام فيلم 120 ملم.
• تأتي بأشكالٍ متعددةٍ على الرغم من أنها غالبًا ما تتمتع بمظهرٍ يشبه الصندوق.
• تُعتبر Hasselblad وMamiya من بين أشهر الشركات المصنعة.
• كانت هذه الكاميرات هي المفضّلة للمصورين المحترفين والتجاريين لعقود.
• لا يزال الكثير منها يعمل بشكلٍ يدويٍّ، مع شيوع الأوتوماتيكي منها أيضًا.

كاميرات SLR وDSLR

• كاميرا SLR هي نسخ فيلم الـ35 ملم لكاميرات DSLR الحديثة، وهي الكاميرات الأكثر شيوعًا المستخدمة من قبل المصورين الهواة والمحترفين اليوم.
• إنّ SLR هي اختصارٌ لـ Single Lens Reflex، في حين أنّ DSLR هي نسخة الديجيتال منها، وهذا معناه  أنّ المصوّر يرى مباشرةً من خلال عدسة الكاميرا، وهذا بخلاف الرؤية عبر جهاز ضبطٍ.
• تُعرف هذه الكاميرات بإمكانية تبديل عدساتها.

كاميرا Point-and-Shoot

• النوع الأكثر شعبيةً قبل انتشار كاميرات الهواتف المحمولة، فكل عائلةٍ تقريبًا كان لديها واحدةً منها.
• لا تزال اليوم في طور التصنيع والاستخدام؛ ذلك أن القدرة البصرية لعدساتها الداخلية تظلّ أعلى من تلك المستخدمة في كاميرات الهواتف.

كاميرا الهاتف المحمول

أصبح للهاتف المحمول اليوم كاميرا فعّالةً إلى حدٍّ كبيرٍ بفضل تطوّر التصوير الرقمي، وقت بات شائعًا جدًا، لدرجة خلق نوعٍ جديدٍ من التصوير الفوتوغرافي يطلق عليه iPhoneography، ولذا لا يمكن تجاهل هذا النوع في أي نقاش حول الكاميرات.

هناك، بالطبع، أنماطٌ أخرى من الكاميرات غير ما ذكر، ولكن على العموم؛ فإنّ تلك المذكورة أعلاه هي الأكثر شيوعًا.

عدسة الكاميرا

استخدمت الكاميرات الأولى ثقبًا صغيرًا (يسمى pinhole) في مقدمة الصندوق للسماح بدخول الضوء، وتركيز الصورة على سطح عرض.

ذلك هو المبدأ نفسه عند قيام الأطفال بثقب قطعةٍ من الورق من أجل مشاهدة كسوف الشمس بأمانٍ كما هو مفترَض.

تستخدم كاميرات اليوم العدسات الزجاجية لتركيز والتقاط الضوء بسرعة أكبر بكثير؛ وعند استخدام المكوّنات الزجاجية وفق تركيبات معينة بإمكاننا تكبير الصور، وبالفعل؛ فلقد تقدمت تقنية التكبير إلى النقطة التي يمكننا فيها تكبير المشهد دون تغيير العدسات.

سطح الفيلم، ومصراع الكاميرا

هناك عنصران آخران ضروريّان بشكلٍ جوهريٍّ لعمل الكاميرا وتحديد مدى كفاءتها، وهما سطح أو مستوي الفيلم (Film Plane)، والغالق أو مصراع الكاميرا (Shutter)، وبدونهما ليس بالإمكان التقاط الصورة، أو التحكم في كمية الضوء التي تصل إلى سطح الفيلم.

في الكاميرات الرقمية، أصبح مستوي الفيلم عبارةً عن مستشعرٍ رقميٍّ، ولكن المفهوم والغرض متشابهان في كليهما، إذ يمثّلان المكان الذي يتم عليه التقاط الصورة الفوتوغرافية.

إن تكنولوجيا الفيلم تقدّمت كثيرًا اليوم، وباتت أكثر حساسيةً وتفصيلًا ودقةً مقارنةً بسابق عهدها، وذلك ما مكّننا من تثبيت الحركة، والتقاط الصور في الإضاءة المنخفضة، وإنشاء صورٍ بتفاصيلٍ أكثر حدة ونطاقات تباين أكبر، وإنّ أجهزة الاستشعار الرقمية اليوم غالبًا ما تحل محل الفيلم.

تحتوي الكاميرات العصرية على مصاريعٍ تتحكم في الضوء الوارد إلى الفيلم أو المستشعر بلمسة زرٍ واحدة.

تأخذ تقنية مصراع الكاميرا العديد من الأشكال، ولكن جميعها مصممةً بمراعاة الفتحة المتغيرة (f-stop)، والوقت الذي يجب أن تكون مفتوحةً فيه (سرعة الغالق)، بالإضافة إلى أضواء الفلاش التي تزيد من إضاءة وتألق المشهد.

القادم في عالم الكاميرات

في الواقع؛ إنّ الوقت وحده هو الكفيل بإخبارنا إلى أيَّ مدىً ستصل تكنولوجيا الكاميرات، وإذا تمعّنا في الأعوام المئتين الأولى من ابتكار التصوير، فلا شكّ وأن التطوّر العصريّ قد جرى بسرعةٍ مثيرةٍ، ومن المستبعد أن يتمكن أحد من التنبؤ بدقةٍ حول ما سيؤول إليه مفهوم التصوير والكاميرات بشكلٍ عام.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

مبدأ عمل الكاميرا

بواسطة نجوى بيطار
في 4 أبريل، 2020

في كل يوم تتم مشاركة 1.8 مليار صورة على شبكة الإنترنت وتحويل اللحظات إلى بيكسلات رقمية من المعلومات، ولكن ما هو مبدأ عمل الكاميرا وكيف تأخذ الكاميرا شيئًا نراه وتحوله إلى وحدات بكسل رقمية؟ كيف تكون الكاميرات قادرة على تجميد الوقت؟

لا شك في أن التصوير الفوتوغرافي هو أحد أهم الاختراعات في التاريخ، فقد غير بالفعل كيف ينظر الناس إلى العالم، لقد أصبح بإمكاننا الآن أن نرى كل أنواع الأشياء التي تفصلنا عنها العديد من الأميال والسنين، إذ يتيح لنا التصوير التقاط اللحظات في الوقت المناسب والحفاظ عليها لسنوات قادمة.1

التصوير هو في الواقع علمٌ مجرد بقدر كونه فنًا، ومع ذلك لا تدرك غالبية كبيرة ما يحدث في كل مرة تضغط فيها على زر الكاميرا أو تفتح تطبيق الكاميرا في هاتف ذكي. ما هو مبدأ عمل الكاميرا إذًا؟ إليك ما يحدث في كل مرة تضغط فيها على هذا الزر وكيفية استخدام الكاميرا لالتقاط صور أفضل.
مبدأ عمل الكاميرا

الضوء وكيف عملت الكاميرات الأولى

تخيل أنك تقف في منتصف غرفةٍ بدون نوافذ أو أبواب أو أضواء، ماذا ترى؟ حسنًا، لا شيء لأنه لا يوجد ضوء. الآن تخيل أنك تقوم بسحب مصباح يدوي لتشغيله، يتحرك الضوء من المصباح في خطٍ مستقيم، وعندما يصطدم شعاع الضوء بجسمٍ ما، يرتد الضوء عن هذا العنصر إلى عينيك، مما يسمح لك برؤية كل ما هو موجود داخل الغرفة.

كل ضوء يسلك سلوك هذا المصباح، فهو ينتقل في خطٍ مستقيم لكن الضوء يرتد أيضًا عن الأشياء، وهو ما يسمح لنا برؤية الأشياء وتصويرها؛ فعندما يرتد الضوء عن شيء ما فإنه يستمر في الانتقال في خطٍ مستقيم، ولكنه يرتد في نفس الزاوية التي يسقط فيها.

وهذا يعني أن الأشعة الضوئية ترتد بشكل أساسي في كل مكان في جميع الاتجاهات المختلفة، وقد كانت الكاميرا الأولى في الأساس عبارة عن غرفة بها ثقب صغير على أحد الجدران وكان الضوء يمر عبر تلك الفتحة، وبما أنه ينعكس في الخطوط المستقيمة فسيتم عرض الصورة على الجدار المقابل مقلوبةً رأسًا على عقب.

مثل هذه الأجهزة كانت موجودة قبل فترةٍ طويلة من التصوير الحقيقي، الذي بدأ حين قرر شخصٌ ما وضع مادة حساسة للضوء في الجزء الخلفي من تلك الغرفة التي جرى التصوير فيها، فعندما يصل الضوء إلى المادة التي تشكلت عبر تاريخ التصوير الفوتوغرافي من أشياء من الزجاج إلى الورق، تتفاعل المواد الكيميائية مع الضوء وتحفر صورة في السطح.

العدسة

بما أن الكاميرا الأولى لم تحصل على الكثير من الضوء، فقد استغرق التقاط صورة واحدة ثماني ساعات. كانت الصورة أيضًا غير واضحة، إذًا كيف يمكننا التقاط صور حادة بالميللي ثانية اليوم؟

بينما ينعكس الضوء عن الأجسام، يمكن أن يمر أيضًا من خلالها، ولكن عندما يحدث ذلك يمكن أن يغير اتجاهه أيضًا، تلتقط عدسة الكاميرا جميع أشعة الضوء حولها وتستخدم الزجاج لإعادة توجيهها إلى نقطةٍ واحدة، مما يؤدي إلى إنشاء صورةٍ حادة.

عندما تلتقي كل هذه الأشعة الضوئية معًا على مستشعر كاميرا رقمية أو قطعة من الأفلام، فإنها تخلق صورة حادة أما إذا لم تلتقِ الأشعة الضوئية في النقطة الصحيحة، فستبدو الصورة باهتة أو خارج التركيز، فيحرك نظام التركيز الخاص بالعدسة قطعة الزجاج إلى أبعد من المستشعر أو الفيلم، مما يسمح للمصور بضبط العدسة بحيث تكون صورة الجسم حادة.

تلعب المسافة أيضًا دورًا في كيفية تكبير عدسات الكاميرا و عمل الكاميرا ، فعندما تتحرك قطعة الزجاج الأمامية بعيدًا عن مستشعر الكاميرا، تصبح الأشياء أقرب. والبعد البؤري هو قياس المسافة بين المكان الذي سقطت عليه أشعة الضوء أولاً والعدسة، مثلًا، على العدسة ذات البعد البؤري 300 مم، يلزم الضوء 300 مم ليتم توجيهه مرة أخرى على شكل نقطة حادة على مستشعر الكاميرا. تعد عدسة 300 مم بمثابة المقربة أو عدسة قادرة على تقريب الأشياء البعيدة.

الفيلم وأجهزة الاستشعار الرقمية

تجمع عدسة الكاميرا الضوء وتركزه، ولكن كيف يتم تسجيل هذه المعلومات؟ تاريخيًا، كان المصورون أيضًا كيميائيين من نوعٍ ما ولقد اعتمد مبدأ عمل الكاميرا على الكيمياء بشكلٍ كبيرٍ، إذ أن الفيلم يتكون من مواد حساسة للضوء،وعندما يسقط ضوء العدسة على هذه المواد، فإنها تلتقط شكل الأشياء والتفاصيل؛ مثل مقدار الضوء الذي ينبعث منها. في الغرفة المظلمة يخوض الفيلم الذي تم تعريضه للضوء مرةً أخرى سلسلةً من الحمامات الكيميائية لإنشاء الصورة في النهاية.

ما هو مبدأ عمل الكاميرا الرقمية؟ في حين أن العدسات والتقنيات والمصطلحات متساوية، فإن مستشعر الكاميرا الرقمية يشبه إلى حدٍّ كبير لوحة شمسية من شريط من الأفلام، ينقسم كل مستشعر إلى ملايين البكسلات الحمراء والخضراء والزرقاء (أي ميغا بكسل)، وعندما يصل الضوء إلى البكسل، يقوم المستشعر بتحويله إلى طاقة ويقرأ الكمبيوتر المدمج داخل الكاميرا مقدار الطاقة التي يتم إنتاجها.

إنّ قياس مقدار الطاقة لكل بكسل من المستشعر يسمح بتحديد المناطق المعتمة والمُضاءة من الصورة، ونظرًا لأن كل بكسل له قيمة لونية؛ فإن كمبيوتر الكاميرا قادر على تقدير الألوان في المشهد من خلال النظر في ما تم تسجيله من بكسلات أخرى قريبة. وبتجميع معلومات البكسلات مع بعضها البعض، يتمكن الكمبيوتر من تقريب الأشكال والألوان في المشهد.

إذا كانت كل وحدة بكسل تجمع معلومات ضوئية، فإن مستشعرات الكاميرا التي تحتوي على المزيد من الميكروبكسلات قادرة على التقاط المزيد من التفاصيل. هذا هو السبب في أن الشركات المصنعة تعلن في كثيرٍ من الأحيان عن كاميرا megapixels، وفي حين أن هذا صحيح إلى حدٍّ ما، فإن حجم المستشعر مهم أيضًا لأن أجهزة الاستشعار الكبيرة ستجمع المزيد من الضوء، مما يجعل أداءها أفضل لمشاهد الإضاءة المنخفضة. وإن تحميل الكثير من الميغا بكسل في جهاز استشعار صغير يجعل جودة الصورة أسوأ لأن هذه البكسلات الفردية صغيرة للغاية.

وبينما تسمح لك التكنولوجيا بالتقاط صورة بلمسة زرٍّ واحدة؛ لم يكن دائمًا الأمر هكذا، إذ تقوم الكاميرات بجمع وتسجيل الضوء باستخدام بعض العلوم والتكنولوجيا المتطورة. قد تكون آلة الزمن عبارة عن خيال علمي، ولكن يمكن للكاميرا أن تجمد الذكريات لتدوم للأبد.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

كيفية تنظيف عدسة الكاميرا

بواسطة نجوى بيطار

آخر تحديث في 4 أبريل، 2020