المستشعرات (Sensors)...

تكلمنا في المرة الماضية عن بعض إعدادات وخواص الكاميرا، وسنأتي بشيء من التفصيل مستقبلاً إن شاء الله في بعض هذه الخواص، وأهمها ثلاث: الحساسية، والفتحة، والغالق. أما في هذه المقالة فإنني أفضل التحدث ببعض التفاصيل المتعلقة بالمستشعر، وهو لب وقلب الكاميرا الرقمية الحديثة.

ربما سيكون الحديث تقنيا بعض الشيء؛ أي قد لا يهم المصور (كثيراً) وقت التصوير ولكن من المرجح أن يكون لزاما معرفة هذه التفاصيل حين تقرير عملية الشراء لأي كاميرا جديدة.

الغالب في الساحة الآن هو ما يسمى كاميرات ذات مستشعر مصغر (ASP-C)، وهي ذات أحجام مختلفة بحد ذاتها بحسب الشركة المصنعة. تسمى «ذات مستشعر مصغر» لأن مساحة المستشعر لديها تكون أقل من الحجم المعتاد كلاسيكياً (وهو حجم فيلم 35مم، ولكن بطول وتر يقارب 43.3مم). هناك في الحقيقة كاميرات أخريات من نوع المستشعر المتوسط (medium format) وهي باهظة الثمن والتكاليف الملحقة بذلك، كون المستشعر فيها ذو جودة عالية. مثل هذه الكاميرات تتطلب قرضاً لشرائها عادة (لا مزاح في ذلك). من أبرز الكاميرات ذات المستشعر المتوسط هي الهاسلبلاد (Hasselblad).

على أية حال، معرفة بعض هذه المقاييس يكون مهما في بعض الأحيان حين القيام بالتخطيط للقطة ما وما إلى ذلك؛ لماذا؟ ببساطة، لأن زاوية الرؤية للعدسة تعتمد على حجم المستشعر. أبسط مثال يمكن ضربه لهذا المبدأ هو الكيفية التي يعمل بها العارض أو المسلاط (projector): يعرض العارض الصور على شاشة بيضاء وفي بعض الأحيان يستلزم أن نحرك العارض قريبا أو بعيدا عن الشاشة البيضاء؛ لكن لو ثبتنا المسافة، وبدأنا بتغيير حجم الشاشة فقط فماذا نلاحظ؟ إن الصورة الساقطة على الشاشة لا تتغير أبعادها، ولكن كل ما يتغير هو ما يمكننا مشاهدته من خلال الشاشة. وعليه، فلرؤية أكبر، فعلينا أن نكبّر حجم الشاشة البيضاء، وهكذا. هذا بالضبط ما يحدث مع المستشعر والعدسة؛ فالبعد البؤري ومجال الرؤية لا يتغيران بالنسبة للعدسة، ولكن ما يمكن مشاهدته في كاميرا ذات مستشعر مصغر وأخرى ذات مستشعر أكبر (أو ذات إطار كامل full-frame، مثل كانون 5د) يكون مختلفا: أقل في الأولى، وأكثر في الثانية، بناءا على حجم المستشعر. اعتاد المصورون، المعتادون على الأفلام منهم بالذات، على عمل مقارنة بين العدسات عند استخدامها مع مستشعر أصغر من مستشعر أو فيلم نوع 35مم، وذلك لتكوين فكرة عما يتوقعونه من العدسة وأدائها. ومنها تم اصطلاح مصطلح «معامل القطع» (crop factor) وهو النسبة بين وتر فيلم 35مم ووتر المستشعر الأصغر (أو المقطوع إن صح التعبير). هذا المعامل (ويسمى كذلك معامل التكبير أو معامل البعد البؤري) يدخل في بعض العمليات الرياضية والتي قد لا تهم المصور في معظم الأحيان ولكن من المفيد معرفة الفرق بين أنواع المعاملات المختلفة للمقارنة (وللسعر أيضا!).

مقارنة بين حجم المستشعر ذو الإطار الكامل (full-frame) باللون الأحمر والمقطوع (APS-C) باللون الأزرق

كما أسلفنا، فإن معامل القطع هو عبارة عن نسبة بين الأوتار، وبشكل رياضي تكون الصيغة على الشكل التالي:

معامل القطع = و_35مم ÷ و_س؛

حيث يكون «و_35مم» هو الوتر لمستشعر أو فيلم حجم 35مم (ويساوي تقريبا 43.3مم)، ويكون «و_س» هو الوتر للمستشعر الأصغر (أو حتى الأكبر في الحقيقة كما هو الحال في نوع الهاسلبلاد). عند حساب هذه القيمة يكتب الناتج في العادة على هيئة «×س». كمثال على ذلك، فإن معامل القطع لمستشعر كانون إيوس 7د هو «×1.6» (وبتفصيل أدق الناتج هو 1.613). تكتب علامة الضرب هذه بجانب الناتج وذلك فقط للدلالة على استخدام هذه القيمة كمعامل. فمثلاً لو فرضنا أن عدسة بعدها البؤري 15مم قد استخدمت مع كاميرا من نوع كانون إيوس 7د، فإن زاوية مجال الرؤية لهذه العدسة سيكون عندئذ: 15×1.6، أي مساويا لمجال عدسة بعدها البؤري هو 24مم على مستشعر 35مم.

من الضروري معرفة هذه الحقائق البسيطة (وليس من الضروري إجراء هذه العمليات الحسابية) عند تقرير شراء عدسة. فمثلاً، ومن تجربة شخصية، عند شرائي لعدسة عين سمكة نوع كانون وذات بعد بؤري مساويا لـ15مم، فإنه بحسب التفاصيل كان من المفترض أن تكون زاوية الرؤية الكلية للعدسة مساوية لما يقارب الـ180 درجة (وهي تحسب على طول وتر الإطار)، ولكن عندما قمت بشرائها لم أكن أعلم بهذا المبدأ واكتشفت أن المعلومات المسطورة عن هذه العدسة هي في الحقيقة مستمدة من أداء العدسة على كاميرات ذات مستشعر 35مم. وهكذا فإن زاوية الرؤية الفعلية لهذه العدسة على كاميرا كانون إيوس 7د خاصتي تساوي ما يقارب 113 درجة بدلا من 180 درجة (هنا نقسم الزاوية على المعامل: 180÷1.6)؛ وعلى كل حال، فإن هذه العدسة لا تزال المفضلة لدي في تصوير المشاهد المستعرضة (Panorama).

مجال الرؤية الذي يُذكر في العادة في مواصفات العدسات يكون مُقاساً على طول الوتر وليس بالعرض أو بالطول

هناك بعض العدسات التي تم صنعها خصيصا لتكون ذات مجال رؤية كبير على المستشعرات الصغيرة، مثل روكينون 8مم (وتأتي تحت علامات أخرى كذلك مثل ساميانغ Samyang أو باور Bower). عندما قرأت مواصفات هذه العدسة، عرفت إنها قد صنعت لتزويد مستشعر صغير بزاوية رؤية مقدارها 180 درجة. على أية حال، غفلت أن أرى إن زاوية الرؤية هذه تكون مناسبة لمستشعر ذو معامل قطع يساوي ×1.5، وعليه فإن هذه الزاوية تصبح ما يقارب 168 درجة على مستشعر ×1.6، مثل كاميرتي. ولكن لا بأس بذلك؛ فهذا النقصان ليس بالشيء الكبير ولا يؤثر كثيرا على «فن» استخدام هذه العدسة!

تركيب المستشعر

لن ندخل هنا في الكثير من التفاصيل التقنية، ولكن ما يهمني هو الحصول على النتيجة المرجوة في نهاية المقال. من الضروري معرفة بعض التفاصيل في هذا المجال حيث أن نقاوة المستشعر (أو الكاميرا ككل) تعتمد على بعض هذه التفاصيل.

يتكون المستشعر من طبقات متراكمة فوق بعضها؛ وفي الحقيقة إن هذه المتراكمات هي مرشحات، ويكون المستشعر تحتها. هذه المرشحات ضرورية لضبط الألوان والصورة (ولعل أكثرها أهمية هو المرشح طارد الأشعة تحت الحمراء، ويسمى كذلك بالـمرآة الحارة). أما المستشعر نفسه فإنه يتكون من صفوف من خلايا حساسة للضوء، ويسميها البعض خطأً بالـ«بكسل» (Pixel وتعرب هذه الكلمة إلى «عنصورة»). في الحقيقة إن البكسل (أو العنصورة) هي وحدة بنائية للصورة عند عرض هذه الصورة على مختلف الأجهزة؛ حاسوب وغيرها. أما الخلايا الحساسة للضوء للمستشعر فالأصح تسميتها بالمستقبلات (أو مستقبلات ضوئية Photoreceptors). على أية حال، عدد هذه الخلايا هو الذي يحدد مقدار النقاوة (Resolution).

يعتقد الكثير من الناس بأن أحسن الكاميرات هي تلك التي تحتوي على خلايا أكثر وتكون نقاوتها أكبر. حسناً؛ لوضع النقط على الحروف منذ البداية علي أن أوضح بأنه لا يوجد هناك شيء اسمه «كاميرا جيدة». في الحقيقة إن ما يجعل الكاميرا (أو حتى العدسة) جيدة أم لا هو فقط مدى ملاءمتها للعمل المطلوب إنجازه؛ فالمصور لا يحتاج إلى تقنية عالية في كل شيء، وهنا يكمن السر في كيفية التوفيق بين فن وحب التصوير من جهة، وتوفير المال من جهة أخرى. المصور الناجح هو الذي يعمل في حدود قدراته.

زيادة عدد الخلايا لا تعني بالضرورة صورة أنقى أو جيدة؛ إنها تعني صورة أكبر حجما مع تفاصيل دقيقة أكثر، ولكن الضوضاء الرقمية لها دورها كذلك. من الأمثلة الحية التي عشتها شخصيا هو انتقالي من مستخدم لكاميرا كانون 350د القديمة، ذات نقاوة تساوي 8مبك (أي ميغابكسل أو مليون بكسل) إلى كانون إيوس 7د، ذات الـ18مبك (لاحظ هنا أن النقاوة تقاس بعدد العنصورات عند عرض الصورة). إن الفرق في حجم المستشعر بين هاتين الكاميرتين بالكاد يصل إلى مليمتر واحد، ومع ذلك فإن النقاوة أعلى في الثانية منها في الأولى بشكل ملحوظ. هذا يدل على أن المستقبلات الضوئية من الممكن أن تكون ذات أحجام مختلفة على كل مستشعر. وعليه فإن هناك الكثير من المشاكل التي يجب أخذها بعين الاعتبار حتى لو كانت النقاوة أعلى، مثل الضوضاء الرقمية التي من الممكن أن ترتفع بشكل مزعج جدا عند أدنى ارتفاع لدرجة الحرارة (ولهذا فإن فصل الشتاء، بجانب الأمور الأخرى، هو من أنسب الفصول لدي للتصوير في الخارج) أو عند رفع الحساسية. الكاميرات ذات المستشعرات الأكبر، تكون لديها في العادة مستقبلات ضوئية ذات حجم أكبر كذلك بجانب عددها الأكبر. لهذا، فالسعر المرتفع لمثل هذه الكاميرات ليس عبثاً!

هناك علاقة تسري بين مقدار النقاوة والأمور المتعلقة بالطباعة أو تلك المتعلقة بالعَرض الرقمي على شاشات الحاسوب مثلا، ولكن لا يسع المجال إلى ذكرها هنا. فالأمور المتعلقة بالطباعة الجيدة يطول سردها وتتدخل فيها الرياضيات بشكل ملحوظ في عدد من المحاور، وللأسف فأنا حتى الآن لم أجد من يعر هذه الأمور أي اهتمام (هنا في الكويت) حتى في المطابع المرموقة والمعروفة. إن أبسط أساسيات الطباعة، مثل المعايرة (للألوان)، هو أمر أقرأه في الكتب فقط، ولا أراه على أرض الواقع هنا. على كل حال، كلما ازدادت نقاوة الكاميرا كلما أصبح من الممكن الطباعة بحجم أكبر مع عدم فقدان الكثير من التفاصيل، ولربما سأخصص إحدى المقالات مستقبلا لهذا الموضوع.

تنظيف المستشعر

من أهم الأمور المفيدة والتي أعتقد إنه على المصور تعلمها هي عملية تنظيف المستشعر. إن تلوث المستشعر بالعوالق مثل ذرات الغبار وغيرها أمر لا بد منه مع الاستخدام المتواصل. تظهر هذه التلوثات على الصورة عند التقاطها على شكل بقع تختلف في أحجامها بشكل عام وتشوه المنظر. ليس الغبار فقط هو الذي قد يلوث المستشعر، بل قد يحدث أن يتسرب بعض الزيت أو الدهن المستخدم لتشحيم المكونات الداخلية في الكاميرا (بالأخص المرآة العاكسة إلى العينية والتي تحتاج إلى سرعة حركة للارتفاع وتعريض المستشعر تحتها لالتقاط الصورة)، وتنظيف هذه البقع يكون أصعب من تنظيف ذرات الغبار. يفضل دائما أن يتولى عملية التنظيف شخص مختص أو الشركة المسؤولة، ولكنه ليس بالشيء الصعب حقيقة. الأمر فقط يتطلب الحذر الشديد.

 

أنا شخصيا أمتلك مجموعة من الفرش الخاصة التي تقوم بتنظيف المستشعر عن طريق الكهرباء الساكنة (الستاتيكا)، حيث تقوم هذه الفرش، بعد تدويرها لما يقارب الخمس ثوان في الجو لشحنها – تقوم بجذب حبيبات وذرات الغبار العالقة على المستشعر بخفة من غير خدش المستشعر. قد لا تكون العملية تامة في المرة الأولى فأقوم بتكرار العملية حتى خلو المنطقة من العوالق. وهناك عدسة خاصة مزودة بالإضاءة لتكبير سطح المستشعر والتأكد من خلوه من العوالق.

عدة التنظيف خاصتي وهي بسيطة: (1) فرشة لتنظيف المرآة العاكسة، (2) فرشة للتنظيف العام وهي مثبتة بمحرك للفها (وتستبدل بالأخريات)، (3) فرشتي تنظيف للمستشعرات بحسب الحجم، (4) عدسة مكبرة لمعاينة المستشعر عن قرب مزودة بصمامات باعثة للضوء (LED) لإنارة المستشعر، (5) منديل منسوج من قماش خاص كالذي يستعمل في تنظيف الزجاج والنظارات؛ مناسب للدعك والتنظيف إذا دعت الحاجة لذلك.

نموذج للمواسح
المصدر: هنا

نموذج لنافخ هواء
المصدر: هنا

 هناك طرق أخرى، لعل أنسبها هو المواسح (swabs) وهي تعتبر خطرة بعض الشيء إذا ما أُسيء استخدامها، ولكنها فعالة حتما وبالأخص لبقع الزيت إن وُجدت (لأن الفرش لا تنفع لهذه البقع). وهناك أيضا نافخ الهواء والذي إن كان مفيدا لعوالق الغبار فإنه حتما لن يفيد لبقع الزيت. شخصيا لم استخدم أي من هذه الطرق سوى الفرش، وحمدا لله إنني لم أعاني من أي بقع زيت على المستشعر حتى هذه اللحظة!

يمنع منعا باتاً استخدام الهواء المضغوط (الهواء المعبأ في عبوات ذات دفع قوي). فالهواء المضغوط قد يؤدي إلى تفكيك بعض الأجزاء الرقيقة داخل الكاميرا أو حتى إلى إلحاق الأذى بالتكتلات والمرشحات فوق المستشعر (والحقيقة تقال هنا هو إننا لا نرى المستشعر رأي العين، ولكن نرى المرشحات فوق المستشعر وهي ما يتم تنظيفه).

هناك بعض الكاميرات التي تتوفر فيها خدمة التنظيف الذاتي عن طريق الموجات فوق الصوتية (مثل كانون إيوس 7د)، وبهذه الطريقة تقوم الكاميرا من الداخل وبشكل آلي بإرسال موجات فوق صوتية من فوق سطح المستشعر ليتم هز العوالق الصغيرة من على سطح المستشعر. بالطبع إنها عملية مفيدة جيدا ولا تستغرق سوى ثانية أو ثانيتين على الأكثر، ولكنها لا تفيد في كل الأحوال؛ فهناك لا يزال بعض العوالق التي لا بد من أن تُنظف بالطرق التقليدية.

رسالة تنظيف المستشعر بالموجات فوق الصوتية في كانون إيوس 7د، وتظهر عند التشغيل مباشرة (أو عند الغلق).

 

على المصور أن يقرأ كتيب التعليمات بدقة قليلا فيما يخص عملية التنظيف. في الغالب تكون الأوامر متشابهة ولكن وضعها في القوائم في برمجة حاسوب الكاميرا هو ما قد يختلف. بشكل عام، فإنه في بعض كاميرات كانون على الأقل، يوجد هناك أمر في قوائم الإعدادات والضبط لتنظيف المستشعر بالموجات الفوق صوتية أو لإتاحة الفرصة للمصور للقيام بالتنظيف اليدوي. عند القيام بالتنظيف اليدوي، يفضل دائما أن تكون البطارية مشحونة بشكل جيد؛ فإنها لو كانت ذات شحن منخفض ويشارف على النفاد – فإنه من الممكن أن تنغلق المرآة أثناء عملية التنظيف وتُحشر الفرشاة (أو غيرها) داخل الكاميرا. سيكون عندئذ تعقيدا لا طائل منه!

قائمة أوامر التنظيف في كانون إيوس 7د، والأوامر هي من الأعلى إلى الأسفل: تنظيف آلي، تنظيف حالي، تنظيف يدوي.

 

رسالة تعليمات تظهر بعد اختيار أمر التنظيف اليدوي، وهي لإغلاق الكاميرا بعد الانتهاء من عملية التنظيف اليدوي.

شكل الكاميرا بعد رفع المرآة العاكسة للتنظيف اليدوي، ويبدو المستشعر واضحا للتنظيف مباشرة.

توضع العدسة المقربة على الكاميرا بشكل دوري لمعاينة المستشعر وما إذا تم التنظيف بشكل ناجح أم لا.

المستشعر كما يبدو من وراء العدسة المقربة المزودة بالإضاءة.

الخاتمة

أرجو أن تكون هذه المقالة قد أفادت المصورين المبتدئين فيما يخص بعض الأمور المتعلقة بالمستشعرات. قد لا يحتاج المصور إلى بعض الرياضيات المذكورة (وأرجو أن لا يكون القارئ العزيز ممن يتملكهم رهاب الرياضيات!)؛ فالعمليات الحسابية بسيطة هنا، والأعقد محفوظ للمقالات القادمة!

أعتقد أن هناك الكثير من الكلمات المعربة التي ابتدعتها بنفسي حقيقة ولذلك أرجو أن لا تكون عائقا؛ فعلى حد علمي فإنه عند تحويل القوائم في كاميرات كانون إلى اللغة العربية، فإنه لا يُستخدم لفظ «مستشعر».

إنني أحاول التدرج بالمواضيع من مقالة إلى أخرى في هذه المدونة ولربما نسيت بعض النقاط المهمة بين الحين والآخر. ذلك لأن أغلب هذه المقالات تُكتب من الذاكرة تماما. لهذا، سأكون سعيدا لتوضيح أو لإجابة أي أسئلة أو على الأقل المساعدة بالإجابة على بعض الأسئلة لدى القارئ العزيز.

هناك الكثير من الأمور التي أود طرحها ولكن لا أجد بدا من التدرج في عملية الطرح منتقلا من أجزاء وعمل الكاميرا، إلى ما وراء ذلك في عالم فن التصوير.

نراكم في الأسبوع القادم إن شاء الله…