المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : كيف يعمل التصوير السريع



HazemSakeek
09-17-2008, 03:47 AM
كيف يعمل التصوير السريع
:12:
High-speed Photography
http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photo.jpg
التصوير يحفظ لنا ذكريات هامة في حياتنا، فالحياة تمضي بسرعة في الكثير من الأحيان ونحن نستمتع ببعض اللقطات التي نحفظها منها للذكرى. ولكن موضعنا اليوم مختلف حيث ان بعض اللقطات لا يمكن التقاطها بالطريقة العادية مثل سقوط قطرة ماء في حوض به ماء راكد أو رصاصة تنطلق من فوهة مسدس.

هل تساءلت عزيزي القارئ كيف تم التقاط هذه الصور؟ فهذه اللقطات تمر بسرعة كبيرة جدا يصعب علينا ان نسجلها باستخدام الكاميرات العادية المعروفة أو حتى بالعين المجردة. فمثلا لو فكرت في التقاط صورة لرصاصة فانك سوف تحصل على صورة للخلفية دون ان تظهر الرصاصة فيها لأنها تحركت بسرعة كبيرة جدا. كما لو قمت باستخدام كاميرا رقمية لالتقاط صورة لحركة أجنحة الطائر الطنان hummingbird فانك سوف تحصل على صورة مموهة جدا ولا يظهر فهيا جناح الطائر لسرعة حركته أيضا.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-1.jpg

لعلك عزيزي القارئ لاحظت صور مدهشة مثل صورة الرصاصة التي تخترق تفاحة وكيف ان جدار التفاحة ينفجر كما تعرض أيضا في مجلات عالم الطبيعة صورا لطائر في السماء وتستطيع ان تميز ريش أجنحته ولو حاولت ان تلاحظ هذه التفاصيل بالعين المجردة لما تمكنت من ذلك أبدا. والكثير من هذه الصور فهل لنا ان نعرف كيف تمكنوا من التقاطها؟

هذا هو فن التصوير السريع للأجسام المتحركة بسرعة كبيرة، والذي يعرف بتوثيق الأحداث التي لا تستطيع العين ملاحظتها. يستخدم العلماء التصوير السريع لدراسة الحركة الفيزيائية وقياس الظواهر المختلفة مثل التوتر السطحي surface tension أو تأثير الجاذبية gravitational effects. كما يستخدم التصوير السريع في العمليات العسكرية لتحديد مدى دقة الصورايخ والقذائف وتسجيل ما يتم بالتحديد داخل الانفجارات النووية. كما ان المصورون للأحداث الرياضية يستخدمون في بعض الأحيان التصوير السريع لتسجيل اللقطات المهمة في الألعاب الرياضية. كما ان التصوير السريع له جوانب فنية كثيرة تستخدم في المعارض الفنية وتعرض على صفحات المجلات.

الأشخاص الذين يستخدمون التصوير السريع في الغالب يحصلون على صور لم يكونوا قد تخيلوها من قبل، وهنا نتساءل ما هي الكاميرا اللازمة للتصوير السريع وهل هي مكلفة والكثير من المعلومات سوف تجدها في هذه المقالة من كيف يعمل التصوير السريع High-speed photography.

أساسيات التصوير السريع

لفهم مبدأ عمل التصوير السريع فانه من المهم في البداية ان نعلم بعض الأساسيات عن التصوير العادي باستخدام الكاميرا وقد سبق وان تحدثنا حول هذا الموضوع في كيف تعمل الكاميرا. والأفضل أن نركز على الكاميرا العادية manual single-lens-reflex (SLR) التي لا تعمل أوتوماتيكيا أو الكاميرا الرقمية.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-2.jpg
كاميرا عادية ونلاحظ ان غالق العدسة مفتوح

الجزء الأهم في الكاميرا هو العدسة lens. والعدسة قطعة زجاجية محدبة الشكل تعمل على توجيه الضوء الساقط من الجسم أو المشهد على شريحة الفيلم المثبت داخل الكاميرا. وللعلم فان كلمة photography كلمة يونانية تعني الرسم بواسطة الضوء.

فباستخدام الكاميرا كل ما عليك هو ان توجهها ناحية المشهد المراد تصويره والتقاط الصورة له وهنا يجب الانتباه لعاملين هامين هما:

(1) كمية الضوء اللازم دخوله من العدسة إلى الفيلم.

(2) مقدار الزمن اللازم للفيلم ليتعرض للضوء الساقط عليه.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-3.jpg
لحظة سقوط حجر في بركة ماء

العامل الأول يحدد مقدار الضوء الساقط على الفيلم وهذا يتم من خلال التحكم في فتحة العدسة aperture والتي تكون دائرية الشكل يمكن التحكم في مقدار اتساع فتحتها أو نقصانها. ويتم ضبط مقدار فتحة العدسة من خلال أرقام تعرف باسم f-stops تصف مقدار فتحة العدسة فكلما كانت قيمة f-stops كبيرة كانت الفتحة أضيق. فتحة f/11 تكون اصغر من f/8 وبالتالي فان كمية الضوء ستكون اقل.

أما العامل الثاني الذي يتحكم في زمن فتحة العدسة يسمى الغالق shutter وكلما كانت سرعة الغالق كبيرة كلما كان زمن فتحة العدسة اقل. ويقاس سرعة الغالق بأجزاء الثانية من 1/1000th جزء من الثانية إلى 1 ثانية.

الآن كيف يمكن استخدام هذين العاملين في التصوير السريع؟ هذا ما سوف نقوم بشرحه في الجزء التالي من المقال...

التصوير السريع: فترة بقاء ضوء الفلاش، سرعة الغالق وزمن التعريض.

لفهم كيف يعمل التصوير السريع دعنا نلقي بعض الضوء على العملية العكسية وهي التصوير البطيء long exposure photography. والذي يتضمن تعريض فيلم الكاميرا لفترة زمنية كبيرة تتراوح من 1/8 ثانية إلى عدة دقائق.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-4.jpg
تصوير بطيء لأحد شوارع استراليا

مشهد لازدحام مروري في الليل هو في الأغلب من نوع التصوير البطيء حيث تبدو مصابيح السيارات كخطوط طويلة تمر عبر الصورة. وهذا يحدث لان ضوء مصباح السيارة يمسح المشهد أثناء التقاط الصورة خصوصا إذا طالت مدة التعريض.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-5.jpg
لحظة انفجار بالون مملوء بالماء

أما إذا أردت ان تلتقط صورة رصاصة مثلا باستخدام طرقة التصوير البطيء فانك سوف تحصل على خط رفيع على الفيلم يكاد يظهر للناظر وهذا لان كمية الضوء التي انعكست عن الرصاصة إلى الفيلم ضئيلة جداً.

ولنجاح التصوير السريع فان هذا يعتمد على سرعة استجابة الفيلم للضوء وبالتالي فان التصوير السريع يعتمد كثيرا على الفلاش المستخدم لالتقاط الصورة، فاستخدام نبضة فلاش ذات فترة زمنية صغيرة وكمية ضوء كبيرة. لان عملية التصوير السريع في الأغلب تلتقط في الظلام في هذه الحالة فان غالق الكاميرا يترك مفتوحاً بينما تلتقط الصورة فإذا لم يكن هناك ضوء كانت الصورة سوداء تماما أما إذا تم تسليط نبضة ضوء قوية ولفترة زمنية صغيرة تصل إلى 30ms فان هذا الضوء يكون كافيا لمسح جسم متحرك بسرعة مثل الرصاصة.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-6.jpg

الفلاش المستخدم للحصول على نبضة ضوء قوية ولفترة زمنية قصيرة

والسؤال الأهم الآن هو كيف يستطيع المصور أن يضبط تشغيل الفلاش مع حركة الرصاصة أمام الكاميرا؟ وهذا ما سوف نوضحه في الجزء التالي من المقال.

التصوير السريع: الرصد والتزامن والتصوير

للحصول على صورة نقية للحظة صغيرة من الزمن هناك ثلاثة عوامل مهمة يجب ان تعمل مع بعضها البعض وهي

(1) الرصد detection

(2) التزامن synchronization

(3) التصوير imaging

لان المشهد الذي يتم تصويره يتحرك بسرعة كبيرة جدا يصعب على العين ان تلاحظه أو تتنبأ به فان رصد الحركة عن بعد هو الحل الأنسب لهذه الحالات. وهذا يعتمد على الحدث نفسه الذي سيتم تصويره وذلك عن طريق تثبيت مجسات معينة تعمل على تشغيل الفلاش في اللحظة المناسبة لالتقاط الصورة، وقد تعتمد هذه المجسات على رصد الصوت أو الاهتزاز وبناء عليه تصدر إشارة كهربية للفلاش يضيء فتلتقط الصورة.

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/high-speed-photography-7.jpg
الصوت الصادر عن المسدس يعمل على تشغيل الفلاش لالتقاط الصورة

المجسات الصوتية sound triggers هي الأكثر استخداما في التصوير السريع، وذلك لأنها سهلة التصنيع والاستخدام. ويتكون كل مجس صوتي من ثلاث أجزاء رئيسية هي الميكرفون microphone ومكبر amplifier ومقوم من السليكون بعرف باسم silicon-controlled rectifier (SCR).

وعوضا عن استخدام ميكرفون عادي فان المصورون يستخدمون ميكرفون عبارة عن رقيقة من البيزوالكترك piezoelectric film، وهي أداة حساسة جدا للتغيرات في الضغط الناتج عن الأمواج الصوتية وتستجيب بسرعة للأصوات الحادة مثل انفجار بالون أو كسر كوب من الزجاج، يلتقط هذا الميكرفون الصوت الإشارة ويقوم المكبر بإرسال إشارة كهربية إلى SCR. يكون الـ SCR متصلاً مع ضوء الفلاش ليعطي نبضة ضوئية في اللحظة المطلوبة. فإذا كان الجسم المراد تصويره في غرفة مظلمة فان غالق الكاميرا يكون مفتوحا بدون أن يتعرض الفيلم لأي ضوء حتى ينطلق ضوء الفلاش لتصوير الحدث المطلوب.

أما إذا كان التصوير للحدث في الخارج أي في ظل وجود ضوء خارجي فان توقيت فتح الغالق يجب ان يكون متصلا ومتزامنا مع ضوء الفلاش.

كما انه يجب اختيار نوع الفيلم المستخدم للتصوير السريع بحيث يكون عالي الحساسية للضوء وهذا محدد من خلال رقم ISO لكل فيلم أي International Organization for standardization وكلما كان رقم ISO قليل كلما كانت حساسية الفيلم للضوء اقل ويفضل في حالة التصوير السريع استخدام أفلام ذات ISO800 علما بان التصوير العادي يستخدم أفلام ISO100.

وفي النهاية فان التصوير السريع يحتاج إلى إعداد وتجهيز جيد وقد يتطلب الأمر التقاط مئات الصور للحصول على صورة واضحة لقطرة ماء تسقط في كوب ماء وأحيانا يتدخل الحظ من أول مرة للالتقاط صورة رائعة.

وهذه بعض الصور التقطت بواسطة التصوير السريع

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/liquid.jpg

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/highspeed-photography-1.jpg

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/663117503_8d21dd085f.jpg

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/664156049_6731934ab0.jpg

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/663110161_3f465e976b.jpg

http://www.hazemsakeek.com/magazine/images/stories/2008tafseerat/663118265_8d373a3071.jpg

ولمزيد من المعلومات يمكنك الاطلاع على المواضيع في الروابط التالية:

كيف تعمل الكاميرا (http://www.hazemsakeek.com/magazine/index.php?option=com_content&view=article&id=75:--&catid=23:-&Itemid=91)


كيف يعمل فيلم الكاميرا (http://www.hazemsakeek.com/magazine/index.php?option=com_content&view=article&id=73:---&catid=23:-&Itemid=91)


كيف يعمل الفلاش (http://www.hazemsakeek.com/magazine/index.php?option=com_content&view=article&id=335:---&catid=58&Itemid=90)

والى اللقاء مع مقالات جديدة

د. حازم فلاح سكيك

عزام أبوصبحة
09-17-2008, 05:04 AM
موضوع رائع دكتور حازم مشكور على هذا الشرح الوافي وبانتظار التصوير الذي يستطيع تصوير اشياء بسرعة الضوء لنرى العجائب

تمام دخان
09-17-2008, 05:21 AM
مقال جميل و رائع

وصور أجمل و أروع دكتوري العزيز

و تذكرني بسلسلة أفلام الماتريكس


شكرا لك و بارك الله فيك

وننتظر كما عودتنا دائما كل جديد و مفيد....

asd4488
09-17-2008, 02:01 PM
شكرا ياد كتو حازم على هذا المقال الرائع


لدي سؤال : لوكان هناك جسم يتحرك ماهو اكبر سرعة للجسم تستيطع الكميرا تصوريه بوضوح( هل هناك حدد لسرعة الجسم بعدها لاتتسطيع الكاميرا تصوريه)

physicien
11-07-2008, 12:26 PM
مشكووووووووووووووور على الموضوع الجميل يا دكتور و جزاك الله الف خير

حامد احمد
11-10-2008, 02:41 AM
الف شكر ليك يا دكتور حازم و ربنا يزيدك و يزيدنا فى العلم .

انا طالب فى كلية العلوم جامعة الفيوم الفرقة الثالثة قسم الرياضيات والفيزياء جمهورية مصر العربية.

HazemSakeek
11-16-2008, 11:58 PM
حياكم الله اعزائي

وشكرا على تعليقاتكم المشجعة


بارك الله فيكم

roney8
12-04-2008, 11:26 PM
ربنا يكرمك يا دكتور حازم مجهود رائع افادكم الله

ربيع
12-05-2008, 01:46 AM
اكثر من رائع

انا اول مرة اسمع عن هذا النوع من الكاميرات



شكرااااااااااااااااااا د. حازم

moooon
12-06-2008, 04:19 PM
الله يديك العافيه

بجد والله موضوع شيق وجميل جدا ونشوف منك المزيد انشاء الله

HazemSakeek
12-08-2008, 11:03 PM
حياكم الله

ربيع و moooon

تحياتي

عبد الله حرب
07-02-2009, 11:18 AM
السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة
موضوع جميل جدأ
كنت دائما ابحث عن موقع يهتم بالامور الفيزيائية لم اجد
الان الحمد لله وجت هذا الموقع
الموقع فية مواضيع جميلة جدا

العاني77
10-22-2009, 07:58 PM
موضوع جميل ورائع..........شكرا لك يادكتور وتسلم

بسام العبيدي
11-16-2009, 12:05 AM
بسم الله الرحمن الرحيم بارك الله بك موضوع مهم وناقص في المكتبه العربيه وانشألله المزيد لاشباع المعرفه ومواكبة التطور العلمي

أبوسفيان
02-14-2010, 01:00 AM
والله مبدع كالعادة يا اخي د.حازم

ابوسعود
04-29-2010, 10:08 PM
مشكوووووور والله يعطيك الف عافيه

dinasales
05-13-2010, 04:04 AM
جزاك الله خيـــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــرا

badida2
05-23-2010, 11:27 PM
مشكوووووور والله يعطيك الف عافيه

أبو عمر الفيزيائى
05-30-2010, 12:11 AM
السلام عليكم
ماشاء الله عليك يا دكتور حازم وربنا يزيدك

أمل الغد
10-05-2010, 12:06 AM
||

طرح أكثر من رائع ..

شكراً استاذنا العزيز ..

سَلمتْ ودُمتْ بعطاء لاينضُبْ ..

كل التحية ..


||

باسمة فواز
10-28-2010, 08:19 PM
good but not great
people have to know how can u take pictures moving quickly
and that is not physics in my opinion
that needs a professional photographer that will explain the speed in the camera and the light
which make it easy to take a picture moving quickly

باسمة فواز
10-28-2010, 08:20 PM
good but not great
people have to know how can u take pictures moving quickly
and that is not physics in my opinion
that needs a professional photographer that will explain the speed in the camera and the light
which make it easy to take a picture moving quickly
thank u