كيف يعمل التصوير السريع
:12:
High-speed Photography
http://www.hazemsakeek.com/magazine/...peed-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/...tography-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/...tography-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/...tography-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/...tography-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/...tography-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/...tography-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/...tography-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/...rat/liquid.jpg
http://www.hazemsakeek.com/magazine/...tography-1.jpg
http://www.hazemsakeek.com/magazine/...8d21dd085f.jpg
http://www.hazemsakeek.com/magazine/...6731934ab0.jpg
http://www.hazemsakeek.com/magazine/...3f465e976b.jpg
http://www.hazemsakeek.com/magazine/...8d373a3071.jpg
ولمزيد من المعلومات يمكنك الاطلاع على المواضيع في الروابط التالية:
كيف تعمل الكاميرا
كيف يعمل فيلم الكاميرا
كيف يعمل الفلاش
والى اللقاء مع مقالات جديدة
د. حازم فلاح سكيك
