داینامیک رنج (Dynamic range) یا دامنه دینامیکی که به‌اختصار DR، DNR یا DYR هم نامیده می‌شود، اصطلاحی برای توصیفِ نسبتِ بین کوچک‌ترین و بزرگ‌ترین مقادیر ممکن در یک مقیاس قابل‌تغییر است که اغلب در تصویربرداری یا ضبط صدا از آن استفاده می‌شود.
در عکاسی و ضبط صدا، محدوده‌ای که می‌توان توسط دوربین یا میکروفون ثبت کرد، محدودتر از آن چیزی است که ممکن است توسط انسانی که در محل آن دوربین یا میکروفون ایستاده است درک شود.
عکاسان از محدوده دینامیکی برای توصیف محدوده روشنایی صحنه‌ای که در حال عکاسی آن هستند یا محدوده روشنایی که یک دوربین دیجیتالی می‌تواند ثبت کند، استفاده می‌کنند. تکنیک‌هایی در عکاسی وجود دارند که با کمک آنها می‌توانید به دامنه دینامیکی بالاتری را دست پیدا کنید که در ادامه به چند نمونه از آنها اشاره می‌کنیم.
داینامیک رنج در عکاسی به چه معناست؟
در عکاسی، داینامیک رنج، نسبت کنتراست بین تیره‌ترین و روشن‌ترین رنگ‌هایی است که یک دوربین می‌تواند در یک نوردهی واحد ثبت کند. از سفید خالص تا سیاه خالص. توانایی سنسور دوربین برای تشخیص محدوده دینامیکی بیشتر، به کیفیت سنسور بستگی دارد.
حداکثر دامنه دینامیکی، بزرگ‌ترین محدوده نوری است که سنسور دوربین دیجیتال یا نوار فیلم می‌تواند ضبط کند. محدوده دینامیکی با واحدی به نام توقف یا گام اندازه‌گیری می‌شود.
هر توقف نشان‌دهندهٔ دو برابر شدن سطح روشنایی دریافت شده است. چشم انسان می‌تواند تا ۲۰ گام، دامنه دینامیکی را ببیند و جزئیات نقاط تاریک و روشن را مشاهده کند، اما دوربین های DSLR با کیفیت بالا و دوربین‌های بدون آینه، تنها می‌توانند به حدود ۱۴ گام برسند.
چرا درک محدوده دینامیکی مهم است؟
درک محدوده دینامیکی دوربینی که دارید یک مهارت ضروری است تا با کمک آن مانع ازدست‌دادن رفتن جزئیات عکس‌های خود شوید. در غیر این صورت عکس‌های شما دارای مناطق بسیار روشن و مایل به سفید شده یا جزئیات در سایه‌های تیره نمایش داده نمی‌شوند. محدوده دینامیکی وسیع‌تر به شما امکان می‌دهد تا هم مناطق روشن و هم سایه‌های تیره و جزئیات موجود در آنها را ثبت کنید.
۸ نکته برای افزایش محدوده دینامیکی در عکاسی
با چند نکته می‌توانید محدوده دینامیکی دوربین را بهبود ببخشید و به نتیجهٔ مطلوب خود برسید:
۱. استفاده از فیلترهای ND مدرج
فیلترهای ND برای کاهش دامنه دینامیکی روشنایی صحنه که توسط دوربین دیجیتال ثبت می‌شود، استفاده می‌شود. این فیلتر در زمان قرارگرفتن لنز در معرض نور، مقابل لنز قرار می‌گیرد.
بعضی فیلترها مدرج هستند؛ یعنی نیمهٔ بالایی آنها تیره و نیمهٔ پایینی آنها شفاف و بدون رنگ است. موقع عکاسی، نیمهٔ تیرهٔ فیلتر روی ناحیه‌ای که نوردهی شدید دارد مانند آسمان، قرار می‌گیرد. در نتیجه نوردهی در تمام بخش‌های عکس به طور یکسان انجام می‌شود و جزئیات موجود در سایه‌ها و مناطق کم‌نور بیشتر می‌شود.
فیلترهای ND مدرج، میزان روشنایی را که در قسمت‌هایی از تصویر، بیشتر از سایر بخش‌ها به سنسور دوربین می‌رسد، محدود می‌کند (برخلاف فیلترهای معمولی ND که بر کل تصویر تأثیر می‌گذارد). فیلتر ND ابزاری عالی برای زمانی است که قسمتی از تصویر شما بیش از حد روشن است و طیف وسیعی از سطوح تاریک دارد.
عکاسان منظره معمولاً از فیلترهای مدرج برای عکاسی از افق‌های مسطح استفاده می‌کنند؛ چون با این فیلترها هر شیئی که در نیمه بالای تصویر (مانند درختان یا ساختمان‌ها) قرار بگیرد، توسط فیلتر تیره می‌شود.
۲. اضافه‌کردن نور مصنوعی
برای بهبود محدوده دینامیکی، از نورهای مصنوعی استفاده کنید. استفاده از فلاش دوربین یا نورهای اضافی، قسمت‌های تاریک عکس را پر می‌کند و محدوده نوری را که دوربین شما نیاز دارد، کاهش می‌دهد. این راه‌حل برای عکاسی از سوژه‌های نزدیک، ایده‌آل است چون فلاش و نورهای افزودنی، هنگام عکاسی از صحنه‌های دور تأثیری ندارند.
۳. تغییر تنظیمات دوربین
دوربین‌های مدرن دارای تنظیمات نوردهی هستند که می‌توانید از آنها برای بهینه‌سازی عکس‌ها در شرایط نوری مختلف مانند عکاسی در شب یا نور آفتاب استفاده کنید. علاوه بر این، استفاده از تنظیمات ISO پایین نیز می‌تواند محدوده دینامیکی دوربین را کمی افزایش دهد تا به ثبت صحنه‌هایی با کنتراست بالا کمک کند.
۴. عکاسی HDR
تصویربرداری دامنه دینامیک بالا (High dynamic range imaging) یا به‌اختصار HDR بر محدوده دینامیکی سنسور، غلبه می‌کند. این نوع عکس‌ها با ترکیب چند عکس مثلاً ۳ تا ۵ عکس حاصل می‌شوند. کادر تمام عکس‌ها یکسان است و هر عکس با نوردهی متفاوتی ثبت می‌شود؛ مثلاً یک عکس را با نوردهی معمولی ثبت می‌کنند و عکس‌های دیگر را با چند گام نوردهی بیشتر و کمتر.
با این روش، با ترکیب کردن محدوده دینامیکی محدود عکس‌ها، یک عکس با محدوده دینامیکی زیاد ایجاد می‌شود. فرمت‌های رایج تصویری، داینامیک رنج را محدود می‌کند. عکس‌های اچ‌دی‌ار فرمت RAW دارند که بسیار بزرگ‌تر و باکیفیت‌تر از فرمت JPG است.
با این تکنیک با ترکیب چند عکس و مرحلهٔ پردازش پس از عکاسی، می‌توانید عکسی با دامنه دینامیکی بالا ثبت کنید. مهم‌ترین نقطه‌ضعف این روش، این است که نمی‌توانید از آن برای ثبت تصویر سوژه‌های متحرک استفاده کنید. چون تمام عکس‌هایی که ثبت می‌کنید باید از یک کادر و از یک صحنه ثابت باشند.
۵. آشنایی با هیستوگرام و استفاده از آن
اکثر دوربین‌های دیجیتال دارای قابلیتی به نام هیستوگرام هستند که روی صفحه دیده می‌شود و یک نمودار گرافیکی از تراکم پیکسل در صحنه است. آشنایی با هیستوگرام دوربین، راهی عالی برای درک و مدیریت محدوده دینامیکی است.
درصورتی‌که عکس شما بیش از حد تیره باشد، هیستوگرام، چگالی بیشتری را در سمت چپ نمودار نشان می‌دهد. اگر عکس در یک روز آفتابی با نور بسیار شدید ثبت شده باشد، این نمودار، تراکم پیکسلی بیشتری را در سمت راست نشان می‌دهد.
تراکم پیکسلی بیشازحد در هر دو طرف، نشان‌دهندهٔ بیشتر بودن محدوده دینامیکی منظره، از محدوده دینامیکی دوربین است و باعث می‌شود جزئیاتِ قسمت‌های روشن یا تیره را از دست بدهید.
حفظ تراکم پیکسلی در محدوده هیستوگرام باعث می‌شود تا از محدوده دینامیکی دوربین به شکلی بهینه استفاده کنید.
۶. ثبت تصاویر روشن‌تر
در مورد قبل گفتیم که تراکم پیکسل در هیستوگرام را بیش از حد به سمت راست یا چپ منحرف نکنید. اگر با محدوده دینامیکی پیچیده عکاسی می‌کنید و باید بین عکس خیلی روشن و خیلی تاریک یکی را انتخاب کنید، عکس خیلی روشن را انتخاب کنید.
با انجام این کار، هیستوگرام شما تراکم پیکسل بیشتری را در سمت راست نشان می‌دهد. این تکنیک، Exposing to the right یا به‌اختصار ETTR نام دارد.
دوربین‌ها معمولاً عملکرد بهتری با محدوده دینامیکی بیشازحد روشن دارند. به‌علاوه، قسمت‌های نورانی عکس، در نرم‌افزارهای ویرایش تصویر، راحت‌تر بازیابی می‌شوند.
۷. عکاسی با فرمت RAW
دوربین‌های دیجیتال به شما این امکان را می‌دهند که با فرمت JPEG و RAW عکس بگیرید. حجم فایل‌های JPEG بسیار کمتر است چون فقط شامل لایهٔ سطحی داده‌ها و جزئیات عکس است. ویرایش و تصحیح فرمت تصویری JPEG در نرم‌افزارهای ویرایش عکس، بسیار سخت‌تر است.
فایل‌های RAW بسیار بزرگ‌تر هستند و تمام داده‌های فشرده نشده تصویر را مستقیماً از سنسور ثبت می‌کنند. با وجود همهٔ این داده‌ها، احتمال اینکه بتوانید جزئیات ازدست‌رفته را در قسمت‌های تاریک عکس بازیابی کنید بیشتر است. فایل‌های RAW شامل تمام محدوده دینامیکی دوربین هستند و با استفاده از برنامه‌های ویرایش تصویر، می‌توانید تغییرات عمده‌ای در یک عکس ایجاد کنید.
۸. پایین نگه‌داشتن ISO
برای بهینه‌سازی محدوده دینامیکی دوربین، ISO را تا حد ممکن پایین نگه دارید. انجام این کار هنگام عکاسی در محیط روشن، آسان‌تر است زیرا برای نوردهی صحیح عکس، به ISO متکی نیستیم.
افزایش ISO ممکن است کل عکس را روشن‌تر نشان دهد اما در عوض، محدوده دینامیکی دوربین کاهش می‌یابد. به‌جای افزایش ISO، از دیافراگم بازتر یا سرعت شاتر کندتر استفاده کنید.
محدوده دینامیکی چشم انسان چقدر است؟
به طور متوسط، یک دوربین دیجیتال با کیفیت بالا بین ۱۲ تا ۱۵ توقف محدوده دینامیکی در سطح پایهٔ ISO که معمولاً حدود 100 است، ثبت می‌کند. بااین‌حال، برای اندازه‌گیری ظرفیت، باید شرایط روشنایی کاملی وجود داشته باشد؛ بدون سایه‌های تیره و بدون هایلایت.
اگر این شرایط نوری افزایش یا کاهش یابد، توانایی دوربین برای خواندن ۱۵ استاپ محدوده دینامیکی کاهش می‌یابد. علاوه بر این، اگر مقدار ISO دوربین را افزایش دهید، محدوده دینامیکی به میزان قابل‌توجهی کاهش پیدا می‌کند.
درحالی‌که دوربین‌های دیجیتال با کیفیت بالا می‌توانند تا ۱۵ توقف دامنه دینامیکی را ثبت کنند، چشم انسان تقریباً ۲۰ توقف را مشاهده می‌کند؛ البته در شرایط نوری مناسب.
به موقعیت‌هایی فکر کنید که وارد اتاق تاریک می‌شوید. مدتی طول می‌کشد تا چشم‌های شما بتواند جزئیات قسمت‌های تاریک را ببیند. چشمان شما برای تشخیص جزئیات در تاریکی، با شرایط تغییریافته سازگار می‌شوند یعنی چشم‌ها با DR یا دامنه دینامیکی پایین‌تر تطبیق پیدا می‌کنند.
چراغ‌ها را که روشن کنید، با روشن شدن صحنه، داینامیک رنج دید شما بسیار افزایش می‌یابد.
چرا دامنه دینامیکی اهمیت دارد؟
دوربینی با دامنه دینامیکی بیشتر به عکاس اجازه می‌دهد تا جزئیات از دست رفتهٔ عکس در بخش‌های خیلی روشن را با استفاده از نرم‌افزار ویرایش تصویر بازیابی کند.
صحنه‌ای را در یک روز آفتابی و روشن در نظر بگیرید که در آن می‌توانید جزئیات موجود در ابرها و چشم‌انداز را ببینید. منظرهٔ بسیار زیبایی به نظر می‌رسد و دوربین خود را برای ثبت این منظرهٔ زیبا بیرون می‌آورید. اما وقتی به عکس ثبت شده نگاه می‌کنید، برخی از سایه‌ها جزئیات خود را ازدست‌داده‌اند و آسمان فقط به رنگ سفید خالص دیده می‌شود. این شرایط به این دلیل است که چشمان ما دارای داینامیک رنج بیشتری نسبت به دوربین است.
به‌عبارت‌دیگر، چشم ما می‌تواند جزئیات بیشتری را در قسمت‌های تاریک یا روشن منظره ببیند. تلاش‌های بی‌پایان شرکت‌های تولیدکننده دوربین عکاسی در این جهت است که اختلاف بین محدوده دینامیکی که توسط چشم و دوربین‌ها ثبت می‌شود، به حداقل برسد.
به همین دلیل است که داینامیک رنج در عکاسی اهمیت دارد و تلاش عکاسان این است که دوربین‌ها، منظره‌ای نزدیک به چیزی که چشم انسان می‌بیند ثبت کنند. به‌علاوه، هرچه جزئیات بیشتری از سایه‌ها و روشنی‌های منظره ثبت شود، نتیجه مطلوب‌تری دارد.
کدام دوربین‌ها بیشترین دامنه دینامیکی را دارند؟
اگر به دنبال دوربین دیجیتال با بهترین محدوده دینامیکی هستید، گزینه‌های زیادی برای انتخاب وجود دارد. همهٔ برندهای برتر دوربین، تلاش می‌کنند با ارائه هر نسل جدید، حداکثر دامنه دینامیکی را بالاتر ببرند.
در نتیجه اکثر دوربین‌های نسل فعلی از برندهای برتر، دارای دامنه دینامیکی قابل قبولی هستند که در ISOهای مختلف بین ۱۲ تا ۱۵ توقف دارند. دوربین‌های زیر در حال حاضر بهترین دامنه دینامیکی را دارند:
- Nikon D850
- Leica Q2
- Canon EOS R
- Leica CL
- Canon EOS M50
- Olympus OM-D E-M10 Mark III
- Canon 5D Mark IV
- Sony α7R IV
- Sony a7 III
- Nikon Z7
- Panasonic Lumix DC-GH5
محدوده دینامیکی «خوب» به چه معناست؟
محدوده دینامیکی خوب بستگی به سوژه‌ای دارد که قصد عکاسی از آن دارید. اگر عکاسی از منظره و عکاسی در فضای باز انجام می‌دهید، داینامیک رنج خوب باید برای شما در اولویت باشد. دوربین‌های دیجیتال باکیفیت بالا دارای محدوده‌ای بین ۱۲ تا ۱۵ توقف در سطح پایهٔ ISO هستند اما بعضی از آنها دوربین‌های بسیار گران هستند.
محدوده بین ۱۰ تا ۱۳ برای بیشتر عکاسان، ایده‌آل است و البته با روش‌هایی که بالاتر مطرح کردیم می‌توانید آن را بهبود ببخشید.
