كيفية حساب مقدار خطوة تكديس التركيز لتكبير معيّن
لحساب مقدار مبدئي لخطوة تكديس التركيز، قدّر عمق المجال عند مقدار التكبير وفتحة العدسة اللذين تعمل بهما، ثم قلّله لترك تداخل بين الإطارات. بالنسبة إلى عدسة ماكرو يُفترض أن حدقتي الدخول والخروج فيها متساويتان، استخدم مقدار الخطوة ≈ (1 − التداخل) × 2Nc(1 + m) / m²، حيث إن N هو الرقم البؤري الاسمي، وc هو مقدار التمويه المسموح الذي تختاره عند مستوى المستشعر بالملليمتر، وm هو مقدار التكبير. اشتُق التقريب الأساسي لعمق المجال في الماكرو في الشرح التقني من Coin Imaging.
هذا الدليل مخصص للمصور الذي يضبط زيادات الحركة الفعلية على سكة تركيز لتصوير موضوع إبداعي ثابت، مثل تفصيل خزفي محكم الملمس. لا يكفي مقدار التكبير وحده لتحديد التباعد؛ إذ تؤثر فتحة العدسة والتمويه المقبول والنموذج البصري أيضًا. يمنحك هذا الحساب نقطة بداية تختبرها قبل التقاط مجموعة الصور كاملة.
ما الذي يقيسه مقدار خطوة تكديس التركيز؟
يعني مقدار الخطوة هنا المسافة التي تتحركها الكاميرا والعدسة ذات التركيز الثابت بين مرات التعريض على امتداد المحور البصري. تصف Canon سكة التركيز بأنها وسيلة لضبط موضع الكاميرا بدقة في العمق عند التقاط سلسلة تكديس. أبقِ ضبط تركيز العدسة ثابتًا أثناء استخدام هذه الطريقة. تصوير الماكرو: كيف تحصل على صور حادة!
تختلف خطوة فعلية مقدارها 0.05 mm عن إعداد في قائمة الكاميرا يُسمى «عرض خطوة التركيز». توضح Nikon أن كاميرتها D850 تحسب التغيير في مسافة التركيز باستخدام معلومات العدسة، بما فيها البعد البؤري وفتحة العدسة. لذلك لا يمكن قراءة إعداداتها المرقمة مباشرةً على أنها ملليمترات من حركة السكة. إزاحة التركيز، الأساسيات: تكديس التركيز
اختر طريقة التحكم قبل إجراء الحساب. إذا كانت السكة تقبل الملليمترات أو الميكرومترات، تنطبق الأمثلة التالية مباشرةً. وإذا كنت تستخدم تدرّج التركيز الداخلي، فاتبع تعليمات الكاميرا واختبر زياداتها المرقمة مع العدسة وفتحة العدسة الفعليتين.
ما القياسات التي تحتاج إليها أولًا؟
سجّل مقدار التكبير وفتحة العدسة ومعيار التمويه. لقياس مقدار التكبير، صوّر مسطرة عبر الإطار عند ضبط العدسة الذي تنوي استخدامه. اقسم عرض المستشعر الفعلي على عرض الموضوع الظاهر عبر الصورة كاملة: m = عرض المستشعر / عرض مجال الموضوع. يشرح توثيق Zerene طريقة القياس هذه. استخدم وحدات متطابقة وبُعد المستشعر المقابل. تقديرات عمق المجال للماكرو/الميكرو (عمق المجال، ومقادير الخطوات)
في مثال توضيحي لمستشعر عرضه 24 mm يعرض 12 mm من الموضوع، تكون m = 24 / 12 = 2، أي تكبير بنسبة 2:1. قِس المجال قبل قص الصورة؛ وإلا فلن يعود عرض المستشعر والمجال المقاس متوافقين.
بعد ذلك، حدّد ما إذا كانت قيمة فتحة العدسة اسمية أم فعالة. عندما تكون نسبة الحدقتين 1، يكون الرقم البؤري الفعال تقريبًا N × (1 + m). تعرض بعض أنظمة الكاميرات القيمة الفعالة بالفعل. تميّز حاسبة Zerene بين هذين الإدخالين، لذا تحقّق مما يقدمه إعدادك قبل إدخال قيمة. حاسبة عمق المجال
أخيرًا، اختر c، أي قطر دائرة الالتباس عند المستشعر. وهو يعبّر عن مقدار تمويه عدم التركيز الذي تقبله. تتيح Zerene إدخاله بالملليمترات أو بالبكسل؛ ويُحسب عرض البكسل بقسمة عرض المستشعر على عدد البكسلات عبره. على سبيل المثال، تتضمن صورة توضيحية بعرض 24 mm و6,000 بكسل بكسلات عرضها 0.004 mm. إذا اخترت معيار تمويه عدم تركيز مقداره بكسلان، تصبح c = 0.008 mm. هذا افتراض معلن للحساب، وليس حدًا عالميًا للحدة. حاسبة عمق المجال
كيف تحوّل عمق المجال إلى زيادة حركة على السكة؟
التقريب الهندسي للماكرو، بما يشمل تكبير الحدقة، هو D ≈ 2Nc(1 + m/P) / m². تمثل D إجمالي عمق المجال في فضاء الموضوع بالملليمترات، وتمثل P قطر حدقة الخروج مقسومًا على قطر حدقة الدخول. يؤدي تعيين P = 1 إلى تبسيطها إلى D ≈ 2Nc(1 + m) / m². يشرح اشتقاق Coin Imaging تقريب عمق المجال الصغير الكامن وراء هذه المعادلة. إذا كانت P غير معروفة، فاذكر افتراض تساوي الحدقتين بدلًا من التعامل معه على أنه خاصية مقاسة للعدسة. اشتقاق معادلة عمق المجال للماكرو
طبّق التداخل على نحو مستقل: s = (1 − o)D، حيث إن s هو تباعد السكة وo هو نسبة التداخل. لذا يعني التداخل بنسبة 30% أن s = 0.70D، ولا يعني أن s = 0.30D. تقترح Zerene استخدام نحو 0.7 من قيم العمق الواردة في جداولها كضبط عملي للتداخل. أما هنا، فتمثل 30% اختيارًا أوليًا للاختبار مطبقًا على التقدير الهندسي. تقديرات عمق المجال للماكرو/الميكرو (عمق المجال، ومقادير الخطوات)
لا تقسّم D على اثنين مرة أخرى؛ فالمعادلة تقدّر بالفعل إجمالي العمق حول مستوى التركيز. واحرص أيضًا على اتساق الوحدات. عندما تكون c بالملليمترات، تكون D وs بالملليمترات؛ اضرب الناتج في 1,000 لتحويل مقدار الخطوة إلى ميكرومترات.
كيف يبدو حساب كامل عند تكبير 2:1؟
افترض أن m = 2، وفتحة العدسة الاسمية N = 5.6، وc = 0.008 mm، وP = 1، والتداخل o = 0.30. هذه مدخلات توضيحية وليست قياسات مأخوذة من كاميرا أو عدسة بعينها.
- احسب إجمالي عمق المجال الهندسي: D ≈ 2 × 5.6 × 0.008 × (1 + 2) / 2² = 0.0672 mm.
- طبّق التداخل: s = 0.70 × 0.0672 = 0.04704 mm.
- حوّل الوحدات: 0.04704 mm = 47.04 µm.
- اختر إعدادًا مدعومًا للسكة لا يتجاوز هذه القيمة—مثل 0.047 mm، إن كان متاحًا—ثم اختبره.
تغيّر المقارنة التالية مقدار التكبير وحده. تبقى فتحة العدسة f/5.6 الاسمية، وتبقى c = 0.008 mm، وP = 1، والتداخل 30%. القيم أمثلة حسابية توضيحية، مقربة للعرض.
| مقدار التكبير | عمق المجال الهندسي المقدّر | خطوة السكة المبدئية |
|---|---|---|
| 0.5:1 | 0.5376 mm | 0.3763 mm |
| 1:1 | 0.1792 mm | 0.1254 mm |
| 2:1 | 0.0672 mm | 0.0470 mm |
| 3:1 | 0.0398 mm | 0.0279 mm |
| 5:1 | 0.0215 mm | 0.0151 mm |
وفق هذه الافتراضات، يؤدي مضاعفة مقدار التكبير من 1:1 إلى 2:1 إلى خفض التباعد ليصبح 37.5% من قيمته السابقة. أعد الحساب بعد تغيير مقدار التكبير بدلًا من الاعتماد على قاعدة عامة مفادها أن مضاعفة مقدار التكبير تقلل الخطوة دائمًا إلى الربع.
لماذا قد تقترح حاسبة أخرى خطوة أكبر؟
تحقق من النموذج البصري قبل مقارنة النتائج. يستخدم الحساب أعلاه التمويه الهندسي الناتج عن عدم التركيز وقيمة c مختارة صراحةً. وتحسب Zerene أيضًا عمق المجال باستخدام البصريات الموجية، مع أخذ الحيود في الحسبان. توصي حاسبتها الموثقة بالقيمة الأكبر بين قيمتي الطريقة الكلاسيكية والبصريات الموجية، ثم تطبق التداخل. لذلك قد تعكس النتيجة المختلفة معيارًا مختلفًا بدلًا من خطأ حسابي. حاسبة عمق المجال
تجنب إغلاق فتحة العدسة لمجرد زيادة التباعد. توضح Canon أن الفتحات الأصغر تزيد عمق المجال، لكنها قد تقلل الوضوح بسبب الحيود. اختر فتحة تحافظ على التفاصيل التي تريدها في الإطارات الفردية، ثم حدّد التباعد المناسب لها. تصوير الماكرو: كيف تحصل على صور حادة!
تتطلب الأهداف المجهرية عناية خاصة. لا تكفي تسميات مقدار التكبير وحدها كمدخلات؛ فالفتحة العددية مهمة. توفر Zerene جدولًا منفصلًا لهذه الأهداف يستند إلى الفتحة العددية. استخدم هذه الطريقة عندما يُحدَّد نظامك البصري بالفتحة العددية بدلًا من استبدالها برقم بؤري فوتوغرافي مفترض. تقديرات عمق المجال للماكرو/الميكرو (عمق المجال، ومقادير الخطوات)
كم إطارًا يغطي العمق المقصود؟
عرّف L بأنه المسافة بين موضعي مستوى التركيز الأول والأخير المطلوبين. عند استخدام خطوة ثابتة s، احسب عدد الإطارات = ceil(L/s) + 1، حيث تعني ceil التقريب إلى الأعلى. يشمل هذا طرفي المجال. وتتجنب هذه الطريقة عمدًا الاعتماد على هوامش عمق المجال الخارجية لتغطية الموضوع.
في مثال توضيحي حيث L = 2.00 mm والخطوة المختارة s = 0.047 mm، يكون عدد الإطارات = ceil(2.00 / 0.047) + 1 = 44. تضم هذه الإطارات 43 فاصلًا وتمتد لمسافة 2.021 mm. إذا مددت موضع البداية أو النهاية، فأدرج مسافة الحركة الإضافية هذه في L قبل إعادة الحساب.
استخدم الإعداد المقرب الذي أدخلته فعليًا إلى وحدة التحكم بالسكة. فقد يختلف عدد الإطارات المحسوب بقيمة غير مقربة عن مقدار الحركة الناتج عن الزيادة المختارة.
كيف تتحقق من الخطوة قبل تصوير مجموعة الصور كاملة؟
التقط سلسلة معايرة قصيرة لسطح مائل ذي نسيج دقيق عند مقدار التكبير وفتحة العدسة اللذين اخترتهما. توصي Zerene بالتقاط إطارات متقاربة، ثم مقارنة مجموعات مكدسة تتكون من كل إطار ثانٍ أو ثالث أو إطار تالٍ، للعثور على أكبر فاصل لا يسبب أشرطة تركيز ظاهرة. ويوفر ذلك تحققًا عمليًا يناسب معداتك ومتطلبات المشاهدة لديك. تقديرات عمق المجال للماكرو/الميكرو (عمق المجال، ومقادير الخطوات)
على سبيل المثال، أنشئ سلسلة اختبار بخطوة 0.020 mm. قارن المجموعة كاملة بنسخ تستخدم كل إطار ثانٍ وكل إطار ثالث، وهو ما يمثل تباعدًا مقداره 0.040 mm و0.060 mm. أبقِ إعدادات المعالجة متسقة وافحص المناطق ذات النسيج نفسها بحجم الإخراج الذي تنويه.
إذا ظهر شريط ضبابي، افحص الإطارات المصدر التي تغطي ذلك الموضع. إذا لم تصبح التفاصيل حادة في أي إطار، فجرّب تباعدًا أصغر. وإذا وُجد إطار مصدر حاد لكن الصورة المركبة بقيت ضبابية في ذلك الموضع، فافحص المحاذاة والمزج قبل تغيير زيادة حركة السكة. تعرض Nikon أمثلة على أشرطة متناوبة من الحدة والضبابية بسبب زيادة عرض خطوة التركيز. إزاحة التركيز، الأساسيات: تكديس التركيز
سجّل مقدار التكبير، واصطلاح فتحة العدسة، ومعيار التمويه، والتباعد المختبَر، وحجم الإخراج. ابدأ كل إعداد جديد بالحساب، ثم اعتمد مقدار التباعد الذي يدعمه اختبارك القصير. وهكذا يتحول تقدير نظري لعمق المجال إلى إعداد قابل للتكرار للصورة التي تريد التقاطها.