كيفية حساب التكبير الماكروي باستخدام أنابيب التمديد ومستشعرات الاقتصاص

يقارن التكبير، ويُسمى أيضًا نسبة إعادة الإنتاج، بين الحجم الفعلي للصورة على المستشعر والحجم الحقيقي للهدف. عند 1:1، أو 1×، يُنتج هدف حجمه 10 مم صورةً على المستشعر حجمها 10 مم. وعند 1:2، أو 0.5×، يبلغ حجم صورته 5 مم. تصف نيكون إعادة الإنتاج بالحجم الطبيعي وفق هذه المصطلحات على مستوى المستشعر. نيكون: تجربة التصوير الماكروي في المنزل.

الحساب الأساسي هو m = حجم الصورة على المستشعر ÷ الحجم الفعلي للهدف. تكبير الصورة على الشاشة مقدار منفصل: فالتكبير إلى جزء من صورة على شاشة يغيّر حجمها المعروض من دون أن يغيّر نسبة إعادة الإنتاج عند التقاطها.

هذا التمييز مهم عند مقارنة الكاميرات. تشغل صورة هدف بعرض 10 مم نسبةً أكبر من مستشعر أصغر، رغم بقاء حجم الصورة الفعلي 10 مم. وهذا ناتج مباشرةً عن تعريف نسبة إعادة الإنتاج.

أنبوب التمديد فاصل أجوف يوضع بين الكاميرا والعدسة. إبعاد العدسة عن المستشعر يتيح التركيز من مسافة أقرب وزيادة التكبير. لا تحتوي الأنابيب على عناصر بصرية إضافية، ويمكن تركيب الأنابيب المتوافقة بعضها مع بعض؛ اجمع أطوال التمديد المحددة لها عند حساب الطول الإجمالي. كامبريدج إن كولور: أنابيب التمديد الماكرو وعدسات التقريب.

استخدم m ≈ m₀ + E/f، حيث:

• m هو التكبير المقدّر باستخدام الأنبوب.
• m₀ هو تكبير العدسة من دون أنبوب عند إعداد التركيز المحدد.
• E هو مقدار التمديد المضاف بالملليمتر.
• f هو البعد البؤري للعدسة عند إعداد التركيز المحدد، بالملليمتر.

يشتق كلاف هذه العلاقة من مسافة الصورة والبعد البؤري للعدسة. كيف تؤثر أنابيب التمديد في التكبير.

إذا افترضنا، للتوضيح، عدسة 50 مم بتكبير أقصى أصلي قدره 0.20×، فإن إضافة تمديد بطول 20 مم تعطي m ≈ 0.20 + 20/50 = 0.60×. هذه نتيجة تقديرية عند ضبط العدسة على أقرب مسافة تركيز، بافتراض أن بعدها البؤري ذي الصلة يظل نحو 50 مم.

إذا ضبطت العدسة بدلًا من ذلك على اللانهاية، فإن تكبيرها الأصلي يقترب من الصفر، لذا يصبح التقدير المبسط m ≈ E/f. عندها يعطي أنبوب التمديد نفسه بطول 20 مم على تلك العدسة ذات البعد البؤري 50 مم تكبيرًا يقارب 0.40×. لذلك يجب إدراج موضع حلقة التركيز في حسابك؛ فطول الأنبوب وحده لا يحدد النتيجة.

استخدم البعد البؤري الفعلي للعدسة في هذه المعادلة. إذا كانت العدسة موسومة بأنها 50 مم، فلا تستبدل ببعدها البؤري المكافئ بعد الاقتصاص.

توضح نيكون أن المستشعر الأصغر يسجّل جزءًا مركزيًا أضيق من الصورة التي تُسقطها العدسة، من دون أن يغيّر الخصائص البصرية للعدسة فعليًا. لذلك، فإن تغيير حجم المستشعر مع الإبقاء على الإعداد البصري كما هو لا يغيّر نسبة إعادة الإنتاج. نيكون: ما عامل الاقتصاص وكيف أحسبه؟.

لحساب عرض الهدف الذي يتسع عبر الإطار، أعد ترتيب تعريف نسبة إعادة الإنتاج: عرض مجال الهدف = عرض المستشعر النشط ÷ التكبير. استخدم عرض المستشعر المحدد في وثائق الكاميرا ومساحة الصورة المسجّلة فعليًا. تستخدم المقارنة التالية مستشعرين افتراضيين بعرض 36 مم و24 مم:

التكبير البصري	عرض المجال على مستشعر بعرض 36 مم	عرض المجال على مستشعر بعرض 24 مم
0.50×	72 مم	48 مم
0.60×	60 مم	40 مم
1.00×	36 مم	24 مم

عند تكبير 0.60×، يُسقط جسم بعرض 20 مم صورةً بعرض 12 مم. ويشغل ثلث عرض المستشعر ذي العرض 36 مم ونصف عرض المستشعر ذي العرض 24 مم. يمنح المستشعر الأصغر تأطيرًا أضيق عند التكبير البصري نفسه.

لمقارنة التأطير الأفقي، احسب التكبير المكافئ للإطار الكامل = m × 36/عرض المستشعر. وهكذا فإن تكبير 0.60× على المستشعر الافتراضي ذي العرض 24 مم يعطي تغطية أفقية للهدف مماثلة لتكبير 0.90× على مستشعر بعرض 36 مم. سمِّ هذه القيمة مكافئًا للتأطير؛ يظل التكبير البصري 0.60×.

كما أن استخدام عرض المستشعر مباشرةً يزيل الالتباس عند مقارنة تنسيقات بأبعاد عرض إلى ارتفاع مختلفة. احسب التغطية الرأسية على حدة باستخدام ارتفاع المستشعر ÷ m كلما أمكن أن يحدد ارتفاع الهدف ما إذا كان سيتسع.

ابدأ بالتكوين الذي تريده. ليكن W العرض الفعلي للهدف، وS عرض المستشعر، وp النسبة التي تريد أن يشغلها الهدف من عرض الإطار. يجب استخدام الوحدة نفسها لجميع الأبعاد الفيزيائية.

وفق تعريف نسبة إعادة الإنتاج، يبلغ العرض المطلوب للصورة على المستشعر p × S، لذا فإن التكبير المستهدف = p × S/W. وبإعادة ترتيب تقدير التمديد، نحصل على التمديد المطلوب ≈ f × (التكبير المستهدف − m₀).

لنفترض أنك تريد أن يشغل جسم زخرفي عرضه 30 مم نسبة 80% من إطار مستشعر افتراضي عرضه 24 مم. لديك العدسة التوضيحية ذات البعد البؤري 50 مم والتكبير الأقصى الأصلي 0.20×:

1. التكبير المستهدف = 0.80 × 24/30 = 0.64×.
2. التمديد المطلوب ≈ 50 × (0.64 − 0.20) = 22 مم.
3. عرض المجال المتوقع = 24/0.64 = 37.5 مم.
4. إشغال الهدف للإطار = 30/37.5 = 80%.

يوفر طول تمديد متاح قريب نقطة بداية. وفي ظل الافتراضات نفسها، توضح هذه الحسابات لماذا قد يؤدي تركيب كل أنبوب تملكه إلى تكوين أضيق من اللازم:

التمديد المضاف	التكبير المقدّر	عرض المجال على المستشعر الافتراضي ذي العرض 24 مم	هل يتسع الهدف البالغ 30 مم أفقيًا؟
0 مم	0.20×	120 مم	نعم، مع مساحة محيطة كبيرة
12 مم	0.44×	54.5 مم	نعم
20 مم	0.60×	40 مم	نعم، ويشغل 75% من العرض
36 مم	0.92×	26.1 مم	لا، عند إعداد التركيز هذا

إذا أعطى الحساب تمديدًا صفرًا أو سالبًا، فلا يحتاج التكوين المطلوب إلى تكبير إضافي عند الإعداد الأصلي المحدد. جرّب العدسة من دون أنبوب واضبط التركيز وموضع الكاميرا. إذا غيّرت التركيز، فأعد الحساب أو قِس نسبة إعادة الإنتاج الناتجة.

يتمثل القيد الرئيسي في استخدام البعد البؤري المطبوع على العدسة كما لو أنه لا يتغير عند مسافات التركيز المختلفة. ويشير تحليل كلاف الأصلي إلى أن البعد البؤري ينخفض عادةً أثناء التركيز القريب، ويوضح كيف يتغير كسب التمديد المتوقع عند استخدام البعد البؤري الخاص بالتركيز القريب. كيف تؤثر أنابيب التمديد في التكبير.

اعتبر الحسابات التي تستخدم البعد البؤري المحدد على العدسة تقديرات للتخطيط. وإذا وفّرت الشركة المصنّعة جدول تكبير لتركيبة العدسة والأنبوب الخاصة بك، فاستخدم تلك المعلومات لتحسين التوقع.

تقدم تعليمات Canon EF50mm f/1.8 STM مثالًا واقعيًا مفيدًا. فهي تحدد التكبير الأقصى الأصلي بأنه 0.21×، والتكبير مع EF12 II بأنه 0.24–0.45×، ومع EF25 II بأنه 0.53–0.74×. وهذه نطاقات عبر إعدادات التركيز. تعليمات Canon EF50mm f/1.8 STM، مواصفات أنابيب التمديد.

باستخدام البعد البؤري المحدد، 50 مم، يُتوقع حد أقصى قدره 0.21 + 25/50 = 0.71× مع تمديد 25 مم، مقارنةً بقيمة 0.74× التي تحددها Canon. توضح هذه المقارنة لماذا ينبغي ألا تتجاوز المعادلة التقريبية مواصفة موثقة.

كما أن التكبير لا يوضح المسافة المتاحة بين الهدف ومقدمة العدسة. قيّم هذه المسافة على حدة عند ترتيب التكوين والإضاءة. تقلل أنابيب التمديد نطاق المسافات التي تستطيع العدسة التركيز عندها، بما في ذلك فقدان القدرة على التركيز على الأهداف البعيدة. كامبريدج إن كولور: اعتبارات أنابيب التمديد.

تتيح لك صورة للمسطرة التحقق من النتيجة من دون الحاجة إلى معرفة البعد البؤري للعدسة عند التركيز القريب. والطريقة التالية مشتقة من تعريف نسبة إعادة الإنتاج: إذا امتد عرض معلوم للهدف على عرض المستشعر المسجّل بالكامل، فإن التكبير هو النسبة بينهما.

1. اعثر على العرض الفعلي لمستشعر الكاميرا في المواصفات الرسمية. استخدم العرض النشط إذا كنت تسجّل مساحة صورة مقتطعة.
2. ركّب الأنبوب والعدسة المختارين، وحدد طولًا بؤريًا، واضبط موضع التركيز الذي تريد اختباره.
3. ضع مسطرة ملليمترية موازية لمستوى المستشعر، بحيث يمر تدريجها أفقيًا عبر مركز الإطار.
4. حرّك الكاميرا أو المسطرة حتى يصبح التدريج واضحًا. أبقِ إعداد التركيز كما هو أثناء هذا الضبط.
5. التقط الإطار كاملًا واقرأ المسافة على المسطرة بين حافتي الصورة اليمنى واليسرى. تجنّب استخدام نسخة مقتطعة لاحقًا أو مصححة المنظور.
6. احسب التكبير المقاس = عرض المستشعر النشط ÷ امتداد المسطرة الظاهر.

على سبيل المثال، إذا سجّل مستشعر افتراضي بعرض 24 مم مقدارًا يبلغ 30 مم بالضبط من المسطرة عبر الإطار، فإن m = 24/30 = 0.80×. وهذه هي نسبة إعادة الإنتاج البصرية المقاسة. أما مكافئ التأطير الأفقي للإطار الكامل فهو 0.80 × 36/24 = 1.20×.

أبقِ المسطرة موازية للمستشعر واقرأ فواصل الملليمترات الكاملة بعناية. يؤدي إمالة التدريج أو تغيير اقتصاص الصورة إلى أخطاء في القياس. سجّل طول الأنبوب، والبعد البؤري، وإعداد التركيز، وامتداد المسطرة الظاهر، ونسبة إعادة الإنتاج المحسوبة كي تتمكن من تكرار الإعداد.

استخدم معادلة التمديد لاختيار تركيبة مبدئية، وأبعاد المستشعر لتوقّع التكوين، وصورة المسطرة لتحديد النسبة الفعلية. بعد أن يستوعب مجال الرؤية المقاس هدفك والمساحة المحيطة التي تريدها، استبدل بالمسطرة الهدف وأبقِ الإعدادات البصرية نفسها عند التصوير.

• في بؤرة الاهتمام: تجربة التصوير الماكروي في المنزل — نيكون
• أنابيب التمديد الماكرو وعدسات التقريب — كامبريدج إن كولور
• كيف تؤثر أنابيب التمديد في التكبير — بيل كلاف، فوتونز تو فوتوز
• ما عامل الاقتصاص وكيف أحسبه؟ شرح DX وFX — نيكون
• تعليمات EF50mm f/1.8 STM — Canon