مقایسه زوم اپتیکال با زوم دیجیتال

در هر شرایطی، اعم از عکاسی از گروهی روی سن، کودکی در زمین فوتبال یا حیوانی در طبیعت، نمی‌توانید انتظار داشته باشید تنظیمات موردنظر شما در عکاسی به درستی عمل کند. به همین دلیل است که دوربین‌ها از قابلیت‌های زوم دیجیتال و اپتیکال برخوردار هستند. اما این دو قابلیت دو فناوری متفاوت هستند؛ بنابراین دانستن عملکرد آن‌ها و زمان مناسب استفاده از آن‌ها حائز اهمیت است.

زوم اپتیکال از لنزها برای بزرگنمایی یک تصویر با نمای دور  استفاده می‌کند. می‌توانید دوربین‌هایی با قیمت کمتر از ۱۵۰ دلار با ضریب زوم ۱۰x پیدا کنید. حتی زوم‌های  ۳۰X و ۶۰X در حال رواج هستند.

با این حال، اگر توضیحات محصول مربوط به این دوربین‌ها را بخوانید، اغلب اوقات یک عدد زوم دوم و بزرگتر را هم مشاهده می‌کنید. این عدد، زوم دیجیتال است: پردازنده‌ی دوربین مرکز عکس را کراپ می‌کند.

البته زوم اپتیکال بهتر است؛ زیرا برای پر کردن کامل سنسور تصویر به بزرگنمایی تصویر می‌پردازد. فرض کنید سنسور تصویر، ده مگاپیکسل است. زوم دیجیتال برای بزرگ‌نمایی، بخش مرکزی تصویری را که لنز روی سنسور انداخته است دریافت می‌کند، برای مثال از یک تصویر ده مگاپیکسلی، ۶ مگاپیکسل را می‌گیرد. پردازنده دوربین برای برابری تعداد پیکسل‌های تصویری که از زوم دیجیتال به دست آمده، پیکسل‌هایی را تولید کرده و سایز تصویر را افزایش می‌دهد، هرچند در این فرایند جزئیات نمایش داده شده به همراه کیفیت تصویر کاهش پیدا می‌کند.

استیو هینیر، مدیر ارشد فنی نیکون می‌گوید «زمانی زوم دیجیتال عملکرد بسیار بدی داشت و به غیر از برش ساده‌ی تصویر، حرف زیادی برای گفتن نداشت.»

اما امروزه با وجود تعداد پیکسل‌های بالا، پردازنده‌های قدرتمند تصویر و الگوریتم‌های هوشمندتر، زوم اپتیکال و زوم دیجیتال را تا ضریب ۲X افزایش می‌دهند و نتایج آن به خوبی زوم اپتیکال می‌شود. این ویژگی برای تلفن‌های هوشمند که فاقد لنز زوم هستند، مفید است.

زوم دیجیتال مثل گذشته نیست

وقتی شنیدیم زوم دیجیتال تا چه اندازه پیشرفت کرده، ابتدا کمی شک کردیم. اما بعد از تست دو دوربین کامپکت نیکون و یک دوربین سونی، قانع شدیم. زوم دیجیتال آیفون ۷ به این اندازه‌ تأثیرگذار نبود اما هنوز هم برای عکس‌ها قابل و کلوزآپ‌های ویدئویی بسیار مناسب است. (تمام تصاویر به فرمت JPEG ثبت شدند که متداول‌ترین فرمت کاربردی است).

عکاسی از سیم‌کشی دکل مخابراتی (بدون زوم)

چپ: استفاده از زوم ترکیبی اپتیکال و دیجیتال A900 برای دستیابی به فاصله‌ی کانونی ۱۱۷۴ میلی‌متری (۱.۴ بزرگنمایی دیجیتال). راست: استفاده از زوم اپتیکال B700 صرفاً برای ثبت همان کیفیت.

کار را با دو دوربین ۲۰ مگاپیکسلی نیکون شروع کردیم. Coolpix A900 با قیمت ۴۰۰ دلار و یک لنز زوم ۳۵x که فاصله‌ی کانونی هم ارز آن در یک DSLR کامل ، هم‌ارز با ۸۴۰ میلی‌متر است. Coolpix B700 با قیمت ۴۵۰ دلار که دارای زوم اپتیکال ۶۰x و هم‌ارز با ۱۱۴۰ میلی‌متر است. با این کار توانستیم تصاویر و ویدئوهای سوژه‌های یکسان را صرفاً با استفاده از زوم اپتیکال برای B700 و زوم اپتیکال به علاوه‌ی دیجیتال برای A900 مقایسه کنیم.

برای سوژه‌هایی در فاصله‌ی چندصد متر، مانند سیم‌کشی پیچیده بالای یک دکل مخابراتی، هیچ تفاوتی بین زوم دیجیتال و اپتیکال وجود نداشت، حتی با بزرگنمایی صددرصد تصاویر روی صفحه‌ی نمایش ۲۵۶۰x1600 رتینای مک بوک پرو، این تفاوت دیده نشد.

باسیلیکای میسون دولورز از یک فاصله بدون زوم.

سمت چپ: A900 با زوم ترکیبی اپتیکال و دیجیتال ۱۵۱۳ میلی‌متر (۱.۸ بزرگنمایی دیجیتال). راست: همان عکس با زوم اپتیکال و کیفیت عکس بالاتر B700 (فاصله‌ی کانونی ۱۴۴۰ میلی‌متر).

عکس B700 که با فاصله‌ی کانونی ۱۴۴۰ میلی‌متر ثبت شده است، به اندازه‌ی کافی برای نمایش تزئینات باروکی و موزاییک‌های رنگی که گنبد زنگوله‌ای برج را پوشانده‌اند، شارپ است.  افزایش زوم اپتیکال کوتاه‌تر A900 با بزرگنمایی دیجیتالی ۱.۸ ، جزئیات را اندکی محو کرد اما برای این فاصله‌ی دور زیاد هم بد نبود.

ویدئو

استفاده از زوم دیجیتال برای اغلب کارهای ویدئویی مناسب است. با ضبط ویدئوهای ۱۰۸۰p HD از برگریزان یک درخت در فاصله‌ی ۴۰۰ فوتی؛ جدای از تغییرات ضبط رنگ و صدای هر دوربین، هیچ تفاوت دیگری درکیفیت زوم دیجیتال و اپتیکال ترکیبی ویدئو در دوربین‌های A900 و زوم ویدئویی اپتیکال B700 وجود ندارد.

کراپ کردن در برنامه‌ی تلفن‌های هوشمندی مثل اپلیکیشن iOS Camera آسان است.

این نتیجه عجیب نیست. هر دو دوربین سنسور ۲۰ مگاپیکسلی دارند، اما ویدئوی ۱۰۸۰p تنها ۲ مگاپیکسل است (ویدئوی ۴K/‎ UHD تقریبا ۸ مگاپیکسل است). پس حتی با  استفاده از بخش مرکزی سنسور، دوربین برای تولید ویدئو پیکسل‌های بیشتری را در اختیار دارد – پس بخش زیادی از  آن‌ها را حذف می‌کند. دوربین‌ها فریم‌های ویدئویی را کمتر شارپ می‌کنند و حرکت، حالتی بلوری و محو را ایجاد می‌کند پس کاهش اتلاف کیفیت زوم دیجیتال تا اندازه‌ای دشوار است.

جایگزین کراپ

روشی دیگر برای زوم دیجیتال در یک عکس وجود دارد؛ عکس گرفتن با زوم اپتیکال و سپس کراپ کردن به سمت مرکز عکس. هر نرم‌افزار ویرایش تصویر می‌تواند مثل برنامه‌های دوربین تلفن‌های هوشمند این کار را انجام دهد، این نرم‌افزار معمولا در دوربین‌های کامپکت یا فشرده نصب می‌شود. اینجا است که تفاوت کم ولی مهم است. هر دو فرآیند با کراپ به سمت مرکز عکس شروع می‌شوند اما در زوم دیجیتال، با اضافه کردن پیکسل‌های سازنده برای ثابت نگه‌داشتن تعداد مگاپیکسل‌ها با یک تصویر فول سنسور، یک مرحله‌ی دیگر هم اضافه می‌شود.

کراپ کردن در برنامه‌ی تلفن‌های هوشمندی مثل اپلیکیشن iOS Camera آسان است.

کراپ، چند سال پیش و زمانی که سنسور دوربین‌ها ۵ یا ۶ مگاپیکسل بود، اهمیت داشت. اما با سنسورهای کنونی ۱۲ تا ۲۰ مگاپیکسلی (و بالاتر)، تنها بخش کوچکی از عکس کافی است. این مثال را درنظر بگیرید: یک تلویزیون بزرگ ۴K تنها ۸ مگاپیکسل وضوح دارد. تصاویر روی اسنپ‌چت، فیس‌بوک یا اینستاگرام کوچک‌تر هستند. حتی با برش دادن زیاد عکس  بدون نیاز به پردازشگر تصویر دوربین و پرکننده‌های بیشتر، به اندازه‌ی کافی پیکسل خواهید داشت. برش دادن با جزئیات بالا در عکاسی RAW بهترین روش کراپ است.

چپ: یک تصویر با زوم دیجیتال از Nikon A900. راست: تصویر کراپ‌شده، زوم اپتیکال

اما دوربین‌های فشرده باری دیگر در تصاویر JPEG ما را شگفت‌زده می‌کنند. در تصاویری که از یک دکل تلفنی و از فاصله‌ی تقریبی ۱۵ متری ثبت شده‌‌اند، به زحمت می‌توان بین دو عکس ثبت شده با Nikon A900 تفاوتی پیدا کرد؛ یکی از عکس‌ها در آخرین حد زوم اپتیکال (فاصله‌ی کانونی ۸۴۰ میلی‌متری) برای تطبیق برش یافته و دیگری با استفاده از زوم اپتیکال به علاوه‌ی زوم دیجیتال در فاصله‌ی کانونی ۱۵۱۲ میلی‌متری ثبت شده است (بزرگنمایی دیجیتال ۱.۸ برابر).

الگوی یکسانی برای دوربین ۲۰ مگاپیکسلی Sony Cyber shot RX100 III وجود دارد؛ تصاویر زیر از فاصله‌ی ۱.۵ متری و با استفاده از زوم اپتیکال حداکثر سونی (فاصله‌ی کانونی ۷۰ میلی‌متر) ثبت شده است و برای تطبیق عکسی با زوم اپتیکال و دیجیتال ۱۰۵ میلی‌متری (بزرگ‌نمایی ۱.۵ برابر) در کنار آن قرار گرفته است.

سونی در مورد توصیف عملکرد فناوری ClearImage Zoom خود زیرکانه عمل می‌کند و به نظر می‌رسد که بر پایگاه‌داده‌ی داخلی اشیای مشترک تأکید می‌کند تا به صورت هوشمند جزئیات از دست رفته در فرآیند زوم دیجیتال را بازگرداند؛ و واقعا هم نتیجه رضایت‌بخش است.

همان تصویر با زوم دیجیتال ClearImage در فاصله‌ی کانونی ۱۰۵ میلی‌متر (چپ) و یک تصویر برش‌خورده با زوم اپتیکال ۷۰ میلی‌متری (راست)

محدودیت‌های تلفن هوشمند

با وجود پیشرفت محسوس الگوریتم‌های زوم دیجیتال، اما این موضوع هنوز در دنیای گوشی‌های هوشمند خود را به خوبی نشان نداده است. با استفاده از همان روش پیشین عکاسی کلوزآپ با زوم دیجیتال (فاصله‌ی کانونی ۲۸ میلی‌متر) و در فاصله‌ی کمی دورتر (۴۸ میلی‌متر)، شاهد محو شدن جزئیات در تصاویر با زوم دیجیتال بودیم. البته این مساله دلایل مختلفی دارد.

تصویر با زوم دیجیتال (چپ) و تصویر کمی دورتر با زوم دیجیتال (راست)

تعداد پیکسل‌های آیفون ۷ (گوشی مورد استفاده جهت بررسی عملکرد زوم دیجیتال) کمتر است  – ‍۱۲ در مقابل ۲۰ مگاپیکسل برای دوربین‌های خانگی و بزرگ‌تر. و الگوریتم‌های زوم آن حداقل با استفاده از اپلیکیشن Apple Photos زیاد هم پیچیده و موثر نیستند. اما خوشبختانه، زوم دیجیتال ویدئو در آیفون به خوبی دوربین‌های نیکون است.

گزینه‌ی بهتر می‌تواند خرید گوشی هوشمند‌ی مثل آیفون ۷ پلاس باشد. این گوشی مجهز به دو دوربین است، یکی با لنز ۲۸ میلی‌متری و دیگری با لنز ۵۶ میلی‌متری که در نهایت بزرگنمایی دو برابر را به ارمغان می‌آورد.

وسواسی‌ها در مقابل واقع‌گراها

به بیان واضح‌تر، زوم اپتیکال قطعا عملکرد بهتری نسبت به زوم دیجیتال دارد. در یک دنیای بی‌نقص می‌توانید از لنز‌های اپتیکال درجه‌ یک استفاده کنید. در دنیای واقعی، وقتی لنز زوم دوربین شما نتواند فواصل دور را ثبت کند – و نخواهید زمان زیادی را صرف ویرایش عکس‌ها کنید – زوم دیجیتال گزینه‌‌ای مناسب و ثابت برای موقعیت‌های مختلف است.

سارا ارجمند