دیافراگم (Diaphragm) اصولا در داخل استوانه لنز قرار گرفته است و شبیه به پرده ای است که در وسط آن روزنه ای وجود دارد..
روزنه دیافراگم (Aperture) در وسط دیافراگم است و اندازه ورود نور به داخل محفظه دوربین را کنترل می کند. هر چه روزنه دیافراگم بزرگتری انتخاب کنیم، نور بیشتری وارد دوربین می شود.
اندازه روزنه دیافراگم در دوربین های عکاسی قابل تغییر است. این روزنه قابلیت کوچک شدن و بزرگ شدن دارد و با تغییر اندازه آن، میزان نور ورودی به داخل دوربین تنظیم می شود. اندازه های مختلف روزنه دیافراگم با اعداد مشخصی نمایش داده می شود و هر عدد نشان دهنده اندازه خاصی از بزرگی روزنه دیافراگم است که مقدار نور مشخصی را از خود عبور می دهد.
f/2.0 |f/5.6 |f/22
با تغییر اندازه روزنه دیافراگم ، مقدار نور ورودی به دوربین عکاسی تغییر می کند.
اعداد روزنه دیافراگم
اندازه روزنه دیافراگم در دوربین های عکاسی قابل تنظیم است. برای هر اندازه از بزرگی یا کوچکی روزنه دیافراگم یک عدد استاندارد تعریف شده است که این عدد در همه دوربین ها معادل هم می باشند و به آن عدد f یا عدد دیافراگم می گویند و به صورت حرف لاتین f بر روی یک عدد صحیح نمایش داده می شود. مثلا f/16 و یا f/5.6
اما در هنگام گفتن اندازه دیافراگم مثلا عدد f/16 به اختصار گفته می شود روزنه دیافراگم با عدد f/16 و گاهی اوقات هم حرف f گفته نمی شود و فقط عدد ذکر می گردد مثلا گفته می شود اندازه دیافراگم 16 است. برای هر اندازه از روزنه دیافراگم، اعداد مشخصی تعریف شده است که بر روی همه دوربین ها ثابت اند. این اعداد به ترتیب عبارتند از:
1.4 2 2.8 4 5.6 8 11 16 22 32
هرچه عدد بزرگتر باشد، یعنی اندازه روزنه دیافراگم کوچکتر است و بر عکس عدد کوچکتر نشانه روزنه دیافراگم بزرگتر است.
برای هر اندازه از بزرگی یا کوچکی روزنه دیافراگم یک عدد استاندارد تعریف شده است که این عدد در همه دوربین ها معادل هم می باشند و به یک میزان نور عبور می دهند.
اندازه های مختلف روزنه دیافراگم که نسبت به هم یک گام فاصله دارند.
تعریف گام (Stop) در دیافراگم
فاصله بین هر دو عدد پشت سر هم دیافراگم به عنوان یک گام (Stop) یا f-Stop خوانده می شود. مقدار نوری که از یک دیافراگم عبور می کند نسبت به دیافراگم بعدی یا قبلی دو برابر یا نصف است. مثلا روزنه دیافراگم f/4 نصف نوری که از دیافراگم f/2.8 می گذرد را عبور می دهد. پس با تغییر هر عدد به عدد بالاتر (یعنی یک گام)، روزنه دیافراگم کوچکتر شده و نور ورودی به داخل دوربین نصف می شود.
به یک مثال دیگر توجه کنید: اگر عدد f را از 11 به 16 تغییر دهیم، میزان نوری که از دیافراگم می گذرد نصف اندازه نوری است که با عدد دیافراگم 11 عبور می کرد و اگر عدد f را یعنی همان عدد دیافراگم را، از 11 به یک شماره پایین تر ببریم (عدد 8)، یعنی یک گام کمتر، پس روزنه دیافراگم بزرگتر شده و نور ورودی به دوربین دو برابر می شود و اگر یک شماره دیگر از عدد f کم کنیم (عدد 5.6 )، نور ورودی به دوربین نسبت به دیافراگم 11 ، چهار برابر می شود.
پس دقت کنید که عدد دیافراگم با اندازه روزنه دیافراگم نسبت عکس دارد. یعنی عدد بزرگتر به معنی روزنه کوچکتر و ورود نور بیشتر است.
فرمول محاسبه عدد روزنه دیافراگم
نحوه تاثیر دیافراگم بر روی نوردهی تصویر
اگر بخواهیم یک مقدار نور ثابت وارد محفظه دوربین شود مثلا با یک روزنه دیافراگم و یک سرعت شاتر مشخص، اگر روزنه دیافراگم را یک گام (F-stop) باز تر کنیم، یعنی نور ورودی را دو برابر کرده ایم، پس لازم است سرعت شاتر را یک گام بیشتر کنیم تا با کاهش زمان ورود نور به سطح سنسور، اثر افزایش نور ناشی از بازتر شدن روزنه دیافراگم را جبران کند و در نتیجه همان میزان نور قبلی تامین شود.
دقت شود که هر چه عدد دیافراگم بزرگتر شود اندازه قطر روزنه آن کوچکتر می شود و میزان ورودی نور کمتر می گردد. پس برای جبران آن باید سرعت شاتر را کمتر کنیم تا اجازه دهد نور در زمان بیشتری وارد دوربین شود تا همان میزان نور قبلی را داشته باشیم.
برای توضیح بیشتر به این مثال توجه فرمایید (تصویر زیر): اگر مقدار ثابتی از نور را معادل یک سطل پر از آب در نظر بگیریم، برای پر کردن آن، هر چه شیر آب را بیشتر باز کنیم تا آب بیشتری در لحظه جاری شود (شبیه باز کردن دیافراگم)، سطل زودتر پر می شود. از طرفی اگر شیر آب را ببندیم تا آنجا که آب کمی از شیر جاری شود، لازم است که مدت زمان بیشتری شیر باز باشد (شبیه به شاتر دوربین) تا سطل کاملا پر شود.
مقایسه شباهت عملکرد روزنه دیافراگم و سرعت شاتر با پر کردن سطل از شیر آب
اگر سرعت شاتر دوربین عکاسی را ثابت نگه داریم ، با تغییر در اندازه روزنه دیافراگم، میزان نوری که وارد دوربین می شود تغییر خواهد کرد.
بنابراین با کاهش اندازه روزنه دیافراگم ( افزایش عدد f )، تصویر تاریک تر خواهد شد.
در سرعت شاتر ثابت با افزایش عدد روزنه دیافراگم تصویر تاریک تر می شود.
تاثیر اندازه دیافراگم بر عمق میدان (DOF)
عمق میدان (Depth of Field) به مسافتی در جلو دوربین عکاسی گفته می شودکه در تصویر بصورت واضح و شارپ دیده می شود. این فاصله بین جلو و عقب نقطه فوکوس است. هر چه این فاصله بیشتر باشد، عمق میدان تصویر هم بیشتر است.
در نقطه ای که دوربین بر روی آن فوکوس می شود، هر عنصر دیگری نیز که در سطح نقطه فوکوس باشد واضح و شارپ خواهد بود.
در نواحی جلو و عقب نقطه فوکوس تا مسافت مشخصی هر عنصر دیگری که در صحنه باشد بصورت واضح و شارپ دیده خواهد شد و هر عنصری که در این فاصله قرار نداشته باشد ناواضح و تار می گردد. در واقع این مسافت که در دو طرف نقطه فوکوس است و همه عناصر داخل آن واضح دیده می شود، عمق میدان وضوح تصویر می باشد.
هر چه روزنه دیافراگم بازتر باشد (F کوچکتر) عمق میدان کمتر است و هر چه اندازه روزنه دیافراگم کمتر باشد (F بزرگتر) عمق میدان تصویر بیشتر می باشد.
پس اگر هنگام تنظیم نوردهی دوربین، از عدد های کوچک دیافراگم استفاده کنیم، عمق میدان تصویر کوچک خواهد شد. به عبارتی عمق میدان، فقط ناحیه کمی در جلو و عقب نقطه فوکوس را تشکیل می دهد و بقیه عناصر صحنه تار یا فلو می شوند.
با کوچک کردن روزنه دیافراگم، عمق میدان افزایش می یابد و محدوده وضوح تصویر در جلو و عقب نقطه فوکوس گسترش می یابد.
نمایش تفاوت در عمق میدان با دیافراگم های مختلف
هر چه عمق میدان تصویر بزرگ تر باشد، مسافت بیشتری در جلو و عقب نقطه فوکوس، واضح و شارپ است. اگر عمق میدان خیلی بزرگ بشود تمام عناصر صحنه تا نقطه بینهایت شارپ دیده می شود.
معمولا محدوده عمق میدان در دو طرف نقطه فوکوس توزیع شده است. حدود یک سوم آن در جلوی نقطه فوکوس و حدود دو سوم آن در ناحیه ی پشت نقطه فوکوس قرار می گیرد. پس عناصری که در یک سوم جلویی و دو سوم عقبی نقطه فوکوس، در ناحیه عمق میدان قرار دارند در تصویر بصورت واضح دیده می شوند.
تاثیر اندازه دیافراگم بر عمق میدان تصویر
البته عوامل دیگری نیز بر عمق میدان تاثیر می گذارند، همچون فاصله کانونی لنز و فاصله سوژه تا دوربین که در مباحث مربوط به عمق میدان شرح داده خواهند شد.
مقایسه دیافراگم های مختلف و تاثیر آنها بر میزان نور ورودی و عمق میدان تصویر