Home / اسلایدر / مفاهیم پایه صدا و تصویر – بخش اول
مفاهیم پایه صدا و تصویر – بخش اول

مفاهیم پایه صدا و تصویر – بخش اول

در این سری مقالات می خواهیم مخاطبان سایت را با مفاهیم پایه صدا و تصویر آشنا کنیم. این مقالات بصورت فهرست وار ارائه شده و اکثر مفاهیم صدا و تصویر را چه در حوزه آنالوگ و چه در حوزه دیجیتال در بر می گیرد.

لازم می دانم در ابتدای امر از جناب مهندس اسماعیلی که زحمت گردآوری این جزوه را کشیده و آنرا در اختیار من قرار داده اند تشکر نمایم.

موضوعات مطرح شده در این بخش عبارتند از: امواج الکترو مغناطیس، نور و رنگ

مفاهيم پايه

1- تشعشعات الكترومغناطيس و نور:

همانطوركه ميدانيد انرژي درفضا بصورت امواج الكترومغناطيس منتشرميگردد و محدوده فركانسي امواج الكترومغناطيس بسياروسيع ميباشد. همانگونه كه درشكل مشخص است، طيف امواج الكترومغناطيس شامل امواج راديويي، مادون قرمز، امواج قابل رويت (نور مرئی)، ماوراء بنفش، اشعة X، گاما و اشعه كيهاني ميباشد.

AVC2شکل 1) طيف امواج الکترومغناطيس

نورازجنس امواج الكترومغناطيس بوده و درواقع چيزي كه بعنوان نورمرئي شناخته ميشود و توسط چشم انسان قابل درك است محدوده باريكي از طيف امواج الكترومغناطيس ميباشد. (محدوده نور مرئی در شکل بالا مشخص شده است).

معمولاً درمحاسبات طيف امواج مرئي يا همان نور به جاي فركانس از مشخصه طول موج استفاده ميگردد. بدين ترتيب طيف امواج قابل رويت (نور) طول موجي بين 380 تا 760 نانومتردارند. به عنوان مثال طول موج رنگ قرمز 700 نانومتر، سبز 546 نانومتر و آبي 436 نانومتر ميباشد. رابطه بين فركانس وطول موج به شرح ذيل است كه درآن λ  معرف طول موج، v معرف سرعت موج و f معرف فركانس ميباشد و براي امواج الکترومغناطيس v برابر c يا سرعت نور است.

v/f=λ

2- نور خورشيد:

نور خورشيد نور سفيد طبيعي براي ما محسوب ميشود. اين نور بطور پيوسته تمام طيف فركانس نور مرئي را از ماوراء بنفش تا مادون قرمز مي پوشاند. بنابراين نور خورشيد نور مركب كامل است. اولين بار نيوتن طي آزمايشي با بکارگيري منشور نور سفيد را تجزيه کرد. بدين ترتيب توانست هفت رنگ حاكم در طيف فركانس نور مرئي از قرمز تا بنفش ( قرمز، نارنجي، زرد، سبز، آبي، نيلي، بنفش) را تفكيك نمايد.

AVC3شکل 2) تجزيه نور توسط منشور

3- ادراك رنگها:

در حالت عادي بينايي، چشم انسان مشخصات اشياء و اجسام مورد نظر را به دو صورت مختلف تجزيه كرده و توسط اعصاب بينايي به مركز اعصاب منتقل مي سازد اين دوحالت عبارتند از:

1-3 )  شكل (مشخصات هندسي)

2-3 )  رنگ

دقت اين دو نوع اطلاعات بستگي به ابعاد جسم، طبيعت نوري كه شي را روشن كرده و فاصله بين جسم و چشم شخص ناظر دارد. بدين ترتيب مثلاً در نور روز يا آسمان روشن، هر چه ابعاد شي بزرگتر باشد، جسم با دقت بيشتري ديده مي شود و تشخيص رنگ آن كاملتر است. در حالي كه براي اشياء ظريف يا كوچک كيفيت تشخيص چه از نظر ابعاد و چه از جهت دريافت اطلاعات رنگي مربوط به آن جسم به هيچ وجه دقيق نمي باشد.

در نور شب، چشم ابعاد جسم را تشخيص داده ولي كليه رنگها را مخلوط و بصورت خاكستري مي بيند زيرا با كاهش نور، حساسيت تشخيص رنگ چشم كاهش يافته تا جايي كه بكلي محو مي گردد.

بحث ديگری که در ادراک رنگ از اهميت ويژه ای برخوردار است درجه حرارت رنگ ميباشد.

4- درجه حرارت رنگ (دمای رنگ):

درتوضيح درجه حرارت رنگ يا اصطلاحا دماي رنگ ميبايست گفت رنگ منبع نوري با استفاده ازکربن حرارت يافته به عنوان يک مبنا تعريف ميشود (بدنه سياه رنگ جذب کننده تمامي پرتوها و تشعشعات بدون هيچگونه ارسال وانعکاس مي باشد). هنگاميکه يک قطعه کربن حرارت داده شود و به دمای مطلق برسد (درواحد کلوين يا K) شروع به برافروخته شدن و نور ساطع کردن، ميکند.

توزيع طيفي نور ايجاد شده ازمنبع نوری، با درجه حرارت مطلق متناسب با آن نور تعريف ميگردد و به عنوان درجه حرارت رنگ ناميده ميشود. چشم انسان نسبت به تغييرات رنگ منبع نور قابليت انطباق دارد و رنگ سوژه تحت شرايط نوري متفاوت مثل نورخورشيد، لامپ هالوژن، نورشمع و… قابل تشخيص خواهد بود اما دوربينها نميتوانند بصورت اتوماتيک با دماي رنگ منبع نور مطابقت پيدا کنند و رنگ دريافت شده توسط دوربين رنگ متفاوتي نسبت به رنگ واقعي خواهد بود.

لذا انتخاب فيلتر تبديل دماي رنگ مناسب براي محيط تصويربرداری، ضروری به نظرميرسد تا از اين طريق يک پردازش رنگ صحيح حاصل گردد. برای نمونه درجه حرارت رنگ چند منبع نوری بصورت تقريبی در جدول ذيل آمده است.

AVC4جدول 1) جدول درجه حرارت چند منبع نوري

5- فيزيولوژي چشم انسان:

درواقع قسمتي از ساختمان داخلي چشم که شبكيه ناميده مي شود، نقش تجزيه اطلاعات مربوط به اجسام را به دو قسمت متفاوت (روشنايي و رنگ) دارد. شبكيه داراي ميليونها سلول عصبي است كه از دو نوع مختلف تشكيل شده اند:

1-5 ) سلولهاي استوانه اي:

اين سلولها كه به روشنايي حساس مي باشند، فقط اطلاعات مربوط به ابعاد جسم را دريافت مي كنند و تعداد اين سلول ها بالغ بر 100 ميليون مي باشد.

2-5 ) سلولهاي مخروطي:

اين سلولها به رنگ حساس بوده و دريافت اطلاعات رنگي توسط آنها انجام مي گيرد و تعداد اين مخروطها بين 5 تا 10 ميليون مي باشد و برحسب نوع حساسيت، اين سلولها به سه گروه تقسيم مي شوند. گروه حساس به رنگ قرمز، حساس به رنگ آبي و بالاخره حساس به رنگ سبز كه تركيب تاثير اين سه گروه مختلف باعث تشخيص رنگ مي گردد.

سلولهاي استوانه ای كه مربوط به اطلاعات روشنايي هستند نه تنها از نظر تعداد خيلي بيشتر از سلولهاي مخروطي هستند بلكه خيلي حساس تر از سلولهاي مخروطي نيز مي باشند.

بهر حال نسبت بين اين دو حساسيت بستگي به ميزان نور منعكس شده از جسم دارد. هر چه مقدار نور انعكاسي جسم بيشتر باشد، تشخيص رنگ دقيق تر انجام ميشود و بالعكس هر چه نور كمتر باشد، تشخيص رنگ كاهش يافته تا جايي كه براي نور شب تشخيص رنگ از بين مي رود درحاليكه تشخيص شكل جسم هنوز امكان پذيراست و يا بصورت ديگر مي توانيم بگوئيم در روشنايي های كم خاصيت تشخيص و تفكيك رنگها تا حد محو شدن كامل كاهش مي يابد. با زياد شدن نور دريافتي، سلولهاي مخروطي و استوانه اي از يكديگر دور شده و در حالت عكس به يكديگر بيش از بيش نزديك مي شوند.

Leave a Reply

Your email address will not be published.