لنزهای چشم‌ماهی برای عکاسی دایره‌ای!

موبنا – لنز چشم‌ماهی (Fisheye) یکی از لنزهای واید با زاویه بالا محسوب می‌شود که در عکاسی‌های حرفه‌ای مزایای فراوان دارد و می‌تواند با ایجاد اعوجاج بصری، امکان تصویربرداری در حالت پانوراما یا تصاویر کشیده شده را فراهم کند. لنزهای چشم‌ماهی به گونه‌ای ساخته شده‌اند که امکان تصویربرداری با زاویه گسترده را فراهم می‌کنند و به جای تولید تصویر با خطوط مستقیم و ارایه یک عکس مستطیلی، از سیستم ویژه نقشه‌برداری محیط پیرامون بهره می‌برند و در نهایت باعث می‌شوند تصاویر به شکل غوطه‌ور یا غیرخطی نمایان شوند.

اصطلاح چشم‌ماهی یا همان Fisheye نخستین بار در سال ۱۹۰۶ میلادی مورد استفاده قرار گرفت و آن زمان یک مخترع و فیزیکدان آمریکایی به نام «رابرت وود» بر اساس آناتومی چشم ماهی بررسی کرد که  چگونه می‌توان دنیا را با تصاویر غیرخطی مشاهده کرد و در نهایت عکس‌هایی گرفت که شبیه به دنیای زیر آب باشد. نخستین تجربه عملی او همکارانش برای ساخت ابزاری با این قابلیت در دهه ۱۹۲۰ میلادی صورت گرفت و او سعی کرد از اختراع خود در عرصه هواشناسی بهره ببرد و از این طریق بتواند ساختار و نحوه تشکیل ابرها را مشاهده کند. او ابزار خود مخصوص هواشناسی را «لنز کل آسمان» نامگذاری کرد. زاویه دید لنز چشم‌ماهی معمولا بین ۱۰۰ تا ۱۸۰ درجه است و در مقابل، فاصله کانونی آن بسته به فرم فیلم می‌تواند تغییر کند.

تولید انبوه لنزهای چشم‌ماهی برای عکاسی نخستین بار در اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی صورت گرفت و این ابزار جانبی برای گرفتن تصاویر منحصر به‌فرد و تغییر داده شده به کار می‌رفت. لنز چشم‌ماهی برای فرمت معمول فیلم‌های ۳۵ میلیمتری با زاویه دایره‌ای بین ۸ تا ۱۰ میلیمتری استفاده می‌شد و همچنین برای تصاویر فول-فریم هم زاویه آن بین ۱۵ تا ۱۶ میلیمتر در نظر گرفته شده بود. با گذشت زمان و ظهور دوربین‌های دیجیتال، تصویرگردهای الکترونیکی کوچک از جمله ۶.۴ میلیمتری و ۸.۵ میلیمتری با حسگرهای CCD یا CMOS هم روی کار آمد و فاصله کانونی مینیاتوری لنزهای چشم‌ماهی بین یک تا ۲ میلیمتر محاسبه شد.

این نوع لنزها هم اکنون دیگر انواع برنامه‌های کاربردی از جمله سیستم‌های پروژه‌سازی تصویری مبتنی بر لنز چشم‌ماهی را شامل می‌شوند یا اینکه از طریق رایانه و قابلیت‌های گرافیکی تصویر نهایی به صورت نیم‌کره‌ای و غیرخطی نمایان می‌شود. لنزهای چشم‌ماهی همچنین برای عکاسی‌های علمی کاربرد بسیار زیادی دارند و به عنوان مثال برای تصویربرداری از شهاب‌سنگ‌ها یا شفق قطبی از آنها استفاده می‌شود. همچنین محققان در جریان مطالعه روی کرات دور، ساختار منظومه شمسی، نحوه تابش اشعه خورشید به زمین و … به صورت گسترده از این لنز استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که مردم به صورت عادی از چنین لنزهایی در چشمی درها برای مشاهده گسترده‌تر فضای پشت در بسته نیز استفاده می‌کنند.

کاربرد در عکاسی                                                 

در یک لنز چشم‌ماهی دایره‌ای، تصویری دایره‌ای تشکیل شده روی فیلم یا محفظه حسگر ثبت می‌شود؛ ولی در لنزهای فول-فریم چشم‌ماهی دایره تصویر به گونه‌ای است که در اطراف فیلم یا حسگر ایجاد خواهد شد.

علاوه بر این، لنزهای متفاوت چشم‌ماهی هم وجود دارند که تصاویر را در اشکال مختلف ثبت می‌کنند و شیوه منحرف کردن تصویر خطی در آنها به نحوه عملکرد لنز برمی‌گردد. یک نوع متداول در این دسته از ابزارهای جانبی تصویربرداری لنزهای چشم‌ماهی با زاویه تقاربی است.

اگرچه این روزها فیلترهای نرم‌افزاری چشم‌ماهی در دوربین و روی رایانه‌ها ارایه شده است، ولی آنها نمی‌توانند زاویه دید تصاویر را مشابه یک لنز چشم‌ماهی واقعی امتداد دهند و آن را باز کنند.

چشم‌ماهی دایره‌ای

نخستین مدل لنزهای چشم‌ماهی که توسعه یافت «چشم‌ماهی دایره‌ای» نام داشت. این لنز می‌توانست نیمکره ۱۸۰ درجه‌ای تهیه کند و آن را روی فریم‌های فیلم به نمایش بگذارد. برخی از انواع لنزهای چشم‌ماهی دایره‌ای در پروژکتورهای ارتوپدی و ابزارهای علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لنزها یک زاویه دید عمودی ۱۸۰ درجه در اختیار دارند که البته زاویه دید افقی و مورب آنها نیز ۱۸۰ درجه است. بیشتر لنز‌های چشم‌ماهی دایره‌ای نسبت به لنزهای مستطیلی یک تصویر دایره‌ای کوچکتر را پوشش می‌دهند. بنابراین گوشه‌های قاب تصویر تهیه شده با این لنزها معمولا تاریک است.

چشم‌ماهی فول-فریم

به دنبال افزایش محبوبیت لنزهای چشم‌ماهی در عکاسی‌های عمومی و کاربری‌های روزمره، شرکت‌های تولیدکننده دوربین تصمیم گرفتند لنزهای چشم‌ماهی را با دایره تصویر گسترده‌تر ارایه کنند تا بتوانند تمام بخش‌های یک فریم مستطیلی را پوشش دهند. در نتیجه این تلاش‌ها ابزاری به نام «لنز چشم‌ماهی فول-فریم» ساخته شد.

زاویه تصویری که با این لنزها تولید می‌شود از هر گوشه به گوشه دیگر ۱۸۰ درجه‌ای است. این زاویه دید ۱۸۰ درجه در حالی شکل می‌گیرد که زوایای افقی و عمودی تصویر کوچک‌تر هستند. این روزها برای یک لنز چشم‌ماهی فول‌فریم ۱۵ میلیمتری معمولا زاویه افقی ۱۴۷ درجه و زاویه عمودی ۹۴ درجه در نظر گرفته می‌شود.

لنزهای فول‌فریم چشم‌ماهی که به تولید انبوه رسیدند ۱۶ میلیمتری بودند و شرکت نیکون در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی تولید گسترده آنها را آغاز کرد. در این میان دوربین‌های دیجیتالی با حسگرهای APS-C به لنزهای ۱۰.۵ میلیمتری نیاز دارند که به عنوان مثال شرکت کانن هم اکنون در دوربین‌های جدید خود  با حسگرهای APS-C از لنز ۱۰ میلیمتری استفاده می‌کند تا بتواند تاثیر مشابه لنزهای ۱۶ میلیمتری در دوربین‌های مجهز به لنز فول-فریم را برجا بگذارد.

فاصله کانونی

شرکت «سیگما» هم اکنون یک لنز چشم‌ماهی ۴.۵ میلیمتری تولید می‌کند که قادر است تصاویر با زاویه دید ۱۸۰ درجه‌ای را ارایه کند. شرکت «سانکس» نیز موفق به ساخت لنز چشم‌ماهی ۵.۶ میلیمتری شده است که امکان تصویربرداری دایره‌ای ۱۸۰ درجه را روی دوربین‌های DSLR مدل ۱.۵x نیکون و ۱.۶x کانن فراهم می‌کند.

شرکت نیکون نیز موفق به ساخت لنزهای چشم‌ماهی ۶ میلیمتری دایره‌ای شده بود که نخستین بار توسط یک کمپانی دیگر موسوم به «آنتراکتیکا» ارایه شد. این لنز به گونه‌ای است که میدان دید با زاویه ۲۲۰ درجه را فراهم می‌آورد تا قابلیت تصویربرداری از زمین و آسمان و تمامی محیط اطراف آن به صورت همزمان فراهم شود. البته باید توجه داشت که تولید این لنزها دیگر در شرکت نیکون ادامه ندارد و هم‌ اکنون در ابزارهای جانبی واقعیت مجازی از جمله سیستم «کوئیک‌تایم وی‌آر» و «آی‌پی‌آی‌ایکس» به کار می‌رود. با توجه به اینکه لنزهای مذکور زاویه دید بسیار گسترده را فراهم می‌کنند، پردازش اطلاعات مربوط به تصویر نهایی در آن به دشواری انجام می‌شود و این لنزها وزنی معادل ۵.۲ کیلوگرم دارند،‌ قطر آنها ۲۳۶ میلیمتر محاسبه می‌شود، طول آن ۱۷۱ میلیمتر گزارش شده است و زاویه دید لنز هم ۲۲۰ درجه است. این لنز روی یک دوربین کوچک و معمول SLR با دریچه لنز ۳۵ میلیمتر نصب می‌شود و یک بخش ویژه و اختصاصی برای قرار گرفته روی سه‌پایه دارد که به طور معمول این قابلیت در لنزهای بزرگ با فوکوس بالا، یا در لنزهای تِله مشاهده می‌شود تا فشار وارد شده به لنز کاهش یابد و لنز سنگین باعث سقوط دوربین نشود. این لنز بسیار نادر است و با این وجود یک شرکت ژاپنی به نام «انتانیا» به تازگی تولید آن را آغاز کرده است تا مبتنی بر استاندارد «میکرو چهار سه» آن را ارایه کند. این استاندارد امکان تصویربرداری با زاویه دید ۲۵۰ درجه را با فاصله کانونی ۰.۳ میلیمتر فراهم می‌کند. لنز ژاپنی جدید ۱.۶ کیلوگرم وزن دارد و از دیگر مشخصه‌های آن می‌توان به قطر ۱۲۰ میلیمتری و طول ۱۰۰ میلیمتری اشاره کرد.

یک لنز ۸ میلیمتر چشم‌ماهی که شرکت نیکون هم آن را تولید می‌کند می‌تواند برای فعالیت‌های علمی بسیار مناسب باشد. زیرا برای آن پروژکتور هم‌سطح در نظر گرفته شده است که می‌تواند فواصل را در شعاع تصویری دایره‌ای متناسب با زاویه دید هماهنگ کند.

چشم‌ماهی مینیاتوری

دوربین‌های دیجیتالی مینیاتوری، به خصوص مدل‌هایی که برای سیستم‌های امنیتی مورد استفاده قرار می‌گیرند معمولا به چنین لنزهایی مجهز می‌شوند. لنزهای چشم‌ماهی مینیاتوری برای تصویرگرها با فرمت‌ کوچک CCD/CMOS ساخته می‌شوند و معمولا به صورت عمومی یا در سیستم‌های امنیتی به مصرف می‌رسند. اندازه فرمت معمول این لنزها یک‌چهارم اینچ (در محوطه فعال ۳.۶ در ۲.۷ میلیمتر)، یک‌سوم اینچ (در محوطه فعال ۴.۸ در ۳.۶ میلیمتر) و یک‌دوم اینچ (در محوطه فعال ۶.۶ در ۴.۸ میلیمتر) است. بسته به محوطه فعال تصویرگر، همین لنز می‌تواند تصاویر دایره‌ای را روی یک تصویرگر واحد ایجاد کند یا به شکل فول‌فریم مورد استفاده قرار گیرد.