“Diffraction Limited” เรื่องไม่ลับความคมชัดของเลนส์

 

“F ยิ่งแคบภาพถ่ายยิ่งคมคุณอาจจะเข้าใจเช่นนั้น แต่มันเป็นความเข้าใจที่ ผิด” !?

MAIN

นอกจากจะทำหน้าที่ในการควบคุมปริมาณแสงที่จะเข้าสู่เซนเซอร์รับภาพแล้ว รูรับแสงหรือที่เราเรียกกันย่อๆ ว่า “F” ยังทำหน้าที่ในการควบคุมพื้นที่ช่วงระยะชัด หรือ “Depth of Field” ด้วย ก็เป็นที่รู้กันว่ายิ่งรูรับแสงกว้างมากเท่าไหร่ (ตัวเลข F น้อย) ก็จะยิ่งลดพื้นที่ระยะชัดให้แคบลง ซึ่งเราก็จะเรียกมันว่า ชัดตื้นในทางกลับกัน ยิ่งรูรับแสงแคบมากเท่าไหร่ (ตัวเลข F มาก) ก็จะยิ่งขยายพื้นที่ระยะชัดให้กว้างออกไปมากยิ่งขึ้น หรือที่เรียกกันว่า ชัดลึกนั่นเอง

F

เราใช้วิธีคิดแบบนี้มานานแล้วในการถ่ายภาพ ยิ่งนานวันความเข้าใจในเรื่องนี้ก็จะควบรวมเอาคำว่า ช่วงระยะชัดและ ความคมชัดเข้ามาอยู่ด้วยกันจนเข้าใจว่าเป็นเรื่องเดียวกัน และในที่สุดก็กลายเป็นว่า ยิ่งบีบรูรับแสงให้แคบมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งได้ภาพที่คมชัดมากขึ้นเท่านั้น

ซึ่งก็เพราะความแตกต่างของทั้งสองวลีที่ถูกควบรวมกันนี้เองจึงเป็นที่มาของความเข้าใจผิด

ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกับทั้งสองวลีนี้ก่อน

 • ช่วงระยะชัด (Depth of Field)

หมายถึง พื้นที่ซึ่งแสงจะอยู่ในโฟกัสของภาพถ่าย หากพ้นจากพื้นที่นี้ไปภาพก็จะค่อยๆ เบลอออกไปมากขึ้นเป็นลำดับ ซึ่งเราสามารถควบคุมพื้นที่นี้ได้โดยการใช้รูรับแสงของเลนส์ และมันก็ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างกล้องไปถึงพื้นที่นั้นๆ ด้วย ยิ่งบีบรูรับแสงให้แคบมากเท่าไหร่พื้นที่นี้ก็จะยิ่งขยายออกไปมากขึ้น

 • ความคมชัด (Sharpness)

หมายถึง ความชัดเจนของสิ่งที่ปรากฏอยู่ในภาพอันสามารถสังเกตเห็นได้ด้วยสายตา ไม่เกิดอาการพร่ามัวตามเส้นขอบของวัตถุและตัววัตถุเอง ซึ่งความคมชัดนี้จะเกิดขึ้นจากระดับค่า Contrast หรือความเปรียบต่างในระดับที่ตัดกัน ยิ่งตัดกันมากก็จะยิ่งคมชัดมาก ระดับการไล่จาง (Fade) ตามเส้นขอบวัตถุน้อยยิ่งน้อยก็จะยิ่งคมชัดมาก

 

ด้วยความที่ใกล้เคียงจนเกือบจะเหมือนกันจึงทำให้ทั้งสองวลีนี้กลายเป็นคำในความหมายอย่างเดียวกันในความเข้าใจของคนถ่ายภาพทั่วไปในที่สุด ดังนั้นเมื่อต้องการภาพที่คมชัดมากก็จะยิ่งใช้รูรับแสงแคบเพื่อเพิ่มช่วงระยะชัดให้มากขึ้น ซึ่งเป็นความเข้าใจที่คลาดเคลื่อน

FStop_Compare

เพราะในความเป็นจริงแล้ว ยิ่งเราบีบรูรับแสงแคบมากขึ้น ถึงแม้ว่าช่วงระยะชัดจะถูกขยายออกให้กว้างขึ้นแต่ความคมชัดก็จะยิ่งลดลง ซึ่งมันจะเกิดมาจากอาการพร่ามัวของแสงอันวิ่งผ่านรูรับแสงแคบๆ เข้ามาภายใน

ปรากฏการณ์เช่นนี้เรียกว่า “Diffraction Limited” (ดิฟแฟรคชั่น ลิมิต) ซึ่งเกิดจากการกระจายตัวของคลื่นแสงที่ผ่านกลีบรูรับแสง ยิ่งแคบมากมันก็จะยิ่งฟุ้งกระจายมาก ดังนั้นถึงมันจะเป็นจุดโฟกัสก็จริงแต่แสงอันพร่ามัวจากปรากฏการณ์นี้จะยิ่งทำให้ระดับความคมชัดลดลงไป

Diffraction

เหมือนกับที่คุณมองผ่านกระจกสองบานซึ่งเห็นภาพภายนอกเช่นเดียวกัน แต่อีกบานจะคมชัดน้อยกว่าเพราะกระจกมีฝ้าบางๆ หรือรอยคราบจับอยู่ ภาพที่เห็นนั้นอยู่ในระยะชัดเหมือนกัน แต่ความคมชัดกระจ่างตาแตกต่างกัน

คุณสามารถทดสอบเรื่องนี้ได้ง่ายๆ โดยการหรี่ตาลงเล็กน้อย ภาพที่มองเห็นจะชัดเจนขึ้น แต่เมื่อหรี่ตามากๆ ภาพที่เห็นก็จะเสียความชัดเจนลงไป

ปรากฏการณ์นี้เป็นเรื่องปกติที่มีอยู่ในเลนส์ถ่ายภาพทุกตัว ที่รูรับแสงกว้างสุดนั้นก็จะปรากฏเรื่องนี้อยู่บ้างแต่เป็นระดับต่ำจนอาจจะสังเกตไม่เห็น เมื่อบีบรูรับแสงให้แคบลงมาประมาณสัก 2 สตอปก็จะทำให้ความคมชัดดีขึ้น และจะยังคงอยู่ไประยะหนึ่งจนกระทั่งเข้าเขต “Limited” หรือรูรับแสงในระดับที่ทำให้เกิดอาการ Diffraction ยกตัวอย่างเช่นที่ F/16 เป็นต้นไป ซึ่งหลังจากนี้ก็จะยิ่งทำให้ความคมชัดของภาพถ่ายถูกลดทอนลงอันเนื่องมาจากการกระจายหรือ กระเจิงของแสงนั่นเอง

เรื่องนี้ยังมีปัจจัยแวดล้อมประกอบอีกหลายประการ อีกทั้งคุณสมบัติและประสิทธิภาพของเลนส์ก็มีส่วน ในรูรับแสงขนาดเดียวกันและเลนส์ระยะเท่ากัน เลนส์เกรดโปรที่ใช้ชิ้นเลนส์ประสิทธิภาพสูงกว่าก็จะมีอาการกระเจิงของแสงน้อยกว่า ภาพถ่ายที่ได้จึงยังคงดูคมชัดกว่า เป็นต้น

นอกจากนี้การกระเจิงแสงในรูรับแสงแคบยังต้องพิจารณาต่อขนาดของจุดรับแสงในเซนเซอร์รับภาพ หรือที่เรียกว่า “Pixel Size” ของกล้องแต่ละรุ่นด้วย ซึ่งขนาดของพิกเซลที่เล็กกว่าก็จะยิ่ง ไวต่อลักษณะการกระเจิงแสง เพราะจุดที่ตกกระทบของแสงลงไปในแต่ละพิกเซลนั้นจะเกิดอาการขอบฟุ้งออกมาได้มากกว่าอันเนื่องมาจากมีพื้นที่รับแสงน้อยกว่า (สำหรับในแต่ละพิกเซล) ดังนั้นที่รูรับแสงเดียวกันของเลนส์ตัวเดียวกัน อาจจะเห็นอาการได้ชัดกว่าสำหรับกล้องที่มีความละเอียดสูง

คุณจึงแทบจะไม่เห็นรูรับแสงที่แคบกว่า F/8 เลยสำหรับกล้อง Compact อันเนื่องมาจากมันมีขนาดของเซนเซอร์รับภาพที่เล็กมากนั่นเอง

ดังนั้นคุณควรทดสอบเลนส์และกล้องที่ครอบครองอยู่โดยเฉพาะเพื่อให้รู้ว่า มันจะให้ผลในเรื่องของระดับความคมชัดได้มากที่สุดในจุดใด เพราะเรื่องของ Pixel Size นี่เองที่อาจจะทำให้คุณสับสนเมื่อทดลองเลนส์ตัวเดียวกันในกล้องต่างรุ่นกันก็เป็นได้

เรื่องราวในปรากฏการณ์นี้นี่เองที่เป็นเหตุผลว่า คุณไม่ควรใช้รูรับแสงที่บีบแคบมากเกินไปหากต้องการความคมชัดเป็นหลัก ซึ่งถ้าคุณต้องการลดปริมาณแสงที่เข้าสู่กล้องในการถ่ายภาพแบบต่างๆ ก็ควรเลือกใช้ฟิลเตอร์ลดแสงอย่าง ND (Neutral Density) จะเหมาะสมกว่าการบีบรูรับแสงแคบ แต่ก็อย่าลืมว่าควรเป็นฟิลเตอร์ที่มีคุณภาพดี ไม่อย่างนั้นแล้วมันก็จะลดความคมชัดลงเช่นเดียวกัน

ในการพูดถึงระดับความคมชัดสูงสุดของเลนส์แบบกว้างๆ เราจึงได้ยินการพูดถึง “F/8” มากที่สุด เพราะเป็นค่ากว้างๆ ในระดับที่จะให้ความคมชัดสูงสุดเพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์นี้นั่นเอง แต่นี่ไม่ใช่ค่าที่เหมาะสมสำหรับเลนส์ทุกตัว เป็นเพียงค่ากว้างๆ เท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ไม่ได้หมายความว่าห้ามใช้รูรับแสงแคบมากๆ มันยังคงใช้งานได้เพียงแต่ระดับความคมชัดก็จะถูกลดทอนลงอันเนื่องมาจากการกระเจิงของแสง คุณจึงควรพิจารณาเรื่องนี้อย่างรอบคอบหากความคมชัดคือสิ่งที่คุณหวังเอาไว้สูงสุด ไม่อย่างนั้นแล้วก็อาจจะงงได้ในเมื่อเห็นบอกว่ายิ่งบีบ F แคบมากภาพก็จะยิ่งคมชัด แต่ทำไมภาพที่ได้จึงไม่เห็นจะคมชัดอย่างที่ควรจะเป็น?

ความจริงมันอยู่ในโฟกัสแล้ว แต่เกิดความพร่าอันมัวเนื่องจากการกระเจิงของแสงนั่นแหละ

ซึ่งก็คือที่มาของ “Diffraction Limited” ที่กล่าวมาแล้วนี่เอง.

10 กุมพาพันธ์ 2558

 

Comments

comments

You may also like...