تخت‌کننده میدان چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

زمانی که مشغول خریداری اولین  تلسکوپ شکستی خود هستید، تصمیم‌گیری درباره نیاز یا عدم نیاز به خریداری یک تخت‌کننده میدان[1] و هزینه آن را فراموش نکنید. بویژه اگر قصد عکاسی نجومی را دارید.

شاید تلسکوپ‌های شکستی ارزان قیمت شما را برای خرید وسوسه کنند، اما گاهی اوقات هزینه نهایی راه‌اندازی آنها در صورت نیاز به افزودن وسایل جانبی و بویژه تخت‌کننده میدان field flattener به دوبرابر افزایش پیدا کند.

اما تخت‌کننده میدان چیست و چه کاری انجام می‌دهد و چرا ممکن است به آن نیاز پیدا کنید؟

انحنای میدان چیست؟

عدسی درحقیقت شیشه‌ای خمیده است که پرتوهای نور عبوری از میان خود را نیز دچار خمیدگی و شکستگی می‌کند. در نتیجه این اثر، اگر شیئی تخت در جلوی عدسی قرار گیرد، در نظر بیننده‌ای که در سوی دیگر عدسی قرار دارد، خمیده و دارای انحنا به نظر می‌رسد.

به سادگی و تنها با نگاه کردن به یک برگه کاغذ شطرنجی با استفاده از یک ذره‌بین، می‌توانیم این اثر را مشاهده کنیم.

یکی از معمول‌ترین انحناهای میدان ایجاد شده در عکاسی، واپیچش خمره‌ای [2] ، یا اعوجاج خمره‌ای  barrel distortion است.

این نوع انحنا، ویژه عدسی‌های زاویه‌باز و چشم‌ماهی است. در این نوع واپیچش، تصویر در نزدیکی مرکز قاب کشیده می‌شود.

نوع دیگری از واپیچش زمانی رخ می‌دهد که خطوط صاف به سوی بیرون انحنا پیدا می‌کنند: این نوع انحنا به نام واپیچش جاسوزنی[3] خوانده می‌شود. در این نوع واپیچش هرچه بیشتر به سوی گوشه‌های تصویر بروید تصویر کشیده‌تر می‌شود.

در هنگام طراحی و ساخت لنزهای عکاسی جهت اصلاح یا کاهش اینگونه واپیچش‌ها و در نتیجه بهبود تصاویر نهایی، عوامل اپتیکی اضافی به این لنزها  اضافه می‌شوند.

انحنای میدان و عکاسی نجومی

شاید تصور کنید که در عکاسی نجومی خطوط موازیی در یک سطح وجود ندارند که توسط عدسی‌ها خمیده شوند و در نتیجه تلسکوپ‌ها دچار واپیچش‌های خمره‌ای یا جاسوزنی نمی‌شوند. بنابراین شاید انحناها مشکل چندان بزرگی نباشند و اهمیت چندانی نداشته باشند. اما اهمیت دارد.

آسمان شب با تمامی ستارگان بی‌شمار خود، عملا در میدان دید ابزار رصد شما به شکل تخت دیده می‌شود.

به همین دلیل تمامی ستارگان در یک صفحه کانونی قرار دارند ... صفحه‌ای تخت در فاصله بی‌نهایت دور. در نتیجه انحنای میدان باعث انحنا یافتن و خمیدگی تصویر آسمان تخت می‌شود و بدین ترتیب تغییرشکل تصویر در کناره‌های قاب افزایش می‌یابد.

بدلیل انحناهای میدان، هرچه ستارگان به کناره‌های قاب نزدیک‌تر باشند، کشیده‌تر و نامشخص‌تر بوده و بیشتر تحت تاثیر ابیراهی یا کج‌نمایی رنگی[5] (خطای کروماتیک) قرار می‌گیرند.

همانگونه که در تصویر بالا نیز مشاهده می‌شود، با استفاده از تلسکوپ شکستی، انحنای میدان معمولا از نوع جاسوزنی خواهد بود(هرچه بیشتر به سوی گوشه‌های تصویر بروید تصویر کشیده‌تر می‌شود) که منجر به کشیده شدن ستارگان و ایجاد اثر گریز[6] می‌شود. در این حالت ستارگان در پیرامون توصیر واضح نبوده و تفکیک رنگ در آنها رخ می‌دهد.

از آنجایی که سیارات معمولا در قاب تصویر کوچک به نظر می‌رسند(در مرکز تصویر قرار دارند) ، انحنای میدان در مورد عکاسی از سیارات کمتر مشکل‌ساز می‌شود. اما در زمانی که قاب کاملا پر می‌شود، مثلا در تصاویر نما‌ی نزدیک سطح ماه یا اجرام اعماق آسمان، مشکل جدی و بسیار بارز می‌شود.

تخت‌کننده میدان چیست؟

وقتی نور از میان مجموعه‌ای از عدسی‌ها عبور می‌کند، می‌توانید انواع انحراف یا ابیراهی‌ها را شاهد باشید؛ از خطای کروماتیک گرفته تا کُما و انحناهای میدان.

تخت‌کننده میدان ابزاری اپتیکی است که انحناهای میدان ایجاد شده در برخی از انواع تلسکوپ‌های شکستی را اصلاح می‌کند.

چه زمانی باید از یک تخت‌کننده میدان استفاده کنم و آیا پس از استفاده از آن عکس‌هایم بهتر خواهند شد؟

معمولا می‌گوییم هر چه شیشه کمتر باشد بهتر است، اما گاهی اوقات استفاده از شیشه‌های بیشتر ضرورت دارد.

اگر مشغول عکاسی نجومی از آسمان پرستاره با استفاده از عدسی‌های دوربین هستید، کار چندانی برای اصلاح واپیچش‌ها(انحراف و  اعوجاج نور) از دست‌تان برنخواهد آمد. نهایتا می‌توانید اندازه روزنه عدسی را اندکی کاهش دهید تا باعث بهبود وضوح حاشیه‌ها و کاهش ابیراهی‌های کما و کروماتیک شوید.

به استثنای تلسکوپ‌های پتزوال[7] (مانند تلسکوپ‌های ویلیام اُپتیک سری REdCAT که در آنها انحنای میدان اصلاح می‌شود، اگر در حال استفاده از یک تلسکوپ شکستی  برای عکاسی از اجرام اعماق آسمان هستید، پس به یک تخت‌کننده میدان برای اصلاح انحنای میدان تلسکوپ نیاز خواهید داشت.

یک تخت‌کننده میدان، میدان دید را صاف کرده و باعث می‌شود در تمام کادر تصویر ستارگان به شکل گرد و واضح دیده شوند.

نحوه استفاده از تخت‌کننده میدان

استفاده از تخت‌کننده میدان کار چندان دشواری نیست: تنها کافی است که آن را به انتهای تلسکوپ خود متصل یا با کمک یک رابط(آداپتور) آن را به انتهای تلسکوپ متصل کنید.

اما برخی نکات فنی وجود دارند که باید پیش از استفاده از یک تخت‌کننده میدان به آنها توجه کنید:

1. مقدار فوکوس عقب (بک‌فوکوس- backfocus)
2. فاصله میان حسگر دوربین و تخت‌کننده میدان
3. دایره تصویر[8] (تصویر دایره‌ای شکل سوژه در محل صفحه کانونی)

فوکوس عقب Backfocus

پیش از خرید تلسکوپ و تخت‌کننده میدان، باید تعیین کنید که چه میزان فوکوس عقب باید برای این دو در دسترس است.

بک فوکوس back focus فاصله میان پشت تلسکوپ و صفحه کانونی است؛ در صورت بستن تخت کننده میدان یعنی تلسکوپ+تخت‌کننده میدان در چه فاصله‌ای تصویر را متمرکز خواهد کرد. به عبارات دیگر یعنی بعد از بستن تخت کننده میدان به پشت تلسکوپ در چه فاصله‌ای چشم شما یا سنسور دوربین عکاسی قرار گیرد تا تصویر را شفاف و فوکوس ببینید  این پارامتری مهم در عکاسی نجومی محسوب می‌شود.

جهت امکان فوکوس تصویر با استفاده از دوربین، حسگر دوربین باید در فاصله‌ای مناسب از انتهای تلسکوپ یا قطعه اُپتیکی که به انتهای آن نصب شده باشد. اگر بک‌فوکوس بیش از اندازه بلند باشد، مشکلی نیست: تنها با خرید و اضافه کردن آداپتور مقدار فضای خالی پُر خواهد شد و حسگر دوربین در فاصله‌ی مناسب قرار می‌گیرد.

اما اگر بک فوکوس بیش از حد کوتاه باشد، شاید نتوانید حسگر دوربین را به اندازه کافی نزدیک به دستگاه نگه دارید و در نتیجه قادر به فوکوس کردن تصویر نخواهید بود.

به تازگی ترکیبی از تلسکوپ Sky-Watcher Evoguide 50ED و تخت‌کننده میدان را امتحان کرده‌ام. بدون تخت‌کننده میدان، یک دوربین دیجیتال[9] (DSLR)  را می‌توان به انتهای تلسکوپ بست و به خوبی استفاده کرد، اما در صورت متصل بودن تخت‌کننده میدان مخصوص این تلسکوپ با نام   Sky-Watcher Evoguide 50ED Field Flattener  ، بک‌فوکوس بقدری کوتاه می‌شود (17.5 میلی‌متر) که تنها می‌توانید از دوربین‌های مخصوص عکاسی نجومی استفاده کنید.

با استفاده از تخت‌کننده میدان مدلStarizona EVO-FF field flattener ، بک فکوس  برابر 34 میلی‌متر خواهد شد که برای برخی از دوربین‌های عکاسی مناسب است، اما برای دوربین‌هایDSLR   هنوز بیش از اندازه کوتاه است.

تعیین فاصله مناسب

فوکوس عقب مقداری اسمی است، اما در عمل شاید لازم شود که آن را اندکی دستکاری کنید. می‌توانید حائل‌ها و فاصله‌اندازهایی  spacers  یک میلی‌متری یا کوچک‌تر را بیابید.

برای مثال برای تخت‌کننده میدان مدل  ‌ Starizona EvoFF V2 Field Flattener  مخصوص تلسکوپ ‌ Sky-Watcher EvoGuide 50ED  ، تلرانس بک‌فوکوس  برابر 2+/- میلی‌متر است.

تصویر پایین کمک می‌کند که بر مبنای کشیده شدن ستارگان فاصله مناسب میان تخت‌کننده میدان و سنسور(حسگر) دوربین را تنظیم کنید.

دایره تصویر یا میدان دید

در هنگام عکاسی نجومی میدان دید هر تلسکوپی به اندازه حسگر(سنسور) دوربین عکاسی مورد استفاده بستگی دارد: هر چه حسگر کوچک‌تر باشند، میدان دید محدود‌تر خواهد شد. بویژه در مورد دروبین‌های DSLR لازم است دایره تصویری که تخت‌کننده میدان قادر به اصلاح آن است مورد بررسی قرار گیرد.

تخت‌کننده میدان مدل Starizona Evo-FF   برای تلسکوپ شکستی با فاصله کانونی کم، حلقه تصویری برابر 27 میلی‌متر دارد و این بدان معناست که در صورت استفاده از دوربین‌های دیجیتال با سنسور APS-C ، میدان تخت خواهد بود. اما در صورت استفاده از دوربین‌های فول‌فریم با این تخت‌کننده میدان، همچنان اندکی انحنای میدان در حاشیه‌های قاب وجود خواهد داشت.

تخت‌کننده و کاهنده میدان

برخی از تخت‌کنندگان صرفا همین کار را انجام می‌دهند: آنها میدان دید را تخت کرده و انحناهای ایجاد شده توسط تلسکوپ را از میان برمی‌دارند.

اما برخی از تخت‌کنندگان میدان، کاهنده نیز هستند: این بدان معناست که آنها در حین اصلاح انحنای میدان، اندازه فاصله کانونی تلسکوپ را نیز کاهش می‌دهند.

این ویژگی بسیاری از مواقع برای تلسکوپ‌هایی با فواصل کانونی زیاد کاربرد دارد: این تلسکوپ‌ها برای رصد سیارات و ماه عالی هستند، اما تنظیم آنها برای عکاسی از اجرام اعماق آسمان دشوار است، زیرا این اجرام میدان‌های دید کوچکی داشته و ممکن است بسیار کم‌نور باشند.

یک کاهنده فاصله کانونی، عملکردی مخالف عدسی بارلو[10] دارد که همین موضوع باعث می‌شود این ابزار برای عکاسی از اجرام اعماق آسمان مناسب‌تر شود. کاهنده از راه گسترش میدان دید و کاهش نسبت کانونی دستگاه، سوژه‌ها را روشن‌تر می‌کند.

باید کدامیک از انواع تخت‌کنندگان میدان را خریداری کنم؟

معمولا یک تخت‌کنندگان field flattener میدان به عنوان لوازم جانبی یک تلسکوپ خاص تولید می‌شود،  مانند تخت کننده میدان و کاهنده نسبت کانونی 0.85x که برای تلسکوپ شکستی 80 میلی‌متری اسکای‌واچر مدل Evostar 80ED DS-Pro. طراحی و ساخته شده است. این موضوع در مورد سایر تلسکوپ‌ها نیز صادق است.

تلسکوپ‌های شکستی اسکای واچر سری Evostar و تلسکوپ‌های ویلیام اُپتیکس و بسیاری از تلسکوپ‌های شکستی، تخت کننده میدان خاص خود را دارند.

بنابراین توصیه می‌کنم که لوازم جانبی در دسترس برای تلسکوپی که به خریداری آن علاقه‌مندید را بررسی کنید: تخت‌کننده میدان جزو لوازم جانبی ارزان‌قیمت نیست، اما داشتن آن ضروری است.

اما برخی از تخت‌کنندگان میدان به جای یک مدل خاص، مناسب انواع خاصی از تلسکوپ‌ها هستند. برای مثال Starizona EVO-FF مناسب تلسکوپ‌های شکستی با فاصله کانونی 250-450 میلی‌متر است.

اگر اقدام به خرید یک تخت‌کننده میدان عمومی می‌کنید، به خاطر داشته باشید که انداه  بک‌فوکوس Back Fous  می‌تواند بسته به فاصله کانونی تلسکوپی که قصد استفاده از آن را  دارید، تغییر کند.

نتیجه‌گیری

تخت‌کننده میدان ابزاری گران‌قیمت است که گاهی اوقات قیمت آن برابر نیمی از قیمت تلسکوپ یا حتی بیشتر خواهد شد. اما برای عکاسی از اجرام اعماق آسمان، ابزاری انتخابی محسوب نمی‌شود، شما حتما باید میدانی تخت داشته باشید.

اما هوشمندانه خرید کنید و تحقیقات خود را بکنید تا با سورپرایزهای ناخوشایند روبرو نشوید، در حین تصمیم‌گری درباره خرید تخت‌کننده میدان، بک فوکوس و نیز دایره تصویر متغیرهای اصلی هستند که باید به آنها توجه کنید.

منبع:  ?What Does A Field Flattener Do

[1] Field flattener

[2] barrel distortion

[3] pincushion distortion

[4] wavy curvature

[5] chromatic aberration

[6] runaway effect

[7] petzval

[8] circle Image

[9] digital single-lens reflex camera

[10] barlow lens