కెమెరా కటకం

కెమెరా కటకం (ఫోటోగ్రఫిక్ కటకం లేదా ఫోటోగ్రఫిక్ లక్ష్యం) కెమెరా లోపల అమర్చబడి, ఇతర యంత్రగతులతో సమష్టిగా ఉపయోగించి వస్తువుల ప్రతిబింబాలని సృష్టించి ఫోటోగ్రఫిక్ ఫిలిం పై గానీ ఇతర (రసాయనిక/వైద్యుదిక) మాధ్యమాలలో గానీ నిక్షిప్తం చేసే ఒక ఆప్టికల్ కటకం లేదా కటకాల సమూహం. స్థిర చిత్రాలని, చలనచిత్రాలని, ఖగోళ, సూక్ష్మ చిత్రాలని చిత్రీకరించే వివిధ రకాలైన కెమెరాలలో లేదా ఏ ఇతర కెమెరాలోనైనా ఉపయోగించే కటకాలలో పెద్దగా తేడా లేకున్ననూ, వాటి తయారీ, నిర్మాణాలలో తేడా ఉంటుంది. లెన్సు కెమెరాకి స్థిరంగా అమర్చబడి ఉండవచ్చును. లేదా వివిధ నాభ్యంతరాలు, సూక్ష్మ రంధ్రాలు లేదా ఇతర లక్షణాలలో తేడాలు గల వేర్వేరు కటకాలని అవసరానికి తగ్గట్టుగా అమర్చుకొనే సౌలభ్యం కలిగి ఉండవచ్చును. సూత్రప్రకారం కెమెరాకి ఒక సాధారణ కుంభాకార కటకం సరిపోయిననూ దృష్టి దోషాలని (సాధ్యమైనంత) సరి చేయగలిగే సామర్థ్యం గల పలు లెన్స్ ల సమూహం వాడుకలో ఉంది. ఏ కటక వ్యవస్థలో నైననూ కొంతవరకు దృష్టిలోపాలు ఉంటాయి. కటకాన్ని తయారు చేసే సమయం లోనే తయారీదారు ఈ దోషాలని సరి చేసుకుంటూ ఫోటోగ్రఫిక్ ఉపయోగానికి/భారీ ఉత్పత్తికి అనువుగా రూపొందించాలి.

పని చేయు విధానం

సాధారణ సరళరేఖాత్మక (rectilinear) కటకాలు మెరుగైన సూదిబెజ్జం (pinhole) కటకాలుగా వర్ణించవచ్చును. బొమ్మలలో చూపినట్టు పిన్ హోల్ కటకాలలో ఉన్న సూది బెజ్జం కాంతిలో చాలా రేఖలకి అడ్డుకట్ట వేసి వస్తువు యొక్క ఒక్కో బిందువుకి ఒక్కటేసి రేఖని ఇమేజ్ సెన్సర్ పైకి ప్రసరింపజేస్తుంది. పిన్ హోల్ కటకాల పరిమితులు:

పిన్ హోల్ కెమెరా యొక్క సూక్ష్మ రంధ్రం విస్తీర్ణం పెద్దదయితే బొమ్మలో స్పష్టత లోపిస్తుంది. ప్రాథమికంగా ఒక్కో పిక్సెల్ అపెర్చర్ స్టాప్ (aperture stop) యొక్క నీడ కావటంతో పిక్సెల్ యొక్క పరిమాణం అపెర్చర్ యొక్క పరిమాణం కంటే చిన్నదేమీ కాదు. ఇక్కడ పిక్సెల్ అనగా ఒక బిందువు నుండి వస్తువు మధ్యలో ఉన్న డిటెక్టర్ యొక్క వైశాల్యంలో కాంతికి బహిర్గతమయ్యే ప్రదేశం
పిన్ హోల్ ని ఒక స్థాయి వరకు చిన్నది చేయటంతో స్పష్టతని పెంచవచ్చును. కానీ ఈ స్థాయి దాటితే బంధింపబడే కాంతి తగ్గిపోవచ్చును
పిన్ హోల్ చిన్నది చేయటం వలన పెరిగే సామర్థ్యాన్ని వివర్తన పరిమితం చేస్తుంది. ఫలితంగా ఒక స్థాయి దాటిన తర్వాత రంధ్రాన్ని చిన్నది చెయ్యటం వలన ప్రతిబింబంలో అస్పష్టత పెరగటమో లేదా అది చీకటిగా కనిపించటమో జరగవచ్చును.

"పిన్ హోల్ కటకాన్ని ఎక్కువ కాంతిని అనుమతిస్తూనే బిందువు పరిమాణాన్ని కావలసినంత చిన్నది గా ఉంచుకోవటం ఎలా?" అన్న ప్రశ్నకి సమాధానం "సాధారణ కటకాలను ఉపయోగానికి తేవటం" అవుతుంది. పిన్ హోల్ వద్ద ఫిలిం ప్లేన్ అంత దూరం గల నాభ్యంతరం ఉన్న ఒక సాధారణ కుంభాకార కటకాన్ని ఉంచాలి (కెమెరా దూరంలో ఉన్న వస్తువులని చిత్రీకరించటానికి ఉపయోగించినపుడు) . వస్తువు నుండి వెలువడుతున్న చివరి కాంతి రేఖలని ఈ కటకం దాని అక్షరేఖ నుండి ఉన్న దూరాన్ని బట్టి వంపుకి గురి చేసి, వస్తువు నుండి వెలువడుతున్న మధ్య కాంతి రేఖలని కటకం నేరుగా ప్రసరింపజేస్తుంది. కటకం లేకున్ననూ ఇంచుమించు ఇదే జ్యామితి వర్తించిననూ కటకం ఉన్నప్పుడు ప్రతిబింబపు బిందువులు ప్రకాశితాలై ఏర్పడే శంఖాకార కాంతిరేఖలు లేనపుడు ఏర్పడవు. కెమెరాకి ముందు వైపు ఒక సూక్ష్మ రంధ్రం ఉంటుంది. ఈ సూక్ష్మ రంధ్రం యొక్క వాస్తవిక ప్రతిబింబం బాహ్య ప్రపంచం నుండి చూసినపుడు కటకానికి ప్రవేశిత కంటిపాప (entrance pupil) అవుతుంది. వస్తువు యొక్క ఒక బిందువు నుండి వెలువడే కాంతి కిరణాలు ఈ ప్రవేశిత కంటిపాప గుండా పయనించి ఇమేజ్ సెన్సర్/ఫిలిం పై అదే బిందువు వద్ద మరల కేంద్రీక్రుతం (focus) అవుతాయి. కెమెరా లోపలి నుండి ప్రొజెక్టరు వలె పనిచేసే ఈ కటకం యొక్క వాస్తవిక ప్రతిబింబం కటకానికి నిష్కృమిత కంటిపాప (exit pupil) అవుతుంది. వాడుకలో ఉన్న కెమెరా కటకాలలో కటక భ్రాంతిని తగ్గించటం వంటి ఇతర లక్షణాలున్ననూ వాటిలోనూ పని చేసే ప్రాథమిక సిద్ధాంతం మారదు. శంఖాకార కాంతిరేఖలు ప్రవేశిత కంటిపాప వద్ద సేకరించబడి, నిష్క్రమిత కంటిపాప నుండి ఇమేజ్ ప్లేన్ పై ప్రొజెక్ట్ చేయబడతాయి.

సూది బెజ్జం (pinhole) కెమెరా యొక్క సిద్ధాంతము. ఒక వస్తువు నుండి వెలువడే కాంతి రేఖలు ఒక చిన్న రంధ్రము గుండా పయనించి ఒక ప్రతిబింబాన్ని సృష్టిస్తాయి.
పిన్ హోల్ పెద్దది అయితే ప్రతిబింబ బిందువు (image spot) పెద్దది అవ్వటంతో ప్రతిబింబం అస్పష్టంగా కనబడుతుంది.
పిన్ హోల్ చిన్నది అయితే వివర్తన వలన ప్రతిబింబ బిందువు దానంతట అదే చిన్నదిగా అవ్వటాన్ని నిరోధిస్తుంది.
పెద్ద పిన్ హోల్ తో బాటు సాధారన కటకాన్ని ఉపయోగించటంతో ఎక్కువ కాంతిని స్పష్టమైన నాభి (sharp focus) కి తీసుకు రావచ్చు.

నిర్మాణం

సూక్ష్మరంధ్రం , నాభ్యంతరం

ఒకే కటకానికి గల విశాల (పైది), సంకుచిత (క్రిందది) సూక్ష్మరంధ్రాలు.

ఫోటోల కూర్పు పై నాభ్యంతరాల ప్రభావం. నాభ్యంతరాలని మారుస్తూ ప్రధాన వస్తువు నుండి కెమెరాకు మధ్య ఉన్న వివిధ దూరాల వలన ప్రధాన వస్తువు అదే పరిమాణంలో ఉన్ననూ, ఎక్కూవ దూరంలో ఉన్న ఇతర వస్తువుల పరిమాణంలో తేడాలు గమనించవచ్చును.

ఆప్టికల్ కటకాల ప్రాథమిక రెండు పరామితులు నాభ్యంతరం (focal length), గరిష్ఠ సూక్ష్మరంధ్రం (maximum aperture) . కటకం యొక్క నాభ్యంతరం ప్రతిబింబ సమతలం (image plane) పై ఏర్పడే ప్రతిబింబాన్ని ఎంత పెద్దదిగా చేయగలదో నిర్ధారించగా సూక్ష్మ రంధ్రం ఆ ప్రతిబింబ కాంతి తీవ్రతని నిర్ధారిస్తుంది. ఏ ఫోటోగ్రఫిక్ వ్యవస్థకైనా నాభ్యంతరం వీక్షణ కోణాన్ని (angle of view) నిర్ధారిస్తుంది. తక్కువ నాభ్యంతరాలు ఎక్కువ నాభ్యంతరాల కంటే విశాల దృష్టి క్షేత్రాలని (field of view) ని అందిస్తాయి. తక్కువ ఎఫ్-సంఖ్య (f-number) తో సూచించబడే పెద్ద సూక్ష్మరంధ్రాలు అవే బహిర్గతాలకి (exposure) లకి వేగవంతమైన షట్టర్ స్పీడ్ (shutter speed) లని వాడటానికి అనుకూలిస్తుంది.

ఫోకల్ రేషియో (focal ratio) లేదా ఎఫ్-సంఖ్యగా సూచించబడే ఒక కటకం యొక్క గరిష్ఠ ఉపయోగకర అపెర్చరు, నాభ్యంతరాన్ని (కొలమానం లేని) ఉపయోగిత సూక్ష్మరంధ్రం (లేదా ప్రవేశిత కంటిపాప) తో భాగించటం వలన వస్తుంది. ఎఫ్-సంఖ్య తగ్గే కొద్దీ ఫోకల్ ప్లేన్ వద్ద అధిక కాంతి తీవ్రత అధికమౌతుంది. ఇతర పరిస్థితులు అలాగే ఉన్నప్పుడు చిన్న అపెర్చర్లతో పోలిస్తే విశాల అపెర్చర్ లు (అనగా తక్కువ ఎఫ్-సంఖ్యలు) తక్కువ అగాథ క్షేత్రాలు (depth of field) లను ఇస్తాయి. కాంతిని కొలవగలిగే సాంకేతికాంశాలు, ప్రకాశితాల త్రీవ్రతని తగ్గించే ద్వితీయ అపెర్చరు సాంకేతికాంశాలు; సిద్ధాంతపరంగా మేలైన, కచ్చితమైన దృష్టికై కాంతివంతమైన, తక్కువ అగాథ క్షేత్రం గల చిత్రాల పై దృష్టి సారించేందుకు ఎస్ ఎల్ ఆర్ కెమెరా లలో ఎక్స్పోజరు అయ్యేంతవరకు సూక్ష్మరంధ్రాన్ని తెరిచి పట్టి ఉంచే సాంకేతిక అంశాలు ఉపయోగంలో ఉన్న కటక సమూహాలలో ఉండగలవు.

నాభ్యంతరాలు (Focal lengths) సాధారణంగా మిల్లీమీటర్లలో (ఎం ఎం) కొలవబడతాయి. కొన్ని పురాతన కటకాలు సెంటీమీటర్లలో మరికొన్ని ఇంచిలలో కూడా కొలవబడతాయి. ఒక ఫిలిం/సెన్సరు పరిమాణానికి కర్ణము యొక్క పొడవుని బట్టి కటకాలు ఈ క్రిందివిధంగా నిర్ధారించబడతాయి.

సాధారణ కటకం: కర్ణం యొక్క దృష్టి కోణం 50°, నాభ్యంతరం చిత్రకర్ణానికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది
విశాల కోణ కటకం: కర్ణం యొక్క దృష్టికోణం 60°, సాధారణం కంటే చిన్నదైన నాభ్యంతరం
దీర్ఘదృష్టి కటకం: ఫిలిం లేదా సెన్సర్ కర్ణానికంటే ఎక్కువ నాభ్యంతరం గల ఏదైనా ఒక కటకం. దృష్టికోణం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అత్యధికంగా ఉపయోగించబడే సాధారణ దీర్ఘదృష్టి కటకాలను టెలిఫోటో కటకం (telephoto lens) అంటారు. కటకపు నాభ్యంతరం కంటే కటకం యొక్క పొడవుని తక్కువగా ఉండే విధంగా వీటి రూపకల్పన జరుగుతుంది.

వివిధ నాభ్యంతరాలు గల కటకాలని ఉపయోగించటం యొక్క దుష్ఫలితం వివిధ దూరాల నుండి ఒకే వస్తువుని కెమెరా ఫ్రేంలో బంధించే ప్రయత్నంలో వేర్వేరు దృక్కోణాలు ఏర్పడడం. చేతిని చాచిన ఒక మనిషి యొక్క అదే చిత్రాన్ని సాధారణ, విశాల కోణ, టెలిఫోటో కటకాలతో వివిధ దూరాల నుండి తీసినచో దృక్కోణాలు మారబడును. విశాల కోణ కటకంతో తీసిన చిత్రంలో తలతో పోలిస్తే చేతులు చాలా పొడవుగా అగుపిస్తాయి. నాభ్యంతరం పెరిగే కొద్దీ చాచిన చేతి యొక్క అతిశయం తగ్గుతుంది. అయితే ఇవే కటకాలతో ఒకే దూరం నుండి తీసిన చిత్రాలు పెద్దవిగా చేసి కత్తిరించి చూస్తే, అన్ని చిత్రాలు ఒకే దృక్కోణంతో ఉంటాయి. దూరం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఏర్పడే దృక్కోణం శ్లాఘనీయంగా ఏర్పడే లక్షణం ఉండటం వలన రూప చిత్రా (portrait) లకి ఒక మోస్తరు దీర్ఘదృష్టి (టెలిఫోటో) కటకం ఉపయోగించాలి.

దృష్టి కోణం పై కటకాల ఎంపిక యొక్క ప్రభావానికి ఉదాహరణ. ఈ ఫోటోలు 35 ఎంఎం కెమెరాతో వస్తువు నుండి స్థిరమైన దూరం నుండి తీయబడ్డాయి.
28 ఎంఎం కటకం
50 ఎంఎం కటకం
70 ఎంఎం కటకం
210 ఎంఎం కటకం

కటకాలలో రకాలు

క్లోజ్-అప్ లేదా మ్యాక్రో

ఒక వస్తువుని అతి సమీపం నుండి ఫోటో తీయటం వలన అంతే పరిమాణం/అంతకంటే పెద్ద పరిమాణం గల ప్రతిరూపాన్ని సృష్టించే ప్రక్రియని మ్యాక్రో ఛాయాగ్రహణం అంటారు. వీటికోసం ప్రత్యేకంగా రూపొందించబడిన కటకాలని మ్యాక్రో కటకం అంటారు. అతి చిన్న వస్తువుల ఛాయాచిత్రాలను సృష్టించటానికి ఈ ప్రక్రియని వాడుతారు. ఇటువంటి కటకాలలో క్షేత్రపు అగాథాలు చాలా పరిమితంగా ఉంటాయి.

జూమ్

కటకం చుట్టూ ఉన్న పీపాని తిప్పటం, లేదా ఎలెక్ట్రిక్ మోటర్ ని మీట నొక్కటం ద్వారా అలా తిప్ప గలిగేలా చేయటం వంటి కొన్ని అంతర్గత అంశాల సవరణల కటకం యొక్క నాభ్యంతరాన్ని మార్చవచ్చును. వీటినే జూం లెన్సులంటారు. జూం యొక్క పరిధి తయారు చేయబడే విధానాలకు పరిమితం అయ్యి ఉంటుంది. జూం లెన్సులని అన్ని రకాల స్టిల్, సినీ కెమెరాలలో వినియోగిస్తారు.

ప్రత్యేక

గమనార్హాలు

మూలాలు

Kingslake, Rudolf (1989). A History of the Photographic Lens. Boston: Academic Press. ISBN 978-0-12-408640-1.
Guy, NK (2012). The Lens: A Practical Guide for the Creative Photographer. Rocky Nook. ISBN 978-1-933952-97-0.