التصوير تحت الماء

تصوير تحت ماء

Underwater photography -

التصوير تحت الماء

مأمون نعيم 

خصائص التصوير تحت الماء

الملحقات الأساسية في كاميرات التصوير تحت الماء 

تنفيذ التصوير تحت الماء 

تحوي مياه البحار والأنهار أشكالاً غنية من الحياة الحيوانية والنباتية إضافة إلى ما فيها من مراكب غارقة وآثار مغمورة وأشياء ثمينة. يسمح التصوير تحت الماء underwater photography بدراسة النباتات والأحياء المائية إلى جانب تصوير المناظر الخلابة وعرضها على ملايين المشاهدين للاستمتاع أو الدراسة والبحث. وهذا التصوير هو التقاط الصور الثابتة والمتحركة تحت الماء في أثناء الغوص أو السباحة أو التصوير من جهاز غوص بتشغيل كاميرات يُتَحكم بها من بعد، ويُعد التصوير تحت الماء فناً وعلماً في آنٍ معاً لما يتطلبه من معلومات ومهارة وخبرة وموهبة.

التقطت أول صورة تحت الماء في منتصف القرن التاسع عشر، واشتهر منها على نحو خاص صورة لغطاس يرتدي بذلة غطس معدنية مع خراطيم التنفس (الشكل1).

الشكل (1) أول صورة تحت الماء.

في الربع الأول من القرن العشرين جرى تصوير أول فيلم تحت الماء، وكُللت بالنجاح أول صورة ملونة تحت الماء (الشكل 2). واستمر تطوير الكاميرات الخاصة به على امتداد القرن العشرين بتحسين تصميمات الهيكل الخارجي للكاميرات ليناسب هذا النوع من التصوير تحت الماء، بالتوازي مع استعمال الإضاءة الصنعية وضوء المصباح الوامض (الفلاش flash).

الشكل (2) أول صورة ملونة تحت الماء.

خصائص التصوير تحت الماء

إضافة إلى مهارات الغوص تحت الماء المطلوبة للوصول إلى الأماكن المراد تصويرها، و اتخاذ الإجراءات اللازمة لحماية التجهيزات من أثر الماء المحيط بها، يواجه التصوير تحت الماء تحديات فريدة من نوعها؛ لأن الماء يمتص الأشعة الضوئية، كما تتعرّض تجهيزات التصوير للضغط الشديد كلما ازداد العمق. لذلك تختار كاميرات تصوير ذات قدرة تحمّل وظيفية مناسبة للعمق المطلوب، أو تثبَّت الكاميرا في صندوق يحميها من الضغط الأعظمي المتوقع مع تمكينها من التصوير بالجودة المطلوبة.

1- ضياع الضوء:

تتجسد الصعوبة الأكبر التي يواجهها التصوير تحت الماء في أثر الماء على الضوء الذي يجتازه. فعلى النقيض من الهواء، يمتص الماء معظم الأشعة الضوئية لمسافة عدة أمتار خلال الماء، كما في الشكل (3). وبالتالي يتوجب دراسة تداعيات هذه الحقيقة وأخذها بالحسبان والتعويض عنها لالتقاط صور جيدة تحت الماء.

الشكل (3) يتلاشى الضوء في الماء بسرعة على بعد عدة أمتار.

ففي حالة التصوير على الأرض تؤمن الأشعة الضوئية المتاحة (معظمها صادر عن الشمس) رؤية الأجسام بوضوح وبألوانها الطبيعية، مما يسمح بالتقاط صور ملونة رائعة. أما في حالة التصوير تحت الماء فتتأثر طبيعة الضوء بالعمق وببعد الجسم عن الكاميرات وحالة الطقس وسطح الماء؛ وهذا ما يؤدي إلى انخفاض طاقة الضوء الذي يضيء الأجسام تحت الماء.

ولما كان الماء أكثر كثافة من الهواء بما يقرب من 800 مرة، فسيفقد الضوء الكثير من طاقته لدى مروره في الماء عمودياً أو أفقياً أو بأي اتجاه آخر. ومع ازدياد عمق المياه في عملية التصوير تنخفض جودة الصورة وتختفي فيها الحدود بين الأجسام تدريجياً، وينخفض التباين اللوني في الصور، ونتيجة لذلك تبدو الصور باهتة ويغلب عليها اللونان الأزرق والرمادي، مع صعوبة تمييز تفاصيل الأشياء (الشكل 3). ويظهر هذا التشوه نفسه واضحاً أيضاً عند النظر بالعين المجردة تحت الماء؛ وهو نتيجة مباشرة لخصائص الماء في امتصاصه الأشعة الضوئية.

2- تباين تخميد الماء للألوان:

يوضح الشكل (4) أن الضوء يفقد في البداية جزءاً من طاقته نتيجة انعكاسه عن سطح الماء. وبعد دخول الأشعة الضوئية الماء تبدأ طاقتها في الانخفاض تدريجياً حيث تفقد 50% من طاقتها بعد اجتيازها الأمتار العشرة الأولى، وتنخفض إلى 25% بعد مرورها بعشرة أمتار إضافية من الماء. ويخضع هذا التخميد في الطاقة لقانون بيير-لامبرت Beer-Lambert الذي ينص على أنه عندما تجتاز أشعة ضوئية طاقتها طبقة سمكها L من مادة معامل تخميدها فإن الطاقة الصادرة I تُعطى بالعلاقة (1):

الشكل (4) انخفاض طاقة الألوان الرئيسة في الضوء الشمسي خلال اختراقه عدة طبقات من الماء.

وتطبيق هذه العلاقة على حالة الماء يفسر تلاشي الألـوان تدريجياً بـدءاً من الأحـمر وانتهاءً بالبنفسجي لأن درجة امتصاص الماء (أي معامل التخميد) للضوء المرئي تتغير طرداً مع الطول الموجي للأشعة الضوئية (الشكل 5).

لتأكيد الأثر الكبير لهذا الامتصاص يُقارَن عددياً بين حالتي الضوء الأحمر (الشكل 5) كما في المعادلة (2):

الشكل (5) معامل التخميد الطيفي للماء بدلالة طول موجة الضوء.

وحالة الضوء الأخضر كما في المعادلة (3):

وعندما يجتاز ضوء الشمس كتلة مائية سمكها تنتج المعادلتان ( 4 و5):

وهذا يعني أن ضوء الشمس المتغلغل على عمق عشرة أمتار في الماء يختفي منه تقريباً الضوء الأحمر؛ بينما يفقد الضوء الأخضر نحو ثلث طاقته، ولذلك تظهر الأجسام على هذا العمق زرقاء وباهتة.

كذلك يمتص الماء الضوء بغض النظر عن العمق، مما يعني أنه في حالة التصوير في المياه الضحلة أو تحت مستوى الماء مباشرة يتعرض الضوء للظواهر السابقة نفسها مع ازدياد المسافة الأفقية بين الكاميرا والجسم المُراد تصويره. ولكي لا تبدو صورة الأجسام باهتة وزرقاء يجب تصويرها عن قرب لضمان وجود كمية كافية من الضوء والألوان قبل أن يمتصها الماء على نحو ملحوظ.

الملحقات الأساسية في كاميرات التصوير تحت الماء

إن وجود ضوء الشمس ضروري للتصوير تحت الماء، لكن اللون الأحمر يبدأ بالتلاشي ويعم الظلام تدريجياً لدى الغوص إلى أكثر من عدة أمتار في الماء، ويغدو من الضروري حتماً استعمال كاميرا مزودة بمصدر إضاءة قوي مثل المصباح الوامض سواء كان مدمجاً معها أم مستقلاً عنها. ويجب أن يكون هذا المصباح قابلاً للتشغيل مستقلاً عن قيمة الإضاءة المحيطة، لأنه قد تتوفر إضاءة زرقاء جيدة، في حين تنعدم بعض الألوان الأساسية مثل الأحمر والأصفر. وفي هذه الحالة يتكفل ضوء المصباح بإضافة الألوان المتلاشية، ويعرض الشكلان (6 و7) مثالاً عملياً عن تلاشي الألوان واستعادتها بفضل المصباح الوامض، ولكن حتى مع وجوده لا تستطيع الكاميرا التقاط جميع الألوان التقاطاً جيداً من أجل الأجسام البعيدة؛ لأن الضوء يجتاز المسافة الفاصلة ذهاباً وإياباً بين الكاميرا والمشهد، مما يعني حدوث تخميد مضاعف. ومن ثَمَّ، عندما تكون الأجسام قريبة جداً من الكاميرا بمسافة تقل عن المتر يمكن استخدام المصباح الوامض الخاص بالكاميرا؛ في حين يغدو استخدام المصباح القوي الخارجي ضرورياً لدى التصوير من المسافات الأكبر.

الشكل (6) صورة تحت الماء بعمق أربعة أمتار، توجد قطعة قماشية حمراء في مركز الصورة لكنها فقدت لونها بسبب تلاشي الضوء الأحمر على هذا العمق.

الشكل (7) استخدام المصباح الوامض لدى تصوير المشهد نفسه في الشكل (6) يُلاحظ ظهور لون القطعة القماشية إلى جانب استعادة النباتات المرجانية والإسفنجية جزءاً من ألوانها الطبيعية.

من جهة أخرى، يتطلب التصوير تحت الماء استخدام كاميرا ذات عدسة قادرة على تصوير الأجسام من مسافات قريبة قد لا تتجاوز بضعة سنتيمترات، ويُطلق على هذا النوع من العدسات تسمية "عدسة تكبير (ماكرو) macro lens".

تنفيذ التصوير تحت الماء

شهد التصوير تحت الماء قفزة تقانية مهمة نتيجة التحول إلى استخدام الكاميرات الرقمية، كما عالج المصورون مشكلة الإضاءة والألوان تحت الماء باستخدام المصباح الوامض والإضاءة الصنعية وتقريب الكاميرا من المشهد والاختيار الأمثل لفتحة العدسة.

1- التحول إلى الكاميرا الرقمية:

صُممت بعض الكاميرات خصوصاً للاستخدام تحت الماء، بما في ذلك كاميرات رقمية مضادة للماء حتى عمق يتجاوز عشرة أمتار. وهناك أفضلية في استخدام هذا النوع من الكاميرات كونها تسمح بتخزين كم هائل من الصور، في حين يكون عدد الصور محدوداً في كاميرات الأفلام التقليدية لاستحالة استبدال "الفيلم" داخل الماء. وقد أدى استخدام الكاميرات الرقمية إلى تحسين جودة الصور تحت الماء لأنه مكن المصور من معاينة تفاصيل الصور مباشرة فور التقاطها، وإدخال أي تعديلات على عملية التصوير، وإعادة التقاط صور جديدة. وفي كل الأحوال يمكن استعمال أي كاميرا بعد تغليفها لمنع تسرب الماء إلى داخلها شريطة أن يحافظ الغلاف على جودة الخيال، وأن يحوي عدداً من الأزرار المناسبة للتحكم في الوظائف الأساسية للكاميرا، (الشكل 8).

الشكل (8) غلاف كاميرا رقمية لحمايتها من الماء والضغط.

تقدّم الكاميرات الرقمية إمكان معالجة الصور آنياً بهدف تحسين محتوى الصور ووضوحها، ولكن لم تكلل بالنجاح محاولات الاستغناء عن المصباح الوامض أو الكاشف والاقتصار على تقانة "توازن الأبيض والملون" white/color balance إلا في حالة التصوير في المياه الضحلة. أما استخدام هذه التقانة في المياه العميقة فقد يؤدي إلى ظهور الماء بلون غير طبيعي، كاللون الأحمر. كذلك جرت محاولات لتصحيح الألوان عن طريق إدخال مرشّحات filters لونية (زجاج أحمر مثلاً) أمام عدسة الكاميرا، وكان لها بعض الأثر الإيجابي في حالات محددة، حيث أمكن تحسين التباين اللوني بتخفيض طاقة الأشعة الزرقاء مثلاً. ولكن هذه الطريقة غير فعّالة في الحالات العامة، لأن الألوان في الصورة لن تكون مشابهة تماماً لألوان المشهد، كما أن المرشِّح يخمد جزءاً لا بأس به من الطاقة الضوئية التي تخترقه، مما يعني انخفاضاً إضافياً في التباين، ولذلك انحصر استخدام المرشحات اللونية في حالة التصوير في المياه الضحلة أيضاً.

يتطلب وضوح الصورة سقوط الخيال على الجزء الحساس في الكاميرا سواء كان فيلماً أم حسّاس كاميرا رقمية، لكن مكان تشكل الخيال يتغيّر عند استخدام الكاميرا في الماء بمقارنة استخدامها في الهواء، على غرار حالة العين المجردة؛ لأن الأشياء المغمورة في الماء تبدو أقرب إلى السطح من مكانها الحقيقي؛ لذلك يجب هنا اختيار كاميرا ذات بعد محرقي كافٍ لتشكيل خيال واضح للأجسام تحت الماء.

وأخيراً، عند إضافة نافذة زجاجية واقية أمام عدسة الكاميرا سينكسر الضوء عند اختراقه سطحي هذه النافذة، فتتشوه صورة المنظر، وخاصة عندما تكون زاوية حقل الرؤية كبيرة. يكمن حل هذه العقبة في استخدام نافذة محدبة الشكل بحيث يكون انحراف الأشعة الضوئية أصغرياً عند انكسارها عبر سطحي النافذة. أما في حالة استخدام العدسات المكبرة (الماكرو) فيكون مقدار هذا التشوه صغيراً، ولذلك يكفي استخدام نافذة زجاجية مستوية الوجهين. وفي هذه الحالة تنكسر الأشعة مبتعدة عن محور العدسات مما يعني زيادة تكبير الصورة وهذا الأمر مرغوب عند تصوير الأجسام الصغيرة جداً.

2- مكان المصباح الوامض:

يُستخدم ضوء المصباح الوامض للتعويض عن الإضاءة الضائعة شاقولياً في الماء (الشكل 9) حيث يبدو المشهد باهتاً ومظلماً وأزرق اللون؛ في حين تظهر الأسماك والشُعُب المرجانية واضحة وملونة بفضل استخدام ضوء المصباح. وقد تظهر الحاجة إلى وجود مصباح وامض قابل للتشغيل بغض النظر عن الإضاءة المحيطة، وذلك بهدف إضاءة الأجسام المظلمة مع وجود بعض الأضواء مباشرة أمام الكاميرا.

الشكل (9) وضوح الصورة بتفاصيلها وألوانها بفضل استخدام المصباح الوامض.

لكن استخدام المصباح الوامض لا يخلو من بعض العقبات:

- الضوء المساعد غير كاف في حالة التصوير بزاوية رؤية كبيرة، ولا بد من أن يكون ضوء الشمس هو المصدر الأساسي للإضاءة، وينحصر ضوء المصباح الوامض في استرجاع ألوان المشهد أو تحسين الإضاءة. ويكون هو الضوء الوحيد المستخدم في حالات نادرة مثل التصوير داخل حطام السفن.

- يجب أن يسمح غلاف الكاميرا باستعمال مصباحها الوامض أو مزامنة عمل الكاميرا مع مصباح وامض خارجي عندما لا يكون مصباح الكاميرا قوياً بدرجة كافية، أو يكون موجوداً بمكان غير ملائم لعمليات التصوير تحت الماء.

- نتيجة الانعكاس المباشر أو المرآتي لضوء المصباح الوامض عن بعض تفاصيل المشهد وعن الكم الهائل من العوالق المنتشرة في الماء. تظهر بقع مضيئة جداً في الصورة وينخفض تباين تفاصيل الصورة. ويكمن حل هذه المشكلة في وضع المصباح بعيداً عن محور عدسة الكاميرا (الشكل 10)، فينخفض تأثير الانعكاس المرآتي بالتوازي مع توفير الإضاءة الكافية للمشهد.

الشكل (10) إضافة ذراع إلى المصباح الوامض لإبعاده عن محور عدسة الكاميرا.

- يؤدي استعمال المصباح الوامض على نحو مباشر إلى إصدار الضوء في اتجاهات معينة نتيجة للتصميم الهندسي لمصدر الضوء فيه، لذلك يُفضل إضافة عنصر بصري ناثر للضوء -مثل قطعة زجاجية ضبابية- أمام المصباح مما يسمح بإضاءة المساحة كاملة أمامه.

3- التصوير عن قرب:

يُقرّب المصوِّر الكاميرا من الأجسام التي يصوِّرها مستفيداً من مقدرة العدسات الماكرو، وذلك بهدف التقليل من فقدان الضوء أفقياً، ويمكن عدّ أي مسافة تتجاوز متراً واحداً على أنها غير مقبولة بالنسبة لمعظم حالات التصوير تحت الماء. ونتيجةً للتصوير على مسافات قريبة تكون الزاوية الظاهرية للأجسام كبيرة، ومن الضروري أن يكون حقل رؤية الكاميرا كافياً لاحتضان المشهد المطلوب للتصوير. وفي حال عدم كفاية حقل رؤية الكاميرا فيمكن الاستعانة بمنظومة بصرية إضافية قد تكون جزءاً من الغلاف المانع للماء، وقد تكون قابلة للاستخدام في الماء مع إمكان إزاحتها تحت الماء لزيادة مجال تغيير حقل رؤية الكاميرا.

4- الاختيار الأمثل لفتحة العدسة:

يتطلب الاستخدام الأفضل للمصباح الوامض ضبط فتحة العدسة لتمرير الكمية المناسبة من الضوء المنتثر من الجسم المُراد تصويره. في حالة عدم توفر كمية كافية من الإضاءة يمكن تحسين الصورة وزيادة كمية الضوء المستقبلة عبر تكبير فتحة العدسة، وزيادة زمن التعريض exposure time أي الزمن الفعلي لالتقاط الصورة أو تسجيلها. لكن يجب ملاحظة أن تكبير الفتحة ينعكس سلباً على مقدار عمق الحقل depth of field وهو مجال امتداد محور العدسة حيث تظهر تفاصيل الصور واضحة (الشكل 11).

الشكل (11) مقدمة السمكة واضحة، في حين تتشوه نهايتها والأعشاب غير واضحة بسبب وقوعها خارج عمق الحقل.

التصنيف : التقانات الصناعية

النوع : التقانات الصناعية

المجلد: المجلد الثامن

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية