التصوير

التصوير هو عملية إنشاء تمثيلات مرئية للأشياء أو المشاهد أو الظواهر. يشمل هذا المصطلح تكوين الصور من خلال العمليات الفيزيائية، والتقنيات المستخدمة لالتقاطها وتخزينها ومعالجتها وعرضها. في حين يعتمد التصوير التقليدي على الضوء المرئي، تستطيع أنظمة التصوير الحديثة تصوير المعلومات عبر الطيف الكهرومغناطيسي ومن خلال ظواهر فيزيائية أخرى مثل الموجات الصوتية والمجالات المغناطيسية وانبعاثات الجسيمات، مما يُمكّن من تصوير الأجسام غير المرئية للعين المجردة .

علم التصوير أو علم وتكنولوجيا التصوير هو مجال متعدد التخصصات يهتم بالأسس النظرية والتطبيقات العملية لإنشاء الصور وتحليلها. ^{[ 1 ]} يستند هذا المجال إلى الفيزياء والرياضيات والهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب ورؤية الحاسوب وعلم النفس الإدراكي لتطوير أنظمة تُنشئ الصور وتجمعها وتُكررها وتحللها وتُعدّلها وتُصوّرها.

تتنوع أساليب التصوير لتشمل مجموعة واسعة من المبادئ الفيزيائية، كل منها مناسب لتطبيقات معينة.

يشمل التصوير البصري التصوير الفوتوغرافي ، والتصوير السينمائي ، والمجهر ، والمراقبة التلسكوبية . تلتقط هذه الأساليب الإشعاع الكهرومغناطيسي في الطيف المرئي أو بالقرب منه، وتشكل أساس معظم تقنيات التصوير الاستهلاكية والعلمية. ومن بين تطبيقاتها التصوير الحراري ، الذي يُصوّر الأشعة تحت الحمراء للكشف عن توزيعات درجات الحرارة، والتصوير متعدد الأطياف ، الذي يلتقط البيانات عبر نطاقات أطوال موجية متعددة لتطبيقات الاستشعار عن بُعد وتحليل المواد.

يشمل التصوير الطبي تقنيات مصممة لتصوير باطن جسم الإنسان لأغراض التشخيص والعلاج. يستخدم التصوير الشعاعي والتصوير المقطعي المحوسب الأشعة السينية لتصوير التراكيب الكثيفة كالعظام. يستغل التصوير بالرنين المغناطيسي الخصائص المغناطيسية النووية لإنتاج صور تفصيلية للأنسجة الرخوة دون استخدام الإشعاع المؤين. يستخدم التصوير بالموجات فوق الصوتية موجات صوتية عالية التردد، وهو ذو قيمة خاصة للتصوير الفوري ومراقبة الجنين. تتعقب تقنيات الطب النووي، مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، المواد المشعة للكشف عن النشاط الأيضي. تشمل الطرائق الناشئة التصوير الصوتي الضوئي ، الذي يجمع بين المبادئ البصرية والصوتية، والتصوير المقطعي المغناطيسي الصوتي الكهربائي ، الذي يرسم خريطة التوصيل الكهربائي في الأنسجة البيولوجية. ^{[ 4 ]}

يستخدم التصوير الصوتي الموجات الصوتية لإنشاء الصور. وإلى جانب الموجات فوق الصوتية الطبية، تشمل التطبيقات السونار للملاحة تحت الماء ورسم الخرائط، والتصوير الزلزالي للاستكشاف الجيولوجي، والاختبارات الصناعية غير المدمرة .

تستخدم تقنيات التصوير بالرادار والموجات الميكروية الموجات الراديوية للكشف عن الأجسام وتصويرها. ويُنتج رادار الفتحة التركيبية صورًا عالية الدقة من الطائرات أو الأقمار الصناعية بغض النظر عن الأحوال الجوية أو ظروف الإضاءة، مما يجعله ضروريًا لرصد الأرض واستطلاعها. أما الرادار المخترق للأرض فيُصوّر التراكيب تحت السطحية لأغراض أثرية وهندسية.

تستخدم تقنيات التصوير الإلكتروني والجسيمي حزمًا من الإلكترونات أو جسيمات أخرى لتحقيق دقة تتجاوز بكثير حد حيود الضوء المرئي. ويمكن للمجاهر الإلكترونية تصوير الذرات المفردة، مما يتيح تحقيق تقدم في علوم المواد وعلم الأحياء البنيوي.

يجمع التصوير الكيميائي بين التحليل الطيفي والتصوير المكاني لرسم خريطة التركيب الكيميائي للعينات، مع تطبيقات في تطوير الأدوية وسلامة الأغذية وعلم الطب الشرعي.

يقيس نظام LIDAR (الكشف الضوئي وتحديد المدى) المسافات باستخدام نبضات الليزر لإنشاء تمثيلات ثلاثية الأبعاد للأسطح والأجسام، ويستخدم على نطاق واسع في المركبات ذاتية القيادة ورسم الخرائط الطبوغرافية والغابات.

يشمل التصوير الحسابي والرقمي معالجة الصور ، ورسومات الحاسوب ، والتجسيد ثلاثي الأبعاد ، وترميم الصور الرقمية . ويطبق مجال رؤية الحاسوب التحليل الخوارزمي لاستخراج المعلومات من الصور تلقائيًا.

لطالما كان التصوير الفوتوغرافي والتصوير متشابكين. عندما ابتكر جوزيف نيسيفور نيبس أول صورة فوتوغرافية دائمة باستخدام التصوير الشمسي في عام 1826، ^{[ 5 ]} وقام لويس داجير بتحسين العملية إلى داجيروتايب بعد عقد من الزمان، لم يكونوا يبتكرون شكلاً فنياً جديداً فحسب، بل كانوا يضعون الأساس لتخصص علمي كامل مبني على كيمياء هاليد الفضة .

طوال معظم القرن التاسع عشر، ظلّ التصوير الفوتوغرافي حكرًا على المتخصصين. تغيّر هذا الوضع مع كاميرا كوداك التي ابتكرها جورج إيستمان ، والتي طُرحت عام ١٨٨٨ بشعار "اضغط الزر، ونحن نتكفّل بالباقي". ^{[ ٦ ]} فجأةً، أصبح بإمكان أي شخص التقاط الصور. في نفس الفترة تقريبًا، اكتشف فيلهلم رونتجن الأشعة السينية عام ١٨٩٥، ^{[ ٧ ]} وهو اكتشافٌ شكّل بدايةً لمجال التصوير الطبي بأكمله.

شكّلت الحرب العالمية الثانية نقطة تحوّل حاسمة. فقد قدّمت تقنية الرادار ، التي طُوّرت على نطاق واسع من قِبل كلا طرفي النزاع، مفاهيمَ قام المهندسون لاحقًا بتكييفها لتطبيقات رادار الفتحة التركيبية والموجات فوق الصوتية الطبية . ^{[ 8 ] [ 9 ]} ثم ظهر جهاز اقتران الشحنات : حيث قام ويلارد بويل وجورج إي. سميث ببناء أول جهاز من هذا النوع في مختبرات بيل عام 1969، ^{[ 10 ]} وفي غضون بضعة عقود، جعل هذا الجهاز الأفلام شبه منقرضة. ثم ظهر التصوير بالرنين المغناطيسي في سبعينيات القرن العشرين، ^{[ 11 ]} موفرًا للأطباء ما لم تستطع الأشعة السينية تقديمه، ألا وهو صور تفصيلية للأنسجة الرخوة دون أي إشعاع.

انتشرت الكاميرات الرقمية بسرعة. وبحلول العقد الأول من الألفية الثانية، كان استخدام الأفلام في تراجع ^{[ 12 ]} ؛ وبحلول العقد الثاني من الألفية الثانية، وضعت الهواتف الذكية كاميرا ذات قدرات مذهلة في كل جيب تقريبًا. وأصبحت الميزات التي كانت تتطلب مهارة حقيقية، مثل التعريض الضوئي الصحيح والتركيز الحاد والألوان الدقيقة، تلقائية. ^{[ 13 ]}

اليوم، تُرفع مليارات الصور إلى وسائل التواصل الاجتماعي يوميًا. ^{[ 14 ]} ونتيجةً لذلك، تبرز مشكلة متنامية تتمثل في قدرة الذكاء الاصطناعي التوليدي على إنشاء صور واقعية للغاية من الصفر. ولم يعد تعريف الصورة "الحقيقية" واضحًا بالضرورة. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

• معالجة الصور
• مستشعر الصورة
• التصوير الطبي
• الاستشعار عن بعد
• رؤية الحاسوب
• التصوير الفوتوغرافي
• جمعية علوم وتكنولوجيا التصوير
• مجلة علوم التصوير

• هاريسون هوكر باريت وكايل جيه مايرز ، أسس علم الصور ( جون وايلي وأولاده ، 2004) ISBN 0471153001
• رونالد ن. براسويل، تحليل فورييه والتصوير ( كلوير أكاديميك ، 2003) ISBN 0306481871
• روجر ل. إيستون الابن، طرق فورييه في التصوير (جون وايلي وأولاده، 2010) ISBN 9780470689837DOI 10.1002/9780470660102
• روبرت د. فييت، نمذجة سلسلة التصوير للكاميرات الرقمية (دار نشر SPIE، 2010) ISBN 9780819483393

• مركز تشيستر إف. كارلسون لعلوم التصوير في معهد روتشستر للتكنولوجيا
• مسار علوم الصور في كلية العلوم البصرية بجامعة أريزونا
• معهد علوم التصوير بجامعة فاندربيلت