Главная → фотосъемка → Таблица дифракционного предела
19 358 просмотров
Хотите бесплатно получать свежие
статьи по фото?
- - тесты обьективов и фотокамер
- - статьи по истории фототехники
- - секретные приемы фотосьемки
- - проф. методы обработки в фотошопе
(пока нет голосов)
Загрузка...
Подписаться на E-mail рассылку
чтобы получать свеженькое!
Добавить комментарий
17 thoughts on “Таблица дифракционного предела”
Страница 1 of 11
Здравствуйте!
Наткнулся на ваш сайт в поисках ответа на вопрос: «Какой объектив лучше разрешает конкретную матрицу».
Из этой и ещё одной статьи тоже с вашего сайта пришёл к следующему выводу. Пожалуйста, поправьте меня, если я не прав, а то у меня от всех этих понятий голова кругом идёт. Я физику в школе не учил :-)
Насколько я понял, «Какой объектив лучше разрешает конкретную матрицу» — некорректный вопрос. Световая волна при неких идеальных условиях в одинаковом объёме проходит через любые линзы, и количество изображенных точек (кружков Эйри) на принимающей поверхности и их плотность всегда одинаковы. Меняется лишь размер этих кружков в зависимости от значения диафрагмы и ФР. Если добавить сюда матрицу фотоаппарата, то на любую пару «объектив (а именно — ФР) + матрица» можно подобрать такое значение диафрагмы, при котором размер кружка Эйри и размер пикселя помноженный на два будут максимально близки друг к другу. И тогда конкретная матрица сможет по максимуму чётко воспроизвести изображение конкретного объектива не перейдя при этом дифракционный предел (говоря объектив, я подразумеваю конкретное ФР, которое на нём установлено, а не некое качество стекла, которое могло бы влиять на плотность кружков Эйри).
Правда, мне не совсем понятно, каким образом можно улучшать некий объектив, чтобы он мог реализовывать более плотное расположение пикселов на матрице... Нашёл такую формулу разрешающей силы объектива (обратная радиусу кружа Эйри): R = D/1,22fλ, из которой следует, что её можно увеличить за счет увеличения диаметра объектива. А именно площади его передней линзы. А что дальше? Последующего «сжимание/уплотнения» по ходу движения по корпусу объектива. Возможно ли такое вообще... Если да, то я был не прав раньше, и что количество/плотность кружков Эйри на принимающей поверхности могут меняться. Бррр... Голова кругом идёт :-)
А ещё мне не совсем ясно, как вы в вашем конкретном случае вычисляете размеры кружков Эйри. Какое ФР вы используете? Не могли бы вы написать подробный расчёт?
Если учесть что диаметр диафрагмы D это F/f ,то фокусное из формулы вааще вылетает!
и радиус Эрли будет r=1.22*λ*f
таким образом можно высчитать максимально допустимую зажатую диафрагму
f = r / (1.22*λ)
Canon 5D mark II имеющий разрешение 12,82 мкм получает
400 нм — f=13,14
555 нм — f=9,47
700 нм — f=7,51
так что пейзажи на закате бьём максимум на 8,0
Добрый день! На Nikon D7100 не расскажите табличные значения?..
Здравствуйте, Михаил!
добавил значения DLA для Nikon d7000 и d7100. Обратите внимание, что фактическая DLA обычно примерно на 1 больше, чем расчётная.
С чем связано пока не знаю. Расчетная для 7100 = f5.9
Добрый день, по поводу различий расчетного и фактического DLA, возможно это связанно с тем, что в расчетах принимается длинна волны света наиболее значимая для светочувствительных клеток глаза отвечающих за цветное зрение (колбочек). Зрительный пигмент действительно переводиться на другой энергетический уровень — в возбужденное состояние, именно волновой составляющей света за счет резонансного эффекта с определенной длинной волны, для колбочек это как раз желто-зеленый спектр с длинной волны 555нм. А вот когда речь идет о матрице фотокамеры то возбуждение светочувствительного материала происходит за свет корпускулярной составляющей света — то есть за счет бомбардировки фотонами и картинка получается де-факто серой, такой какую формирует другая часть зрительной системы — сумеречное зрение. В этой системе доминирующим становиться так называемый серый спектр, то есть спектр отвечающий зрение при недостатке света и воздействующий на другой пигмент глаза находящийся в «палочках» — он реагирует на длину волны зелено-голубого спектра. Три сумеречных (серых) картинки, на которые раскладывает свет трехцветная система светофильтров матрицы и дают нам в итоге цветную картинку, а если посмотреть на шкалу цвета в длинах волн, можно увидеть, что зелено-голубой цвет это порядка 500 нм (точного значения длины волны фотосенсибилизации пигмента «палочек» не помню), подставив его в формулу вместо 555 как раз и получим разницу DLA около единицы. Вот как то так наверное...
Всю статью ждал упоминание систем СИГМА, так и не дождался. А там как раз очень интересная матрица без фильтров.
На Sigme тоже на f5,6 — f8 и меньше начинается потеря детализации. На более открытой диафрагме значимого увеличения детализации нет.
Выигрыш за счет трехслойной матрицы сводится на нет относительно маленьким размером матрицы.
С практической точки зрения это обычно не критично, детализации на f16 хватает, с запасом. Но хочется всегда большего...
Если снимать стек, с шагом по фокусировке, удобнее на f5,6. Если грубина предмета небольшая, то проще закрутить диафрагму и снять одним кадром.
Реально, конечно, выбор методики зависит от задачи и условий.
Мне тоже интересно узнать мнение Дмитрия. Foveon это некоторый обход дифракционного предела традиционных матриц.
Алексей, пока мне не очень понятно, что выйдет из матрицы Quattro. Первый слой синий и он вполне себе набит пикселями «под завязку», а он ведь и даёт основную детализацию.
Он и пострадает от дифракции.
А остальные два цвета как бы дополнительные, с низкой детализацией. Они от дифракции не пострадают, так они и не имеют большого разрешения.
Т.е. я не вижу чем Quattro лучше, чем Merill. Скорее наоборот. Мне кажется если бы они сделали ЧБ камеру на полный 35мм кадр, то это был бы фурор. А все эти попытки собрать тусклый свет/цвет «из под ковра» мало что дают.
Дмитрий, длина волны синего света короче. Диск
Эйри меньше. И синий сенсель меньше.
Алексей, да меньше для синего. Но мы плоховато синий видим. Обычно считается для жёлто-зелёного (555нм), т.к. на этой длине волны наши глаза наиболее чувствительны.
Посчитать можно, но какая практическая польза будет? Может для подводной съемки актуально? :)
посчитать мне не сложно, но я плохо понимаю зачем они синий главным сделали.
Дмитрий,
про практическую пользу у вас уже написано написано в статье «(видимый свет от 400 nm синий до 700 nm красный). Сильнее страдает красный свет».
Диск Эйри для красного света больше, чем для синего. Поэтому сенсор красного больше сенсора синего.
Синий не главный, а верхний. Глубина проникновения света в кремний, из которого сделан сенсор, пропорциональна длине волны.
Игорь, я писал про Сигму, когда это было актуально, но сейчас они потеряли своё преимущество.
Представлять сейчас камеру с кроп-фактором на 16-20 Мпикс даже на матрице Фовеон уже вчерашний день. Есть уже обычные байеровские матрицы на 42 Мпикс и 50 Мпикс, которые превзойдут этот Фовеон по детализации и не будут иметь его характерных «детских» болезней.
Я очень надеялся на Сигму, но серией dp1 Quattro, dp2 Quattro и dp3 Quattro они разочаровали.
Дмитрий, с наступающим!
Сигма не такой раскрученные производитель, как основные бренды. Достоинства и недостатки их камер менее известны. С точки зрения потребителя можно рассматривать матрицу Quattro как переход на качественно новый уровень. В таком случае, матрица Merill это вершина старой технологии. Далее, уменьшать пиксель они не стали, а перешли к Quattro — разному размеру сенселей для разных длин волн. Это как раз вписывается в тему статьи, и дополняет вывод статьи. Quattro — путь получать высокую детализацию без увеличения размера сенсора. Да в некоторых деталях Quattro отстает от Merill. Но, чтобы найти новый максимум совершенства надо спуститься с прошлого максимума, говоря проще, чтобы покорить более высокую вершину надо сначала спуститься с уже покоренной высоты.
Алексей, спасибо! Вас также с Наступающим! :)
Мы уже обсуждали Quattro. Я расстроен тем, что нет революционных изменений. Сделать нижние слои меньшим разрешением — это разве движение вперёд? Философия — это хорошо. Я так понимаю, что большинство производителей фототехники руководствуются этим принципом: «чтобы покорить более высокую вершину надо сначала спуститься с уже покоренной высоты.». Потому как в наше время новая камера часто оказывается еще хуже, чем старая.
Не буду гадать зачем Sigma так сделала, но мне кажется у них проблемы с производством и совершенствованием своего сенсора. Казалось бы проще всего сделать полнокадровый сенсор и к нему линейку объективов, ведь как раз с объективами у них всё отлично. Научились разрабатывать отличные объективы.
Так увеличьте просто сенсор и к нему хотя бы два объектива: широкоугольник и портретник. Так, например, сделал Цейс. К беззеркалкам Sony они выпустили пока только два автофокусных объектива: Batis 25/2 и Batis 85/1.8. И честно говоря, если не придираться, то этого хватает на большинство случаев.
Дмитрий,
подход с простым увеличением площади сенсора на дает взрывного роста детализации.
Ну, увеличили сенсор в 2 раза по площади, и все. Все так делают. Дальше прогресса нет.
Совсем другое дело — изменение геометрии сенселей матрицы. Это дает конкурентное преимущество, это интересно, это имеет развитие.
Вы сравниваете с Сигмой камеры, в которых 50 мегапикселей расположены на матрице, в 2 раза большей по площади, чем Foveon. Есть ли у них 2-х (по площади) или 3,3-x (по пикселям) кратный прирост в детализации? Нет. Они дешевле? Нет. В чем тогда выигрыш? Или это привычка? Сколько лет продолжается тема, что пленка лучше цифры?
Как следует из вашей статьи — одна из основных причин снижения детализации при уменьшении площади пикселя — волновая природа света. Кто-то пытается обойти ее программно, Foveon попробовал сделать это аппаратно.
Кроме этого, у многих людей интерес к Foveon вызывает не детализация, а «чистота картинки».
Из линеек компактов от Sigma заметно, что широкий угол появился только на Quattro (dp0). Очевидно, что Quattro более устойчива к косым лучам, чем Merill.
Кто может из производителей сказать, что снижение числа пикселей до с 15 до 5 млн не фатально сказалось на качестве снимка?
Интересно, что последует за Quattro? Будут ли какие-то новые модели в 2016 году?
Алексей, тут не соглашусь. Увеличение физического размера сенсора при сохранении той же плотности пикселей дает взрывное увеличение детализации, что легко посчитать в цифрах. В табличке по DLA есть графа, где посчитано сколько было бы Мпикс на сенсоре камеры с кроп-фактором, если бы его увеличить до полноформатного. Тот же 7дм2 имеет 20 Мпикс, но если сделать сенсор поболее, то получится 50. Это в 2 раза больше деталей.
Учитывая более «честный» сенсор Сигмы (Мерилл), который уверенно конкурировал с полноформатным сенсором зеркалок на 21 Мпикс легко представить, что в виде ФФ сенсора он может выдать детализацию на уровне 50 Мпикс и выше. Причем не нужно повышать плотность пикселей, которая может сказаться на шумности матрицы и снизить дифракционный порог. Это не революционное изменение, но я ратую на увеличение сенсоров т.к. Оно дает рост детализации без необратимых последствий для других параметров матрицы. С более тяжелыми объективами и более медленным автофокусом легче мириться.
Мне кажется, что любителей чистоты картинки все меньше. В народе популярны picture style и пресеты к лайтруму. При такой обработке не столько важно, насколько чистая картинка была изначально. Производители фототехники ведь выпускают камеры предварительно изучая спрос.
Долгое время студийные фотографы пользовались цифровыми задниками на CCD сенсоре и упирали на чистоту картинки, а сейчас смотрю радостно перешли на Pentax 645Z и он радует не меньше, а может и больше (шумы ведь меньше, скорострельно выше).
Широкий угол на кропе — утопическая программа. Проще увеличить сенсор и вот вам широкий угол на том же объективе. широкий угол на кропе — всегда компромисс и работа как раз с пресловутыми косыми лучами. Как бы там не оптимизировали работу с ними, желательно для качества снимка, чтобы они не были слишком косыми.
Гонка производителей совсем «за кадром». Мне все равно кто из них круче. Мне ближе тот, кто сделает лучше камеру по моим критериям :)
Я верю в Сигму в 2016-ом году. Серия объективов Art была очень удачной и, надеюсь, серьезно подпитала их финансово. Может это им даст возможность выпустить конкурента беззеркальным камерам Сони (Ну если Сони не выпустит уже 80Мпикс 35мм камеру :) тут важно кто быстрее. Они задали хороший темп развития сенсоров и «поезд может уйти вдаль»).
Дмитрий,
не совсем понял, как вы рассчитали в статье диаметр диска Эйри.
Вы пишите:
«При длине волны 555nm (жёлто-зеленый свет к которому глаз наиболее чувствителен и который лучше всего воспринимает камера) и диафрагме F11 диаметр диска Эйри составит 14.8 микрон.»
По приведенной вами в статье формуле имеем:
11 * 0,555 * 2 = 14,9 (14,8962)
По цветам и размерам пикселей:
Для фиолетового цвета длина волны 380:
11 * 0,380 * 2 = 10,2
Для красного цвета длина волны 740:
11 * 0,740 * 2 = 19,9
Поэтому, синий пиксель меньше, а красный больше.
Похоже себя ведет и энергия фотонов.
Поэтому, Quattro имеет преимущество по детализации над обычной матрицей (такого же размера и разрешения) в три раза за счет трех слоев пикселей и в 2 раза за счет дифракционного лимита. Всего 2*3 = 6. При этом Merill имел только 3-х кратное преимущество (три слоя). Прогресс на лицо.
Матрица удвоенного размера дает только преимущество в 2 раза.
В 6 раз (без удвоения, в компактном форм-факторе) и в 2 раза (за счет увеличения размера). Кто потерял преимущество?
Вы написали: «Широкий угол на кропе — утопическая программа».
Есть серийная камера, есть примеры как она снимает, например, www.sigma-photo.co.jp/eng.../gallery.html>.
Почему это утопия?