Come scopri il "punto debole" di un obiettivo?


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Ho provato a cercarlo su Google, ma non ho mai trovato una risposta soddisfacente.

Ho sentito il termine "punto debole" lanciato da alcuni fotografi per indicare il f-stop di un obiettivo che si traduce nella massima nitidezza che l'obiettivo può ottenere.

Alcune domande su questo:

  1. La conoscenza fotografica generale afferma che maggiore è il valore di f-stop (minore è l'apertura), maggiore sarà la profondità di campo che si otterrà. Questo sembra "suggerire" più alto è il punto di arresto, più nitida sarà la tua immagine (ovviamente tutti gli altri fattori sono uguali). L'idea di un "punto debole" supera questa regola? (quindi, teoricamente un f11 potrebbe essere più nitido di f22)

  2. Il "punto debole" è un algoritmo ottico che può essere applicato a qualsiasi obiettivo o ha a che fare con le particolarità della fabbricazione di alcuni obiettivi?

  3. Infine, come posso determinare il "punto debole" dei miei obiettivi principali?

Nota: so che altre cose vengono prese in considerazione in termini di nitidezza, come ISO, luce, vetro (obiettivo) ecc., Ma per favore ignoratele e assumete che siano uguali per ogni obiettivo diverso.

Per il contesto, sto principalmente cercando di ottenere la massima nitidezza nella fotografia architettonica (interna ed esterna) e urbanscape, dove di solito tendo ad allontanarmi da una piccola profondità di campo.

Risposte:


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Il punto debole di un obiettivo dipende probabilmente dal tipo di superficie di acquisizione dell'immagine utilizzata come l'obiettivo stesso. Sia i sensori di pellicola che quelli digitali hanno un limite di dettagli che possono risolvere (sebbene la pellicola di grande formato abbia la tendenza a catturare MOLTO più dettagli di 35 mm o i sensori digitali con aperture molto più strette , intorno a f / 22). Supponendo di avere un obiettivo con migliore risoluzione immaginabile ... alla fine sarà limitata dal materiale di imaging. Ciò è dovuto al "limite di diffrazione" del film o del sensore.

La meccanica alla base della ricerca del "punto debole" di un obiettivo può essere piuttosto complessa, in quanto molto matematica. Per semplificare ciò per i consumatori, il grafico MTF (modulation transfer function) è nato come un modo per fornire informazioni chiare e matematicamente derivate sulla nitidezza o sulla risoluzione di un obiettivo, una pellicola o un sensore. Se sei interessato alla teoria di base, questo articolo è una buona lettura: capire la nitidezza dell'immagine .

In termini più semplici, supponendo che si desideri la massima chiarezza per le dimensioni e la densità del sensore in uso, per la maggior parte dei sensori di immagine DSLR il "punto debole" della maggior parte degli obiettivi di qualità decente o elevata è compreso tra f / 8 ef / 11. Le reflex digitali entry-level, che tendono ad avere sensori più piccoli con fotositi più piccoli di maggiore densità, hanno una diffrazione limitata a circa f / 8 o f / 9. Le reflex digitali di fascia più alta, che tendono ad avere sensori più grandi con fotositi più grandi e densità inferiore, hanno una diffrazione limitata intorno a f / 11.

Oltre ad avere un obiettivo davvero scadente che non ha la massima risoluzione intrinseca, la maggior parte degli obiettivi è in grado di risolvere un elevato livello di dettaglio. La maggior parte degli obiettivi sul mercato in questi giorni ha il proprio grafico MTF che può essere utile per conoscere il "punto debole" degli obiettivi in ​​sé e per sé. La maggior parte delle fotocamere digitali contiene informazioni su quando il sensore diventa limitato dalla diffrazione. I siti di recensioni come DPReview.com, the-digital-picture.com, ecc. Indicheranno anche le aperture alle quali il sensore diventa diffrazione limitata per la maggior parte delle fotocamere. Non faccio molto film da solo, quindi non posso offrirti molto riguardo a quando vari tipi di film possono essere limitati dalla diffrazione.

Va notato che l'apertura di limitazione della diffrazione (DLA) è solo quando inizia la diffrazioneinfluisce sulla qualità, ma non quando ha raggiunto il suo massimo effetto (che di solito è di diverse fermate oltre il DLA.) L'ammorbidimento dell'immagine visibile dalla diffrazione di solito non sarà evidente fino a quando una coppia non si ferma oltre il DLA iniziale. Per i sensori di una determinata dimensione (ad es. APS-C), un sensore a densità più elevata inizierà a rivelare la diffrazione in precedenza, tuttavia il sensore a densità inferiore non sarà in grado di risolvere dettagli alti quanto il sensore a maggiore densità. Per ogni dato formato di megapixel (ovvero 18mp), un sensore con dimensioni fisiche maggiori di solito fornisce risultati migliori. La diffrazione influisce sulla qualità dell'immagine a causa della dispersione della luce oltre un singolo fotosite e degli altri. Poiché i sensori più grandi (ovvero Full-Frame vs. APS-C) hanno fotositi più grandi, diventano diffrazione limitata a aperture più strette rispetto ai sensori più piccoli.

Il vero trucco è trovare la sovrapposizione tra il punto di massima nitidezza per l'obiettivo e il punto in cui un sensore di immagine è in grado di risolvere dettagli chiari senza ammorbidirlo visibilmente a causa della diffrazione. Un'impostazione di apertura nell'area di sovrapposizione sarà il vero "punto debole" della fotocamera e dell'obiettivo che si sta utilizzando. Il rovescio della medaglia, se la profondità di campo è più importante della nitidezza finale, un'apertura maggiore può fornire un punto dolce più appropriato per il tuo lavoro.


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amico, sei un genio dispettoso, grazie! Dammi un po 'di tempo per digerire tutte queste informazioni e tornerò. grazie per un'ottima risposta.
andy,

+1 per lo scienziato. Esistono alcune regole per i pollici in giro per i dSLR, ma penso che il cambiamento del volto dei sensori stia rendendo difficile l'attaccamento.
John Cavan,

@jrista - "la pellicola di grande formato tende a risolvere FAR più dettagli rispetto ai sensori 35mm o digitali" - confrontando, diciamo, Velvia 50 nei formati 35mm e 6x9, le coppie di linee risolte per millimetro sono sempre le stesse, solo che ci sono molte più coppie di linee sul frame 6x9. Quando si guardano stampe della stessa dimensione, 6x9 ha più dettagli, ma la risoluzione sottostante è la stessa. Lo stesso vale per il digitale, se sia il sensore ritagliato che il sensore di medio formato hanno la stessa densità di pixel, la loro massima risoluzione teorica è la stessa (sebbene più variabili lo influenzino).
Karel,

L'ho cambiato da "risoluzione" a "cattura", poiché il punto chiave era che il loro limite di diffrazione è considerevolmente più alto, intorno a f / 22. La risoluzione non era davvero il punto chiave. Il che fa emergere un punto interessante sui sensori digitali ... i sensori di dimensioni diverse con la stessa dimensione e densità dei pixel avranno lo stesso limite di diffrazione. Se prendessimo, per esempio, il nuovo D60, un sensore APS-C da 18 mp, la diffrazione sarà limitata all'apertura sorprendentemente bassa di f / 6,8. Un sensore a pieno formato con la stessa dimensione / densità di pixel sarebbe limitato alla stessa apertura, il che pone la domanda ... perché una densità così elevata? ;-)
jrista

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@jrista, la diffrazione è un fenomeno ottico collegato all'obiettivo e non al sensore. La dimensione fisica del disco arioso che provoca l'addolcimento è indipendente dal mezzo su cui viene proiettato. Un sensore a risoluzione più elevata acquisirà un ammorbidimento maggiore su una base per pixel, ma l'immagine complessiva non sarà più morbida, poiché la dimensione fisica assoluta del disco arioso catturato sarà la stessa su entrambi i sensori.
Eruditass,

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Con i numeri primi metto sempre una pagina di testo sul muro, metto la mia macchina fotografica su un treppiede con un grilletto remoto (anche l'autoscatto funziona) e faccio un paio di foto ad ogni grande f-stop: 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 20 e poi li confronto per nitidezza al centro, bordi e angoli. Vedrai che c'è una gamma più nitida e io uso un'etichettatrice e stampo "8-11" per mettere l'obiettivo stesso in modo che io sappia per ogni obiettivo.

Con gli zoom è più difficile perché il punto ottimale cambierà con la lunghezza focale, quindi per un obiettivo da 70-200 mm vorresti farlo in modo incrementale come 75 mm, 100, 125, 150, 200 forse.

Tieni presente che anche se il testo non è perfettamente nitido a qualsiasi lunghezza / apertura focale, in genere non fotografiamo il testo e le differenze di nitidezza possono essere viste con un testo che non avresti mai visto in un paesaggio, ad esempio.


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Penso che "sweet spot" sia un termine piuttosto mal definito nell'uso generale, e in effetti vedrai alcune persone parlare del punto dolce di un obiettivo per quanto riguarda l'impostazione dell'apertura più nitida, e altri che parlano del punto dolce del cerchio dell'immagine di un obiettivo (ad es. utilizzando un obiettivo da 35 mm a pieno formato su una DSLR con sensore ritagliato).

Non puoi generalizzare e dire "I numeri primi da 50 mm hanno un punto debole af / 8". I diversi design delle lenti funzionano in modo diverso e comporteranno diversi compromessi. Quindi non tutte le lenti di un determinato tipo avranno lo stesso punto ottimale.

Per quanto riguarda la nitidezza e l'apertura, i grafici della funzione di trasferimento della modulazione (MTF) ti daranno una buona immagine (anche se teorica), se sono pubblicati per le impostazioni di apertura che ti interessano. Ma alcuni grafici MTF possono essere difficili da trovare per alcuni e di solito mostreranno solo una o due impostazioni di apertura.

Il modo empirico di determinare il punto ottimale per un obiettivo che possiedi personalmente è quello di eseguire scatti di prova a diverse aperture, preferibilmente di una scena a campo piatto con dettagli raffinati e bordi ad alto contrasto. Quindi confronta le immagini e trai le tue conclusioni. Potrebbe non essere chiaro, a seconda di quali sono i tuoi criteri. Ad esempio, l'apertura in cui gli angoli più nitidi può essere diversa dall'apertura in cui il centro delle immagini è più nitido. Ovviamente la tecnica di ripresa è importante per questo, quindi l'uso di un treppiede con blocco dello specchio e un rilascio del cavo è l'ideale per rimuovere le vibrazioni della fotocamera come fattore.

Mentre la gamma f / 8-f / 11 è generalmente considerata una scelta sicura, non direi che sia universalmente vera. Gli obiettivi di qualità superiore inizieranno già a vedere gli effetti della diffrazione di f / 8, in particolare sui sensori della fotocamera ad alta risoluzione. Ad esempio, molti obiettivi di livello avanzato del modello avanzato colpiranno la loro nitidezza nel punto f / 4-f / 5.


"Gli obiettivi di qualità superiore inizieranno già a vedere gli effetti della diffrazione di f / 8, in particolare sui sensori della fotocamera ad alta risoluzione." - il limite di diffrazione non è di proprietà dell'obiettivo.
Karel,

@Karel, minore è la qualità dell'obiettivo, maggiore è il numero f il "limite di diffrazione" perché la qualità dell'obiettivo limiterà la risoluzione, non la diffrazione. La qualità dell'obiettivo aumenta con il numero f, che è l'opposto della diffrazione. Immagina un grafico del numero f (asse x) vs acquisizione della risoluzione (asse y). Esistono 3 curve: limite di diffrazione, qualità dell'obiettivo e risoluzione del sensore. La diffrazione è inclinata verso il basso, la qualità dell'obiettivo è inclinata verso l'alto e la risoluzione del sensore è una linea piatta. Il valore più basso di 3 è la tua risoluzione in quella cattura. Penso che lo disegnerò quando torno a casa perché potrebbe essere utile.
Eruditass,

Bene, questo si è rivelato molto peggio del previsto. Questi non sono in alcun modo valori reali, ma danno un'idea delle relazioni. imgur.com/9xtyR.png Se seguiamo l'obiettivo di alta qualità, è un sensore limitato dai sensori a medio e basso megapixel a 1 e 2. Nel sensore ad alta densità, è limitato dalla propria qualità dell'obiettivo fino a f6.3, dove la diffrazione si insinua, ma ha una risoluzione maggiore rispetto a qualsiasi altro sensore fino a f8 con il sensore a media densità e f13 con il sensore a bassa densità. Sull'obiettivo di media qualità, inizia con l'obiettivo limitato su tutti i sensori. Di f4
Eruditass,

Quel sensore di alta qualità è limitato alla diffrazione a f6.3, mentre il sensore di bassa qualità non è limitato alla diffrazione fino a f / 13. Questo è sempre più visibile con sensori a risoluzione più elevata.
Eruditass,

Ora per espandere la limitazione della diffrazione rispetto ai megapixel, il sensore a media densità non ottiene la diffrazione limitata fino a f8. Anche se il sensore ad alto megapixel ha una diffrazione limitata intorno a f6.3, catturerà comunque più dettagli del sensore da medio megapixel fino a f8. Questo è solo con i sensori delle stesse dimensioni. Per quelli che leggono il grafico: le linee dell'obiettivo sono tutte inclinate verso l'alto (in realtà sono generalmente curve che salgono) e le linee del sensore sono tutte piatte.
Eruditass,

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Per quanto riguarda la fotografia, ci sono due punti che limitano la risoluzione di un'immagine: uno è la profondità di campo (guarda Wikipedia tu stesso, non posso pubblicare due link), l'altro la risoluzione fisica dell'obiettivo ( criterio di Rayleigh di massima risoluzione).

In genere si ottiene una grande profondità di campo con una piccola apertura (f / 11 ha una profondità di campo inferiore a f / 22), mentre una grande apertura porta a una diffrazione ridotta con dimensioni dello spot limitate per queste aree dell'immagine a fuoco .

Per un'immagine ideale ci sono due obiettivi contraddittori: grande apertura (piccolo numero f) per i punti a fuoco, piccola apertura (grande numero f) per una grande profondità di campo. A seconda dell'obiettivo, del rilevatore di pellicola / ccd utilizzato e di ciò che si intende fotografare, le diverse impostazioni sono ottimali .

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