Разрешение линзы и диафрагма

Черт, не ту кнопку нажал... Итак:

В толстой книжке сказано, что пространственная частота, на которой (из-за дифракционных эффектов) MTF опускается до 0, равна 1/(длина волны)*(диафрагменное число). Если считать, что длина волны равна 0.0005 мм, то получаем, что предельная частота равна 2000/(дифрагменное число). Для f/16 это будет 125 пар линий на мм (что вполне приемлимо), а для f/64 - около 30 пар линий на мм (что для 135го формата слишком плохо). И это не смотря на то, что при f/64 на (к примеру) полтиннике дырка больше 0.1 мм. (а на телевиках еще больше, однако все равно различить 30 пар линий на мм не получится).

Кстати, если диафрагменное число равно размеру пикселя в длинах волн, то предельная частота будет просто равна 1/(размер пикселя). Иными словами, если на каждый пиксель приходится пара линий, то их разъест дифракция. Да и пожалуйста, не больно-то и хотелось.

Цитата:

от:OlegV
Вот пример правильных графиков
Tamron 90
http://www.ephotozine.com/equipment/tests/testdetail.cfm?test_id=350
Nikkor 17-55
http://www.ephotozine.com/equipment/tests/testdetail.cfm?test_id=398
Nikkor 200-400
http://www.ephotozine.com/equipment/tests/testdetail.cfm?test_id=416

Последний - пример объектива с максимальным разрешением на открытой апертуре.

Подробнее

Гениально - по этой ссылке умеренный телевичок(где должно быть наилучшее качество вообще) да ещё Л(от канон) да ещё ФИКС, даёт МТФ ХУЖЕ, чем широкоугольный, слеповатый зум от сигмы(15-30)

Цитата:

от:Un hombre sincero

Ну ухудшается естественно, если 100% кропы смотреть, т.к. увеличение вчетверо сильнее. И тут окажется что детали того, дифракция откушала.

Вообщем http://normankoren.com/Tutorials/MTF6.html#Diffraction, http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm или гугль на "Rayleigh limit" или "Dawes limit".

Подробнее

Вот только ля-ля не надо. 100% кроп - это не изображение. Это то, что матрица увидела. А само изображение будет неизменным - что на поверхности белого листа, что на поверхности однопиксельной матрицы. Изображению глубоко начхать, какой регистратор будет перед ним ножки раздвигать :D

Цитата:

от: Gorynyc
Читаем, но не понимаем. Неясна интервальная оценка.

Ну вот, уже лучше. :)

Более правильная оценка (lambda/D)*f=lambda*A.
Для A=16 и зеленого света выходит ~8 мкм (соответствует пикселям APS матрицы 6 Мп), причем кружок нерезкости 20 мкм. Но на 16 бывает уже визуально заметно хуже.

Цитата:

от: OlegV
Цитата:

от:Andrey Lenz

1. Это Ваше голословное утверждение. Все-таки, приведите расчет.

Видите ли, исходные посылки для этого 'голословного утверждения' можно найти в любом учебнике, а последующие выкладки не выходят за рамки 8 классов средней школы. Так что приводить их здесь мне кажется избыточным.

Подробнее

Хахаха! Честно скажИте: не можете обосновать свое утверждение с цифрами/формулами.
Не считаете нужным писать в форум - напишите мне лично, и я с удовольствием признаю Вашу победу в диспуте.

Цитата:

от:Gorynych
Цитата:

от:Andrey Lenz
Объектив фотоаппарата - по сути своей, сумматор. Если нарисовать ход лучей для точечного источника света - это хорошо видно.
Соответственно, при идеальной форма оптических элементов, самый лучший результат будет достигаться при полностью открытой диафрагме: чем больше квантов света удалось уловить от каждой точки фотографируемого предмета, тем достовернее информация.
При условии, что мы имем дело с реальными линзами, точность формы оптических поверхностей неидеальна. Кроме того, неидеальна и собственно внутренняя структура преломляющего материала.
Соответственно, чем меньше диафрагменное отверстие, тем меньшая часть поверхностей оптических элементов участвует в формировании изображения. Т.к. погрешность (отклонение от расчетной величины) оптической поверхности пропорциональна расстоянию между точкакми на этой поверхности, снижение участка линз, участвующих в формировании изображения, снижает погрешность. При это растет погрешность записи информации, из-за того, что квадратично убывает поле суммирования.
Таким образом, возникает оптимум: размер диафрагменного отверстия, когда факторы уравновешиваются.
Оптимальное диафрагменное отверстие свое для каждого объектива, и зависит, в первую очередь, от качества изготовления и сборки объектива.
Так, более качественные объективы имеют оптимум в районе диафрагменного числа 4, обычные, бюджетные зумы - в районе диафрагменного числа 8.
С увеличением формата негатива, растет физический диаметр диафрагменного отверстия, при равном угле обзора объектива, соответственно, появляется возможность использования больших значений числа диафрагмы, при сохранении приемлемого качества. Так, для объективов, предназначенных для формата 135, диафрагма 16 дает заметно ухудшенные результаты, при этом на формате 120 она является вполне рабочей, а для форматной техники диафрагма 64 является приемлемой.

Что касается дифракционных эффектов, то их уровень зависит от отношения площадей собственно диафрагменного отверстия, и площади кольца у самого края диафрагмы, где наблюдаются, собственно говоря, краевые эффекты.
Так как эффективная ширина кольца постоянна, ипорядо ее величины - длина волны света, отношение площади кольца к площади диафрагменного отверстия растет с увеличением диафрагменного числа, однако пока диаметр диафрагменного отверстия превышает 100 длинн волны, изменение составляет малын доли процента. Таким образом, пока размер диафрагменного отверстия превышает 0,1 мм, влияние дифракционных эффектов можно считать ничтожным.

P.S. Вот кто-то первым придумал, что на закрытых диафрагмах все портит дифракция, и все дружно поверили!

Подробнее

Безграмотный бред недоучки.
Распространение света - имеет волновую природу. Как только выходите за пределы приближения геометрической оптики - все выкладки с линейкой превращаются в болотные пузыри.
Считать надо разность фаз между волнами света по апертуре объектива. Если в пределах кружка нерезкости фазовый сдвиг с разных краёв объектива становится меньше Пи, то приближение геометрической оптики не работает и размытие становится дифракционным. Эта фазовая разность зависит не от АБСОЛЮТНОГО РАЗМЕРА ДИАФРАГМЫ, и, даже не от диафрагменного числа, связанного с фокусным расстоянием, а от ОТНОШЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО ПЛОСКОСТИ ФОКУСИРОВКИ и ДИАФРАГМЫ.
Последняя величина равна диафрагменному числу при фокусировки на бесконечность...

Подробнее

Вас, похоже, не учили вежливо разговаривать? -((

Про волновую природу я знаю, и Ваши аргументы про зависимость степени влияния дифракции от соотношения размера мишени и ее расстояния до плоскости проекции имел в виду. Правда, Вы несколько ошибаетесь: зависимость от расстояния квадратичная.

Однако, мне не ясно,каков вывод из Ваших рассуждений?

Цитата:

от:miope
Черт, не ту кнопку нажал... Итак:

В толстой книжке сказано, что пространственная частота, на которой (из-за дифракционных эффектов) MTF опускается до 0, равна 1/(длина волны)*(диафрагменное число). Если считать, что длина волны равна 0.0005 мм, то получаем, что предельная частота равна 2000/(дифрагменное число). Для f/16 это будет 125 пар линий на мм (что вполне приемлимо), а для f/64 - около 30 пар линий на мм (что для 135го формата слишком плохо). И это не смотря на то, что при f/64 на (к примеру) полтиннике дырка больше 0.1 мм. (а на телевиках еще больше, однако все равно различить 30 пар линий на мм не получится).

Кстати, если диафрагменное число равно размеру пикселя в длинах волн, то предельная частота будет просто равна 1/(размер пикселя). Иными словами, если на каждый пиксель приходится пара линий, то их разъест дифракция. Да и пожалуйста, не больно-то и хотелось.

Подробнее

Я полагаю, что в "толстой книжке" сделан ряд допущений, которые вы не приводите.
Иначе говоря, при идеальном светоприемнике МТФ не может быть равной 0, может только к нулю стремиться, а при неидеальном светоприемнике надо учитывать его параметры.

Цитата:

от: Andrey Lenz

Хахаха! Честно скажИте: не можете обосновать свое утверждение с цифрами/формулами.
Не считаете нужным писать в форум - напишите мне лично, и я с удовольствием признаю Вашу победу в диспуте.

Не надоело демонстрировать свою безграмотность? Пожалуйста.

Мы рассмотрим разрешение системы линза + матрица, считая, что оптическое разрешение линзы превышает разрешение матрицы и разрешение системы ограничено матрицей и дифракцией. Минимальный период паттерна, который способна детектировать матрица, равен удвоенному шагу пикселей. Такой паттерн будет съеден дифракцией если радиус дифракционного пятна будет равен периоду. Заметное падение контраста вследствие дифракционных эффектов можно ожидать при в 2 меньшем радиусе дифракционного пятна, т.е. когда он равен шагу пикселей. Осталось понять, при какой диафрагме выполняется это условие.

Расчет дифракции тривиален для щели, для окружности диаметр дифракционного пятна будет лишь чуть больше, поэтому мы ограничимся тривиальным случаем. Интенсивность света при наблюдении под углом a к направлению распространения света рассчитывается как модуль интеграла от комплексной экспоненты поперек щели, где показатель есть просто разность фаз световой волны. Этот интеграл в графическом виде есть просто дуга окружности. Он обращается в 0 когда дуга замыкается в кольцо, это происходит когда разность фаз между краями щели кратна 2pi. Первый ноль этот интеграл имеет при a=lambda/d, где d - ширина щели, lambda - длина волны. Умножим обе части на фокусное расстояние f и заметим, что f/d = F (диафрагма), а a*f = delta - радиус дифракционного пятна, то есть delta = lambda*F. Приравнивая это шагу пикселей L, получаем F = L/lambda

Цитата:

от: OlegV
...

Вот интересно - Вы домой через форточку лазите?
Вы ваще в курсе, что изображение не только матрицей считываться может?
У Вас родственников в Израиле нет случаем? Логика у Вас очень тутошнюю напоминает :D

Цитата:

от: Алкаш
Цитата:

от:OlegV
...

Вот интересно - Вы домой через форточку лазите?
Вы ваще в курсе, что изображение не только матрицей считываться может?
У Вас родственников в Израиле нет случаем? Логика у Вас очень тутошнюю напоминает :D

Подробнее

Мне вообще до лампы изображение в чистом виде, мне оно дано в ощущении посредством матрицы. Так что рассуждения вполне корректны. Для пленки все естественно будет зависеть от оптического разрешения объектива.

Цитата:

от:OlegV
Цитата:

от:Andrey Lenz

Хахаха! Честно скажИте: не можете обосновать свое утверждение с цифрами/формулами.
Не считаете нужным писать в форум - напишите мне лично, и я с удовольствием признаю Вашу победу в диспуте.

Подробнее

Не надоело демонстрировать свою безграмотность? Пожалуйста.

Мы рассмотрим разрешение системы линза + матрица, считая, что оптическое разрешение линзы превышает разрешение матрицы и разрешение системы ограничено матрицей и дифракцией. Минимальный период паттерна, который способна детектировать матрица, равен удвоенному шагу пикселей. Такой паттерн будет съеден дифракцией если радиус дифракционного пятна будет равен периоду. Заметное падение контраста вследствие дифракционных эффектов можно ожидать при в 2 меньшем радиусе дифракционного пятна, т.е. когда он равен шагу пикселей. Осталось понять, при какой диафрагме выполняется это условие.

Расчет дифракции тривиален для щели, для окружности диаметр дифракционного пятна будет лишь чуть больше, поэтому мы ограничимся тривиальным случаем. Интенсивность света при наблюдении под углом a к направлению распространения света рассчитывается как модуль интеграла от комплексной экспоненты поперек щели, где показатель есть просто разность фаз световой волны. Этот интеграл в графическом виде есть просто дуга окружности. Он обращается в 0 когда дуга замыкается в кольцо, это происходит когда разность фаз между краями щели кратна 2pi. Первый ноль этот интеграл имеет при a=lambda/d, где d - ширина щели, lambda - длина волны. Умножим обе части на фокусное расстояние f и заметим, что f/d = F (диафрагма), а a*f = delta - радиус дифракционного пятна, то есть delta = lambda*F. Приравнивая это шагу пикселей L, получаем F = L/lambda

Подробнее

Давайте воспользуемся Вашими формула и рассуждениями.

И так, Вы пишете: "...Минимальный период паттерна, который способна детектировать матрица, равен удвоенному шагу пикселей. Такой паттерн будет съеден дифракцией если радиус дифракционного пятна будет равен периоду...". Иначе говоря, если такое условие будет соблюдено, за счет дифракционных эффектов мы не сможем совершенно различать детали на изображении.

Теперь рассчитаем, какова должна быть диафрагма, чтобы получить не "заметное падение контраста", а "полностью съеденный паттерн".

Согласно Вашим соображениям, заметное падение контраста наблюдается при F = L/lambda, а "полное съедание паттерна" наблюдается при F = 2*L/lambda.

Положим длинну волны света равной 5*10^(-7) метра, размер пикселя 5*10^(-6) метра. Получается, что "полная потеря паттерна" наступает при диафрагме 22.

Теперь берем камеру, и проводим эксперимент.
О чудо! На диафрагме 22 есть изображение!
Где же ошибка?

Цитата:

от: Andrey Lenz

Теперь берем камеру, и проводим эксперимент.
О чудо! На диафрагме 22 есть изображение!
Где же ошибка?

Ошибка у вас в DNA. Не нужно все слова понимать буквально. Съеден дифракцией - значит контраст упадет в 2 или более раз.

Цитата:

от: OlegV
Цитата:

от:Andrey Lenz

Теперь берем камеру, и проводим эксперимент.
О чудо! На диафрагме 22 есть изображение!
Где же ошибка?

Ошибка у вас в DNA. Не нужно все слова понимать буквально. Съеден дифракцией - значит контраст упадет в 2 или более раз.

Подробнее

Почему именно в 2 раза? В 2 раза относительно чего?

Цитата:

от: Andrey Lenz

Почему именно в 2 раза? В 2 раза относительно чего?

Начинаем придираться к словам? Потому что это первое целое число большее 1. Относительно контраста 'идеального' изображения в отсутствие дифракции.

Цитата:

от: OlegV
Цитата:

от:Andrey Lenz

Почему именно в 2 раза? В 2 раза относительно чего?

Начинаем придираться к словам? Потому что это первое целое число большее 1. Относительно контраста 'идеального' изображения в отсутствие дифракции.

Подробнее

Я не придираюсь. Мне просто непонятно, из какого расчета следует коэффициент 2. Или, иначе говоря, чему равен этот коэффициент, как его рассчитать?

Цитата:

от: Andrey Lenz

Я не придираюсь. Мне просто непонятно, из какого расчета следует коэффициент 2. Или, иначе говоря, чему равен этот коэффициент, как его рассчитать?

Рассчитать легко. Сначала считаем форму дифракционного пятна для нашей диафрагмы, потом считаем свертку нашего паттерна с полученной функцией. Мне этим заниматься неохота, если честно, точность приближенных оценок меня устраивает.

Цитата:

от: OlegV
Цитата:

от:Алкаш
Цитата:

от:OlegV
...

Вот интересно - Вы домой через форточку лазите?
Вы ваще в курсе, что изображение не только матрицей считываться может?
У Вас родственников в Израиле нет случаем? Логика у Вас очень тутошнюю напоминает :D

Подробнее

Мне вообще до лампы изображение в чистом виде, мне оно дано в ощущении посредством матрицы. Так что рассуждения вполне корректны. Для пленки все естественно будет зависеть от оптического разрешения объектива.

Подробнее

Рассуждения некорректны. Физике до лампочке как Ваши ощущения, так и Ваша матрица. Она будет одинакова и для пленки, и для куска доски - что и показали два других оратора. А Вы все пытаетесь гланды через задницу удалять. :D

Цитата:

от:Алкаш

Рассуждения некорректны. Физике до лампочке как Ваши ощущения, так и Ваша матрица. Она будет одинакова и для пленки, и для куска доски - что и показали два других оратора. А Вы все пытаетесь гланды через задницу удалять. :D

Подробнее

Смотря что мы хотели узнать. Если вопрос был - когда изображение на матрице начинает ухудшаться вследствии дифракции - тогда некорректны. Но меня этот вопрос не интересует, а интересует другой - когда изображение, которое я могу напечатать, ухудшается из-за дифракции.

Цитата:

от:OlegV
Цитата:

от:Алкаш

Рассуждения некорректны. Физике до лампочке как Ваши ощущения, так и Ваша матрица. Она будет одинакова и для пленки, и для куска доски - что и показали два других оратора. А Вы все пытаетесь гланды через задницу удалять. :D

Подробнее

Смотря что мы хотели узнать. Если вопрос был - когда изображение на матрице начинает ухудшаться вследствии дифракции - тогда некорректны. Но меня этот вопрос не интересует, а интересует другой - когда изображение, которое я могу напечатать, ухудшается из-за дифракции.

Подробнее

Ключевая часть фразы - "которое я могу напечатать". Дополняем Вашими словами о матрице "Мне вообще до лампы изображение в чистом виде, мне оно дано в ощущении посредством матрицы". Сравниваем с "Если вопрос был - когда изображение на матрице начинает ухудшаться вследствии дифракции - тогда некорректны. Но меня этот вопрос не интересует", получаем в сумме противоречивый бред. Устал, пойду Горыныча с Майк-П почитаю, они хоть глаз через жопу не закапывают.

Цитата:

от:Алкаш
Цитата:

от:OlegV
Цитата:

от:Алкаш

Рассуждения некорректны. Физике до лампочке как Ваши ощущения, так и Ваша матрица. Она будет одинакова и для пленки, и для куска доски - что и показали два других оратора. А Вы все пытаетесь гланды через задницу удалять. :D

Подробнее

Смотря что мы хотели узнать. Если вопрос был - когда изображение на матрице начинает ухудшаться вследствии дифракции - тогда некорректны. Но меня этот вопрос не интересует, а интересует другой - когда изображение, которое я могу напечатать, ухудшается из-за дифракции.

Подробнее

Ключевая часть фразы - "которое я могу напечатать". Дополняем Вашими словами о матрице "Мне вообще до лампы изображение в чистом виде, мне оно дано в ощущении посредством матрицы". Сравниваем с "Если вопрос был - когда изображение на матрице начинает ухудшаться вследствии дифракции - тогда некорректны. Но меня этот вопрос не интересует", получаем в сумме противоречивый бред. Устал, пойду Горыныча с Майк-П почитаю, они хоть глаз через жопу не закапывают.

Подробнее

Ну, запутался немного человек в рассуждениях, с кем не бывает. Мне, по крайней мере, ход его мыслей понятен, и кажется логичным.