По иронии судьбы, я просто сделал математику для этого в другой теме. Качество изображения - это свертка всех факторов системы визуализации. Разрешение объектива или разрешение датчика не являются независимыми факторами ... они являются факторами, которые позволяют получить окончательное «системное разрешение». Если мы используем ваши две камеры в качестве примера, мы можем рассчитать разрешение как для идеальной апертуры, так и для общей диафрагменной апертуры (скажем, f / 11). Независимо от того, как вы нарезаете его, при улучшении разрешения ОДНОГО компонента разрешение конечной системы улучшается. Вы никогда не достигнете теоретического максимума для лучшего компонента, но разрешение ... и конечный IQ увеличатся ... на всех апертурах ... при улучшении любого компонента и увеличатся максимально при улучшении наименьшего общего знаменателя.
Другими словами ... дифракция никогда не может привести к тому, что датчик с более высоким разрешением будет работать хуже, чем датчик с более низким разрешением. Представление о том, что дифракция является убийцей IQ, полностью неверно, и я докажите этот факт с помощью математики.
Сначала несколько основных фактов. Фактический IQ ваших изображений является результатом общего разрешения системы. Общее разрешение системы (позволяет использовать пространственное разрешение, измеренное в парах линий на миллиметр) определяется путем получения общего размытия системы, которое рассчитывается путем взятия среднего квадратного корня (RMS) разрешений всех компонентов системы формирования изображений [ 1 ]. Для простоты мы будем учитывать только разрешение объектива (при заданной апертуре) и разрешение датчика.
Чтобы получить «размывания» каждого датчика, самый простой способ - разделить ширину датчика на количество столбцов. Это дало бы нам шаг пикселя. Поскольку современные зеркальные фотокамеры используют конструкцию Байера, в которой используется массив цветовых фильтров RGB (CFA), мы не можем получить максимальное теоретическое разрешение, которое позволял бы только шаг пикселя. Чтобы учесть разреженную выборку, а также более низкое пространственное разрешение красных и синих пикселей относительно зеленого, я предпочитаю принимать разрешение 68%. Чтобы получить размытие на 68%, просто умножьте шаг пикселя на 1,32 (да, БОЛЬШОЙ круг размытия.) Для двух камер у нас есть:
- D7000: 23,6 мм / 4928p = 0,0048 мм / p (шаг пикселя 4,8 мкм); 4,8 * 1,32 = 6,3 мкм размытие
- D7100: 23,5 мм / 6000p = 0,0039 мм / p (шаг пикселя 3,9 мкм); 3,9 * 1,32 = 5,2 мкм размытие
Разрешение объектива может быть очень сложным зверем. Когда аберрация ограничена, вычисление PSF (функция рассеяния точки) должно учитывать широкий спектр возможных типов аберрации с различными весами. Это очень сложно, поэтому для целей обсуждения давайте предположим, что мы работаем с дифракционными линзами. Дифракционно-ограниченная линза - это та, которая создает физически максимально возможное разрешение, ограниченное только функцией дифракции (рассеивание света при прохождении через апертуру). Объективы с ограничением дифракции легче изготавливать на телеобъективах, чем на широкой углы, поэтому давайте предположим, что у нас есть ограниченный дифракцией 70-300 при использовании на 300 мм. Учитывая это, мы получаем следующие максимальные разрешения от объектива:
- f / 5,6: 123lp / мм или размытие 4,1 мкм
- f / 8: 86lp / мм, или размытие 5,8 мкм
- f / 11: 63lp / mm или размытие 7,9 мкм
Общее размытие системы - это среднеквадратическое значение размытия объектива и датчика, которое вычисляется как:
TSB = sqrt(lb^2µm + sb^2µm)
Чтобы преобразовать размытие обратно в системное пространственное разрешение (SR) как lp / mm, вы берете обратную величину общего размытия системы и делите на два (чтобы получить пары линий, а не линии). Полная формула для вычисления всего в одном:
SR = 1l/(sqrt(lb^2µm + sb^2µm) / 1000µm/mm) / 2l/lp
Если мы включим числа, которые мы имеем для обеих камер и всех объективов в эту формулу, мы получим:
- D7000 f / 5,6: 66,5lp / мм
- D7100 f / 5.6: 75.5lp / mm
- D7000 f / 8: 58.4lp / мм
- D7100 f / 8 : 64,2 фунта / мм
- D7000 f / 11: 49,5lp / мм
- D7100 f / 11: 52,9lp / mm
Из приведенных выше цифр ясно видно, что, несмотря на то, что D7100 с датчиком с более высоким разрешением и меньшей диафрагменной апертурой, чем у D7000, он по-прежнему работает лучше. НА ВСЕХ АПЕРТУРАХ! Дифракция никогда не может привести к худшим результатам с лучшими компонентами. На f / 11 обе камеры будут строго ограничены дифракцией, и D7100 все еще может давать лучшие результаты. Математика может быть экстраполирована дальше ... до f / 22 или даже f / 32. Улучшение D7100 по сравнению с D7000 уменьшится, если вы продолжите использовать меньшую диафрагму, однако D7100 никогда не будет давать МЕДЛЕННЫХ результатов, чем D7000.
Если вы используете все объективы, перечисленные на обеих камерах, каждая из них будет производить лучший IQ на D7100, чем на D7000 ... при условии идеальных обстоятельств. Теперь идеальных обстоятельств может не быть. Если у вас неуверенные руки, вызывающие сильное дрожание камеры, используйте менее крепкий штатив, сделайте снимок на прочном штативе на ветру и т. Д., Вы будете вводить дополнительные факторы, которые вызывают размытие. Ветер и дрожащие руки и все, что вызывает размытие независимо от разрешения, однако, если у вас есть камера с более высоким разрешением, преимущества этого дополнительного разрешения будут уменьшены или устранены из-за внешних факторов , которые добавляют размытие. Если вы используете крепкий штатив и делаете все возможное, чтобы минимизировать эти внешние факторы, влияющие на размытость, , тогда теория ясно показывает, что D7100 - лучшая камера ... независимо от используемых объективов! : )
Следует отметить, что при больших значениях диафрагмы, когда линзы ограничены аберрацией, остается та же общая основа для разрешения изображения. Предполагая, что при f / 1,8 на 35-миллиметровом объективе получается размытый круг размером 15 мкм благодаря значительным аберрациям, он намного больше, чем размытый круг даже при полностью ограниченной дифракции диафрагме f / 11. Тем не менее, математика получается так или иначе. Подключите 15 микрон в формулу, и D7100 будет по-прежнему давать лучшие результаты, чем D7000. Объективы более низкого качества, как правило, имеют более ограниченную аберрацию и большее количество отверстий, чем их высококачественные аналоги. Объектив за 500 долларов создаст больше размытия на всех апертурах, чем объектив за 1500 долларов, что, в свою очередь, вероятно, даст больше размытия, чем объектив за 2500 долларов. Только когда вы попадете в диапазон от 5000 до 15000 долларов для объективов, они действительно начнут приближаться к «идеальному» или почти 100% ограниченному дифракцией поведению на всех диафрагмах. Новые супертелеобъективы Canon Mark II, 300 мм и 400 мм f / 2,8 L II и 500 мм и 600 мм f / 4 L II, очень близки к «идеальным» объективам даже при максимальной диафрагме.
Итак, если камера с более высоким разрешением работает лучше, чем камера с более низким разрешением, независимо от объектива, зачем приобретать более качественный объектив? Чтобы максимизировать потенциал всей установки. Лучшее тело DSLR всегда будет лучше ... и с "дрянными" линзами, и с EF 600mm f / 4 L II IS за $ 12 999. Чтобы максимизировать потенциал лучшей камеры, приобретите лучшие объективы. Чтобы получить наилучший IQ, получите лучшие объективы из возможных.