Влияет ли размер датчика на дифракционный предел линзы?

Question

Мое понимание дифракции состоит в том, что при небольшой апертуре «воздушный диск» (который, как я понимаю, образующий свет с заданного направления относительно линзы будет формироваться при прохождении через линзу), становится больше и, таким образом, перекрывается из этих воздушных дисков встречается. Предел дифракции линзы - это когда два или более из этих воздушных дисков накладываются на один фотосайт на датчике или пересекаются на двух фотосайтах, вызывая снижение резкости. Следовательно, если датчик больше и фотосайты с таким же разрешением также могут быть больше, влияет ли это на дифракционный предел линзы? если да, то как?

Answer 1

Влияет ли размер датчика на дифракционный предел линзы?

номер

Следовательно, если датчик больше и фотосайты с таким же разрешением также могут быть больше, влияет ли это на дифракционный предел объектива?

Не совсем. На это влияет предел дифракции датчика (не объектива).

Если так, то как?

Если размер диска Эйри, вызванный дифракцией, меньше, чем способность датчика (или зернистости пленки) разрешить его, тогда изображение не будет ограничено дифракцией. Только когда размер диска Airy достаточно велик, чтобы его можно было разрешить датчиком, изображение будет ограничено дифракцией Предел разрешения датчика определяется шагом пикселя, то есть расстоянием от центра каждой пиксельной лунки до соседних пиксельных лунок. Апертура, при которой датчик может распознавать диск Эйри, - это то, что мы называем Диафракционно-ограниченной диафрагмой (DLA) датчика *1022*.

.

Диафрагма с ограниченной диафрагмой (DLA) применима только при 100% размере изображения. Это связано с тем, что DLA принимает значение Circle of Confusion (CoC) , равное шагу пикселя конкретного датчика. Эффекты дифракции в DLA наблюдаются только в том случае, если результирующее изображение увеличивается настолько, что зритель может дискретно разрешать отдельные пиксели. Для 18-мегапиксельного изображения, просматриваемого на мониторе 23 "HD (1920x1080), которое эквивалентно увеличению при печати 54" x36 "!

Возьмите, например, 20,2-мегапиксельный полнокадровый Canon 6D и сравните его с 20,2-мегапиксельной APS-C 70D. Оба имеют одинаковое разрешение: 5472x3648.

• 6D имеет шаг пикселя 6,54 мкм и DLA f / 10,5
• 70D имеет шаг пикселя 4,1 мкм и DLA f / 6,6

Более низкий DLA у 70D обусловлен меньшим размером датчика / пикселя, который требует большего увеличения для отображения изображений с 70D с тем же размером, что и изображение с более крупным сенсорным 6D.

Дифракция на DLA едва заметна при просмотре на дисплее при 100% (1 пиксель = 1 пиксель). При увеличении плотности пикселей сенсора каждый пиксель уменьшается, а DLA расширяется. DLA не означает, что более узкие отверстия не должны использоваться. Это где резкость изображения начинается , чтобы быть скомпрометированным для увеличения DOF. Датчики с более высоким разрешением, как правило, продолжают передавать больше деталей за пределы DLA, чем датчики с более низким разрешением, пока не будет достигнута «частота среза дифракции» (гораздо более узкая апертура). Переход от резкого к мягкому не является резким. Подробнее о дифракции читайте этот вопрос . Текущие DLSR Canon могут иметь DLA до f / 6.6 (70D, 7DII) и до f / 11 (EOS 1D X). Предложения DSLR большинства других производителей находятся где-то в том же духе.

В конечном итоге вы должны учитывать все факторы, чтобы решить, какую диафрагму лучше использовать для конкретной фотографии. Много раз это будет компромисс между несколькими факторами, такими как большая глубина резкости (узкая диафрагма) и используемая выдержка затвора и ISO (широкая апертура).

Answer 2

Нет. Дифракция зависит от диафрагмы и размера пикселя. Размер самого датчика не влияет на уравнение. Как вы говорите, датчик большего размера может иметь пиксели большего размера, но он также может иметь меньшие. Это действительно не имеет значения, когда речь заходит об определении предела дифракции.

Answer 3

Дифракционный предел - это разрешение, при котором диски Airy значительно перекрываются, совершенно независимо от того, на что они падают.

Но если этот дифракционный предел имеет более высокое разрешение, чем носитель записи? Тогда для этой комбинации диафрагма + объектив + сенсор вы ограничены сенсором, а не дифракцией. Так что конечно, разрешение в пикселях имеет значение ... вроде.

(Да, да, я веду себя так, как будто пределы разрешения - это жесткие ограничения, что неверно. Но для точного объяснения с точки зрения функции передачи модуляции требуется больше клеток мозга, чем мне приходится экономить в последнее время. достаточно приближения.)

Answer 4

Дифракция - это особенность объектива. Датчик не может изменить свойства объектива!

В Интернете много "мусорной" информации, которая вводит в заблуждение фотографов, не имеющих опыта в математике / физике / оптике / теории выборки.

Для получения правильной и точной информации по таким вопросам я рекомендую веб-сайт «Цветной Кембридж»: http://www.cambridgeincolour.com/

Что происходит при использовании меньшего датчика, так это то, что захватывается меньшая часть изображения, созданного объективом. Затем изображение увеличивается для просмотра, поэтому любая потеря детализации или резкость, вызванная дифракцией, становится более заметной. Поведение самого объектива не изменяется, и при этом не происходит никаких изменений в диафрагме, при которой дифракция становится ограничивающим фактором качества изображения.

Чтобы использовать это более удобно, оптимальная диафрагма объектива (то есть точка между пределами, установленными аберрациями, и пределами, установленными дифракцией) не изменяется.

Еще одно бессмысленное беспокойство заключается в том, что «последние сенсоры перегоняют мои линзы?»

Мы ХОТИМ, чтобы наши датчики перешли в объективы. Это избыточная выборка, которая более точно отражает разрешение, на которое способен объектив.

p.s. Разрешение также является свойством объектива. Это не количество пикселей. Даже «мегапикселей восприятия», какими бы они ни были. Чем больше мегапикселей на датчике, тем больше будет зафиксировано полное разрешение, обеспечиваемое объективом.

Answer 5

Когда мы говорим о разрешающей способности линз, мы говорим о критерии Рэлея, исследованном и опубликованном Джоном Уильямом Струттом, 3-м бароном Рэлеем, Англия, 1842 - 1919 гг. Астроном Ройал, Нобелевская премия по физике 1904 г. остается в силе сегодня, насколько мне известно, никто не сделал объектив, который превышает этот эталон.

Критерий: Разрешающая способность объектива уменьшается с апертурой, так как это увеличивает диаметр диска Эйри. Разрешение также уменьшалось с увеличением длины волны; у экстремально синего цвета он почти вдвое больше, чем у экстремально красного. Для длины волны 589 миллимикрон (середина видимого спектра) - - Разрешающая способность в линиях на миллиметр = 1392 ÷ f-число

f / 1 = 1392 lpmm

f / 1.4 = 994 lpmm

f / 2 = 696 lpmm

f / 2,8 = 497 л / мм

f / 4 = 348 lpmm

f / 5,6 = 249 lpmm

f / 8 = 174 lpmm

f / 11 = 127 lpmm

f / 16 = 87 lpmm

f / 22 = 63 lpmm

f / 32 = 44 lpmm

Примечание. Разрешающая способность объектива камеры, установленного на f / 8, выше, чем то, что изобразительно полезно.

Answer 6

Я бы сказал "да и нет". :) Любимый №

Меньший датчик обычно использует более короткий объектив, для которого, например, f / 4 имеет меньший диаметр, чем f / 4 на более длинном объективе. Первый взгляд увидит это как да.

Но Википедия в http://en.wikipedia.org/wiki/Airy_disk#Cameras объясняет, что в формуле Эйри (для заметного различия двух точек из-за дисков Эйри, то есть, разрешимого разрешения), что f / d - просто просто f / число. Таким образом, разрешение из-за дифракции фактически вместо этого зависит от числа f / stop, для которого f / 4 равно f / 4, от любого размера датчика.

Диаметр - это фактор, который его вызывает, но фокусное расстояние - это фактор, увеличивающий его.

Однако на практике на практике кажется (IMO), что f / 40 - небольшая проблема для более длинных объективов (скажем, 100 мм) и не очень эффективна для коротких объективов (скажем, 15 мм).