БЛОГ ДМИТРИЯ ЕВТИФЕЕВА
DLA и дифракционный предел
Теория
У нас есть оптическая система, называемая объектив. В ней наличествует диафрагма, при прохождении которой в объективе возникает дифракция световых волн.
Зеленой линией помечено распределение интенсивности света.
Дифракционный предел был открыт 1873 году Эрнстом Аббе. Дифракционный предел — минимально возможный размер светового пятна, которое можно получить, фокусируя электромагнитное излучение (свет) заданной длины волны в среде с показателем преломления n:
В нашем случае мы получаем на матрице камеры так называемый диск Эйри.
диск Эйри, Airy disc
Размер диска и в частности его радиус, который нам понадобится для вычислений, принято мерить по первому световому кольцу, на которое приходится около 80% интенсивности света.
λ — длина волны света. Если у нас белый свет, то все длины волн будут создавать диски разного размера, ухудшая ситуацию (видимый свет от 400 nm синий до 700 nm красный). Сильнее страдает красный свет.
D — диаметр диафрагмы
F — фокусное расстояние
Это явление накладывает на нас два ограничения.
1. Каждая точка объекта съемки на матрице камеры создаёт такой рисунок. Если два диска Эйри будут расположены слишком близко друг к другу, то 2 точки будут восприниматься, как одна.
По формуле видно, что при увеличении значения диафрагмы, растёт радиус диска Эйри.
И происходит сливание дисков Эйри в один объект. Т.е. точка перестает быть точкой на изображении. Это явление дифракции, которое и снижает разрешение объектива при достижении определенной диафрагмы. Оно называется DLA (Diffraction Limited Aperture).
Оно существует для каждого оптического прибора, но если результат мы проецируем на некий носитель (пленку или матрицу или глаз), то накладывается еще одно ограничение.
Критерий Релея: предел при котором два диска считаются еще разделимы визуально — радиус диска Эйри. Если расстояние между их центрами меньше радиуса, то разрешение объектива падает.
И в принципе это явление не имеет отношения к матрице камеры. Совсем не имеет, пока мы не начали разделять получившуюся картинку на цифровые пиксели.
И вот если мы начали оцифровывать сигнал с помощью пикселей, то получаем такие правила.
Если пиксель больше диска Эйри, то значит сенсор не способен использовать всё разрешение, которое предоставляет ему объектив и считается, что система ограничена разрешением.
Если пиксель меньше диска Эйри, то дополнительного разрешения мы не получаем, а вот система становится ограниченной явлением дифракции, которая возникает в объективе.
Размер диска Эйри существенно уменьшается при открытии диафрагмы, но там вступают в силу ХА ( хроматические аберрации), которые тоже существенно снижают разрешение объектива.
к содержанию ↑
Пример
Для примера возьмем камеру Canon 5D mark II.
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.
При этом размер пикселя у Canon 5D mark II составляет 36мм / 5616пикс * 1000 = 6.4 микрона
Но! Для того, чтобы различить хоть какие-то детали нам нужен не один пиксель, а, как минимум, два пикселя.
Скажем, для того, чтобы увидеть черную полоску, нам нужна одна черная и одна белая.
Один пиксель показывает черный цвет, другой белый — мы можем установить, что видим переход с черного на белый.
Это называется частотой Найквиста.
Частота Найквиста — в цифровой обработке сигналов частота, равная половине частоты дискретизации. Названа в честь Гарри Найквиста. Из теоремы Котельникова следует, что при дискретизации аналогового сигнала потерь информации не будет только в том случае, если спектр (спектральная плотность) сигнала равна или ниже частоты Найквиста. В противном случае при восстановлении аналогового сигнала будет иметь место наложение спектральных «хвостов» (подмена частот, маскировка частот), и форма восстановленного сигнала будет искажена. Если спектр сигнала не имеет составляющих выше частоты Найквиста, то он может быть (теоретически) продискретизирован и затем восстановлен без искажений. Фактически «оцифровка» сигнала (превращение аналогового сигнала в цифровой) сопряжена с квантованием отсчётов — каждый отсчёт записывается в виде цифрового кода конечной разрядности, в результате чего к отсчетам добавляются ошибки квантования (округления), при определенных условиях рассматриваемые как «шум квантования».
Реальные сигналы конечной длительности всегда имеют бесконечно широкий спектр, более или менее быстро убывающий с ростом частоты. Поэтому дискретизация сигналов всегда приводит к потерям информации (искажению формы сигнала при дискретизации—восстановлении), как бы ни была высока частота дискретизации. При выбранной частоте дискретизации искажение можно уменьшить, если обеспечить подавление спектральных составляющих аналогового сигнала (до дискретизации), лежащих выше частоты Найквиста, для чего требуется фильтр очень высокого порядка, чтобы избежать наложения «хвостов».
© Википедия
Замечу к цитате, что фильтр слишком высоких частот в фотокамерах это фильтр антиалиасинга. Без него мы получали бы муар на снимках с повторяющейся текстурой (например, ткань).
В идеале это (2px на одну линию) так, но в основном для ЧБ сенсора без АА (антиалиасинг) фильтра. Такой сенсор, например, у Leica M-Monochrom.
У цветного сенсора разрешение будет ниже.
Т.е. реальное разрешение сенсора Canon 5D mark II — 12.8 микрон (2 пикселя).
Диаметр диска Эйри на F8 — 10.7 микрон
Диаметр диска Эйри на F11 — 14.8 микрон
Значит, для того, чтобы система камера Canon 5D mark II + объектив была ограничена разрешением сенсора камеры, нужно снимать на диафрагме более открытой, нежели F11 (F8->F1.2).
Теоретически — F8,F11 оптимальные диафрагмы для камер Canon 5D mark II, при которых разрешение сенсора не ограничено дифракцией, а разрешение объектива не ограничено сенсором камеры.
Камера Canon 60D (сенсор APS-C), объектив Canon 100/2.8L
Сделать с этим ничего нельзя тк это закон природы Дифракция и зависит он только от диаметра дырки-диафрагмы и длины волны света. Можете попробовать снимать в ультрафиолете (шутка :) )
Для чего я тут всё расписывал и вас утомлял теорией?
Сколько бы пикселей не было на матрице — разрешение будет падать, начиная с F (относительное отверстие) = DLA. Для обычного режима съемки относительное отверстие равно «значению диафрагмы камеры». Для макросъемки это не так, смотрите данные к своему объективу (относительное отверстие объектива указывается для режима фокусировки на бесконечность). Например, для макрообъектива Nikon 105mm f/2.8G IF-ED AF-S VR Micro-Nikkor показывается реальное относительное отверстие в режиме макросъемки — F4.8 вместо 2.8, заявленных на оправе объектива. Для Canon EF 100/2.8L IS USM реальное относительное отверстие на камере не показывается (остается якобы 2.8), но реально оно составляет 5.6. При закрытии диафрагмы +1, +2, +3 ступени добавляйте к этому значению, которое дано для масштаба 1:1, чтобы не перейти грань (DLA) при которой начнётся сильная потеря детализации.
На данный момент нельзя добавлять мегапиксели без потери попиксельной резкости на закрытых диафрагмах, ухудшения соотношения сигнал/шум (SNR) и уменьшения динамического диапазона (ДД).
Расчётный дифракционный предел (DLA)
Таблица дифракционного предела
DLA — Дифракционно ограниченная диафрагма (Difraction Limited Aperture)
Расчётная DLA — значение диафрагмы, получаемое по формуле
Фактическая DLA — значение диафрагмы, получаемое в результате тестов (в частности программой Reikan Focal)
Если вашей камеры нет в таблице — посчитайте её плотность пикселей, найдите ближайшее к нему значение другой камеры и посмотрите DLA.
Mpix (35mm) — сколько мегапикселей было бы на сенсоре с такой плотностью пикселей, если бы его увеличили до размера сенсора 35×24мм.
q, pix/mm — плотность пикселей на матрице
Res, lp/mm — разрешение матрицы при допущении, что она линия это одна черная и одна белая линия (идеальный случай). Вменяемого ответа как считать разрешение матрицы в lp/mm нет. Кто-то считает, что только из 3-х пикселей можно различить переход черный/белый.
Наименование камеры Sens Tech Размер сенсора, мм Res, Mpix Разрешение, пикс Размер сенселя, мкм Q, pix/mm Res матрицы, lp/mm Расчётная DLA фактическая DLA Mpix (35mm)
Canon 1D X Canon CMOS 36 x 24 18 5184 x 3456 6,9 144 72 11,1 18
Canon EOS 1Ds Mark III Canon CMOS 36 x 24 21 5616 x 3744 6,9 156 78 10,3 21
Canon EOS 1Ds Mark II Canon CMOS 36 x 24 16 4992 x 3328 7,2 11.8
Canon EOS 1Ds Canon CMOS 35,8 x 23,8 11 4064 x 2704 8,8 14,2 11,1
Canon EOS 1D Mark IV Canon CMOS 27,9 x 18,6 16 4896 x 3264 5,7 175 87 7,4 26,6
Canon EOS 1D Mark III Canon CMOS 28,1 x 18,7 10 3888 x 2592 7,2 138 69 9,3
Canon EOS 1D Mark II N, Canon EOS 1D Mark II Canon CMOS 28,7 x 19,1 8 3520 x 2336 8,2 122 61 10,4
Canon EOS 1D Kodak CCD 28,7 x 19,1 4 2464 x 1648 11,6 14,8 6,4
Canon 5Ds / Canon 5DsR Canon CMOS 36 x 24 50 8688 x 5792 4,14 241 121 6,7 16 50
Canon EOS 5D Mark III Canon CMOS 36 x 24 21 5760 x 3840 6,25 156 78 10,3 22 21
Canon EOS 5D mark II Canon CMOS 36 x 24 21 5616 x 3744 6,4 156 78 10,3 22 21
Canon EOS 6D Canon CMOS 35,8 x 23,9 20 5472 x 3648 6,54 152 76 10,3 22 21
Canon 5D Canon CMOS 35,8 x 23,9 12 4368 x 2912 8,2 122 61 13,6 12
Canon 7D mark II Canon CMOS 22,5 x 15,0 20 5472 x 3648 4,11 243 122 6,6
Canon 7D Canon CMOS 22,3 x 14,9 18 5184 x 3456 4,3 232 116 7
Canon EOS 70D Canon CMOS 22,5 x 15,0 20 5472 x 3648 4.1 243 122 6,6
Canon 550D, 600D, 650D, 700D, 1200D Canon CMOS 22,3 x 14,9 18 5184 x 3456 4,3 232 116 7
Canon 500D / 50D Canon CMOS 22,3 x 14,9 15 4752 x 3168 4,7 213 106 7,6
Canon 450D, 1100D Canon CMOS 22,2 x 14,8 12 4272 x 2848 5,2 8,5
Canon 400D, 1000D Canon CMOS 22,2 x 14,8 10 3888 x 2592 5,7 9,3
Canon 350D / 20D / 30D Canon CMOS 22,5 x 15 8 3504 x 2336 6,4 156 78 10,4 20,9
Canon 300D / 10D / D60 Canon CMOS 22,7 x 15,1 6 3072 x 2048 7,4 12,4 15,5
Canon EOS M Canon CMOS 22,3 x 14,9 18 5184 x 3456 4,3 232 116
Canon PowerShot G1 X Canon CMOS 18,7 x 14,0 14 4352 x 3264 4,3 232 116 6,9
Canon PowerShot G12 Canon CMOS 7,4 x 5,6 10 3648 x 2048 2,7 493 246 4,3
Canon PowerShot G9 Canon CMOS 7,6 x 5,7 12 4000 x 3000 2,5 526 263 4,0
Nikon D4 ? CMOS 36 x 24 16 4928 x 3280 7,3 137 68 16
Nikon D3X ? CMOS 35,9 x 24 24 6048 x 4032 5,9 9,9 24,4
Nikon D800 Sony CMOS 35,9 x 24 36 7360 x 4912 4,9 205 103 36
Nikon D700 / D3 / D3s ? CMOS 36,0 x 23,9 12 4256 x 2832 8,4 14,1 12,2
Nikon D7100 ? CMOS 23,5 x 15,6 24 6000 x 4000 3,9 255 128 5,9
Nikon D7000 ? CMOS 23,6 х 15,6 16 4928 x 3264 4,79 209 104 7,1
Nikon D5000 / D90 / D300 / D300s / D2X / D2Xs Sony CMOS 23,7 x 15,6 12 4288 x 2848 5,4 9 28,8
Nikon D3000 / D40x / D60 / D80 / D200 Sony CCD 23,6 x 15,8 10 3872 x 2592 6,1 10,3 23,4
Nikon D1/D1H Sony CCD 23,7 x 15,5 2,6 2000 x 1312 11,9 20 6,2
Nikon D40 / D50 / D70 / D100 Sony CCD 23,7 x 15,5 6 3008 x 2000 7,8 13,1 14,0
Nikon D2H Nikon JFET 23,7 x 15,5 4 2464 x 1632 9,6 16,1 9,3
Sony A900 / A850 Sony CMOS 35,9 x 24 24 6048 x 4032 5,9 9,9 24
Sony A7 Sony CMOS 35,8 x 23,9 24 6000 x 4000 5,97 168 84 24
Sony NEX 5R Sony CMOS 23,5 x 15,6 16 4912 x 3264 4,78 209 105
Olympus E-5 ? 17,3 x 13,0 12 4032 x 3024 4,3 233 117
Olympus OM-D E-M10 Mark II ? 17,3 x 13,0 16 4608 x 3456 3,75 266 133 61
FUJIFILM GFX 100 Sony CMOS 43,8 x 32,9 102 11648 x 8736 3,76 266 133 5,6 61
FUJIFILM GFX 50s Sony CMOS 43,8 x 32,9 50 8256 x 6192 5,3 188 94 8 31
Fuji X-E2 ? 23,6 x 15,6 16 4896 x 3264 4,82 207 104
PhaseOne P65+ ? 54,9 x 40,4 60 8984 x 6732 6,1 164 82
Leica S2 Kodak 45 x 30 37 7500 x 5000 6,0 10,0 22
Leica M9 Kodak 36 x 24 18 5212 x 3472 6,9 145 72 18
Leica M8 Kodak 26,8 x 17,9 10 3936 x 2630 6,8 11,4 18
Hasselblad H3DII-50 Kodak 49,1 x 36,8 50 8176 x 6132 6,0 10,0 22
Hasselblad H3DII-39 Kodak 49,1 x 36,8 39 7212 x 5412 6,8 11,4 18
Hasselblad H3DII-31 Kodak 44,2 x 33,1 31 6496 x 4872 6,8 11,4 18
Hasselblad H6D-100c Sony CMOS 53,4 x 40 100 11600 x 8700 4,6 217 109 7 41
Здравствуйте, Дмитрий!
Подскажите, пожалуйста, для камеры Nikon d610 какой предел?
Здравствуйте!
Столкнулся с интересной ситуацией — камера Canon 1Dx MII (ФФ с 20 Мп) — самый резкий снимок f/5,6 — выше — дифракция.
Перепробовал три разных объектива — EF 100 macro , EF 24-105 , EF 135 macro TS-E — результат одинаковый. Я что то не понимаю или это реальность диафрагмы объективов от написанного?
Который из объективов можно считать эталонным , что бы от него плясать? Или это подход Canon — камера репортажная и важны снимки на открытых диафрагмах?
Спасибо , если сможете мне растолковать.
Не то , что беспокоит , но принцип понять хочется.
Хорошего дня!
Олег, здравствуйте!
Расчётный дифракционный предел для вашей камеры — f10.6, т.е. никак на f5.6 дифракция не должна влиять. Тем более там всего 20Мпикс. Можете приложить фрагменты снимков?
Возможно дело в том, что матрица вашего фотоаппарата не отъюстирована? Сталкивался с таким на Кэнонах: из коробки фот пришлось по гарантии в сервис нести...
Денис, здравствуйте!
Матрицы не подлежат юстировке. Они устанавливаются на заводе и неподвижны. Юстируются объективы, фокусировочные экраны и зеркало.
И вот если мы начали оцифровывать сигнал с помощью пикселей, то получаем такие правила.
Если пиксель больше диска Эйри, то значит сенсор не способен использовать всё разрешение, которое предоставляет ему объектив и считается, что система ограничена разрешением.
На фовеоновских или подобных матрицах да, но на байеровских 1 пиксель получается из 4, то есть линейно 2 нужно брать для расчета или я в чем-то не прав. Ясно что 4 берутся по 1 и тоже будет влиять, но не настолько
Да, это грубое приближение. Один пиксель интерполируется из четырех субпикселей. Сколько нужно брать под вопросом, определенного ответа в литературе нет. Скорее всего нужно брать больше двух пикселей, это следует и из практики. Но ненамного больше. Сложность еще в том что частота Найквиста тоже не является абсолютным пределом разрешения и соотв. вы можете увидеть то, что теоретически видеть не должны. Раз от раза немного разные результаты будут. Тем не менее лучше держаться до расчётного DLA (как в таблице) лишь слегка (до +1 EV) заходя за него.
Те у Fuji 100S, в которой матрица от GFX 100 DLA 5,6? И что можно на такой диафрагме снимать кроме портретов? Используя камеру в интерьерной съёмке 5,6 это только стек клеить...
Просветите пожалуйста. Очень не понятно
Владимир, здравствуйте!
У FUJIFILM GFX100 сенсель составляет 3.76 мкм, так что ограничение по DLA и того больше, т.е. скорее f4. Но это означает лишь значение при котором можно получить попиксельную резкость, а на всех более прикрытых диафрагмах будет «замыливание» картинки. Но это «замыливание» постепенное и сначала его не будет заметно без просмотра на 100% на экране. Картинка-то большого размера и если её отмасштабировать к размеру экрана монитора, то «замыливание» визуально не будет заметно. Чаще всего владельцы так свои фото и смотрят, потому можно вполне прикрывать диафрагму до f8 и не ощущать «замыливания», оно видно будет только на 100% на экране при сравнении одинаковых картинок.
Вот если будет интересно еще тест на разрешение в сравнении с Canon 5DsR
Вот тут есть еще тест на разрешение по пейзажу. Нужно, конечно, учесть что объектив Canon староват и он себя показал в этом плане. Т.е. вывод такой что до f5.6 на GFX100 вполне рабочая диафрагма. Собственно потому я и не зажимал её сильнее в тестах. В конце теста есть диаграмма где наглядно я посчитал самую оптимальную диафрагму для GFX100.
А если имеем пиксель 9микрон у камеры старой но при этом кпд ячейки 70%? Остальное занимают антиблюминг структуры и не знаю что ещё . КПД ячейки влияет на расчет дифракции ?
Большое спосибо Дмитрий.
Только после Вашей статьи прозрел.
Окозалось мучался много лет с незнанием.
Теперь я знаю что мой Canon EF100mm/ F2.8 IS USM не 2.8 а лишь F5.0
Отсюда беды в макро. Резкие снимки только мажимум на F3.5 на фотике Canon 5D Mark IV
Проблем меньше не стало.
Как купить не маркетинг а то что написано на каробке?
Да... ???
Евгений, здравствуйте!
В наше время купить то что написано на коробке — нереально тк много подвохов. Главное купить ту вещь у которой вы заранее знаете за что платите.
Вот чтобы все знать нужно про желаемую вещь почитать побольше и спросить технических экспертов.
По макросъемке рекомендую почитать форум на сайте. Там история постепенного роста любителя макро от самого начала до 20:1.
Причем обсуждаются все популярные способы получить большой масштаб.
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?