Дифракционное размытие
 

дифракция это свойство только объектива и к тушке отношения не имеет!

Дифракция к тушке отношения не имеет, а вот мыло на фото от дифракции к тушке имеет самое прямое отношение. Точнее к ее матрице. А еще точнее она прямо зависит от размера ячейки.
Если будет больше, чем размер пикселя, то мыло будет, если много меньше, то не будет...

Почему же тогда при разных тушках на одном и том же стекле такие результаты?

http://i078.radikal.ru/1001/be/df810b1a0317.gif

Заменим дифракцию на более корректный порог дифракционного размытия - и все разом встанет на свои места :)

Или же:

"Топовой" назвал ее не я, потому стоит в кавычках ;)
что лучше 5D или 7D вот так однозначно я бы не стал говорить, тк 7D я, лично, брал учитывая особенности данной камеры, под весьма определенные задачи, которые на данный момент требуют шустрый АФ и высокую "скорострельность" - 5D при всем моем уважении к нему не может показать "более лучшие результаты" ни там ни там :mad:
То что кроп меня заботит не сильно, тк есть и ФФ пяДвак :D
коли разговор зашел про дифракционное размытие из вашего же поста
"DLA does not mean that narrower apertures cannot be used. And in fact, higher resolution sensors generally continue to deliver more detail well beyond the DLA - until the "Diffraction Cutoff Frequency" is reached (a much narrower aperture)."
теперь малость циферок чтобы не быть голословным
7D матрица дает разрешение примерно 232 пикс/мм и 104(90 по другим источникам) линий-пар/мм
5D матрица дает разрешение примерно 121 пикс/мм и 55 линий-пар/мм
объектив на данном этапе не учитываем...
у сеDмерки разрешение начинает падать после f/6.8 иначе говоря становится ниже 104 пар, но тем не менее выше 55пар пяточка,
вопрос при какой диафрагме 7D сравнится с 5D? :confused:
если добавить ко всему этому еще и объектив (многие дают разрешение порядка 50-80пар) то дифракционное размытие не смотря на то что имеет место быть не так страшно как его малюют....
Если где не прав - говорите где ....

PS: строгие модераторы не ругайте сильна за off top, как то вот перешли с 70-200 на диффракцию, сорьки :beer:

о дифракции: сделайте два идентичных отпечатка с одинаковым объективом, но разными тушками, скажем 10 и 18мп. поймете о чем я. разницы не будет никакой

Вот с этого момента можно поподробней, мысль как-то теряется...
В таблице вроде бы указано, порог для 5D - f/13.2
Что есть "отпечатки", читать как - снимок на фотобумаге, 10х15 ? :)

У меня была возможность сравнивать 5D и 50D на 300 f/4L, поверьте, если бы пятак не был таким тормозным, о чём выше писал I_V_Y, то на скорострельный полтинник даже не посмотрел бы, а тут 7D с ещё более мелкими пикселами чем 50D.

можете 30х40, поделитесь ощущениями :)

Все правильно, порог f/13 для пятерки, иначе говоря разрешение становится ниже предела 5D те 55линий-пар/мм, вопрос в том на какой диафрагме 7D дает эти 55 линий-пар/мм, что почти в два раза меньше предела 7D теоритически возможных 104 линий пар/мм.
Это если не затрагивать дополнительных факторов типа объективов, которые естественно уменьшат разрешение обеих камер, и как результат - реальные, готовые фотографии по качеству, если и будут отличатся, то не критично, о чем насколько я понял и говорит sasasa
У меня сейчас нет времени копатся в инете выискивать насколько падает разрешение у 7D на разных диафрагмах после f/6.3, так что могу быть не прав....

I_V_Y, может я чего-то недопонимаю, но о каких парах может идти речь если мы сравниваем, грубо говоря, срез пары карандашей со срезом пары спичек? Дифракционное размытие возникает когда самая мельчайшая деталь попадает не на одну ячейку матрицы, а на несколько, если образно, то давайте возьмём божью корочку за эту самую мельчайшую частицу и попробуем проецировать на матрицы из карандашей и и на матрицу из спичек. На матрице из карандашей божья коровка целиком вписывается в срез карандаша, а на матрице из спичек букашку придётся разрывать на части и разносить по нескольким спичкам, между которыми всегда есть зазор. Теперь выстроим цепочку из букашек и посмотрим на какой матрице будет чётче прорисована эта линия, на матрице из спичек или на матрице из карандашей?

Для начала диффракционное размытие, как я себе его представляю не совсем, то что вы описали "Дифракционное размытие возникает когда самая мельчайшая деталь попадает не на одну ячейку матрицы" -эта деталь попадает не на одну ячейку матрицы и при f/2.8, f/4.0 и тд...
Во вторых не совсем корректный пример, но попробую даже на нем показать некое не соответствие - в варианте с карандашами, если БЖК попала между карандашами тк зазоры есть и там то ее разорвет на части на более грубые ... те с меньшим разрешением - вот тут то как раз и включаются линии-пары.

Это - скорее, метафорическое описание процесса растеризации (квантования) светочувствительными пикселями картинки, проецирующейся на матрицу.
И, как при всякой оцифровке аналогового сигнала, чем выше частота дискретизации АЦП, тем выше итоговое разрешение оцифовки и меньше систематическая ошибка квантования. В этом, собственно, и есть плюс мелких пикселей и многомегапиксельных матриц.

Который в изрядной степени обесценивается тем самым дифракционным размытием, - каковое в первую очередь зависит от диафрагмы, и на матрице с высоким разрешением (читай, мелким пикселем) ограничивает диапазон применимых диафрагм заметно сильнее, нежели на матрице с пикселем крупным. Это не говоря уже о соотношении сигнал/шум и ДД.

Неплохо рассказано об этом, к примеру, здесь.

Что до практики, я как-то делал соответствующий тест: было любопытно пощупать эффект предметно самому.


http://s57.radikal.ru/i157/0808/cf/86d948577fe8t.jpg

YarM спасибо за ссылку
Где как раз-таки можно прочитать то, что я пытался сказать выше

"Чем меньше пиксель, тем хуже? Необязательно. Просто потому, что дифракционный предел был достигнут для большого пикселя, итоговый снимок не станет хуже из-за того, что пиксели были меньше, и предел был превышен ...... "
так что не так страшен, как малюют ;)

Если это сильно интересно, то придется возвращаться к нудным подсчетам размеров матриц, мегапикселей и итогового разрешения. ;)
То, что второй пятак начнет подмыливать из-за дифракции раньше чем первый не сделает его картинку менее четкой (при приведении к одному размеру).
А вот если 8-12МП кроп замылит раньше первого пятака картинку однозначно ухудшит.
В случае сравнения 13+МП кропа с первопятаком все будет зависеть от того насколько сильно замылило. Реальное разрешение может оказаться как выше так и ниже...

Ну, а если не сильно теоретические изыскания не сильно интересны, то надо снимать тем, что есть, и не забивать себе голову ерундой. ;)

Возвращаясь к предложению напечатать. :)
Печатал 30х45 кадры, снятые с помощью одного и того же объектива тридцаткой и полтинником. Кадры разные, поэтому как тест не годятся. Но разница в передаче мелких деталей есть и она в пользу 50D, хотя и не слишком заметная.

вполне закономерно. а то дифракция, мыло

+1 согласен, что нужно просто снимать, по возможности учитывая особенности техники.

Суха теория... (с) :)

Для меня как для практика, традиционно тяготеющего к съемке на закрытых, тот факт, что на ФФ с крупным пикселем отверстие диафрагмы можно закручивать больше - весьма важен.

Что-то не пойму я связь относительного отверстия с размерами пикселей матрицы - этот параметр DLA.
Мне казалось, что дифракционные процессы напрямую связаны с длиной волны, а значит с физическим размером отверстия диафрагмы, но никак не с относительным.
А диаметры диафрагм, например для f/8:
- у 16мм объектива = 2мм;
- у 100мм = 12,5мм;
- у 400мм = 50мм!

С относительным. Поиск в гугле по словам "пятно Эйри" даст нужные формулы.

Ребят о чем спорим-то? Согласно критерию Рэлея, две близкие точки объекта считаются разрешенными, если расстояние между центрами дифракционных изображений равно радиусу пятна Эйри. То есть что имеем в остатке? Правильно - разрешение снимка осталось прежним, просто часть мегапикселей на закрытых диафрагмах расходуется "впустую".

Информация для размышления.
Вот из физики:
При оценке разрешающей способности оптических инструментов важно знать размер центрального дифракционного максимума. Угловой радиус пятна Эйри выражается соотношением: r = 1.22 * L/D, где L - длина волны, D - ширина узкой щели диафрагмы;
Зная фокусное можно посчитать и радиус этого пятна:
R = F * sin (r),
т.е. диаметр дифракционного пятна d = 2 * F * sin (1.22 * L/D).
Длины волны видимого света:
B (голубой) - 380-495 nm
G (зеленый) - 495-570 nm
R (красный) - 570-780 nm

Интересно посчитать для 7D, имеющего самый мелкий пиксель.
Возьмем самую большую длину волны - 780nm = 7.8*10^(-4) мм.
Возьмем допустим фокусное F=100мм *, как у макрушников, и указанную в таблице относительную диафрагму f/5.6, считаем:
D=100/5.6 = 17.86мм;
d = 2*100*sin(1.22 * 7.8*10^(-4) / 17.6) = 1.86*10^(-4)мм = 0.186 мкм
размер пикселя 7D = 4,3 мкм.
Т.е пиксель 7D в 23 раза больше дифракционного пятна, оставленного лучем красного света проходя через объектив c фокусным f=100 и отн диафрагмой 1/5.6.

* кстати, действительно, какое фокусное в эту формулу я не подставлял, цифра получается одна и та же. Странно.

___________

Наткнулся в сети на другую, сокращенную формулу, использующую относительную диафрагму:
По законам оптики дифракционный кружок рассеивания равен: r=0.61xLxF/D, где
L-длинна волны света, D-диаметр апертурной диафрагмы, F-фокусное расстояние
F/D - диафрагменное число, подставляем те же величины:
r = 0.61*7.8*10^(-4)*5.6 = 2.66мкм, что уже всего в два раза меньше пикселя матрицы 7D. Но источник этой формулы неизвестен.

Если даже следовать таблице и при f/5.6 радиус пятна Эйри бы совпадал с размером пикселя, то что будет у мыльниц тогда при той же диафрагме?
Однако у мыльниц вполне себе разрешается картинка попиксельно на этих диафрагмах тогда как размер пикселя в 5 раз меньше.

В ваших вычислиниях что-то не то с размерностью, проверьте плиз сами - мне лень. :)

А у мыльниц... у мыльниц все плохо - это давно известный факт. У афанаса было все на счет мыльниц сказано - давно и подробно. Я как-то считал - получалось что даже на довольно старых 8Мп-мылницах с матрицей 2/3", зажимать дырку сильней чем f/4 смысла не имело. Я давно говорил что какое-либо техническое совершенствование мыльниц прекратилось после выхода 5Мп-моделей (это где-то 2002й год) и началась меркетологическая вакханалия.

Да вроде рассчеты несколько раз проверил и размерности тоже:
780 нано метров - это 0,00000078 метров, или 0,00078 миллиметров, т.е. 7.8*10^(-4) мм, диаметр дырки взял тоже в миллиметрах.

Т.е. для фокусного 100мм D = 17.6мм, подставляю:
r = 1,22λ/D = 1.22 * 0,00078 / 17.6 = 0.000054
sin (0.000054) = 9.4*10^(-7)
d = 2* 100 * 9.4*10^(-7) = 1.88*10^(-4) = 0.000188 мм = 0.188 мкм
Для любого другого фокусного то же самое, вот для f=10мм:
r = 1,22λ/D = 1.22 * 0,00078 / 1.76 = 0.00054
sin (0.00054) = 9.4*10^(-6)
d = 2* 10 * 9.4*10^(-6) = 1.88*10^(-4) = 0.000188 мм, т.е. те же 0.188 мкм
Это диаметр пятна Эйри.
Может быть я неправильно взял расстояние в расчете диаметра пятна исходя из формулы углового радиуса, но больше-то вроде тоже никак. Черт его знает :)...

По этой формуле для самой большей длины волны и f/22 d=0.73мкм, т.е. пиксель 7D в 5.9 раз больше дифракционного пятна. А для самой меньшей длины волны и f/5.6 получается вообще 0.09 мкм, что аж в 48 раз меньше пикселя 7D...

У афанаса на этот счет немного проще представление:
Характерный размер этих пятнышек в микронах - A/2 (более строго - длина волны*A*коэффициент порядка единицы, зависящий от критерия разрешимости, можете поискать в Сети по фразе "пятно Эйри"). Напомню, что А - значение диафрагмы.
По его формуле для f/22 и длины волны 780нм получается 0.01мм т.е. 10мкм, а для f/5.6 = 4.3мкм. Что уже сходится с табличными данными.
Не знаю откуда он взял такую формулу, но по его рекомендации пробежался по поисковикам, и везде угловой радиус пятна Эйри находят как r = 1,22λ/D...

Вот проверка:
Диаметр Луны D=3 474.8 км
Угловой диаметр Луны на небе в перигее – 2r = 33’ 28.8” = 0.55 градуса (r=0.275 градуса)
Среднее расстояние до Луны – F=384401 км
Если посчитать диаметр луны по взятой мной формуле:
D = 2 * F*sin (r) = 2 * 384401 * sin (0.275) = 3689км, что вобщем-то тоже сходится в пределах погрешностей.
Т.е. формула нахождения диаметра пятна Эйри из его углового радиуса тоже верна.

Таким образом дифракционное пятно = 0.09-0.18мкм - для f/22-f/5.6. Причем для самой большой длины волны видимого спектра, мало того это даже не радиус его, а диаметр.

Посмотрите ссылку которю дал YarM, там все доступно расписанно...

Отличная статья для общего представления. К сожалению там формулу для рассчета диаметра пятна не расписали.

Каждому фотону свой пиксель!!!!!!!!!!!!!!!!!:)

Ребят давайте поставим такой мысленный эксперемент. Берем две тушки, у первой N МП, у второй M Мп, N<M. Берем стелышко, одно и тоже и ставим на нем диафрагму f/n при этом выбираем ее такой чтоб для первой тушки дифракционный предел был бы только достигнут (размер пятна Эйри равен размеру пикселя на матрице), а соотвественно для второй тушки он был бы превышен (размер пятна Эйри однозначно больше размера пикселя матрицы). Для простоты эксперемента не учитиваем влияние матрицы Байеса, ну предположим это фовеон-матрица. ;)
А теперь снимаем один и тот же сюжет. Внимание вопрос - разрешение какого снимка будет больше?:D Правильный ответ ниже, белым цветом, для тех кому интересно ответить самостоятельно.
У них будет одинаковое разрешение, просто в первом случае разрешение ограничивала матрица, во втором - дифракция.

Это не интересно.
Берем первый пятак с 13МП и 7D с 18МП. Снимаем один и тот же сюжет на дырках 11-16 и считаем итоговое реальное разрешение.
У кого получится выше?

Вообще считать надо, но вполне возможен результат что у семерки оно будет меньше, особенно вероятно это на f/16. Просто потому что чем меньше матрица, тем меньше пятен Эйри на ней можно разместить. :)

На самом деле на f/16 можно даже не считать. Там уже даже на пятаке мыло от дифракции полезет, и на кропе оно меньше (в нм матрицы) не станет.
Соответственно, у семерки разрешение будет всяко ниже.
Где-то на дырках 11-13 реальное разрешение должно сравняться.
При более открытых уже семерка должна вырваться вперед (разумеется если объектив способен выдать нужное разрешение).

Как бы я не хочу вас огорчать, но "мыло от дифракции" является величиной, зависящей от диафрагмы и длины волны, но никак от разрешения матрицы и ее размеров.
Еще раз вопрос звучит несколько иначе, а именно - в какой из парметров упирается ограничение разрешения, дифракционное размытие или разрешение матрицы.

Интересный момент, если матрица меньше, но имеет тот же размер пикселей, как например 20Д и 5Дмарк2 то при съемке одинаковых сцен (подобрав соотв. фокусные) с одной и той же точки с тем же отн. отверстием дифракционный предел наступает одинаково. Но ГРИП разный. Зато если на 5Дмарке зажимать диафрагму дальше до сопоставимой ГРИП с первой камерой, то за счет дифракции разрешение у Марка будет хуже или нет? :)

Вы меня как бы не огорчили. Я как бы в курсе.
И именно поэтому и делаю такие выводы.
Размер пятна размытия будет одинаковым, что на пятерке, что на семерке. Допустим в 10нм. Только если для пятака это будет чуть больше одного пикселя, то у семерки это на 4 пикселя размажется.
Посему итоговое разрешение снимка с пятака все равно будет больше. Размер матрицы в этом случае решает все...

Когда размер дифракционного размытия превышает размеры ячейки матрицы обоих аппаратов всегда все будет упираться в него. Пятак с большой матрицей будет рулить.
Когда размер дифракционного размытия будет меньше размера ячейки матриц обоих аппаратов все всегда будет упираться в разрешение матрицы. Семерка с кучей мегапикселей рулит.
А вот промежуточный вариант, когда размер пятна дифракционного размытия лежит между размероами ячейки пятака и семерки уже надо считать...

Где вы такие длины волн нашли?
При 380 не видно, хвост чувствительности около 400 нм, а реально граница чувствительности где-то с 420 начинается, а кончается около 700.

780нм - это 7.8*10^(-3) мм, ну и так далее...
А с формулами нельзя так фривольно обращаться...
Дифракционный кружок рассеяния никак не связан с фокусным расстоянием и зависит от относительного отверстия (f/#) и длины волны (WL):
r=1.22*WL*f/#=1.22*0.55*11=7.5 микрометра, т.е. в при апертуре 5.6 в центре спектрального диапазона дифракционный кружок рассеяния d=2r=15 микрометра, что больше пикселя современных камер...

а разве не (-6)? нано = 10^(-9), мили=10^(-3)

нано - это (-9)
Микро -это (-6)
780 нм= 0.78 мкм=0.78*10^(-3)мм

На польском форуме :rolleyes:
В тесте светофильтров, вот тут:

780нм - это 0.78*10^(-3)мм, или 7.8*10^(-4) тут все правильно.

"Зравствуйте товарищи американцы!".
Чтоб получить из углового радиуса реальный радиус пятна, считаем его по простейшей формуле:
Чтобы вычислить противолежищий катет, зная противоположный угол, нужно синус угла умножить на прилежащий катет т.е. расстояние.

Это расстояние было бы от диафрагмы до матрицы, если бы не было меж ними еще линз. Поэтому фопрос какое расстояние брать - рабочий отрезок, фокусное объектива или нечто другое но схожее с этим.
А уж никак не диафрагменное число, тем более что диаметр диафрагмы уже давно учтен в формуле и я проверил от этого фокусного действительно не зависит размер кружка, т.к. вслед за изменением фокусного меняется и диаметр диафрагмы, т.к. исходное значение - это относительное отверстие.

Не спешите, обратите внимание - почему от фокусного не зависит результат - потому что для f/5.6 - моет быть фокусное каким угодно, но диаметр диафрагмы меняется вместе с ним, например:
- D=17,8 мм и F=100мм;
или
- D=1,78 мм и F=10мм;
и т.д.

ага извиняюсь не учел что 0.780мм но когда пересчитываете на 7.8мм то будет 10^(-4)

Посмотрите на кривую чувствительности глаза, хоть в википедии. Камерная чувствительность под нее подогнана.


Привет американцам!
f/5.6 - безразмерная величина, отношение фокусного к диаметру диафрагмы. Важены именно углы, а не абсолютное расстояние. Более верной (без приближения малых углов) является формула r=0.61*WL/NA (NA=sin половины угла) - это в микроскопии применяют, посмотрите, учебников много)

У нас веть и есть синус половины угла (синус углового радиуса):
А раз в формулу углового радиуса мы ставим реальный диаметр отверстия D: r = 1,22λ/D, то и в пересчете из него в диаметр пятна d = 2* F * sin (1,22λ/D), мы должны подставить реальное расстояние F. F/D и дадут исходное относительное отверстие.

Но вопрос остался в том, что именно брать за расстояние F. Я взял просто фокусное, но правильно ли это, не знаю. Сомнение в том, что в объективах лучи на матрицу падают не сразу с диафрагмы, а проходят еще линзы, поэтому тут не все так однозначно с применением этих формул. И конус в этих линзах возможно как-то изменяется, правда опять же, если прикинуть кажись тоже в меньшую сторону. Поэтому сомнение осталось насчет совпадения размеров пятна дифракции и размеров пикселей.

(хотел удалить это сообщение, но не знаю как)

Прочитал всю ветку и от обилия цифр плохо стало. Как я теперь жить дальше буду, ведь недавно прикупил 17-40L и люблю снимать с большой ГРИП (F/11-16). Решил протестировать (из доступных камер только 5DM2 и 40D). Увеличения "мыла" на F/16 и разницы между 5DM2/40D не заметил, наооборот очень понравились "углы" в 5DM2+17-40L@F/16. Может глаза стали хуже видеть, да и орлиным зрением никогда не отличался...

А насчет мыла хорошо сказал один мой друг - "Резкость - это буржуазная концепция".

Да уж, на ширике когда зажимашь больше f/11 разрешение на углах растет заметнее чем снижение резкости в центре. Но надо будет хорошо потестить, зная теперь на что именно обращать внимание, чтобы знать рабочие диафрагмы шарика. Всеже пейзаж дело такое - там это важно.

Однако на наших форматах (ФФ и кроп) разрешению всеравно далеко до совершенства даже с самыми раскудрявыми Л объективами. Недавно был в лаборатории у человека который снимает на слайды 9х12см системами лингофф. И печатает сам. Вот где разрешение бешенное. Цветные отпечатки пейзажей размером 50х70см можно с лупой разглядывать. А цвета какие... :o Когда их рядом сравниваешь с отпечатками 30х45 с полного кадра, понимаешь, что чтобы такое же разрешение получить нужно печатать максимум на 10х15.
Правильно он говорит, люди в массе своей не видят этого и даже не печатают фотографии...

данное сравнение К с Л не особо корректно ИМХО, Л выигрывает точно так же как грузовик выигрывает у легковушки по грузоподъемности, но это не единственный фактор....

Согласен, возражений не имею. :)

Кстати, интересный момент.
Если разрешение хорошего объектива 50 линий на миллиметр. Это значит, что на кропнутой матрице он разрешит 1200 х 750 линий, на ФФ - 1800х1200 линий. Выходит остается хороший запас как для дифракционного кружка так и для байеровского усреднения... Но тогда опять встает вопрос - есть ли смысл дальше увеличивать разрешение матриц?

Ответ давно известен - нету такого смысла. По этим и прочим параметрам матрица 5DmII находится что называется "на пределе", то что сделала сонька - немного за переделами (как обычно).