Önskeoptik för D-slr, vad ´saknar du?

[Pupillen]

SixBySix skrev:
4) Mindre sensor = större skärpedjup vid samma bildvinkel. Punkt slut.

En mindre sensor ger större skärpedjup vid samma bildvinkel och samma relativa bländartal. På grund av att samma relativa bländartal kombinerat med kortare brännvidder ger mindre ingångspupiller (ingångspupillen är det hål som ljuset kommer in genom, mindre hål innebär att mindre ljus släpps igenom). Det är alltså det mindre hålet i sig som orsakar det större skärpedjupet, men ett mindre hål ger också mer diffraktion (och naturligtvis mindre ljus att bygga upp bilden med). En viss storlek på hålet (ingångspupillen) ger med samma bildvinkel alltid exakt samma skärpedjup, diffraktion och ljusinsläpp helt oavsett vilket f-tal som behövs för att göra hålet så litet. Man kan alltså inte få större maximalt skärpedjup genom att använda mindre sensor. Vill man däremot få lika litet minimalt skärpedjup så måste objektiven till små sensorer ha lika stora maximalöppningar som objektiven till stora sensorer, detta leder till att det relativa bländartalet måste bli mindre med mindre sensorer.

Likvärdiga objektiv (d v s objektiv som ger helt likvärdigt resultat på alla punkter, inte minst samma möjligheter att välja skärpedjup) till mindre sensorer kommer alltså att bli lite kortare, lika tjocka, troligen vara lite tyngre p g a mer glas (tjockare och fler linser) men framförallt att vara mycket dyrare. (Att dagens "APS-objektiv" förefaller billiga beror på att vi jämför päron och äpplen, skulle man tillverka småbildsobjektiv med lika små ingångsspupiller skulle dessa kunna bli ännu billigare.)

SixBySix skrev:
Mindre sensor än fullformat ger möjlighet till optik med högre ljusstyrka med bibehållen storlek.

Det du kallar ”högre ljusstyrka” är bara ett högre relativt bländartal på objektivet. Du glömmer att mindre sensorer måste ställas in på lägre ISO-tal för ge bilder med lika lite brus som en stor sensor kan ge med högre ISO-tal (OBS, detta är inget som framtida sensorteknologier kan ändra på, brusfavören för stora sensorer kommer alltid att bestå).

 

[Pupillen]

För att återgå till ämnet så saknar jag framförallt vidvinklar med perspektivkontroll (varför inte en zoom).

Ännu bättre vore naturligtvis en kamerakropp med fullständiga tilt & shift-egenskaper, d v s en kamera av "optisk bänk"-typ. En mindre sensor skulle då ge oss mycket stora inställningsmöjligheter med våra vanliga småbildsobjektiv. Nu hamnade jag visst lite vid sidan av igen, att det ska vara så svårt att hålla sig till ämnet

 

[Benganbus]

Zeiss 10-15 år gamla...

Ett litet sidospår, men ändå... ;-)

Jag tänker behålla mina "gamla" Zeiss-gluggar,
2,8/28 mm, 1,7/50 mm och 1,4/85 mm.
För jag tror dom räcker än..

Tror det är en tidfråga innan det kommer "riktiga" digitalkameror ;-)
med fullformatscensor i lägre prisklasser.

Vad jag förstått, använder en del fotografer dessa "gamla" Zeissobjektiv via adapter bla. på Canons fullcensor just för att det inte finns bättre objektiv.

 

[SixBySix]

Jo brus är väl något som kan bli krångligt att hantera på små sensorer speciellt om nästa generation avancerad amatörkamera (typ 20Dn) med 1,6x cropfaktor får ännu högre upplösning (fler megapixlar). Men då tror jag att man kommer att få ett motsvarande problem med dynamiskt omfång. När jag startade diskussionen utgick jag ganska mycket ifrån att vi har de kameror vi har idag och undrade vad kan vara bästa tänkbara optik till dessa?
Dessutom har ju tydligen både Canon och Nikon uttalat att 1,5-1,6x crop är här för att stanna. Jag trivs bra med 1,6x crop och 8Mp men faktum är att det går att göra bättre optik.
Jag har en känsla av att tillverkarna av kameror och optik lägger krutet där det tycks hasta mest. Först kamerahus gärna med många megapixlar. Stor efterfrågan och bra marginaler gör detta lönsamt. Sedan behövdes normaloptik med hygglig vidvinkel, därav snabb lansering av kitoptiker, och senare även lite ljusstarkare varianter eller med IS(OS, VR). Sedan behövdes rejäla vidvinklar typ ca 10mm och uppåt så detta lanserades strax därefter. Nu är vi i fasen där det som har varit mest brottom med har lanserats. Produkterna som nyss nämnts gick inte att ersätta med en fullformatsvariant.Nu är det snarare frågan om att lansera modernare och anpassad optik som brännviddsmässigt redan finns att tillgå som fullformatsvariant men som går att göra bättre för D-slr. Just detta resonemang tror jag också ligger bakom att sigma ligger långt framme i lansering av D-slr optik. Kameradelen är av underordnad betydelse för sigma (huvudintäckterna kommer från optik) varför man har koncentrerat sig på denna utveckling.
Något som hade varit trevligt att se vore uppdateringar av fasta brännvidder från canon där 20/2,8, 35/2, 50/1,8, 85/1,8, 100/2 alla är minst 10år gamla konstruktioner och varav de flesta saknar moderniteter som asfäriska linselement eller flytande linskonstruktion, vilket jag själv tycker vore givet på t ex 85/1,8 som är ett porträttobjektiv varför det är extra viktigt med bra skärpa i närområdet.
MVH, Niclas Vestman

 

[SixBySix]

Jo jag har också hört det där med Zeiss på EOS. Nu finns det tydligen adapter för Contax-Zeiss optik till Canon EOS också. Trevligt eftersom även detta är mycket fin optik. (Gäller förstås inte G1-G2 optiken då denna sitter närmare filmplanet).

Jo just det. Ett Tilt/Shift objektiv med riktig vidvinkel till D-slr är nog bara en tidsfråga. Problemet är väl lite att för Canon finns fullformats proffs-D-slr varför man kanske inte utvecklar proffsoptik till 1,6x crop. Nikon däremot konner nog utveckla ett sådant så småningom till D2x. Annat vore konstig. Dessa specialoptiker tar dock säkert längre tid att nå marknaden eftersom de säljs i små upplagor och inte är 1:a prioritet. Men visst det vore en drömopit, t ex 15mm/3,5 TS motsvarande 24mm TS för EOS D.

 

[qvirre]

Pupillen skrev:
En mindre sensor ger större skärpedjup vid samma bildvinkel och samma relativa bländartal. På grund av att samma relativa bländartal kombinerat med kortare brännvidder ger mindre ingångspupiller (ingångspupillen är det hål som ljuset kommer in genom, mindre hål innebär att mindre ljus släpps igenom). Det är alltså det mindre hålet i sig som orsakar det större skärpedjupet, men ett mindre hål ger också mer diffraktion (och naturligtvis mindre ljus att bygga upp bilden med). En viss storlek på hålet (ingångspupillen) ger med samma bildvinkel alltid exakt samma skärpedjup, diffraktion och ljusinsläpp helt oavsett vilket f-tal som behövs för att göra hålet så litet. Man kan alltså inte få större maximalt skärpedjup genom att använda mindre sensor. Vill man däremot få lika litet minimalt skärpedjup så måste objektiven till små sensorer ha lika stora maximalöppningar som objektiven till stora sensorer, detta leder till att det relativa bländartalet måste bli mindre med mindre sensorer.

Likvärdiga objektiv (d v s objektiv som ger helt likvärdigt resultat på alla punkter, inte minst samma möjligheter att välja skärpedjup) till mindre sensorer kommer alltså att bli lite kortare, lika tjocka, troligen vara lite tyngre p g a mer glas (tjockare och fler linser) men framförallt att vara mycket dyrare. (Att dagens "APS-objektiv" förefaller billiga beror på att vi jämför päron och äpplen, skulle man tillverka småbildsobjektiv med lika små ingångsspupiller skulle dessa kunna bli ännu billigare.)Det du kallar ”högre ljusstyrka” är bara ett högre relativt bländartal på objektivet. Du glömmer att mindre sensorer måste ställas in på lägre ISO-tal för ge bilder med lika lite brus som en stor sensor kan ge med högre ISO-tal (OBS, detta är inget som framtida sensorteknologier kan ändra på, brusfavören för stora sensorer kommer alltid att bestå).

Nu när jag har Pupillen på "tråden" så tänkte jag bara inflika en fråga. Om jag tolkar ovanstående rätt så ska jag för att få samma skärpedjup på olika objektiv ha samma fysiska öppning på bländaren.

Min Canon A70 har en brännvidd på 16,2mm och största rel. bländare 8, vilket ger 2,025mm öppning. För att få samma skärpedjup med mitt 100mm macro skall jag alltså ha bländare 100/2.025=49. Nu är ju största bländare 32 så det är ju inte ens möjligt, men bortsätt från det så innebär det ca 5 stegs skillnad. A70:n presterar på iso 100 ungefär lika som min 300D på iso 800. Så även om jag ökar iso 3 steg så återstår det ändå 2 steg till samma skärpedjup (vid samma exponering). Om jag förstod dig rätt så säger du att alla sensorer borde ge samma skärpedjup vid samma bländarstorlek[mm] och exponeringstid om man kompenserar med iso så att de har samma brusnivå.

Har jag tänkt fel eller har inte signalbehandlingen kommit så långt att olika stora sensorer ger samma skärpedjup efter det att man har "iso-kompenserat"?

 

[Pupillen]

Du tänker helt rätt, och kollar dessutom också upp saken i praktiken, mycket föredömligt

Jag förenklade som du noterat lite i överkant, mitt resonemang gäller egentligen för rent fotoniskt brus, d v s de statistiska fluktuationer som uppstår p g a att antalet registrerade fotoner från en viss motivdel inte är tillräckligt många. Naturligtvis finns det också många andra bruskällor hos dagen sensorer som inte är relaterade till sensorytans storlek. Dessa bruskällor beror emellertid på olika tekniska ofullkomligheter, t ex i signalbehandlingen och kommer därför att bli mindre och mindre i takt med att tekniken förbättras. Det fotoniska bruset kommer vi däremot alltid att få dras med, det enda som kan göras är att öka andelen registrerade fotoner från dagens kanske 30-40 % till 100 %, längre kan man ju inte komma. (Det finns redan idag sensorer för andra tillämpningar som, i alla fall i vissa våglängdsområden, kan registrera över 90 % av alla fotoner de träffas av.)

Man får också tänka på att olika stora sensorer är optimerade för lite olika ändamål och kundkrav, i ditt exempel kan man lite slarvigt bortförklara en del av avvikelsen med att Canon har ”växlat in” en del av den större sensorns ISO-övertag mot t ex bättre dynamiskt omfång.

 

[qvirre]

Pupillen skrev:
Du tänker helt rätt, och kollar dessutom också upp saken i praktiken, mycket föredömligt

Jag förenklade som du noterat lite i överkant, mitt resonemang gäller egentligen för rent fotoniskt brus, d v s de statistiska fluktuationer som uppstår p g a att antalet registrerade fotoner från en viss motivdel inte är tillräckligt många. Naturligtvis finns det också många andra bruskällor hos dagen sensorer som inte är relaterade till sensorytans storlek. Dessa bruskällor beror emellertid på olika tekniska ofullkomligheter, t ex i signalbehandlingen och kommer därför att bli mindre och mindre i takt med att tekniken förbättras. Det fotoniska bruset kommer vi däremot alltid att få dras med, det enda som kan göras är att öka andelen registrerade fotoner från dagens kanske 30-40 % till 100 %, längre kan man ju inte komma. (Det finns redan idag sensorer för andra tillämpningar som, i alla fall i vissa våglängdsområden, kan registrera över 90 % av alla fotoner de träffas av.)

Man får också tänka på att olika stora sensorer är optimerade för lite olika ändamål och kundkrav, i ditt exempel kan man lite slarvigt bortförklara en del av avvikelsen med att Canon har ”växlat in” en del av den större sensorns ISO-övertag mot t ex bättre dynamiskt omfång.

Intressant! Tack för svaret. Har du något hum om hur stor andel det fotoniska bruset är utav den totala andelen brus? (Då kan man få en uppfattning om hur långt man kan komma i framtiden). Givetvis är det helt beroende av sensor/kamera men det kanske går att generalisera i grova drag. Slutligen, har du några bra tips på litteratur i ämnet samt optikkonstruktion i övrigt, helst nåbart via nätet. (jag frågar för att du verkar vara väl insatt i ämnet).

 

[Pupillen]

Jag har gjort några halvhjärtade försök att få klarhet i frågan om det fotoniska brusets andel, dels genom ett helt fåfängt sökande på nätet och dels genom att helt enkelt försöka räkna ut det på ett par olika sätt. Något riktigt tillförlitligt svar har jag tyvärr inte fått fram eftersom jag tvingats till alltför många halvsäkra skattningar (jag fick dock rätt samstämmiga resultat, men det bevisar ju egentligen ingenting). Helt klart är i alla fall att det fotoniska bruset är en stor och viktig bruskälla så vi kan inte hoppas på några jättekliv i reell känslighetsökning även om vi fick bort allt annat brus.

Litteraturhänvisningar kan jag inte ge så många, jag är tyvärr dålig på att komma ihåg författarnamn (jag inhämtade det mesta av det lilla jag kan genom självstudier i biblioteken för ett 30-tal år sedan). Kingslake har i alla fall skrivit några klassiker i ämnet, Hecht är ett annat namn.

Det finns några demoversioner av optikdesignprogram på nätet som kan vara roliga att leka med, OSLO t ex http://www.sinopt.com/