Oskärpa på grund av för liten bländare

[FotoZ]

Hej

Nu under förmiddagen var det sol och vackert väder och jag tänkte testa mitt Sigma AF 24 f/2.8 II på min K-x. Jag valde tiden 1/100 och det skulle jag inte ha gjort. Bilderna blev förfärligt suddiga, därför att bländaren landade på 1/18 - 1/22 i det skarpa solljuset. (ISO 200) Varning säger jag bara.

När jag kom in var jag tvungen att kolla så det inte var något fel och då ställde jag återigen 1/100 men nu var vi nere på bländare f/2,8 för det var ju mörkare inomhus. Och dessa bilder blev skarpa.

Fenomenet kallas för diffraktion.
Bara ett litet tips om att inte använda för liten bländare.

 

[The_SuedeII]

Skillnaden är ganska markant bara upp från F/16 till F/22 på en K-x (12MP APS-sensor). F/11 är oftast inte ett problem.

Det kan faktiskt vara ganska intressant att bara köra en snabb testserie från F/4 upp till maxbländarvärdet på objektivet nån gång när ljuset passar för det (eller man har bra kamerastöd och då kan ta långa tider utan att oroa sig för skärpan för den sakens skull). Då ser man ungefär vad man själv tycker är acceptabelt eller inte - och det är ju det som är det viktiga.

 

[fredriklindstrom]

Detta kommer ju bli ett mer patagligt problem ju fler pixlar som trangs in pa en liten yta. Det lar ju vara en viss skillnad pa en Pentax 12mpix 1.5 APS-C och t.ex. Canon 7D 18mpix 1.6 APS-C. Om pentaxen gar att gora problemfritt pa f/11, sa kanske Canonen bara gar att kora pa f/8 eller nagot at det hallet. Och vad hander nar det kommer kameror i nasta generation, med kanske up till 20 - 24 mpix pa APS-C...

Dock sa ar jag overtygad om att nagon annan kan redovisa for de exakta blandarvarden nar diffraktion blir ett problem vid en given pixelstorlek, istallet for mina gissningar.

 

[Stefan-H]

http://www.biox.kth.se/education/gm/bok/kap2/sida2/huvudsid2.htm

/Stefan-H

 

[sarnor]

Detta kommer ju bli ett mer patagligt problem ju fler pixlar som trangs in pa en liten yta. Det lar ju vara en viss skillnad pa en Pentax 12mpix 1.5 APS-C och t.ex. Canon 7D 18mpix 1.6 APS-C. Om pentaxen gar att gora problemfritt pa f/11, sa kanske Canonen bara gar att kora pa f/8 eller nagot at det hallet. Och vad hander nar det kommer kameror i nasta generation, med kanske up till 20 - 24 mpix pa APS-C...

Nej, diffraktion blir inte ett större problem för att sensorn har fler pixlar. Objektivet presterar exakt lika, i det ena fallet är det sensorn som begränsar bildens upplösning, i det andra fallet är det istället objektivet (diffraktionen) som begränsar bildens upplösning. Slutresultatet blir dock likvärdigt i bägge fallen. På sikt kommer det vara möjligt att i större utsträckning kompensera för brister i objektiven med kamerans mjukvara, utan att påverka motivupplösningen (förutsatt att upplösningen fortsätter att växa).

 

[fredriklindstrom]

Nej, diffraktion blir inte ett större problem för att sensorn har fler pixlar. Objektivet presterar exakt lika, i det ena fallet är det sensorn som begränsar bildens upplösning, i det andra fallet är det istället objektivet (diffraktionen) som begränsar bildens upplösning. Slutresultatet blir dock likvärdigt i bägge fallen. På sikt kommer det vara möjligt att i större utsträckning kompensera för brister i objektiven med kamerans mjukvara, utan att påverka motivupplösningen (förutsatt att upplösningen fortsätter att växa).

Fler pixlar, nej, mindre pixlar, ja. For att fa fler pixlar pa samma yta maste du gora pixlarna mindre, och da blir diffraktionen ett allt storre problem.

Jag ser inte hur man kan kompensera for ljus som inte nar en pixel i mjukvara, men det kanske bara ar jag.

 

[Göran Larsson]

Fler pixlar, nej, mindre pixlar, ja. For att fa fler pixlar pa samma yta maste du gora pixlarna mindre, och da blir diffraktionen ett allt storre problem.

Det blir bara ett problem för de som bara studerar pixlar vid 100%. Normala fotografer som tittar på bilder på skärm eller på papper ser ingen skillnad.

 

[The_SuedeII]

Sara pratar snarare om att det är omöjligt att skärpa en för dåligt upplöst oskärpecirkel bildad av diffraktion. Om kameran har högre upplösning kan man skärpa med högre precision, och också därmed få ut högre upplösning av bilden.

En högupplöst kamera har med F/16 faktiskt högre upplösning än en lågupplöst kamera på samma bländare. Detta för att upplösning är kontrast-driven, och kontrasten är resultatet av [objektivMTF x sensorMTF].
Jag lade upp något jämförande exempel i verkliga bilder tidigare - ska se om jag hittar dem.

Så även om en (löjligt exempel, jag vet) 100MP crop-kamera blir sämre per pixel än en 10MP crop-kamera när båda används på F/16 så kommer en A2-utskrift från en optimalt uppskärpt 100MP-kamera vara betydligt skarpare än en A2-utskrift från 10MP-kameran.

-Sen är vi inte ens i närheten av att kunna göra detta (så höga upplösningar) utan att öka ljusförlusterna på ganska länge än. Så frågan är högst akademisk. Om upplösningen behövs i några för normalanvändaren relevanta sammanhang är också högst otroligt. Men - bästa upplösning finns i de allra flesta bra objektiv på F/5.6-F/8, och då är vi uppe på dryga 50MP innan diffraktionen är den begränsande faktorn.

Men det som folk helt missar är att diffraktion är beroende på förstoringsgrad - INTE på upplösning. Upplösning har motsatt effekt mot vad dom flesta tror - det MOTVERKAR till viss del diffraktionseffekterna. Att du sen inte kan titta på bilden i 100% upplösning på skärmen har väldigt lite med verklig bildanvändning att göra.

 

[Makten]

Det enklaste enkla resonemanget som Joakim kanske missar (men mycket väl känner till), är att diffraktionsoskärpan i förhållande till bildhöjden är exakt samma oavsett sensorformat, vid ett visst skärpedjup.
Diffraktionen blir inte "värre" för att man har en liten sensor med många pixlar. Men maximal skärpa per bildhöjd uppnås vid större relativ ljusstyrka än med en större sensor. Med andra ord; man kan inte blända ner lika mycket om sensorn är liten om man vill slippa diffraktion. Skärpedjupet kommer att vara identiskt i den punkt detta inträffar, oavsett sensorstorlek.

 

[sarnor]

Jag ser inte hur man kan kompensera for ljus som inte nar en pixel i mjukvara, men det kanske bara ar jag.

Det är nog bara du. Möjligheten att mjukvarumässigt kompensera för ljusförluster används flitigt både i kompaktkameror och systemkameror, läs vinjetteringskorrigering. Mestadels är det ljusbortfallet hos objektivet som korrigeras, men Leica använder en mer avancerad form för att också till viss del kompensera de ljusförluster som uppstår i sensorn med för flacka infallsvinklar.

 

[fredriklindstrom]

Sa antagligen har jag fattat detta helt fel den, for att foljande vad var jag trodde diffraktion var:

1) en vag som passerar genom en liten oppning sprids och i fallet pixel sa traffar inte alla vaglangder i en pixel och nar t.ex. rott ljus inte landar i en "rod" pixel, sa har du i stort sett en bild som ser oskarp ut.

Vinjett ar ju helt annorlunda da detta enbart beror pa optiska egenskaper hos ett objektiv mot att diffraktion ar ett fysiskt fenomen som paverkar alla typer av vagor, inklusive vatten vagor, ljus osv.

Nar rott ljus inte alls traffar en rod pixel, sa ar det en betydlig skillnad mot att mindre ljus traffar.

 

[The_SuedeII]

Förstoringsgrad = "...i förhållande till bildhöjden..."

-I alla fall i detta sammanhang.

De enda två frågor som behövs ställas för att man ska veta om man är begränsad av diffraktion är:
*Hur stor vill du ha bilden (presentations-storleken)
*Hur mycket skärpedjup vill du ha

Och detta är precis som Martin säger fullständigt oavsett sensor/filmstorlek - samma naturlagar gäller för alla kameror. Vilken upplösning sensorn har har egentligen bara en betydelse: Är din sensor en begränsande faktor, eller är det bästa objektivet du äger en begränsande faktor?

På en FF/FX-sensor ska vi upp på ca 100MP innan optiken tar över manteln som "den mest begränsande faktorn". På DX/Crop lite mindre än hälften av detta, 50MP.

 

[fredriklindstrom]

Förstoringsgrad = "...i förhållande till bildhöjden..."

-I alla fall i detta sammanhang.

De enda två frågor som behövs ställas för att man ska veta om man är begränsad av diffraktion är:
*Hur stor vill du ha bilden (presentations-storleken)
*Hur mycket skärpedjup vill du ha

Och detta är precis som Martin säger fullständigt oavsett sensor/filmstorlek - samma naturlagar gäller för alla kameror. Vilken upplösning sensorn har har egentligen bara en betydelse: Är din sensor en begränsande faktor, eller är det bästa objektivet du äger en begränsande faktor?

På en FF/FX-sensor ska vi upp på ca 100MP innan optiken tar över manteln som "den mest begränsande faktorn". På DX/Crop lite mindre än hälften av detta, 50MP.

Upplosningen i optiken ar ju en annan begransande faktor, sa det lar ju vara ett problem langt innan du kommer till 100 MP / 50 MP. Kommer inte exakt ihag allt bakom det har, men Nyquist har ju nagot att saga till om ocksa.

 

[The_SuedeII]

Fredrik: du har nog inte förstått helt rätt - om texten i ditt förr-förra inlägg blev som du tänkte dig det.
Diffraktion gäller allt ljus (men starkare för långa våglängder än för korta). Och ett ljusknippe som passerar genom bländare sprids efter dessa regler - färger "separerar" inte.

Det som inte kommer fram när man bara tittar på diffraktionscirklar är hur de påverkar verkliga foton. Hur ofta ligger du på F/16 och upp? Om du behöver detta skärpedjup slåss du mot samma saker som alla fotografer funnit som begränsande sedan hundra åt tillbaka. Nuförtiden kan dock lättare än någonsin tidigare lösa detta problem med t.ex automatisk fokus-stacking inbyggd i kamran osv, osv...

På F/8 är du inte ens i närheten av att vara "begränsad" av diffraktion på en 24MP sensor. Du behöver upp i det fyrdubbla (dubbla upplösningen) för att verkligen bli BEGRÄNSAD av diffraktion i detta fall. Detta ger ca 100MP. Du kommer antagligen se en konstrastsänkning i pixel-pixel-kontrast om du tittar på bilderna i 100% på skärm långt innan du kommer till 100MP - men vad gör det?

 

[The_SuedeII]

Upplösningen i optiken är långt större än vad vi kan ta fram i en 24MP sensor idag - antagligen ligger den på dubbla detta som sagt. Och dubbla upplösningen är lika med fyrdubbla MP-antalet.

Vill du ha fysiska bevis? Jag kan visa bilder från FF-objektiv som på F/8 är skarpare än en 7D-sensor, över hela sensorytan. Detta är nästan 50MP på en 36x24-sensor.

Nyquist-teoremet har inte med denna delen att göra alls - den berättar snarare att en sensor har FÖR LÅG upplösning för att kunna mäta det som projiceras på den - inte tvärt om.

Och det är föresten just Nyquist som gör att skärpan ökar med högre upplösta sensorer även efter diffraktionen börjat synas i bilden.

 

[Makten]

Förstoringsgrad = "...i förhållande till bildhöjden..."

-I alla fall i detta sammanhang.

Just det ja... Lite mycket vin där igår:-D

Upplösningen i optiken är långt större än vad vi kan ta fram i en 24MP sensor idag - antagligen ligger den på dubbla detta som sagt. Och dubbla upplösningen är lika med fyrdubbla MP-antalet.

Jag vill bara inflika, så att ingen tror något annat, att maxupplösningen oftast är helt ointressant jämfört med lägre frekvenser, vilket du ju också vet Det där luddet som diffraktionen lägger till är inte särskilt kul, ÄVEN när det inte påverkat objektivets maxupplösning att ligga i närheten av sensorns. Vid f/16 ser man oftast en rejäl kontrastsänkning på FF.

 

[fredriklindstrom]

Nu var det ju snarare som sa att jag sa att det kommer skapa storre problem i framtiden, just nu ar det inte ett sa jattestort problem med diffraktion. 50MP pa APS-C och 100MP pa FF ar formodligen mer an tre ar i framtiden, men det kommer ju att komma och da kommer problemen med diffraktionen.

Visst finns det objektiv som klarar dagens sensorer, men jag tror att det ar langt ifran alla objektiv som klarar att fullt utnyttja dagens sensorer. Men du far garna ratt mig om jag har fel har.

 

[Makten]

Men du far garna ratt mig om jag har fel har.

Vem avser du?

 

[fredriklindstrom]

Vem avser du?

Ser mycket battre ut nar jag tanker det an nar jag skriver det utan vara tre sista bokstaver... Vem som helst far ratta mig, om de anser att jag har fel.

 

[The_SuedeII]

Vänd på frågan i stället.

Är det ett stort problem IDAG att våra sensorer inte klarar av att återge ens hälften av vad mina bästa objektiv klarar?

En del i kedjan MÅSTE vara svagast. Och vad det gäller "diffraktion" så är detta ett flytande "problem", det är ju inte skrivet i sten att alla måste använda F/16 jämt... Nej, det är inte lönt att ha 100MP om du alltid kör nerbländat till F/16 eller mindre. Nu är det bara det att själv minns jag inte när jag var över ens F/8 sist (om jag inte räknar makrosammanhang).

Och angående ordet "tillräckligt":
Jag tycker ISO1600 är "tillräckligt" bra för att användas även i krävande sammanhang i de bästa kamerorna idag. Det betyder på inget sätt att jag skulle vara nöjd om kameran hade exakt samma prestanda på ISO200 (som på ISO1600) också - även om jag för två rader sedan uttryckte det som att "prestanda på ISO1600 är idag tillräckliga". Allt måste finnas i en kontext, annars är ord meningslösa.


Och NEJ!
Diffraktion blir inte ett större problem än innan för att man ökar kamerans upplösning. Det blir snarare ett MINDRE problem än innan; eftersom totalförlusterna (fram till det som till slut blir bildresultatet) minskar.