The Full-Frame Advantage

[Makten]

photodo skrev:
Därför att du inte behöver förstora negativet och därmed brister i negativet lika mycket. Du har ingen vinst med diffraktionen eftersom du tvingas blända ner mycket mer för att få samma skärpedjup. En effekt av detta är att storformatsobjektiv inte behöver vara lika bra som småbildsdito eftersom man ändå bländar ner så mycket med storformat så att de blir diffraktionsbegränsade. Om du läser hela min artikel om formaten så ser du att det delvis är en myt. Man kan säga så här: När man fotograferar med litet skärpedjup(=stora bländare) så är det större formatet att föredra. Om man däremot väljer att blända ner kraftigt för ett större skärpedjup så sätter diffraktionen in sina begränsningar framförallt för större format eftersom de måste bländas ner till högre bländartal för att få samma skärpedjup.

Aaaah, nu är jag med. Detta betyder i praktiken att våra resonemang egentligen är precis lika. Att negativet/sensorn är större innebär ju i så fall att den totala upplösningen per bildhöjd kan vara större med ett större format. Är du med på vad jag menar? Det är alltså upplösning per bildhöjd som är intressant, och detta kan ökas om formatet är större.

Tillägg: Skillnaden måste väl i så fall bero på att upplösningen är en kvadratisk funktion eftersom arean mer än fördubblas vid 1,5 gånger större sensorbredd.

Nu blev jag lite förvirrad igen, för annars går det inte ihop med din förklaring att antalet linjer är konstant (teoretiskt max) för alla format.

Tillägg 2: Eller menar du att dessa "defekter" är exempelvis kornstorleken?

macrobild skrev:
Därför menar jag att om nu en test skall göras mellan d3 och d300 så skall det göras med först ett objektiv exv nikons nya som kommer med d3 samt även med exv 17-55 eller annat objektiv som är framtaget för den mindre sensorns yta.

Ja, det låter vettigt. Dock är det ju ändå mycket intressant att använda objektiv för FF på båda kameror, med tanke på att det saknas DX-objektiv på en rad områden, exempelvis fasta gluggar av alla de slag. Man är helt enkelt nödgad att använda FF-objektiv vare sig man vill eller ej, och där torde D3 ge en relativt stor fördel.

photodo skrev:
Nu är vi överens Martin! Eller om vi formulerar om slutsatsen: Den större sensorn ställer inte lika höga krav på objektivets linjeupplösning som den mindre sensorn.

Präxis, som 87:an hade sagt:-D Eller var det Kronblom?

 

[macrobild]

Och därför som ytterlighet så har jag beställt en Canon G9. dvs en kamera med pyttesmå 12 miljoner enskilda pixlar för test och jämföra med exv min 5d.
Om resultatet är godkänt från denna kamera så tar jag med en sådan på nästa resa för att ha på vissa platser där jag inte vill skylta med en stor kamera.
Jag vill förutsättningslöst se efter: vad duger den till, dvs jag känner till pixelstorleken, förväntat brus pga pixelstorlek och låg signalnivå, problem med diffraktion om objektivet bländas ner osv osv.
Jag återkommer så snart jag får en, dvs 2:a oktober och då kan var och en här se vilka skilnader som kan ses.

Mikael

PS idag provade jag 40d på 1600iso, skilnaden i bilder som exponerats lika med 5d var väldigt liten vad det gäller brus som förstör detaljer i lågdager. Något mer färgbrus kan ses, kameran skall köras i raw, i jpg var färgbruset markant större och fladdrigare/blotschigt

 

[photodo]

Makten skrev:
Eller menar du att dessa "defekter" är exempelvis kornstorleken?

Defekter kan vara lägre upplösning för objektivet. Diffraktion. kornighet i filmen. Damm och repor.

 

[photodo]

Makten skrev:
Detta betyder i praktiken att våra resonemang egentligen är precis lika.

Detta betyder i praktiken att våra resonemang efter några vändor här blev lika. Du har väl inte glömt din inledande kommentar till mig två sidor bakåt: "Har du några vetenskapliga belägg för detta?"

 

[Makten]

photodo skrev:
Defekter kan vara lägre upplösning för objektivet. Diffraktion. kornighet i filmen. Damm och repor.

Hmm, nu är det bäst vi reder ut det här. Om vi tittar på två olika "optimala" objektiv med samma bildvinkel för respektive format så bör det enligt ditt resonemang INTE förekomma några skillnader i upplösning. Har jag förstått detta rätt? Alltså att upplösningen per bildhöjd är samma i det optimala fallet.

Diffraktion ja... Kan vi anta att bästa möjliga skärpa fås när objektivet är så mycket nedbländat som möjligt innan diffraktion inträder? Eller finns det aspekter som kan göra objektivet skarpare även vid måttlig nedbländning än vid stor nedbländning, trots att diffraktion är långt borta? Tillägg: Vi talar nu alltså endast om mitten av bilden. Att kanterna kan vinna på nedbländning även när diffraktion inträtt vet jag.

Korn, damm, repor och brus torde kunna ses som likvärdiga defekter, vilka mer eller mindre beror på sensor/filmformat. Här är det ju ingen tvekan om att ett större format ger fördelar, hur man än vrider och vänder på saken, åtminstone teoretiskt. I praktiken vet vi däremot att en stor sensor inte nödvändigtvis behöver vara mindre brusig per bildhöjd än en liten.

photodo skrev:
Detta betyder i praktiken att våra resonemang efter några vändor här blev lika. Du har väl inte glömt din inledande kommentar till mig två sidor bakåt: "Har du några vetenskapliga belägg för detta?"

Nejdå! Saken är den att jag inte är det minsta rädd för att visa min okunskap genom att ifrågasätta den som anser sig veta bättre. Det tror jag att alla har gagn av, eller hur? Det sägs och tycks så mycket tvivelaktigt om upplösning och dylikt att jag som tekniskt intresserad och relativt insatt gärna bjuder på min eventuella okunskap genom att ifrågasätta även den kunnige;-)
Jag vet inte vem du är eller hur dina kunskaper ser ut, så självklart är det relevant att fråga om du har belägg. Det verkar som att du har det

 

[photodo]

Makten skrev:
Nejdå! Saken är den att jag inte är det minsta rädd för att visa min okunskap genom att ifrågasätta den som anser sig veta bättre. Det tror jag att alla har gagn av, eller hur? Det sägs och tycks så mycket tvivelaktigt om upplösning och dylikt att jag som tekniskt intresserad och relativt insatt gärna bjuder på min eventuella okunskap genom att ifrågasätta även den kunnige;-)
Jag vet inte vem du är eller hur dina kunskaper ser ut, så självklart är det relevant att fråga om du har belägg. Det verkar som att du har det

Jag uppskattar verkligen din inställning!

 

[photodo]

Makten skrev:
Diffraktion ja... Kan vi anta att bästa möjliga skärpa fås när objektivet är så mycket nedbländat som möjligt innan diffraktion inträder?

Helt rätt! Diffraktionsbegränsningen är densamma för alla objektiv vid samma bländartal. Tänk dig ett diagram där vi har upplösning (MTF) längs Y-axeln och bländartal längs X-axeln. Diffraktinsbegränsningen börjar alltid med nästan 100% MTF för en stor bländare som f/1.4. Sedan dalar den efterhand som bländaren stängs. Nu adderar vi objektivets optiska begränsningar i diagrammet. Dessa är oftast betydande vid stora bländartal och minskar sedan vid nedbländning (begränsningskurvan stiger vid nedbländning). Du har nu ett diagram med en kurva (optiska begränsningar) som börjar nere till vänster och stiger uppåt höger. Och en som börjar uppe till vänster och sjunker neråt höger (diffraktionen). De flesta objektiv har sin högsta upplösning runt f/8-f/11. Riktigt dyra och bra obejktiv kan ha sin högsta upplösning långt tidigare.

 

[photodo]

Makten skrev:
Att kanterna kan vinna på nedbländning även när diffraktion inträtt vet jag.

Fel. Samma sak gäller för kanterna, men här kan det ofta vara så att den optiska begränsningen är så kraftig att denna kurva inte möter diffraktionsbegränsningskurvan förrän vid exempelvis f/16.

 

[Makten]

photodo skrev:
Fel. Samma sak gäller för kanterna, men här kan det ofta vara så att den optiska begränsningen är så kraftig att denna kurva inte möter diffraktionsbegränsningskurvan förrän vid exempelvis f/16.

Det var ungefär det jag menade. Är objektivet "perfekt" så bör ju också diffraktionsvillkoret gälla även i utkanten av bilden. Men visst är det väl så att de defekter som finns i bildcirkelns kant ofta ändå är större än den oskärpa som orsakas av diffraktion, varför kantskärpan ändå kan vara som bäst en bit "förbi" den nedbländning då diffraktion minskar skärpan i mitten? Detta ser man ju exempelvis i de tester som Photozone.de gjort. Kantskärpan ökar även förbi det bländarvärde då mittskärpan börjat minska på grund av diffraktion. De tycks mötas någonstans kring f/8-f/11 för APS-C.

 

[photodo]

Makten skrev:
Men visst är det väl så att de defekter som finns i bildcirkelns kant ofta ändå är större än den oskärpa som orsakas av diffraktion, varför kantskärpan ändå kan vara som bäst en bit "förbi" den nedbländning då diffraktion minskar skärpan i mitten?

Javisst. Tänk dig centrum och kant som två separata delar. Om (vilket oftast är fallet) upplösningen är högre i mitten, inträder diffraktionsbegränsningen där först. I kanten där upplösningen är lägre kan man blända ner mer innan diffraktionen sätter in sina begränsningar. Det som händer när vi sätter ihop de två delarna, mitt och kant, är att när vi bländar förbi mittens diffraktionsbegränsning, så kommer upplösningen att öka i kanterna och minska i mitten. Skillnaden mellan mitt- och kantupplösning reduceras gradvis med nedbländning. Intressant! Så har jag aldrig tänkt på detta tidigare.

 

[photodo]

Diffraktionsbegränsning och pixelstorlek

Hur mycket kan man blända ner innan diffraktionen sätter in sina begränsingar? Jag har gjort ett diagram där man kan avläsa vid vilken bländare som diffraktionen begränsar upplösningen. Jag har räknat med att airydiskens storlek tillåts vara dubbelt så stor som pixelpitchen. Om den skulle vara mindre får vi problem med Nyqvistartefakter. Diagrammet visar endast diffraktionsbegränsningar. Givetvis kommer objektivets optiska begränsningar att påverka upplösningen i negativ riktning.
Här ser man att nya Canon EOS1Ds Mklll med en pixelpitch på 6,4 µm är diffraktionsbegränsad mellan f/8 och f/11. En 12 MP kompakt med 1,9 µm har sin gräns strax under f/2.8. Nikon D3 kan bländas till mellan f/11 och f/16.

 

[Teodorian]

photodo skrev:
Javisst. Tänk dig centrum och kant som två separata delar. Om (vilket oftast är fallet) upplösningen är högre i mitten, inträder diffraktionsbegränsningen där först. I kanten där upplösningen är lägre kan man blända ner mer innan diffraktionen sätter in sina begränsningar. Det som händer när vi sätter ihop de två delarna, mitt och kant, är att när vi bländar förbi mittens diffraktionsbegränsning, så kommer upplösningen att öka i kanterna och minska i mitten. Skillnaden mellan mitt- och kantupplösning reduceras gradvis med nedbländning. Intressant! Så har jag aldrig tänkt på detta tidigare.

Och om vi använder den nya 24-70-zoomen på båda kamerorna uppträder detta fenomen senare på en FX-sensor (D3) än på en DX-senor (tex D300), men det blir ändå ett nollsummespel eftersom skillnaden i skärpedjup tar ut diffraktionsfördelen i den större sensorn?

Fråga från den okunnige, icke naturvetaren: Låt oss anta att 24-70-objektivet har sin optimala skärpa (mitt) vid f8 på D300. Är det givet att samma objektiv har bästa skärpeprestandan på den matematiskt uträknade bländaren dvs f12 (1 1/3 f-stop nedbländat för att få samma skärpedjup) på D3? Eller tänker jag helt fel?!

Så vad är egentligen de otvetydiga fördelarna med en FX-sensor jämfört med en DX-sensor?! Är det "bara" bättre DR, brusegenskaper och tonalitet? Eller finns det andra faktorer i FX-sensorns favör? Skärpedjupet kan ju både vara en fördel och nackdel. Diffraktionsfördelen finns inte om vi tar hänsyn till skärpedjupet. Skärpevinsten är osäker.

 

[Teodorian]

Fråga till Lars: Tror du att det är möjligt att begränsa diffraktionsproblematiken med någon form att "Advanced Diffraction Reduction System" i stil med VR och brusreducering i framtida DSLR?! Skulle i så fall sensorstorleken ha någon som helst betydelse härvidlag för att underlätta implementeringen av ett sådant system?

 

[photodo]

Teodorian skrev:
Och om vi använder den nya 24-70-zoomen på båda kamerorna uppträder detta fenomen senare på en FX-sensor (D3) än på en DX-senor (tex D300), men det blir ändå ett nollsummespel eftersom skillnaden i skärpedjup tar ut diffraktionsfördelen i den större sensorn?

Svar ja om det hade varit fråga om två lika välkonstruerade objektiv men med brännvidder som anpassats för respektive sensor. Eftersom FX-objektivet nu används till en DX-sensor i D300 så "slösar" vi på upplösning som inte används.

Fråga från den okunnige, icke naturvetaren: Låt oss anta att 24-70-objektivet har sin optimala skärpa (mitt) vid f8 på D300. Är det givet att samma objektiv har bästa skärpeprestandan på den matematiskt uträknade bländaren dvs f12 (1 1/3 f-stop nedbländat för att få samma skärpedjup) på D3? Eller tänker jag helt fel?!

Objektivet har en viss prestanda som kan mätas upp och beskrivas med MTF. Dessa prestanda blir självklart desamma oavsett om objektivet ligger i kameraväskan, sitter på en D3 eller på en D300. Ditt objektiv har högst upplösning vid f/8 i samtliga tre nämnda fall ovan.

Så vad är egentligen de otvetydiga fördelarna med en FX-sensor jämfört med en DX-sensor?! Är det "bara" bättre DR, brusegenskaper och tonalitet? Eller finns det andra faktorer i FX-sensorns favör? Skärpedjupet kan ju både vara en fördel och nackdel. Diffraktionsfördelen finns inte om vi tar hänsyn till skärpedjupet. Skärpevinsten är osäker.

Större pixelpitch och bättre fill factor ger mindre fotonbrus, mindre bottenbrus, högre DR och klarar av högre ISO bättre. I fallet Nikon kommer du dessutom att kunna köpa extremt bra (tror och hoppas jag) vv-zoomar som är anpassade till den större sensorn.

 

[photodo]

Teodorian skrev:
Fråga till Lars: Tror du att det är möjligt att begränsa diffraktionsproblematiken med någon form att "Advanced Diffraction Reduction System" i stil med VR och brusreducering i framtida DSLR?!

Om du hade ställt denna fråga till mig för 3 månader sedan så hade jag svarat nej. Men det finns flera möjliga lösningar på problemet. Här är en: http://physicsworld.com/cws/article/print/19415
Vad det kommer att kosta och hur lång tid det kommer att ta innan dessa lösningar finns i en konsumentkamera är givetvis omöjligt att sia om.

Skulle i så fall sensorstorleken ha någon som helst betydelse härvidlag för att underlätta implementeringen av ett sådant system?

Nej. Eftersom det är optiska lösning som sätts in innan fotonerna börjar bombardera kislet. Men man kan kanske tänka sig att det kommer lösningar som räknar bort diffraktionen. Jag har svårt att tro på en sådan lösning.

 

[Teodorian]

Lars Kjellberg skrev:

"Objektivet har en viss prestanda som kan mätas upp och beskrivas med MTF. Dessa prestanda blir självklart desamma oavsett om objektivet ligger i kameraväskan, sitter på en D3 eller på en D300. Ditt objektiv har högst upplösning vid f/8 i samtliga tre nämnda fall ovan."

Vad är det då för faktorer som gör att vissa objektiv anses fungera sämre på en del kameror än andra. Tex Nikons 14/2.8 påstås ge sämre prestanda på ett digitalt hus än analogt. Jag har sett i olika tidningar att samma objektiv testats och fått olika bra resultat på olika DX-kameror. Är detta en villfarelse och att det snarast handlar om att olika exemplar av samma objektiv prövats vid olika tilfällen på de aktuella kamerorna? Å andra sidan så anger Björn Rörslett på sin hemsida (http://www.naturfotograf.com/index2.html) olika betyg på samma objektiv beroende på vilken kamera han använder. Om dessa skillnader finns beror de mer på sensorn än objektivet eller hur skall man förklara och förstå de påstådda skillnaderna?!

 

[macrobild]

Dels är det olika objektiv, Björn har nämt någonstans att han har testat 6 st 17-35 innan han fann ett som han var nöjd med. Själv provade jag 3 st 24-70 innan jag bestämde mig, Photozone testade 4 st Well, I guess everybody has a nemesis and mine is the Canon EF 24-70mm f/2.8 USM L. It took me 4 (f-o-u-r) samples of the lens to get a good one - please note: "good", not a "great" sample. The first three variants showed rather hefty centering defects which spoiled the results quite a bit.

Jag provade nyligen nya 16-35 mk2 som jag uppträdde mycket märkligt i jämförelse med 24-70 och på 24 respektive 35mm.

Du kan ej heller jämföra sensor med film vad det gäller seendet av absoluta skärpeplanet . Film uppträder annorlunda vilket har beskrivits av bla Hasselblad/Imacon.Sensorn är mer "avslöjande".

Mikael

 

[Makten]

Teodorian skrev:
Vad är det då för faktorer som gör att vissa objektiv anses fungera sämre på en del kameror än andra. Tex Nikons 14/2.8 påstås ge sämre prestanda på ett digitalt hus än analogt.

Det beror givetvis på att den digitala sensorn är mindre, så att man bara utnyttjar en bit i mitten där upplösningen då hade behövt vara större för att ge samma resultat som på den analoga kameran.

Tillägg: Tänk dig att du tar en bild med den analoga kameran, beskär den med 1,5x faktor och sedan förstorar den till samma storlek som originalbilden. Den kommer då förstås att se mindre skarp ut.

 

[Makten]

macrobild skrev:
Du kan ej heller jämföra sensor med film vad det gäller seendet av absoluta skärpeplanet . Film uppträder annorlunda vilket har beskrivits av bla Hasselblad/Imacon.Sensorn är mer "avslöjande".

Har du någon källa till detta? Det är en av många saker som jag inte tror på förrän jag får en teknisk redovisning;-) Det låter nämligen som nonsens eftersom filmen är såpass tunn.

 

[macrobild]

Angående 14mm objektivet, själv har jag inte använt det,eller testat det, men en film tar hand om det snett infallande ljuset annorlunda än en sensor gör, optikens MTF är vad den är, men resultatet med film kan möjligen ses som bättre.Därför utformning av microlinser som är sneställda eller utformade så att kantstrålar skall samlas in effektivare.
Mikael