如何找到给定镜头可产生最高质量图像的光圈?


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我不是在谈论大光圈(f / 1.8,f / 2.8 ...),而是在谈论小光圈(f / 18,f / 20,f / 23 ...)。我在某处(实际上我认为是在该站点上,但我不完全记得它是在哪个位置/评论上)读到,镜头在小光圈(例如f / 16和更小)下开始失去其画质。这是真的?

假设出现以下情况:

  • 你有一个三脚架
  • 您有需要的光线
  • 你不在乎快门速度
  • 你不在乎ISO
  • 您不在乎运动模糊或其缺失

因此,您只需要选择最高质量的光圈即可。那将是什么价值?慢镜头和快镜头之间有什么区别?


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您正在考虑的问题可能是什么“衍射极限”?还是即使峰值锐度受到影响,较小的光圈也会提供超过衍射极限的更大景深吗?。但是您问题的第二部分有些不同,因此我认为这不是重复的。
mattdm 2011年

Answers:


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您正在谈论的问题是衍射。镜头问题更少(所有镜头都会引起衍射),而传感器问题更多。

当光进入一个小孔时,光波会发生衍射并相互干扰。这可能导致浮动磁盘上任何给定的光波投射在传感器上都大于传感器的像素大小,因此会导致质量下降。

但是,在现实世界中,正常观看时实际上可见多少质量损失值得商bat。后处理和打印可以隐藏大量的缺陷。

在您描述问题的情况下(本质上是风景拍摄),我可能会将f / 16设置为衍射和DoF之间的良好折衷,并利用超焦距确保尽可能多的前后清晰度。

我本来打算在Color上链接到Cambridge,但gerikson击败了我:这是一篇很好的文章,即使有一点技术性。

编辑:这是我的另一个方面。您提到了镜头的“最高质量光圈”,而镜头确实确实有一个“最佳点”,通常在全开时会停留1-2个光圈。但是,这在某些情况下(例如风景)会产生DoF问题。


说这是传感器问题有点误导。我将其称为物理学和光圈事实。较高分辨率的传感器将更早达到衍射极限状态,但与分辨率传感器相比,它仍能解决更多的细节。
Eruditass 2011年

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我的意思是说,在衍射方面并没有比其他镜头更好的镜头,但是有传感器。
ElendilTheTall 2011年

我是说,对于给定的总传感器尺寸,实际上并没有哪种传感器更好,这可能是一种常见的误解。
Eruditass 2011年

同样,每个镜头的f / 16也不同。如果镜头的角度很广,则f / 16的物理尺寸比400mm镜头上的f / 16小得多。
Nick Bedford

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@Nick,虽然物理上要小得多,但焦距越短,意味着光线就不会传播越远,因此通风盘会更小。结果,它抵消了,最终变得很重要的是f-stop比率。
Eruditass 2011年

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停止一定量后,衍射就会蔓延并开始降低图像质量。

确切的光圈随传感器尺寸和分辨率而变化,但是APS-C DSRL的经验法则似乎在f / 11左右,而具有高像素密度的较小傻瓜相机可能会在f / 5.6看到它。

彩色剑桥(Cambridge)对这种现象有很好的概括


我不会真的说有一个固定的孔径会引起衍射问题。衍射极限孔径是取决于传感器的衍射因素之一。如今,我们拥有的APS-C传感器的范围从大约10mp到18mp不等,而DLA的范围从f / 12降至f / 6.5左右。配备18mp APS-C相机的人肯定会在f / 11上看到衍射模糊的一些影响,而对于拥有12mp传感器的人来说,可能会很好,或者只是在f / 11上才开始看到衍射。
jrista

@jrista好点!我本人使用的是10mp传感器,通常不会超过f / 11,但应该花时间扩展高分辨率传感器的效果!
gerikson 2011年

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有一种叫做衍射极限光圈的东西,就是光圈值,超过此数值衍射将导致每像素清晰度下降。它取决于光的波长以及每个传感器像素的大小。

在您自由选择光圈的前提下,还有一个因素需要考虑,哪个光圈可以提供最高的质量。这个因素是,尽管停止通过DLA会导致较低的峰值锐度,但由于增加了景深,它仍然可以为您提供更大的平均锐度


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这似乎是该问题的答案。:)
mattdm 2011年

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尽管很多人都在谈论所涉及的想法,但似乎没有人直接解决标题问题:如何测试最高分辨率。

从理论上讲,答案很简单:您在每个光圈下拍摄,然后找出质量最高的光圈。

实际上,这很少是那么容易的。让我们从最简单的情况开始:一个完全平坦的物体,它与胶片/传感器平面完全平行。在这种情况下,您不必特别关注景深,但是您仍然经常会有所选择。对于许多镜头,中心将在一个光圈处最锐利,但拐角在另一个(通常稍小)光圈处最锐利。对于(合理的典型)示例,中心可能在f / 5.6处最锐利,但拐角在f / 8到f / 9.5左右。

当我们添加第三维时,事情变得更加有趣。较小的光圈会增加景深。在真实的图片中,通过使用比上面提到的任何一个都更小的光圈,您通常会获得更大的相当清晰的部分。例如,下面是f / 4.5,f / 8和f / 11的序列:

f / 4.5: 在此处输入图片说明 f / 8: 在此处输入图片说明 f / 11: 在此处输入图片说明

清晰度和景深的变化远不止于光圈。仅举例来说,即使只看图片的一部分,色像差也可能在一个光圈处被最小化,对比度在第二个光圈处被最大化,而球差在第三个光圈处被最小化。

您还需要将画质最佳的画质分开。在上面的系列中,f / 8版本在角落处(每分钟)更清晰(尽管我看不到上面的尺寸有所不同),但我绝对更喜欢f / 4.5版本,因为背景的干扰较小。

我可能还要提一下其他的皱纹:您可以(有些人可以)使用所谓的焦点叠加来增加(视在)景深,同时保持比通常(停下来)到很小时所获得的更高的清晰度。光圈。基本想法非常简单:您可以拍摄许多张聚焦在不同距离上的照片,然后根据这些镜头的锐利部分创建合成图像。例如:

近焦点: 在此处输入图片说明

重点: 在此处输入图片说明

综合: 在此处输入图片说明

请注意,合成图像并非仅来自这两个镜头,而是来自总共五个镜头,因此这可能是相当多的工作。如果您仔细观察合成图像,您会发现我确实应该使用更多的镜头,使焦点更靠近一点。例如,近花和远花都相当尖,但是中间的一些花却不是。


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在达到镜头的分辨率极限之前,您将达到相机传感器的衍射极限。因此,任何镜片的“最高质量”光圈都在衍射极限以下。

要找到相机传感器的衍射极限,请查看本页底部的“衍射极限计算器” 。


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实际上,需要权衡取舍:通常,当光圈关闭时,镜头的固有清晰度会提高(光有效地通过镜头内的较窄点),因此,最好的镜头质量(在镜头的任何给定点) DSLR中的图像场)通常在衍射极限以上大约1/2到1个光阑达到。
2011年
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