什么样的图像质量特性使镜头好坏?


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在Internet上阅读镜头评论时,我经常会发现有关镜头产生的图像质量的主观陈述,例如“良好的对比度”或“清晰度”。问题是我认为我无法真正在图像上看到这些特质。我什至认为如果不能通过“这看起来更好”,我无法分辨出廉价套件镜头和顶部镜头之间的区别。

所以我的问题是:在不查看清晰度测试和MTF曲线的情况下,如何学会仅根据样本图像来判断镜头的质量?您要寻找的特征是什么?它们分别代表什么?

Answers:


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有许多特性可以使更好的镜头变得更好。镜头的基本目标是渲染有框景物的理想副本,但由于现实世界的限制,这在物理上是困难的。镜头不可避免地会引入场景本身不存在的光学伪像。因此,重要的方面是减少伪像

优质的镜片通常通过使用花哨的,昂贵的,以不同寻常的形状和异国情调的材料制成的镜片来设计,以更加接近理想的图像。

以下是一些常见工件的示例。在某些情况下,示例是故意的测试镜头(尽管我远离测试目标和砖墙的照片)。但是,在另一些例子中,则是摄影师高兴地将“缺陷”用于艺术上的例子。实际上,由于其中一些伪像是摄影视觉语言的一部分,因此在使用非常漂亮的镜头正确呈现渲染方面存在微妙的平衡。尽管如此,知道要寻找什么将帮助您成为自己喜欢看的事物的判断者。

失真

从广角镜角度来看,透视失真只是您所处位置的问题。但是镜头也会引起光学畸变。最常见的是桶形枕形畸变,其中框架边缘的线条弯曲或被夹住。您将很难找到便宜的变焦镜头,而这种变焦镜头并没有明显的变形。好消息是,这种畸变很容易在后期处理中进行校正,但是许多镜片还具有其他更困难的畸变(例如“波浪形”或“ 胡子 ” 形),也可以进行矫正,但需要知识每个特定镜头的脆弱性。

桶变形的例子
佳能EF-S 18-55mm f / 3.5-5.6 IS II镜筒失真。CC BY-SA 2.0,cbley_摄

请注意避免直接基于您所站的位置而与镜头本身无关的那种变形,即透视变形在此问答中阅读有关该内容的更多信息。

轴向色差

轴向色差也称为纵向色差。当不同波长的光需要稍微不同的聚焦时,就会发生这种情况。通常,这种效果在高对比度边缘上表现为紫色和绿色条纹,特别是在离焦区域。即使在黑白摄影中,这也很重要,因为它有助于清晰度。使用非常简单的玻璃光学镜是无法避免的,但是更昂贵的设计采用了一些技巧,使红色,绿色和蓝色的光波长在焦平面上对齐。具有低色差的镜头的名称通常带有“ APO”之类的术语。

轴向CA示例作物
佳能EF 50mm f / 1.4 USM轴向色差。摘自CC BY 2.0,作者是Michael“ Mike” L. Baird

横向色差

横向色差也称为横向色差,通常缩写为“ LCA”,这是令人困惑的,因为纵向CA可以以相同的方式缩写。无论您怎么说,当不同波长的放大率不同时,都会发生这种情况。在RAW转换软件中(某些型号甚至在相机内),这相对容易纠正,但是如果不进行纠正,则可能导致红色/绿色和蓝色/黄色色差。

严重外侧CA的例子
廉价的广角转换镜辅助镜头引起的严重例子。摘自CC BY 2.0的约翰罗宾逊摄。

球差

简而言之,当穿过透镜边缘的光线与通过中心光线的聚焦方式不同时,就会发生球差。这将导致“软透镜”(但请参阅下面的注释)。可以通过使用更多的透镜元件或通过特殊形状的元件来降低球差。(两者都会增加成本。)

使用Minolta Varisoft Rokkor 85mm f2.8软焦点镜头的梅花 美能达Varisoft Rokkor 85mm f2.8 Soft Focus。该镜头的设计具有故意的球差。CC BY 2.0摄影:ming1967

昏迷

昏迷是一种缺陷,来自偏心物体的光以一定角度穿过透镜,并最终以某种水滴状的形状聚焦在传感器上。您实际上可能会看到形状奇怪的亮点。通常,这仅在快速广角镜中可见。具有减小的球差的透镜也具有减小的彗形伪像。

晶状体昏迷的例子
蔡司Vario-Sonnar T * 24-70mm f / 2.8 ZA SSM。这实际上比本集中的其他示例要好得多。CC BY 2.0摄影:Jerome Marot

耀斑

耀斑在不应该出现的地方反弹。较昂贵的镜片使用更高级的涂层来防止玻璃本身反射,而较便宜的镜片甚至可能会跳过内部挡板和其他旨在减少这种现象的功能。(而且,很容易补救,但值得一提:廉价的眼镜通常不带有遮光罩,而主要的,简单的防眩光措施。)

因为几乎无法避免在太阳下拍摄,所以它已成为摄影尤其是电影的基本词汇。实际上,如今,它经常在视频后期制作中伪造

耀斑可以通过许多不同的方式表现出来:作为光源周围的一团发光,从该光源发出的射线以及呈彩色的环。

镜头光晕示例 Fujifilm F200EXR上的内置镜头。CC BY 2.0摄影:Lee J. Haywood

重影

重影是耀斑的一种,或者,取决于要如何切片,是耀斑有关的伪影。实际上,当您听到“镜头光晕”时,可能会立即想到。它是彩色的圆形或多边形,通常是从光源绘制的线中-该术语将其比作浮动的精神。形状直接与光圈的形状相对应(因此与光圈叶片的数量相对应,除非大开镜头)。

重影示例 松下7-14mm f / 4.0。我们可以看到该镜头具有7叶片光圈。CC BY 2.0摄影:Michael C. Rael

耀斑的另一个例子 尼康Micro-Nikkor 60mm f / 2.8D 这表明由于耀斑而出现明显的重影和其他变色现象。摄影师不高兴,但我认为这增加了兴趣。CC BY 2.0摄影:Mustafa说

面纱眩光

这是一种特殊的耀斑,不会显示为特定的怪异颜色,圆形或光线,而是会冲洗整个图像。结果是整体对比度下降。这在较旧的镜头中尤为常见;除非您将相机直接对准太阳,否则较新的设计(无论是昂贵的还是便宜的)都倾向于将其最小化。

渐晕

渐晕是图像角落和边缘的光线掉落。原因有很多,但其中之一是光线照射光圈的角度。更昂贵的设计可以使这种情况最小化。

奥林巴斯E-P3和Holga(II)镜头在韦尔斯利学院散步
数码相机上的Holga II镜头。CC BY 2.0摄影:Soe Lin

场曲率

弯曲的透镜自然会投射出弯曲的视野,而不是平坦的视野。这是一个问题,因为很明显,传感器和胶片是平坦的,这意味着不可能同时获得帧的中心和边缘的焦点。可以通过其他元素在某种程度上进行纠正。

领域的守护者(曲率)
Vivitar系列1 70-210mm f / 3.5。CC BY SA 2.0摄影:Andrew Butitta

平板 Helios 44-2 58mm f / 2。CC BY SA 2.0摄影:Andrew Butitta

在这些示例中,您可以看到具有强视场曲率的镜头的“散景漩涡”特征。如果这对您来说很有趣,并且您想要比原住民更强的效果,请查看经典的Petzval镜片

以上注意事项

通过直接在明亮的光线下拍摄,您可以“加重”镜头以在困难的工作条件下观察其行为。镜头眩光很容易被视为实际的明亮图案。遮盖眩光更加棘手,因为它会导致整体对比度下降(许多人实际上很喜欢),并且可以很容易地在后期处理中隐藏起来(但会丢失阴影细节)。

可以在图像的极端角落看到曲率和渐晕。在许多情况下,例如人像,这几乎不是缺陷,甚至可能是首选。

除了在人为的情况下,其他效果不太明显,并且可能只是表现为整体清晰度的损失(实际上在网络浏览比例或中等大小的打印中可能根本看不到)。

停止拍摄通常可以最大程度地减少或掩盖缺陷,因此,如果您要查找问题,请完全打开镜头。

平衡的艺术

以上基本上都归结为科学。但是,仍然有一些艺术散景最明显的领域之一是:焦区域的再现。球面像差在上面被列为缺陷,但通常认为最令人愉悦的散景实际上不是经过正确校正的镜头所产生的平面型,而是带有轻微球面像差的那种。我不在这里详细介绍,但请参阅什么被认为是高质量的散景?

Lensbaby镜头非常简单,并且会产生上面概述的大多数技术缺陷,但是称它们为“不好”是错误的,因为它们是按照这种方式设计的。

因此,以上技术问题(与尺寸,重量和成本相结合!)和其他因素的平衡导致具有不同的“图样”。这是非常难以衡量,并通过任一看结果,或听摄影师用熟练眼的主观意见,最好决定。

关于清晰度和对比度的一些知识

我想以免责声明开头:这被高估了(而且您不必为此付出自己的全部)。所有现代镜头都非常清晰。但是,由于此方面易于测量并可以绘制成漂亮的图表,因此在技术镜头审查中具有很大的特色。时间已证明,具有科学编号和无聊测试图像的评论比具有精美照片的评论更受重视,因此存在一个反馈环,人们对此进行了越来越多的讨论。

就是说,如果裁切非常紧密或打印得非常大,这仍然很重要,并且可以肯定,更好的镜头通常会更锐利。所以,请稍等一下,请多多包涵。清晰度和对比度紧密相关。用更多的技术术语,可以谈论分辨率锐度

  • 分辨率是镜头可以分辨的细节量,即可以清晰成像的最小细节。传统上,这是通过以越来越近的线条拍摄目标的图片,然后查看它们一起模糊的位置来衡量的。

  • 清晰度是边缘之间的对比。锐化遮罩和其他后期处理锐化滤镜可以通过增加此功能来工作。与电视犯罪节目不同,软件不能真正增加分辨率,但是通过增加清晰度,它可以增加清晰度。这与图像的整体对比度不同,后者可能会随着色阶曲线工具而改变。

注意:我之前曾将“ autra-contrast”一词与“礼貌”联系起来。但是,我可以找到将其定义为分辨率分辨率的著名来源。由于实际上是要区分这两个属性,因此最好避免微观对比度

现在,让我简要地提到可怕的MTF图表。我知道这不是您要寻找的东西,但实际上它们并不是那么困难,并且可以快速揭示镜头的特性。在“ 如何解释MTF图表”下,我们有更多信息,但缺点是粗线使您对镜头的锐度有了一个很好的了解,而细线则使您对分辨率有了了解。

了解了这一点之后,您就可以轻松地将这些图表与镜头的评论和规格进行比较,并且通常会发现,在更昂贵的镜头上,线条更高。您也可以在实际图像中看到结果,但是图表确实是一个有用的工具。(您要看的图像最主要的就是以上几点-清晰度经常被高估了。)

建立质量和质量控制

制造质量很简单:更好的镜片使用更好的材料,并且制造更牢固。通常,这与图像质量无关,但是质量控制可以。镜头可能存在超出上述设计考虑范围的光学缺陷。常见的偏心是偏心,即镜头元件移动或倾斜,导致镜框的一侧聚焦与另一侧不同。从某种意义上讲,这是制造缺陷,但是在现代工业生产中,几乎所有东西都存在一定程度的缺陷,而随机样本的可靠性基本上是投入多少资金的一个因素。

其它功能

除此之外,值得一提的是,更好的镜头具有更好的功能,其中一些功能(例如弯曲的光圈叶片更快的光圈)会影响镜头的渲染,还有许多其他因素会影响其使用(图像稳定,更快的对焦马达,天气密封)。这是您在更昂贵的镜头中所要付出的代价-不一定在光学上会更好,但可以说使用起来会更好。(您可以在“镜头的世界有发展吗?”一文中详细了解这些内容。)


在示例中,我看不到场曲的问题。我也不确定我了解什么是场曲。但是您是说图像的底角没有聚焦吗?浅景深似乎导致顶角无法聚焦。顺便说一下,我学到了很多东西。
dpollitt

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@dpollitt:当您深入背景时,可以清楚地看到OOF区域中的像场弯曲。小小的白花显然开始形成球形或弯曲的图案……这当然是不自然的。那是由场曲引起的。球面像差仅影响焦平面所在的位置,但实际上不变形。
jrista

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@dpollitt Lomography正在启动一个复兴的Petzval镜头,这是一种具有明显像场弯曲的历史设计,实际上,他们吹捧这是购买它的关键原因。希望这会带来一些我可以添加到该部分的新知识共享许可示例。:)
mattdm

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很好的答案!我想补充的是另一种意见认为链接到这个漂亮的文章太:theonlinephotographer.typepad.com/the_online_photographer/2014/...
Rmano

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@MichaelC LOL是的。我敢肯定,我也写过很多东西。与博客相比,Stack Exchange的优势在于,当我找到它们时,回头并更新它们不会感到难过。
mattdm

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您说您认为无法分辨出套件镜头和顶部镜头之间的区别。好吧,我想你可以。我当然有那种经验。

几年来,我对尼康18-200超级变焦感到非常满意。然后,我接触了尼康24-70 f2.8相机,我对图像质量的差异感到惊讶。锐利,鲜艳得多的色彩和更好的细节。

画质刚从屏幕上跳了出来。


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您能否更详细地描述质量为何以及如何飞跃?原始海报说明经常会看到这样的评论-您能否在更清晰,更鲜艳的色彩中给出更多细节?例子会很棒。
mattdm

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什么特性使镜头好坏?

如果它对您有用,那就很好。如果不是那样的话。其他一切完全是意见。这就像在说什么使男人英俊或女人美丽。完美在情人眼中。

色差,镜头眩光的方式,其产生的颜色,手的感觉-这些都是赋予镜头特征的要素。

所以我要寻找什么?

  1. 光圈环和金属机身。每天我都会将旧的尼康AI镜头接在任何新镜头上。我只是喜欢建筑质量。我最新的Kit镜头可能是任何“传统”度量标准中最好的镜头……但我讨厌它的感觉,我不喜欢使用它,至少没有使我兴奋。所以当我继续用我在1970年代从ebay购买的40美元镜头继续拍摄时,它就留在家里。

  2. 使用成本。就像如果我以70美元的价格找到35毫米宾得镜头,是否需要35毫米镜头?并不是的。但是它的价格是70美元,玩起来会很有趣。我需要旧的俄罗斯镜头吗?可能两者都不是,但它也很便宜,并且可以玩很多。我愿意为此支付300美元吗?我绝对要付15美元吗?

  3. 我可以看一下样本图像吗?并不是的。有时候我看起来很无聊,但我不会让它影响我的决定。有些人用傻瓜相机拍摄了很多照片,有些人却不知道如何使用徕卡相机。

我的观点是Mattdm的回答很好。我赞成。但是在我看来,最重要的部分是当他提到“清晰度”时经常被高估。我会更进一步地说所有的品质都被高估了。这段与Batth相关的问题与解答Mattdm的内容是

高质量的产品可以满足摄影师的视觉和意图,并可以增强图像的美感。劣质是指它从照片的整体质量/美学中减去,并且由于技术原因与摄影师的意图不符。

来源:什么是高质量的散景?

对于散景,清晰度,失真或所有事物而言,都是如此。

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