Oldalságok

2013. jan. 21.

Szóródási zűrzavar - circle of confusion

Az a baj az internetben, hogy demokratikus. Vagyis boldog és boldogtalan tolhatja fel rá, amit legalább két agysejtjének összekoccintásával ki bírt gondolni. Az a az internetben, hogy demokratikus. Így most Grimpix is bedobja a közös pottyantósba, amit a CoC-ról összeolvasott és ezek után gondol. A téma komoly feldolgozását is érdemes átolvasni, Grimpix fejtegetésének hibáit meg megírni, hogy javíthassunk.
"A mélységélesség (DOF = Depth Of Field) annak a tartománynak a kiterjedése, amelyen belül a szóródási kör átmérője nem nagyobb, mint az általunk elfogadott határérték, ezáltal a kép részleteit élesnek tekintjük. Algebrai alakban: CoCpillanatnyi ≤ CoClimit" – írja Nagy Krisztián
Tehát itt van a szóródási kör (CoC), ami azért került a képbe, mert a hiperfokális távolsághoz elengedhetetlen. Nos ennek az értékére, ahány ház annyi szokás, 0,018-0,025 között minden érték előfordul a neten (APS-C). Nem mintha nem lenne teljesen mindegy (pl. 55mm-es optikánál hiperfokális fókusszal, f16 mellett, CoC 0,018 esetén az élesség 5,5m - ∞, de CoC 0,025 esetén 3,8m - ∞, a DOFMaster szerint), tehát utánajárunk a dolognak 

Az világos, hogy a mélységélesség az a zóna, melyben a szóródási kör kisebb mint a szem felbontóképessége. Vagyis létezik egy maximális CoC, vagyis a legnagyobb életlen folt, amit még szemmel egyetlen pontként érzékelünk. Ezt a maximális értéket, ami legyen CoClimit (Nagy Krisztián cikke alapján) használják a képletek. Értelemszerűen a szóródási kör mérhető a szenzoron, illetve a kész képen is.

A vonalpár
Vonalpár értelmezése. Ha a normál látás, átlagos fényviszonyok mellett 1 szögperc felbontású (átlagosan) akkor 25cm távolságból 1szögperc alá kb. 0,07 milliméter esik (tang. függv.) Egy vonalpár kb. 0,14mm, tehát 6-7vp/mm kellene legyen  egy átlagos szem felbontása. A szakirodalom 5vp/mm  megkülönböztetését feltételezi, de megjegyzi, hogy ez függ a megvilágítástól és a használt színektől is, egyes színek illetve komplementereik kontrasztja jobb, mások gyengébb teljesítményt adnak, illetve fekete-fehérben a legjobbak a mérhető eredmények.
Nyomdászatban használt LPI-mérő. A fent látható interferencia-kép itt nem értelmezhető, csak szemléltető jellegű.

Kiszámítható, hogy az újságoknál használt 133LPI rácssűrűség 5,2vp/mm, a 150LPI kb. 5,9vp/mm, a 175LPI kb. 6,8vp/mm, a 200LPI pedig 7,8vp/mm, a gyakorlatban is nagyjából ezeket a rácssűrűségeket 25cm távolságból már nem látjuk zavaróan pöttyösnek (nyilván itt egyéb tényezők is játszanak, ha több szín van egymáson, pontnövekedés stb.).


Mennyi tehát a D5000 szenzorméret CoC-je?

A kész lenagyított kép CoClimit értékét a Wiki három paraméter alapján vezeti le:
  1. közeli éleslátás távolsága, konvencionálisan 25cm, amelyen átlagos emberi szemmel 5vonalpár/mm  különböztethető meg. 1mm/5 tehát 0,2 CoClimit-nek felel meg. Értelmetlen finomabb bontást megcélozni.
  2. látószög, akkor kényelmes ha 60 fokot fog be a szemünk. 25cm képtávolsággal ez
    2 * tg30° * 25cm=29cm átmérőjű kép (ami valamivel kevesebb, mint 20*25cm). Amennyiben ennél nagyobb a kép, értelemszerűen távolabbról szemléljük, ezért a nagyobb képen kialakuló CoC-nek ugyanakkora marad a megengedhető CoC mérete a szenzoron. Viszont ha a nagyobb képet továbbra is 25cm-ről nézzük, úgy kisebb szenzoroldali CoC fog megfelelő élességet adni.
  3. a kép nagyítása a képen kialakuló, illetve a szenzor CoC-je közötti arány. Kontakt esetén megegyeznek. Nagyításkor, pl. ha 35mm-ből nagyítunk 25cm-t, akkor a kb. 7X nagyítás miatt, hogy a nagyított kép COC-je 0,2 maradjon, a kiindulási kép COC-je 0,2 / 7 kell legyen (0,029 - ami közel áll a fullframes 0,03-as javasolt CoC értékhez).
A fentieket összerakva, a D5000 lapkaméretéről (23,6mm oldalhossz) hogyha nagyítunk egy 25 cm oldalhosszúságú képet, akkor a nagyítási tényező 10,59 X. Ha a kész kép kívánt CoC-je 0,2, akkor a lapka CoC-je 0,2/1059=0,0188mm. Tádám. Tehát Nikon APSC, vagy ha úgy tetszik DX  CoC limitértéke: 0,0188mm.

Egy másik képlet figyelembe veszi a nagyítást illetve a kész képnek a szemlélőtől mért távolságát is.
CoC (mm) = viewing distance (cm) / desired final-image resolution (lp/mm) for a 25 cm viewing distance / enlargement / 25
Behelyettesítve az iménti példát: 25cm / 5vpmm / 10,59 / 25 = 0,0189mm. 

Másik megközelítésben a fenti változókat mellőzve a lapkaátlót szokták osztani. Egyik elterjedt módszer:
CoClimit = a lapkaátló / 1500 (hogy miért pont ennyi, talán majd egyszer végiggondoljuk, de gyaníthatóan a fenti összefüggésekből következik)

D5000-nél a lapkaátló 28,4mm, ami osztva 1500-al = 0,0189mm. Ismerős érték? Ezek után hogyan hihetnénk el a 0,02-es értéket amit az összefoglaló táblázatok adnak? Nem hisszük el. Annál is inkább, mivel ezzel szűkebb a mélységélességgel számolva, joggal várhatjuk, hogy a mélységélességi zónánk bár kisebb, de valóban éles lesz.

Felmerül az elméleti kérdés, egy tökéletes optika mire lenne képes a D5000 szenzorján.  Egy 200*300 milliméteres nagyítás minden egyes milliméterére 14,3 szenzorpixel jut (7 vp/mm). Hogy a valóságban a Bayer demozaikolása után mi marad, az Grimpixet meghaladja. Vélemény?

Amúgy pont ma olvastam, a DOX szerint a Nikkor 18-55mm VR kitobjektív a 12Megapixeles D5000-en egy szűk 6-os PMpx értéket dobott. Akkor miről is beszélünk? 


7 megjegyzés:

  1. Elég kockára sikerült...
    Az utóbbi bekeretezett gondolatod alapján a megapixel növelés tényleg nem biztos, hogy annyira szükséges az új gépeknél. Na de megnéztem a DXO oldalon ezeket a teszteket és arra következtettem, hogy egy bizonyos objektívvel a modernebb és egyben több megapixeles gépek jobb eredményt adnak. Sajnos a drágább obikról nincsenek ott sem adatok, hogy az ember láthatná mennyivel jobban rajzol egy kétszer, háromszor vagy sok esetben tízszer olyan drága objektív. Sejtésem szerint nem lenne a különbség arányos az árkülönbséggel... Persze, tudom, hogy egy obinál sok más dolgot is figyelembe kell venni, de most ugyebár erre tértünk ki.

    VálaszTörlés
    Válaszok
    1. Még keresem az összefüggést a DXO P-Mpx értékeire, ha csak a sharpnesst figyelem, akkor 2P-Mpx között van a különbség az ezer dolláros és a kit darabok között (csak nagyságrendi összehasonlítás). Arányos ez is, de míg a minőség lépében, addig az ár exponenciálisan :)

      Törlés
    2. Ezekből a tesztekből világosan látszik, hogy nem az optikai tulajdonságok indokolják a nagy árkülönbséget, legalábbis ez a P-Mpx érték nem. Megnéztem pl a 18-55-ös kitobi és a nála 13-szor drágább 17-55mm f2,8 objektívnek ezt a P-Mpx értékét a D7000 géppel és mindkét esetben 6P-Mpx. Az árdiferenciát a fényerő közti különbség és a fókusz gyorsasága, pontossága indokolhatja szerintem, na de 13-szoros, az már mégiscsak sok. De ki tudja, ha nem próbáltuk mindkét objektívet élőben akkor azt sem állíthatjuk, hogy a 13szoros árdiferencia sok...
      Itt szerintem az az irányadó, hogy kinek mi mennyit ér meg. Pl., ha valaki profi fotós és a felszereléstől függ a megélhetése akkor neki mindenképp megéri egy drágább de megbízhatóbb objektívet beszerezni.

      Törlés
    3. Sajnos az 5-6000dolláros fényerős nagytelék nincsenek tesztelve, pedig arra is kíváncsi lettem volna pl. a 70-300mm VR hobbitelével összehasonlítani...

      Törlés
    4. Hát kinek mi :) Én a 8mm-es Samyangra lennék kíváncsi :) Az az érzésem, hogy sóvárogni mindig is fogunk, míg a Bridge volt nekem, addig az APSC volt a király, és elérhetetlen. Egyrészt jó a középszerű felszerelés, mert nem érzem a kényszert, hogy teljesíteni is kellene vele :)

      Törlés
    5. Ezt a megjegyzést eltávolította a szerző.

      Törlés
    6. Nem azért lennék kíváncsi egy 5-6000dolláros nagytele tesztjére mert szeretnék magamnak egy olyant, hanem csak puszta kíváncsiságból, hogy vajon mi indokolhatja azt a horribilis árat. Ha a fotós hobbimra annyi pénzt költhetnék akkor inkább lecserélném a Matizt egy kisebb terepjáróra amivel a járhatatlan erdei utakon is közlekedhetnék és álcahálóval leterítve mobil lesnek használnám. A lessátrammal ellentétben ez védelmet nyújtana a vadállatokkal(medve) szemben.:-) És persze nem csak fotóstúrákra lehetne vele menni... Az alkotási kényszer is zavarna engem is egy ilyen drága tele birtoklása esetén, valamint felesleges túlzásnak tartom egy magamfajta hobbifotós részére, valamint nagyon utálok nagy súlyú felszerelést cipelni még 100-200méter távolságra is.

      Törlés