Ostrość vs wielkość apertury

[Kapitan Cook]

@ProTerran Chodzi mi o to ile ma czysto teoretycznie obiektyw o ogniskowej 90 i 45 apertury w lp/mm ?

 

Skąd z 72lp/mm zrobiło się  z 350 lp/mm ? Co oznacza kryterium 50%?

 

 

[ProTerran]

Powyżej masz teoretyczny wykres MTF dla idealnego obiektywu F/2. Jak widać z wykresu teoretycznie 0% kontrastu przypada dla wartości ok. 980 lp/mm. Natomiast przyjmując kryterium kontrast 50% (które jak już się zorientowałem nie ma nic wspólnego z kryterium MTF50 z Optycznego), wartość zdolności rozdzielczej wynosi ok. 350 lp/mm. Stąd biorą się te wartości. Wyznaczanie wykresów MTF dla danych wartości F/# nie jest sprawą trywialną.

 

Wykres ten wygląda identycznie dla obiektywu o dowolnej ogniskowej, jego przebieg jest definiowany przez wartość F/# i zakres analizowanego widma.

Edytowane 12 Listopada 2021 przez ProTerran

[Kapitan Cook]

@ProTerran Dziękuje za wszystkie odpowiedzi. Gdzie znaleźć takie wykresy idealnych obiektywów pod dane F?

 

Pozostaje niewyjaśnione co oznacza MTF50 z Optycznych i jak to przełożyć na powyższe.

 

[ProTerran]

4 minuty temu, Kapitan Cook napisał:

@ProTerran Dziękuje za wszystkie odpowiedzi. Gdzie znaleźć takie wykresy idealnych obiektywów pod dane F?

 

Pozostaje niewyjaśnione co oznacza MTF50 z Optycznych i jak to przełożyć na powyższe.

 

Nie mam bladego pojęcia czy gdzieś w Internecie są strony, na których można wyznaczyć te wykresy. W każdym razie możesz spróbować zaimplementować teorię i sam sobie wyznaczać te wykresy:

https://spie.org/publications/tt52_151_diffraction_mtf?SSO=1

 

Ja mam do tego dedykowane narzędzia, dlatego nie muszę na piechotę wyznaczać tych charakterystyk.

Edytowane 12 Listopada 2021 przez ProTerran

[Kapitan Cook]

@ProTerran Teraz będę miał zagwozdkę czy nie jesteś projektantem optyki !

 

Jeszcze jedno. W przypadku obiektywów wychodzi na to że wady optyczne są ekstremalnie ciężkie do usunięcia i to one powodują ograniczenia w uzyskiwanej rozdzielczości. Ale ciekawe jest to że w większości obiektywów praktycznie nie ma uzyskiwanej stabilnej rozdzielczości. Jak wychodzimy poza wpływ dyfrakcji od razu następuje spadek przez wady optyczne. Chyba że ten spadek rozdzielczości od powiedzmy f4-5.6 nie następuje przez dyfrakcję a przez zmniejszoną aperturę. Ale pewnie jest to dyfrakcja bo w przypadku obiektywów o ogniskowej 35, 50 mm ta apertura jest symboliczna a i tak rezultaty daje lepszą rozdzielczość.

[Kapitan Cook]

Kolejna zagwozdka którą muszę wywlec, bo nie daje mi spokoju. Co w końcu odpowiada że an przysłonie F4 która notuje najwyższe wyniki, obojętnie czy mamy aperturę 6mm w przypadku obiektywu 24mm jak i 21,25 w przypadku 85mm wynik w zasadzie jest taki sam. Czy spowodowane jest to tym że matryca nie potrafi wykorzystać potencjału większej apretury ?

 

 

24mm

 

85 mm

 

 

Sprawdziłem że na matrycy na jakiej zostało to zmierzone czyli Nikon Z7 z piksele 4,34 ta matryca rozróżnia max 115 lp/mm.

 

Czy gdybyśmy podpięli te obketywy do matrcy z granicą rozdzielczości 1000 lp/mm większa aperutura mogłaby odskoczyć mniejszej wynikami?

Edytowane 12 Listopada 2021 przez Kapitan Cook

[szuu]

16 minut temu, Kapitan Cook napisał:

obojętnie czy mamy aperturę 6mm w przypadku obiektywu 24mm jak i 21,25 w przypadku 85mm wynik w zasadzie jest taki sam.

ale co w tym dziwnego, przecież ta sama wartość lpmm oznacza że obiektyw o większej ogniskowej uzyskał większą rozdzielczość - każdy piksel czy milimetr obrazu odpowiada drobniejszym szczegółom fotografowanego obiektu.

[ProTerran]

53 minuty temu, Kapitan Cook napisał:

@ProTerran Teraz będę miał zagwozdkę czy nie jesteś projektantem optyki !

 

Jeszcze jedno. W przypadku obiektywów wychodzi na to że wady optyczne są ekstremalnie ciężkie do usunięcia i to one powodują ograniczenia w uzyskiwanej rozdzielczości. Ale ciekawe jest to że w większości obiektywów praktycznie nie ma uzyskiwanej stabilnej rozdzielczości. Jak wychodzimy poza wpływ dyfrakcji od razu następuje spadek przez wady optyczne. Chyba że ten spadek rozdzielczości od powiedzmy f4-5.6 nie następuje przez dyfrakcję a przez zmniejszoną aperturę. Ale pewnie jest to dyfrakcja bo w przypadku obiektywów o ogniskowej 35, 50 mm ta apertura jest symboliczna a i tak rezultaty daje lepszą rozdzielczość.

Nie jest tak do końca, generalnie wszystko rozbija się o konkretne parametry i finalną cenę. Teoretycznie wszystko jest możliwe, tylko w praktyce później nikogo nie byłoby na to stać a efekt do ceny byłby mizerny. Stąd różne  konstrukcje obiektywów to jest próba znalezienia kompromisu, który usatysfakcjonuje jak największą grupę potencjalnych klientów - to tak w dużym uproszczeniu.

 

29 minut temu, Kapitan Cook napisał:

Kolejna zagwozdka którą muszę wywlec, bo nie daje mi spokoju. Co w końcu odpowiada że an przysłonie F4 która notuje najwyższe wyniki, obojętnie czy mamy aperturę 6mm w przypadku obiektywu 24mm jak i 21,25 w przypadku 85mm wynik w zasadzie jest taki sam. Czy spowodowane jest to tym że matryca nie potrafi wykorzystać potencjału większej apretury ?

Mam wrażenie, że mieszasz dwa porządki, o których wspomniałem w swoim pierwszym wpisie w tym temacie. Co innego jest zdolność rozdzielcza od strony obiektowej a co innego od strony obrazowej. Od strony obrazowej dla obiektywów dedykowanych do aparatów fotograficznych uzyskiwane wartości będą mniej więcej do siebie zbliżone (tzn. nie można spodziewać się np. krotnych różnic). Dlaczego? Bo niezależnie od ogniskowej i wartości przesłony wszyscy producenci dążą do tego, aby ich obiektywy jak najlepiej współpracowały z używanymi w takich aparatach matrycami (full frame, APS, mikro 3/4 itd), dla danej klasy matrycy te rozdzielczości są mniej więcej podobne i stąd wyniki z testów też są do siebie zbliżone.

 

Koniec końców te testy są robione na konkretnych aparatach fotograficznych, nie sądzę aby optyczne.pl miało aparaturę do pomiaru MTF dedykowaną wyłącznie do obiektywów.

Edytowane 12 Listopada 2021 przez ProTerran

[Kapitan Cook]

3 minuty temu, szuu napisał:

ale co w tym dziwnego, przecież ta sama wartość lpmm oznacza że obiektyw o większej ogniskowej uzyskał większą rozdzielczość - każdy piksel czy milimetr obrazu odpowiada drobniejszym szczegółom fotografowanego obiektu.

 Właśnie nie, skala w tych testach jest jednakowa. Większa ogniskowa robi zdjęcie tablicy z większej odległości.

[Kapitan Cook]

4 minuty temu, ProTerran napisał:

Mam wrażenie, że mieszasz dwa porządki, o których wspomniałem w swoim pierwszym wpisie w tym temacie. Co innego jest zdolność rozdzielcza od strony obiektowej a co innego od strony obrazowej. Od strony obrazowej dla obiektywów dedykowanych do aparatów fotograficznych uzyskiwane wartości będą mniej więcej do siebie zbliżone. Dlaczego? Bo niezależnie od ogniskowej i wartości przesłony wszyscy producenci dążą do tego, aby ich obiektywy jak najlepiej współpracowały z używanymi w takich aparatach matrycami (full frame, APS, mikro 3/4 itd), dla danej klasy matrycy te rozdzielczości są mniej więcej podobne.

 

Stąd było moje pytanie. Dlaczego od strony obrazowej większa apertura daje podobny wynik? Producenci celowo przy projektowaniu szukają wspólnego środka dla całej gamy obiektywów i przez to zamiast wybić się większej apreturze celowo ją temperują aby zbyt mocno nie wybijała się od reszty ?

[ProTerran]

15 minut temu, Kapitan Cook napisał:

 

Stąd było moje pytanie. Dlaczego od strony obrazowej większa apertura daje podobny wynik? Producenci celowo przy projektowaniu szukają wspólnego środka dla całej gamy obiektywów i przez to zamiast wybić się większej apreturze celowo ją temperują aby zbyt mocno nie wybijała się od reszty ?

Bo apertura układu i wiążąca się z tym teoretyczna zdolność rozdzielcza nie jest tym co limituje w praktyce zdolność rozdzielczą danego obiektywu (dotyczy to oczywiście przede wszystkich jasnych obiektywów), tylko właśnie aberracje optyczne, wynikające z konkretnej konstrukcji i wykonania obiektywu. Poza tym obecnie możliwości jakie oferują matryce i tak przekraczają możliwości wykonawcze optyki, tzn. tym co limituje w układzie obiektyw - matryca zdolność rozdzielczą jest właśnie obiektyw. 

 

Producenci nie starają się celowo robić gorszych obiektywów, tylko starają się w danej cenie zrobić jak najlepszy obiektyw. Jednym udaje się to lepiej, innym gorzej. Natomiast tak jak pisałem wcześniej, nie możesz spodziewać się różnic np. 5 krotnych w zdolności rozdzielczej bo to z definicji jest bez sensu.

Edytowane 12 Listopada 2021 przez ProTerran

[Kapitan Cook]

Ok, chyba rozumiem. Ciągle próbuje tu uwypuklić różnicę między teorią na praktyką, bo nasłuchałem się teorii o tym jak 16tka rozniesie rozdzielczością 8kę Newtona. Po tym wszystkim co przeczytałem widzę że różnica między nimi będzie niewielka a na pewno nie taka na jaką każdy się powołuje z powodu 2x większej apertury.

 

 

 

Edytowane 12 Listopada 2021 przez Kapitan Cook

[Kapitan Cook]

22 minuty temu, ProTerran napisał:

tylko właśnie aberracje optyczne, wynikające z konkretnej konstrukcji i wykonania obiektywu.

 

czy dobrze rozumiem że w przypadku tej matrycy wychodzi na to że aberracja blokuje przekroczenie 80lp/mm i to niezależnie od wielkosci apertury ?

[ProTerran]

17 minut temu, Kapitan Cook napisał:

 

czy dobrze rozumiem że w przypadku tej matrycy wychodzi na to że aberracja blokuje przekroczenie 80lp/mm i to niezależnie od wielkosci apertury ?

Nie do końca wiem co ten miernik MTF50 oznacza, na pewno nie jest to klasyczna miara zdolności rozdzielczej od strony obrazowej. Natomiast bez wątpienia maksymalną zdolność rozdzielczą uzyskiwaną w obiektywach komercyjnych, które dedykowane są do aparatów z wymienną optyką, limituje w ogromnej większości (odnoszę się do maksymalnie otwartej przesłony) ograniczenie wynikające z aberracji optycznych oraz jakości wykonawczych części i montażowych zespołów.

 

W przypadku instrumentów profesjonalnych, dedykowanych do zastosowań badawczych/pomiarowych ta zależność już nie koniecznie musi zachodzić. Np. teleskopy instalowane w satelitach obserwacyjnych do obserwacji ziemi, ograniczone są co do zasady teoretyczną zdolnością rozdzielczą a nie fuszerką wykonawczą czy projektową.

Edytowane 12 Listopada 2021 przez ProTerran

[danon]

35 minut temu, Kapitan Cook napisał:

powodu 2x większej apertury

Jak już wchodzić w szczegóły to 4x większej jeśli chodzi o powierzchnie

 

Coś czuję że teraz będzie głoszenie nowych prawd jak to 8" daje takie same obrazy jak każdy inny teleskop tak samo jak Nikkor 300mm daje takie same jak takahashi za 20k

Edytowane 12 Listopada 2021 przez danon

[Kapitan Cook]

4 minuty temu, danon napisał:

Jak już wchodzić w szczegóły to 4x większej jeśli chodzi o powierzchnie

 

Która jednak nijak nie przekłada się na wzrost rozdzielczości. Zakładam że gdybyśmy mieli zrobione testy jak na optycznych refraktorów o tej samej samej światło sile ale różnej aperturze konstrukcje,

zarówno z aperturą 50mm jak i 150mm notowałyby podobne wyniki. Większy detal wynikałby jedynie ze zmniejszenia skali. Czyli coraz bardziej wychodzi na to że samo twierdzenie "większa apertura, większa rozdzielczość" jest nie do końca prawdą. A tą powiększoną aperturą musi iść w parze ogniskowa bo inaczej cała konstrukcja w miarę coraz mniejszego F będzie obarczona wadami optyki która pozbawi jej jakiegokolwiek przyrostu rozdzielczości w przypadku obrazowania. Czyli podsumowując odpowiedź na moje pytanie z tym Dobsonem, to 300mm ma sens ale w przypadku modelu ogniskowej 1500-1800mm.

[danon]

17 minut temu, Kapitan Cook napisał:

aperturą musi iść w parze ogniskowa

Jeśli masz skalę 2"/pix to czy robisz to przy użyciu 50/300 czy 100/600 to oczywiste że nie da lepszej bo czemu miałaby dać? Jednak robiąc zdjęcia większą aperatura sama estetyka jest zupełnie inna. Robiłem zdjęcia 65/420 i 100/550 przy skali 1.8 vs 1.7 i różnica w estetyce była bardzo duża. Gwiazdy przy większej aperaturze są dużo mniejsze przy tej samej skali. 

 

Samo gadanie o większej rozdzielczości tyczy się tego że możesz zastosować większe powiększenie bez straty jakości a nie ze użyjesz tego samego i będzie miazga 

Edytowane 12 Listopada 2021 przez danon

[Kapitan Cook]

1 minutę temu, danon napisał:

Samo gadanie o większej rozdzielczości tyczy się tego że możesz zastosować większe powiększenie bez straty jakości a nie ze użyjesz tego samego i będzie miazga 

 

To jest clue całego tego wątku. Ja rozumiałem to twierdzenie że większa apertura-większa rozdzielczość jak czynnik który jest prawdziwy w oderwaniu od całej reszty.

 

4 minuty temu, danon napisał:

Jeśli masz skalę 2"/pix to czy robisz to przy użyciu 50/300 czy 100/600

 

Ale mi chodziło o to jaka będzie ostrość 50/300 vs 100/300.

 

40 minut temu, danon napisał:

oś czuję że teraz będzie głoszenie nowych prawd jak to 8" daje takie same obrazy jak każdy inny teleskop tak samo jak Nikkor 300mm daje takie same jak takahashi za 20k

 

Nie będzie, będzie za to głoszenie prawd, że wielkość apertury nie jest tak istotna jak jakość wykonania optyki, tak samo jak w przepadku zwykłych obiektywów.

[Kapitan Cook]

16 minut temu, danon napisał:

Jeśli masz skalę 2"/pix to czy robisz to przy użyciu 50/300 czy 100/600 to oczywiste że nie da lepszej bo czemu miałaby dać?

 

No właśnie w teorii obiektyw 100/600 powinien dawać lepszą rozdzielczość optyczną od 50/300 przy zachowaniu tej samej skali. Skala nie ma nic do poziomu rozdzielczości optycznej obiektywu.

[danon]

2 minuty temu, Kapitan Cook napisał:

Skala nie ma nic do poziomu rozdzielczości optycznej obiektywu.

No tylko jak ma dać lepsza rozdzielczośc skoro na obrazie masz tą samą? Będziesz miał po prostu oversampling. Przecież magicznie nie wyczaruje się na tej samej skali lepszego detalu. Zeszta porównaj zdjęcia z małym pixelem z małą ogniskowa vs duży pixel z dużą ogniskowa. Nawet przy tej samej skali różnice są bardzo duże

Edytowane 12 Listopada 2021 przez danon

[Kapitan Cook]

Teraz, danon napisał:

No tylko jak ma dać lepsza rozdzielczośc skoro na obrazie masz tą samą? Będziesz miał po prostu oversampling 

 

Przeczytaj parę wątków wyżej jak jest wspomniane że optyka jest jednym dziś ograniczeniem w osiąganej rozdzielczości obrazowania. Kamera z 1um pixelem mogłaby przyjąć rozdzielczość 1000 lp/mm tylko w praktyce nie ma optyki która byłaby w stanie dostarczyć takich osiągów. Oversampling nie ma tu nic do rzeczy.

[danon]

4 minuty temu, Kapitan Cook napisał:

optyka jest jednym dziś ograniczeniem

No czyli jednak sam przyznajesz że mam rację. Że to optyka w połączeniu z małym pixelem nie wyrabia 

[Kapitan Cook]

Tu ciekawostka z praktyki, najprostsza 50mm 1.8 Nikkora rozkłada na łopatki 50mm Nikkora 1.2 za 10 000 zł na każdej przysłonie. Z chęcią zobaczyłbym takie porównanie ED80 vs Tak 106. Ile procentowo się różnią ostrością.

 

[Kapitan Cook]

1 minutę temu, danon napisał:

No czyli jednak sam przyznajesz że mam rację. Że to optyka w połączeniu z małym pixelem nie wyrabia 

 

Na to wychodzi. Ale over sampling w obecnym rozumieniu ma wartości sprzed ilu lat ? Myślę że sprzed co najmniej 15. Dziś

 

11 minut temu, danon napisał:

Przecież magicznie nie wyczaruje się na tej samej skali lepszego detalu.

 

Oczywiście że się wyczaruje. Popatrz na faktyczne zdjęcia dzisiejszych obiektywów vs 10 lat temu. Zresztą ten postęp trwa od samego początku istnienia optyki. Więc Twoje założenie jest błędne. Co generację optyki przy tej samej skali obraz są coraz ostrzejsze.

[count.neverest]

Czytam ten wątek i się zastanawiam po 5 stronach, jaki problem próbujecie rozwiązać, albo na jakie pytanie znaleźć odpowiedź?