Độ phóng đại của ống kính có thể được cải thiện đến mức nào mà không làm giảm đáng kể chất lượng hình ảnh?


10

Hiện tại tôi chỉ sở hữu ống kính macro phóng đại 1X (35mm F / 2.8) nhưng tôi đang chơi với ống kính Canon MP-E 65mm được thuê có thể lên tới 5X. Các nhiếp ảnh ở độ phóng đại đó là một thế giới riêng biệt!

Câu hỏi đặt ra là sau đó tôi có thể tăng độ phóng đại của Macro 35mm thông qua các ống mở rộng hoặc các bộ điều hợp macro khác mà không làm giảm chất lượng hình ảnh? Điều gì sẽ vượt quá 2-3 lần nếu có thể?


Bạn không thể tăng nó ở mức 1x / 1: 1 mà nó đã có khả năng tự làm mà không làm giảm chất lượng hình ảnh.
dpollitt

1
@dpollit Tôi nghĩ bạn có thể, miễn là ống kính phân giải nhiều hơn phương tiện hình ảnh có thể chụp.
Imre

Câu trả lời:


6

Bạn nên xếp chồng lên nhau trên một bộ ống mở rộng. Bạn sẽ tăng nhiễu xạ, tuy nhiên, bạn cũng sẽ phóng to đối tượng của mình bằng một yếu tố lớn hơn, có thể nhiều lần hơn ... vì vậy các chi tiết tốt sẽ vẫn nổi bật hơn ở mức độ phóng đại thấp hơn vì hiệu ứng nhiễu xạ vẫn nhỏ hơn các chi tiết được phóng to (đến một điểm nhất định ... nhiễu xạ sẽ tăng nhanh hơn độ phóng đại chi tiết, tuy nhiên rất lâu trước khi đến điểm mà đĩa thoáng khí lớn hơn chi tiết ban đầu của bạn, những thứ khác sẽ hạn chế khả năng tiếp tục mở rộng của bạn.) Các mặt của mắt côn trùng trở nên khổng lồ và các chi tiết đẹp của EACH FACET có thể được nhìn thấy với độ phóng đại đủ, đến mức chúng trải qua các cụm pixel lớn ... trong đó đĩa nhiễu xạ không khí chỉ có thể trải qua một vài pixel.

Đối với các thí nghiệm vì lợi ích, giả sử rằng côn trùng giả thuyết thực sự là chủ đề của chúng ta. Hãy nói rằng chúng tôi đang chụp bằng máy ảnh APS-C 18mp, ở độ phóng đại 1: 1. Hãy nói rằng các khía cạnh của đối tượng của chúng tôi trải rộng các vùng pixel 8x8 (rất nhỏ!)

Nếu bạn đang chụp 35mm 1: 1 @ f / 5.6 và tát vào ống mở rộng 25 mm. Độ phóng đại là độ mở rộng / tiêu cự, do đó, bạn tăng thêm độ phóng đại 25 mm / 35mm hoặc 0,714x. Độ phóng đại ảnh hưởng đến điểm dừng f hiệu quả mà bạn đang chụp. Ở độ phóng đại 1.0x, bạn đã trải nghiệm một số hiệu ứng và khẩu độ hiệu quả của bạn là f / 11. Với độ phóng đại bổ sung, điểm dừng f hiệu quả của bạn là f/5.6 * (1 + 1.714)hoặc f / 15. Các mặt của đối tượng của bạn hiện có kích thước khoảng 26x26 pixel và nhiễu xạ đang ảnh hưởng đến khoảng 4 pixel.

Tương tự, 50mm của phần mở rộng sẽ là độ phóng đại bổ sung 1,43x (50/35), do đó, f-stop hiệu quả là f/5.6 * (1 + 2.43), hoặc f / 19. Nhiễu xạ ở mức đó có thể nhìn thấy và sẽ có tác động vừa phải đến IQ, nhưng không phải nơi nào cũng tệ như quang sai quang học sẽ ở mức f / 2.8. Nó vẫn không ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng của hình ảnh của bạn, tuy nhiên ... vì chủ đề của bạn cũng đã phát triển chi tiết. Các mặt của đối tượng của bạn hiện có kích thước khoảng 43x43 pixel và nhiễu xạ đang ảnh hưởng đến khoảng 6 pixel.

Hãy thực hiện thử nghiệm xa hơn ... bạn phải dừng xuống f / 22 để có đủ DOF và mở rộng của bạn bằng toàn bộ độ phóng đại 5x. Điều đó mang lại cho bạn khẩu độ hiệu quả f/22 * (1 + 5), hoặc f / 132 . Tại thời điểm này, các hiệu ứng nhiễu xạ sẽ trải rộng khoảng 150 pixel cho cảm biến APS-C 18mp (có độ phân giải RẤT cao, khoảng 116 lp / mm ... cặp đường / milimet.) Bạn có thể có xu hướng nghĩ rằng hiệu ứng nhiễu xạ hiện đang xóa sạch mọi chi tiết bạn đã làm việc rất chăm chỉ để có được. Điều đó không nhất thiết phải là trường hợp, mặc dù. Độ phóng đại của bạn là 5x , gần ba bậc độ lớnlớn hơn bạn ở độ phóng đại 2,43 lần trước đây, trong đó các chi tiết đẹp đó trải dài trên các vùng 26x26 pixel. Các chi tiết tương tự phải trải rộng trên 250x250 pixel khu vực hiện nay. Nhiễu xạ đã phát triển, và có khả năng sẽ làm mờ các chi tiết tốt, nhưng đang ảnh hưởng đến khoảng 50 pixel. Bạn vẫn sẽ trích xuất nhiều chi tiết hơn bạn mất nhiễu xạ.

Để trả lời câu hỏi cơ bản của bạn: Bạn có thể phóng to bao nhiêu trước khi mất chi tiết? Kích thước của đĩa thoáng sẽ phát triển nhanh hơn một chút so với kích thước của chi tiết ban đầu ở độ phóng đại 1.0x. Điều này là do bản chất không đồng nhất của nhiễu xạ và cách nó sẽ can thiệp vào / khuếch đại chính nó khi hiệu ứng của nó tăng lên. Nhiễu xạ cũng phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng ... vì vậy trong khi tôi đã sử dụng bước sóng của ánh sáng màu vàng lục (564nm) cho các tính toán của mình cho đến nay, ánh sáng khả kiến ​​trải dài trong khoảng từ khoảng 340nm tím đến đỏ đậm 790nm. Ánh sáng đỏ sâu sẽ nhiễu xạ nhiều hơn các bước sóng khác, và sẽ tạo ra nhiễu xạ lớn hơn. Cuối cùng, bạn có thể đạt đến một giới hạn, trong đó nhiễu xạ ảnh hưởng đến IQ đủ để bạn không đạt được bất kỳ lợi ích nào nữa. Giới hạn đó là rất xa vượt quá điểm giới hạn cơ học khác ngăn bạn mở rộng thêm nữa.

Trong chụp ảnh thông thường, bạn càng dừng khẩu độ xuống, hiệu ứng nhiễu xạ càng ảnh hưởng đến ảnh. Vì chi tiết trong ảnh không lớn hơn khi bạn dừng lại, bạn càng mất nhiều chi tiết hơn khi đĩa thoáng khí phát triển. Khi nói đến chụp ảnh macro, bạn phóng to chi tiết khi bạn tăng phần mở rộng ... và trong khi bạn cũng tăng nhiễu xạ, bản gốcchi tiết luôn lớn hơn đĩa thoáng. Bạn S loss mất một số chi tiết khi bạn mở rộng (bạn sẽ đưa chi tiết tốt hơn và mịn hơn ra ánh sáng, và ngoài độ phóng đại khoảng 3x, nhiễu xạ sẽ bắt đầu ảnh hưởng đến khả năng hiển thị của các chi tiết tốt hơn so với những gì bạn bắt đầu ở mức 1.0x.) hiệu ứng nhiễu xạ sẽ ngăn bạn tiếp tục đạt được mức tăng hữu ích với độ phóng đại bổ sung. Nhưng bạn có thể đẩy phóng đại rất xa. Trong trường hợp chung, bạn có nhiều khả năng gặp phải vấn đề khi mặt phẳng tiêu cự của bạn kết thúc quá gần hoặc thực sự bên trong ống kính trước khi bạn thực sự gặp vấn đề với nhiễu xạ ảnh hưởng đến IQ theo cách thực sự bất lợi.


Một lời giải thích chi tiết! Dựa trên câu trả lời của @ Irme, tôi nghi ngờ bạn đang giả sử một ống kính hoàn hảo, nghĩa là độ phân giải không bị giới hạn bởi bất cứ thứ gì ngoài nhiễu xạ. Đây có phải là trường hợp?
Itai

@Itai: Không nhất thiết. Ở f / 5.6 trở xuống, quang sai có xu hướng giảm nhẹ và nhiễu xạ đã gây ra tổn thất lớn hơn đối với IQ. Đó sẽ là lý do tôi không sử dụng khẩu độ rộng hơn, vì rất khó để đảm bảo mọi thứ rộng hơn khoảng f / 4-5.6, và trong một số trường hợp, ngay cả khi đó, ống kính bị giới hạn quang sai hơn một chút so với ràng buộc nhiễu xạ. Các con số ở trên giả định nhiễu xạ bị giới hạn, điều này nên xảy ra trong thực tế với hầu hết các ống kính ở các khẩu độ đó.
jrista

@Itai: Một chút thông tin. Ở f / 5.6, độ phân giải không gian của ống kính tối đa là 123lp / mm. Các cảm biến mật độ cao nhất của Canon, APS-C 18mp, độ phân giải tối đa là 116lp / mm. Bạn có thể sẽ phải dừng xuống khoảng f / 6.5 để khớp ống kính với cảm biến theo quan điểm nhiễu xạ. Bất cứ điều gì hơn thế, và ống kính sẽ bị nhiễu xạ hạn chế nhiều hơn so với cảm biến. Hầu hết các cảm biến thậm chí không thể giải quyết được độ phân giải không gian nhiều như vậy mặc dù ... hầu hết các cảm biến toàn khung hình đều giải quyết khoảng 70-80lp / mm. Hiện tại, tôi nghĩ rằng điều duy nhất giải quyết được nhiều hơn là APS-C 24mp của Sony ... nhưng nó có vấn đề riêng
jrista

Bạn có thể tìm thấy một biểu đồ tiện dụng về độ phân giải thấu kính giới hạn nhiễu xạ tại LL trong Bảng 1 . Sử dụng cột 50% MTF ... cột MTF 9% có liên quan đến thị lực tối đa tuyệt đối của con người có thể giải quyết, điều này tốt hơn một chút so với những gì cảm biến hoặc tất cả nhưng ống kính tốt nhất và chuyên dụng nhất có thể giải quyết.
jrista

Cảm ơn tất cả các bản cập nhật. Nó có rất nhiều ý nghĩa nhưng tôi có thể bị nhầm lẫn. Bạn có nói rằng độ phóng đại có thể được tăng lên bằng các ống mở rộng mà không làm giảm chất lượng cho đến khi khoảng cách lấy nét không còn nằm ngoài ống kính?
Itai

2

Trước hết, việc thêm các ống mở rộng sẽ đưa mặt trước của ống kính ra xa hơn so với thân máy, đồng thời đưa mặt phẳng tập trung lại gần hơn. Có giới hạn mức độ bạn có thể kéo dài cho đến khi ống kính của bạn không vừa khít giữa mặt phẳng và thân máy ảnh. Một ống kính macro 35mm đã có khả năng lấy nét rất gần, do đó độ dài vật lý của ống kính sẽ giới hạn mức độ bạn có thể mở rộng.

Khi sử dụng ống mở rộng, bạn đang di chuyển ống kính của mình ra xa khỏi bề mặt hình ảnh (phim hoặc cảm biến). Khoảng cách lớn hơn có nghĩa là vòng tròn hình ảnh được chiếu sẽ lớn hơn và bạn đang sử dụng phần nhỏ hơn của nó - vì vậy để có được độ phân giải tương tự, ống kính của bạn bây giờ phải chiếu hình ảnh với độ chính xác cao hơn. Phần mở rộng nội tại của ống kính macro 35mm 1: 1 là 70mm; bạn sẽ phải thêm các ống mở rộng trị giá 70mm khác để phóng đại gấp đôi, nhưng điều đó cũng đòi hỏi năng lực phân giải gấp đôi để có được chất lượng chiếu tương tự.

Do đó, bạn sẽ bắt đầu mất chất lượng hình ảnh khi độ phân giải của ống kính chia cho hệ số mở rộng giảm xuống so với độ phân giải bạn cần hình ảnh. Từ đó, bạn có thể sử dụng cắt xén thay thế.

Tương tự, chụp ảnh vòng đảo ngược bị hạn chế bởi khả năng phân giải của ống kính đảo ngược (được tối ưu hóa cho độ phân giải như cảm biến của bạn có, không gấp 2-3 lần). Có được độ phóng đại cao mà không cần quang học được thiết kế đặc biệt cho việc đó là rất rẻ và đơn giản (in một cây trồng và chấp nhận độ phân giải thấp hơn) hoặc không thể.


Đó là một cách thú vị để xem xét nó. Vì vậy, khoảng cách lấy nét sẽ là gì với phần mở rộng 35mm, một nửa? Có một điểm khi với đủ độ mở rộng, việc lấy nét là không thể vì nó sẽ nằm trong ống kính?
Itai

Tôi không biết cách tính toán thay đổi khoảng cách lấy nét, vì vậy tôi đã hỏi nó như một câu hỏi mới . Cho đến nay, tôi chỉ biết từ thực tế rằng việc mở rộng sẽ đưa mặt phẳng tiêu cự đến gần hơn, do đó chắc chắn phải có một điểm mà nó gặp mặt kính phía trước.
Imre

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.