特定のレンズで最高品質の画像を生成する絞りを見つけるにはどうすればよいですか?


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大口径(f / 1.8、f / 2.8 ...)ではなく、小口径(f / 18、f / 20、f / 23 ...)について説明しています。私はどこかを読んだ(実際、このサイトにあったと思うが、どのポスト/コメントだったかは正確には覚えていない)、レンズはf / 16以下のような小さな口径で品質を失い始める。これは本当ですか?

次の状況を想定します。

  • あなたは三脚を持っています
  • あなたは必要なだけの光を持っています
  • あなたはシャッター速度を気にしない
  • ISOは気にしません
  • モーションブラーまたはその欠如は気にしません

したがって、気にするのは最高品質の絞りを選択することだけです。それはどのような価値があり、低速レンズと高速レンズではどのような違いがありますか?


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あなたが考えている質問は、おそらく「回折限界」とは何ですか?または、ピークの鋭さが損なわれたとしても、より小さい開口は回折限界を超えてより深い被写界深度を提供しますか?。しかし、質問の2番目の部分は少し異なるため、重複しているとは思いません。
mattdm

回答:


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あなたが話している問題は回折です。これは、レンズの問題ではなく(すべてのレンズが回折を引き起こす)、センサーの問題です。

光が小さな開口部に入ると、光波は回折して互いに干渉する可能性があります。これにより、センサーに与えられた光波がセンサーのピクセルサイズよりも大きくなるという風通しの悪いディスクが発生する可能性があり、その結果、品質が低下します。

ただし、実際の状況では、通常の視聴で実際に品質の低下がどの程度見られるかは議論の余地があります。後処理と印刷は、多くの罪を隠すことができます。

あなたがあなたの質問で説明する状況(本質的には風景写真です)で、私はおそらくf / 16を回折とDoFの間の良い妥協として設定し、ハイパーフォーカル距離を利用して、可能な限り前後のシャープネスを確保します。

私はColorでケンブリッジにリンクしようとしていましたが、ゲリクソンは私にそれを打ち負かしました。

編集:これの別の側面は私に発生します。あなたはレンズの「最高品質の絞り」について言及しましたが、レンズには実際に「スイートスポット」があります。ただし、これにより特定の状況、つまりランドスケープでDoFの問題が発生します。


センサーの問題だと言うのは少し誤解を招くかもしれません。私はそれを物理学と開口の事実と呼ぶでしょう。解像度の高いセンサーは、回折限界の状況に早く到達しますが、解像度センサーよりも多くの詳細を解決します。
エルディタス

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私が意図したことは、回折に関しては他のレンズより優れたレンズは存在しないが、センサーは存在するということです。
-ElendilTheTall

そして、特定の合計センサーサイズに対して優れたセンサーは実際には存在しないと言っています。これは一般的な誤解です。
エルディタス

また、f / 16はレンズごとに異なります。レンズが非常に広角の場合、f / 16は400mmレンズのf / 16より物理的にはるかに小さくなります。
ニックベッドフォード

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@Nickは、物理的にははるかに小さいですが、焦点距離が短いということは、光が遠くまで届かないため、エアリーディスクが小さくなることを意味します。その結果、キャンセルされ、問題になるのはfストップ比だけです。
エルディタス

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一定量の停止後、回折が忍び込み、画質が低下し始めます。

正確な口径はセンサーのサイズと解像度によって異なりますが、APS-C DSRLの経験則はf / 11前後であるようであり、ピクセル密度の高いより小さなポイントアンドシュートはf / 5.6で見られる可能性があります。

色のケンブリッジは、この現象の概要を説明しています。


回折が問題になる固定開口があるとは、私は本当に言いません。回折限界開口は、センサーに依存する回折の1つの要因です。最近では、約10 mpから最大18 mpの範囲のAPS-Cセンサーがあり、DLAはf / 12からf / 6.5まであります。18mp APS-Cカメラを持っている人は、f / 11での回折のぼやけの効果を確実に見るでしょう。12mpセンサーを持っている人は、おそらく、f / 11で回折が見られるか、またはf11でのみ回折を始めます。
jrista

@jrista良い点!私は自分で10mpセンサーを使用していますが、通常はf / 11を超えることはありませんが、より高解像度のセンサーの効果を拡大するには時間がかかるはずです!
ジェリクソン

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回折限界開口と呼ばれるものがあり、それを超えると回折によりピクセルごとの鮮明さが失われます。これは、光の波長と各センサーピクセルのサイズに依存します。

開口部を自由に選択できると仮定すると、どの開口部が最高の品質を提供するかという質問で考慮すべき別の要因があります。その要因は、DLAを超えて停止するとピークシャープネスが低下するものの、被写界深度が増加するため、平均シャープネスが向上することです。


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これは、この質問に対する答えが欠けているように見えます。:)
mattdm

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多くの人が関係するアイデアについて話しましたが、タイトルの質問に直接対処した人はいないようです。最高の解像度でどのようにテストしますか。

理論的には、その答えは非常に簡単です。各開口部で撮影し、どれが最高の品質を提供したかを見つけます。

実際には、非常に簡単なことはめったにありません。最も単純なケースから始めましょう。フィルム/センサー平面に正確に平行な完全に平らなオブジェクトです。この場合、被写界深度に注意を払う必要はありませんが、それでも多くの場合、選択肢が少しあります。多くのレンズでは、中心は1つの開口部で最もシャープになりますが、コーナーは別の(通常はわずかに小さい)アパーチャで最もシャープになります。(かなり一般的な)例では、中心はf / 5.6で最も鋭くなりますが、角はf / 8からf / 9.5程度です。

3番目の次元を追加すると、さらに面白くなります。より小さな開口部は、被写界深度を増加させます。実際の写真では、上記のいずれかよりもさらに小さな絞りを使用することで、かなりシャープな大きな部分が得られることがよくあります。たとえば、f / 4.5、f / 8、f / 11のシーケンスは次のとおりです。

f / 4.5: ここに画像の説明を入力してください f / 8: ここに画像の説明を入力してください f / 11: ここに画像の説明を入力してください

しかし、開口部によってシャープネスと被写界深度の変化が変化するだけではありません。たとえば、画像の一部のみを見る場合でも、1つの開口部で色収差を最小化し、2番目の開口部でコントラストを最大化し、3番目の開口部で球面収差を最小化できます。

また、画質を最高の写真と区別する必要があります。上記のシリーズでは、f / 8バージョンはコーナーで(分単位で)シャープになっています(上記のサイズでは違いがわかりませんが)が、背景があまり気を散らさないので、f / 4.5バージョンの方が間違いなく好きです。

私はおそらくもう1つのしわに言及する必要があります:あなたは(通常)あなたが本当に小さいから停止するよりも高いシャープネスを維持しながら、(見かけの)被写界深度を増やすためにフォーカススタッキングと呼ばれるものを使用することができます開口部。基本的な考え方は非常に簡単です。さまざまな距離に焦点を合わせた写真をいくつか撮り、それらのショットのそれぞれの鋭い部分から構築されたコンポジットを作成します。例えば:

近焦点: ここに画像の説明を入力してください

焦点: ここに画像の説明を入力してください

複合: ここに画像の説明を入力してください

コンポジットは実際にはこれらの2つのショットからだけでなく、合計5つであるため、かなりの量の作業になる可能性があることに注意してください。コンポジットをよく見ると、フォーカスポイントを少し近づけて、さらに多くのショットを使用すべきだったことがわかります。たとえば、近い花と遠い花はどちらも適度に鋭いですが、間にある葉のいくつかは実際にはそうではありません。


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レンズの解像度の限界に達する前に、カメラのセンサーの回折限界に達します。したがって、レンズの「最高品質」の開口部は、回折限界のすぐ下にあります。

カメラのセンサーの回折限界を見つけるには、このページの下部にある回折限界計算機をご覧ください


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実際には、トレードオフがあります:通常、開口部が閉じられると(レンズ内の狭いスポットを光が効率的に通過する)、レンズの本質的なシャープネスが向上するため、優れたレンズの最高品質( DSLRの画像フィールド)は、しばしば1/2 1の停止について達成された上記回折限界。
-whuber
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