Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Разрешающая способность объектива: Разрешающая способность объектива: понятие, формула

Содержание

Разрешающая способность объектива: понятие, формула

Разрешение — это способность системы изображения воспроизводить детали объекта, которое зависит от таких факторов, как тип используемого освещения, размер пикселя датчика и возможности оптики. Чем меньше детали объекта, тем выше требуемая разрешающая способность объектива.

Введение в процесс разрешения

Качество изображения камеры зависит от сенсора. Попросту говоря, цифровой датчик изображения — это чип внутри корпуса камеры, содержащий миллионы светочувствительных пятен. Размер датчика камеры определяет, сколько света может быть использовано для создания изображения. Чем больше датчик, тем лучше качество изображения, так как собирается больше информации. Обычно в торговой сети цифровые камеры рекламируют размеры датчика: 16 мм, Super 35 мм, а иногда и до 65 мм.

Введение в процесс разрешения

По мере увеличения размера датчика глубина резкости будет уменьшаться при заданной диафрагме, так как больший аналог требует приблизиться к объекту или использовать более длинное фокусное расстояние для заполнения кадра. Чтобы поддерживать ту же глубину резкости, фотограф должен использовать меньшие размеры диафрагмы.

Эта небольшая глубина резкости может быть желательной, особенно для достижения размытия фона для портретной живописи, но для пейзажной фотографии требуется большая глубина, которая легче снимается с гибким размером диафрагмы компактных камер.

Разделение количества горизонтальных или вертикальных пикселей на датчике укажет, сколько места занимает каждый из них на объекте, и может использоваться для оценки разрешающей способности объектива и разрешает сомнения покупателя о размере элементов цифрового изображения у устройства. В качестве отправной точки важно понять, что может фактически ограничить разрешение системы.

Квадраты на датчике камеры

Это утверждение можно продемонстрировать на примере пары квадратов на белом фоне. Если квадраты на датчике камеры отображаются на соседние пиксели, то они будут казаться одним большим прямоугольником на изображении (1a), а не двумя отдельными квадратами (1b). Чтобы отличить квадраты, между ними требуется определенное пространство, по крайней мере, один пиксель. Это минимальное расстояние является предельным разрешением системы. Абсолютное ограничение определяется размером пикселей на датчике, а также их количеством.

Измерение характеристик объектива

Связь между чередующимися черными и белыми квадратами описывается, как линейная пара. Как правило, разрешение определяется частотой, измеренной в парах линий на миллиметр — lp/mm. К сожалению, разрешающая способность объектива в см не является абсолютным числом. При заданном разрешении способность видеть два квадрата в виде отдельных объектов будет зависеть от уровня шкалы серого. Чем больше разделение в серой шкале между ними и пространством, тем более устойчивой является способность разрешать эти квадраты. Это разделение серой шкалы известно, как контраст с определенной частотой.

Пространственная частота задается в lp/mm. По этой причине вычисление разрешения в терминах lp/mm чрезвычайно полезно при сравнении линз и определении наилучшего выбора для данных датчиков и приложений. Первый находится там, где начинается расчет разрешения системы. Начиная с датчика, легче определить, какие характеристики объектива нужны для соответствия требованиям устройства или других приложений. Самая высокая частота, разрешенная датчиком, — Найквиста, фактически равна двум пикселям или одной линейной паре.

Разрешающая способность объектива по определению, также называемая разрешением пространства изображения для системы, ее можно определить, умножив размер в μm на 2, чтобы создать пару, и разделив его на 1000 для преобразования в мм:

lp/mm = 1000/ (2 Х pixel)

Датчики с большими пикселями будут иметь более низкие предельные разрешения. Датчики с меньшими пикселями будут иметь более высокие показатели, согласно вышеприведенной формуле разрешающей способности объектива.

Активная область датчика

Можно рассчитать предельное разрешение для объекта, подлежащего просмотру. Для этого необходимо различать такие показатели, как соотношение между размером датчика, полем обзора и количеством пикселей на датчике. Размер последнего относится к параметрам активной области датчика камеры, обычно определяемому размером его формата.

Тем не менее точные пропорции будут варьироваться в зависимости от соотношения сторон, а номинальные форматы датчиков следует использовать только в качестве ориентира, особенно для телецентрических линз и больших размеров увеличения. Размер датчика можно непосредственно рассчитать по размеру пикселей и их активному количеству, чтобы выполнить проверку разрешающей способности объектива.

В таблице показан предел Найквиста, связанный с размерами пикселей, найденными на некоторых очень часто используемых датчиках.

Размер пикселя (мкм)

Связанный предел Найквиста (lp / mm)

1,67

299,4

2,2

227,3

3,45

144,9

4,54

110,1

5,5

90,9

По мере уменьшения размеров пикселей, связанный предел Найквиста в lp/mm увеличивается пропорционально. Чтобы определить абсолютное минимальное разрешаемое пятно, которое можно увидеть на объекте, необходимо рассчитать отношение поля зрения к размеру датчика. Это также известно, как первичное увеличение (PMAG) системы.

Отношение, связанное с системным PMAG, позволяет масштабировать разрешение пространства изображений. Как правило, при разработке приложения оно не указывается в lp/mm, а скорее в микронах (мкм) или долях дюйма. Можно быстро перейти к предельному разрешению объекта, используя вышеуказанную формулу для упрощения выбора разрешающей способности объектива z. Также важно иметь в виду, что есть много дополнительных факторов, и вышеназванное ограничение намного меньше дает погрешности, чем сложности учета многих факторов и расчета их с помощью уравнений.

Вычисление фокусного расстояния

Разрешение изображения — это количество пикселей в нем. Обозначается в двух измерениях, например, 640X480. Расчеты могут выполняться отдельно для каждого измерения, но для простоты это часто сводится к одному. Чтобы сделать точные измерения на изображении, нужно использовать минимум два пикселя на каждую самую маленькую область, которую требуется обнаружить. Размер датчика относится к физическому показателю и, как правило, не указан в паспортных данных. Лучший способ определить размер датчика — посмотреть параметры пикселя на него и умножить его на формат, в этом случае разрешающая способность объектива разрешает проблемы плохого снимка.

Например, камера Basler acA1300-30um имеет размер пикселя 3,75 x 3,75um и разрешение 1296 x 966 пикселей. Размер датчика составляет 3,75 мкм x 1296 на 3,75 мкм x 966 = 4,86 х 3,62 мм.

Формат датчика относится к физическому размеру и не зависит от размера пикселя. Этот параметр используется для определения того, с каким объективом камера совместима. Для того чтобы они совпадали, формат объектива должен быть большим или равным размеру датчика. Если используется объектив с меньшим форматом, изображение испытывает виньетирование. Это приводит к тому, что области датчика вне края формата объектива становятся темными.

Пиксели и выбор камеры

Пиксели и выбор камеры

Чтобы увидеть объекты на изображении, должно быть достаточно места между ними, чтобы они не сливались с соседними пикселями, иначе они будут неотличимы друг от друга. Если объекты по одному пикселю, разделение между ними также должно быть не менее одного элемента, именно благодаря этому образуется пара линий, которая фактически имеет два пикселя в размере. Это одна из причин, по которой некорректно измерять разрешение камер и линз в мегапикселях.

На самом деле проще описать возможности разрешения системы в терминах частоты пар линий. Из этого следует, что при уменьшении размера пикселя разрешение увеличивается, поскольку можно поместить меньшие объекты на более мелкие цифровые элементы, иметь меньше пространства между ними и по-прежнему разрешать расстояние между снимаемыми предметами.

Это упрощенная модель того, как датчик камеры обнаруживает объекты, не принимая во внимание шум или другие параметры, и является идеальной ситуацией.

MTF контрастных диаграмм

Большинство объективов — не идеальные оптические системы. Свет, проходя через линзу, подвергается определенной степени деградации. Вопрос в том, как можно оценить эту деградацию? Прежде чем ответить на этот вопрос, нужно определить понятие «модуляции». Последняя является мерой контраста len на заданной частоте. Можно было бы попытаться проанализировать изображения реального мира, сделанные через объектив, чтобы определить модуляцию или контрастность для деталей разных размеров или частоты (интервал), но это очень непрактично.

MTF контрастных диаграмм

Вместо этого намного легче измерить модуляцию или контрастность для пар чередующихся белых и темных линий. Они называются прямоугольной решеткой. Интервалом линий в прямоугольной волновой решетке является частота (v), для которого измеряют функцию модуляции или контраста объектива и разрешающую способность в см.

Максимальное количество света будет поступать из световых полос, и минимальное из темных полос. Если свет измеряется по яркости (L), можно определить модуляцию в соответствии со следующим уравнением:

модуляция = (Lmax — Lmin) / (Lmax + Lmin),

где: Lmax — максимальная яркость белых линий в решетке, а Lmin — минимальная яркость темных.

Когда модуляция определяется с точки зрения света, ее часто называют контрастом Майкельсона, поскольку принимают соотношение освещенности от светлого и темного полос для измерения контраста.

Например, есть квадратная волновая решетка определенной частоты (v) и модуляции, а также присущий контраст между темными и светлыми областями, отражающийся от этой решетки через объектив. Модуляция изображения и, таким образом, контрастность линзы измеряют для данной частоты решетки (v).

Функция передачи модуляции (MTF) определяется как модуляция M i изображения, деленное на модуляцию стимула (объекта) M o , как показано в следующем уравнении.

Тестовые решетки USF печатаются на 98% яркой лазерной бумаге. Черный лазерный тонер для принтера имеет коэффициент отражения около 10%. Таким образом, значение для M 0 составляет 88%. Но поскольку пленка имеет более ограниченный динамический диапазон по сравнению с человеческим глазом, можно с уверенностью предположить, что M 0 составляет по существу 100% или 1. Таким образом, приведенная выше формула сводится к следующему более простому уравнению:

Таким образом, MTF len для данной частоты решетки (v) представляет собой просто измеренную модуляцию решетки (Mi) при фотографировании через линзу на пленку.

Разрешение микроскопа

Разрешающая способность объектива микроскопа — это кратчайшее расстояние между двумя отдельными точками в поле зрения его окуляра, которое все еще можно отличить как разные объекты.

Если две точки ближе друг к другу, чем ваше разрешение, они будут казаться нечеткими, а их позиции будут неточными. Микроскоп может предлагать высокое увеличение, но, если объективы имеют низкое качество, получившееся плохое разрешение ухудшит качество изображения.

Ниже приведено уравнение Аббе, где разрешающая способность объектива z микроскопа — это разрешающая сила, равная длине волны используемого света, деленная на 2 (числовая апертура объектива).

Разрешение микроскопа

На разрешение микроскопа влияют несколько элементов. Оптический микроскоп, установленный с большим увеличением, может создавать изображение, которое размыто, тем не менее оно все еще находится на максимальном разрешении объектива.

Цифровая апертура объектива влияет на разрешение. Разрешающая способность объектива микроскопа — это число, указывающее на способность линзы собирать свет и разрешать точку на фиксированном расстоянии от объектива. Наименьшая точка, которая может быть разрешена объективом, пропорциональна длине волны собираемого света, деленной на число числовой апертуры. Следовательно, большее число соответствует большей способности линзы определять отличную точку в поле обзора.Числовая апертура объектива также зависит от величины коррекции оптической аберрации.

Разрешающая способность объектива телескопа

Подобно световой воронке, телескоп способен собирать свет пропорционально площади отверстия, это свойство является основной линзы.

Разрешающая способность объектива телескопа

Диаметр темного адаптированного зрачка человеческого глаза составляет чуть менее 1 сантиметра, а диаметр крупнейшего оптического телескопа составляет 1000 сантиметров (10 метров), так что самый большой телескоп в один миллион раз по площади сбора больше человеческого глаза.

Самый большой телескоп

Поэтому телескопы видят более слабые объекты, чем люди. И имеют приборы, которые накапливают свет, используя электронные датчики обнаружения в течение многих часов.

Существует два основных типа телескопа: рефракторы на основе линз и отражатели на основе зеркал. Большие телескопы — это отражатели, потому что зеркала не должны быть прозрачными. Зеркала телескопа — одни из наиболее точных конструкций. Разрешенная ошибка на поверхности равна примерно 1/1000 ширине человеческого волоса — через 10-метровое отверстие.

Формула объектива телескопа

Раньше зеркала были сделаны из огромных толстых стеклянных плит, чтобы они не провисали. Сегодняшние зеркала тонкие и гибкие, но поддерживаются компьютерным управлением или иначе сегментируются и выравниваются с его помощью. Кроме задачи поиска слабых объектов, цель астронома также заключается в том, чтобы видеть их мелкие детали. Степень, в которой детали могут быть распознаны, называется разрешением:

  • Нечеткие изображения = плохое разрешение.
  • Четкие изображения = хорошее разрешение.

Из-за волновой природы света и явлений, называемых дифракцией, диаметр зеркала или линзы телескопов ограничивает ее предельную разрешающую способность по отношению к диаметру телескопа. При этом разрешение означает наименьшую угловую деталь, которая может быть распознана. Маленькие значения его соответствуют отличной детализации изображения.

Радио телескопы должны быть очень большими, чтобы обеспечить хорошее разрешение. Атмосфера Земли является турбулентной и размывает изображения телескопа. Земные астрономы редко могут достичь предельной разрешающей способности аппарата.Турбулентный эффект атмосферы на звезде называется видением. Эта турбулентность заставляет звезды «мерцать». Чтобы избежать этих атмосферных размытых объектов, астрономы запускают телескопы в космос или помещают на высокие горы со стабильными атмосферными условиями.

Примеры расчета параметров

Данные для определения разрешающей способности объектива Canon:

  1. Размер пикселя = 3,45 мкм x 3,45 мкм.
  2. Количество пикселей (H x V) = 2448 x 2050.
  3. Желаемое поле зрения (по горизонтали) = 100 мм.
  4. Ограничение разрешения датчика:1000/2х3,45=145 lp / mm.
  5. Датчик Размеры:3,45Х2448/1000=8,45 mm3,45Х2050/1000=7,07 мм.
  6. PMAG:8,45/100=0,0845 мм.
  7. Измерение разрешающей способности объективов:145 х 0,0845 =12,25 lp/mm.
Примеры расчета параметров

На самом деле эти расчеты довольно сложные, но они помогут создавать изображение на основе размера датчика, формата пикселя, рабочего расстояния и поля зрения в мм. Вычисление этих значений определит лучший объектив для изображений и приложения.

Проблемы современной оптики

Проблемы современной оптики

К сожалению, удвоение размера сенсора создает дополнительные проблемы для линз. Одним из основных параметров, влияющих на стоимость объектива изображений, является формат. Проектирование объектива для более крупноформатного датчика требует многочисленных отдельных оптических компонентов, которые должны быть больше, а перенос системы — более жестким.

Объектив, предназначенный для 1-дюймового датчика, может стоить в пять раз больше, чем объектив, предназначенный для датчика ½ «, даже если он не может использовать те же характеристики с ограниченным разрешением в пикселях. Стоимостную составляющую нужно учитывать перед тем, как определить разрешающую способность объектива.

Сегодня оптическая обработка изображений сталкивается с большими проблемами, чем десять лет назад. Датчики, с которыми они используются, имеют гораздо более высокие требования к разрешению, а размеры форматов одновременно управляются как меньшими, так и большими, в то время как размер пикселей продолжает сокращаться.

В прошлом оптика никогда не ограничивала систему обработки изображений, сегодня она это делает. Там, где типичный размер пикселя составляет около 9 мкм, гораздо более распространенный размер составляет около 3 мкм. Это увеличение плотности точек в 81 раз не прошло бесследно для оптики, и, хотя большинство из устройств хорошие, процесс выбора объективов сейчас более важен, чем когда-либо раньше.

что это? Предел разрешения фотоаппарата. Как узнать и в чем измеряется расширяющая способность фотообъектива?

Фотоаппараты сегодняшнего дня ушли от своего прародителя настолько далеко, что немногие помнят, как выглядела первая фотокамера. Её прообразом считают камеру-обскура, и первые упоминания о ней встречаются в V—IV веке до н. э. В Средние века её использовали для наблюдений за солнечными затмениями и астрономическими явлениями. Но возвратимся в настоящее, к нашим привычным «зеркалкам» и «цифровикам» и рассмотрим особенности разрешающей способности объектива.

Что это такое?

Рассматривая фотографию, зритель видит чёткость или размытость изображения. Конечно, всегда отдаётся предпочтение максимально резким снимкам, если речь не идёт о тех художественных задумках, где размытый задний план или угол являются специальным эффектом. Так вот, за чёткость изображения отвечает разрешающая способность объектива. Разрешающая сила — это возможность разделить на изображении расположенные рядом мелкие точки настолько хорошо, чтобы их можно было видеть на снимке.

Когда рассматривают светочувствительность матрицы, всё внимание уделяют именно её разрешению. Но объектив играет не меньшую, если не большую роль в качестве изображения. Проще говоря, всё зависит от того, сколько точек попадёт от него на матрицу. Разрешение неодинаково в центре и по краям изображения.

На это влияют недостатки оптики, у одних объективов разрешающая сила начинает идти на спад у самого края изображения, для других характерно плавное снижение от центра к периферии. На уменьшение показателей влияет увеличение фокуса — у короткофокусных зумов разрешающая сила больше, чем у длиннофокусных.

Качество прорисовки мелких деталей — это показатель разрешения, за что отвечает чип внутри камеры. Он содержит многомиллионный набор светочувствительных точек. А поскольку именно от размера датчика зависит, какое количество света попадёт на фотографию, то чем больше датчик, тем лучше изображение. Минимальное расстояние между пикселями — это предел разрешения. Стандартные размеры датчиков, это 16 миллиметров, Super 35 мм, 65 миллиметров.

Как определить?

Разрешающая сила фотообъектива измеряется тестовой мирой. Миры состоят из чёрно-белых полосок определённой плотности и разделяются на штриховые и радиальные. Изображение миры фотографируют и изучают путём увеличения в микроскоп. Можно узнать определения силы разрешения с помощью графика MTF, это показатель частотно-контрастных характеристик. Эти графики есть в технических документах продукта, они позволят понять разрешение зума.

Измерение происходит в двух линиях на один миллиметр и показывает сопоставление разрешения и часто встречающихся параметров. Для того чтобы понять график, нужно знать, что на горизонтальной оси показано расстояние штрихов от центра кадра в миллиметрах. На вертикальной оси — параметр MTF, который и есть показатель резкости. Проще говоря, чем выше график, тем лучше.

При выборе объектива как раз очень полезно обращать внимание на графики.

Как выбрать объектив?

Как показывает статистика, большинство из тех, кто когда-то приобрёл зеркальный или цифровой фотоаппарат, продолжают использовать китовый объектив – тот, что был в комплекте. Они недорогие и довольно посредственные в конструктивном отношении. Слабая оптика почти никогда не даёт качественного изображения. Хороший, правильно подобранный объектив поднимет качество изображения.

Первое, на что обращают внимание, это фокусное расстояние.

  • Стандартные объективы передадут видимую перспективу так же, как это воспринимается человеческим зрением.
  • Широкоугольные захватывают большие участки пространства.
  • Длиннофокусные, их ещё называют «телевики», хорошо приближают и рассчитаны на съёмку объектов на далёких расстояниях.

Сверхширокоугольные (рыбий глаз) способны захватить в кадр ноги самого? фотографа. Чтобы выбрать фотокамеру по разрешающим параметрам, надо иметь чёткое представление о задачах, которые перед ней будут стоять. Чем дальше расстояние планируемых съёмок, тем выше разрешающая способность выбирается.

  • Съёмка с расстояния менее 4 метров с успехом выполняется камерой с любым разрешением.
  • Расстояние до 8 метров уже потребует разрешение 540-600 твл.
  • Свыше 8 метров необходимая разрешающая способность от 600 твл.

При выборе следует учесть размер матрицы камеры, для которой приобретается объектив. Уровень освещённости имеет немаловажное значение для выбора. При постоянной освещённости можно взять модель с фиксированной диафрагмой, как самую недорогую. В случае небольших изменений светового потока уместно использование ручного управления диафрагмой.

Если известно, что камера требуется для ночных съёмок, при естественном, постоянно меняющемся свете лучше взять объектив с автоматической регулировкой. От яркости освещения выбирают светосилу. В этом случае всё зависит от величины отверстия зума, которое влияют на диапазон светового потока. Показатель F/2,8 означает, что световой поток будет в 2 раза больше, чем при показателе F/4. Каждое увеличение числа F, это уменьшение в 2 раза силы светопотока.

Для портретных изображений выбирают зумы с высокой светосилой, как и для видов съёмок, требующих короткой выдержки, например, спортивных состязаний. Зумы всегда имеют меньшую светосилу, чем объективы с фиксированной фокусной длиной, и делятся на постоянную и переменную светосилу. А также смотрят на тип крепления, необходимо, чтобы они совпадали между камерой и объективом. Профессионалы советуют оставлять предпочтение за современными моделями, поскольку за последние 3 года случились заметные изменения в лучшую сторону в оптических технологиях. Большинство профи отмечают серьёзные недостатки в суперзумах:

  • несовпадения заявленных фокусных расстояний с «рабочими»;
  • искажения геометрических линий и аберрации;
  • предельно невысокая светосила при длинном конце.

Для туризма считается оптимальным вариантом 5-8-кратный зум. Для портретной съёмки — светосильный объектив с постоянным фокусным расстоянием, для пейзажа — широкоугольный. И напоследок, из области научно-популярной фантастики: некоторые специалисты считают, что в будущем фотокамеры будут не зеркальными, а с прозрачной матрицей. Корпус из материалов, несущих функции памяти и электронных плат, заменит карты памяти и пр.

О разрешающей способности объектива смотрите в следующем видео.

Характеристики объективов

Характеристики объективов Характеристики объективов

Для выбора объектива вам нужно ориентироваться характеристиках. Мы расскажем что означают характеристики объектива и на какие из них особенно важно обратить внимание.

Фокусное расстояние

От фокусного расстояние зависит, что поместится в вашем кадре. Чем меньше будет фокусное расстояние (например 18 мм) тем шире угол обзора и тем больше объектов вы сможете поместить в кадре.

Но, от фокусного расстояния так же зависят искажения перспективы в кадре. При маленьком фокусном расстоянии объекты могут исказиться. Считается, что фокусное расстояние, которое максимально близко к тому, как видит мир человек — 50 мм.

Исходя из фокусного расстояния объективы делятся на следующие типы:

  • Сверхширокоугольные — от 7 мм (циркулярный рыбий глаз) до 24 мм
    • Объективы с данными фокусными расстояниями сильно искажают изображение «растягивая» перспективу. Используются для съёмки в ограниченных пространствах и интерьерах и других ситуациях, где нужно охватить максимальный угол зрения. Например, 14 мм часто используется в пейзаже. Размыть фон очень сложно.
  • Широкоугольные — от 24 до 35 мм
    • Искажения здесь заметно меньше, как и угол охвата. Этот диапазон считается удобным для стрит-фотографии и жанра. Так же подходит для съёмки пейзажа и групповых портретов.
  • Нормальные — от 35 до 85 мм.
    • Можно снимать ростовые портреты и пейзаж. Не подходит для съёмки крупных портретов, так как искажает пропорции лица.
  • Длиннофокусные (телеобъективы) — от 85 мм
    • Начиная с 85 мм искажений перспективы практически не наблюдается. Для портрета считается идеальным диапазон 85-135 мм. После 135 мм пространство сжимается, что так же искажает портрет.
      Длиннофокусными объективами так же снимают дикую природу, спорт и всё к чему сложно подобраться. Чем выше фокусное расстояние, тем сильнее размывается фон, при прочих равных.

Искажение пропорций лица на разных фокусных расстояниях хорошо показано ниже. Обратите внимание на то, что на 200 мм пространство сильно сжимается, что снова искажает изображение лица.

Фокусное расстояние для портрета

Пример ниже показывает как сжимается перспектива при разных фокусных расстояниях:

Характеристики объективов

Фокусное расстояние на объективе указывается для полнокадровой матрицы. На других матрицах изображение будет просто обрезано, а фокусное расстояние пересчитывается.

Например, если у вас APS-C матрица, ваш кроп-фактор будет 1,5 — 1,6х. Если формат микро 4/3, то 2х.

Пересчет фокусного расстояния даст понять насколько вы можете «приблизить объект». Но искажения никуда не денутся и 50мм в пересчете станет почти портретным  фокусным 75мм, но с теми же искажениями.

Максимальная диафрагма

Это максимально возможное значение диафрагмы для данного объектива. Для зум-объективов часто указывают диапазон максимально возможной диафрагмы. Например, f/3.5-5.6 для объектива с фокусным расстоянием 18-105 мм означает, что на 18мм максимальная диафрагма будет f/3.5, а на 105мм — f/5.6.

Как вы знаете, чем меньше значение диафрагмы, тем меньше глубина резкости и тем больше размывается фон. Максимальное качество картинки все объективы показывают на средних значениях диафрагмы f/8 — f/11.

Светосила

Характеристики объективов

Это показатель максимальной диафрагмы объектива и качества оптики. Чем меньше число f (например f/1.4), тем более светосильный объектив.

В светосильных объективах используется высококачественные стекла и специальные просветляющие покрытия, уменьшающие переотражения. Поэтому, светосильные объективы априори считаются очень качественными.

Ручная и автоматическая фокусировка

Большая часть объективов выпускаются с автофокусом. Исключение – объективы Carl Zeiss, Samyang и других сторонних производителей, которые выпускают не автофокусные объективы.

Старые объективы, которые можно найти в комиссионных отделах фотомагазина так же не автофокусные. Не автофокусные объективы имеют свои преимущества. Это цена и индивидуальный рисунок и боке.

Минимальная дистанция фокусировки

Тут все просто — это минимальная дистанция до объекта съемки, необходимая объективу для фокусировки. Важен один момент — это расстояние отсчитывается от матрицы камеры, на корпусе камеры эта точка отмечена.

Конструкция фокусировки

Есть два типа конструкции фокусировки объектива — внешняя и внутренняя. При внешней фокусировки, некоторые внешние части объектива могут двигаться (например выезжать вперед).

Внутренняя фокусировка означает, что при фокусировке не вращаются внешние детали объектива. Соответственно при съемке можно смело держаться за объектив, а так же использовать поляризационный фильтр, так как передний элемент объектива не вращается при фокусировке.

Диаметр резьбы для светофильтра

Резьба светофильтра

Эта характеристика указывается на объективе и показывает, фильтры какого диаметра можно использовать с этим объективом.

Вес

Как правило вес объектива варьируется от 400 до 800 грамм. Есть конечно более легкие фиксы 50мм весом 200 грамм и тяжелые телевики 1500 грамм.

Сам по себе вес не играет роли. Но при прочих равных лучше выбрать более легкий объектив. Опыт показывает, что в конце активного съемочного дня даже мужчина устает держать камеру с тяжелым объективом. Ну а девушка, сами понимаете, устанет еще сильнее.

Так же камеру с более легким объективом удобнее держать одной рукой, например, когда вы вторая рука занята внешней вспышкой.

Система стабилизации изображения

Характеристики объективов

Стабилизатор компенсирует мелкую вибрацию при съёмке и позволяет получить резкие кадры. Это актуально для съёмки с низкой освещенностью, когда выдержка становится короткой, а так же при съёмке на длинных фокусных расстояниях — 100мм и более.

Объективы со стабилизатором дороже, но при выборе основного объектива желательно  выбрать модель со стабилизатором.

Если у вас стабилизатор встроен в камеру, то как правило эффект от совместной работы двух стабилизаторов усиливается.

Разрешающая способность объектива

Этой характеристики вы не найдете в описании объектива в магазине. Но вы должны понимать что это и для чего нужно.

Разрешающая способность отражает детализацию изображения, передаваемого объективом. Измеряется в количестве линий, которое объектив может спроецировать на миллиметр матрицы (или пленки). Соответственно чем больше линий, тем более детальное изображение вы получите.

Этот параметр актуален для матриц с разрешением 40 мегапикселей и выше. Для меньшего подходят почти все относительно современные объективы.

Рисунок

Так говорят о картинке, которая получается с тем или иным объективом. У каждого объектива картинка своя и её возможно описать лишь по субъективным ощущения — резкая/не резкая, рыхлая и т.п. Так же у рисунка объективов различаются Боке.

Боке

Характеристики объективов

Это рисунок, который создается объективом в зоне нерезкости. Чем больше открыта диафрагма, тем сильнее боке. Каждая модель объектива имеет свое индивидуальное боке.

Знания характеристик объектива поможет вам выбрать именно ту оптику, которая вам нужна. Но при покупке объектива, важно обратить внимание на возможные дефекты оптики. О них читайте в нашей статье — «Оптические дефекты изображения«

качество объектива и разрешение матрицы

Что важнее: качественная фотокамера или объектив? Руководствуясь постулатом прошлых лет — «снимает не камера, снимает объектив» ответ был однозначным: при желании улучшить разрешающую силу системы «фотокамера + объектив» фотограф отдавал предпочтение качественному объективу. Так ли это сейчас, в эпоху цифровой фотографии? Фотокамера имеет несколько параметров качества: дисторсия, аберрация, дифракция, боке, пластичность рисунка. В статье рассматривается только один параметр – разрешающая сила, то есть способность передать в фотографии некоторое количество различимой информации. Передавать отчетливо, резко или чётко, как говорят некоторые.

Терминология

Фотоаппарат состоит из двух основных частей: фотокамеры (body) и объектива. То есть, в этой статье, фотоаппарат не то же самое, что и фотокамера. Изображения составных фотоаппарата я возьму в каталоге где найду исследуемые объективы и фотокамеры. Данные по разрешающей способности фотоаппаратов найдутся на сайтах www.photozone.de и www.dxomark.com.

Разрешающая сила: возможность различить две отдельные точки. Чем меньше расстояние между точками, и при этом они не сливаются в одно пятно, тем выше разрешение фотоаппарата. По-простому говоря, чем выше разрешение фотоаппарата, тем больше информации будет содержаться в фотоснимке, лучше различаются мелкие детали и выше резкость изображения. Разрешающая сила фотоаппарата складывается из разрешающей силы матрицы и разрешающей силы объектива.

Тест MTF50 самый распространенный тест для оценки качества изображения в фотографии. Разрешающая сила определяется фотографированием штриховой шкалы или миры. Штриховая мира это лист бумаги, на котором напечатаны чередующиеся тёмные и светлые полоски с изменяющейся частотой. Чем более тонкие штрихи способен передать фотоаппарат, тем выше его разрешающая способность. Оценивать качество изображения мы будем по количеству различимых полосок помещающихся в высоту кадра. Чем тоньше будут различимые полоски, тем больше таких полосок мы увидим, тем выше качество фотосистемы в целом. Чтобы не усложнять расчеты, я буду использовать лучшее значение разрешающей силы.

Исходные данные. Предположим, мы имеем слабую, всего 8 мегапикселов, фотокамеру Canon 350D и слабый объектив Canon EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS. Попробуем определить, какие вложения будут эффективны для улучшения такого фотоаппарата:

  • увеличить количество мегапикселов матрицы фотокамеры;
  • использовать более качественный оптику;
  • перейти на полнокадровую (фулфрейм) камеру.

Наращивание мегапикселов

Что произойдет с разрешением, если увеличить количество мегапикселов с 8,2 (у Canon 350D) до 15,5 (например, у Canon 500D)? Количество пикселей матрицы увеличится в 1,89 раза, вероятно, следует ожидать пропорциональный рост увеличения разрешающей способности фотоаппарата. На сайте PHOTOZONE.DE я вижу, что разрешение нашей системы увеличилось с 2164 линий (рис. 1) до 2440 (рис. 2) по высоте кадра, то есть в 1,13 раза по одной стороне матрицы, а по всей матрице: 1,132 = 1,28. Прирост 28%, против ожидаемых 89%, как же так?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, я поискал информацию о разрешающей способности объектива Canon 18-55. На сайте Dxomark.com было обнаружено, что его разрешающая сила соответствует 8 мегапикселов информации (строка Sharpness на рисунке 3). Сколько бы мы не наращивали мегапикселов в матрице, ограничителем резкости системы будет именно слабый объектив. Собственно, в фотоаппарате «Canon 350D + Canon 18-55» разрешение матрицы соответствует разрешающей силе оптики, такая система является сбалансированной.

Вывод: наращивание мегапикселов при объективе Canon 18-55 даст эффект, но не столь значительный, как ожидалось. Купив более качественный объектив, разрешающая сила фотоаппарата Canon 350D будет ограничиваться уже матрицей с небольшим числом мегапикселов. Подтверждением этому служит иллюстрация 1-4: с хорошим объективом Canon EF 50mm f/1.4 мы получим близкий с Canon 18-55 результат. Это же подтверждает и сайт g-foto.ru, показывая результат 2100 линий для системы «Canon 350D + Canon EF 50mm f/1.4». Улучшение данной системы практически невозможно.

Улучшаем объектив

Слава богу, что современные камеры не столь слабы, как Canon 350D, и скорей всего вы имеете «на борту» больше мегапикселов, например, Canon EOS 500D с матрицей на 15,5 мп. Напомню, что с такой матрицей Canon 18-55 выдавал разрешение 2164 линии. Попробуем найти для камеры более качественный объектив. Canon EF-S 17-85mm f/4-5.6 USM IS «выдаст на гора» 2556 линий по высоте кадра (рис. 4), то есть в 1,18 раза больше. А по всей площади кадра мы получим прирост количества информации в 1,182 = 1,4 раза. Очень не дурно… Собственно говоря, это всё, что мы сможем добиться от Canon 500D. Даже самая качественная оптика на этой фотокамере даёт схожие значения разрешающей силы. Например, очень резкий Canon EF 35mm f/2 USM IS, дает с нашей фотокамерой аж 2638 линий по высоте кадра (рис. 5), популярный Canon EF 50mm f/1.4 показал 2600 линий (рис. 6), а профессиональные зуммы показали результат, схожий с «любительским» Canon 17-85mm.

Вывод: для современных камер с «кропнутой» матрицей оптимальным и по цене и по качеству использовать объектив, схожий по разрешающей силе с Canon 17-85. Использование дорогих профессиональных объективов даст едва ощутимый прирост количества информации в кадре.

Хотим больше!

Canon EF 24-105mm f/4 USM L IS непафосный, но хороший объектив, рабочая лошадка профессионального фотографа. На камере с кропнутой 15-ти мегапиксельной матрице она дает нам 2488 линий по высоте кадра (рис. 7). Но на полноформатном Canon 5D Mk II он выдаст 3400(!) линий (рис. 8). То есть количество информации по всей площади кадра увеличится в 1,372 = 1,86 раза. Очень хорошо!

Почему получился такой прирост? Все дело в размере матрицы. Предположим, что у нас есть объектив, который выдает 100 линий/мм. В «кропнутой» матрице таких миллиметров 15 (по высоте), значит, матрица сможет принять на себя 100х15 = 1500 линий. В полноформатной фотокамере высота матрицы 24 мм., и на матрицу будет передано уже 2400 линий. Это гигантское преимущество матриц большого размера.

Вывод: можно, конечно, купить к кропнутой фотокамере очень хороший профессиональный объектив, но полностью он проявит себя только на полноформатной фотокамере.

Еще больше?

Дальнейшее наращивание мегапикселов на полноформатной матрице вновь упрется в качество оптики. Уже 30-ти мегапиксельные камеры, чтобы раскрыться во всей своей красе, требуют самых лучших, самых дорогих объективов. Это не только дорого, но еще и неудобно, ибо от зумм-объективов, скорей всего, придется отказаться. Второй вариант наращивания резкости камеры – переход на среднеформатные матрицы, например Hasselblad с матрицей 53х40 мм. Но это совсем другая, фантастическая история.

Разрешающая способность объектива — Энциклопедия по машиностроению XXL

Пространственное разрешение П. к, определяется масштабом фотографирования, разрешающей способностью объективов я плёнки, относит, отверстием объективов (при фотографировании больших глубин с малого расстояния), мощностью источника света и его монохроматичностью, стереоскопия, углом, определяемым базой (расстоянием между оптич. осями фотографирования) и высотой. Требуется знание оптич. констант П. к., т. к. фотографирование производится через неск. разл. оптич. сред (стекло, жидкость, воздух). Голография, метод регистрации позволяет получить изображение пузырьков в толстых слоях жидкости при их размерах 10 мкм. Пространственное разрешение П. к. приближается к разрешению в ядерных фоте эмульсиях. i  [c.179]
Спеклы в изображении объекта, освещаемого белым светом, можно создать искусственно, если нанести на поверхность объекта соответствующее покрытие. Специальные покрытия делают из очень мелких прозрачных и непрозрачных шариков, причем непрозрачные — белого цвета. Такое покрытие действует как катафот большая часть света, исходящего из источника, посылается обратно на источник. Если разрешающая способность объектива, формирующего изображение объекта, достаточно велика, то в изображении будет наблюдаться множество мелких световых пятен, которые выглядят как настоящие спеклы.  [c.27]

Нижний предел увеличения, при котором выходной зрачок имеет диаметр, равный 1 мм, носит название нормального увеличения микроскопа. При верхнем пределе диаметр выходного зрачка равен 0,5 мм Полезное увеличение телескопической системы определяется из условия, что разрешающая способность телескопической системы может быть использована глазом наблюдателя в полной мере, т. е. что угловое расстояние между изображениями двух точек за окуляром должно быть не меньше определенной величины, например Г. При таком условии разрешающая способность системы определяется разрешающей способностью объектива. Из формул (42) и (Йа)  [c.135]

К расчету предельной разрешающей способности объектива телескопа  [c.242]

Определим предельную разрешающую способность объектива телескопа. Предмет удален на бесконечность, а изображение предмета образуется в фокальной плоскости объектива с фокусным расстоянием / (рис. 188)1 На основании, (33.27) заключаем что радиус центрального светлого пятна равен  [c.243]

Практически фотографическая разрешающая способность зависит от аберраций фотообъективов и свойств фотографических слоев. Так, например, у высокочувствительных крупнозернистых эмульсий разрешающая способность равна приблизительно 40—50 линиям на 1 мм, у мелкозернистых позитивных 100—150, у фотоматериалов специального назначения 200—300. Как правило, разрешающая способность системы из фотографического объектива и светочувствительного слоя значительно меньше, чем теоретическая разрешающая способность объектива, взятая в отдельности (см. табл. 71).  [c.132]

Для повышения разрешающей способности объектива вместо бесцветного светофильтра БС-8 установим голубой светофильтр СС-1,  [c.88]

Кроме увеличения разрешающей способности объективов, косо падающий свет повышает контрастность изображения (за счет достижения рельефности). Косого освещения можно достичь с помощью диафрагм с эксцентрично расположенными отверстиями, вкладываемых в держатель под конденсором (для конденсоров, не имеющих устройств для смещения ирисовой диафрагмы), или путем смещения апертурной диафрагмы конденсора с помощью реечного механизма (конденсор ОИ-14) и ее поворота по любому азимуту на угол около 150°.  [c.163]


Величина увеличения зависит от наблюдателя и расстояния до наблюдаемого объекта. Масштаб изображения (отношение величины изображения А»В к величине объекта АВ), напротив, является величиной, не зависящей от наблюдателя. Границы применения микроскопа определяются физической природой света и особенностями оптических линз. Определяющей при этом является разрешающая способность объектива, которая, согласно уравнению  [c.113]

Таким образом, в случае отсутствия аберраций разрешающая способность объектива зависит только от диаметра объектива и пропорциональна этому диаметру.  [c.32]

Разрешающая способность фотоаппарата определяется в основном отверстием его объектива, хотя она может зависеть и от сорта используемой фотопластинки. Дело в том, что зернистая структура светочувствительного слоя может наложить ограничения на разрешающую способность объектива фотоаппарата. Это происходит, если изображения двух точек, разрешенных фотообъективом, попадут на одно и то же зерно эмульсии фотопластинки. Это может иметь место и вследствие эффектов, связанных с рассеянием света в эмульсионном слое. Тогда изображения точек хотя и попадут на соседние зерна эмульсии, но ввиду рассеяния света распределение почернения окажется таким, что оно даст не два, а одно пятно.  [c.32]

Человеческий глаз обладает неодинаковой чувствительностью к разным цветам спектра наибольшей чувствительностью он обладает к желто-зеленым цветам. Поэтому применение желто-зеленого светофильтра, отфильтровывающего другие составляющие белого света, позволяет более четко наблюдать особенности структуры. Желто-зеленые светофильтры уменьшают хроматическую аберрацию и, кроме того, выделяя лучи с меньшей длиной волны, повышают разрешающую способность объектива.  [c.63]

Шлиф освещается (см. рис. 37) через объектив от плоскопараллельной пластинки или секторной призмы, которая устанавливается, если необходимо повысить яркость освещения для фотографирования. Поскольку при введении призмы уменьшается разрешающая способность объектива, ее применяют при сравнительно меньших увеличениях микроскопа (до 500—600 раз). Необходимая яркость при больших увеличениях достигается включением лампы КЗО при использовании плоскопараллельной пластинки (а не призмы). При исследовании образцов в светлом поле (при вертикальном освещении) лучи света проходят через систему линз и диафрагм, падают на плоскопараллельную пластинку, расположенную под углом 45°, и, отражаясь от нее, освещают через объектив микрошлиф. Лучи, отраженные поверхностью микрошлифа, проходят снова через объектив, пластинку и ахроматическую линзу.  [c.68]

В практических условиях полезное увеличение в данной оптической системе для видимого света можно принять равным 100 апертур взятого объектива. Таким образом, если, напри мер, был взят объектив микроскопа с апертурой 0,65, то полез ное увеличение оптической системы будет равно 650. Если подо брать соответствующий окуляр, то можно получить четкое изо бражение, используя разрешающую способность объектива В частности, поскольку указанный объектив дает увеличение в 40 раз, то увеличение окуляра не должно быть больше 15 раз Если же, работая с этим объективом и выбирая окуляр с боль шим увеличением, исследователь попытается получить увеличение, например, 1000 раз, то новые детали структуры не только не будут обнаружены, но и те, которые наблюдались при увеличении 600, будут менее четкими, так как предел полезного увеличения был превзойден. Таким образом, если в последнем при.ме-ре требуется увеличение 1000 раз, то надо выбрать объектив с большей числовой апертурой (например 1,25), которая всегда указана наряду с увеличением объектива на его оправе. Тогда полезное увеличение в оптической системе, использующей этот объектив, может быть доведено до 1250 раз. Естественно, что требуемое увеличение в 1000 раз будет надежно получено в такой системе и обеспечит выявление новых деталей строения.  [c.87]

Шлиф освещается (см. рис. 53) через объектив от пло-ско-параллельной пластинки или секторной призмы, которая устанавливается, если необходимо повысить яркость освещения для фотографирования. Поскольку при введении призмы уменьшается разрешающая способность объектива, ее применяют при сравнительно меньших увеличениях микроскопа (до 500—600 раз). Необходимая яркость при больших увеличениях достигается включением лампы КЗО при использовании плоско-параллельной пластинки (а не призмы). При исследовании образцов в светлом поле (при вертикальном освещении) лучи света проходят через систему линз  [c.96]

С другой стороны, разрешающая способность объектива, например 100 X 1,25 по формуле (I. 14), равна б = 0,2 мкм. Следовательно, при реальном поле зрения в 0,2. и.н объектив микроскопа разрешает 1000 линий, тогда как экран кинескопа разрешает только 312 линий.  [c.79]

Необходимо предупредить читателя еще и о том, что при сильном диафрагмировании ухудшается разрешающая способность объектива, т. е. снижается абсолютная резкость изображения. Разрешающая способность объектива характеризуется числом линий на мм, которые объектив способен разрешить , т. е. воспроизвести на снимке в виде отчетливо различимых отдельных линий.  [c.5]

Разрешающая способность объектива 300 штрихов на 1 мм в центре экрана и 240 штрихов на 1 мм по краям (200 мм от центра).  [c.320]

Принципиальное отличие от случая некогерентных источников света состоит в появлении дополнительного — интерференционного — члена. Это сказывается на критерии разрешения и на разрешающей способности объектива. Меняя угол наклона О, можно повысить разрешающую способность объектива.  [c.360]

Как и в случае телескопа, нормальное увеличение микроскопа есть наименьшее увеличение, при котором может быть использована вся разрешающая способность объектива. О целесообразности работать при увеличениях больше нормального для микроскопа можно повторить без всяких изменений все, что выше было сказано относительно телескопа.  [c.367]

Если при определении разрешающей способности довольствоваться наименее совершенным изображением, которое правильно передавало бы только периодическую структуру решетки с периодом d, то разрешающую способность объектива микроскопа можно определить следующим образом. Пусть решетка освещается нормально падающими лучами света (рис. 219, а). Тогда для разрешения необходимо, чтобы наряду с прямо прошедшим пучком света в объектив попали также дифракционные пучки первого и минус пер-  [c.369]

Как изменится разрешающая способность объектива телескопа, если его центральную часть закрыть -круглым экраном, диаметр которого мало отличается от диаметра самого объектива  [c.376]

Производится фотографирование удаленных предметов с помощью объектива телескопа на фотопластинке, помещенной в его фокальной плоскости. Полученный снимок с помощью окуляра того же телескопа проектируется на удаленный экран. Каково должно быть угловое увеличение телескопа, чтобы при этом была использована полностью разрешающая способность объектива телескопа Изображение на экране рассматривается с того места, где установлен проекционный аппарат.  [c.376]

Чтобы использовать разрешающую способность объектива, т. е. увидеть те детали структуры объекта, которые разрешаются объективом, необходимо установить соответствующее увеличение микроскопа. Увеличение микроскопа М называют полезным, если разрешаемые детали структуры можно наблюдать под углом зрения 2 —4. Полезное увеличение находятся в пределах Л 500Л-н ЮООЛ (2).  [c.23]

Во второй четверти этого столетия по почнну оптиков-вычис-лителей советской школы стало общепринятым приводить подробные таблицы аберраций наклонных пучков как для меридионального, так и для экваториального сечений в некоторых редких случаях определялись распределение освещеиностн в кружке рассеяния (без учета дифракции) и вытекающая отсюда разрешающая способность объектива. Однако при отсутствии ЭВМ количество этих определений ограничивалось громоздкостью вычислений.  [c.208]

На фиг. 95 показана оптическая схема осветителя. Источник света 1 коллектором 2 проектируется в плоскость апертурной диафрагмы 3. Полевая диафрагма 4 линзой 5 и объективом 6 проектируется на объект. На пути света может быть помещен светофильтр 7. Поляризатором служит поляризационная призма 8. Полупрозрачная отражательная пластинка 9 частично отражает в объектив свет, идущий из осветителя, и в то же время позволяет вести через нее наблюдения. Пластинка 9 может быть заменекс. призмой 10. С помощью призмы достигается большая освещенность поля зрения, эффект косого освещения, подчеркивающий рельеф в структуре, и отсутствие вредных рефлексов. Однако при этом вдвое уменьшается используемая апертура объектива (так как освещение и наблюдение ведутся через разные половины объектива), а следовательно, уменьшается и разрешающая способность объектива. Призма дает преимущества при изучении слабо-  [c.174]

Формула (36.19) для разрешающей способности объектива получена на основании соотношения (33.27), которое было выведено в предположении, что амплитуда и фаза падающей волны постоянны во всех точках отверстия объектива (однородная апертура). При этом условии единственным способом увеличения, разрешающей способности при фиксированнш длине. волны является увеличение радиуса объектива. Однако радиус центрального дифракционного максимума в дифракционной картине на круглом отверстии фиксированного радиуса может быть уменьшен специальным подбором распределения амплитуд и фаз излучения в плоскости объектива, вследствие чего увеличивается разрешающая способность объектива Однако при этом интенсивдостъ центрального максимума уменьшается Следовательно, если допустимо уменьшение яркости изображения, то разрешающую способность объектива можно увеличить без увеличения его радиуса за счет соответствующей фазово-амплитудной г одуляции падающего на объект , света.  [c.243]

Иммерсионные жидкости. Отклонение световых лучей при переходе их через границы сред, имеющих разные показатели преломления, вызывает аберрации и потери света, что приводит к снижению разрешающей способности объективов и ухудшению качества изображений. Для устранения этих явлений пространство между препаратом и объективом микроскопа заполняют жидкостью, называемой иммерсионной. Как правило, иммерсионные жидкости пpимeняюf я при работе с короткофокусными объективами (менее 3 мм), дающими большое увеличение. Рабочие расстояния этих объективов очень малы (от 0,08 до 1,9 мм).  [c.67]

Выше были проведены основные теоретические положения о разрешающей способности объектива и способы повышения разрешения. Однако во всех случаях рассуждения и построенные на их основе зависимости рассматривались относительно световых лучей, 1йправ-ленных параллельно оптической оси микроскопа. Если же для освещения препарата использовать косо падающие лучи, то при наиболее косом освещений, насколько оно возможно, разрешающая способность увеличится ровно вдвое. Пределом наклона световых луч.ей по отношению к оптической оси объектива следует считать угол, при котором световые лучи еще мoгyf попасть в объектив и который приблизительно равен половине апертурного угла используемого объектива. Таким образом, при косом освещении микрообъектов можно практически вдвое увеличить разрешающую способность объектива, не изменяя среды, в которой изучается препарат, и применяемого источника света (22, с. 146]. В табл. 4.3 приведены вычисленные значения разрешающей способности для наиболее распространенных объективов при вертикальном и наиболее, косо падающем свете при ис-  [c.162]

Разрешающая способность объектива мик1)оскопа и его числовая анертура. Вопрос о разрешающей способности микроскопа, т. е. о наименьшем еще различимом расстоянии между двумя точками наблюдаемого предмета, представляет большой практический интерес.  [c.53]

Подбор объективов и окуляров для нолучения необходимого увеличения нельзя делать чисто механически, так как всегда следует принимать во внимание величину разрешающей способности объектива лп1кроскопа или, иначе говоря, его числовую апертуру. Может случиться, что увеличение лгикроскона хотя п будет очень большим, а тем не менее из-за ограничений разрешающей силы объектива желаемого эффекта достигнуто не будет. Детали объекта не разрешатся, так как они окажутся для данного объектива меньше предельно им разрешимых. Такое увеличение микроскопа будет бесполезным.  [c.55]

Знаку равенства здесь соответствует введенное в 7.5 нормальное (равнозрачковое) увеличение (7.38), при котором весь проходящий через микроскоп световой поток попадает в глаз. Таким образом, нормальное увеличение совпадает с наименьшим увеличением, при котором полностью используется разрешающая способность объектива. Как и в случае телескопа, применение увеличений, превышающих нормальное, не может выявить новых деталей изображения и лишь снижает освещенность, но, как уже отмечалось, в некоторых случаях оно оказывается целесообразным по причинам физиологического характера.  [c.371]

Длина волны ближней инфракрасной области излучения вдвое больше, чем видимой. Стедовательно, разрешающая способность объективов в инфракрасной области снижается в 2 раза. Поэтому здесь необходимо применять высокоапертурные объективы.  [c.63]

Микрошлиф освещается (см. рис. 9) через объектив от плоско-параллельной пластинки или секторной призмы, которая устанавливается в тех случаях, когда необходимо повысить яркость освещения для фотогра фирования. Поскольку разрешающая способность объектива при введении призмы уменьшается, ее применяют при сравнительно небольших увеличениях микроскопа (до 500—600). НеобхО ДИмая четкость изображения при больших увеличениях (500— 2000) достигается при использовании плоско-параллельной пластинки, а не призмы.  [c.154]

АББЕ ОСВЕТИТЕЛЬ, часть биологич. микроскопа, предназначенная для сосредоточения светового пучка, падающего на препарат, и регулирования ширины и направления этого пучка. Состоит из двустороннего плоско-вогнутого зеркала, двух- или трехлинзового конденсора и ирисовой диафрагмы. Диафрагма расположена впереди конденсора (считая по направлению света) близко от первой линзы посредством кремальеры м. б. смещена в сторону от оптич. оси конденсора. Кроме того диафрагму можно вращать вокруг оси конденсора, что дает возможность направлят на препарат косой пучок желаемой ширины под любым азимутальным углом. Конденсор вместе с диафрагмой может передвигаться вдоль оси микроскопа. Предусмотрено удобное пользование светофильтрами. Смысл применения такого осветительного устройства в том, что при освещении узким косым пучком разрешающая способность микроскопа в 1,5—2 раза больше, чем при центральном освещении или при широкой диафрагме. Для того чтобы всецело использовать разрешающую способность объектива микроскопа, необходимо, чтобы апертура конденсора была бы не меньше, чем апертура объектива. Наиболее совершенные конденсоры — трехлинзовые апланатические с  [c.9]

В микроскопе МИМ-5 для фотографирования вместо призмы поли используется плоско-параллельная пластинка, покрытая на небольшом у ости тонким слоем алюминия. Для фотографирования такую пласти в той же плоскости, с тем чтобы лучи света, идущие от осветителя, п сток пластинки, покрытый алюминием. Этот участок пластинки отража большую часть светового потока и направляет его через объектив н Отраженные от микрошлифа световые лучи при обратном ходе минук ванную часть пластинки и попадают через проекционный окуляр в В этом случае, как и при использовании призмы полного отражени стр. 85), повышается яркость, а следовательно, и контрастность из снижается разрешающая способность объектива.  [c.90]

Каково должно быть фокусное расстояние окуляра микроскопа, чтобы была полностью использована разрешающая способность объектива Числовая апертура объектива равна nsina, фокусное расстояние объектива fi, длина тубуса (трубы микроскопа) /. Длину тубуса можно считать равной расстоянию между объективом и плоскостью первого изображения (т, е. изображения, даваемого объективом).  [c.377]

Разрешающая способность объектива характеризуется максимальным количеством близко расположенных линий (предметов), раздельно изображаемых объективом на протяжении одного миллиметра пюскостн изображения Ее ве личина / оо выражается числом линий на 1 мм Если — толщина в мм самых тонких штрихов, ясно различимых на изображении, то Rav = 0,5d  [c.361]


Методика тестирования фотокамер iXBT.com 2019 года

Разрешающая способность

Разрешающая способность камеры — понятие комплексное, складывающееся из нескольких параметров и условий. В наших статьях можно выделить три типа разрешающей способности:

  • сенсора в RAW (считается, что ее значение может занижать только разрешение оптики),
  • сенсора в JPG (ее могут занижать разрешение оптики и внутрикамерные алгоритмы шумоподавления),
  • оптики (ее может занижать разрешение сенсора, такой вот замкнутый круг).
Разрешающая способность. Расчет

Определение разрешающей способности в нашей лаборатории производится по радиальной мире, закрепленной на стенде.

Лабораторный стенд. Fujifilm X-T30. ISO 200 Лабораторный стенд. Fujifilm X-T30. ISO 200

Для расчета разрешающей способности на снимке миры определяется размер дефектной области в центре, где лучи миры уже неразличимы. Как правило, она имеет достаточно четкую границу, в противном случае выбирается среднее значение. Линейным параметром дефектной области в данном случае является ее диаметр (D) в сантиметрах. Далее высчитывается разрешение (R) по следующей формуле:

R = 120·L/(π·D·P),

где
L — длина снимка, см
D — диаметр дефектной области, см
P — число точек по длинной стороне снимка
120 — число лучей миры, линии
π — число пи, ≈3,14

В упрощенном варианте, позволяющем не учитывать разрешение печатного снимка, формула выглядит следующим образом:

R = 120·/(π·Dp),

где
Dp — диаметр дефектной области, пиксели
120 — число лучей миры, линии
π — число пи, ≈3,14

Радиальная мира и ее дефектная область
Разрешающая способность. Сенсор

При испытаниях разных камер параметры экспозиции должны быть одинаковыми, чтобы полученные данные можно было сравнивать.

Для определения зависимости разрешающей способности от светочувствительности камера устанавливается в режим приоритета диафрагмы, диафрагма фиксируется в среднем положении f/5,6—f/8 в зависимости от размера сенсора для исключения влияния ГРИП. Фокусное расстояние по возможности устанавливается в эквиваленте 50 мм, но при тестировании сенсора это не принципиально, поскольку для расчетов используется только центральная часть стенда.

Разрешающая способность определяется для двух сцен — светлой и темной. Светлая сцена имитирует обычные условия съемки с освещенностью около 3000 люкс. Она позволяет оценить поведение сенсора при съемке в помещении или на улице в пасмурный день. Темная сцена имитирует недостаточную освещенность около 100 люкс и необходима для оценки поведения сенсора при работе на длинных выдержках, поскольку в таких условиях проявляется эффект накопления шумов.

Компенсация экспозиции устанавливается:

  • для темной сцены: −1 EV
  • для светлой сцены: 0 EV

Поскольку освещенность в лаборатории не всегда можно выставить точно, да и светопропускание у разных камер разное, уровень яркости ламп регулируется по реперным точкам:

  • для темной сцены при ISO 6400 выдержка 1/40 с
  • для светлой при ISO 6400 выдержка 1/400 c

Фокус устанавливается вручную по радиальной мире. Затем делается несколько кадров при разных значениях светочувствительности — как правило, ISO 200, 400, 800, 1600, 3200 и 6400. Вручную меняется только значение светочувствительности — по возможности дистанционно во избежание «шевеленки» (по той же причине следует производить спуск дистанционно или с отложенным стартом). Выдержка подстраивается автоматически. Остальные параметры остаются без изменений.

После расчета данные приводятся на графике в виде зависимости разрешающей способности от светочувствительности.

Зависимость разрешающей способности сенсора от светочувствительности Зависимость разрешающей способности сенсора от светочувствительности

Для камер не самого низкого класса также исследуется расширенный диапазон светочувствительности. К сожалению, пока большинство камер на повышенных ISO демонстрируют посредственные результаты, расширенный диапазон исследуется редко. Но максимальное рабочее значение ISO зависит от поставленных задач, поэтому иногда дополнительно приводятся расширенные кривые разрешающей способности.

Зависимость разрешающей способности сенсора от светочувствительности, расширенный диапазон Зависимость разрешающей способности сенсора от светочувствительности, расширенный диапазон

Для оценки величины шумов и деградации цветов с повышением светочувствительности приводятся фрагменты серой карты.

Разрешающая способность. Оптика

При определении зависимости разрешающей способности от диафрагменного числа камера устанавливается в режим приоритета диафрагмы. Светочувствительность устанавливается на минимум (ISO 100-200). Фокус камеры устанавливается вручную по радиальной мире при максимальном раскрытии диафрагмы. Далее производится серия снимков, диафрагма меняется вручную, по возможности дистанционно. Выдержка подстраивается автоматически. Остальные параметры остаются без изменений.

После расчета данные приводятся на графике в виде зависимости разрешающей способности от диафрагменного числа.

Зависимость разрешающей способности объектива от диафрагменного числа Зависимость разрешающей способности объектива от диафрагменного числа

 

Камеры, не имеющие полноценного ручного режима и возможности съемки в RAW, тестируются по упрощенной методике, как и камеры смартфонов.

Стабилизатор

Для оценки эффективности стабилизатора используется так называемая «таблица офтальмолога». При съемке камера устанавливается в ручной режим. Рекомендуемое фокусное расстояние для теста — 50 мм, но допускается иное, только нужно учесть это при расчете эффективности. Диафрагма фиксируется в среднем положении f/5,6—f/8 в зависимости от размера сенсора для исключения влияния ГРИП. Выдержка изменяется вручную примерно от 1/20 до 1 с. Фотограф встает на расстоянии примерно 5 метров от таблицы и делает по десять снимков на каждом значении выдержки, держа камеру на полусогнутых руках, как при обычной съемке.

Лабораторный стенд Лабораторный стенд «таблица офтальмолога» для тестирования автофокуса и стабилизатора. Читаемость строк: 10 из 10

Затем снимки обрабатываются фотографом по принципу «сколько строк читаемо на снимке, столько и баллов — от 0 до 10». Баллы суммируются для каждого значения выдержки, таким образом мы получаем вероятность хорошего снимка в процентах. Считается, что если камера способна выдать более 70% четких снимков при данной выдержке, это значение можно считать рабочим.

Эффективность стабилизатора определяется на основе следующего принципа: для получения резкого снимка на некоем ЭФР максимальная выдержка должна быть не длиннее 1/ЭФР. То есть на 50 мм для получения резкого снимка мы устанавливаем наибольшую выдержку 1/50 с, а при более длинных уже работает стабилизатор. В данном случае мы оперируем не 100%-ной гарантией резкости, а вероятностью получения резкого снимка в 70%, поскольку 100% резких снимков получить сложно и это было бы слишком жестким условием для проверки стабилизатора, оторванным от реальности. То есть считается, что при съемке на выдержке равной 1/ЭФР мы получаем резкий снимок в 7 случаях из 10 без стабилизатора. Стабилизатор же позволяет нам отодвинуть критическое значение выдержки на несколько ступеней экспозиции.

Правило «1/ЭФР» — условное и приблизительное, и в зависимости от условий съемки, оптики или камеры нулевая отметка может гулять. Используя это правило, мы определяем ее с точностью ±1 ступень экспозиции, поэтому наши данные могут немного не совпадать с данными, полученными по стандарту CIPA DC-X011. Точность определения эффективности стабилизатора можно повысить, если делать замеры со стабилизатором и без, а затем считать разницу. Это позволит приблизиться к стандартизированным измерениям, но результат все равно будет от них отличаться (как минимум из-за различия самих методик), а трудоемкость увеличится вдвое. Выявленное на практике неплохое совпадение измеренной эффективности большинства стабилизаторов с заявленными производителем данными говорит о том, что и в таком виде наша методика работает с неплохой точностью.

На графике ниже приведен условный пример объектива с фокусным расстоянием 50 мм и стабилизатором с эффективностью в 4 ступени экспозиции. При съемке без стабилизатора мы можем получить резкий снимок с вероятностью 70% на выдержке 1/50 секунды. Увеличивая выдержку, мы уменьшаем вероятность резкого снимка. При включении стабилизатора мы отодвигаем эту критическую точку на 4 ступени и, таким образом, можем получить резкий снимок с вероятностью 70% на выдержке 1/3 секунды.

Лабораторный стенд

В таблице ниже приведены примеры расчета эффективности стабилизатора в ступенях экспозиции для некоторых популярных ЭФР.

Выдержка, 1/с ЭФР, мм
  400 105 85 50 35 24
400            
320          
250          
160 1          
125 1⅓          
100 1⅔          
80 2        
60 2⅓      
50 2⅔ 1      
40 3 1⅓ 1    
30 3⅓ 1⅔ 1⅓  
25 3⅔ 2 1⅔ 1  
20 4 2⅓ 2 1⅓ 1
15 4⅓ 2⅔ 2⅓ 1⅔ 1⅓
13 4⅔ 3 2⅔ 2 1⅔ 1
10 5 3⅓ 3 2⅓ 2 1⅓
8 5⅓ 3⅔ 3⅓ 2⅔ 2⅓ 1⅔
6 5⅔ 4 3⅔ 3 2⅔ 2
5 6 4⅓ 4 3⅓ 3 2⅓
4 6⅓ 4⅔ 4⅓ 3⅔ 3⅓ 2⅔
3 6⅔ 5 4⅔ 4 3⅔ 3
2,5 7 5⅓ 5 4⅓ 4 3⅓
2 7⅓ 5⅔ 5⅓ 4⅔ 4⅓ 3⅔
1,6 7⅔ 6 5⅔ 5 4⅔ 4
1,3 8 6⅓ 6 5⅓ 5 4⅓
1 8⅓ 6⅔ 6⅓ 5⅔ 5⅓ 4⅔

К примеру, если для фикса 85 мм на выдержке 1/3 с (она же 0,3 с) мы получаем 7 из 10 хороших снимков, а на выдержке 1/2,5 с (она же 0,4 с) — уже только 6 из 10, то эффективность стабилизатора берется по выдержке 1/3 с и составляет 4⅔ EV.

После расчета данные приводятся на графике в виде зависимости вероятности получения хорошего снимка от продолжительности экспозиции.

График эффективности стабилизатора График эффективности стабилизатора объектива

Автофокус

Для оценки скорости и точности автофокуса используется та же «таблица офтальмолога». При съемке камера переводится в режим приоритета диафрагмы. Диафрагма устанавливается в положение максимального раскрытия, чтобы избежать влияния ГРИП. Рекомендуемое фокусное расстояние для теста — 50 мм, но допускается иное. Выдержка устанавливается не ниже 1/100 с, чтобы исключить влияние «шевеленки». ISO выставляется в автомат. Фотограф встает на расстоянии примерно 10-15 метров от таблицы и делает тридцать снимков, после каждой тройки приближаясь к мишени на шаг. Каждый снимок выполняется только после того, как камера сфокусировалась и подтвердила это соответствующим сигналом. Все это озвучивается и записывается на диктофон, чтобы потом оценить время, затраченное на тридцать снимков. Тест прогоняется два раза при −1 EV и −2 EV. При расчетах результаты усредняются.

Время съемки оценивается по звуковой дорожке в любом аудиоредакторе.

Звуковая дорожка тридцати щелчков затвора при тестировании автофокуса

Снимки оцениваются так же, как и в тесте стабилизатора, то есть по принципу «сколько строк читаемо на снимке, столько и баллов — от 0 до 10». Баллы суммируются и делятся на 30 — таким образом мы получаем среднюю точность автофокуса по шкале от 1 до 10 (или в процентах, если результат умножить на 10). Рейтинг средней скорости автофокуса получается делением 100 на время, затраченное на все 30 снимков — от первого подтверждения автофокуса до последнего щелчка затвора.

После расчета данные приводятся на графике в виде гистограммы для сравнения с другими камерами.

Гистограмма сравнения скорости и точности автофокусов разных камер Гистограмма сравнения скорости и точности автофокуса разных камер

Скорость серийной съемки

Для определения скорости серийной съемки, как правило, используется карта памяти SD UHS-I 95 МБ/с, если специально для тестирования камеры не предоставляется более скоростная. В большинстве случаев хватает имеющейся. Желательно, чтобы карта памяти была свободна хотя бы наполовину.

Камера ставится на стол рядом со включенным диктофоном. Съемка продолжается 20-30 секунд или до первой сотни кадров. Порой можно уложиться и в меньшее время, если буфер забьется быстрее. Поскольку камера сохраняет кадры сначала в свой буфер и только оттуда на карту памяти, при заполнении буфера скорость съемки падает, если карта памяти не успевает принимать нужный объем. Такое практически всегда происходит при высокоскоростной съемке в RAW.

Звуковая дорожка при тестировании скорости серийной съемки в RAW

Скорость съемки характеризуют две величины: первая скорость — та, с которой съемка начинается и продолжается до заполнения буфера (обычно ее указывают в технических характеристиках камеры), и вторая скорость — та, с которой съемка продолжается после заполнения буфера. Также при описании указывается длительность работы на максимальной (первой) скорости, которое позволяет рассчитать максимальное количество кадров, отснятое с этой скоростью.

После расчета данные приводятся в таблице и сравниваются с паспортными.

Режим Первая скорость Предел первой скорости Вторая скорость
JPEG Low 3,0 к/с
JPEG High 8,0 к/с 16,8 с 4,8 к/с
RAW Low 3,0 к/с
RAW High 8,1 к/с 6,9 с 1,9 к/с

В таблице приведены значения средней скорости съемки для разных режимов. Символ бесконечности означает, что при съемке ста кадров скорость не изменилась.

Для тестирования скорострельности в бесшумном режиме с использованием электронного затвора применяется более простая, но менее точная методика. Поскольку звук при такой съемке отсутствует, время оценивается по секундомеру: кнопка спуска камеры зажимается на 5-10 секунд, а затем считается количество снимков, сделанных за это время.

Разрешение объектива | БИК Дом оптики

Часто в описании производителей в пункте разрешение указывается на сколько мегапикселей рассчитан объектив. Важно понимать, что под этим понимается разрешение не самого объектива, а камеры для которой может подойти данный объектив (1,2,3,4,5 мегапикселей и т.д.), разрешение самих объективов не измеряется в мегапикселях. Объектив, требуемый для мегапиксельной камеры сильно отличается от объектива для обычной аналоговой камеры. Мегапиксельные камеры выдают картинку с лучшей детализацией, так как размер пикселя у таких камер меньше,чем у аналоговых камер, и отраженный от объекта свет распределяется на большее число пикселей.Поэтому мегапиксельные камеры требуют применения объективов более высокого разрешения,при выборе объектива к своей телекамере нужно уделить особое внимание этому моменту.

Все объективы условно классифицируются по оптическому разрешению на стандартного разрешения (SR), высокого разрешения (HR), мегапиксельного разрешения (MPix)

Как же определить какое разрешение выдает объектив ? Для этого в оптике существует такое понятие,как количество пар линий на миллиметр (LP/MM), которое в спецификации на объектив производителя служит мерой его разрешающей способности. Количеством LP/MM определяется наименьшая ширина пары соседних пикселов, которые с помощью данного объектива могут восприниматься раздельно.Для стандартных аналоговых камер требуется объектив с показателем около 30 LP/MM, в то время как мегапиксельные объективы имеют соответствующие показатели начиная от 60 LP/MM и заканчивая более 200 LP/MM. В спецификации к объективу указана разрешающая способность объективов, как по центру, так и по краям изображения. При выборе того или иного объектива важно смотреть на оба этих параметра, но важно помнить,что разрешающая способность любого объектива уменьшается от центра к краю, таким образом на краях оптическое разрешение всегда меньше,чем в центре. Это обусловлено наличием у объектива аберраций (недостаток объектива, заключающийся в том, что световые лучи, прошедшие через объектив, не собираются в одну точку (фокус), а создают крупный расплывшийся (нерезкий) кружок), значение которых на краях всегда больше, чем в центре.Очень хорошо, когда разрешение объектива больше разрешения камеры, в противном случае мы получим меньше деталей на изображении.

Объектив, являясь первым элементом в системе охранного телевидения, будет определять разрешающую способность всего видеотракта. Поэтому, выбирая видеокамеру, целесообразно определить, какое разрешение должен иметь объектив и имеется ли возможность его приобретения.

Объективов в аренду | Блог

Последние 3 года я постоянно говорил что-то вроде: «Я думаю, что серия NEX — это камера, которая могла бы дать отличное разрешение, если бы для нее были приличные объективы». Когда вышел NEX-7, появился датчик с еще лучшим разрешением и впервые по крайней мере несколько якобы хороших линз, которые можно было поставить перед ним (если вы можете их достать). Многие люди предпочитали высококачественные объективы с байонетом Zeiss или Leica M на адаптере, и Sony была достаточно умна, чтобы установить в камеру хорошие пиковые фильтры и другие средства ручной фокусировки.

Но некоторые из нас (в том числе и я) любят снимать объективы с естественным креплением или не могут позволить себе цену на стекло Leica, которое можно поставить перед камерой. NEX-7 физически настроен таким образом, чтобы мы могли установить его на нашу установку Imatest, и однажды у нас оказалось на складе большая часть новых объективов, поэтому я подумал, что воспользуюсь ситуацией, чтобы сделайте небольшое тестирование разрешения. (Поскольку я знаю, что кто-то спросит, мы не можем протестировать многие маленькие камеры, потому что установка на нашу систему штатива блокирует дверцу карты памяти.Для настройки тестовой установки требуется от 10 до 20 тестовых снимков. Но если вам нужно отсоединить штатив от крепления, придется начинать заново. Поэтому мы не можем протестировать некоторые системы камер.)

Применяются обычные предостережения «не читай это и сойди с ума»: это тест разрешения объектива и сенсора, выполненный на расстоянии от 10 до 30 футов, в зависимости от фокусного расстояния. Результаты могут отличаться на расстоянии 4 или 400 футов. Фокусировка выполняется вручную и с брекетингом, поэтому это не проверка автофокусировки камеры.В тестах используется тестовая цель с контролируемым освещением с установленной на аппаратной части камерой и программным обеспечением Imatest при ISO 400, поэтому фотографии, сделанные в темноте ночи или с рук с выдержкой 12 секунд, дадут несколько другие результаты. Он не измеряет скорость автофокусировки, размер объектива, ощущение ручной фокусировки, боке, цветопередачу и тому подобное.

Линзы

Тем не менее, результаты интересны, и я подозреваю, что никто из вас не выбрал бы одного из возможных соперников по разрешению из протестированных нами объективов:

Leica 50 мм f / 1.4 Summilux на адаптере Fotodiox (выбран, потому что это 50-миллиметровый объектив с самым высоким разрешением, который мы тестировали на других устройствах).

Sony 18–55 мм и 18–200 мм Зум-объективы E-mount были протестированы на 30 мм, потому что это было нашей первоначальной достопримечательностью. Вероятно, это была золотая середина для 18-55, но, возможно, это немного помешало 18-200: кажется, лучше около 50-90 мм. Но определенно лучше на 30 мм, чем на длинном конце.

Sony 16mm f / 2.8; 24 мм f / 1.8; Объективы с фиксированным фокусным расстоянием 30 мм f / 3,5 Macro и 50 мм f / 1,8 E.

Sigma 19mm f / 2.8 и 30mm f / 2.8 Объективы с байонетом E.

К сожалению, на момент тестирования у нас в наличии не было зума Sony 55-210.

Результаты Imatest

Значения приведены для MTF-50 (который коррелирует с разрешением мелких деталей), измеренный в парах строк / высоте изображения. Первое (большее) число — это MTF 50, измеренное только в центре объектива.Второе (нижнее) число — это среднее значение MTF-50, измеренное в 13 точках, включая центр, 4 угла, 4 стороны и 4 средние точки.

На первом графике показаны числа для каждого из наших объективов (зум измерен при 30 мм) с широко открытым объективом. Этот тест не является равным игровым полем, поскольку некоторые объективы имеют широко открытое значение f / 4 (зум), а простые значения — от f / 1,4 до f / 3,5. Но поскольку некоторые люди стремятся снимать каждый объектив широко открытым, это может быть им полезно. Обратите внимание: В понедельник, 7 мая, я повторно протестировал несколько объективов Sony-Zeiss 24mm f / 1.8 линз, потому что первые две, которые мы тестировали, казались странными и были очень близки по SN (это все, что у нас было на складе в то время). С тех пор я повторил этот тест с разными копиями, и новые результаты при f / 1.8 намного лучше. Я изменил приведенные ниже результаты, чтобы отразить лучшие результаты — вот хороший пример испытаний одной копии объектива, даже двух копий, никогда не будет достаточно для принятия вашего решения. Мы внимательно изучили копии из оригинального теста, за исключением мягкости при f / 1.8 (которая пропала при f / 2.2) мы до сих пор не выяснили, какая у них проблема.

MTF 50 при самой широкой диафрагме

Объектив Макс Среднее
Sony 16 мм f / 2,8 665 490
Sigma 19 мм f / 2,8 870 740
Sony-Zeiss 24 мм f / 1.8 740 590
Sony 18-200 f / 4 855 680
Sony 18-55 20 f / 4 855 640
Sony 30 мм f / 3.5 940 725
Sigma 30 мм f / 2,8 985 805
Sony 50 мм f / 1.8 675 602
Leica 50 мм f / 1.4 627 545

Мы можем немного уравнять игровое поле, снимая широкие простые числа при f / 2.8. Это дает нам цифры ниже. Это несколько более значимо: зум по-прежнему f / 4 и Sony 30mm Macro на f / 3.5, но все остальное здесь снято при f / 2.8. Обратите внимание, что результаты для небольшого по разумной цене Sigma 30mm f / 2.8 выделены жирным шрифтом. В то время как у некоторых объективов резкость в центре близка к такой же, в углах нет ничего лучше.Впечатляет.

MTF 50 при f / 2,8

Объектив Макс Среднее
Sony 16 мм f / 2,8 665 490
Sigma 19 мм f / 2,8 870 740
Sony-Zeiss 24mm f / 2.8 960 735
Sony 18-200 f / 4 855 680
Sony 18-55 20 f / 4 855 640
Sony 30 мм f / 3.5 940 725
Sigma 30 мм f / 2,8 985 805
Sony 50 мм f / 2,8 806 732
Leica 50 мм f / 2,8 920 730

Мы можем немного выровнять ситуацию, сняв все линзы на f / 4. Большинство объективов стали бы немного резче еще при f / 5.6, особенно в среднем количестве. Обратите внимание, что Sony 24mm f / 1.8 перешла от худшего разрешения к одному из лучших (по крайней мере, в центре), немного снизившись. Это действительно было намного лучше при f / 2.0, поэтому я считаю, что это реальная максимальная диафрагма для этого объектива. (Мы проверили вторую копию, и она была точно такой же — возможно, у нас были две копии, которые были плохими при f / 1.8, а не при f / 2.0, но я очень, очень сомневаюсь в этом. Я проверю пару других когда они вернутся из аренды, чтобы убедиться.) Реально только Sony 50мм и зумы отстают по центру, а блин Sony 16мм, конечно, еще отстой.

MTF 50 при f / 4

Объектив Макс Среднее
Sony 16 мм f / 4 915 646
Sigma 19 мм f / 4 920 765
Sony-Zeiss 24mm f / 4 1000 795
Sony 18-200 f / 4 855 680
Sony 18-55 20 f / 4 855 640
Sony 30 мм f / 4 940 725
Sigma 30 мм f / 4 1040 840
Sony 50 мм f / 4 885 835
Leica 50 мм f / 4 1020 870

Сравнение линз

Imatest измеряет разрешение комбинации объектива и камеры (в отличие от оптического стенда, который измеряет максимум объектива с помощью коллимированного лазера или светодиодного освещения).Мы выбрали Leica 50mm f / 1.4 Summilux, потому что мы протестировали его на множестве других систем камер и знаем, что объектив настолько хорош с точки зрения разрешения, насколько это возможно. То, что Sigma 30mm, объектив за 200 долларов, идет в ногу с ним, действительно удивительно. Очевидно, это не совсем широкая диафрагма с максимальной диафрагмой f / 2,8, но она дает разрешение мирового класса. Sony 24mm f / 1.8 — это не та сделка, которую предлагает Sigma, но с f / 2.2 он имеет потрясающее разрешение в центре, хотя он отстает от двух других по углам.Sony 50mm f / 1.8, похоже, настроен так же, как Nikon 50mm f / 1.4 G: он не такой резкий в центре, но сохраняет хорошее разрешение по всей передней части объектива. Обратите внимание, что его среднее разрешение находится на одном уровне с 3 лучшими линзами, хотя центр не такой резкий, как у других простых чисел.

Sony 30mm Macro может быть лучше на макро расстояниях (на самом деле должно быть), но установка Imatest требует от нас тестирования на расстоянии около 15 футов. Очень достойно описывает также Sigma 19mm f / 2.8, что явно намного лучше, чем 16-миллиметровый блин от Sony. Зум — это то, о чем мы думали: линзы ОК, когда вам нужен зум.

Сравнение систем

Сравнивать разрешение Imatest между камерами с разными размерами сенсора всегда немного сложно, поскольку генерируемые нами числа измеряются в парах линий / высоте изображения, а высота изображения отличается. Я не решился сделать это вообще, потому что это неизбежно приведет к 716 сообщениям о том, лучше ли умножать разрешение датчика кадрирования или делить разрешение полного кадра, и на какую величину.Но я думаю, что все будет просто. Если я сфотографирую здание любой камерой, которую снимаю, чтобы оно было такого же размера на изображении, которое я распечатываю, высота изображения сенсора не имеет значения.

Другими словами, принтеру все равно, какого размера сенсор, который сделал снимок, если изображения были одинаковыми. Учитывая это «правило Роджера», результаты с NEX-7 и хорошими объективами примерно такие, как мы ожидали: разрешение при f / 4 с хорошим объективом — это примерно то, что мы видим с Canon 5DII или III (1050/800 или около того. LP / IH) с хорошим объективом, не таким хорошим, как Nikon D800 (1200/1000 LP / IH).Таким образом, снимая с одним из лучших объективов, перечисленных выше, вы, безусловно, можете получить все необходимое разрешение.

Но если вы хотите снимать с зумом, все не так уж и красиво. Например, снимок Nikon 24-70 f / 2,8 при f / 2,8 дает около 890/830, подскакивая до 940/875 при f / 4. Canon 70-200 f / 4 разрешает 920/845 при f / 4. Оба зума Sony имеют размер около 855/660, что означает, что углы хорошего зума Canon или Nikon примерно такие же резкие, как центр зума Sony E. Без сомнения, это более дорогие зумы.Я не пытаюсь сравнивать яблоки и апельсины. Просто заявим, что система NEX не предлагает высококачественного масштабирования, и приведем несколько примеров того, какими будут числа при высококачественном масштабировании.

Но, по крайней мере, для объективов с фиксированным фокусным расстоянием, теперь мы получаем качественные объективы с естественным креплением, которые можно использовать с камерами NEX без адаптера. Снимаю шляпу перед Sigma за создание пары действительно хороших объективов по удивительно хорошим ценам. Отлично сработано! Надеемся, что по мере увеличения числа пользователей камер с байонетом E мы увидим больше сторонних вариантов.

Роджер Чикала

Lensrentals.com

Апрель 2012 г.

Автор: Роджер Чикала

Я Роджер и основатель Lensrentals.com. Меня называют здесь одним из оптических ботаников, и в свободное время я люблю снимать коллимированный свет через объективы 30-кратного микроскопа. Когда я делаю реальные снимки, мне нравится использовать что-то другое: средний формат, или Pentax K1, или Sony RX1R.

,

Разрешение | Nikon’s MicroscopyU

Разрешающая способность оптического микроскопа определяется как кратчайшее расстояние между двумя точками на образце, которые все еще могут различаться наблюдателем или системой камеры как отдельные объекты. Пример этой важной концепции представлен на рисунке ниже ( Рисунок 1 ), где точечные источники света от образца выглядят как дифракционные картины Эйри на промежуточной плоскости изображения микроскопа.

Рисунок 1 — Паттерны Эйри и предел разрешения

Предел разрешения объектива микроскопа относится к его способности различать два близко расположенных диска Эйри на дифракционной картине (отмеченной на рисунке).Трехмерные представления дифракционной картины вблизи промежуточной плоскости изображения известны как функция рассеяния точки и показаны в нижней части рис. 1 . Изображение образца представлено рядом близко расположенных точечных источников света, образующих узоры Эйри, и проиллюстрировано как в двух, так и в трех измерениях.

Разрешение — это в некоторой степени субъективное значение в оптической микроскопии, потому что при большом увеличении изображение может казаться нерезким, но все же будет разрешено с максимальной разрешающей способностью объектива.Числовая апертура определяет разрешающую способность объектива, но полное разрешение всей оптической системы микроскопа также зависит от числовой апертуры конденсора подэлемента. Чем выше числовая апертура всей системы, тем лучше разрешение.

Правильная юстировка оптической системы микроскопа также имеет первостепенное значение для обеспечения максимального разрешения. Конденсор подэтапа должен быть согласован с объективом в отношении числовой апертуры и регулировки апертурной ирисовой диафрагмы для точного формирования светового конуса и освещения образца.Спектр длин волн света, используемого для изображения образца, также является определяющим фактором в степени разрешения, обеспечиваемой микроскопом. Более короткие длины волн способны в большей степени разрешать детали, чем более длинные волны. Для выражения взаимосвязи между числовой апертурой, длиной волны и разрешением было выведено несколько уравнений :

Формула 1 — Числовая апертура, длина волны и разрешение

Разрешение (r) = λ / (2NA)

Формула 2 — Числовая апертура, длина волны и разрешение

Разрешение (r) = 0.61λ / NA

Формула 3 — Числовая апертура, длина волны и разрешение

Разрешение (r) = 1,22λ / (NA (obj) + NA (cond))

Где r — разрешение (наименьшее разрешаемое расстояние между двумя объектами), NA — общий термин для числовой апертуры микроскопа, λ — длина волны изображения, NA (obj) — числовая апертура объектива, NA (cond) — числовая апертура конденсатора.Обратите внимание, что уравнения (1) и (2) отличаются коэффициентом умножения, который составляет 0,5 для уравнения (1) и 0,61 для уравнения (2) . Эти уравнения основаны на ряде факторов (включая множество теоретических расчетов, выполненных физиками-оптиками) для учета поведения объективов и конденсаторов, и их не следует рассматривать как абсолютную величину какого-либо одного общего физического закона. В некоторых случаях, таких как конфокальная и флуоресцентная микроскопия, разрешение может фактически превышать пределы, установленные любым из этих трех уравнений.Другие факторы, такие как низкий контраст образца и неправильное освещение, могут способствовать снижению разрешения и, чаще всего, к реальному максимальному значению r (около 0,25 мкм при длине волны среднего спектра 550 нанометров) и числовая апертура от 1,35 до 1,40 на практике не реализуется. В следующей таблице (Таблица 1) приведены значения разрешения ( r ) и числовой апертуры ( NA ) в зависимости от увеличения и коррекции объектива.

Таблица 1 — Разрешение и числовая апертура по объективной коррекции
Объектив Тип
Планахромат Plan Флюорит План Апохромат
Увеличение Н.A. Разрешение
(мкм)
Н.А. Разрешение
(мкм)
Н.А. Разрешение
(мкм)
4 шт. 0,10 2,75 0,13 2,12 0,20 1,375
10 шт. 0,25 1,10 0,30 0,92 0,45 0,61
20x 0.40 0,69 0,50 0,55 0,75 0,37
40x 0,65 0,42 0,75 0,37 0,95 0,29
60x 0,75 0,37 0,85 0,32 0,95 0,29
100x 1,25 0,22 1,30 0.21 1,40 0,20

N.A. = числовая апертура

Когда микроскоп находится в идеальном положении и объективы соответствующим образом согласованы с конденсатором подстадия, мы можем подставить числовую апертуру объектива в уравнения (1) и (2) , с добавленным результатом, что уравнение (3) сводится к уравнению (2) . Важно отметить, что увеличение не является фактором ни в одном из этих уравнений, поскольку только числовая апертура и длина волны освещающего света определяют разрешение образца.

Как мы уже упоминали (и это можно увидеть в уравнениях) длина волны света является важным фактором разрешения микроскопа. Более короткие длины волн дают более высокое разрешение (более низкие значения для r ) и наоборот. Наибольшая разрешающая способность в оптической микроскопии достигается с помощью света, близкого к ультрафиолетовому, — самой короткой эффективной длины волны изображения. За светом, близким к ультрафиолетовому, следует синий, затем зеленый и, наконец, красный свет, что позволяет различать детали образца.В большинстве случаев микроскописты используют белый свет, излучаемый вольфрамово-галогенной лампой, для освещения образца. Спектр видимого света составляет около 550 нанометров, это основная длина волны зеленого света (наши глаза наиболее чувствительны к зеленому свету). Именно эта длина волны использовалась для расчета значений разрешения в таблице 1. Числовое значение апертуры также важно в этих уравнениях, и более высокие числовые апертуры также обеспечивают более высокое разрешение. Влияние длины волны света на разрешение при фиксированной числовой апертуре (0.95), приведен в таблице 2, причем более длинные волны приводят к снижению степени разрешения.

Таблица 2 — Разрешение в зависимости от длины волны
Длина волны
(нанометров)
Разрешение
(микрометров)
360 ,19
400 ,21
450 ,24
500 .26
550 ,29
600 .32
650 .34
700 .37

Разрешающая способность микроскопа является наиболее важной характеристикой оптической системы и влияет на способность различать мелкие детали конкретного образца. Как обсуждалось выше, основным фактором при определении разрешения является числовая апертура объектива, но разрешение также зависит от типа образца, когерентности освещения, степени коррекции аберрации и других факторов, таких как методика повышения контрастности либо в оптической системе микроскоп или в самом образце.В конечном итоге разрешение напрямую связано с полезным увеличением микроскопа и пределом восприятия деталей образца.

,Завод разрешения линз

, производственная компания OEM / ODM по индивидуальному заказу

Всего найдено 673 фабрики и компании по разрешению линз с 2,019 продуктами. Получите высококачественное разрешение линз от нашего огромного выбора надежных заводов по производству линз. Бриллиантовый член
Тип бизнеса: Производитель / Factory , Торговая компания
Основные продукты: Камера , линзы , оптические линзы , и оптические компоненты
Mgmt.Сертификация:

ISO 9001, ISO 14000

Собственность завода: Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР: ODM, OEM
Расположение: Шанхай, Шанхай
Тип бизнеса: Производитель / Factory
Основные продукты: Объектив , Оптический Объектив , Машинное зрение Объектив , CCTV Объектив , Автомобильный Объектив
Mgmt.Сертификация:

ISO 9001, IATF16949, EICC

Собственность завода: Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР: OEM, ODM, собственный бренд
Расположение: Сучжоу, Цзянсу
Тип бизнеса: Производитель / Factory , Group Corporation
Основные продукты: Zoom Объектив , Машинное зрение Объектив , Fa Объектив , CCTV Объектив , Telecentric Объектив
Mgmt.Сертификация:

ISO 9001

Собственность завода: Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР: OEM, ODM
Расположение: Дунгуань, Гуандун
Тип бизнеса: Производитель / Factory
Основные продукты: Объектив , Камера Объектив , Фотография Объектив , Рыбий глаз Объектив , Широкоугольный объектив Объектив
Mgmt.Сертификация:

ISO 9001

Собственность завода: Общество с ограниченной ответственностью
Расположение: Гонконг С.А.Р.
Тип бизнеса: Производитель / Factory , Другой
Основные продукты: Китай cctv объектив поставщик / камера видеонаблюдения объектив / линзы , Китай m12 крепление объектив поставщик, Китай рыбий глаз объектив поставщик, Китай ручная диафрагма объектив поставщик, Китай доска объектив / MTV Объектив поставщик
Собственность завода: Общество с ограниченной ответственностью
Объем НИОКР: OEM, ODM
Расположение: Шэньчжэнь, Гуандун
Производственные линии: 6
Тип бизнеса: Производитель / Factory , Торговая компания
Основные продукты: Модуль USB-камеры, USB-камера, IP-камеры, IP-камеры с функцией распознавания лиц, IP-камеры с обзором «рыбий глаз» на 360 градусов
Объем НИОКР: OEM, собственный бренд
Расположение: Шэньчжэнь, Гуандун
Тип бизнеса: Производитель / Factory , Торговая компания
Основные продукты: Мини-камера, Мини-камера с пулей, Купольная камера, Корпусная камера, Водонепроницаемая ИК-камера
Объем НИОКР: OEM, собственный бренд
Расположение: Шэньчжэнь, Гуандун
Производственные линии: 5
,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о