Czy mniejsze przysłony zapewniają większą głębię ostrości poza granicą dyfrakcji, nawet jeśli cierpi na to ostrość piku?

W Understanding Exposure (wydanie trzecie, strona 48 ) Bryan Peterson ma coś, co można by nazwać rantem wobec współczesnej konwencjonalnej wiedzy online na temat granic dyfrakcji. Odpowiedzi na tej stronie są w dużej mierze zgodne z tą konwencjonalną mądrością; zobacz Co to jest „granica dyfrakcji”? i jaka jest korzyść z małego otworu?

Ale Peterson szczególnie lekceważy „witryny internetowe forum fotograficznego” i mówi, że „chce wyprostować rekord”. Czy w tym, co mówi, jest ziarno prawdy, czy też jest zupełnie nieuprzejmy?

Mówi w szczególności, że f / 22 jest „najmniejszym otworem obiektywu, który z kolei wytwarza największą głębię ostrości” z obiektywem szerokokątnym, i dlatego f / 22 jest zatem jedynym sposobem na rejestrowanie ostrości od przodu do tyłu . Czy przymknięcie przysłony poza granicę dyfrakcji zapewni bardziej stałą ostrość w polu, nawet jeśli nie jest tak absolutnie ostra? Czy też granica dyfrakcji oznacza, że ​​w pewnym momencie, znacznie przed f / 22 na APS-C dSLR, wszystko jest tak ostre, jak się da, a poza tym wszystko się pogarsza?

Peterson także mówi „Kwestia korzystania f / 22 było nigdy problemu w dniach, kiedy wszyscy filmowy strzał, i to powinno nie być problemem dzisiaj.” W tej odpowiedzi na tej stronie jrista (przekonująco, myślałem) twierdzi, że limit jest funkcją nośnika zapisu. Czy Peterson, pomimo tego, że jest najlepiej sprzedającym się autorem fotografii, nie daje wystarczającej wiarygodności różnicy między filmem a cyfrą?

Przede wszystkim był to problem z filmem. Jeśli Bryan Peterson nie był wówczas tego świadomy, to po prostu pokazuje to, czego nie wiedział, a nie to, że tak naprawdę nie był to problem.

Były jednak różnice. Po pierwsze, nie mieliśmy danych EXIF, a większość ludzi nie prowadziła wystarczająco uważnych notatek, aby naprawdę wiedzieć, dlaczego strzał X wyszedł nieco ostrzejszy niż strzał Y. Nawet dla tych, którzy robili notatki, robiąc prawdziwe testy, takich jak zrobienie 100 zdjęć tego samego obiektu przy zmianie ustawień aparatu, aby zobaczyć, co działa dobrze, a co nie wystarczyło pracy, którą bardzo niewiele osób naprawdę próbowało.

Po drugie, dla większości ludzi standardy były znacznie niższe. Zwłaszcza oglądanie zdjęć na monitorze komputera znacznie ułatwia dokładne powiększenie do tego stopnia, że ​​dostrzegasz naprawdę niewielkie wady, których nigdy nie zobaczysz w drukach w rozsądnych rozmiarach lub wyświetlając slajd, nawet naprawdę duży .

Po trzecie, wiąże się to z efektem psychicznym. Kiedy fotografujesz na f / 22, wszystko jest trochę rozmyte, więc masz tendencję (na przykład) po prostu nie patrzeć na to tak dokładnie. Większość ludzi tak naprawdę nigdy tego nie zauważy, ponieważ mają tendencję do rzucania się uważniej, gdy (zwykle podświadomie) zdają sobie sprawę, że nie ma tam więcej szczegółów. Dla kontrastu, jeśli fotografujesz, powiedzmy f / 5.6, części obrazu, które mają dokładnie taki sam rozmiar CoF, jak na f / 22, wyglądają na nieostre, ponieważ możesz (przynajmniej zwykle) zobaczyć części, które są zasadniczo oszust.

Po czwarte, wiele zależy od jakości zastosowanego obiektywu. Jeśli spojrzysz na obiektywy z (powiedzmy) 50 lub 60 lat temu / będziesz się z nimi bawić, możesz w zasadzie polegać na tym, że przy obecnych standardach są okropne, kiedy są szeroko otwarte. Obiektyw f / 2 może łatwo zostać przymknięty do przysłony f / 8, zanim będzie całkiem dobry jak na współczesne standardy. Aberracje, gdy było szeroko otwarte, były na tyle złe, że jakość wciąż poprawiała się do f / 11, a nawet f / 16 w wielu przypadkach. Świetny obiektyw i naprawdę kiepski obiektyw są prawie równe na f / 22 - ale na f / 8 świetny obiektyw będzie znacznie lepszy.

Aby zbliżyć się do bezpośredniego pytania: tak, rozmiar czujnika ma znaczący wpływ. Dzięki większej matrycy musisz być bliżej obiektu, aby uzyskać takie samo kadrowanie przy tej samej ogniskowej obiektywu. Oznacza to, że większy czujnik normalnie zmniejsza pozorną DoF, dzięki czemu zyskujesz więcej przez przymknięcie. Po drugie, gdy używasz większego czujnika, powiększasz mniej, aby uzyskać wydruk tego samego rozmiaru. Dzięki temu utrata ostrości z małej apertury nie jest prawie tak oczywista.

Aby dać ekstremalny przykład, wielu najbardziej znanych „klasycznych” fotografów, takich jak Adams i Weston, należało do tego, co nazywali klubem f / 64. Strzelając do aparatu 8x10 (lub nawet większego), potrzebowali niewielkiej przysłony, aby uzyskać dowolną głębię ostrości i (oczywiście od nazwy) uważali f / 64 za idealną przysłonę. Utrata ostrości nie miała większego znaczenia, z tego prostego powodu, że rzadko powiększały się. Począwszy od negatywu 8x10, nawet wydruk 24x30 był tylko powiększeniem 3: 1 - nieco mniejszym powiększeniem niż wydruk 3x5 z pełnoklatkowego aparatu cyfrowego.

Edycja: Przede wszystkim f / 22 jest rzadko konieczne z punktu widzenia DoF. Rozważ hiperfokalne odległości dla obiektywu 50 mm przy różnych otworach:

f/8:  41 feet
f/11: 29 feet
f/16: 21 feet
f/22: 15 feet

Najbliższy punkt, który jest ostry, to w każdym przypadku połowa tej liczby, więc przejście od f / 16 do f / 22 daje około 3 stóp pierwszego planu, który jest ostry. Bez wątpienia zdobycie 3 stóp jest warte prawie wszystkiego . Bądźmy szczerzy: nie jest to tak naprawdę bardzo powszechne - i prawdopodobnie w 95% przypadków możesz użyć f / 22 do wykonania tej pracy, możesz użyć ustawiania ostrości (na przykład), aby osiągnąć to samo i uzyskać znacznie wyższą ostrość ogólny.

W przypadku typowego krajobrazu rzadko jest to wcale konieczne. Rozważmy na przykład aparat FF z obiektywem 50 mm trzymanym na wysokości oczu (powiedzmy 60 "nad ziemią) z pobliskim gruntem mniej więcej płaskim i poziomym. Dla uproszczenia założymy, że trzymają aparat w przybliżeniu poziomo .

W takim przypadku najbliższy pierwszy plan na samej krawędzi obrazu znajduje się w odległości około 250 cali (nieco poniżej 21 stóp). Oznacza to, że f / 8 jest wystarczająco mały, aby cały obraz mieścił się w DoF. Ktoś, kto naprawdę dokładnie patrzy na samą krawędź obrazu, może zauważyć, że jest on nieco bardziej miękki niż środek - ale to, co widzą, jest nieco ostrzejsze na brzegu i dużo ostrzejsze w środku, niż gdybyś oddał strzał na f / 22.

Czuję się jednak zobowiązany dodać, że DoF nie jest jedynym powodem, dla którego warto skorzystać z małej przysłony. Czasami używam niewielkiej przysłony, aby uzyskać raczej miękki obraz o niskim kontraście. Ustawienie f / 22 (lub f / 32, jeśli jest dostępne) może być naprawdę tanią alternatywą dla obiektywu z miękką ostrością, a jeśli chcesz uzyskać miękki, senny wygląd, jakiego można oczekiwać od aparatu otworkowego, f / 32 może być łatwym rozwiązaniem zastąpić.

Konkluzja: Całkowicie możliwe jest wykonanie naprawdę fajnych zdjęć, strzelając na f / 22 lub f / 32 - ale kiedy / jeśli go użyjesz, powinieneś to zrobić na podstawie przynajmniej jakiegoś pojęcia, czego się spodziewać i wiedząc, że chcesz tego rodzaju zdjęcie, które dostaniesz. Czy nie zrobić, bo Bryan Peterson (lub ktokolwiek inny) zapewnił, że jest to słuszne, nie należy robić to spodziewa się obraz na f / 22 wyjdzie nawet blisko ostre jak jeden na f / 11.

Pozwól mi zakończyć krótką serią zdjęć. Wszystkie zostały pobrane ze statywu z założonym lustrem, wszystkie w odległości kilku sekund od siebie, więc światło zmieniło się bardzo niewiele itp. Najpierw ogólny strzał:

Następnie 100% upraw przy f / 11, f / 16, f / 22 i / f32:

To prawda, że ​​podglądamy piksele tutaj przynajmniej do pewnego stopnia, ale prawdą jest również to, że utrata jakości na przysłonie f / 22 i (szczególnie) f / 32 jest dość oczywista. Szczerze mówiąc, chociaż większość testów wykazuje pewną utratę na przysłonie f / 16 podczas fotografowania płaskich obiektów o wysokim kontraście, tutaj na prawdziwym zdjęciu, f / 16 nie pokazuje się tak różnie od f / 11.

OTOH, na f / 22 utrata jakości jest dość zauważalna, a na f / 32 wynik jest szczerze mówiąc okropny.

Aha, i wszystkie są zrobione z odległości 200 mm. Jeśli uważasz, że długi obiektyw uchroni cię przed dyfrakcją, przygotuj się na rozczarowanie ...

W aparatach cyfrowych dyfrakcja o ograniczonej aperturze (DLA) zależy od wielkości pikseli czujnika. W przypadku filmu był to rozmiar ziaren w emulsji, dlatego DLA dla tej samej kombinacji aparat / obiektyw różni się w zależności od użytej folii. Jest tak, ponieważ jest to związane z rozmiarem koła zamieszania dla danej apertury. W przypadku czujnika cyfrowego DLA jest otworem, przy którym rozmiar koła pomieszania staje się większy niż piksele czujnika i zaczyna widocznie wpływać na ostrość obrazu na poziomie pikseli. Dyfrakcja w DLA jest ledwo widoczna, gdy ogląda się ją na 100% (1 piksel = 1 piksel) na wyświetlaczu. Wraz ze wzrostem gęstości pikseli czujnika, każdy piksel zmniejsza się, a DLA rośnie.

DLA nie oznacza, że ​​nie należy stosować węższych otworów. To tam ostrość obrazu zaczyna być zagrożona w celu zwiększenia DOF. Czujniki o wyższej rozdzielczości generalnie dostarczają więcej szczegółów znacznie więcej niż czujniki DLA niż czujniki o niższej rozdzielczości, aż do osiągnięcia „częstotliwości odcięcia dyfrakcji” (znacznie węższy otwór). Przejście od ostrego do miękkiego nie jest gwałtowne.

DLA może się znacznie różnić w zależności od aparatu. Wśród obecnych produktów Canona najwyższą wartością DLA jest f / 11 dla 1D X z 18,1 MP na matrycy pełnoklatkowej (36 x 24 mm). Każdy piksel ma szerokość 6,9 mikrometra. Rebelie 7D, 60D i T2i do T4i dzielą ten sam podstawowy czujnik, który ściska 18,0 MP w formacie APS-C (22,3 x 14,9 mm), który wykorzystuje piksele 4,3 mikrometra. Powoduje to DLA dla f / 6.9. Oryginalny ekran 5D o rozdzielczości 12,8 MP (szerokość 8,2 mikrometra) jest wykrywany na matrycy FF dla DLA dla f / 13,2. Znak 1D II używał 8,2 MP przy tym samym rozmiarze piksela na matrycy APS-H dla tego samego DLA dla f / 13.2.

Co się stanie, gdy wybierzesz przysłonę poza DLA? Dyfrakcja zaczyna negatywnie wpływać na ostrość w absolutnym punkcie ostrości. W zamian węższy otwór zwiększa głębię ostrości, która jest w nominalnym ustawieniu ostrości. Istnieją techniki, które pozwalają zmaksymalizować głębię ostrości przy użyciu możliwie największej przysłony. Nauczenie się obliczania odległości ogniskowej (lub noszenie mapy dla każdej używanej ogniskowej) pozwala ustawić punkt ostrości jak najbliżej aparatu, jednocześnie pozwalając, aby wszystko poza tym punktem aż do nieskończoności pozostało akceptowalne w centrum zainteresowania. Przy niewielkich odległościach i szerokich przysłonach głębia ostrości jest mniej więcej równa przed i za punktem ostrości. W miarę zwiększania odległości od obiektu i / lub zwężania przysłony,Oto link do kalkulatora DOF, którego możesz zilustrować.

Czy więc Peterson ma rację, czy nie, gdy mówi, że używanie f / 22 nie stanowi problemu? To zależy. W przypadku aparatu z większymi pikselami będzie to mniejszy problem niż w przypadku aparatu z większą liczbą pikseli wciśniętych w mniejszy czujnik. Jeśli powstały obraz będzie miał rozmiar do oglądania w Internecie przy stosunkowo niskiej rozdzielczości i wysokiej kompresji, nie będzie to duży, jeśli w ogóle jakiś czynnik. Jeśli obraz zostanie wydrukowany w stosunkowo małych rozmiarach, nie będzie to stanowić większego problemu. Z drugiej strony, jeśli obraz zostanie wykorzystany do wydrukowania dużego formatu w wysokiej rozdzielczości lub mocno przycięty podczas wyświetlania na monitorze, stanie się znacznie większym problemem.

Wiem, że to nie jest właściwa odpowiedź na twoje pytanie, ale chciałem uniknąć przedłużania wątku komentarzy na pierwszej (i dobrej) odpowiedzi.

Właśnie wziąłem wzór testowy Siemensa (z http://fotofreaks.de/fototechnik/siemensstern/Siemensstern_v1.1.pdf ) i sprawdziłem rozdzielczość mojej lustrzanki cyfrowej (Pentax K-20D z zoomem Pentax 18–135 mm WR). Moje testy wykazały, że przy różnych ogniskowych zawsze uzyskuję znacznie ostrzejsze zdjęcia na f / 11 niż na f / 32. To sugeruje mi, że rzeczywiście małe przysłony powyżej f / 16 mają tendencję do powodowania dyfrakcji ujemnej zamiast zwiększania ostrości. To także wyjaśnia, że ​​nie można uzyskać większej ogniskowej, ponieważ dyfrakcja znów działa na ten cel, prawda?

Oczywiście nie jest to objaśnienie, tylko przykład, dokonane przez kogoś, kto nie ma zbyt dużej dogłębnej wiedzy na temat fizyki. Ale zachęcam do robienia podobnych testów.

Nie do końca odpowiedź na komentarz OP dotyczący Petersona, ale przydatny dla niektórych:

Rozmycie dyfrakcyjne jest bardzo dobrze zdefiniowane. Znając przysłonę f / stop i ogniskową, rozmycie można usunąć za pomocą bardzo niewielu artefaktów. SmartSharpen w PS, In-focus od Topaz i Piccure + od Piccureplus - wszystko to może zrobić. Dekonwolucja jest droga pod względem obliczeniowym. + Ma sposób na skonfigurowanie przetwarzania wsadowego, dzięki czemu można go uruchomić na zestawie pix przez noc. Działa najlepiej zastosować jako pierwszy krok w procesie przetwarzania obrazu.