การขยายเลนส์สามารถปรับปรุงได้มากเพียงใดโดยไม่ลดคุณภาพของภาพลงอย่างมาก


10

ปัจจุบันฉันมีเลนส์มาโครกำลังขยาย 1 เท่า (35 มม. F / 2.8) แต่ฉันกำลังเล่นกับเลนส์ Canon MP-E 65 มม. ที่ให้เช่าซึ่งสามารถไปถึง 5X ได้ การถ่ายภาพที่กำลังขยายเป็นโลกที่แตกต่าง!

คำถามคือฉันสามารถเพิ่มการขยายของมาโคร 35 มม. ผ่านท่อขยายหรืออะแดปเตอร์มาโครอื่น ๆ ได้มากเพียงใดโดยไม่สูญเสียคุณภาพของภาพ สิ่งที่จะได้รับเกิน 2-3 เท่าถ้าเป็นไปได้?


คุณไม่สามารถเพิ่มมันได้เลยในช่วง 1x / 1: 1 ซึ่งมันสามารถทำได้ด้วยตัวเองโดยไม่สูญเสียคุณภาพของภาพ
dpollitt

1
@dollit ฉันคิดว่าคุณทำได้ตราบใดที่เลนส์สามารถแก้ไขได้มากกว่าสื่อบันทึกภาพที่สามารถจับภาพได้
Imre

คำตอบ:


6

คุณควรวางซ้อนกันบนชุดท่อต่อขยายทั้งชุด คุณจะเพิ่มการเลี้ยวเบนอย่างไรก็ตามคุณจะขยายวัตถุของคุณด้วยปัจจัยที่มากขึ้นเป็นไปได้หลาย ๆ ครั้ง ... รายละเอียดที่ละเอียดจะยังคงโดดเด่นกว่าที่จะขยายในระดับที่ต่ำกว่าเนื่องจากเอฟเฟกต์การกระจายยังคงมีขนาดเล็กกว่า รายละเอียดขยาย (จนถึงจุดหนึ่ง ... การเลี้ยวเบนจะเติบโตเร็วกว่าการขยายรายละเอียดอย่างไรก็ตามก่อนที่จะถึงจุดที่แผ่นดิสก์โปร่งสบายมีขนาดใหญ่กว่ารายละเอียดดั้งเดิมของคุณสิ่งอื่น ๆ จะจำกัดความสามารถในการขยายของคุณ) ดวงตาของแมลงกลายเป็นยักษ์และรายละเอียดที่ดีของ EAC FACET สามารถมองเห็นได้ด้วยกำลังขยายที่เพียงพอจนถึงจุดที่พวกมันครอบคลุมกลุ่มพิกเซลขนาดใหญ่ ... ซึ่งแผ่นดิสก์ที่มีการกระจายของแสงโปร่งอาจขยายได้เพียงสองพิกเซลเท่านั้น

เพื่อการทดลองเรามาพูดกันว่าแมลงสมมุติเป็นเรื่องของเรา สมมติว่าเรากำลังถ่ายภาพด้วยกล้อง APS-C ขนาด 18mp ที่กำลังขยาย 1: 1 ให้บอกถึงมุมมองของวัตถุที่เราถ่ายในพื้นที่ 8x8 พิกเซล (เล็กมาก!)

หากคุณกำลังถ่าย 35 มม. 1: 1 @ f / 5.6 และตบท่อขยายขนาด 25 มม. อัตราขยายของการขยายคือส่วนขยาย / focalLength ดังนั้นการเพิ่มขนาด 25mm / 35mm ของคุณหรือกำลังขยายเพิ่มขึ้น 0.714 เท่า การขยายมีผลต่อการหยุดอย่างมีประสิทธิภาพที่คุณถ่ายภาพ ที่กำลังขยาย 1.0 เท่าคุณได้รับเอฟเฟกต์บางส่วนแล้วและรูรับแสงที่มีประสิทธิภาพของคุณคือ f / 11 ด้วยการขยายเพิ่มเติมf-stop ที่มีประสิทธิภาพของคุณคือf/5.6 * (1 + 1.714)หรือ f / 15 ตอนนี้วัตถุที่อยู่ในตาของคุณมีขนาดประมาณ 26x26 พิกเซลและการเลี้ยวเบนมีผลกับพื้นที่ประมาณ 4 พิกเซล

ในทำนองเดียวกันการขยาย 50 มม. จะเป็นการขยายเพิ่มเติม 1.43x (50/35) ดังนั้น f-stop ที่มีประสิทธิภาพf/5.6 * (1 + 2.43)หรือ f / 19 การมองเห็นการเลี้ยวเบนของระดับนั้นจะปรากฏให้เห็นและจะมีผลกระทบปานกลางต่อ IQ แต่ไม่ใกล้เคียงกับความเลวร้ายที่สุดเนื่องจากความผิดปกติทางแสงจะอยู่ที่ f / 2.8 มันยังคงไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของภาพของคุณอย่างไรก็ตาม ... เนื่องจากตัวแบบของคุณมีรายละเอียดมากขึ้น มุมมองตาของเป้าหมายของคุณอยู่ที่ประมาณ 43x43 พิกเซลและการกระจายแสงมีผลกับพื้นที่ 6 พิกเซล

ช่วยให้การทดลองไกลออกไป ... คุณต้องหยุดลงที่ f / 22 เพื่อให้ได้อานนท์เพียงพอและการขยายของคุณด้วยการขยายภาพทั้ง 5x ที่ช่วยให้คุณมีรูรับแสงที่มีประสิทธิภาพของf/22 * (1 + 5)หรือf / 132 ณ จุดนี้เอฟเฟกต์ของการเลี้ยวเบนจะครอบคลุมพื้นที่ 150 พิกเซลสำหรับเซ็นเซอร์ 18mp APS-C (ซึ่งมีความละเอียดสูงมากประมาณ 116 lp / mm ... คู่สาย / มิลลิเมตร) คุณอาจจะคิดว่า เอฟเฟกต์ของการเลี้ยวเบนกำลังขจัดรายละเอียดทั้งหมดที่คุณทำงานหนักเพื่อให้ได้มา ที่ไม่จำเป็นต้องเป็นกรณีแม้ว่า ของคุณที่กำลังขยาย 5x ขนาดเกือบสามคำสั่งยิ่งใหญ่กว่าคุณที่กำลังขยาย 2.43 เท่าก่อนหน้านี้ซึ่งรายละเอียดเหล่านั้นครอบคลุมพื้นที่ 26x26 พิกเซล รายละเอียดเดียวกันควรครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 250x250 พิกเซลในขณะนี้ การฟุ้งกระจายได้เติบโตขึ้นและมีแนวโน้มที่จะทำให้รายละเอียดเบลอเล็กน้อย แต่มีผลกระทบต่อพื้นที่ประมาณ 50 พิกเซล คุณจะยังสามารถแยกรายละเอียดได้มากกว่าที่คุณเสียไปจากการเลี้ยวเบน

เพื่อตอบคำถามพื้นฐานของคุณ: คุณสามารถขยายได้มากเท่าไหร่ก่อนที่จะสูญเสียรายละเอียด ขนาดของดิสก์โปร่งสบายจะโตเร็วกว่าขนาดของรายละเอียดดั้งเดิมที่กำลังขยาย 1.0 เท่า นี่เป็นเพราะธรรมชาติที่ไม่สม่ำเสมอของการเลี้ยวเบนและวิธีที่มันจะเข้าไปรบกวน / ขยายตัวเมื่อเอฟเฟกต์ของมันเติบโตขึ้น การเลี้ยวเบนขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสง ... ดังนั้นในขณะที่ฉันใช้ความยาวคลื่นของแสงสีเหลืองสีเขียว (564nm) สำหรับการคำนวณของฉันจนถึงตอนนี้แสงที่มองเห็นครอบคลุมช่วงจากประมาณ 340nm สีม่วงถึง 790nm สีแดงเข้ม แสงสีแดงเข้มจะกระจายตัวมากกว่าความยาวคลื่นอื่นและจะทำให้เกิดการเลี้ยวเบนมากขึ้น ในที่สุดคุณอาจถึงขีด จำกัด การเลี้ยวเบนนั้นส่งผลต่อ IQ มากพอที่คุณจะไม่ได้รับผลประโยชน์ใด ๆ เพิ่มเติม ขีด จำกัดนั้นอยู่ไกลมาก เกินจุดที่ข้อ จำกัด ทางกลอื่น ๆ ทำให้คุณไม่สามารถขยายได้อีก

ในการถ่ายภาพปกติยิ่งคุณลดขนาดรูรับแสงมากเท่าไหร่เอฟเฟ็กต์การเลี้ยวเบนของภาพก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากรายละเอียดในภาพไม่ใหญ่ขึ้นเมื่อคุณหยุดทำงานรายละเอียดเพิ่มเติมที่คุณสูญเสียเมื่อแผ่นดิสก์โปร่งสบายจะเติบโต เมื่อพูดถึงการถ่ายภาพมาโครการขยายรายละเอียดของคุณในขณะที่คุณเพิ่มส่วนขยาย ... และในขณะที่ยังเพิ่มการกระจายตัวแบบเดิมรายละเอียดมีขนาดใหญ่กว่าดิสก์ที่โปร่งสบายเสมอ คุณจะสูญเสียรายละเอียดบางส่วนในขณะที่ขยาย (คุณจะนำรายละเอียดปลีกย่อยและปลีกย่อยมาสู่แสงและเกินกำลังขยายประมาณ 3 เท่าการเลี้ยวเบนจะเริ่มส่งผลกระทบต่อการมองเห็นรายละเอียดปลีกย่อยมากกว่าที่คุณเริ่มต้นด้วย 1.0x) ผลกระทบของการเลี้ยวเบนจะป้องกันไม่ให้คุณได้รับประโยชน์อย่างต่อเนื่องพร้อมกับการขยายเพิ่มเติม แต่คุณสามารถขยายภาพได้ไกลมาก ในกรณีทั่วไปคุณมีแนวโน้มที่จะพบกับปัญหาที่ระนาบโฟกัสของคุณใกล้เกินไปหรือในเลนส์ก่อนที่คุณจะพบปัญหากับการเลี้ยวเบนที่ส่งผลต่อ IQ ในทางที่เป็นอันตรายอย่างแท้จริง


ค่อนข้างคำอธิบายรายละเอียด! จากคำตอบของ @ Irme ฉันสงสัยว่าคุณกำลังสมมติว่าเป็นเลนส์ที่สมบูรณ์แบบซึ่งหมายความว่าความละเอียดจะไม่ถูก จำกัด โดยสิ่งอื่นนอกจากการเลี้ยวเบน เป็นกรณีนี้หรือไม่?
Itai

@Itai: ไม่จำเป็น ที่ f / 5.6 และต่ำกว่าความคลาดเคลื่อนของแสงมีแนวโน้มที่จะบรรเทาลงและการเลี้ยวเบนได้เริ่มมีผลต่อ IQ มากขึ้น นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันไม่ได้ใช้รูรับแสงที่กว้างกว่าเพราะมันยากที่จะรับประกันสิ่งที่กว้างกว่าประมาณ f / 4-5.6 และในบางกรณีถึงแม้ว่าเลนส์จะมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่าการเลี้ยวเบนเล็กน้อย ตัวเลขด้านบนถือว่ามีการเลี้ยวเบน จำกัด ซึ่งควรเป็นจริงในกรณีที่มีเลนส์ส่วนใหญ่ที่รูรับแสงเหล่านั้น
jrista

@Itai: ข้อมูลอีกเล็กน้อย ที่ f / 5.6 ความละเอียดเชิงพื้นที่ของเลนส์มากที่สุดคือ 123lp / mm เซ็นเซอร์ความหนาแน่นสูงสุดของแคนนอนคือ 18mp APS-C สามารถแก้ไขได้มากที่สุดที่ 116lp / mm คุณอาจต้องหยุดลงที่ประมาณ f / 6.5 เพื่อให้เลนส์เข้ากับเซ็นเซอร์จากมุมมองการเลี้ยวเบน มีอะไรมากกว่านั้นและเลนส์จะมีการเลี้ยวเบน จำกัด มากกว่าเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ไม่สามารถแก้ไขความละเอียดเชิงพื้นที่ที่มากแม้ว่า ... เซ็นเซอร์ฟูลเฟรมส่วนใหญ่แก้ปัญหาได้ประมาณ 70-80lp / mm ในตอนนี้ฉันคิดว่าสิ่งเดียวที่แก้ไขได้มากกว่าคือ 24mp APS-C ของ Sony แต่มันมีปัญหาของตัวเอง
jrista

คุณสามารถค้นหาแผนภูมิที่มีประโยชน์ของการเลี้ยวเบน จำกัด มติเลนส์ที่LL ในตารางที่ 1 ใช้คอลัมน์ MTF 50% ... คอลัมน์ MTF 9% เกี่ยวข้องกับการมองเห็นของมนุษย์สูงสุดที่สามารถแก้ไขได้ซึ่งค่อนข้างดีกว่าเซ็นเซอร์ใด ๆ หรือทั้งหมด แต่เลนส์ที่ดีที่สุดและพิเศษที่สุดสามารถแก้ไขได้
jrista

ขอบคุณสำหรับการอัปเดตทั้งหมด มันสมเหตุสมผลมาก แต่ฉันอาจสับสน คุณกำลังบอกว่ากำลังขยายสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยท่อต่อขยายโดยไม่สูญเสียคุณภาพมากจนกระทั่งระยะโฟกัสไม่อยู่นอกเลนส์อีกต่อไป?
Itai

2

ก่อนอื่นการเพิ่มท่อต่อขยายจะทำให้ด้านหน้าของเลนส์ไกลออกไปจากลำตัว มีข้อ จำกัด ว่าคุณสามารถยืดได้เท่าใดจนกว่าเลนส์ของคุณจะไม่พอดีกับระนาบโฟกัสและตัวกล้อง เลนส์มาโครขนาด 35 มม. นั้นโฟกัสอยู่ใกล้มากดังนั้นความยาวทางกายภาพของเลนส์จึง จำกัด ว่าคุณสามารถขยายได้มากแค่ไหน

เมื่อใช้ท่อต่อขยายคุณกำลังเคลื่อนเลนส์ของคุณออกไปให้ห่างจากผิวของภาพ (ฟิล์มหรือเซ็นเซอร์) ระยะทางที่ใหญ่กว่าหมายถึงวงกลมภาพที่ฉายจะใหญ่ขึ้นและคุณใช้ส่วนที่เล็กกว่าของมัน - เพื่อให้ได้ความละเอียดเดียวกันเลนส์ของคุณจะต้องฉายภาพด้วยความแม่นยำมากขึ้น นามสกุลที่แท้จริงของ 35 มม 1: 1 เลนส์มาโครคือ 70mm; คุณจะต้องเพิ่มท่อต่ออีก 70 มม. เพื่อเพิ่มกำลังขยายสองเท่า แต่ก็ต้องใช้กำลังในการแก้ไขถึงสองเท่าเพื่อให้ได้คุณภาพการฉายภาพที่เหมือนกัน

ดังนั้นคุณจะเริ่มสูญเสียคุณภาพของภาพเมื่อความละเอียดของเลนส์หารด้วยส่วนขยายลดลงต่ำกว่าความละเอียดที่คุณต้องการภาพที่ จากตรงนี้คุณสามารถใช้การปลูกพืชแทน

ในทำนองเดียวกันการถ่ายภาพวงแหวนกลับจะถูก จำกัด ด้วยพลังความละเอียดของเลนส์ที่กลับด้าน (ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมกับความละเอียดเช่นเซ็นเซอร์ของคุณมีไม่มากขึ้น 2-3 เท่า) การได้รับกำลังขยายสูงโดยไม่มีเลนส์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษนั้นง่ายและราคาถูก (พิมพ์ภาพตัดและยอมรับความละเอียดต่ำกว่า) หรือเป็นไปไม่ได้


นั่นเป็นวิธีที่น่าสนใจในการดู ดังนั้นระยะโฟกัสจะเป็นอย่างไรกับส่วนขยาย 35 มม. ครึ่งหนึ่ง มีจุดเมื่อมีการขยายเพียงพอการโฟกัสเป็นไปไม่ได้ทางร่างกายเพราะมันจะอยู่ในเลนส์?
Itai

ผมไม่ทราบวิธีการคำนวณการเปลี่ยนแปลงระยะโฟกัสดังนั้นฉันถามว่ามันเป็นคำถามใหม่ จนถึงตอนนี้ฉันรู้เพียงว่าจากการฝึกฝนที่ขยายออกไปจะทำให้ระนาบโฟกัสใกล้เข้ามาดังนั้นย่อมต้องมีจุดที่มันเข้าหากระจกด้านหน้า
Imre

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.