【转帖】再次驳斥等效光圈伪理科谬论。尤其是我孙子@笑笑哭哭,要看仔细了[老酒 2018-09-25 09:53 88]
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[1 楼] 与食俱进 [老坛泡菜]
17-3-13 11:43
转自91拍照网,作者齐晓东,原文标题:相机入门 --- 我为什么一直追随奥斯卡.巴纳克式的相机? --- 伪理科谬误集合纠错

原文地址:www.91paizhao.com:8080/index.php/photo-course/36-seminar-for-beginners/250-camera-basic?hitcount=0

※※※※※地址(可向原作者直接提问):http://mp.weixin.qq.com/s/_WqfkQh_i4KmrM9nzJMNNg

作者洋洋洒洒两万字,用实拍和数字说话,深入浅出,通俗易懂,建议对理论知识感兴趣的朋友看看。

本人不生产观点,只是观点的搬运工。转帖纯粹是分享,大家对原作者观点的任何质疑请移步去向原作者探讨,本人不负责替不认真看文章的人解释文章涵义及替原作者答疑。

说说自己的观点,器材论坛谈器材无可厚非,百家争鸣也是正常的,但是充斥大量伪科学和迷信玄学色彩,把科学问题庸俗化就不正常了,最后希望大家理性对待器材选择问题,还科学以本来面目。

鉴于很多人没有耐心阅读长文,简单列出文章的提纲和结论,方便大家。

第一部分:被尺寸观所忽视的传感器本身的性能

1.1 回忆135胶片和120胶片之争:传感器本身存在的轻微品质差异

      在模拟胶片的时代,徕卡一直是受打压的小片幅相机。哈苏的120传感器是徕卡的135传感器的整整4.16倍(近似为4倍吧)。模拟时代的一个好处是可以使用性能几乎完全一样的传感器(尽管存在微小差异),在不同的之间转换而不受任何限制。然而,在曝光数据完全相同的情形下,底片获得曝光(光能量)至少是一致的,胶片毕竟不能象数码相机一样偷偷地开增益啊!这个比赛,没有作弊的可能!反过来,哈苏的120传感器出来的片子反而有了几分“噪声”。那说明“等效光圈”的理论是现实中是完全不成立的。有“噪声”,只能怪哈苏用的传感器有些问题了。

1.2 一次非对称的PK:数码时代的传感器

在现代数码相机中,对于最终成像的影像,我们罗列了下面几点:
a. 传感器
b. 镜头
c. 对焦系统
d. 防抖系统
我自己认为影响最大的是镜头和对焦系统。

1.3 旧书温习:传感器的噪声是哪里来的?

传感器的噪声那里来的?想想也知道,和传感器的面积是没有关系的。如果你是制造传感器的工程师。
回顾一下课本知识,CMOS的噪声来自于以下两根方面:
1. 像素放大电路的偏差(基底噪声)
像素放大电路的偏差来自于MOS晶体管同时进行负载晶体管与源极跟随器电路的动作,从MOS晶体管阈值电压偏差直接表现出偏移性的偏差。当阈值电压的偏差达到一定量级的时候,就形成了图形噪声。这种噪声是固定图形噪声(固定噪声是摄影画面中固定位置出现的噪声FPN),这类固定噪声,在平日的摄影条件下,即在通光量非常好的条件下,仍然会出现。原因主要是来自制造工艺的缺憾。
2. 光电二极管的暗电流
暗电流可以说是CMOS工艺中永远的话题,也是早期困扰CMOS发展的阿一个瓶颈,暗电流主要发生部位在光电二极管与原件分离的SiO2边界周边地区。随着CMOS结构工艺的进步,暗电流的问题在近十年得到了很好的解决,可仍然会对图像质量产生影响。
两者综合起来合计为CMOS的固形噪声FPN。
在这里我为什么根本就没有讲到随机噪声,尤其是随机噪声中的光散粒噪声。第一个原因是它们是CCD制造工艺中考虑到的问题,不是CMOS工艺里考虑的问题,而且随着工艺的进步,随机噪声的解决已经接近物理极限状态,可以忽略。第二,我在接下来的文章里会重点将光能吸收的问题。注意:不是光子!
无论是放大偏差还是暗电流,它们都不是我们摄影爱好者天天在比较、分析、测试、争论的噪声。因为这两者都是在光线良好情况下需要讨论的问题。如果真的肉眼明显发现这些噪声了,CMOS多数是有质量问题了。(上2图的情况是有均匀的、很轻微的噪声分布,而没有明显的固有噪声,不属于质量问题)
我们今天讨论的噪声并非正常照明情况下的噪声,而是是暗光下的噪声,叠加高ISO情形下的噪声。

1.4 数码时代ISO机制与增益:大批噪声杀来
虽然相比清晰度对照片产生的不良影响,噪声的影响要小得多。可是我十分不理解今天的人们为什么这么热衷于讨论与摄影密切度并不大的信噪比。可是,还是讨论一下吧!展示这几幅照片,就是要告诉大家实际效果展示出来的就是高ISO才是噪声的真正来源(暗电流被大幅度放大的缘故),别无它意。
最终无论如何讨CMOS噪声产生的机制,它们都与传感器的尺寸无关。


第二部分:不能脱离镜头谈噪声(注意,作者这个部分与烂托的等效光圈理论开始硬刚了)

2.1大碗与小碗:镜头是如何收集光线的

在第二部分一开始,我首先就要给纯理科朋友们搞搞脑子。先否定了光子一说。这正是一系列错误之源。

“不存在什么光子。”(“There is no such thing as a photon”)



兰姆(W.E.Lamb)如是说。对,就是发现兰姆位移(Lamb Shift),获得过诺贝尔奖的那个兰姆。



最近重读兰姆的经典文章“Anti-Photon”。这里的 Anti-photon 不是反粒子那个概念下的反光子,而是反对“光子”这个说法。更确切的说,是反对通常人们概念中的那个“光子”。兰姆甚至提议给合格的人发许可证,人们需持证使用“光子(Photon)”一词。可以想象,响应的人并不多。



我们通常想象中的光子是什么样子的呢?一个很小很小的发着光的小绒球球?相信有不少人真这么想呢。错了!错了!



为什么会这样呢?光的粒子说不是已经随着杨氏干涉等一系列实验以及麦克斯韦方程组的极大成功被丢进※※的垃圾堆了吗?为什么还会有很多人对光子抱着这样的想象呢?



首先,这要归于我们人类的想象力,因为任何物质,我们都需要把它形象化才得以理解。物理学家经过训练,可以借助抽象的数学工具去理解超出一般人想象力的现象,但是大多数普通人,还是需要形象化的帮助的。于是,在很多科普作品中,只要涉及光子,我们就会看到那一个个发着光的毛茸茸的小球球。



其次,我们中学时期就听说过光的粒子说和波动说互相斗争的故事。最后谁胜出了呢?老师出来和稀泥了:光既是粒子,又是波,光有所谓的“波粒二象性”。其实,我们被骗了——我们被这五个字骗了。光不是粒子。光就是光,光是电磁波。我们从来没有观察到过那个被称为“粒子”的光子。



但是普朗克的黑体辐射理论是怎么回事?爱因斯坦的光电效应又是怎么回事?事实上,无论普朗克还是爱因斯坦,都没有用“光子”这个说法。在那个时候,“光子”这个词还没有发明呢。确切的说,他们提出的概念应该称为“光量子(light quanta)”。“量子”和“粒子”不是一回事,就像“量子力学”不能被称为“粒子力学”一样。光量子的意思是:光的辐射和吸收,只能按一定的能量一份一份的来,大自然这个贩卖机不接受半份的订单。



什么是粒子呢?我们所讲的粒子,有空间尺度,所以我们可以探测到它们的位置。虽然这个测量受到不确定原理的约束,但是测量是可行的。而光子呢?光子不具有像电子那样的波函数,也不具有相应的位置算符,它的位置是完全不可知的。不是有单光子探测器吗?探测器所在位置,难道不是光子的位置?不是的,那是和光子发生相互作用的探测器原子的位置。光子在被吸收之前处于什么位置?我们不知道。



抛开对光子的这种粒子化的想象,有些问题就不那么难理解了。例如在双缝干涉实验中,人们经常提的一个问题是:光子究竟是从哪一个狭缝穿过去的。当我们不再把光子当作通常所说的粒子时,恐怕根本就不会提这样的问题了。光是波,是电磁场,而光子是电磁场能量转化的最小单位,不是什么“粒子”。



光的本质,是科学家仍然在探索的一个问题。我不是量子场论的专家,不可能讲的很透彻。但是无论如何,我们不能把光子再当作会发光的毛茸茸的小球球了。
在兰拓科技的文章里,关于“等效光圈理论”一开始就谈到了一个问题:绝大部分噪声来自于光量子特性本身产生的散粒噪声。这是后面一系列推算的基础。



关于散粒噪声一说,在20年前的日本教科书就出现了。不过日本人说的很清楚:



在CCD制造工艺中,会产生随机噪声的来源有:



1.暗电流的散粒噪声

2.FD复位噪声

3.FD放大器噪声

4.光散粒噪声(谈到CCD的光散粒噪声的时候,日本老师出来和稀泥了:随着FD放大器越来越精良最终会趋向于越来越小,未来就可以控制光散粒噪声了)



在CCD制造工艺中,还有固形噪声FPN,固型噪声的来源于:



1.光电二极管的暗电流

2.转移劣化

3.光电二极管感光度不均匀



可惜的是还没有等日本老师从随即噪声中分离出光散粒噪声(或者说检测出光散粒噪声的存在)CCD已经在照相机领域黯然退场了。



而CMOS只有固形噪声,噪声来源有:

1.基底噪声

2.暗电流



这里面没有随机噪声啥事情的哦!FD系统的噪声和光散粒噪声都没有提到。原因是CCD、CMOS两者的结构不同。CMOS里面压根没有FD。



而早期的传感器工艺教材里也确实提到了传感器面积下降对传感器感光度的影响。甚至推导出了E(像场照度)∞1/F (光圈值)2(和兰拓版主最后推导出来的公式何其相似啊)



日本老师的理论也是基于光粒子散射的吸收效率而推导出来的。



按照他们的理论一个1/4英寸对于2/3英寸的CCD,若使用同样光圈F值的镜头,感光度下降到原来的1/5。



然而实际的工程设计中1/4英寸CCD还是和2/3英寸CCD同样的原理结构,而感光度并没有下降。相反,1/4英寸的传感器还越来越多了。



有人随即提出了“大碗”和“小碗”的概念。大碗总是比小碗装米装的多。



看过本篇开头,大家都已经知道了“毛毛球”是不存在的,这最多只是爱因斯坦的一种假设。让我们以工程的态度来看看“大碗”和“小碗”的问题。
我在这里画了一幅图来说明,CMOS的能量接受特性不能脱离镜头来考虑。



我们来看看镜头到底是如何收集光线的。



假设来自左侧有一块均匀的发光体,上面的每一个点都发出相同能量的光线。每一个点都在向正前半球180度范围内发射能量(光波)。我特地在左下角画了这么一个发光点来说明这个问题。也就是说,激光是不能用来解释现实问题的。激光有很强的方向性,我假设黄色的光线为激光,那么只有近轴的一部分能被镜头收集。这不符合实际情况。



考虑到漫射光(左下方)是没有方向性的,因此即使您有一块和发光体等大的感光原件(红色),也没有办法收集全部能量。这正是镜头存在的意义。



有了镜头以后,光线才能被收集并投射到传感器上。也正是因为镜头的强烈的拦光作用,因此进入镜头前和进入镜头后的光线的照度(单位面积能量)发生了非常明显的变化。这就是需要计算像距和像场照度的一个很重要的、工程上的理由。



您看上图,镜头收集到能量其实非常有限对吗?



这就是您为什么在室外感觉到的照度是一致的(好比站在镜头前),而推到室内每离窗口后退1m就有相差一级的照度(好比您站在镜头里面),因为窗户强烈的拦光效应所致。所以,我们拍照时可以不考虑户外的光线,而需要认真对待室内每一米的光线变化。

所以探究光线进入镜头以后的变化,就需要计算一下。其实这篇文章我之前就已经写过了。再复述一遍。



我们接下来以2个典型的相机系统配备的等视角的两个典型的镜头来讨论。



情形a:一个是索尼的A7全幅机系列,装备24x36mm传感器,装备50mm F1.4镜头,对焦为无穷远,此时像距=焦距为50mm



情形b:一个是奥林巴斯的M43相机(任意一个型号),装备M43规格的17.3 x 13mm传感器,装备25mm F1.4镜头,对焦为无穷远,此时像距=焦距为25mm



假设此时全幅机获得的像场照度是20勒克斯(国际标准组织ISO 1993版定义)。



为啥是20勒克斯呢?这个时候传统胶片相机使用1/125秒快门,F8-11光圈正好可以拍摄阴天的景物,相当于使用ISO200胶片(国际标准组织ISO 1993版定义)对应的外界条件。而此时的像场照度是20勒克斯。







依据经典的像场照度计算公式(这个不是我推导的,国内外的光学设计手册上都是用这个公式,经过前辈无数人验证过的)
E’0就是像场照度,

像t一样的字符是物镜透过率,一般为0.85,

L为物方发光亮度,单位cd(坎德拉)/m2

(D/f)就是相对孔径





E’0的最终单位为勒克斯lx。



可以看到,这个经典公式告诉我们照度只和物方的单位面积发光量有关,和相对孔径的大小有关。



接下来,我们抛开这个公式,回到像的一方,纯以照度和面积来计算能量。不需要复杂的高数推导的,简单计算即可。



首先根据照度的距离平方反比定律,求出全幅传感器使用50mm镜头在获得20勒克斯照度的同时,M43相机25mm像距时获得的照度是80勒克斯。(注:照度是单位面积亮度)



接下来,代入M43相机的传感器面积和全幅相机的传感器面积进行计算,结果如下:



整个传感器面阵:

全幅机:24.7微瓦

M43机:26.98微瓦



单个CMOS像素的情况:

全幅机:6.83E-10微瓦

M43机:1.68E-9微瓦



M43机器无论是整体还是单个像素,获得的能量都更大。



勒克斯与微瓦的转换关系为:像方照度的单位是勒克斯lx,1lx=1流明/m2。1流明约为1.46毫瓦。全幅传感器的尺寸是24*35.9mm(近似按照24X36计算)。假设像场照度20勒克斯,接收的总能量25微瓦。

我原先的文章里没有充分地解释为什么会造成这个微观现象的计算结果。现在补充解释一下:
我在前一幅图的基础上,去除了我们不需要考虑的因素。在上图中同时出现2个系统。就是全幅系统和M43系统。大家看到来自物方发光体的能量100%被投射到2个不同的传感器上。上图中,其实我画了2个镜头,但是它们的共轭中心再同一位置。虽然镜头有差异,但是只要它们的视角FOV是一样的,来自物方的能量就会被100%压缩并投射到各自的传感器靶面上。是100%。请以能量概念来思维,而不是毛茸茸的小球思维。



正是因为镜头的强烈的拦光作用(镜头只收纳了来自物方的很小一部分能量),镜头背后那一段距离发生的事情就要重点考虑了。





即使光散粒噪声(不是散粒噪声啊,两个概念)理论存在,也会对两块传感器产生相同的影响。而且M43传感器的像距短,它先接收到光线,在视场范围内,两者接收的能量相等,光散粒噪声也相等。当然这是假设,我想说的是:光散粒噪声是一个伪概念,既没有实际意义,也没有从实际测试中被哪位科学家证明过它的存在。即使光散粒噪声(不是散粒噪声啊,两个概念)理论存在,如果按照泊松分布计算,传感器面积小了,是不是产生噪声的概率也小了?您光计算了S的衰减而没有同步计算N的衰减(传感器尺寸减少时),或者说您在计算S增大的时候没有同步计算N的增加(传感器尺寸增加时)?



:)我怎么也用起“小球球”思维了?
上图我用图例说明了“等效光圈理论”。“等效光圈理论”在设置初始约束的时候严重忽略了以下因素:

1.完全忽略了镜头这个模拟信号压缩原件的存在;

2.也完全忽略了像距的存在(上图中小碗可以安放在任意位置);

3.也完全忽略了物方是漫散射光(这个理论将来自物方的光全部考虑为了平行出射的激光,只有激光才会这样);

4.也忽略了曝光时间的存在(t值)。



然而这样的条件在现实世界是不存在。



还要指出的是:“等效光圈理论”严重忽视了曝光时间因素的存在。对于光速,现代照相机的曝光时间哪怕是快到1/100000秒,对于光来说还是太漫长了。即使“光散射噪声”存在,在如此“漫长”的时间里,“光散射噪声”趋向于0。同时,CMOS传感器中的光电二极管尽管在人类的眼睛里看起来是这么微小,但是对于光线来说,它实在是太大了。所以在曝光时间内,所有的CMOS像素都会被反复地、均匀地照射。



强调一句,“光散射噪声”是不存在的。



相信“等效光圈理论”的朋友又要说了:我们是“整体”的衡量信噪比。我还是这句话回应:您光计算了S的衰减而没有同步计算N的衰减(传感器尺寸减少时),或者说您在计算S增大的时候没有同步计算N的增加(传感器尺寸增加时)。S/N始终是单位面积之比。请不要用“等效光圈理论”来混淆视听。M43相机成像质量上比较差劲的原因主要是:相同的视角,不得不使用较短焦距的镜头。CMOS的分辨率,目前远远超过镜头能提供的分辨率。M43的噪点比较突出,是因为CMOS上光电二极管的尺寸更小(对于光线来说还是太大了,巨大),更难制造而已。相信未来会有进一步改善的空间,当然,全幅机也会改善得更好。



但是请相信一点,我们在白天,在不开高ISO的情形下,使用相机的概率远远大于在暗夜里的拍摄。信噪比的问题,在照相机中只是一个微不足道的话题。当下,镜头才是真正值得关注的问题。

2.2为什么基辅88与哈苏的差异并非那么大?

只要同一个摄影系统,镜头焦距一样,不同品牌之间的个体差异非常小。

2.3为什么您从未见过一台叫CK2的徕卡相机?:数码时代,机械结构对于镜头依然如此重要

我在第二小节聊了几段往事,好像读者已经推断出我不会再买变焦镜头了。当然,定焦镜头的结构要稳定很多。但是,事实是反过来的。我承认我热衷于买变焦镜头。原因有2个:1. 高级的变焦镜头很难得(好的镜头不仅仅有好的材料、好的设计、还有好的装配工艺,干涉仪这样的高级仪器,一般工厂是不会用的,高级工厂装配普及镜头的时候也是不会用的,维修站是没有的,我想说真的高级镜头只来自与那么几家可以信赖的厂家,而且真的无法维修。)2. 一个高级变焦镜头的重量,肯定比几个高级定焦镜头的总重量要轻很多



2.4对单反机的质疑:焦点的重要性。为什么我最终50%放弃了自动对焦?

单反机可靠性是优秀、对焦速度也是飞快。可是对焦精度是老问题。我为此专门写了篇文章《91拍照文青必读手册06 --- 一次模型展偶然牵出的相机故事 --- 测距机的那点事》 。在胶片机的时代,单反机的对焦精度就曾被业内的老法师质疑过。数码时代还是继承了这个※※病。其实徕卡M型的三角法旁轴测距,也并非那么准确。当代,自动对焦的单反机即使象EOS100D或者专业级的相机那么精准,也不见得每次动作都是可靠的。最精准的只有座机和微单,因为他们可以在底片上进行手动对焦。我没有提自动对焦啊!因为微单的自动对焦虽然精度比单反机高,但是还是有对焦动作准确度的概率。不是张张准的。



手动,加上底片对焦,可以让我榨干高级镜头的每一点分辨率。玩的很开心!



不论单反、微单,只要用自动对焦拍动态,拍出来大堆对焦失的的照片,我们每个人都大量地遇到过吧! 在这个问题上想展开的朋友,可以参考一下《为啥※※对焦点总是最快、最准的?》

第三部分:传感器的尺寸对相机系统的巨大影响



3.1 马屁股的决定:24x36mm的传感器自诞生之日起就不是理想的尺寸

玩摄影时间长一点的朋友都知道世界上第一135相机是奥斯卡.巴纳克设计的。他发明这部相机的时候还没有24x36mm的胶片,他是将35mm电影胶片横过来走片,并且将画幅翻了一倍。所以最早的135胶片其实就是35mm电影胶片,为此奥斯卡.巴纳克设计了专用暗盒。柯达看到商机以后,将35mm电影胶片分装在自家的暗盒里销售,您就不用自己装片了。柯达给这种胶片编号135型。于是就有了135胶片这个规格,也有了135相机这个说法。



如果您是玩徕卡古典相机的,徕卡II这样的老机器是无法完美兼容现代的盒装135胶片的,应为装进去后胶片会走歪掉。您必须使用徕卡原装暗盒。因为奥斯卡.巴纳克发明这种相机的时候,还没有135暗盒。



我说这段故事,就一个目的:奥斯卡.巴纳克设计的相机是好,但是“传感器”的尺寸,他没有选择的机会。



我还想多说一句:在徕卡相机问世后就没有真正受过专业摄影师的待见,在国内国外历来都是如此,原因就一个,画幅小。在新闻界,长期打压徕卡的相机就是禄来双反机。在商业摄影领域,长期打压徕卡的就是哈苏。看看历年徕卡的※※销量就明白了。和禄来、哈苏是没法比的。好在,大众市场里,大家接收了佳能、尼康。万幸!没有尼康、佳能给135相机奠定的地位,索尼粉丝哪来今天的嚣张:)



据我自己的亲身经历,在2000年,在国内要销售一台徕卡还是如此的困难。尤其是M型。当时大家完全不接受这样的相机理念啊!更何况有哈苏在那里比着。



而今天,24x36mm的传感器虽然还是当年的马屁股,而且加入了索尼这样的强手进行市场推动,现在终于有了可以比较的对象:APSC-和M43。而比它大的相机死得差不多了。不幸的是:眼下富士推出了中画幅传感器的GX50,而且售价非常不高。这下24x36mm阵营又要叫苦不迭。 我看索尼如果秉承一如既往的风格,看清市场情势,及时推出645画幅比较明智,这样也给索粉朋友们多制造一些花钱的机会,当然代理商也可以多多获利。



无论我如何臆测,都无法改变百年前马屁股的效应。

3.2 如何设计镜头:传感器尺寸对于镜头设计的影响

上几期的文章《这个比拼太极端,难怪比试到一半就有人来喊冤!终极画幅镜头的非对称PK之二!》和《极端画幅镜头的非对称PK,OLYMPUS EM5 对阵 LEICA S》我都强调了小像场的镜头天生具有高分辨率,设计的时候肯定比较好伺候。但是还是有很多爱好者觉得我说的是无稽之谈。其实要回答这个问题很简单,我们只要设计过一支小像场的镜头就不会再来问我同样的问题。镜头的设计在很多摄影爱好者看起来是一件非常神秘的事情。

今天我就要通过设计一支供奥林巴斯/松下使用的MICRO FOUR-THIRD规格的标准镜头来回答这些问题。

3.3 为什么我准备好了预算,最终却没有买索尼:传感器尺寸和卡口,法兰距的关系

这些思维,只是我个人拍摄需要的思维。完全不适合其他人。但是我想说:买什么相机,先要想想拍什么题材为主吧! 我倒是不介意推荐初学者买高级的相机,因为您总要进步的;我也经常推荐一些非常廉价的相机给同级别的好朋友,我们都看穿了想穿了,不会介意别人怎么看:)

第四部分 像素并非正义



4.1 A7S为什么是暗光之王?

接收的总光能相等,像素少一些,每个像素分摊的光能多一些。同理,奥林巴斯如果使用相同的CMOS技术,将像素降低到1200万像素,暗光拍摄也会好很多。当然,奥林巴斯没有这能力。假设而已。在暗光的问题上,已经凸显像素高并非正义。



今天,我还想补充聊聊正常情形下拍摄,像素高也并非正义,这个反“理科”的问题。

正如投射到电脑屏幕上,实际上就是一次屏幕打印。由原稿打印到屏幕上。实际上CMOS的像素远远超过我们需要打印的尺寸。无论是打印到像纸上,还是打印到屏幕上。这种打印压缩,不同于我们说的JPG图像压缩,是真实地丢掉很多像素。



所以,您手机上的缩略图经常会失真不是吗?缩小引起的失真是也。而我们在上面第二、第三幅图片中看到的就是失真引起的模糊。虽然“理科”生还是不太同意我这个说法,他们认为缩小后的像素里包含了以前所有像素的综合,但是无论如何,微观上,这些像素在图片需要缩小的时候消失了。

而高像素的中画幅相机,我说了,钱多,烧得慌的时候,仍然会去考虑。因为有一些时候,比如需要展示到很大面积的时候。我有这个需求吗?不是假话,是真的会考虑。以前哈苏有一种装38mm固定镜头的相机。我想我需要的也是这类相机。120相机,到了250mm焦距才差不多徕卡135mm的视角,越长焦距,镜头就越重越大。我不反对高像素,因为去※※、南极、芬兰一次不容易,带高像素的相机去有必要。可是要真带上全套镜头,那我脑子真的烧起来了:)

第五部分:总结:维护物种的多样性



噪声是哪里来的?有没有信噪比等效光圈?焦距重要还是信噪比重要?镜头是如何设计出来的?像素多是不是总是正义的?这些我都不想强调了。

我最想强调的就是这点。相机好坏总有些个体差异,大家总是个有所爱。我最担心的是:如果哪一天只有一个标准、一种相机、一类相机存在?





本帖最后由 与食俱进 于 2017-12-14 20:32 编辑

[246 楼] rajiao [陈年泡菜]
18-9-23 19:52
不爱抽烟 发表于 2018-9-23 18:27
等效光圈为什么有这个说法?是因为提这个的人傻么?为什么这么流行?是因为说的人都不懂么?
因为这个说法很直观,很容易懂,等效光圈多少,景深就大概知道,要不然m4/3 12-40/2.8,不说等效光圈,厂家一句等效35mm画幅24-70mm,不懂的人还真以为24-70/2.8,可你能说它真的是么?谁不知道进光量是一样的?


这个是认识问题,已经说了,正常中学物理光学部分能及格的,就不会想出等效光圈这个妖么蛾子出来。
[245 楼] keepioo [禁言中]
18-9-23 18:31
不爱抽烟 发表于 2018-09-23 10:27
等效光圈为什么有这个说法?是因为提这个的人傻么?为什么这么流行?是因为说的人都不懂么?
因为这个说法很直观,很容易懂,等效光圈多少,景...

怎么个流行?
流行在哪个经典的摄影书籍中?
别给个知乎还是论坛的什么人的链接哈
它说有用,毛用没有啊
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[244 楼] 不爱抽烟 [泡菜]
18-9-23 18:27
rajiao 发表于 2018-9-23 17:47
只有焦距是等效的,然后什么你算的等效光圈全包括了。

光圈焦距这些都是光学参数吗,其实没有等效这个玩意。等效来等效去,只有视角一个。

手机的光圈不需要你用什么等效光圈来算,人直接用物理焦距和光圈算景深就行了,神经病才绕一大圈用什么等效公式算,弄的好像真有等效光圈一样。

搞不懂物理光学都是咋学的?

等效光圈为什么有这个说法?是因为提这个的人傻么?为什么这么流行?是因为说的人都不懂么?
因为这个说法很直观,很容易懂,等效光圈多少,景深就大概知道,要不然m4/3 12-40/2.8,不说等效光圈,厂家一句等效35mm画幅24-70mm,不懂的人还真以为24-70/2.8,可你能说它真的是么?谁不知道进光量是一样的?
[243 楼] 来者犹可追 [禁言中]
18-9-23 18:16
木名 发表于 2018-9-23 14:28
这篇文章的观点偏激,为了战胜对手讨论问题有时是在断章取义。
建议还是找韩磊在知乎上的文章仔细阅读和对比。

给个链接看看!
[242 楼] rajiao [陈年泡菜]
18-9-23 17:47
不爱抽烟 发表于 2018-9-23 16:58
我只知道等效光圈确实存在,不过怎么辩怎么洗,等效光圈就是有用,用来解释景深非常方便。
你能说手机摄像头的等效28 1.8和全画幅的28 1.8是一样的画质么?


只有焦距是等效的,然后什么你算的等效光圈全包括了。

光圈焦距这些都是光学参数吗,其实没有等效这个玩意。等效来等效去,只有视角一个。

手机的光圈不需要你用什么等效光圈来算,人直接用物理焦距和光圈算景深就行了,神经病才绕一大圈用什么等效公式算,弄的好像真有等效光圈一样。

搞不懂物理光学都是咋学的?
[241 楼] 不爱抽烟 [泡菜]
18-9-23 16:58
我只知道等效光圈确实存在,不过怎么辩怎么洗,等效光圈就是有用,用来解释景深非常方便。
你能说手机摄像头的等效28 1.8和全画幅的28 1.8是一样的画质么?
[240 楼] 木名 [泡菜]
18-9-23 14:28
这篇文章的观点偏激,为了战胜对手讨论问题有时是在断章取义。
建议还是找韩磊在知乎上的文章仔细阅读和对比。
[239 楼] 半支莲 [资深泡菜]
17-12-17 17:02
所有等效光圈的帖一律不再回了。
要说都到吃瓜群众开“讨论等效光圈太掉价”的那个贴里去!
让其他的都沉。
让他们有劲儿也使不上。
本帖由安卓客户端编辑于:2017-12-17 17:05:21
[238 楼] thalassaz_1 [泡菜]
17-12-17 13:11
ngzxm 发表于 2017-12-15 12:19
我们可以约定“等效光圈”的具体定义,明确它的适用范围,但没有必要一棍比打死。
教课书上讲某个概念时,一般都要先进行定义上的明确,甚至要指出...

我同意你的看法。
如果要跟m43拉开画质上的差距,必须高像素机,而不是随便哪个全幅都可以。
另外,文章里对dxo的嘲讽很犀利,我蛮喜欢。
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[237 楼] 九里桥的Dady [注销用户]
17-12-17 12:32
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[236 楼] 九里桥的Dady [注销用户]
17-12-16 17:53
用户已注销,历史内容不予显示
[235 楼] 醉梦秋霖 [泡菜]
17-12-15 13:10
小底的噪声高主要是单个像素面积小造成的,也就是像素密度高。其实小底的真正死穴是低感画质,CMOS面积小会导致单位面积上的光子数更多,所以小底天生偏亮。
这群二货们黑的方向都不对,没事儿黑性价比黑镜头“光圈小”有个卵用
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[234 楼] 醉梦秋霖 [泡菜]
17-12-15 12:47
gardjet 发表于 2017-04-09 04:01
真聪明啊,我来给你算算好了,总通光量1600,根据你们的散粒噪声信噪比公式,噪声应该是根号1600,信噪比是40。每个像素通光量是1,哦...

不把平均数混淆成总数,他们的等效公式就成立不下去了
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[233 楼] ngzxm [资深泡菜]
17-12-15 12:19
我们可以约定“等效光圈”的具体定义,明确它的适用范围,但没有必要一棍比打死。
教课书上讲某个概念时,一般都要先进行定义上的明确,甚至要指出各个学派对于定义之间的异同,然后讨论才有价值。

在这个论坛,有全幅有半幅,全幅半幅用同样焦距的镜头,在同样的物距拍片,出来的画面不同,要保证同样的画面比例,就要调整物距,于是大家用“等效焦距”来说明片幅对于镜头拍摄的影响。
同样,由于大家关心虚化效果,为了说明片幅对于虚化效果造成的影响,使用“等效光圈”来解释问题也没什么原则性问题。我们要说明一个问题时,通常都要用到类似或是比喻之类的方法,有什么可奇怪的呢?就好象把老虎叫做“大猫”一样。

本人用过M43上代机王和一干牛头,深有体会。小底有小底的好处,轻便好用,画质不错。在有些情况下,景深大反而是优势。但用着M43,也没必要在意别人说极限画质不如全幅,极限虚化不如大底。这本来就是事实么。选什么器材,为什么选它,利弊如何,自己想清楚就行了。知道自己需要什么,取舍之间享受拍片的快乐就好了。

还有说什么“高像素并非正义”,这种没有适用范围的表述本身都没什么意思。本人出了EM1一大套器材,换入佳能5DSR一套东西,影棚之中按下快门,得到的片子差别是非常大的,谁用谁知道。

[232 楼] keepi [泡菜]
17-12-15 11:31
半支莲 发表于 2017-12-15 11:08
这么低俗的名字,无忌怎么不管啊!

扯到最后,
肯定会失了形态。
要不然就不搭理,
要不然早晚要挽起袖子上。
关键这几个货,
豁出去了,
这是m43坛子这几年,
见过的最不要脸的几个。

北大学子@九里桥,
@科普一次 搞死了。
@笑笑哭哭 整出来,
当人儿孙乐逍遥。
可以再加上真男人还是娘炮的那个@melfes
[231 楼] 半支莲 [资深泡菜]
17-12-15 11:08
这么低俗的名字,无忌怎么不管啊!
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[229 楼] 与食俱进 [老坛泡菜]
17-12-15 09:57
这孙子@笑笑哭哭连特么曝光是啥都不懂。哈哈哈哈哈。※※就不要出来丢人了
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[228 楼] 与食俱进 [老坛泡菜]
17-12-14 23:03
@九里桥。儿子,你也好好学习一下,和你的马甲@笑笑哭哭一起,别怪爸爸没教你啊,对了,啥时候给你爹道歉呢?
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[227 楼] 与食俱进 [老坛泡菜]
17-12-14 22:58
顶起来让我孙子@笑笑哭哭好好学习一下。
[226 楼] gardjet [泡菜]
17-4-9 12:01
好色无悔 发表于 2017-4-7 07:50
为了显示自己※※到了极点,连什么叫等效都忘了。

等效其中一条 便是 拍摄范围和视角相等。一个像素得到的画面跟整个传感器 是一样的吗?
你要是想让1600W中的一个像素得到 全部画面和视角(分辨率多少放在一边不谈),就要焦距缩短到1/4000,相当于光圈加大4000倍,照度增加到1600w倍。如想要照度回到原先正常值,你还真的需要将快门乘以1600W!!!

可惜,你假设中的像素 只拍摄到了1/1600w画面,得到了1/1600w通光量,除以1/1600w的面积,正好跟整个传感器的照度不变,于是无论光圈还是快门 都不用变。

你如此急不可耐地显示自己的残弱智商,哈哈哈哈。笑死我了。

哪个混蛋说过受光量1/2400w,信噪比就是1/2400w?我明明记得人家说的是 噪声本身变成1/√2400W。

假设整个传感器得到的总通光量是1600(单位随便),噪声强度为16,信噪比100。1600个总像素中的一个像素(假设像素之间没有间隙)得到的通光量就是1(相同单位),噪声强度就是0.4,信噪比降为2.5(自己想想为啥噪声强度从16变成0.4而不是变成16/1600=0.01?)。

把1600个像素加起来,通光量一共1*1600=1600。
噪声怎么加?噪声可不能简单相加,因为等效光圈考虑的噪声 ...

真聪明啊,我来给你算算好了,总通光量1600,根据你们的散粒噪声信噪比公式,噪声应该是根号1600,信噪比是40。每个像素通光量是1,哦,那么信噪比为1,这样算才对嘛,都差40倍,为什么你解释起来就那么费力呢?非要代一个噪声强度16进去干嘛呢。说你不理解公式吧,你还真的不理解。打比方打半天,脱裤子放屁。

但是散粒噪声原始定义里面的读出噪声真的是你们理解的总光量么?当然不是。别跟我在这里偷换统计概念。原始定义里面的平均光子数定义,不是你们所理解的总光子数。

再希望你们搞清楚一点,数码相机的成像原理,是以每个根据RGB滤镜过滤后的像素记录的光量作为独立通道计算的。并不是把整个传感器的总光量作为一个通道来计算的。
[225 楼] 半支莲 [资深泡菜]
17-4-7 10:00
九里桥 发表于 2017-4-5 18:56
没看见广大初哥菜鸟都欢迎我们吗?除了你们几个死硬的自欺欺人的蠢货谁不待见我们了?你们不待见我们可以自己滚蛋啊对吗?


你那“我们”都还有谁呀,列出来我们看看。
[224 楼] 半支莲 [资深泡菜]
17-4-7 09:59
与食俱进 发表于 2017-4-5 20:07
哈哈,对于这样一个不懂光圈优先、看不明白Dpr评测的蠢货你还能指望什么呢?刚看了它发的帖子,不买pen-f的二十几条理由,纯粹是个脑残偏执狂啊……


你什么时候干狗仔队这行了,怎么能偷拍人家呢,回去检讨。
同志哥,小心呀。

本帖最后由 半支莲 于 2017-4-7 10:03 编辑

[223 楼] 好色无悔 [泡菜]
17-4-7 07:55
gardjet 发表于 2017-4-6 17:15
看不懂原始公式,不要强求,没啥,你智商确实理解不了。


挖苦你的话 都看不懂了,真是病入膏肓了
你等 引用、相信别人的观点 就可以,我就不可以?

gardjet 发表于 2017-4-5 19:39
你没有观点,哦,人家说啥就是啥,哦。你只知道引用别人的数据,哦。你都信了,并且支持了。
恰恰,我只是说说散粒噪声的原始定义你就开始反驳了。反正你也不会思考,你也理解不了原始定义,你还是去相信兰拓吧。


哈哈,你引用的“散粒噪声信噪比SNR =N/根号N”及其泊松分布,还有大段大段抄来的《※※※※》,还有齐法师及其它的不孝徒儿到处卖弄的"照度平方反比定律(照度第一定律)"、“像场照度只与镜头的F值和物方照度相关” 等公式
难道不是别人的观点?
你 还有与X俱进 之流 不也是“只知道引用别人的数据,哦。你都信了,并且支持了。”吗?! 本帖最后由 好色无悔 于 2017-4-7 07:56 编辑

[222 楼] 好色无悔 [泡菜]
17-4-7 07:50
gardjet 发表于 2017-3-14 15:29
针对底小,可以感受到光面积小这个理论可以进行反推。
反推如下:因为每一个像素的受光面积也是独立的,与邻近像素无关,所以,2400w像素的机器曝光同光圈下要乘以2400w快门才能满足曝光啊,1600w像素的只要乘以1600w就可以了啊。哈哈哈哈。笑死我了。


为了显示自己※※到了极点,连什么叫等效都忘了。

等效其中一条 便是 拍摄范围和视角相等。一个像素得到的画面跟整个传感器 是一样的吗?
你要是想让1600W中的一个像素得到 全部画面和视角(分辨率多少放在一边不谈),就要焦距缩短到1/4000,相当于光圈加大4000倍,照度增加到1600w倍。如想要照度回到原先正常值,你还真的需要将快门乘以1600W!!!

可惜,你假设中的像素 只拍摄到了1/1600w画面,得到了1/1600w通光量,除以1/1600w的面积,正好跟整个传感器的照度不变,于是无论光圈还是快门 都不用变。

你如此急不可耐地显示自己的残弱智商,哈哈哈哈。笑死我了。

gardjet 发表于 2017-3-14 22:01
推演开始,基于他们的推论进一步细化到像素,每一个像素是独立感光的,并且与邻近像素无关,那么基于像素进行讨论,2400w像素的全画幅每一个像素的受光量也是整个全画幅2400w分之一,那么,根据他们的理论,这每个像素的信噪比只有全画幅的2400w分之一了,哦,这是个悖论。
这个推演与135 3/4画幅比较的推演一致,因为3/4系统只用了全画幅的一半啊,全幅多出来的一倍光没照在传感器上啊。
对啊,一个像素也只用了2400w分之一啊,其余的光也没照在独立像素上啊。
我的表演完了。


哪个混蛋说过受光量1/2400w,信噪比就是1/2400w?我明明记得人家说的是 噪声本身变成1/√2400W。

假设整个传感器得到的总通光量是1600(单位随便),噪声强度为16,信噪比100。1600个总像素中的一个像素(假设像素之间没有间隙)得到的通光量就是1(相同单位),噪声强度就是0.4,信噪比降为2.5(自己想想为啥噪声强度从16变成0.4而不是变成16/1600=0.01?)。

把1600个像素加起来,通光量一共1*1600=1600。
噪声怎么加?噪声可不能简单相加,因为等效光圈考虑的噪声主要是光的散粒噪声,这个噪声本身就是随机变量,它的强度 是随机变量和其数学期望(即均值)之间的偏离程度,也就是方差,公式就是:各个数据与平均数之差的平方的和的平均数----简单说 就是平方和的开根,各个数据与平均数之差 就是各个像素的噪声强度,这里的具体数字就是:各个像素的总噪声强度=√(0.4平方+0.4平方+...+第1600个0.4平方)=16。
总噪声强度仍然是16,总信噪比仍然是100

你把当年数学课考试不及格的试卷原件 表演的淋漓尽致、惟妙惟肖!恭贺你演出成功! 本帖最后由 好色无悔 于 2017-4-7 07:58 编辑

[221 楼] gardjet [泡菜]
17-4-6 17:15
好色无悔 发表于 2017-4-6 16:46
哈哈,你引用的“散粒噪声信噪比SNR =N/根号N”及其泊松分布,还有大段大段抄来的《※※※※》,还有齐法师及其它的不孝徒儿到处卖弄的"照度平方反比定律(照度第一定律)"、“像场照度只与镜头的F值和物方照度相关” 等公式
难道不是别人的观点?你 还有与X俱进 之流 不也是“只知道引用别人的数据,哦。你都信了,并且支持了。”?!

看不懂原始公式,不要强求,没啥,你智商确实理解不了。
[220 楼] 好色无悔 [泡菜]
17-4-6 16:46
gardjet 发表于 2017-4-5 19:39
你没有观点,哦,人家说啥就是啥,哦。你只知道引用别人的数据,哦。你都信了,并且支持了。
恰恰,我只是说说散粒噪声的原始定义你就开始反驳了。反正你也不会思考,你也理解不了原始定义,你还是去相信兰拓吧。


哈哈,你引用的“散粒噪声信噪比SNR =N/根号N”及其泊松分布,还有大段大段抄来的《※※※※》,还有齐法师及其它的不孝徒儿到处卖弄的"照度平方反比定律(照度第一定律)"、“像场照度只与镜头的F值和物方照度相关” 等公式
难道不是别人的观点?你 还有与X俱进 之流 不也是“只知道引用别人的数据,哦。你都信了,并且支持了。”?!
[219 楼] 好色无悔 [泡菜]
17-4-6 16:08
与食俱进 发表于 2017-4-5 20:21
按照它们自己的理论,它们脑容量这都可以等效的。它们脑容量与它们的良知成正比关系。所谓的心黑脑残就是这样的。


谁要是说:“就打电话本身来说,老式功能手机 跟现代智能手机 可以等效”,等于说 那个人的脑容量都可以等效,他的脑容量与他的良知成正比关系。他就是 心黑脑残。

这就是整天喜欢与屎俱进之流的逻辑!
[218 楼] 好色无悔 [泡菜]
17-4-6 15:36
gardjet 发表于 2017-4-5 19:39
你没有观点,哦,人家说啥就是啥,哦。你只知道引用别人的数据,哦。你都信了,并且支持了。
恰恰,我只是说说散粒噪声的原始定义你就开始反驳了。反正你也不会思考,你也理解不了原始定义,你还是去相信兰拓吧。


牛顿定律 是你发现的吗?不是你发现的,你就羞于承认、羞于使用?
光学、电磁学、力学、化学......等等数不清领域里的定律,你都不予承认、羞于使用??

是的。我们现在享受到的现代科技文明 全都是别人的发明 创造,我乐于享用,你有种就别用,包括相机、电脑、手机,甚至粮食!

等效光圈说法 又不是烂脱 一家之言,如DXO、章法师文章...,虽然叫法不同,但道理相差无几。你有本事 大可以提出反向论据。一直在这里 翻来覆去 说“不存在”“伪概念”有用吗?

那位齐法师 倒是洋洋洒洒 说了不少,精神可嘉、水平挺高。但是,我提出的种种 他的前后矛盾、语焉不详,它的那位招摇撞骗之徒 从来没想反思一下、澄清一下,除了大段大段粘贴别人的东西。是否他们自己都感到无法自圆其说?

我至少还能引用别人的论据,可是 你以及 那些与B俱进之流,自己搞不出自己的论据,对于别人的论据 死捂着眼睛硬不承认
这些人 只配 整天与屎为伴 本帖最后由 好色无悔 于 2017-4-6 15:55 编辑

[217 楼] 与食俱进 [老坛泡菜]
17-4-5 20:21
gardjet 发表于 2017-04-05 20:14
我只想看看他头上的空间容量有多大。


按照它们自己的理论,它们脑容量这都可以等效的。它们脑容量与它们的良知成正比关系。所谓的心黑脑残就是这样的。
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