镜头能不能喂饱高像素机身?
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[1 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-10 16:18
之前有个讨论这方面的帖子,镜头喂不喂的饱高像素机身是什么原因?可惜沦落为一个吵架的帖子了,“奇思妙想”的人太多,容易误导人,干脆整理一下,做一个单独的帖子(有错漏的地方请大家指正)。
要讨论镜头是否能满足感光器,我觉得分开几步来讨论吧: 1、什么是镜头的分辨率和感光器的分辨率? 从简单的先说,就先说感光器的分辨率吧。行业习惯是直接算边长来计算感光器的分辨率(至于抬杠说转45度以后就不是的话,我不会回答的)。 至于镜头的分辨率,既是一个定量也是一个变数量。定量是在光圈不变的情况下,镜头的分辨率是不会改变的;变量是光圈改变以后,分辨率发生变化。 在同一光圈的条件下,镜头的分辨率用不同的标准也会是不同的数值。业界最常用的是MTF50和MTF10两个标准。MTF50和MTF10是MTF值(不懂MTF值的请自行百度)分别是0.5和0.1的时候镜头所对应的分辨率。也会有用到MTF30和MTF20的时候,要看具体的应用。(特意说明一下,MTF50、MTF30、MTF20和MTF10和大家看到厂家提供的MTF图上面的10对线,30对线或者50对线不是一回事。MTF50和 MTF 50对线是两个完全不同的概念;MTF10和 MTF 10对线也是两个完全不同的概念。MTF50,MTF30,MTF10这些定义下的数值,是分辨率,单位是(对线/单位长度);MTF 50对线,MTF 10对线是MTF值,0~1之间的数值。) 一般说镜头分辨率的没有特定说明的,默认就是MTF50的标准;至于MTF10则是人眼能够分辨黑白对线分辨率的最低数值,通过机器的话甚至能分辨MTF5的。 ![]() MTF50的时候,这个镜头分辨率是61 lp/mm;而MTF10的时候,这个镜头分辨率是183 lp/mm,这是在同一镜头在同一光圈情况下面的两个分辨率。用这个MTF50是61 lp/mm的镜头去拍61lp/mm的黑白对线是可以很清晰的分辨出来的;如果你的眼睛好,可以用这个(特定的这个)MTF50是61 lp/mm的镜头拍180lp/mm的黑白对线能勉强分辨出来;如果用来拍110lp/mm的黑白对线,人能用肉眼比较容易分辨出来。也就是说,这个镜头不是只能分辨出61 lp/mm的黑白对线。(蔡司的Master Prime电影头,敢说他们的镜头500 lp/mm以上的分辨率,就是用MTF10这个前提。) 问题是这个世界不是只有黑和白,有黑,深灰,中灰,浅灰和白色;还红橙黄绿青蓝紫等颜色;还是深红,浅红等等等。同样的这个镜头,如果你用来拍灰色和白色的61 lp/mm对线(应该说不同的线条更合理,严格意义上来说,灰白不算是对线了)能方便出来,但是用来拍浅灰色和白色的61 lp/mm对线(线条)就分辨不出来了。分辨不出来浅灰色和白色的61 lp/mm对线,这镜头就没有61lp/mm的分辨率了吗?不是的,这个镜头还是一个61lp/mm的镜头,因为MTF50下面是61lp/mm,这就是为什么业界默认用MTF50作为镜头分辨率的标准,因为这个是真实的五颜六色的世界最接近肉眼的效果(如果不认MTF50这个标准,后面没有必要看下去)。 2、什么是喂饱? 奈奎斯特采样定理我们不细说了,我们就简单粗暴的听蔡司的吧,不认蔡司的也没有必要看下去了,这个是前提,因为之前哪个帖子里面水平比蔡司高不认蔡司的人不少。 ![]() ![]() 3、喂饱了以后呢? 当镜头和感光器满足了1:2的关系以后呢?在讨论这个话题之前,我们先忽略摩尔纹这个话题。同样一个80lp/mm的感光器,用40lp/mm的镜头和60lp/mm的镜头,效果会一样吗?答案是不一样。 首先,在低反差的部分,60lp/mm的镜头提供更多的细节;其次就MTF50的分辨率来说,一个40lp/mm的镜头和80lp/mm感光器组合最高只能提供40lp/mm的分辨率,而60lp/mm的镜头和80lp/mm感光器组合最高可能提供比60lp/mm低一点的最终分辨率。同一个80lp/mm感光器随着镜头的分辨率的提高,整个组合的分辨率也会提高,最终达到接近感光器的极限80lp/mm分辨率。 一个60lp/mm的镜头和80lp/mm感光器组合,不能保证一定有60lp/mm的最终分辨率,但是一个60lp/mm的镜头和120lp/mm感光器的组合就能保证。由于经过镜头的成像是信号源,同时考虑到高反差的部分更高的分辨率,提高感光器的分辨率是最直接有效的方法获得更高的分辨率。 4、什么是喂饱的表现? 下面是一张AF50/1.4D全开的中心表现图,觉得喂饱了吗? ![]() 到了这里,又不能不提摩尔纹了。只要镜头分辨率大于感光器分辨率的一半,对于规则的图案,摩尔纹就会出现。对于不规则的图案,分辨率跟随镜头的分辨率提高而提高。(摩尔纹的出现,其实就是镜头喂饱了感光器的信号) 中心喂饱了,那么周边呢?我觉得只要画面的大部分面积是喂饱了,也算是喂饱了,毕竟能连极限边角都一起喂饱的镜头不多。 5、光圈改变以后呢? 镜头分辨率既是固定的,又是变化的。伴随光圈的缩小,镜头分辨率得到提高。哪怕是老头,只要是靠谱一点的定焦头,收光圈到f5.6或者f8,MTF50的分辨率过80lp/mm的都很多。目前单反相机(不算无反),分辨率最高的是D850,按照D850的像素来说,D850的感光器分辨率大概是115lp/mm。那么,只要镜头的分辨率有58lp/mm就足够喂饱D850了。不算长焦镜头和变焦镜头,定焦镜头要收光圈满足这个条件太容易了。要尽量的发挥出感光器分辨率的潜力,镜头分辨率肯定是越高越好。 大光圈镜头,哪怕是新头,全开能到达58lp/mm的真不多。我个人认为S40A能在全开的情况下满足我的要求。 下面是S40A全开的图,觉得喂饱了吗? ![]() 前面说到了,要充分发挥镜头的分辨率,确实增加感光器的分辨率是更直接有效的方法,现在一寸底的机身都两千多万的像素了,做成全画幅都1.5亿像素了,手机都“上亿”像素了,相机的感光器的分辨率去到十亿八亿就可以了,以后都能喂饱再好的镜头了吗?现实不是完全这样的,因为镜头的分辨率由于光线衍射的原因,是有极限的。 下图是用520波长的绿光计算出来的衍射极限分辨率表格 下面是一个模拟镜头的在f11的时候的MTF,只看黑色衍射理论分辨率的线就行 ![]() 下面是一个模拟镜头的在f5.6的时候的MTF,只看黑色衍射理论分辨率的线就行 ![]() 说完这些,我想能不能喂饱也应该有个概念了。 我个人的观点,就现在, 2019年来说,50M像素左右的机身,大光圈镜头全开能喂饱机身的镜头不多;收了光圈以后,基本靠谱一点的定焦镜头(长焦例外)都能喂饱现在的高像素机身。 本帖最后由 雪随风 于 2019-12-6 17:57 编辑 |
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[130 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
20-10-7 13:37
今天偶然看到一张老照片,现在回头看老机子的分辨率啊,真的是不给力啊。放在这里留个备份。
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[129 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
20-4-19 00:31
arthur999 发表于 2020-04-18 19:09 M43我是比较少关心,你要是注意看的话,你会发现43镜头的MTF的对线单位和一般135全画幅的是不一样的。一般135画幅的是10lp/mm和30lp/mm的图,而43的头是20lp/mm和60lp/mm的图。这是因为本来43的头设计成像圈的面积小很多,所以分辨率可以高很多。虽然两者单位差了一倍,但是实用意义上基本是对等的。也就是43的头,60lp/mm是0.6的话,整体成像质量和135全画幅30lp/mm是0.6的基本一样的。 至于摇摇乐功能,确实对镜头分辨率的要求更高了,分辨率越高的镜头,摇摇乐出来的效果越好。衍射极限是物理极限,要突破基本是不可能的,除非换介质(镜头里面没有空气,除了玻璃就是液体),感觉还是把大光圈的分辨率提高更容易一点。 本帖由 色影无忌论坛小程序 发布 |
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[128 楼] arthur999
[资深泡菜]
20-4-18 19:09
雪随风 发表于 2020-4-18 11:55 貌似近几年像素大战愈演愈烈,实际上归结到像素密度基本都在等效于135画幅5000~6000W左右徘徊,似乎技术上遇到某些障碍。但相信未来肯定会继续向上突破,镜头本身的解析力是否能跟上进程,是否能突破衍射极限?也许新技术正在酝酿中。 |
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[127 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
20-4-18 11:55
静默虚空 发表于 2020-4-16 13:00 相对来说,250lp/mm对于手机镜头来说还是有可能的,毕竟光圈大和成像面积小。镜头的分辨率只和Sensor直接的分辨率有关系,后面的系数只是Sensor的直接表现效果,不会降低对镜头的要求。 简单来说,就等于家里有个很小的小朋友自己吃饭,给他一小碗米饭,他能吃饱,同时他肯定要把半碗米饭浪费在桌子和地板上面。但是如果你只给他半碗米饭,他还是要浪费1/4碗,只能吃1/4碗,会饿肚子的。 |
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[126 楼] 静默虚空
[泡菜]
20-4-16 13:00
我觉得手机的sensor本身就很小,比如1一寸的,如果做成1亿像素的话,理论镜头需要的MTF50大概要250lp/mm,这样高的要求,按照理论分析,现在的手机镜头是很难达到的。
所以不考虑sensor的MTF,从镜头和sensor匹配来说,20M的成像是不是已经差不多是镜头比较合适的?当然,你说的sensor的MTF需要再乘以一个系数,比如0.5,那么镜头的要求也相应乘以0.5,所以要求也降低了。 雪随风 发表于 2020-4-16 10:57 |
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[125 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
20-4-16 10:57
静默虚空 发表于 2020-4-16 10:25 就手机镜头来说的花,由于手机镜头成像面积小,光圈大,就分辨率来说是要比一般的相机镜头分辨率高的。但是够不够高,是不是足够高,这个真不好说,手机镜头我没有研究。不过在手机来说的话,除了手机的镜头,手机的感光器的影响也很大。 在这里,就不能不提出感光器的MTF值了。其实不单镜头有MTF,感光器也有。真正严谨的说法,最终成像的MTF值是=镜头MTFx感光器MTF,也就是说,假如镜头MTF是0.6,感光器MTF是0.9的话,最终成像是0.6x0.9=0.54。前面没有提到感光器的MTF是因为现在一般新的135相机感光器的MTF都是比较高的,各大厂商的感光器基本都接近,就不去考虑。但是在手机上面来说的话,感光器的MTF就明显要比相机要低。假如一般135全画幅的感光器MTF是0.8的话,手机感光器的MTF估计连0.5都没有。 所以手机的照片100%下面看很不实,镜头是一方面,自身的感光器也是一个方面,两者同时影响到最终的成像。 |
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[124 楼] 静默虚空
[泡菜]
20-4-16 10:25
无忌高手挺多,学习了
我有一个问题,现在很多宣传到50M或者100M的手机,实际因为镜头的分辨率到不了那么高,所以sensor可能处于喂不饱状态,所以如果100%放大看高反差拍摄的照片,实际可能显示不了那么多。因为大部分手机的镜头MTF做不到那么高,是这样的吗? 雪随风 发表于 2019-9-10 16:18 |
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[123 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-27 12:08
cao6641 发表于 2019-09-27 11:38 我也觉得有这个可能,但是不敢像老兄那么肯定😁 本帖由 色影无忌论坛小程序 发布 |
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[122 楼] cao6641
[资深泡菜]
19-9-27 11:38
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[121 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-27 11:30
lylwz 发表于 2019-09-27 10:34 搞清楚了问题就好。 我是太多年没有用长焦拍风景了,楼下cao老兄看的更准😀😀😀 本帖由 色影无忌论坛小程序 发布 |
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[120 楼] lylwz
[泡菜]
19-9-27 10:34
雪随风 发表于 2019-9-25 21:56 这张是傍晚出太阳时拍的,线条扭曲了 本帖最后由 lylwz 于 2019-9-27 10:35 编辑 |
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[119 楼] lylwz
[泡菜]
19-9-27 10:31
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[118 楼] cao6641
[资深泡菜]
19-9-26 11:19
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[117 楼] lylwz
[泡菜]
19-9-25 22:56
雪随风 发表于 2019-9-25 21:56 等天气晴好时依照兄台所说的方法多试几张。 |
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[116 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-25 21:56
lylwz 发表于 2019-9-25 20:10 老兄抬举了,只是多玩了点时间相机而已。这图有点奇怪,明明是ISO250,看起来感觉更像是很高ISO下面拍的画质,因为房屋的直线条都不直了,而不仅仅是因为分辨率不够(或者是后期加了不少档曝光和拉了阴影?),所以没法确定是不是镜头分辨率的问题,还有就是又有点像空气中气流的影响。 这样的情况如果是我,我会再试试。 先用ISO100,上架子,拍RAW,多对焦几次拍几张,不同光圈也拍几张,再对比一下。如果有一个比较满意的接近焦距的镜头同时拍一张就更好了,这样可以确定是否空气中气流的影响。 如果没有明显的热气流,ISO100下面,曝光正常还是这样,那么就应该是镜头的问题了。只是跟我一般见到的分辨率不够的表现不太像同一个样。 ![]() |
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[115 楼] lylwz
[泡菜]
19-9-25 20:20
补充一句,是200左右的长焦镜头。
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[114 楼] lylwz
[泡菜]
19-9-25 20:10
楼主好,我最近遇到个问题,就是某镜头拍摄远景,100%放大时出现如图这个现象,不知何故?是否是镜头分辨率不高的原因?很佩服兄台的理论和实际拍摄能力,故在此向兄台求助解惑,不胜感谢!
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[113 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-22 14:19
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[112 楼] bengen
[陈年泡菜]
19-9-22 13:38
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[111 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-18 22:57
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[110 楼] 菲林鱼
[泡菜]
19-9-18 21:45
雪随风 发表于 2019-9-18 20:33 谢谢指点 |
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[109 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-18 20:33
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[108 楼] 菲林鱼
[泡菜]
19-9-18 19:20
没有粮票了,申请不到新的就只能等时间发粮票了
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[107 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-18 12:29
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[106 楼] 菲林鱼
[泡菜]
19-9-18 11:35
技术流,必须手动点赞
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[105 楼] 一米八七
[泡菜]
19-9-18 07:48
我改天用放映头试试。放映头没光圈。
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[104 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-17 22:34
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[103 楼] 一米八七
[泡菜]
19-9-17 22:29
雪随风 发表于 2019-09-17 21:24 光圈大小问题。这个镜头全开很柔,缩小光圈才锐。 本帖由安卓客户端发布 |
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[102 楼] 雪随风
[老坛泡菜]
19-9-17 21:24
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等天气晴好时依照兄台所说的方法多试几张。 
