关于K7的极限衍射光圈
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[1 楼] 阿白的阿白
[泡菜]
10-8-8 20:06
前一阵偶然看到关于极限衍射光圈的话题，呵呵，觉得挺有意思，那篇文章仅仅列出了假能机器的极限光圈，当时按照K7的CMOS尺寸，以及像素数，大概估了一下，K7的极限光圈基本在F8左右，今天无聊，随手做了一个测试。
为了保证照片的一致性，采用脚架，并且反光板预升拍摄，同时，采用裂像手动对焦，免得自动对焦每一次不一致，结果见图，大家自己体会吧。 |
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[59 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 23:28
原文由 正版云飞扬 在2010-08-16 22:51发表 再回复一下你的留言吧，首先你说的LZ大概指的是我吧，我不是LZ，LZ也不是我的马甲。 接着，说我的疑问，这时候看LZ的标题——关于K7的极限衍射光圈。我们讨论这么半天我看都在说一个问题，镜头方面的衍射情况。刚才funder版主也说了，CCD只是观测手段，不是引起衍射的原因。那么这个观测者选谁与不选谁该对衍射没影响吧？用K-7观测是衍射，难道用K10D观测，镜头过来的光线就不衍射了么？我认为艾里斑只会让过密的像素产生无效像素，比如：2000万像素的表现与1000万像素相当（因为艾里斑覆盖了一些像素或者说像素重合），但并不能说2000万像素下的表现更差。 没看到刚才“老顽童”版主的留言，现在看到了，今天太晚了，明天再仔细拜读。 [dm3000 编辑于 2010-08-16 23:29] |
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[58 楼] 老顽童
[陈年泡菜]
10-8-16 23:18
关于衍射对镜头分辨率的影响，光学上已经有现成的理论，我们不必讨论它的正确性。funder版主已经告诉大家了。如果觉得funder版主不对，其实是自己理解错误。
镜头通光口径越大、分辨率越高，对不对？ 许多人被这个问题搞糊涂了！ 1。如果这个分辨率指的是角分辨率的话，这个命题是对的。假定不考虑像差的影响，只考虑衍射的影响，那么，无论镜头焦距是多少，角分辨率只与口径有关。对于肉眼最敏感的黄绿光来说，角分辨率大约等于12"/D角秒。D是口径，以毫米计。 2。如果镜头焦距固定，这个命题也对。因为焦距固定，对于给定的距离，放大率也是固定的。所以角分辨率越高、分辨率也就越高。 3。如果固定口径、改变焦距呢？许多人在这里就糊涂了！如果固定口径，则角分辨率就固定了！而放大率与焦距成正比，所以分辨率与焦距成反比。 4。如果固定相对口径呢？对于摄影爱好者来说，最关心的是这个。如果固定了相对口径、改变焦距，若焦距增加、通光口径增加，角分辨率增大、但放大率也增大，所以分辨率没有变化。反之亦然。如果波长取黄绿光，则分辨率大约等于1477/F，F是相对口径。 [老顽童 编辑于 2010-08-16 23:21] |
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[57 楼] 取像玄远
[泡菜]
10-8-16 23:01
还是来点基础的吧,虽然有点粗略
http://202.114.36.12/gx/ysheglgl.htm 注意看园孔衍射 我知道让人看书会让他感觉不是很好,但相比之下让论坛讨论停留在17世纪以前的水平更不好 惠更斯的理论都发表300多年了阿 [取像玄远 编辑于 2010-08-16 23:07] |
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[56 楼] 正版云飞扬
[资深泡菜]
10-8-16 22:54
原文由 funder 在2010-08-16 22:04发表 大学光学专业的《信息光学》和《光学》教材中对波动光学衍射这一块有详细阐述 不过lz说了别让他看书...不说了 |
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[55 楼] 正版云飞扬
[资深泡菜]
10-8-16 22:51
原文由 funder 在2010-08-16 22:39发表 讨论的前提是有据可依 信息光学教材上物理公式都不认可的话 就没什么可讨论的了 这不是摄影镜头的问题 是所有衍射受限系统光学分辨率极限的计算问题 前人已经证明过了 光学成像系统都遵守这个原理 |
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[54 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:39
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:34发表 折射式的天文望远镜，没有不圆的光圈造成的星芒，但是分辨率同样是受限于衍射分辨率。100mm口径的望远镜，为什么只能达到1角秒左右的分辨率，这不用衍射是无法解释的。 |
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[53 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 22:34
原文由 funder 在2010-08-16 22:30发表 这就是我们之间观点的相悖之处，我记着吧，有机会找地方做试验去。 “如果光学系统的分辨率最后是因为光圈原件质量的问题而受限”，现在的问题，我觉得就是不那么完美。我记得星芒效果与这种不严丝合缝是有关系的，这种小缝隙，对于衍射的解释我认为倒是很合适的。有时间，我是得再翻翻书去。 |
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[52 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:31
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:29发表 衍射只和孔径大小，波长大小有关，我何时说孔径因素不是主要原因了？ CCD只是观测手段，不是引起衍射的原因。 |
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[51 楼] 重庆大灰狼
[资深泡菜]
10-8-16 22:31
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:19发表 又回到原点了，120画幅、FF画幅和APS-C画幅的关系了，为什么120画幅可以比FF使用更小的光圈？有个前提是“相同的视角”。 同是标头视角，120就是80mm，FF是43mm，差了几乎两倍，所以相同绝对孔径下，f制光圈值是不同的。这才是问题的本质！ 同样的道理，当相同绝对孔径时，用120可以拍到的东西，用APS-C来拍就要少很多东西，等效视角变窄了，但是衍射却是一样的。 不知道我叙述清楚没有 |
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[50 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:30
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:19发表 你的逻辑上有个问题, 你认为 我们平时没有观测到衍射 = 衍射不存在。 实际衍射在任何孔径存在，只是因为孔径大时，衍射对光直线传播的改变小，我们用肉眼很难觉察。但数码相机的普及，使得我们很容易在屏幕上观察几个微米像素上的受光情况，这是肉眼无法完成的。 |
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[49 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 22:29
原文由 funder 在2010-08-16 22:23发表 简明么？我想知道，通过镜头的光线，洒向CCD，这时候CCD是否发生衍射，与镜头的光圈有关系么？是不是CCD上每个像素的大小才是发生衍射的因素呢？这可能又回到我们的辩论的基础问题上了，我认为衍射只有在波长与孔径大小相近的时候发生，而你认为孔径因素不是主要原因，边缘衍射在二者相差较大的时刻也会明显。 |
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[48 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:26
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:23发表 光圈不严丝合缝，但是缝隙后面还是不透光的叶片，光是被挡住的。如果光学系统的分辨率最后是因为光圈原件质量的问题而受限，各大光学厂商会努力开发新型光圈，而不是新的光学设计。 |
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[47 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 22:23
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:19发表 缩小光圈时，叶片间重合的地方，不会严丝合缝（这样叶片也经不住磨损），我认为，这时候叶片侧面方向很可能会产生衍射（单缝衍射）。 |
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[46 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:23
原文由 dm3000 在2010-08-16 22:19发表 瑞利判据的公式就是说衍射造成的光点弥散大小（对分辨率的损害程度），和孔径成反比，和波长成正比。 最小分辨角 = 1.22 * 波长 / 孔径 非常简明的公式 [funder 编辑于 2010-08-16 22:27] |
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[45 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 22:19
原文由 正版云飞扬 在2010-08-16 22:07发表 你的这个公式我记得以前见过，就是在说什么当前高密度感光元件下的最小可使用光圈的文章里出现过。但是我个人对此不认可，道理我前面的留贴中提到了。我估计各个数码相机的研发厂家也有对此不认同的。 对于funder版主的观点，我还是不能认同，中学物理讲的没错，瑞利数据所述的艾利斑，对于当前的问题我认为是解释不清的。“重庆大灰狼”的观点我同意，衍射要想明显干扰到成像，就不能抛开波长与孔径之间的关系。如果衍射与孔径关系不这么大，那么我们平常就经常能发现光衍射现象的影响了，可实际不是。 我还是坚持我下午时候，单缝衍射干扰的观点。这是小光圈成像下降的原因。 |
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[44 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:16
原文由 重庆大灰狼 在2010-08-16 22:15发表 500mm的绝对分辨率是50mm的10倍，但是距离底片的距离也是10倍，两个10倍正好抵消。 |
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[43 楼] 重庆大灰狼
[资深泡菜]
10-8-16 22:15
原文由 funder 在2010-08-16 22:07发表 就你的例子，50mm镜头开到f：10时有效直径为5mm，500mm镜头为50mm，衍射能一样么？光的群速度和相速度是一样的么？要不要拉普拉斯算子计算一下全色谱的衍射？ |
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[42 楼] 正版云飞扬
[资深泡菜]
10-8-16 22:07
原文由 dm3000 在2010-08-16 12:34发表 衍射受限系统分辨率计算 d = 1.22λF d：底片上能分辨的两个光点之间最小距离 λ：波长 F：光圈数值（焦距/通光孔径） f：焦距 D：通光孔径 可以算出不同光圈下的极限分辨率，光圈越大衍射极限分辨率越大 可惜实际制造时候大光圈像差不好克服.... |
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[41 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:07
原文由 重庆大灰狼 在2010-08-16 21:59发表 一个镜头，如果镜头理想，分辨率只取决于衍射。我们现在假设有两个理想镜头，一个500mm，一个50mm，那么他们在光圈一样时，比如F/10的时候，由于衍射，照片的清晰度是一样的。衍射对清晰度的影响，只和相对孔径，也就是光圈值有关，和绝对孔径无关。 |
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[40 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 22:04
原文由 dm3000 在2010-08-16 21:47发表 我想了一下，大概明白这个错误认识的源头了。 高中物理课本，讲到光的波动性时，提到了衍射现象，但没有量化分析，更没有用傅里叶光学进行分析。只是简单说，为什么直到惠更斯时代才证明了光确实是一种波，是因为光的波长很小，而衍射只能在狭缝宽度接近波长时才能被观测到。 这其实没有否定衍射在任何孔径的存在，衍射一直存在，人没有看到只是因为观测手段问题。但很多同学记住了这个结论，并且进一步理解为衍射只有在宽度和波长相仿时才能发生。 到了大学普通物理阶段，对衍射有了进一步分析，并且给出了瑞利判据等衍射影响分辨率的直接公式（但也不是所有版本的普通物理都有），但遗憾的是，大部分人的物理都没有读到这个阶段。 个人比较幸运的是在中学时代出于兴趣，自修了大学普通物理瑞利衍射的部分，所以有所了解。 |
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[39 楼] 重庆大灰狼
[资深泡菜]
10-8-16 21:59
原文由 取像玄远 在2010-08-16 12:22发表 我晕，奈奎斯特采样定理都出来了。巴好意思，鄙人《信号与系统》学得还不错，《数字通信原理》也没有补考。貌似模拟信号没有“采样”的概念，采样（Nyquist定理）、量化（13折线A率/15折线μ率）、编码（16bit），那是A-D变换的概念。 当然，任何光圈都有衍射，但是衍射的发生可以影响到系统的边界条件是波长和绝对孔径相比拟的时候才有。撇开绝对孔径来谈衍射是可笑的，就像我举得那个例子，DA ★ 228和DA 14同开f：11时，ok？ |
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[38 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 21:55
原文由 取像玄远 在2010-08-16 21:51发表 呵呵，建议不要带出来什么“自己瞎想”、“下去看书”这种挑衅性的语言，我们在论坛上辩论，本身就是在互相学习、彼此提高。在论坛上发表这样的言论不合适。 |
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[37 楼] 取像玄远
[泡菜]
10-8-16 21:51
原文由 funder 在2010-08-16 21:28发表 同意,有时间去静下心看看物理书比自己瞎想有意义多了 |
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[36 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 21:47
原文由 funder 在2010-08-16 21:28发表 我不是猜测，衍射的理论我读过。下午那位说的什么“自己拿手指头的光面对着光线看都能看到边缘衍射”不对，那根本就不是衍射。 你所说的任何物体的边缘衍射存在，但在这里我认为解释在这里不合适。这里的影像下降不是圆孔衍射造成的，什么理论都离不开基本的衍射原理，即物体孔径与波长的关系。在这里我们都做不了实际实验，可能也无法彼此说服。无忌的色友们有条件可以自己做试验（不过有这条件的人很少），也可以自己思考，参加讨论。 |
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[35 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 21:28
原文由 dm3000 在2010-08-16 12:55发表 F2也有衍射，但如果镜头理想，衍射造成的点光源成像斑要比F8，F32小很多，所以理论分辨率更高。 最好不要自己猜测，认真读一下普通物理的衍射部分，瑞利判据再来对这个问题做评论。 |
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[34 楼] funder
[望远镜&天文版主]
10-8-16 21:11
原文由 notforme 在2010-08-16 20:36发表 数值孔径1， 就是光圈F/0.5； 数值孔径（NA）0.5，就是光圈F/1 光圈越大，数值孔径越大，两者衡正比。 |
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[33 楼] notforme
[泡菜]
10-8-16 20:36
原文由 funder 在2010-08-15 23:08发表 NA=n*sina 相对孔径=D/f 是一回事？ |
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[32 楼] 彳瘸子
[资深泡菜]
10-8-16 12:55
原文由 取像玄远 在2010-08-16 12:51发表 照你这说法，那估计f2的光圈都有所为明显的“衍射”现象了。其实不是这么回事。 |
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[31 楼] capss
[资深泡菜]
10-8-16 12:55
原文由 dm3000 在2010-08-16 12:34发表 這是算得出來的 不論光圈形狀如何 f/2極限可以到900 f/8極限只有兩百多 或許衍射的程度 沒有您所想的明顯誇張 但隨光圈比例改變是會的 一般鏡分辨率頂多約兩百 所以到f/8.0後才達到門檻 分辨率高的鏡會提早到極限 |