Apakah lubang yang lebih kecil memberikan kedalaman bidang yang lebih besar melewati batas difraksi, bahkan jika ketajaman puncak menderita?

Dalam Understanding Exposure (edisi ke 3, di halaman 48 ), Bryan Peterson memiliki apa yang mungkin disebut kata kasar terhadap kearifan konvensional on-line modern tentang batas difraksi. Jawaban pada ini situs web yang cukup banyak sejalan dengan itu kebijaksanaan konvensional; lihat Apa itu "batas difraksi"? dan Apa manfaat dari bukaan kecil?

Tetapi Peterson khususnya menolak "situs web forum fotografi", dan mengatakan ia "ingin meluruskan". Apakah ada butir kebenaran untuk apa yang dia katakan, atau dia benar-benar tidak berdasar?

Khususnya, ia mengatakan bahwa f / 22 adalah "bukaan lensa terkecil yang, pada gilirannya, menghasilkan kedalaman bidang terbesar" dengan lensa sudut lebar, dan karena itu f / 22 adalah satu - satunya cara untuk merekam ketajaman dari depan ke belakang . Akankah berhenti melebihi batas difraksi akan memberikan ketajaman lintas-bidang yang lebih konsisten, bahkan jika itu tidak terlalu tajam, mungkin? Atau apakah batas difraksi berarti bahwa pada titik tertentu, jauh sebelum f / 22 pada APS-C dSLR, semuanya setajam yang akan didapat, dan di luar itu, semuanya menjadi lebih buruk?

Peterson juga mengatakan, "Pertanyaan menggunakan f / 22 tidak pernah menjadi masalah selama hari-hari ketika kita semua membuat film, dan itu seharusnya tidak menjadi masalah saat ini." Dalam jawaban di situs ini , jrista (meyakinkan, saya pikir) berpendapat bahwa batas adalah fungsi dari media rekaman. Apakah Peterson, meskipun memiliki kredensial sebagai penulis fotografi terlaris, tidak memberikan kepercayaan yang cukup terhadap perbedaan antara film dan digital?

Pertama-tama, itu adalah masalah film. Jika Bryan Peterson tidak menyadarinya pada saat itu, itu hanya menunjukkan apa yang tidak dia ketahui, bukan bahwa itu sebenarnya bukan masalah.

Namun ada perbedaan. Pertama-tama, kami tidak memiliki data EXIF, dan kebanyakan orang tidak membuat catatan yang cukup hati-hati untuk benar-benar tahu mengapa bidikan X sedikit lebih tajam daripada bidikan Y. Bahkan bagi mereka yang membuat catatan, melakukan pengujian nyata, seperti mengambil 100 bidikan subjek yang sama sambil memvariasikan pengaturan kamera untuk melihat apa yang bekerja dengan baik dan apa yang tidak cukup berhasil sehingga hanya sedikit orang yang benar-benar mencoba.

Kedua, bagi kebanyakan orang standar jauh lebih rendah. Melihat gambar pada monitor komputer, khususnya, membuatnya lebih mudah untuk memperbesar dengan ketat, ke titik yang Anda lihat cacat sangat kecil yang tidak akan pernah Anda lihat dalam cetak ukuran wajar atau dengan memproyeksikan slide, bahkan sangat besar .

Ketiga, ada sesuatu efek psikologis yang terlibat. Saat Anda memotret pada f / 22, semuanya sedikit buram, jadi Anda cenderung (misalnya) tidak melihatnya sedekat itu. Kebanyakan orang tidak akan pernah benar-benar memperhatikannya, karena mereka memiliki kecenderungan untuk berhenti melihat lebih dekat ketika mereka (biasanya secara tidak sadar) menyadari tidak ada lagi detail untuk dilihat di sana. Sebaliknya, jika Anda membidik, katakanlah, f / 5.6 bagian-bagian dari gambar yang memiliki ukuran CoF yang persis sama dengan yang di f / 22 terlihat tidak fokus, karena Anda dapat (setidaknya biasanya) melihat bagian-bagian yang secara substansial lebih tajam.

Keempat, banyak tergantung pada kualitas lensa yang terlibat. Jika Anda melihat / bermain dengan lensa dari (katakanlah) 50 atau 60 tahun yang lalu, Anda bisa sangat bergantung pada kenyataan bahwa dengan standar saat ini mereka sangat mengerikan ketika mereka terbuka lebar. Lensa f / 2 mungkin perlu dihentikan hingga f / 8 atau lebih sebelum itu bahkan cukup baik menurut standar modern. Penyimpangan ketika terbuka lebar cukup buruk sehingga kualitasnya masih meningkat hingga f / 11 atau bahkan f / 16 dalam banyak kasus. Lensa yang hebat dan lensa yang benar-benar buruk hampir sama pada f / 22 - tetapi pada f / 8 lensa yang hebat akan jauh lebih baik.

Untuk lebih dekat dengan pertanyaan langsung Anda: ya, ukuran sensor memang memiliki efek yang cukup besar. Dengan sensor yang lebih besar, Anda harus lebih dekat dengan subjek untuk mendapatkan framing yang sama dengan panjang fokus lensa yang sama. Itu berarti sensor yang lebih besar biasanya akan mengurangi DoF yang terlihat sehingga Anda mendapatkan lebih banyak dengan berhenti. Kedua, saat Anda menggunakan sensor yang lebih besar, Anda memperbesar lebih sedikit untuk mendapatkan ukuran cetak yang sama. Ini menjaga hilangnya ketajaman dari bukaan kecil agar hampir tidak terlihat.

Sebagai contoh ekstrem, banyak dari fotografer "klasik" paling terkenal seperti Adams dan Weston termasuk dalam apa yang mereka sebut klub f / 64. Memotret kamera 8x10 (atau bahkan lebih besar), mereka membutuhkan aperture kecil untuk mendapatkan DoF sama sekali, dan (jelas cukup dari namanya) dianggap f / 64 bukaan ideal. Hilangnya ketajaman tidak penting, karena alasan sederhana bahwa mereka jarang membesar. Mulai dari negatif 8x10, bahkan cetakan 24x30 hanyalah pembesaran 3: 1 - pembesaran sedikit kurang dari menghasilkan cetakan 3x5 dari kamera digital full-frame.

Sunting: Pertama-tama, f / 22 jarang diperlukan dari sudut pandang DoF. Pertimbangkan jarak hyperfocal untuk lensa 50mm di berbagai lubang:

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

Titik terdekat yang menjadi fokus adalah setengah dari jumlah itu dalam setiap kasus, jadi beralih dari f / 16 ke f / 22 memberi Anda sekitar 3 kaki latar depan yang fokus. Tidak diragukan lagi bahwa mendapatkan 3 kaki bernilai hampir semua hal . Mari kita jujur: itu tidak terlalu umum - dan mungkin 95% dari waktu Anda dapat menggunakan f / 22 untuk melakukan pekerjaan itu, Anda dapat menggunakan penumpukan fokus (misalnya) untuk mencapai hal yang sama dan mendapatkan ketajaman yang jauh lebih tinggi secara keseluruhan.

Untuk lanskap yang khas, jarang diperlukan sama sekali. Pertimbangkan, misalnya, kamera FF dengan lensa 50mm ditahan setinggi mata (katakanlah, 60 "di atas tanah) dengan tanah di dekatnya kira-kira datar dan rata. Untuk kesederhanaan, kami akan menganggap mereka memegang kamera kira-kira setingkat .

Dalam hal ini, latar depan terdekat di sangat tepi gambar adalah sekitar 250 inci (hanya di bawah 21 kaki). Itu berarti f / 8 cukup kecil untuk seluruh gambar masuk dalam DoF. Seseorang yang terlihat sangat dekat di bagian paling dalam gambar mungkin dapat memperhatikan bahwa itu hanya sedikit lebih lembut daripada bagian tengah - tetapi apa yang mereka lihat masih agak lebih tajam di bagian tepi dan jauh lebih tajam di bagian tengah daripada jika Anda akan mengambil gambar pada f / 22.

Saya merasa berkewajiban menambahkan, bahwa DoF bukan satu-satunya alasan untuk menggunakan aperture kecil. Saya kadang-kadang menggunakan aperture kecil khusus untuk memberikan gambar yang agak lembut, kontras rendah. Pengaturan f / 22 (atau f / 32, jika tersedia) bisa menjadi alternatif yang sangat murah untuk lensa fokus lunak, dan ketika Anda menginginkan tampilan yang lembut dan melamun seperti yang Anda harapkan dari kamera lubang jarum, f / 32 bisa menjadi mudah pengganti.

Intinya: Sangat mungkin untuk menghasilkan beberapa gambar yang sangat bagus dengan memotret di f / 22 atau f / 32 - tetapi ketika / jika Anda menggunakannya, Anda harus melakukannya berdasarkan setidaknya beberapa ide tentang apa yang diharapkan dan mengetahui bahwa Anda ingin jenis gambar yang akan Anda dapatkan. Jangan tidak melakukannya karena Bryan Peterson (atau orang lain) telah meyakinkan Anda bahwa itu hal yang tepat untuk dilakukan, tidak seharusnya Anda melakukannya mengharapkan gambar di f / 22 untuk keluar bahkan dekat dengan setajam satu di f / 11.

Biarkan saya menutup dengan serangkaian gambar pendek. Ini semua diambil dari tripod dengan cermin yang dipasangkan, semua dalam beberapa detik satu sama lain sehingga cahaya berubah sangat sedikit, dll. Pertama-tama bidikan keseluruhan:

Kemudian 100% tanaman pada f / 11, f / 16, f / 22, dan / f32:

Sekarang, memang benar bahwa kita mengintip piksel setidaknya pada tingkat tertentu di sini, tetapi juga benar bahwa kehilangan kualitas pada f / 22 dan (terutama) f / 32 cukup jelas. Terus terang, meskipun sebagian besar tes menunjukkan beberapa kehilangan pada f / 16 saat memotret target datar, kontras tinggi, di sini pada gambar nyata, f / 16 tidak muncul karena semua yang berbeda dari f / 11.

OTOH, pada f / 22 kehilangan kualitas cukup terlihat, dan pada f / 32 hasilnya terus terang cukup mengerikan.

Oh, dan ini semua diambil pada 200mm. Jika Anda yakin lensa panjang akan menyelamatkan Anda dari efek difraksi, bersiaplah untuk kekecewaan ...

Pada kamera digital, Difraction Limited Aperture (DLA) ditentukan oleh ukuran piksel sensor. Dengan film itu adalah ukuran butiran dalam emulsi, sehingga DLA dari kombinasi kamera / lensa yang sama akan bervariasi berdasarkan pada film yang digunakan. Ini karena ini terkait dengan ukuran lingkaran kebingungan untuk aperture yang diberikan. Dengan sensor digital, DLA adalah bukaan di mana ukuran lingkaran kebingungan menjadi lebih besar dari piksel sensor dan mulai secara nyata memengaruhi ketajaman gambar pada tingkat piksel. Difraksi di DLA hampir tidak terlihat ketika dilihat pada 100% (1 pixel = 1 pixel) pada tampilan. Dengan meningkatnya kerapatan piksel sensor, setiap piksel menjadi lebih kecil dan DLA menjadi lebih luas.

DLA tidak berarti bahwa celah yang lebih sempit tidak boleh digunakan. Di sinilah ketajaman gambar mulai dikompromikan untuk peningkatan DOF. Sensor resolusi lebih tinggi umumnya terus memberikan detail lebih jauh di luar DLA daripada sensor resolusi lebih rendah sampai "Frekuensi Cutoff Difraksi" tercapai (aperture yang jauh lebih sempit). Progresi dari tajam ke lunak bukanlah pertumbuhan yang tiba-tiba.

DLA dapat sangat bervariasi dari satu kamera ke kamera lainnya. Di antara jajaran Canon saat ini, DLA tertinggi adalah f / 11 untuk 1D X dengan 18.1MP pada sensor full frame (36X24mm). Setiap piksel memiliki lebar 6,9 mikrometer. 7D, 60D, dan T2i hingga T4i Rebels semuanya memiliki sensor dasar yang sama yang memeras 18.0MP menjadi format APS-C (22.3X14.9mm) yang menggunakan 4,3 mikrometer piksel. Ini menghasilkan DLA dari f / 6.9. 5D asli menyebar 12,8MP (lebar 8,2 mikrometer) pada sensor FF untuk DLA f / 13.2. Tanda 1D II menggunakan 8.2MP pada ukuran piksel yang sama pada sensor APS-H untuk DLA yang sama pada f / 13.2.

Jadi apa yang terjadi setelah Anda memilih aperture di luar DLA? Difraksi mulai berdampak negatif pada ketajaman pada titik fokus absolut. Sebagai gantinya bukaan yang lebih sempit meningkatkan kedalaman bidang yang ada dalam fokus nominal. Ada beberapa teknik yang memungkinkan Anda memaksimalkan kedalaman bidang menggunakan aperture seluas mungkin. Mempelajari cara menghitung jarak hiper-fokus (atau membawa grafik untuk setiap panjang fokus yang Anda gunakan) memungkinkan Anda untuk menempatkan titik fokus sedekat mungkin ke kamera sambil memungkinkan segala sesuatu di luar titik itu hingga infinity agar tetap dapat diterima. dalam fokus. Pada jarak dekat dan lubang lebar, kedalaman bidang kira-kira sama di depan dan di belakang titik fokus. Saat jarak subjek bertambah dan / atau aperture menyempit,Berikut ini tautan ke kalkulator DOF yang dapat Anda gunakan untuk menggambarkannya.

Jadi apakah Peterson benar atau tidak ketika dia mengatakan menggunakan f / 22 bukan masalah? Tergantung. Pada kamera dengan piksel yang lebih besar, itu akan menjadi masalah yang lebih kecil daripada pada kamera dengan piksel lebih banyak dijejalkan ke sensor yang lebih kecil. Jika gambar yang dihasilkan akan menjadi ukuran untuk melihat web pada dpi yang relatif rendah dan kompresi tinggi itu tidak akan banyak, jika ada faktor. Jika gambar dicetak pada ukuran yang relatif kecil, itu tidak akan menjadi masalah besar. Jika, di sisi lain, gambar tersebut akan digunakan untuk cetak berukuran besar beresolusi tinggi atau terpotong saat ditampilkan pada monitor, itu akan menjadi masalah yang lebih besar.

Saya tahu ini bukan jawaban yang tepat untuk pertanyaan Anda, tetapi saya ingin menghindari untuk memperpanjang utas komentar pada jawaban pertama (dan baik).

Saya baru saja mengambil pola pengujian Siemens (dari http://fotofreaks.de/fototechnik/siemensstern/Siemensstern_v1.1.pdf ) dan memeriksa resolusi DSLR saya (Pentax K-20D dengan 18-135mm WR Pentax zoom). Tes saya menunjukkan bahwa, pada berbagai panjang fokus, saya selalu mendapatkan gambar yang jauh lebih tajam pada f / 11 daripada pada f / 32. Itu menunjukkan kepada saya bahwa memang lubang kecil di atas f / 16 cenderung menyebabkan difraksi negatif daripada meningkatkan ketajaman. Itu juga akan menjelaskan bahwa Anda tidak bisa mendapatkan kedalaman fokus yang lebih besar karena difraksi berfungsi lagi untuk tujuan ini, bukan?

Tentu saja, ini bukan penjelajahan, hanya sebuah contoh, dan dilakukan oleh seseorang yang tidak terlalu memiliki pengetahuan mendalam tentang fisika yang terlibat. Tapi saya mendorong Anda untuk melakukan tes serupa.

Bukan semata-mata jawaban atas komentar OP tentang Peterson, tetapi bermanfaat bagi sebagian orang:

Blur difraksi didefinisikan dengan sangat baik. Mengetahui f / stop dan panjang fokus blur dapat dihilangkan dengan artefak yang sangat sedikit. SmartSharpen di PS, In-focus dari Topaz, dan Piccure + dari Piccureplus semua bisa melakukan ini. Dekonvolusi adalah komputasi yang mahal. P + memiliki cara untuk mengatur pemrosesan batch sehingga Anda dapat membiarkannya berjalan pada satu set pix semalam. Bekerja paling baik diterapkan sebagai langkah pertama dalam alur kerja pemrosesan gambar.