Seberapa Banyak Pembesaran Lensa Yang Dapat Ditingkatkan Tanpa Menurunkan Kualitas Gambar secara Signifikan?

10

Saat ini saya hanya memiliki lensa makro perbesaran 1X (35mm F / 2.8) tetapi saya bermain dengan lensa Canon MP-E 65mm sewaan yang bisa pergi ke 5X. Fotografi di perbesaran itu adalah dunia yang terpisah!

Pertanyaannya adalah berapa banyak saya dapat meningkatkan perbesaran Macro 35mm melalui tabung ekstensi atau adaptor makro lainnya tanpa kehilangan kualitas gambar? Apa yang diperlukan untuk melampaui 2-3X jika memungkinkan?

Itai
sumber
Anda tidak dapat meningkatkan sama sekali melewati 1x / 1: 1 yang sudah mampu dilakukan sendiri tanpa kehilangan kualitas gambar.
dpollitt
1
@ dpollit Saya pikir Anda bisa, selama lensa lebih baik daripada yang dapat ditangkap oleh media pencitraan.
Imre

Jawaban:

6

Anda harus menumpuk dengan baik pada seluruh rangkaian tabung ekstensi. Anda akan meningkatkan difraksi, namun Anda juga akan memperbesar subjek Anda dengan faktor yang lebih besar, mungkin beberapa kali lebih banyak ... sehingga detail halus akan tetap lebih menonjol daripada pada tingkat perbesaran yang lebih rendah karena efek difraksi tetap lebih kecil daripada detail yang diperbesar (hingga titik tertentu ... difraksi akan tumbuh lebih cepat daripada pembesaran detail, namun jauh sebelum mencapai titik di mana disk yang lapang lebih besar dari detail asli Anda, hal-hal lain akan membatasi kemampuan Anda untuk terus memperluas.) Sisi-sisi mata serangga menjadi raksasa, dan detail-detail halus dari EACH FACET dapat terlihat dengan perbesaran yang cukup, sampai pada titik di mana mereka menjangkau kumpulan piksel yang besar ... di mana cakram difraksi yang lapang hanya dapat menjangkau beberapa piksel.

Demi eksperimen, katakanlah serangga hipotetis sebenarnya adalah subjek kita. Katakanlah kita sedang memotret dengan kamera APS-C 18mp, dengan pembesaran 1: 1. Katakanlah aspek mata pelajaran kami menjangkau area 8x8 piksel (sangat kecil!)

Jika Anda memotret 35mm 1: 1 @ f / 5.6, dan menampar tabung ekstensi 25mm. Gain pembesaran adalah ekstensi / focalLength, jadi Anda menambahkan pembesaran 25mm / 35mm, atau 0,714x lebih Pembesaran memengaruhi f-stop efektif yang Anda gunakan untuk memotret. Pada perbesaran 1.0x, Anda sudah mengalami beberapa efek, dan aperture efektif Anda adalah f / 11. Dengan pembesaran tambahan, f-stop efektif Anda adalah f/5.6 * (1 + 1.714), atau f / 15. Sisi mata subjek Anda sekarang berukuran sekitar 26x26 piksel, dan difraksi memengaruhi sekitar 4 bidang piksel.

Demikian pula, ekstensi 50mm akan menjadi pembesaran tambahan 1,43x (50/35), sehingga f-stop yang efektif adalah f/5.6 * (1 + 2.43), atau f / 19. Difraksi pada tingkat itu terlihat dan akan memiliki dampak moderat pada IQ, tetapi tidak di mana pun yang seburuk penyimpangan optik akan berada pada f / 2.8. Namun, ini masih tidak memengaruhi kualitas gambar Anda yang paling tinggi ... karena subjek Anda juga telah berkembang secara detail. Sisi mata subjek Anda sekarang sekitar 43x43 piksel, dan difraksi memengaruhi sekitar 6 bidang piksel.

Mari kita coba eksperimen lebih jauh ... Anda harus berhenti ke f / 22 untuk mendapatkan DOF yang cukup, dan perpanjangan Anda dengan pembesaran 5x keseluruhan. Itu memberi Anda aperture efektif f/22 * (1 + 5), atau f / 132 . Pada titik ini, efek difraksi akan menjangkau sekitar 150 piksel untuk sensor APS-C 18mp (yang SANGAT beresolusi tinggi, sekitar 116 lp / mm ... pasangan garis / milimeter.) Anda mungkin cenderung berpikir bahwa efek difraksi sekarang menghapus semua detail yang telah Anda kerjakan dengan keras. Namun, itu tidak selalu menjadi masalah. Anda di 5x pembesaran , hampir tiga lipatlebih besar dari Anda berada pada pembesaran 2,43x sebelumnya, di mana detail halus membentang area 26x26 piksel. Detail yang sama harus mencakup lebih dari 250x250 area piksel sekarang. Difraksi telah tumbuh, dan kemungkinan akan mengaburkan detail halus, tetapi memengaruhi sekitar 50 area piksel. Anda masih akan mengekstraksi lebih detail daripada kehilangan difraksi.

Untuk menjawab pertanyaan mendasar Anda: Seberapa besar Anda bisa memperbesar sebelum kehilangan detail? Ukuran disc yang lapang akan tumbuh sedikit lebih cepat dari ukuran detail aslinya pada perbesaran 1.0x. Ini disebabkan oleh sifat difraksi yang tidak seragam, dan cara ia akan mengganggu / menguatkan dirinya sendiri ketika efeknya bertambah. Difraksi juga tergantung pada panjang gelombang cahaya ... jadi sementara saya telah menggunakan panjang gelombang cahaya kuning-hijau (564nm) untuk perhitungan saya sejauh ini, cahaya tampak mencakup rentang dari sekitar 340nm violet hingga 790nm merah tua. Lampu merah tua akan berdifraksi lebih dari panjang gelombang lainnya, dan akan menghasilkan difraksi yang lebih besar. Anda mungkin akhirnya mencapai batas, di mana difraksi memengaruhi IQ cukup sehingga Anda tidak mendapatkan manfaat lebih lanjut. Batas itu sangat jauh melampaui titik di mana batasan mekanis lainnya mencegah Anda memperpanjang lagi.

Dalam fotografi normal, semakin Anda menghentikan aperture ke bawah, semakin banyak efek difraksi memengaruhi gambar. Karena detail dalam gambar tidak semakin besar saat Anda berhenti, semakin banyak detail yang hilang saat cakram yang lapang bertambah. Ketika datang ke fotografi makro, memperbesar detail Anda saat Anda meningkatkan ekstensi ... dan sementara difraksi Anda juga meningkat, aslinyadetail selalu lebih besar dari disk yang lapang. Anda AKAN kehilangan beberapa detail saat Anda memperluas (Anda akan membawa detail yang lebih halus dan lebih halus ke cahaya, dan di luar sekitar 3x pembesaran, difraksi akan mulai mempengaruhi visibilitas detail yang lebih halus daripada apa yang Anda mulai di 1.0x.) Akhirnya efek difraksi akan mencegah Anda dari terus membuat keuntungan yang bermanfaat dengan pembesaran tambahan. Tapi Anda bisa mendorong pembesaran sangat jauh. Dalam kasus umum, Anda jauh lebih mungkin mengalami masalah di mana bidang fokus Anda berakhir terlalu dekat atau benar-benar di dalam lensa sebelum Anda benar-benar mengalami masalah dengan difraksi yang mempengaruhi IQ dengan cara yang benar-benar merugikan.

jrista
sumber
Penjelasan yang cukup rinci! Berdasarkan jawaban @ Irme, saya menduga Anda mengasumsikan lensa yang sempurna, artinya resolusi tidak dibatasi oleh apa pun selain difraksi. Apakah ini masalahnya?
Itai
@ Itai: Belum tentu. Pada f / 5.6 dan di bawah, aberasi optik cenderung dikurangi dan difraksi sudah mengambil dampak yang lebih besar pada IQ. Itu akan menjadi alasan saya tidak menggunakan aperture yang lebih luas, karena itu sulit untuk menjamin sesuatu yang lebih luas dari sekitar f / 4-5.6, dan dalam beberapa kasus bahkan kemudian lensa sedikit lebih terikat-penyimpangan daripada difraksi terikat. Angka-angka di atas memang menganggap difraksi terbatas, yang seharusnya menjadi kasus pada kenyataannya dengan sebagian besar lensa di lubang tersebut.
jrista
@ Itai: Sedikit info. Pada f / 5.6, resolusi spasial lensa paling banyak 123lp / mm. Sensor kerapatan tertinggi Canon, APS-C 18mp, menyelesaikan paling banyak 116lp / mm. Anda mungkin harus berhenti di sekitar f / 6,5 untuk mencocokkan lensa dengan sensor dari sudut pandang difraksi. Ada yang lebih dari itu, dan lensa akan lebih terbatas difraksi daripada sensor. Kebanyakan sensor bahkan tidak dapat menyelesaikan resolusi spasial sebanyak itu ... kebanyakan sensor full-frame menyelesaikan sekitar 70-80lp / mm. Saat ini, saya pikir satu-satunya hal yang menyelesaikan lebih banyak adalah 24mp APS-C Sony ... tetapi memiliki masalah sendiri
jrista
Anda dapat menemukan bagan praktis dari resolusi lensa terbatas difraksi pada LL pada Tabel 1 . Gunakan kolom 50% MTF ... kolom 9% MTF terkait dengan penglihatan absolut maksimum yang dapat diselesaikan oleh manusia, yang sedikit lebih baik daripada apa yang bisa diselesaikan oleh sensor atau semua kecuali lensa terbaik dan terspesialisasi.
jrista
Terima kasih untuk semua pembaruan. Masuk akal, tetapi saya mungkin bingung. Apakah Anda mengatakan bahwa perbesaran dapat ditingkatkan dengan tabung ekstensi tanpa kehilangan banyak kualitas hingga jarak fokus tidak lagi di luar lensa?
Itai
2

Pertama-tama, menambahkan tabung ekstensi akan membuat bagian depan lensa lebih jauh dari tubuh, sementara membawa bidang fokus lebih dekat. Ada batas berapa banyak Anda dapat memperpanjang sampai lensa Anda tidak akan secara fisik cocok antara bidang fokus dan bodi kamera. Lensa makro 35mm sudah fokus sangat dekat, sehingga panjang fisik lensa membatasi seberapa banyak Anda dapat memperpanjangnya.

Saat menggunakan tabung ekstensi, Anda memindahkan lensa Anda lebih jauh dari permukaan pencitraan (film atau sensor). Jarak yang lebih besar berarti lingkaran gambar yang diproyeksikan akan lebih besar, dan Anda menggunakan bagian yang lebih kecil - jadi untuk mendapatkan resolusi yang sama, lensa Anda sekarang harus memproyeksikan gambar dengan lebih presisi. The perpanjangan intrinsik dari 35mm 1: 1 lensa makro adalah 70mm; Anda harus menambahkan lagi tabung ekstensi senilai 70mm untuk memperbesar ganda, tetapi itu juga membutuhkan daya penyelesaian dua kali lipat untuk mendapatkan kualitas proyeksi yang sama.

Oleh karena itu, Anda akan mulai kehilangan kualitas gambar ketika resolusi lensa Anda dibagi dengan faktor ekstensi jatuh lebih rendah daripada resolusi yang Anda butuhkan pada gambar. Dari sana, Anda bisa menggunakan cropping saja.

Demikian pula, fotografi cincin pembalikan dibatasi oleh kekuatan resolusi lensa yang dibalik (yang dioptimalkan untuk resolusi seperti yang dimiliki sensor Anda, tidak 2-3 kali lebih banyak). Mendapatkan pembesaran tinggi tanpa optik yang dirancang khusus untuk hal itu sangat murah dan sederhana (cetak krop dan terima resolusi yang lebih rendah) atau tidak mungkin.

Imre
sumber
Itu cara yang menarik untuk melihatnya. Jadi berapa jarak fokus dengan ekstensi 35mm, setengah? Apakah ada titik ketika dengan ekstensi yang cukup, pemfokusan secara fisik tidak mungkin karena akan berada di dalam lensa?
Itai
Saya tidak tahu bagaimana cara menghitung perubahan jarak fokus, jadi saya telah menanyakannya sebagai pertanyaan baru . Sejauh ini, saya hanya tahu dari latihan bahwa memanjang memang mendekatkan bidang fokus, jadi pasti ada titik di mana ia bertemu kaca depan.
Imre
-3

Dapatkan lensa lebar 28mm bekas dan balikkan. Kemudian tambahkan tabung ekstensi secukupnya.

Sebagai alternatif, gunakan lensa close up.

James Mahon
sumber
5
Ini tidak menjawab pertanyaan.
Silakan Baca Profil Saya