이미지 품질을 크게 저하시키지 않으면 서 렌즈 배율을 얼마나 향상시킬 수 있습니까?


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현재 1 배율 확대 매크로 렌즈 (35mm F / 2.8) 만 가지고 있지만 5X로 갈 수있는 대여 된 Canon MP-E 65mm 렌즈를 가지고 놀고 있습니다. 그 배율에서의 사진은 세상과는 거리가 멀다!

문제는 이미지 품질을 잃지 않고 연장 튜브 또는 다른 매크로 어댑터를 통해 35mm 매크로의 배율을 얼마나 높일 수 있습니까? 가능하다면 2-3X를 넘어서려면 무엇이 필요할까요?


이미지 품질 잃지 않고 이미 자체적으로 수행 할 수있는 1x / 1 : 1을 지나쳐서 늘릴 수는 없습니다 .
dpollitt

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@dpollit 렌즈가 이미징 미디어가 캡처 할 수있는 것보다 더 많이 해결되는 한 가능하다고 생각합니다.
Imre

답변:


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확장 튜브 전체에 잘 쌓아 두어야합니다. 회절을 증가시킬 것입니다. 그러나 피사체를 몇 배나 더 크게 확대 할 수 있습니다. 몇 배 더 가능할 것입니다. 따라서 회절의 영향이보다 작게 유지되기 때문에 미세한 디테일이 더 낮은 확대 수준보다 더 두드러집니다 확대 세부 정보 (특정 포인트까지 ... 확산은 세부 확대보다 빠르게 커지지 만, 바람이 잘 통하는 디스크가 원래 세부 정보보다 큰 지점에 도달하기 전에는 다른 것들로 인해 계속 확장하는 기능이 제한됩니다.) 곤충 눈의 측면은 거대해지며, 각 얼굴의 미세한 세부 사항은 충분한 픽셀 크기로 확대 될 수 있습니다. 공기 회절 디스크는 몇 픽셀에 걸쳐있을 수 있습니다.

실험을 위해 가상 곤충이 실제로 우리의 주제라고 가정 해 봅시다. 18mp APS-C 카메라로 1 : 1 배율로 촬영한다고 가정 해 보겠습니다. 피사체의 눈이 8x8 픽셀 영역에 걸쳐 있다고 가정 해 봅시다 (매우 작습니다!)

35mm 1 : 1 @ f / 5.6을 촬영하고 25mm 확장 튜브를 때리는 경우. 확대 게인은 확장 / 초점 길이이므로 25mm / 35mm 또는 0.714 배 더 많은 배율을 추가합니다. 확대 는 촬영중인 유효 f- 스톱에 영향을줍니다 . 1.0 배 확대시, 이미 일부 효과가 발생하며 유효 조리개 값은 f / 11입니다. 추가 배율을 사용하면 유효 f- 스톱f/5.6 * (1 + 1.714)f / 15입니다. 피사체의 안면 크기는 이제 약 26x26 픽셀이며 회절은 약 4 픽셀 영역에 영향을 미칩니다.

마찬가지로 50mm의 확장은 1.43 배의 추가 배율 (50/35)이므로 유효 f- 스톱은 f/5.6 * (1 + 2.43)f / 19입니다. 이 수준에서의 회절은 가시적이며 IQ에 약간의 영향을 미치지 만 광학 수차가 f / 2.8이 될 정도로 나쁜 곳은 아닙니다. 그러나 피사체의 세부 묘사가 커지면서 이미지의 궁극적 인 품질에는 영향을 미치지 않습니다. 피사체의 안면은 이제 약 43x43 픽셀이며 회절은 약 6 픽셀 영역에 영향을 미칩니다.

실험을 더 멀리 진행할 수 있습니다. 충분한 DOF를 얻기 위해 f / 22까지 멈춰야하고 전체 5 배 확대로 확장해야합니다. 그것은 당신에게 효과적인 조리개 f/22 * (1 + 5)또는 f / 132를 제공 합니다. 이 시점에서 회절 효과는 18mp APS-C 센서의 경우 약 150 픽셀 영역에 걸쳐 있습니다 (매우 높은 해상도, 약 116lp / mm ... 라인 쌍 / 밀리미터). 회절의 효과는 이제 당신이 얻기 위해 열심히 일한 모든 세부 사항을 없애줍니다. 그러나 반드시 그런 것은 아닙니다. 귀하의에서 5 배 확대 , 거의 3 자릿수이전에 2.43 배 확대 한 것보다 훨씬 컸으며, 미세한 디테일은 26x26 픽셀 영역에 걸쳐있었습니다. 동일한 세부 사항이 현재 250x250 픽셀 영역 이상에 걸쳐 있어야합니다. 회절이 커져서 미세한 디테일이 흐려질 수 있지만 약 50 픽셀 영역에 영향을 미칩니다. 회절에서 잃는 것보다 더 많은 세부 정보를 추출 할 수 있습니다.

근본적인 질문에 대답하기 위해 : 세부 사항을 잃기 전에 얼마나 확대 할 수 있습니까? 에어리 디스크의 크기는 1.0 배 확대에서 원본 디테일 크기보다 약간 빠르게 증가합니다. 이것은 회절의 불균일 한 특성 때문이며, 그 효과가 커짐에 따라 방해하거나 증폭하는 방식입니다. 회절은 또한 빛의 파장에 의존합니다 ... 그래서 지금까지 나의 계산에 황록색 빛 (564nm)의 파장을 사용했지만 가시 광선은 약 340nm 보라색에서 790nm 짙은 빨간색의 범위에 이릅니다. 진한 적색광은 다른 파장보다 더 많이 회절되어 더 큰 회절을 생성합니다. 회절은 더 이상 이익을 얻지 못할 정도로 IQ에 충분히 영향을 미치는 한계에 도달 할 수 있습니다. 그 한계는 매우 멀다 다른 기계적 제한으로 인해 더 이상 확장 할 수없는 지점을 넘어서는 것입니다.

일반 사진에서는 조리개를 더 많이 정지시킬수록 회절 효과가 이미지에 더 많이 영향을줍니다. 정지 할 때 이미지의 디테일이 커지지 않기 때문에 바람이 잘 통하는 디스크가 커질수록 더 디테일을 잃게됩니다. 매크로 사진의 경우 확장 기능을 높이면 디테일이 확대 되고 회절도 증가하면서 원본은 확대됩니다.세부 사항은 항상 바람이 잘 통하는 디스크보다 큽니다. 확장하면 약간의 디테일을 잃게됩니다 (세밀하고 세밀한 디테일을 빛에 가져오고 약 3 배 확대하면 회절은 1.0x에서 시작한 것보다 미세한 디테일의 가시성에 영향을 미치기 시작합니다.) 회절 효과는 추가 확대로 유용한 이득을 계속 얻지 못하게합니다. 그러나 당신은 확대를 아주 멀리 밀어 낼 수 있습니다. 일반적으로 IQ에 실제로 영향을 미치는 회절 문제에 실제로 초점을 맞추기 전에 초점면이 렌즈에 너무 가까이 있거나 실제로 렌즈 안에있는 문제가 발생할 가능성이 훨씬 높습니다.


아주 자세한 설명! @Irme의 답변을 바탕으로 완벽한 렌즈를 가정하고 있다고 생각합니다. 즉 해상도는 회절 이외의 다른 것에 의해 제한되지 않습니다. 이 경우입니까?
Itai

@Itai : 반드시 그런 것은 아닙니다. f / 5.6 이하에서는 광학 수차가 완화되는 경향이 있으며 회절은 이미 IQ에 큰 영향을 미치고 있습니다. 약 f / 4-5.6보다 넓은 것을 보장하기가 어려우므로 조리개를 더 넓게 사용하지 않은 이유도 있고, 경우에 따라서는 렌즈가 회절 한계보다 약간 더 수차가 있습니다. 위의 숫자는 회절이 제한되어 있다고 가정하는데, 이는 실제로 그 조리개에있는 대부분의 렌즈와 관련이 있습니다.
jrista

@Itai : 또 다른 정보. f / 5.6에서 렌즈의 공간 해상도는 최대 123lp / mm입니다. 캐논의 최고 밀도 센서 인 18mp APS-C는 최대 116lp / mm를 해결합니다. 회절 관점에서 렌즈를 센서에 맞추려면 약 f / 6.5로 멈춰야 할 것입니다. 그 이상은 렌즈보다 센서보다 회절이 더 제한됩니다. 대부분의 센서는 그 정도의 공간 해상도를 해결할 수 없지만 대부분의 풀 프레임 센서는 약 70-80lp / mm를 해결합니다. 현재, 나는 더 많은 것을 해결하는 유일한 것은 소니의 24mp APS-C라고 생각한다. 그러나 그것은 그것 자체의 문제가있다
jrista

표 1의 LL에서 회절 제한 렌즈 해상도의 편리한 차트를 찾을 수 있습니다 . MTF 50 % 컬럼을 사용하십시오 ... MTF 9 % 컬럼은 절대적으로 최대의 사람의 시력을 분석 할 수있는 것과 관련이 있습니다. 이는 가장 전문적이고 특수한 렌즈를 제외한 모든 센서 또는 모든 렌즈가 해결할 수있는 것보다 상당히 나쁩니다.
jrista

모든 업데이트에 감사드립니다. 많은 의미가 있지만 혼란 스러울 수 있습니다. 초점 거리가 더 이상 렌즈 외부에 있지 않을 때까지 많은 품질을 잃지 않으면 서 연장 튜브를 사용하여 확대율을 높일 수 있다고 말씀하십니까?
Itai

2

우선, 연장 튜브를 추가하면 렌즈 전면이 차체에서 멀어지고 초점면이 더 가까워집니다. 초점 평면과 카메라 바디 사이에 렌즈가 물리적으로 맞지 않을 때까지 얼마나 연장 할 수 있는지 제한이 있습니다. 35mm 매크로 렌즈는 이미 매우 근접한 초점을 맞추기 때문에 렌즈의 물리적 길이는 렌즈를 얼마나 늘릴 수 있는지 제한합니다.

확장 튜브를 사용할 때는 렌즈를 이미징 표면 (필름 또는 센서)에서 더 멀리 이동시킵니다. 거리가 멀면 투사 된 이미지 원이 더 커지고 더 작은 부분을 사용한다는 것입니다. 따라서 동일한 해상도를 얻으려면 렌즈가 더 정밀하게 이미지를 투사해야합니다. 35mm 1 : 1 매크로 렌즈 의 고유 확장 은 70mm입니다. 배율을 두 ​​배로 늘리려면 70mm 상당의 확장 튜브를 추가해야하지만 동일한 투사 품질을 얻으려면 2 배의 분해능이 필요합니다.

따라서 렌즈의 해상도를 확장 인자로 나눈 값 이 이미지 의 해상도 보다 낮아지면 이미지 품질이 떨어지기 시작합니다 . 거기서부터 대신 자르기를 사용할 수 있습니다.

마찬가지로 역전 링 사진은 리버스 렌즈의 해상도에 의해 제한됩니다 (센서의 해상도가 2-3 배가 아닌 해상도에 최적화 됨). 특별히 설계된 광학 장치없이 고배율을 얻는 것은 매우 저렴하고 간단하거나 (작물을 인쇄하고 더 낮은 해상도를 수용) 불가능합니다.


그것을 보는 흥미로운 방법입니다. 35mm 확장을 사용하면 초점 거리가 절반이 될까요? 렌즈를 충분히 확장하면 렌즈 내부에있을 수 있으므로 초점을 맞추는 것이 물리적으로 불가능한 점이 있습니까?
Itai

나는 초점 거리의 변화를 계산하는 방법을 모른다. 그래서 나는 그것을 새로운 질문 으로 물었다 . 지금까지 나는 확장이 초점면을 더 가깝게 만든다는 것을 알기 때문에 필연적으로 전면 유리와 만나는 지점이 있어야합니다.
Imre

-3

중고 28mm 광각 렌즈를 가져 와서 뒤집으십시오. 그런 다음 맛을 내기 위해 확장 튜브를 추가하십시오.

또는 클로즈업 렌즈를 사용하십시오.


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이것은 질문에 대답하지 않습니다.
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