"회절 한계"는 무엇입니까?
답변:
아주 좋은 답변이 있지만 언급되지 않은 몇 가지 세부 사항이 있습니다. 첫째, 모든 조리개에서 다이어프램의 가장자리에서 빛이 구부러지고 " Airy Disk " 가 만들어 짐에 따라 회절이 항상 발생합니다 . 바람이 잘 통하는 디스크의 크기와 바깥 고리를 구성하는 디스크의 비율 및 바깥 고리의 각 파도의 진폭은 조리개가 중지됨에 따라 증가합니다 (물리적 조리개가 작아짐). Whuber가 그의 답변에서 언급 한 방식 :
장면을 여러 개의 작은 이산 점으로 구성된 것으로 생각하십시오.
렌즈에 초점을 맞출 때 이러한 빛의 지점 중 하나가 이미징 매체에 자체 통풍 디스크를 생성한다는 것을 알고 있습니다.
이미지 매체에 대하여
회절 한계 는 실제로 렌즈의 한계 가 아님을 명심해야한다 . 전술 한 바와 같이, 렌즈는 항상 회절 패턴을 생성하고, 렌즈가 정지됨에 따라 그 패턴의 정도 및 정도만이 변한다. 회절의 "제한"은 이미징 매체의 기능이다. 포토 사이트가 더 작은 센서 또는 입자가 작은 필름은 포토 사이트 / 그레인이 큰 센서보다 회절 한계가 더 낮습니다. 이것은 작은 포토 사이트 가 큰 포토 사이트보다 공기가 많은 디스크 영역을 덜 차지하기 때문입니다 . 렌즈가 멈춰서 공기 디스크의 크기와 강도가 커지면 공기 디스크는 인접한 포토 사이트에 영향을줍니다.
회절 한계통풍이 잘되는 디스크가 한 장 이상의 포토 사이트에 영향을주기에 충분히 커지는 지점입니다. 그것을 보는 또 다른 방법은 센서가 분해 할 수있는 2 점 광원의 공기 디스크가 합쳐지기 시작할 때입니다. 광각 조리개에서 센서로 이미지가 생성 된 2 점 광원은 단일 인접 포토 사이트에만 영향을 줄 수 있습니다. 애퍼 처가 정지되면, 각 포인트 광원에 의해 생성 된 에어리 디스크는 각 에어리 디스크의 외부 링이 병합되기 시작하는 지점까지 커진다. 개별 점 광원이 더 이상 단일 포토 사이트로 해석되지 않기 때문에 센서가 "회절 제한"되는 지점입니다. 둘 이상의 포토 사이트를 병합하고 포함합니다. 각 에어리 디스크의 중심이 합쳐지는 지점은 해상도의 한계입니다. 사용 된 조리개에 관계없이 더 이상 미세한 디테일을 해결할 수 없습니다. 이것이 회절 차단 주파수입니다.
렌즈가 이미징 매체에서 픽셀을 더 작은 스폿으로 분해하는 것이 가능하다는 점에 유의해야한다. 렌즈에 의해 초점이 맞춰진 통풍이 잘되는 디스크가 포토 사이트의 일부만을 덮는 경우입니다. 이 경우, 고분해능 점 광원 2 개가 단일 포토 사이트에 합쳐지는 통풍이 잘되는 디스크를 생성하더라도 최종 결과는 동일합니다. 센서는 조리개에 관계없이 단일 점광 만 감지합니다. 이러한 센서의 "회절 한계"는 두 점 광원을 명확하게 분석 할 수있는 센서 (f / 8로 제한 될 수 있음)보다 더 높습니다 (예 : f / 16). 또한 가능하고, 가능성이 포인트 광원은 포토 사이트의 중심에 완벽하게 초점을 맞추지 못할 것입니다. 공기가 잘 통하는 디스크가 두 개의 포토 사이트 사이의 경계 또는 네 개의 포토 사이트의 교차점에 집중되는 것은 전적으로 그럴듯합니다. 흑백 센서 또는 포베 온 센서 (적층 컬러 센서)에서는 연화 만 발생합니다. 바람이 잘 통하는 디스크는 4 개의 포토 사이트가 렌더링 한 최종 컬러에 영향을 줄뿐만 아니라 연화 또는 부적절한 해상도를 유발할 수 있기 때문에 4 개의 포토 사이트의 정사각 정션이 GRGB 색상의 교대 패턴을 캡처하는 컬러 베이어 센서에서.
12.2mp APS-C 센서 인 Canon 450D의 회절 한계는 f / 8.4입니다. 반면, 21.1mp 풀 프레임 센서 인 Canon 5D Mark II의 회절 한계는 f / 10.3입니다. 더 큰 센서는 거의 2 백만 메가 픽셀을 가지고 있음에도 불구하고 회절 한계에 도달하기 전에 추가로 정지 할 수 있습니다. 이것은 5D II의 포토 사이트의 물리적 크기가 450D의 포토 사이트보다 크기 때문입니다. (더 큰 센서의 수많은 이점 중 하나의 좋은 예입니다.)
믹스의 렌치
인터넷에서 특정 형식에 대한 특정 회절 제한 조리개를 지정하는 표를 자주 볼 수 있습니다. 종종 f / 16은 APS-C 센서에 사용되고 f / 22는 풀 프레임에 사용됩니다. 디지털 세계에서 이러한 숫자는 일반적으로 쓸모가 없습니다. 회절 제한 개구 (DLA)는 궁극적으로 집속 된 광점의 크기 (공기 디스크 패턴 포함)와 센서상의 단일 광 감지 요소의 크기의 관계의 함수이다. 주어진 센서 크기, APS-C 또는 풀 프레임의 경우 회절 한계는 포토 사이트의 크기에 따라 변경됩니다. 몇 년 동안 Canon의 EOS Rebel 카메라 라인에서 이러한 예를 볼 수 있습니다.
Camera | DLA
--------------------
350D | f/10.4
400D | f/9.3
450D | f/8.4
500D | f/7.6
550D | f/6.8
스토리는 필름 그레인 크기와 비슷해야합니다. 더 미세한 입자를 갖는 필름은 궁극적으로 더 큰 입자를 갖는 필름보다 낮은 개구에서 회절 연화에 더 취약 할 수있다.
회절 차단 주파수
회절은 종종 이미지 킬러로 선전되며 사람들은 더 이상 "유용한"이미지를 해결할 수없는 지점 인 "회절 한계"에 대해 이야기합니다. 반대로, 회절 한계는 회절 이 사용중인 특정 이미지 매체의 이미지에 영향을주기 시작 하는 지점 일뿐 입니다. 회절 컷오프 주파수는 추가의 선명도가 주어진 개구 불가능되는 지점이고, 이것은 실제로 물리 렌즈 조리개의 함수이다.
(완벽한) 광학 시스템의 회절 차단 주파수 공식은 다음과 같습니다.
fc = 1 / (λ * f #) 사이클 / mm
이것은 초점을 맞추는 빛의 파장의 역수와 렌즈의 f 수를 곱한 값은 밀리미터 당 사이클 수로 해결할 수 있음을 나타냅니다. 회절 차단 주파수는 일반적으로 해상도가 광 주파수 자체의 파장에 도달하는 지점입니다. 가시광 선의 경우 λ는 380-750nm 또는 0.38-0.75 미크론입니다. 주어진 조리개에 대해 차단 주파수가 충족 될 때까지 더 많은 해상도를 얻을 수 있습니다.
시각적 예
위의 Whubers 이미지 시퀀스는 렌즈가 넓게 열렸을 때의 광학 수차 효과뿐만 아니라 회절 효과의 적절한 예입니다. 구면 수차로 인해 약간의 초점 이동으로 인해 약간의 고통을 겪고 있다고 생각하므로 Canon 50mm f / 1.4 렌즈의 조리개를 가장 큰 조리개에서 가장 좁은 조리개로 변경하는 효과를 보여주는 애니메이션 GIF를 만들었습니다. .
(참고 : 이미지는 3.8meg로 크므로 정지 할 때마다 선명도를 비교하기 위해 완전히 다운로드하십시오.) 이미지는 넓게 열렸을 때 특히 색수차 및 일부 수차가 있습니다 (일부 이미지가있을 수 있음). 약간의 자주색 변두리 ... 초점을 맞추려고했습니다.) f / 2로 멈춰 CA가 상당히 줄었습니다. f / 2.8에서 f / 8까지 선명도가 가장 중요하며 f / 8이 이상적입니다. f / 11에서 회절 로 인해 선명도가 약간 떨어집니다 . f / 16, 특히 f / 22에서 회절은 이미지 선명도에 눈에 띄게 영향을줍니다. 회절 블러 링이 있더라도 f / 22는 여전히 f / 1.4 또는 f / 2보다 훨씬 선명합니다.
장면을 여러 개의 작은 이산 점으로 구성된 것으로 생각하십시오 . 렌즈는 이미지의 적절한 위치에서 각 점을 다른 점으로 변환해야합니다. 회절은 모든 점이 원형 물결 모양의 패턴 인 에어리 디스크 로 퍼지게 합니다. 디스크의 직경은 f 수에 직접 비례합니다. 이것이 " 회절 한계 "입니다.
f- 번호가 최소 (넓은 열린 렌즈)에서 증가함에 따라 이미지의 한 지점에서 떨어지는 빛은 렌즈의 좁은 영역에서 나옵니다. 이미지가 더 선명 해지는 경향이 있습니다. f 수가 증가하면 Airy 디스크가 더 커집니다. 어느 시점에서 두 효과의 균형이 가장 선명 해집니다. 이 지점은 일반적으로 SLR 카메라에서 f / 5.6 ~ f / 8 범위에 있습니다. f 수가 작을수록 렌즈의 전체 속성 (수차)이 더 부드러운 이미지를 생성합니다. 더 큰 f- 수에서는, 부드러움이 회절 효과에 의해 지배된다.
당신은 자신의 렌즈로 특별한 장비없이 이것을 합리적으로 잘 측정 할 수 있습니다 . 대비가 많은 선명하고 섬세하며 밝고 평평한 대상 앞에서 삼각대에 카메라를 장착하십시오. (매거진의 페이지를 사용했는데 제대로 작동했습니다.) 최상의 설정을 사용하십시오. 가장 낮은 ISO, 적절한 노출, 미러 고정, 줌 렌즈의 중간 초점 길이 (또는 초점 길이 변경), 중간 거리, 완벽 초점은 RAW 형식입니다. f / 스톱과 노출 시간 만 변하는 일련의 사진을 촬영하십시오 (노출을 일정하게 유지하기 위해). 좋은 모니터에서 100 %의 사진 시퀀스를 봅니다. 카메라의 "스위트 스폿"이 어디에 있는지, 조리개를 더 넓거나 좁게 사용하는 효과를 볼 수 있습니다.
다음 순서 는 Canon 85 mm f / 1.8 렌즈 시리즈에서 발췌 한 것으로 꽤 좋은 렌즈입니다. f / 1.8, 2.8, 5.6, 11 및 22에서 100 % 자르기 (웹 디스플레이 용 고품질 JPEG로 변환)가 위에서 아래로 나타납니다. f / 11 및 f / 22에서 회절의 증가 효과를 볼 수 있습니다. 하단 두 이미지. 그 주 특정 렌즈를 위해 사용할 특정 카메라 (EOS t21의, APS-C 센서), 하이 F-번호로 회절 부드러움 벌리고 렌즈와 본 부드러움 접근하지 않는다. 몇 분 안에 얻을 수있는 자신의 렌즈에 대해 비슷한 정보가 있으면 중요한 사진에서 노출 매개 변수를 선택하는 데 유용 할 수 있습니다.
f / 1.8 
f / 2.8 
f / 5.6 
f / 11 
f / 22 
회절이 발생합니다. 인생의 사실입니다. 렌즈를 넓게 열면 회절로 인해 약간의 선명도 손실이 발생하기에 다른 렌즈 수차가 너무 두드러집니다. 조금만 멈 추면 이러한 수차가 최소화됩니다. 렌즈가 점점 좋아질 것 같습니다. 회절가 있지만, 가장자리 근처에 전달되지 않는 빛이 크게 빛 outvotes 때문에 당신은 아직도 정말 통지하지 않습니다 되는 조리개 날개에 너무 가까워 통과합니다.
렌즈를 멈출 때 어느 시점에서 렌즈 요소의 중앙 부분과 외부 부분 사이의 광학적 차이를 제거함으로써 얻는 이득은 사라지기 시작합니다. 광로의 가장자리 주위로 빛이 구부러져 초점이 맞지 않는 이미지 (회절). 더 이상 멈출 때 렌즈가 더 좋아지지 않습니다. 중간을 통과하는 빛에 비해 너무 많은 빛이 회절되고 있습니다. 이때부터 중지하면 이미지가 더 부드러워집니다.
부드러움을 증가시키지 않으면 서 렌즈가 멈출 수있는 지점이 회절 한계입니다. 예를 들어 Nikon은 전통적으로 많은 디자인에서 최소 조리개 (f / 16)를 비교적 넓게 유지했습니다. 다른 렌즈 (특히 매크로)에서는 여전히 몇 개의 조리개를 사용할 수 있습니다. 일부 응용 분야에서는 피사계 심도 고려가 절대 선명도보다 중요 할 수 있습니다.
모든 사진은 타협입니다. 최적보다 더 멀리 멈추고 싶을 때가 있지만, 타협점을 인식하는 데 도움이됩니다. 멈춤은 DOF에 대한 쉬운 해답이지만, 풍경에 매료되어 f / 22 또는 f / 32에서 모두 촬영하는 경우 틸트 / 시프트 렌즈를 살펴볼 때가 있습니다.
대답은 이미 회절을 잘 설명하고 있습니다. 회절 한계 는 렌즈를 정지해도 카메라 센서의 픽셀 크기와 관련하여 더 자세한 정보를 제공하지 않는 지점을 설명하는 데 가장 많이 사용됩니다.
카메라의 회절 한계에 도달하면 렌즈가 조리개 이상으로 멈춘 경우 부드러운 결과를 얻을 수 있습니다. 센서 크기가 아닌 개별 픽셀의 크기와 직접 관련이 있습니다.
현대 DSLR에서는 회절 한계가 F / 11과 F / 16 사이에 도달합니다. 센서가 작은 카메라의 경우 F / 8 이하일 수 있습니다. 대부분의 소형 카메라는 이러한 이유로 F / 8보다 작은 조리개를 사용하지 않습니다. 일부는 고정 조리개 (F / 3.5 정도)를 사용하고 정지 대신 ND 필터를 미끄러 뜨려 들어오는 빛을 더 적게 시뮬레이션합니다. 불행히도 실제로 시뮬레이션 된 F- 스톱을 EXIF에 넣었으므로 카메라가 일반 조리개가 아닌 ND 필터를 사용한다는 것을 알아야합니다.
Cambridge In Color 사이트의이 페이지 에는 회절 한계에 대한 자세한 기술 설명이 있습니다. 또한 조리개, 카메라, 인쇄 크기 및 시청 거리의 특정 조합이 회절 제한인지 여부를 확인하는 온라인 계산기가 있습니다.
짧은 답변…
회절 한계는 주어진 렌즈 시스템 / 해결 / 초점을 만들 수있는 가장 작은 장소입니다.
팔을 흔들며 : 렌즈는 작은 지점에 빛을 집중시킬 수 있지만 한 지점에는 초점을 맞출 수 없습니다. 스폿 크기는 파장에 따라 다를 수 있으며 짧은 파장은 긴 것보다 작은 스폿 크기를 형성합니다. 아주 좋은 수차가없는 (회절 제한) 렌즈를 사용하면 시준 된 빛이 초점의 지점으로 바람이 잘 통하는 디스크를 생성합니다. 바람이 잘 통하는 디스크는 여전히 해당 시그니처에서 해당 렌즈로 생성 할 수있는 가장 작은 지점입니다 (시준 된 빛 사용). 조리개가 클수록 작은 조리개보다 초점이 좁고 초점 심도가 감소하여 작은 스폿 크기가 생성됩니다.
그림 장면이있는 바람이 잘 통하는 디스크를 만들 수 없습니다. 시준 된 빛은 이미지를 형성하지 않습니다.
Whoa, Stop 바로 가기 : 수식에서 조리개가 역수로 사용된다고 생각하면 수치 조리개가 클수록 작은 스폿이 생성됩니다. 분산도 여기서 중요한 역할을합니다.
회절 한계는 물리 법칙으로 인한 렌즈의 최대 선명도 한계입니다. 기본적으로 카메라의 픽셀 수 또는 광학 시스템의 완벽한 정도에 관계없이 선명한 사진을 얻을 수 없습니다.
원하지 않는 효과는 줌을 회절 한계가 허용하는 것보다 크게 설정하고 사진이 더 선명하지 않고 커질 때입니다. 이것은 종종 망원경과 현미경에서 발생합니다. 이것은 광학 현미경이 X보다 선명하게 보이지 않기 때문에 광학 대신 전자 현미경을 사용하는 이유이기도합니다.
침지 액체는 광학 현미경에서 고해상도 사진을 만들기 위해 한계를 늘릴 수 있습니다.