Dlaczego warto korzystać z małej apertury, gdy próbujemy dostrzec kurz z czujnika?

Tu i tam czytałem o ludziach, którzy ustawiali obiektyw na małą aperturę podczas testowania czystości matrycy, podobno w celu uzyskania najlepszego obrazu drobinek kurzu. Jednak na obraz cząstek kurzu znajdujących się na czujniku nie powinna, moim zdaniem, wpływać ostrość wyostrzona przez ustawienia obiektywu. To samo dotyczy cząstek pyłu na samych soczewkach. Zastanawiam się - czy ci ludzie źle rozumieją teorię działania układu optycznego, czy coś mi brakuje?

— tak
źródło

Być może pytanie to można rozszerzyć na inne aspekty: Czy to ważne, czy użyję obiektywu szerokokątnego, czy teleobiektywu? Zoom czy liczba pierwsza? Defocus do nieskończoności lub bardzo blisko? (Przynajmniej z kilkoma szybkimi eksperymentami, które przeprowadziłem, gdy wszystkie inne rzeczy były równe, kurz był łatwiejszy do zauważenia przy krótszej ogniskowej - jednak połączenie krótkiej ogniskowej i małej apertury oznaczało, że tło nie było wystarczająco rozmyte. .)

— Jukka Suomela,

@JukkaSuomela - dlatego, jak sądzę, najlepszą metodą będzie testowanie w celu wyczyszczenia błękitnego nieba.

— ysap

Odpowiedzi:

Jeśli kurz naprawdę znajdował się na właściwym czujniku, byłbyś absolutnie poprawny.

Przynajmniej w normalnym przypadku praktycznie niemożliwe jest, aby kurz dostał się na powierzchnię samego czujnika, ponieważ przed czujnikiem znajduje się kilka milimetrów filtrów. Najbardziej z przodu jest (przynajmniej w zwykłym przypadku) filtr AA.

Ważne jest to, że całe to przezroczyste szkło. Dlatego przy szerszym otworze do czujnika dociera więcej światła pod różnymi kątami. Ponieważ światło może przemieszczać się pod dowolnym kątem przez te filtry (ponieważ wszystkie są co najmniej w większości przezroczystymi szkłami), drobinki kurzu zwykle nie blokują całego światła. Przy mniejszej aperturze światło wychodzi niemal prosto z małej apertury, więc krawędzie wszelkich drobinek kurzu są wyraźnie określone.

W praktyce różnica jest dość oczywista. Oto zdjęcie na przysłonie f / 1.7, a następnie zdjęcie zrobione kilka chwil później na f / 22 (ten sam aparat, ten sam obiektyw itp. - wszystko, co zostało zmienione, to przysłona i czas otwarcia migawki):

f / 1.7: wprowadź opis zdjęcia tutaj

f / 22: wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jak zwykle w tej sytuacji, zwiększyłem również kontrast, aby pył był bardziej widoczny - ponieważ jest to zwykły obiekt o niskim kontraście, histogram zaczyna się w następujący sposób:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Aby pył był bardziej widoczny, dostosowuj poziomy w taki sposób:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jeśli zastosujesz go do zdjęcia f / 1.7 (tak jak to zrobiłem powyżej, aby zachować uczciwość), będzie to również przeceniać spadek światła w rogach obrazu. Chociaż i tak jest kilka, zwykle nie jest tak blisko, jak wygląda na pierwszym zdjęciu powyżej.

Zauważ, że jest to dość rygorystyczny test. Ten czujnik jest na tyle czysty, że w typowych ujęciach nie ma w ogóle śladu kurzu. Pomiędzy całkowitym brakiem kontrastu / szczegółów w obiekcie, niewielką przysłoną i ekstremalnym wzmocnieniem kontrastu, widzimy coś, czego nigdy nie zobaczylibyśmy na żadnym normalnym zdjęciu (nie wspominając o tym, że dwa najgorsze punkty tutaj są blisko u dołu ramki, gdzie prawie zawsze jest co najmniej mały szczegół, aby ukryć te problemy). Jeśli przetestujesz to na własnym aparacie, nie zdziw się, jeśli wygląda (całkiem możliwe) znacznie gorzej niż powyższe. Z tego, co widziałem, zgaduję, że większość lustrzanek cyfrowych (i całkiem niezła liczba kamer P&S) jest przynajmniej trochę, a często dużo gorsza.

— Jerry Coffin
źródło

Mój jest o wiele gorszy. : P Bałem się czyścić na mokro ... ale może muszę. Masz cholernie CZYSTY czujnik!

— jrista

Co nakręciłeś na tych dwóch zdjęciach?

— Lazer

@Lazer: Ściana mojego biura, głównie nieostra. Na f / 22 jest dość DOF, aby zobaczyć trochę tekstury ściany (choć wciąż jest nieostry i coś w rodzaju ekspozycji 2s, z ręki zrobionej z ręki, więc to daleko od ostrego). Częstszym tematem jest czyste, błękitne niebo.

— Jerry Coffin

Jeśli dobrze rozumiem twoje pytanie, zatrzymanie przysłony do najwęższej zapewnia, że światło jest skupione tak ściśle, jak to możliwe. Jeśli zrobisz zdjęcie z szerszym otworem, nadmiar niepowodującego światła nadal trafi do czujnika i złagodzi skutki kurzu z czujnika.

Mówiąc bardziej precyzyjnie z technicznego punktu widzenia ... przy wąskim otworze światło padające na czujnik pada z możliwie wąskiego pola i możliwie najbliżej prostopadłości (90 ° do płaszczyzny czujnika). Powoduje to, że cząsteczki pyłu tworzą „ostry cień” na czujniku. Przy szerszym otworze światło padające na czujnik pochodzi z szerokiego pola widzenia i światło nie zawsze może być prostopadłe (może wynosić od 90 ° do 70 °), ponieważ cała powierzchnia soczewki odgrywa rolę w focusingświetle. Te pozaosiowe promienie światła powodują, że cząsteczki pyłu tworzą „miękki cień” na czujniku.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Możesz zademonstrować efekt w skali makro, jeśli potrzebujesz wizualnego przykładu. Podnieś rękę o stopę lub dwie od ściany i skieruj na nią jasny, ale wąski promień światła ... powiedz z latarki oddalonej o około 10 stóp. Cień z ręki powinien być wyraźny i ostry. Wykonaj ponownie ten sam eksperyment, jednak tym razem ustaw kilka zacienionych lamp, które emitują światło w szerokim polu w linii równoległej do ściany około 10 stóp od siebie. Cień z twojej dłoni powinien być miękki i przyćmiony, o ile w ogóle jest widoczny (z wyjątkiem dokładniejszego przyjrzenia się). Zwężenie przysłony przypomina korzystanie z latarki, a jej poszerzenie przypomina ustawienie szerszego rzędu świateł.

— jrista
źródło

OK, tutaj jest kilka pojęć. Po pierwsze, kąt padania jest prostopadły tylko w środku czujnika. Przysłona nie ma na to wpływu, a jedynie zwykłą geometrię problemu. Prawdą jest jednak, że przy szerokim otworze promienie zbliżają się z szerszego kąta (stożka) niż z wąskiego otworu. Po drugie, czujnik z definicji znajduje się w płaszczyźnie ogniskowania, więc wszystkie promienie powinny zbiegać się na cząstce pyłu. Po trzecie, eksperyment z cieniami zakłada, że palce są daleko od ściany, jednak kurz znajduje się na czujniku (daj lub weź filtr IR).

— ysap

@ysap: Pył znajduje się na filtrach PRZÓD czujnika, a NIE na czujniku. Biorąc pod uwagę skalę rozmawiającą o nowoczesnej lustrzance cyfrowej, mój przykład makro (który jest BARDZO szorstki) próbuje to wziąć pod uwagę. Należy również zauważyć, że przy użyciu tej techniki najlepiej wydobywa kurz w środku czujnika, a najgorzej wzdłuż krawędzi czujnika ... z tego samego powodu, że światło nie jest całkowicie „prostopadłe” w tych obszarach . Dlatego tak naprawdę nie zgadzamy się, jednak być może w celu przetestowania w skali makro trzymaj rękę tylko pół stopy od ściany. ;)

— jrista

Należy również pamiętać, że we współczesnych lustrzankach istnieje szczelina powietrzna między elementem filtra przed czujnikiem a samym czujnikiem, aby umożliwić automatyczne czyszczenie czujnika za pomocą wibracji (przynajmniej dla większości ... Myślę, że osoby z redukcja drgań aparatu może nie.) Zwiększa to odległość między kurzem a czujnikiem. Kolejna uwaga ... „ostrość”, którą zwykle uzyskuje się przez przymknięcie, nie odgrywa tutaj żadnej roli ... zwykle ogniskowałem soczewkę do nieskończoności, aby światło przechodzące przez nie zawierało żadnych istotnych „szczegółów” ... jest to po prostu płaskie, nieostre i głównie „prostopadłe” światło.

— jrista

Przydatne słowo: „Collimated”. en.wikipedia.org/wiki/Collimated_light

— mattdm

Ponieważ odległość od obiektu do obiektywu jest zwykle znacznie większa niż odległość od obiektywu do czujnika, małe odległości przed czujnikiem są znacznie bardziej krytyczne. Promienie brzegowe, które są prawie równoległe do siebie, gdy uderzają w obiektyw, są silnie nachylone, gdy rzutowane są przez soczewkę na czujnik (szczególnie jeśli obiektyw jest znacznie większy w obszarze niż obszar koła świetlnego, które rzutuje na płaszczyznę czujnika).

— Michael C