Było kilka bardzo dobrych odpowiedzi, ale jest kilka szczegółów, o których nie wspomniano. Po pierwsze, dyfrakcja zawsze zachodzi na każdym otworze, ponieważ światło zagina się wokół krawędzi przepony i tworzy „ zwiewny dysk ”. Rozmiar przewiewnego dysku i proporcja dysku, który zawiera pierścienie zewnętrzne, oraz amplituda każdej fali w pierścieniach zewnętrznych, zwiększają się wraz z przymykaniem przysłony (apertura fizyczna zmniejsza się.) Gdy zbliżasz się do fotografii w sposób, w jaki Whuber wspomniał w swojej odpowiedzi:
Pomyśl o scenie złożonej z wielu małych dyskretnych punktów światła.
Zdajesz sobie sprawę, że każdy z tych punktów światła, gdy jest zogniskowany przez obiektyw, generuje swój własny przewiewny dysk na nośniku obrazowania.
Odnośnie Image Medium
Należy również wyraźnie zauważyć, że granica dyfrakcji nie jest w rzeczywistości ograniczeniem soczewki. Jak wspomniano powyżej, soczewki zawsze tworzą wzór dyfrakcyjny, tylko stopień i zakres tego wzoru zmienia się wraz z przymykaniem soczewki. „Granica” dyfrakcji jest funkcją ośrodka obrazowania. Czujnik z mniejszymi zdjęciami lub filmem z mniejszym ziarnem będzie miał niższą granicę dyfrakcji niż te z większymi zdjęciami / ziarnami. Wynika to z faktu, że mniejsza strona zajmuje mniej miejsca na dysku niż większa strona. Gdy przewiewny dysk powiększa się i zwiększa wraz z przymykaniem obiektywu, przewiewny dysk wpływa na sąsiednie zdjęcia.
Granica dyfrakcjajest punktem, w którym przewiewne dyski stają się na tyle duże, że zaczynają oddziaływać na więcej niż jedną stronę. Innym sposobem na to jest to, że zwiewne dyski z dwóch punktowych źródeł światła, które są rozwiązywane przez czujnik, zaczynają się łączyć. Przy szerokim otworze dwa punktowe źródła światła zobrazowane przez czujnik mogą wpływać tylko na pojedyncze sąsiednie strony. Kiedy apertura jest zatrzymana, przewiewny dysk generowany przez każde punktowe źródło światła rośnie do punktu, w którym zewnętrzne pierścienie każdego przewiewnego dysku zaczynają się łączyć. Jest to punkt, w którym czujnik jest „ograniczony dyfrakcyjnie”, ponieważ pojedyncze punktowe źródła światła nie rozdzielają się już na jedną stronę fotograficzną ... łączą się i pokrywają więcej niż jedną stronę fotograficzną. Punktem, w którym łączy się środek każdego zwiewnego dysku, jest granica rozdzielczości, i nie będziesz już w stanie uzyskać dokładniejszych szczegółów, niezależnie od zastosowanej przysłony. Jest to częstotliwość odcięcia dyfrakcji.
Należy zauważyć, że soczewka może rozpoznać mniejszy punkt pikseli w medium obrazującym. Dzieje się tak, gdy zwiewne dyski zogniskowane obiektywem pokrywają tylko ułamek strony fotograficznej. W takim przypadku, nawet jeśli dwa punktowe źródła światła o wysokiej rozdzielczości generują przewiewne dyski, które łączą się w jednym miejscu na zdjęciach, efekt końcowy będzie taki sam ... czujnik wykryje tylko jedno światło punktowe niezależnie od przysłony. „Granica dyfrakcji” takiego czujnika byłaby wyższa (powiedzmy f / 16) niż dla czujnika, który jest w stanie wyraźnie rozdzielić oba punktowe źródła światła (który może być ograniczony dyfrakcją przy f / 8). Jest to również możliwe i prawdopodobnepunktowe źródła światła NIE będą idealnie skupione na środku strony fotograficznej. Jest całkiem prawdopodobne, że zwiewny dysk zostanie ustawiony na granicy między dwiema stronami lub skrzyżowaniem czterech stron. W przypadku czujnika czarno-białego lub czujnika Foveon (ułożone w stosy kolorów), spowodowałoby to jedynie zmiękczenie. W czujniku Bayera kolorów, w którym kwadratowe połączenie 4 stron internetowych będzie rejestrować naprzemienny wzór kolorów GRGB, ponieważ zwiewny dysk może wpływać na ostateczny kolor renderowany przez te cztery strony, a także powodować zmiękczenie lub niewłaściwą rozdzielczość.
Mój Canon 450D, matryca APS-C 12,2mp, ma granicę dyfrakcji f / 8.4. Natomiast Canon 5D Mark II, pełnoklatkowy czujnik 21,1mp, ma ograniczenie dyfrakcji f / 10,3. Większy czujnik, mimo że ma prawie dwa razy więcej megapikseli, może zatrzymać się jeszcze zanim osiągnie granicę dyfrakcji. Wynika to z faktu, że fizyczny rozmiar stron w 5D II jest większy niż w 450D. (Dobry przykład jednej z wielu zalet większych czujników).
Klucze w miksie
Często możesz natknąć się na tabele w Internecie, które określają konkretny otwór o ograniczonej dyfrakcji dla określonych formatów. Często widzę f / 16 zastosowany w czujnikach APS-C, a f / 22 w przypadku pełnej klatki. W świecie cyfrowym liczby te są na ogół bezużyteczne. Otwór ograniczający dyfrakcję (DLA) jest ostatecznie funkcją stosunku wielkości skupionego punktu światła (w tym wzoru zwartej tarczy) do wielkości pojedynczego elementu wykrywającego światło na czujniku. Dla dowolnego rozmiaru matrycy, APS-C lub pełnej klatki, limit dyfrakcji zmieni się w zależności od wielkości stron. Przykładem tego jest linia aparatów Canon EOS Rebel na przestrzeni lat:
Camera | DLA
--------------------
350D | f/10.4
400D | f/9.3
450D | f/8.4
500D | f/7.6
550D | f/6.8
Historia powinna być podobna do wielkości ziarna filmu. Folie z drobniejszym ziarnem byłyby ostatecznie bardziej podatne na zmiękczanie dyfrakcyjne w niższych otworach niż folie z większymi ziarnami.
Częstotliwość odcięcia dyfrakcji
Dyfrakcja jest często reklamowana jako narzędzie do zabijania obrazów, a ludzie mówią o „limicie dyfrakcji” jako punkcie, w którym nie można już rozwiązać obrazu „pożytecznie”. Przeciwnie, granica dyfrakcji jest tylko punktem, w którym dyfrakcja zaczyna wpływać na obraz dla konkretnego używanego medium obrazowego. Częstotliwość odcięcia dyfrakcja jest punkt, w którym dodatkowy ostrość jest niemożliwe dla danego otworu, a to jest rzeczywiście funkcją obiektywu i fizycznej przysłony.
Wzór na częstotliwość odcięcia dyfrakcyjnego dla (idealnych) układów optycznych jest następujący:
fc = 1 / (λ * f #) cykli / mm
Stwierdza to, że odwrotność długości fali ogniskowanego światła pomnożona przez liczbę f soczewki to liczba cykli na milimetr, które można rozwiązać. Częstotliwość odcięcia dyfrakcyjnego jest na ogół punktem, w którym rozdzielczość osiąga długość fali samych częstotliwości światła. Dla światła widzialnego λ między 380-750 nm lub 0,38-0,75 mikrona. Dopóki częstotliwość odcięcia nie zostanie osiągnięta dla danego otworu, można uzyskać większą rozdzielczość.
Przykłady wizualne
Powyższa sekwencja zdjęć Whubera jest dobrym przykładem efektu dyfrakcji, a także efektu aberracji optycznych, gdy obiektyw jest szeroko otwarty. Wydaje mi się, że cierpi z powodu przesunięcia ostrości z powodu aberracji sferycznej, dlatego stworzyłem animowany plik GIF, który demonstruje efekty zmiany przysłony obiektywu Canon 50 mm f / 1.4 w dół z najszerszego do najwęższego, w kropkach .
(Uwaga: obraz jest duży, 3,8 megapiksela, więc należy go w pełni pobrać, aby zobaczyć porównanie ostrości na każdym przystanku.) Obraz wykazuje wyraźną aberrację optyczną po szerokim otwarciu, szczególnie Aberracja chromatyczna i pewna Aberracja sferyczna (mogą być pewne lekkie fioletowe frędzle ... Próbowałem skupić się na martwym punkcie.) W przypadku f / 2 CA jest znacznie zmniejszone. Od f / 2.8 do f / 8 ostrość jest na pierwszym miejscu, a f / 8 jest idealny. Na przysłonie f / 11 ostrość spada nieznacznie z powodu dyfrakcji . Przy f / 16, a szczególnie f / 22, dyfrakcja widocznie wpływa na ostrość obrazu. Zauważ, że nawet przy rozmyciu dyfrakcyjnym f / 22 jest wciąż znacznie ostrzejszy niż f / 1.4 lub f / 2.
