liten sensor kräver bra optik?

petter.oj.norman · 16 Mars 2011

Jag har en grej jag funderar på.
Min kameras med "crop"-sensor har en himla massa pixlar. Den har fler pixlar per kvadratmillimeter än vad steget dyrare kamera från samma tillverkare har på sin FF-sensor. Min sensor har så att säga högre pixeldensitet.
Enligt min tanke så kräver därför min sensor mer av objektivets optiska upplösning än vad som krävs för den större sensorns lägre pixeldensitet?
Har jag rätt? Eller kan man betrakta optikens upplösning som "oändlig"?

Petter ...

Herr_Berg · 16 Mars 2011

det handlar mer om hur informationen behandlas från pixlarna än hur många dom är

petter.oj.norman · 16 Mars 2011

Herr_Berg sa:
det handlar mer om hur informationen behandlas från pixlarna än hur många dom är

Kan du utveckla det där lite? Jag blev inte klokare.

Petter ...

HannesNikon · 16 Mars 2011

Man kan nog "betrakta optikens upplösning som oändlig". Det kommer alltid ljus på alla delar av sensorn, ljus har ingen begränsning i form av pixlar. Däremot om du sätter ett dx objektiv på en fx så blir det en slags begränsning, men när man snackar pixeldensitet så finns det nog ingen begränsning.

alf109 · 16 Mars 2011

Visst har du rätt, ju mindre sensor med samma antal pixlar ju högre upplösning kommer att krävas från optiken. Ganska enkelt egentligen då du måste förstora bilden från den mindre sensorn mer för en given storlek på betraktningsbilden. Det finns dock en egenskap som delvis kompenserar för detta och det är att optik som tecknar ut mindre bildcirklar är enklare att göra med högre upplösning.

petter.oj.norman · 16 Mars 2011

Kul att ni hakar på.

Jag googlade lite nu och hittade en artikel på Wikipedia som beskriver begränsningar i optisk upplösning.
http://sv.wikipedia.org/wiki/Upplösningsförmåga
Men exemplen som tas upp är på mikroskopnivå så det kanske inte är mätbart i vanliga foto-sammanhang.

Men om Alf och jag har rätt så borde det kunna vara kontraproduktivt att sätta exempelvis L-gluggar på crop-kameror, eftersom L-gluggen i grunden är byggd för FF-sensor, medan EF-S-gluggar skulle kunna optimeras för upplösning på liten sensor.

Men som sagt. Kanske inte mätbart i vanliga fotografiska sammanahng.

Petter ...

spaderE · 16 Mars 2011

Alf har rätt. Dessutom har man fördelen med FF objektiv att den innersta delen av bildcirkeln används om man använder det på en mindre sensor. Alltså skär man bort de svaga kanterna på ett L-objektiv

Hannes verkar påstå att alla objektiv är lika skarpa och dessutom oändligt skarpa?

taz_k · 16 Mars 2011

spaderE sa:
Alf har rätt. Dessutom har man fördelen med FF objektiv att den innersta delen av bildcirkeln används om man använder det på en mindre sensor. Alltså skär man bort de svaga kanterna på ett L-objektiv

Hannes verkar påstå att alla objektiv är lika skarpa och dessutom oändligt skarpa?

Å andra sidan kan du blända ner ett steg på FF och höja ISO ett snäpp jämfört med crop. Totalt sett får du då bättre skärpa över hela bilden.

AAVERDAL · 16 Mars 2011

HannesNikon sa:
Man kan nog "betrakta optikens upplösning som oändlig". Det kommer alltid ljus på alla delar av sensorn, ljus har ingen begränsning i form av pixlar. Däremot om du sätter ett dx objektiv på en fx så blir det en slags begränsning, men när man snackar pixeldensitet så finns det nog ingen begränsning.

Njae, det är inte riktigt sant. Det som begränsar optikens upplösning heter diffraktion. Upplösningen begränsas av storleken på "hålet" för ljuset. Jag är själv inte så slängd på optiskaberäkningar. Men fenomenet märks redan på våra kameror idag när vi väljer en mindre bländaröppning(högre siffra).
Jag minns ett räkneexempel som min far löste åt mig (Har arbetat i hela sitt liv med optikkonstruktion till långt mycket mer krävande lösningar än våra kamerautrustningar). En iPhone (3gs)har en lins som mäter ca 2mm.
Då konstaterade vi att den optiska upplösningen i det våglängdsområde som det synliga ljuset befinner sig i till mindre än 1 megapixel!!
När vi då tittade på det hål som Nikons fattning har insåg vi att där låg begränsningen någonstans runt det dubbla av vad man erbjuder idag. Så det börjar bli dags att fundera på en större fattning om man vill få ut en högre upplösning. Där ligger Canon ett litet steg före då diametern i deras fattning är lite större.

AAVERDAL · 16 Mars 2011

AAVERDAL sa:
Njae, det är inte riktigt sant. Det som begränsar optikens upplösning heter diffraktion. Upplösningen begränsas av storleken på "hålet" för ljuset. Jag är själv inte så slängd på optiskaberäkningar. Men fenomenet märks redan på våra kameror idag när vi väljer en mindre bländaröppning(högre siffra).
Jag minns ett räkneexempel som min far löste åt mig (Har arbetat i hela sitt liv med optikkonstruktion till långt mycket mer krävande lösningar än våra kamerautrustningar). En iPhone (3gs)har en lins som mäter ca 2mm.
Då konstaterade vi att den optiska upplösningen i det våglängdsområde som det synliga ljuset befinner sig i till mindre än 1 megapixel!!
När vi då tittade på det hål som Nikons fattning har insåg vi att där låg begränsningen någonstans runt det dubbla av vad man erbjuder idag. Så det börjar bli dags att fundera på en större fattning om man vill få ut en högre upplösning. Där ligger Canon ett litet steg före då diametern i deras fattning är lite större.

Jag måste ochså tillägga. På max öppning då sätter objektivéts kvalitet begränsningen. I andra ändan när man går mot en högre bländare då slår diffraktionen till. Det är anledningen till att de flesta objektiv presterar allra bäst i mitten av sitt bländaromfång.

bengt-re · 17 Mars 2011

HannesNikon sa:
Man kan nog "betrakta optikens upplösning som oändlig". Det kommer alltid ljus på alla delar av sensorn, ljus har ingen begränsning i form av pixlar. Däremot om du sätter ett dx objektiv på en fx så blir det en slags begränsning, men när man snackar pixeldensitet så finns det nog ingen begränsning.

Självklart har optik olika hög upplösning och den är klart ändlig! Fråga ifrån TS är helt klart berättigad - optik för mindre sensorer kräver högre upplösning och BILDEN skall ha samma upplösning.

http://www.normankoren.com/Tutorials/MTF.html

The_SuedeII · 17 Mars 2011

Ett rent fysiskt exempel som kanske är lite lättare att greppa:

Du ska fotografera av en mycket detaljerad 1x1.5m stor tavla. Till detta har du ett stativ, två kameror, två objektiv.

FF+150mm och
crop+100mm

ger att du kan ha stativet på samma ställe hela tiden och ändå få med tavlan perfekt med båda kamerorna. Båda kamerorna är på 20MP.

20MP ger ca 5400x3600 pixlar. Vill du ha en pixelskarp bild måste alltså crop-variantens 100mm objektiv ha en optisk upplösning på:
24mm sensorbredd / 5400pixlar = 4.4µm, dvs 122lp/mm.
-medans det räcker med:
36mm sensorbredd / 5400pixlar = 6.7µm, dvs 75lp/mm.
-för att FF-kameran ska få samma förutsättningar.

Båda kamerorna kommer då ge "lika skarpa bilder" i slutändan. Fastän att "upplösningen" i 150mm-objektivet vi satte på FF-kameran har 1.5ggr lägre optisk upplösning.

petter.oj.norman · 17 Mars 2011

The_SuedeII sa:
Ett rent fysiskt exempel som kanske är lite lättare att greppa:
...
Båda kamerorna kommer då ge "lika skarpa bilder" i slutändan. Fastän att "upplösningen" i 150mm-objektivet vi satte på FF-kameran har 1.5ggr lägre optisk upplösning.

Tack. Det var en tydlig beskrivning av det fenomen jag funderade på.

Varför är FF-kameror dyrare än crop?
Vid samma pixelantal borde det väl vara lättare att göra en större sensor.

Petter ...

Mankan G · 17 Mars 2011

Fler olika anledningar

Ursprungsmaterialet, dvs kiselskivorna är i samma storlek oavsett sensorstorlek. De kallas "wafers". Du får ut färre sensorer per wafer om sensorerna är större än om de är mindre. Dessutom är det alltid ett antal fel på en sådan wafers. Med större sensorer blir det större kassationsgrad.

Dessutom säljs FX kamerorna i färre exemplar med följd att R&D kostnaderna för dessa blir högre per styck. Sist men inte minst så tål marknaden högre pris för dessa kameror

ztenlund · 17 Mars 2011

Det kanske ska poängteras att skillnaden i antalet sensorer per wafer inte är litet. Skillnaden är cirka 20 FX mot 200 DX per wafer*. Lägg sedan till förluster pga skador där 20 skador kan göra hela wafern oanvändbar i FX-fallet (maximal otur förstås), medan man med APS-C i bästa fall haft 180 sensorer ändå.

* Canons uppgift så Nikon kanske får ut något färre i o m lite annan beskärningsfaktor, det vågar jag inte säga något om.

perstromgren · 18 Mars 2011

Jag vill i sammanhanget bara värja mig emot att optiken betraktas som att den har oändlig upplösning. Det har den inte; den begränsas av sin oskärpa. Två närliggande punkter kan smälta ihop därför att de faller i samma pixel eller att de inte går skilja åt pga oskärpa, det ger samma resultat.

Per.

petter.oj.norman · 18 Mars 2011

perstromgren sa:
Jag vill i sammanhanget bara värja mig emot att optiken betraktas som att den har oändlig upplösning. Det har den inte; den begränsas av sin oskärpa. Två närliggande punkter kan smälta ihop därför att de faller i samma pixel eller att de inte går skilja åt pga oskärpa, det ger samma resultat.

Per.

... och just därför så kräver en mindre sensor med mindre pixlar skarpare optik för att åstadkomma samma bildkvalitet. Är den slutsats jag dragit av resonemangen.

Resonemanget skulle därmed kunna vända på slagdängan, "satsa på billigt hus och dyr optik", eftersom ett dyrare hus inte kräver lika mycket av optiken (när det gäller skärpa alltså).

Petter ...

perstromgren · 18 Mars 2011

petter.oj.norman sa:
Resonemanget skulle därmed kunna vända på slagdängan, "satsa på billigt hus och dyr optik", eftersom ett dyrare hus inte kräver lika mycket av optiken (när det gäller skärpa alltså).

Det är precis vad Ken Rockwell (ehm...) också kommer fram till i sin artikel The Full-frame Advantage från 2007, där han jämför Canon 5D och Nikon D200.

Per.

elbe · 18 Mars 2011

Jo, FF/FX fixar bra bildkvalitet med billigare/enklare objektiv än vad APS-C/DX gör, så köper du en dyr FF-kamera så behöver inte objektiven kosta så mycket. Köper man en "billig" APS-C/DX kamera så måste objektiven vara i toppklass för att mäta sej med FF/FX.

Sen är det ju så att det fortfarande knappt finns några objektiv som är så suddiga att de kan ersätta AA-filtret framför sensorn. För att objektiven ska vara falskhalsen så behöver pixelstorleken komma ner mot 1,7 um, först då kan man börja skippa AA-filtren helt.

Forum

liten sensor kräver bra optik?

petter.oj.norman

Avslutat medlemskap

Herr_Berg

Aktiv medlem

petter.oj.norman

Avslutat medlemskap

HannesNikon

Aktiv medlem

alf109

Aktiv medlem

petter.oj.norman

Avslutat medlemskap

spaderE

Aktiv medlem

taz_k

Aktiv medlem

AAVERDAL

Aktiv medlem

AAVERDAL

Aktiv medlem

bengt-re

Aktiv medlem

The_SuedeII

Aktiv medlem

petter.oj.norman

Avslutat medlemskap

Mankan G

Aktiv medlem

ztenlund

Aktiv medlem

perstromgren

Aktiv medlem

petter.oj.norman

Avslutat medlemskap

perstromgren

Aktiv medlem

elbe

Avslutat medlemskap