Re: [問題] 為什麼會有撐不起高畫素的鏡頭

看板DSLR (單眼相機)作者 (呼嚕嚕)時間3月前 (), 3月前編輯推噓132(132011)
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※ 引述《Richard77523 (拖鞋打蟑螂)》之銘言: 這個問題用圖形來解釋比較快。 鏡頭的目的是將光線聚焦並成像,雖然一顆鏡頭通常有許多枚鏡片, 但概括來說,在做光學分析的時候,我們可以將它簡化並視為是一個薄透鏡系統。 我們先假定有兩顆光學素質完全不同的鏡頭, 第一顆是光學素質不好的廉價鏡頭,姑且叫它爛鏡: https://imgur.com/11AC8TD
↑這裏我們先用一片球面鏡片來模擬基礎鏡頭的光學素質 https://imgur.com/YRZoIfW
https://imgur.com/Dl7VF7N
↑在這範例中,爛鏡有著很明顯的球面像差,雖然它同樣擁有聚焦的能力, 但成像並不會完全聚集在一點上,而是會成為一個由中央往邊緣發散的圓。 第二顆則是只存在於理論上的完美鏡頭,就叫它絕世好鏡吧: https://imgur.com/zMCPIGL
↑這顆絕世好鏡完全忽略包含球面像差在內的各種像差,是一顆完美的鏡頭, 所有成像都清楚匯聚在一個點上,而且這個點十分扎實。 https://imgur.com/PcJnC9t
↑現實中要做到這樣的效果,通常會凹透鏡與凸透鏡的組合來消色差, 並需要許多顆特殊鏡片來校正,這裡為了方便對比,我們用理論上的完美鏡頭來比較。 把這兩顆鏡頭放在一起對比,差距是很明顯的: https://imgur.com/aP62knG
↑如果把鏡頭成像給視覺化,爛鏡的成像會是比叫鬆散結構不扎實的圓, 而絕世好鏡的成像則是一個點,如果鏡頭是完美的,理論上這個點能夠趨近無限小。 放在一起對比: https://imgur.com/NjADtM4
↑左邊是具有球面像差的爛鏡成像,右邊是絕世好鏡的成像。 那麼,這不同的成像會如何與高畫素有關? 我們再舉兩顆感光元件的例子。 https://imgur.com/gJtAJpC
↑這是一顆採用 Bayer Filter 的感光元件, 在這個 Bayer Matrix 中,包含了經典的 RGGB 排列 在圖中的排列形式是: GB RG https://imgur.com/IjV8l0O
↑這四個子像素構成一個像素點(Pixel) 也就是說如果把這塊 Bayer Matrix 視為一顆感光元件, 那麼它具備 5x3 = 15 畫素。 我們再來看另一顆感光元件, https://imgur.com/xisF69a
↑同樣是 Bayer Matrix,它具備更多的 pixels,即 8x5 = 40 畫素。 接著把我們前面提的兩顆鏡頭的成像,分別放到這兩顆感光元件上面試試。 https://imgur.com/9jMO98X
↑這是爛鏡的成像,可以看到影像雖然不是那麼扎實, 但大致上仍然只有最中央的 Pixel 接收到光線。 https://imgur.com/b13Uk8l
↑這是絕世好鏡的成像,可以看到成像很明確的聚焦在感光元件上, 僅只有最中央的 Pixel 接收到訊號。 如果我們把這兩顆鏡頭換在更高畫素的感光元件上,那麼: https://imgur.com/IpNFYAO
↑這是爛鏡的成像,可以看到不僅只有中央 Pixel 接收到光線, 四周的 Pixels 也接收到了。 https://imgur.com/QxqSI2p
↑這是絕世好鏡的成像,即使畫素變高了, 成像也幾乎都仍在中央的一顆 Pixel 上。 這就是為什麼高畫素機身需要解析力更好的鏡頭, 因為在解析度更高(畫素更高)的機身上, 鏡頭原有的像差與光學缺陷都會被放大, 而這些缺陷在畫素較低的機身上卻相對不明顯。 這個問題再講下去還會牽扯到 MTF 的定義還有最小模糊圈什麼的, 其實真的完全解釋清楚會很大一篇....先這樣好了XD : 小弟覺得很納悶 : 光學不就是對焦而已嗎 : 為什麼鏡頭的光學素質和高畫素有關係呢?? 你的意思應該是「聚焦」, 「聚焦」指的是把光線齊聚在一點上並成像的能力, 「對焦」則是調整聚焦位置之意,兩者是截然不同的。 舉例來說: https://imgur.com/X22fhFj
↑上面是一顆 Tesar 結構的鏡頭,下面則是一顆 Planar 結構的鏡頭, 相比起我們前面舉的爛鏡例子,這兩顆的「聚焦能力」都明顯更好, 這也是一般我們定義的所謂「光學素質」。 但對焦指的是調整成像位置,像是這樣: https://imgur.com/pEBFjk9
↑以前面的 Tesar 鏡頭舉例,藉由調整鏡頭中鏡片的位置,能夠調整對焦點, 而移動的這部分也會被稱為是「對焦鏡組」。 當然,鏡頭的對焦設計也分很多種形式, 像是整組鏡群一起移動的全群對焦/外對焦,就是最簡單粗暴的一種, 結構簡單不需要額外可動部件,常見在老鏡與平價定焦鏡頭身上。 而像是上面這種移動少數特定幾枚鏡片的形式,一般稱作內對焦, 對焦也會牽涉到焦距改變跟呼吸效應的問題......啊..離題了 這個寫下去也是超長一篇,先這樣好了XD -- 這裡是 Furch Lab 攝影實驗室,我們下次見~~ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.162.4.233 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/DSLR/M.1664714181.A.0F3.html ※ 編輯: Furch (1.162.4.233 臺灣), 10/02/2022 20:39:36

10/02 20:41, 3月前 , 1F
Furch攝影教室
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10/02 20:45, 3月前 , 2F
推好文,專業圖文說明
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10/02 20:47, 3月前 , 3F
新鏡頭不一定不是爛鏡而老鏡頭也不一定不是絕世好鏡
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10/02 21:07, 3月前 , 4F
看id先推再說
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10/02 21:08, 3月前 , 5F
推 Furch XD
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10/02 21:08, 3月前 , 6F
推好文,解釋清楚
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10/02 21:11, 3月前 , 7F
話說理論上的絕世好鏡散景會是什麼樣子
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校正趨近完美的鏡頭,散景反而不會是最好看的那種, 我覺得自己用過的鏡頭中,135GM 就很接近這個例子, 畫質趨近完美,但追求的不是最好的散景。

10/02 21:11, 3月前 , 8F
10/02 21:11, 8F
※ 編輯: Furch (1.162.4.233 臺灣), 10/02/2022 21:14:47

10/02 21:15, 3月前 , 9F
敲碗拿XH2 評測新舊35.4 33.4的對比
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10/02 21:15, 3月前 , 10F
老讀者推,最近yt更新得少囉
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10/02 21:16, 3月前 , 11F
敲碗拿XH2 評測新舊56.2的對比
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10/02 21:19, 3月前 , 12F
你鏡頭系?推啦
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10/02 21:22, 3月前 , 13F
推 太神啦
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10/02 21:24, 3月前 , 14F
知識推
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10/02 21:32, 3月前 , 15F
厲害厲害
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10/02 21:34, 3月前 , 16F
專業好文推推
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10/02 21:37, 3月前 , 17F
詳細專業 推
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10/02 21:46, 3月前 , 18F
推推
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10/02 21:55, 3月前 , 19F
推,長姿勢。
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10/02 21:56, 3月前 , 20F
Furch真的很認真 寫得也很清楚 推一個
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10/02 21:58, 3月前 , 21F
10/02 21:58, 21F

10/02 21:58, 3月前 , 22F
推,感謝分享
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10/02 22:09, 3月前 , 23F
專業推!
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10/02 22:09, 3月前 , 24F
10/02 22:09, 24F

10/02 22:15, 3月前 , 25F
專業推
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10/02 22:18, 3月前 , 26F
推推
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10/02 22:20, 3月前 , 27F
推真技術文,屌打話術那篇
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10/02 22:24, 3月前 , 28F
你鏡頭系
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10/02 22:27, 3月前 , 29F
實用推
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10/02 22:28, 3月前 , 30F
拜託更新快一點 少數幾個專業的攝影頻道
10/02 22:28, 30F

10/02 22:29, 3月前 , 31F
Furch大鏡頭系?! QQ
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10/02 22:31, 3月前 , 32F
跪了,這篇放上YT一定很讚啊,短又內容充實
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10/02 22:35, 3月前 , 33F
推,超專業
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10/02 23:11, 3月前 , 34F
這篇內容要放yt密度大概太虛XD 幾句話可以說完的事,主要
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10/02 23:11, 3月前 , 35F
是圖文並茂很淺顯易懂,不過以高像素cmos對鏡頭的要求與
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10/02 23:11, 3月前 , 36F
原理為主題應該能講一期?
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10/02 23:11, 3月前 , 37F
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還有 66 則推文
10/03 22:26, 3月前 , 104F
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10/03 22:29, 3月前 , 105F
推!
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10/04 00:18, 3月前 , 106F
10/04 00:18, 106F

10/04 01:02, 3月前 , 107F
專業推!
10/04 01:02, 107F

10/04 02:11, 3月前 , 108F
專業推
10/04 02:11, 108F

10/04 12:20, 3月前 , 109F
10/04 12:20, 109F

10/04 13:02, 3月前 , 110F
10/04 13:02, 110F

10/04 15:32, 3月前 , 111F
推推!!
10/04 15:32, 111F

10/04 16:36, 3月前 , 112F
10/04 16:36, 112F

10/04 18:37, 3月前 , 113F
言簡意賅,深入淺出。厲害!
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10/04 20:47, 3月前 , 114F
10/04 20:47, 114F

10/04 21:07, 3月前 , 115F
真的是實驗室欸
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10/04 21:16, 3月前 , 116F
超強!!推推
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10/04 23:14, 3月前 , 117F
推好文!超專業的分析又深入淺出!
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10/05 04:14, 3月前 , 118F
推furch 大
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10/05 08:53, 3月前 , 119F
推好文
10/05 08:53, 119F

10/05 17:37, 3月前 , 120F
推專業!
10/05 17:37, 120F

10/05 20:02, 3月前 , 121F
推深入淺出的說明
10/05 20:02, 121F

10/05 20:26, 3月前 , 122F
推好文
10/05 20:26, 122F

10/05 22:39, 3月前 , 123F
朝聖
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10/05 23:40, 3月前 , 124F
太屌了
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10/06 06:51, 3月前 , 125F
好讚好清楚
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10/06 12:21, 3月前 , 126F
居然是Furch!!! 我有訂閱!!! 前天才看canon廣角評測
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10/06 15:33, 3月前 , 127F
好讚
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10/06 23:07, 3月前 , 128F
太神啦
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10/07 04:04, 3月前 , 129F
敲碗Furch大神第二集、第三集、第四集
10/07 04:04, 129F

10/07 04:06, 3月前 , 130F
硬知識有些神人老師可能都知道,但要說的淺顯易懂就不
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10/07 04:06, 3月前 , 131F
容易了
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10/07 08:34, 3月前 , 132F
看不懂 但必須推
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10/07 09:29, 3月前 , 133F
太專業了啦
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10/07 17:33, 3月前 , 134F
推一個,專業!
10/07 17:33, 134F

10/07 21:14, 3月前 , 135F
我有訂閱!有料又好懂的頻道
10/07 21:14, 135F

10/08 03:59, 3月前 , 136F
優質
10/08 03:59, 136F

10/08 07:35, 3月前 , 137F
優文 推
10/08 07:35, 137F

10/08 07:51, 3月前 , 138F
專業推
10/08 07:51, 138F

10/08 12:31, 3月前 , 139F
好猛 解釋的超清楚又不失專業
10/08 12:31, 139F

10/09 22:33, 3月前 , 140F
推一個,知識+了
10/09 22:33, 140F

10/10 14:47, 3月前 , 141F
10/10 14:47, 141F

10/12 05:11, 3月前 , 142F
10/12 05:11, 142F

10/12 11:41, 3月前 , 143F
推專業
10/12 11:41, 143F
文章代碼(AID): #1ZEON53p (DSLR)
文章代碼(AID): #1ZEON53p (DSLR)