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Inviato da: CVCPhoto il Jun 30 2011, 01:35 PM

Diaframmando oltre f/16 si incorre solitamente nel fenomeno della diffrazione che ha come conseguenza quella di ridurre la risoluzione di un obiettivo provocando una diminuzione della nitidezza.

Ma la colpa di chi è? La diffrazione si avverte di più con determinati aobiettivi piuttosto che altri? Quanto è influenzata dalle dimensioni del sensore?

L'unica cosa che ho potuto capire è che con l'aumento del numero di pixel, anche la diffrazione aumenta. Come conseguenza, la stessa ottica, utilizzata su due sensori con numero di pixel diversi, produrrà maggior diffrazione con l'aumentare dei pixel.
Ma sarà vero?

E utilizzando sul formato DX un'ottica FX, questa potrà subire meno effetti di diffrazione, oppure offrirà gli stessi risultati di un'ottica DX?

Che sia utile parlarne per approfondire la questione?

Carlo

Inviato da: Ripolini il Jun 30 2011, 02:23 PM

Come qualcuno disse al bar a proposito di Nikon vs Canon, verrebbe voglia di dire che anche questo argomento è stato trattato decine di volte ...
E' tutto spiegato http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm e http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography-2.htm.

Inviato da: edgecrusher il Jun 30 2011, 02:26 PM

anche qui:
http://www.phme.it/2010/02/ph-aq-diffrazione-e-megapixel/

Inviato da: Ripolini il Jun 30 2011, 02:33 PM

L'articolo è interessante, ma chi l'ha scritto dovrebbe rivedere i Mpix di molte delle fotocamere che cita nella tabella in fondo ...

Inviato da: CVCPhoto il Jun 30 2011, 02:38 PM

Vi ringrazio per il linkage!!!

Carlo

Inviato da: cuomonat il Jun 30 2011, 02:47 PM

Carlo, una regola per tutte: più piccolo è il sensore prima si manifesta la diffrazione al chiudere del diaframma. Poi vengono le altre variabili (n° di pixel, forma del diaframma, rapporto tra lunghezza d'onda/larghezza del foro del diaframma, ecc.).

Vale anche su formato pellicola sia in ripresa che in stampa.

Inviato da: CVCPhoto il Jun 30 2011, 02:52 PM

Un obiettivo FX su fotocamera DX alza la soglia di diffrazione rispetto ad un obiettivo DX oppure è un fattore ininfluente?

Carlo

Inviato da: cuomonat il Jun 30 2011, 02:58 PM

Ininfluente. La stessa ottica va in diffrazione a un diaframma più aperto man mano che passi ad un sensore più piccolo.

Inviato da: pes084k1 il Jun 30 2011, 03:12 PM

Il tizio non ci capisce molto. Il disco di Airy sul verde vale circa 1.22 x f (apertura) in micron. Quindi da f=4 (o f/4) in poi copro un pixel di 5 micron di lato e su uno scanner sono diffraction-limited a 103 lp/mm o 5400 dpi. Su un sensore di Bayer (es: 16 MP DX) sarò SICURAMENTE in diffrazione a f/8 (matrice di 2 x 2 pixel) e sul verde lo sarò da f/5.6 dopo qualche conto. Oltretutto dovrei lasciare un pixel chiaro fra due scuri per risolvere una linea.... Poi il pixel stesso ha una risposta che si attenua, complicando ancora la situazione ed esistono pochissimi obiettivi che rispondono oltre 100 lp/mm...

A presto

Elio

Inviato da: CVCPhoto il Jun 30 2011, 04:26 PM

Ciao Elio, apprezzo il tuo intervento, ma purtroppo a questi livelli tecnici faccio fatica a comprendere appieno. Forse dico una cavolata, ma se abbiamo ottiche molto risolventi, come in teoria potrebbe essere un buon obiettivo macro, si alza la soglia della diffrazione oppure un 100mm Zeiss va in diffrazione alla stessa chiusura di un obiettivo molto meno prestazionale?

Carlo

Inviato da: pes084k1 il Jun 30 2011, 04:34 PM

Da f/11 in poi la diffrazione rende tutte le ottiche simili come microcontrasto e risolvenza. Differenze restano come CA, distorsione, curvatura di campo, focus shift, resa cromatica, flare, ecc...
Un macro (tranne proprio gli Zeiss) tende a "partire" piuttosto tardi come nitidezza (f/5.6-8) e quindi non raggiunge di solito grandi valori di risolvenza. Compensa il tutto con un microcontrasto elevato a bassa frequenza e un miglior controllo della curvatura di campo a corte distanze. Lo Zeiss arriva al rapporto 1:2 e quindi è un "close up", più che un macro vero, e può mantenere una resa elevatissima anche all'infinito, anche in virtù della luminosità.

A presto

Elio

Inviato da: paolodes il Jun 30 2011, 06:09 PM

Anche di più, nel corso di alcuni secoli ...

Inviato da: CVCPhoto il Jun 30 2011, 09:30 PM

Grazie per le utili precisazioni Elio.

Carlo

Inviato da: Raghnar il Jul 2 2011, 09:40 AM

Scusate l'iscrizione pilotata, ma piuttosto che lasciare parlare così del mio lavoro a volte faccio qualche pazzia...
...Forse prima di accusare di non saperne molto bisogna conoscere la fisica che sottende al fenomeno.

Il disco di Airy deriva dal fenomeno diffrattivo che, per sua natura, dipende dalla lunghezza d'onda e un fattore moltiplicativo determinato dalla forma della fenditura
1.22 è un fattore trigonometrico che deriva dalla trasformata di Fourier dell'apertura sferica, che va ulteriormente moltiplicato per la lunghezza d'onda e per il rapporto F (focale)/D (diametro dell'apertura), ovvero per l'apertura misurata in f-number.

Altrimenti i conti non tornerebbero dimensionalmente (1.22 * adimensionale = adimensionale).

Nel caso del rosso la lunghezza d'onda è circa 650nm, quindi il diametro del disco è dato da 1.2*650* f nm, che corrisponde a circa (inutile essere troppo precisi) 0.8 * f micrometri, nel caso del verde (circa 500 nm) il fattore è ancora inferiore (circa 0.6*f).

Poi ovviamente questo vale per la prima frangia di interferenza, ci sono frange di ordine superiore ma ho calcolato che esse contribuiscono per non più del 2-5% (il peggio è nel caso dei grand'angoli) quindi si può vivere in pace con questa approssimazione...

Saluti

Inviato da: pes084k1 il Jul 2 2011, 12:50 PM

Se nella formula del raggio di Airy metti la lunghezza d'onda di 500 nm (zona del verde) e consideri il diametro (2 x raggio del disco), come ho fatto io, la mia formula è corretta.
A dir la verità, l'apertura dell'ottica reale presenta una attenuazione della trasmissione fuori dell'asse ottico. Questo introduce una "window" che attualmente aumenta il disco di Airy di un fattore tra 1.4 e oltre 2. In particolare con questa window, a scapito della risolvenza, è possibile contenere gli effetti delle frange di ordine superiore (che apportano flare) e incrementare la MTF a basse frequenze rispetto alle figure "ideali". Le ottiche ad alta risolvenza dovrebbero avere in pratica una window gaussiana (= massima localizzabilità): casi tipici sembrano il Distagon ZF 21, ZF 28 e ZF 100, l'Heliar 15 mm, il Nikkor 105 2.5 e i PC/AI/AIS e i Leica Summarit 90. Gli Zeiss ZF 50, ZF 85 e ZM 25 sembrano avere invece lobi (frange) laterali piuttosto pronunciati (= brusco troncamento dell'apertura).

A presto

Elio

Elio

Inviato da: CVCPhoto il Jul 2 2011, 01:21 PM

Lotta tra titani!

La discussione si va facendo molto interessante e leggendo e rileggendo riesco a capire ogni volta un qualcosa in più.

Carlo

Inviato da: claudio.baron il Jul 6 2011, 01:14 PM

Allora siamo due utenti fortunati... Nonostante ritenga di aver capito il 90% di quanto sopra, mi metto nei panni della media degli utenti fotografi, a cui magari la discussione interesserebbe anche, ma che:
- non lavorano necessariamente nel campo dell'ottica
- non hanno fatto necessariamente studi scientifici "avanzati"
Somma le due condizioni, e quanto leggibile più sopra ha la stessa comprensibilità dell'espressione rigorosa della Teoria delle Supercorde o della fisica di Planck. Se vogliamo possiamo fare anche un giretto nell'Idraulica con le Navier-Stokes, e ci siamo, direi.

Senza voler togliere niente alla bravura di entrambi i "Titani", ricorderei che un certo Einstein disse "la Fisica è complicata. Ma niente è così complicato da non poter essere reso semplice".

Grazie, saluti.

Inviato da: CVCPhoto il Jul 6 2011, 01:22 PM

Hai perfettamente ragione Claudio. La vera abilità sta nell'essere capaci di esporre complicate teorie in termini semplici alla portata di tutti.

Carlo

Inviato da: robermaga il Jul 6 2011, 03:30 PM

Concordo pienamente.
Resto comunque fra quelli che ci hanno capito poco al di la dei concetti generali, e quello che dite a proposito di rendere facili cose cosi complesse, sarebbe proprio la quadratura del cerchio; la semplicità che è difficile a farsi!
Poi in pratica conoscendo un po i propri strumenti, certe cose si toccano con mano.

Per es.. questo "ritratto" è fatto con il 60 AFD su DX a f11, quindi secondo i nostri esperti già in area di diffrazione
http://www.clikon.it/index.php?module=image&method=view&key=id=596997 http://www.clikon.it/uploads/./ori/201107/gallery_4e1465f950fcb_DSC5621c.jpg
Mi sembra che comunque, limitatamente alle parti a fuoco, il dettaglio sia eccellente.

Nell'altro "ritratto" invece fatto a f32, ho si una notevole parte a fuoco, ma il tutto enficiato da una risolvenza alquanto bassa.
http://www.clikon.it/index.php?module=image&method=view&key=id=596996 http://www.clikon.it/uploads/./ori/201107/gallery_4e1465f7dace4_DSC5625c.jpg
Ora, di chi è la colpa: 1) della maggior diffrazione a 32? 2)della scarsa definizione dell'ottica a diaframma completamente chiuso?

Io non ho la risposta, ma so che il mio 60ino micro lo posso usare benissimo fino a f16 e talvolta a f22, mentre sconsiglio il f32; il tutto per pura pratica.

Due domande: 1) una volta entrati in zona diffrazione, questa rimane costante o aumenta con la chiusura de diaframma, come penso io?
2) Non vi sono dubbi che le ottiche macro aggirino in parte questo problema. Questo avviene perchè sono ottimizzate contro la diffrazione, oppure è perché sono ottimizzate per avere ancora una buona incisione ai diaframmi chiusi? (come penso io)

Scusate queste cose ripetute, e ripetute, e ripetute.....e ripetute.
Mi sembra sempre meglio ripetere queste problematiche che non le ennesime discussioni, se sia meglio su DX un 35 1,8 o un 50 1.8......... e non vorrei che qualcuno la prendesse male......

Ciao
Roberto

Inviato da: FZFZ il Jul 6 2011, 03:40 PM

La "colpa" è della diffrazione
Da questo punto di vista sono impagabili gli obiettivi decentrabili che consentono di avere tutto a fuoco anche a diaframmi aperti e rapporti di riproduzione spinti





Ovviamente più chiudi il diaframma , più deleterio sarà il fenomeno ( a parità di sensore )
Le ottiche macro hanno ottime capacità risolventi anche a diaframmi molto chiusi per questo a livello pratico è difficile notare differenze tra f11 ed f16

Come già detto le uniche ottiche che superano del tutto questi limiti sono i vari decentrabili


Buone foto

Federico

Inviato da: CVCPhoto il Jul 6 2011, 03:46 PM

Ciao Roberto, apprezzo il tuo intervento che condivido pienamente. Anch'io ho avuto nella pratica le tue stesse intuizioni, ma ho anche desistito onde evitare di dovermi iscrivere alla facoltà di fisica. In effetti ho notato che fino a f/11-16 le ottiche in mio possesso su D700 'tengono' bene, e questo mi basta.

Quello che cercavo di capire era quali fossero i fattori che determinavano la diffrazione e se, a pari sensore, ci potesse essere un'influenza da parte di ottiche diverse.

Ma per quanto abbia potuto capire, sembra che il maggior imputato sia il sensore, con la sua disposizione di pixel più o meno fitti come densità.

Carlo

Inviato da: pes084k1 il Jul 6 2011, 03:50 PM

La diffrazione aumenta proporzionalmente con la chiusura del diaframma. A f/32 il cerchio di Airy diventa più grande el cerchio di confusione accettabile (30 micron su FX) e quindi l'immagine è soft. f/22 è un limite (cerchio di ben 26 micron).
Le ottiche macro tendono a compensare il tutto "rafforzando" i dettagli a frequenza bassa e evitando al massimo che il disco sia ulteriormente esteso da aberrazioni o window, ma non possono superare il limite di risoluzione. Questo sarebbe invece possibile applicando un software di deblur (Focus Magic, Focus Fixer, ecc...), uno sharpening sofisticato che "inverte" la sfocatura entro certi limiti dovuti al rumore/grana presente.

A presto

Elio

Inviato da: lorenzobix il Jul 6 2011, 03:54 PM

ho cominciato a leggere questa discussione credendo di avere qualche risposta utile e pratica al problema, e ce ne sono in effetti. Tuttavia legendo di trasformata di fourier e disco di airy si rimane un po' imbambolati, più che legittimo che tra due persone esperte ci sia uno scambio di opinioni; ma vorrei chiedere allora a raghnar e a Elio (che già tante volte ha chiarito miei e penso di molti altri dubbi) di riportare in linguaggio umano e comprensibile ai più quello su cui dibattono, perchè sarebbe interessante capirne di più. Tutto ormai in fotografia se fosse esplorato a livelli profondi come stanno facendo i nostri 2 amici sarebbe incomprensibile persino ai migliori fotografi del mondo, fortunatamente noi le fotografie le facciamo, e ci serve sapere solo ciò che accade nell'ambito dell'agire fotografico, dio benedica i tecnici e i fisici che rendono possibile tutto questo, ma per piacere cerchiamo di legare tutta la discussione a fattori pratici di utilizzo.
Lungi da ogni polemica gratuita, un saluto cordiale
Lorenzo

ecco, appunto, nemmeno avevo foinito di scrivere che già Elio ha riportato tutto sul piano del "fare fotografico"
grazie Elio
Lorenzo

Inviato da: Ripolini il Jul 6 2011, 05:30 PM

Se fosse così il limite di diffrazione sarebbe lo stesso per una FX 12 Mpix e una FX 24 Mpix.
La storia è un po' più complessa ...
http://www.nikonclub.it/forum/index.php?s=&showtopic=226664&view=findpost&p=2526198

Inviato da: CVCPhoto il Jul 6 2011, 10:16 PM

Meglio ripassarsi tutta la discusione dall'inizio, visto che l'hai linkata. Azz... quanto mi pento di non aver intrapreso gli studi di Fisica anziché Veterinaria. E per di più l'avevo anche portata all'esame di maturità come materia principale. Sono passati troppi anni però per riuscire a raccogliere nuovamente le basi di tale affascinante materia.

Carlo

Inviato da: pes084k1 il Jul 7 2011, 11:53 AM

Il cerchio di diffrazione resta lo stesso tra 12 e 24 Mp. Il sensore più denso comincia a sentire prima la diffrazione (mezzo diaframma in questo caso), attorno a f/4.5, mentre quello più rado può accettare un cerchio più largo (f/5.6 per 12 Mp).
Il problema è l'ingrandimento: per esempio, a f/8 il disco di diffrazione sul mio scanner a 5400 dpi copre due pixel in ogni direzione e l'immagine si ammorbidisce di conseguenza: il sistema è quindi "diffraction limited" nel senso più stretto. Dopo f/5.6 non è in pratica più possibile generare aliasing con qualsiasi obiettivo e pellicola: sto solo sovracampionando il segnale, con qualche vantaggio per interpolazione e correzione della distorsione, ma non aggiungo ulteriori informazioni.
Le DSRL hanno un ulteriore effetto di diffrazione dovuto al filtro AA. Esso dovrebbe essere dimensionato in modo da bloccare ogni frequenza significativa oltre quella di Nyquist del sensore, allargando sempre il disco di diffrazione fino al minimo valore consentito per qualsiasi diaframma in uso.

Sotto alla frequenza di Nyquist è lo sharpening/deblur che si preoccupa di riportare la curva MTF a livelli fotograficamente utili e circa uguali in ogni macchina, a scapito del rumore in alta frequenza. Alcume macchine, come la Leica M9 e le Micro 4/3, hanno un sensore relativamente denso, obiettivi che tagliano abbastanza ripidamente la curva MTF attorno alla frequenza di Nyquist e filtri sofisticati, che creano qualche artefatto ma evitano in principio il filtro AA, fornendo circa 10% in più di microcontrasto alle frequenze medie e alte (1 punto di IQ...).

Come vedete, le soluzioni ingegneristiche non sono uniche.

A presto

Elio

Inviato da: robermaga il Jul 7 2011, 12:16 PM

Carlo, penso tu stia meglio con gli animali....(veterinaria) . Come hai giustamente detto, quello che ne sappiamo ci è sufficiente.
Ma hai fatto bene a insistere sulla discussione. Pur essendo forse poco applicate dalla massa dei fotografi, queste problematiche sviscerate con terminologie che non sempre capiamo, alla fine ci arricchiscono, o almeno a me pare così.

Ciao
Roberto

Inviato da: CVCPhoto il Jul 7 2011, 01:18 PM

Hai ragione Roberto... mi basta sapere che fino a f/11 difficilmente incontrerò problemi di diffrazione, con qualsiasi ottica e qualsiasi sensore abbinato ad essa. A f/16 è meglio avere un sensore FX con pochi mpx e oltre f/16 sperare nella buona sorte con ottiche macro in usi specifici, dove la chiusura è imprescindibile per una sufficiente profondità di campo.

Per il resto, lasciamo che la teoria ad alti livelli faccia il suo corso. Non rimarrà mai fine a sé stessa, ma se saremo fortunati ci ritornerà indietro sotto forme più intelligibili.

Carlo

Inviato da: Lutz! il Jul 7 2011, 01:37 PM

La teoria che c'e' dietro e' nata solo a fini pratici, proprio per coloro a cui non basta sapere che si, piu o meno a f/11 non avranno problemi... Dovete pensare che la fotografia e' un settore vastissimo, e ci son campi applicativi, di certo piu specifici, di fotografia scientifica e non artistica, in cui occorre calcolare con alta precisione quanto un fenomeno come la diffrazione incidera' o meno sull'immagine finale.
In realta', non pensate che si tratti poi di casi cosi estremi.... Basta che abbiate necessita' di fare un po di stampe in modo serio, che queste cose vi saltano fuori, eccome si vi saltano fuori, e allora, si torna sui libri e su wikipedia a cercare le formule e si cerca di fare una stima delle condizioni ideali di scatto...

Inviato da: CVCPhoto il Jul 7 2011, 01:59 PM

Non nego assolutamente questo, ma voglio dire che anche gli aspetti più complicati della scienza sono traducibili in parole sempli e comprensibili ai più.

Per fare un esempio, la scorsa settimana ero a centa con un professore universitario e si parlava di DNA, studio del genoma e altre cazzatielle varie sulle quali ovviamente non ero ferrato, essendo il mio lavoro molto più tecnico-pratico che scientifico. Ebbene, in poche e semplici parole è riuscito ad aprirmi la mente e a farmi comprendere concetti che, se letti su un libro, avrebbero richiesto giorni di studio.

Il concetto è questo quindi, siamo su un forum che è la nostra unica via di comunicazione, ma non necessariamente dev'essere lo strumento per un trattato scientifico. Per questo ci sono i sacri testi e le varie riviste scientifiche qualificate. Il nostro linguaggio, possibilmente in lingua italiana corretta, dovrebbe essere comprensibile a tutti o quasi. Solo così potrà essere della massima utilità per chiunque.

Ammetto di aver fatto fatica a comprendere tutti i passaggi precedenti, ho dovuto impegnarmi, leggere e rileggere, visto che non è la mia materia, ma non è stata una passeggiata, per poi alla fine capire quanto spannometricamente già intuivo.

Ringrazio tuttavia per l'impegno tutti gli intervenuti, in particolare Elio.... che se mai ci dovessimo incontrare, minimo dovrà offrirmi una birra per lo sforzo che mi ha fatto fare a comprendere le varie tesi.

Carlo

Inviato da: robermaga il Jul 7 2011, 02:21 PM

Hai ragionissima Lutz . Proprio io prima di essere un pensionato (e ora amatore) ho lavorato in settori scientifici e mi ero accorto che non potevo spingere il mio povero micro 55 f3,5 oltre i f22 e possibilmente oltre il f16. Ma da operaio imparaticcio quale ero, andavo per pratica. Un 85 PC sarebbe stata la soluzione, ma non c'era..... Il problema del dettagio e della p.d.c. in macro mi ha assillato per lungo tempo.
Non mi piace autoquotarmi, ma quando di recente (per me) ho saputo del focus stacking, mi sono detto: cavolo!!! aver avuto queste tecnologie digitali 20 o 30 anni fa, quanti problemi mi avrebbero risolto, e con modica spesa! Non ho resistito e ho fatto la prova che tu sai.
http://www.nikonclub.it/forum/Massima_Profondit_Di_Campo_In_Macro-t225727.html
Con un po più di accortezze e di pratica, la ritengo un ottimo sistema. Avere il dettaglio di f8 e la p.d.c. di f32......una goduria , limitatamente ai suoi campi di applicazione.

Buone foto
Roberto

Inviato da: CVCPhoto il Jul 7 2011, 10:45 PM

Avevo letto a suo tempo quel 3d. Ottima tecnica, anche se non alla portata di tutti. I risultati sono stratosferici.

Carlo

Inviato da: floriana76 il Aug 26 2011, 04:25 PM

perfetto..praticamente una si compra uan d7000 xche ha 16 mpe quindi dovrebbe avere molta definizione e dettaglio e scopre che cosi non è , in piu se contiamo che una vorrebbe chiudere il diaframma x aumentare la profondità di campo e la nitidetezza puo chiederlo meno che se avesse uan d90 xche la d7000 ha piu mp.ma allora qs mp xche non li lasciano dove sono' o almeno se devonoaumentare quelli xche non aumentanoanche il sensore' altrimenti abbassassero il prezzo della fotocamera xche se spendo 400 euro e mi trovo foto poco nitide, pazienza posso sopravivere, se ne spendo 1500 invece mi arrabbio molto.