| inviato il 16 Novembre 2016 ore 22:16
Il secondo articolo risponde alla seguente domanda:
“ la storia dei dei pixel piccoli meglio dei grandi non mi torna, è risaputo che le fotocamere full frame, con il loro sensore da 36 x 24 mm, sono quelle che garantiscono non solo una qualità migliore ma anche un minor rumore sulle basse luci, proprio perché ad un sensore grosso corrispondono anche pixel più grandi.
...più grande è il pixel più grande è la luce che cattura, con una resa quindi più accurata e con un rumore minore. E questo non lo dico io... „
Matematicamente non fa una piega, ma avere pixel più grossi a parità di obiettivo vuol dire migliorare il rapporto s/n a scapito della risoluzione per cui è una vittoria di Pirro.
Il grafico insegna che questi due parametri stanno su un'iperbole per cui il loro prodotto è costante, e la scoperta dell'acqua calda è che dipende solo dal diametro dell'ottica.
Ne consegue che non è vero che le FF, o i pixel più grossi in generale, sono migliori su questo aspetto perché ridurre il pitch o aumentare la focale con un extender fa lo stesso effetto ai fini dell'angolo di campo del singolo pixel (detto anche fattore di campionamento o di scala dell'immagine).
Nulla vieterebbe ad esempio di fare un bel sensore da 360×240 con pixellozzi giganti da 0,1 mm così da poter pompare un milione di iso e beccare la via lattea con 1/10 s. Il rapporto s/n sarebbe ottimo ma a nessuno piacerebbe una foto con risoluzione da francobollo! Questo caso si troverebbe in alto a sx nel grafico. |
| inviato il 16 Novembre 2016 ore 22:31
Detto ciò, ora mi si potrebbe obiettare: "ok abbiamo dimostrato che i pixel più grossi non sono intrinsecamente un vantaggio assoluto (altrimenti non si spiegherebbe perché le camere moderne li fanno sempre più piccoli e non siamo rimasti a 3000*2000, anche senza fare l'esempio esagerato di prima), ma allora perché nella discussione precedente dicevi che li preferivi più piccoli, visto che per simmetria neanche piccolo è meglio in assoluto?
Semplice, la risposta è nella differenza tra teoria e pratica: in teoria con pitch da 4 µm e un 300 f/4 si ottiene la stessa immagine di una camera con px da 8 µm e un 600 f/8 o il 300 di prima con l'extender 2x. Ma in pratica quale delle tre soluzione è meglio adottare? Il secondo, anche se ha lo stesso diametro della lente frontale (~75 mm) è comunque più lungo e pesante, nel terzo caso si aggiungono le aberrazioni secondarie dovute alle lenti in più. Quindi il teleobiettivo più piccolo coi pixel più piccoli è da preferire.
Ci siamo tutti fin qui? |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 9:06
Ciao Mars. Discorso interessante e seguo. Io ci sono sul tuo discorso (anche se non ho ancora letto gli articoli linkati, questione di tempo).
Vorrei introdurre una variabile anch'essa importante. Al diminuire del pixel pitch si abbassa la soglia di apertura diaframma entro la quale si viene afflitti da perdita di definizione causata da diffrazione. Questo parametro potrebbe determinare il limite massimo di riduzione del pixel pitch. Nella mia 80D, per esempio, il limite entro il quale non esiste diffrazione è a f/5.9. Naturalmente a livello percettivo il limite si può spostare tranquillamente ad f/8, ma è comunque un dato incisivo. Che ne pensi? |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 9:20
APS-C, escluso Canon che è ancora più piccolo, misura circa 15.7x23,7mm. Full frame misura 24x36mm quindi il full frame è fisicamente 1.5 volte più grande, nel caso di APS-C Canon 1.6 volte più grande. Quindi dovendo fare una stampa di grandi dimensioni la foto che vogliamo ottenere dal mezzo formato, l'APS-C, dovremmo inevitabilmente ingrandire di più in relazione al fotogramma di partenza.
Un po' come avviene con la pellicola dove al formato Leica 24x36mm si preferisce il medio formato 6x6 cm o 6x7cm proprio per ingrandire meno in fase di stampa e di conseguenza a parità di dimensioni di stampa avere una migliore qualità. |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 9:24
Phsystem, non è questo il punto in questione. Ovviamente, a parità di pixel pitch, è meglio un FF. Escludendo il fattore rumore, però, non è così automatico se il pixel pitch è diverso. Parlare di pellicola è fuorviante perchè i sali d'argento hanno dimensioni sì variabili ma in funzione del tipo di pellicola, non del suo formato: in quel caso è SEMPRE vero che ingrandire qualcosa di più grande è "meno dannoso" che ingrandire un formato più ridotto. |
user3834 | inviato il 17 Novembre 2016 ore 9:25
Phsystem, l'ingrandimento nel digitale non è più legato alla grandezza fisica del sensore, ma solo ai megapixel che registra.
Un sensore m4/3 o un FF di pari mpx daranno lo stesso ingrandimento. Poi va considerato il rumore e la risolvenza delle lenti. |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 9:50
“ Semplice, la risposta è nella differenza tra teoria e pratica: in teoria con pitch da 4 µm e un 300 f/4 si ottiene la stessa immagine di una camera con px da 8 µm e un 600 f/8 o il 300 di prima con l'extender 2x. Ma in pratica quale delle tre soluzione è meglio adottare? Il secondo, anche se ha lo stesso diametro della lente frontale (~75 mm) è comunque più lungo e pesante, nel terzo caso si aggiungono le aberrazioni secondarie dovute alle lenti in più. Quindi il teleobiettivo più piccolo coi pixel più piccoli è da preferire. „
è un discorso che ho sempre sostenuto anch'io
“ Vorrei introdurre una variabile anch'essa importante. Al diminuire del pixel pitch si abbassa la soglia di apertura diaframma entro la quale si viene afflitti da perdita di definizione causata da diffrazione. Questo parametro potrebbe determinare il limite massimo di riduzione del pixel pitch. „
Giusto! Però (riprendendo l'esempio fatto da Mars) il 300 f/4 + 2x extender diventa un 600 f/8, se mettiamo che con Pixel grossi la diffrazione è a f/11, con il 300 liscio e pixel piccoli hai la diffrazione parte a f/5.6. In pratica hai sempre uno stop di bonus prima di avere diffrazione. Matematicamente parlando |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 9:52
“ Giusto! Però (riprendendo l'esempio fatto da Mars) il 300 f/4 + 2x extender diventa un 600 f/8 (e con Pixel grossi la diffrazione è a f/11), mentre il 300 liscio e pixel piccoli hai la diffrazione che parte a f/5.6. In pratica hai sempre uno stop di bonus prima di avere diffrazione „
Ottima argomentazione! Sincermanente non ci avevo pensato, infatti facevo riferimento ad un uso "liscio" degli obiettivi in situazioni in cui si chiude per aumentare la pdc. |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 10:48
“ Al diminuire del pixel pitch si abbassa la soglia di apertura diaframma entro la quale si viene afflitti da perdita di definizione causata da diffrazione. Questo parametro potrebbe determinare il limite massimo di riduzione del pixel pitch. Nella mia 80D, per esempio, il limite entro il quale non esiste diffrazione è a f/5.9. Naturalmente a livello percettivo il limite si può spostare tranquillamente ad f/8, ma è comunque un dato incisivo. „
È esatto. I pixel più piccoli permettono di sfruttare meglio il potenziale degli obiettivi rispetto alle camere più vecchie.
Dopo lo spiego ma prima faccio un'altra premessa: lo scopo di questa discussione è analizzare scientificamente gli effetti di tutte le variabili in gioco prese singolarmente una alla volta. Se da dieci anni nei forum di fotografia vengono sempre fuori discussioni infinite su FF/APS eccetera, è perché si guarda spesso solo il risultato finale, ma non si riesce a identificare chiaramente chi è il vero assassino e l'arma del delitto. Vedono tutti il dato di fatto che c'è un morto ma il caso resta sempre aperto.
Gli articoli di Clark danno tutte le risposte e spiegano perché spesso ci si inganna e si "incolpa" il fattore sbagliato o fuorviante. Qui cerchiamo di riassumere. Un accenno l'ho già fatto nel topic precedente sottolineando che le FF si usano *solitamente* assieme a ottiche più grandi per cui sono queste ultime a dare il vero vantaggio. È un po' la scoperta dell'acqua calda che sia l'obiettivo a contare più di tutti, ma su questo ci torniamo più avanti.
Torno sulla diffrazione che è un primo punto fondamentale. Venendo dall'astronomia sono avvantaggiato nel comprendere questo aspetto. Tra noi astrofili si usa la formula empirica che il limite di diffrazione (o potere risolutivo tra due dischi di Airy) in arcosecondi sia dato da 120/D. Riprendo l'esempio del 300 f/4 o 600 f/8. Un'ottica di 75 mm allora mi dà 1,6", facciamo 2.
Bene, nelle foto di paesaggi si sta sempre lontani da questo limite, ma per soggetti piccoli e lontani (ciò su cui stiamo focalizzando l'attenzione) come la Luna, animali selvatici, le ragazze nelle spiagge nudiste...  allora si vuole spremere al massimo ciò che il più grande teleobiettivo del proprio corredo può fornire .
Ci siamo fino a qua?
Bene, allora per il teorema di Nyquist (che non approfondiamo qui) diciamo che l'ideale con quell'ottica è ottenere un campionamento di 1"/px. Se si sta sopra a 2 con una focale corta, non si sfruttano tutti i dettagli che si possono avere.
Il campionamento è dato dal rapporto ppitch/focale. Questo è l'angolo in radianti, per averlo in arcosecondi si moltiplica per 206000 (se hanno la stessa unità di misura, altrimenti ovv. è 206 se la focale è in mm e il pitch in µm).
Ora abbiamo gli elementi per dimostrare perché i pixel piccoli delle camere moderne sono vantaggiosi. Se con le vecchie da 6-8 Mpx la diffrazione insorgeva a ~f/16 vuol dire che si era lontani dallo sfruttare il massimo potere dell'ottica, perché avremmo dovuto ottenere quel valore NON chiudendo il diaframma, ma allungando la focale! È qui l'inganno che chi non è astrofilo non coglie. Quel 75 mm dovrebbe diventare un 75/1200, ossia un 1200 f/16!
Dunque, il fatto che con la 80D la diffrazione salti fuori prima, a f/8, non è uno svantaggio come molti pensano ma è l'esatto contrario! Perché vuol dire che a f/4-8 hai un'enormità di dettagli in più rispetto alle camere vecchie.
Ecco che allora col 300 f/4 hai gratis il campionamento della camera vecchia col moltiplicatore 2X, col vantaggio di una lente in meno. E se ci metti la lente, hai il 600 f/8 per cui sfrutti tutto il potere dei 75 mm di diametro, mentre coi pixel grossi avresti dovuto fare 1200 ma non c'era in commercio l'extender 4x.
Claro? 
Conclusione: credo che siamo molto vicini a un limite ideale, quando arriveremo a 3,5 massimo 3,0 µm, ci si potrà fermare.
Conclusione 2: è vero che è solo marketing mettere millemila megapixel nelle compatte e cellulari, perché hanno ottiche minuscole per cui sicuramente hanno già sovracampionato il loro potere, ma con le Reflex, nell'evoluzione avuta da 8, a 6 e poi ai 4 odierni, porca puzzola se cambia! |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 12:23
Sono molto interessato ma ho capito solo "porca puzzola" Ti va di rispiegarmelo come faresti a un bambino di 4 anni? |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 12:47
Su " porca puzzola" concordo pienamente. |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 15:15
Non è un argomento per bambini, puoi almeno fare una domanda specifica su un punto che non ti è chiaro?
Possiamo intanto fare un riepilogo delle variabili in gioco.
Il sensore e l'ottica hanno entrambi tre parametri ma solo due gradi di libertà perché sono strettamente vincolati e ognuno dipende e si può ricavare dagli altri due:
Sensore: dimensioni, numero totale di pixel e pixel pitch (ok c'è anche il rapporto base/altezza ma qui consideriamo solo i 3/2 tanto è un parametro irrilevante ai fini del discorso)
Ottica: diametro, focale e rapporto
Le fotografie hanno due parametri, che dipendono da alcuni dei fattori precedenti:
-il campo, che dipende solo da focale e dimensioni del sensore
-il fattore di scala, che dipende dalla focale e il pitch
Per adesso ignoriamo iso, rumore, tempi di posa, PdC e tutte le aberrazioni, immaginando ottiche ideali limitate solo dalla diffrazione, che dipende linearmente solo dal diametro.
Prima di aggiungere altre variabili bisogna che per tutti siano chiare le relazioni tra quelle elencate qui.
Esempi:
-due camere con stesso numero di pixel ma pitch e dimensioni diverse (es 5DII e 7DII) hanno sempre la stessa proporzione tra campo e fattore di scala
-due sensori con stesso pitch ma dimensioni diverse (es 7DII e 5DS) hanno campi diversi a parità di focale ma stesso campionamento
-il segnale che arriva sul singolo pixel dipende SOLO dal diametro dell'ottica e il suo campionamento, NON dal pitch né la focale perché questi due fattori si compensano a vicenda calcolando appunto il campionamento stesso. Conta la luce che entra e quella che arriva alla fine, non i passaggi intermedi. Questo è il punto su cui molti fanno confusione.
Lo scopo della discussione è scoprire i motivi per cui camere diverse danno diverse prestazioni finali pur creando parametri ottici e di scala uguali (o apparentemente), ma prima di andare avanti questi fondamenti devono essere assodati. |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 15:50
Anche io sono molto interessata ma si è un argomento un po' difficile |
| inviato il 17 Novembre 2016 ore 16:02
Ok, Mars, ma la parte più interessante (che non ho capito) è proprio quella sul rumore che qui sopra hai tralasciato. |
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