| inviato il 21 Novembre 2016 ore 11:18
“ Ciò che rimane costante per rapporto costante tra diametro focale, è l'intensità luminosa per mm², non per pixel ! „
se il sensore non cambia (ergo usi lo stesso sensore con un 100/2.8 e un 100/1.4), la densita' di pixel (intesi come fotosito) per mm2 non cambia, quindi e' costante anche per pixel dato che alla fine "il pixel e' una unita' di misura di un'area".
“ Se invece del 100/2.8 usi il 100/1.4, quadruplica il numero di fotoni per mm² ma diviene uguale quello per pixel (inteso come fotosito) e per superficie del sensore. Ti torna ora? „
??? scusa, ma non ti seguo! il numero di fotoni rimane uguale per "pixel", ma invece quadruplica per mm2??? urgh!! spero di aver interpretato male :-) |
| inviato il 21 Novembre 2016 ore 11:24
Torno sull'astronomia ad alta risoluzione facendo un esempio più estremo così vediamo se si chiarisce meglio. Invece di un fattore due facciamo un salto di dieci volte così non possono più esserci dubbi.
Vi ho mostrato il tipo di immagine lunare che un telescopio da 300 mm a 7500 mm di focale è in grado di fare con una CCD con pixel da 5.7 µm.
Immaginiamo un modello di CCD con la stessa efficienza quantica e full well capacity ma pitch dieci volte più piccolo, ossia 0.57 µm! Per avere lo stesso campionamento allora basterebbero 750 mm di focale, MA per avere immagini con la stessa qualità e dettaglio il telescopio deve rimanere sempre da 300! (tralasciamo le aberrazioni che avrebbe uno specchio parabolico con una curvatura di f/2.5)
Perché se invece di quello usassi una lentina da 30 mm e montassi questi "nanopixel" su un telescopietto 30/750 cosa succederebbe?  |
| inviato il 21 Novembre 2016 ore 11:35
“ scusa, ma non ti seguo! il numero di fotoni rimane uguale per "pixel", ma invece quadruplica per mm2??? urgh!! spero di aver interpretato male :-) „
Un 100/1.4 ha apertura doppia rispetto a un 100/2.8 quindi mi pare ovvio che dia il quadruplo del segnale per unità di superficie.
Il "rimane uguale per pixel" era riferito a due sensori diversi (24×36 pitch 8 µm contro 12×18 pitch 4). L'esempio serviva per spiegare che per eguagliare la stessa immagine ottenuta col primo e un 200/2.8 ci vuole il 100/1.4 e non il 100/2.8.
Il rapporto f/ determina l'esposizione e quanta luce arriva per mm², ma è il diametro l'unico elemento fondamentale per poter vedere dettagli piccoli su oggetti lontani. Era chiaro per tutti che fosse importante in astronomia hires/sport/avifauna, abbiamo solo evidenziato che è importante sempre, anche in paesaggi grandangolari e ritratti. |
| inviato il 21 Novembre 2016 ore 11:54
“ Quindi la luce deve passare attraverso un foro più piccolo, subendo una perdita di energia. E qui mi casca il dubbio. Ma se così fosse, perché a pari iso si ottiene la stessa esposizione a pari tempo (sempre che questo sia vero)? „
Da quello che ho capito (niente di scentifico ma solo miei pensieri) la sensibilità ISO non viene calcolata in base alla luce che arriva (100ISO non equivalgono a tot lux in pratica), ma è calcolata in base all'equivalenza, anche per altri formati.
In pratica l'equivalenza reale sarebbe
FF - 200mm - f/2.8 - 1:200s - ISO200 = M4/3(x2) - 100mm - f/1.4 - 1/200s - ISO50
l'immagine è la stessa, inteso come profondità di campo, rischio di mosso e rumore (a parità di tecnologia).
Gli ISO nei due esempi non sono gli stessi, nonostante il rumore che produce sia lo stesso
Il diaframma è il risultato del rapporto diametro lente e focale. Dato che la focale eq. cambia (alla fine con un sensore più piccolo si fa un crop e quindi è logico che cambia) varia anche il diaframma
Modello applicato solitamente per l'eq.
FF - 200mm - f/2.8 - 1:200s - ISO200 = M4/3(x2) - 100mm - f/2.8 - 1/200s - ISO200 - +2StopRumore
Come vedi l'equivalenza ISO non tiene conto della reale sensibilità del sensore o pellicola dato che si aggiunge rumore alla foto.
In pratica, dato che il modello di eq. più semplice da calcolare era/è il secondo, i costruttori hanno preferito tenere il stesso valore ISO nel secondo caso piuttosto che nel primo; semplificando un po' la vita di molti ma complicando di molto la vita di alcuni.
PS: Tutte mie supposizioni naturmalmente |
| inviato il 21 Novembre 2016 ore 12:07
Nell'articolo ci sono tutte le risposte.
Per esempio:
“ Of the three parameters, exposure time, f-ratio, and ISO, only exposure time is the true parameter that is actually equalized in terms of total amount of light when set to a constant value between cameras. ISO is not constant between cameras. For example, ISO 100 on the Canon 1D Mark II shown here has a range of 0 to 79,900 photons (photoelectrons), while the S70 has a range of only 0 to 4100 photons. Constant f-ratio delivers constant light density to the focal plane, but NOT the same total light from the subject! Lens aperture area determines the total light collected from the subject. „
Poi questo test è molto esplicativo di come si devono compensare i parametri per ottenere immagini identiche (fig 6):
www.clarkvision.com/articles/does.pixel.size.matter/ |
| inviato il 21 Novembre 2016 ore 12:25
@ Mars4ever
".........lo scopo di questa discussione è analizzare scientificamente gli effetti di tutte le variabili in gioco prese singolarmente una alla volta...."
Non c'è da stare a fare ipotesi, diciamo così, a dir poco, fantasiose, per dare delle risposte: quell'argomento lì è stato studiato sin dagli albori del digitale, che sono ben anteriori alla fotografia digitale ( in primis, tutta la problematica della visione con sensori IR, nati negli anni '60)
A parità di formato sensore, un pixel pitch più piccolo di un altro comporta una risoluzione maggiore della fotocamera in Mpx.
Diciamo subito che a pixel piccolo rispetto a pixel più grande, su stesso sensore ( stesso formato e stessa tecnologia), l'immagine migliora in tutti i suoi parametri di misura (rumore, gamma dinamica, etc) con esclusione della diffrazione, quella peggiora.
Uno studio dettagliato dell'impatto con la diffrazione lo trovi qui:
www.phme.it/blog/2010/02/10/ph-aq-diffrazione-e-megapixel/
Chiaramente, il pixel pitch più piccolo, a parità di formato di immagine finita, fa vedere prima (=a diaframma più aperto) la diffrazione.
Stessa conclusione si ha da Cambridge in Color, dove oltretutto si ha un calcolatore di diffrazione:
www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm
Per quanto riguarda gli altri parametri immagine, Rumore, Colore, etc, fai attenzione che ci sono leggende metropolitane.
Uno studio fatto da DxO dimostra che con sensore della stessa tecnologia e dello stesso formato, a pixel piccolo, ossia a risoluzione maggiore di fotocamera, una volta riporta la risoluzione a quella di una fotocamera che ne ha meno, dunque con pixel pitch più grande, tutti i parametri immagine sono migliori, tutti, incluso dunque il rumore.
Ed infatti è vero, verissimo, e si vede benissimo ad occhio anche su stampe non tanto grandi: basta ridimensionare una D 810 e confrontarla con altre a meno risoluzione (io l'ho fatto con D 4, D 610, D 750), ma stessa tecnologia di sensore, e l'immagine della D 810 è più pulita e più bella su tutto.
Lo studio e la motivazione tecnica del miglioramento di tutto col pixel pitch piccolo, ossia meno rumore, più gamma dinamica, maggiore gamma tonale, maggiore gamma cromatica, è qui:
www.dxomark.com/Reviews/More-pixels-offset-noise
e qui
www.dxomark.com/Reviews/Detailed-computation-of-DxOMark-Sensor-normali
in questa c'è anche la conclusione matematica, vedasi la tabellina.
Quei numeri sono chiarissimi e Dxo non ha fatto altro che verificare e ricalcolare sui sensori fotografici quello che già si sapeva dai sensori IR
QUANTO MIGLIORA una immagine tra due fotocamere con stesso identico sensore ( stesso formato e tecmìnologia) solo risoluzione ( = pixel pitch) diversa?
Il miglioramento è funzione logaritmica ( in base 2 o base 10) della radice del rapporto tra le due risoluzioni delle fotocamere, quella a pixel piccolo e quella a pixel grande.
Detto questo, sorge logica ed immediata la domanda.............. ma perché migliora tutto con maggior risoluzione, nonostante che il pixel pitch sia minore, ed essendo più piccolo raccatta meno luce?
Detta in una parola: perché l'immagine digitale, alla quale è associato il RAW, si ricostruisce per campionamento.
E più preciso è il campionamento dell'immagine, ossia maggiore è la risoluzione ( = pixel pitch più piccolo), migliore è l'immagine, e lo è in tutto, rumore incluso.
Se si fa il confronto tra una immagine ricostruita con meno luce sul singolo pixel, ma con più pixel, rispetto ad una con più luce sul singolo pixel, ma con meno pixel, vince il numero maggiore di pixel, appunto perché gioca il campionamento con la sua legge, l'immagine è, praticamente sempre, più fedele alla realtà con un numero maggiore di campioni che la compongono, se i campioni sono con le stesse caratteristiche ( ed infatti condizione necessaria perché valgano quelle equazioni, e che la tecnologia di sensore sia la stessa ed il sensore dello stesso formato).
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| inviato il 24 Novembre 2016 ore 23:58
Bello il primo articolo. meriterebbe un premio anche solo per aver scritto micrometri invece di micron. 
Chiaramente il miglioramento del rumore di cui parli avviene se si riscala la foto portandola alla stessa risoluzione di una camera che ce l'ha nativamente più bassa. |
| inviato il 26 Novembre 2016 ore 8:45
@Mares4ever
Micrometri è italiano, micron è un' abbreviazione. |
| inviato il 26 Novembre 2016 ore 10:28
"Chiaramente il miglioramento del rumore di cui parli avviene se si riscala la foto portandola alla stessa risoluzione di una camera che ce l'ha nativamente più bassa."
Per fare un confronto serio e reale tra due immagini, devi normalizzare i formati.
E....a questo la gente non ci pensa mai quando parla di rumore, diffrazione, micromosso, etc, di tutto di più, ce ne fosse uno che mette nel conto il formato dell'immagine finita, mai, chiacchiere vuote.. |
| inviato il 07 Dicembre 2016 ore 19:11
Dopo che abbiamo messo in ordine tutte le variabili ottiche e geometriche, mi piacerebbe capire meglio come si misura la performance del sensore da solo.
Si può partire da questo articolo e la figura 1:
www.clarkvision.com/articles/digital.sensor.performance.summary/#full_
Sull'asse y indica gli elettroni per pixel, e su x il lato degli stessi. Dunque dividendo il primo numero per il quadrato del secondo si ottiene il numero di elettroni per µm², ossia per unità di superficie al netto della densità di pixel.
Dunque si può dire che le camere che stanno sulla stessa parabola hanno la stessa efficienza assoluta, e il meglio va verso l'alto a sx nel grafico. Dove non ci sorprende di trovare i modelli più recenti.
Per capire meglio il quadro della situazione, esisterà un posto dove trovare questi dati per tutte le camere in commercio attuali e vecchie? Non mi pare che Canon e Nikon indichino la FWC nelle specifiche tecniche delle loro macchine, quindi come facciamo a sapere questo dato? |
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