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Diffrazione in Bayer e Merrill


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avatarsenior
inviato il 10 Luglio 2019 ore 23:15

È possibile che sia autosuggestione o una Merrill dp2M risente meno della diffrazione rispetto ad un Bayer?
È facile verificare che i canali RGB singoli Bayer mostrano meno diffrazione passando da R a B attraverso G. Nel Bayer la diffrazione è determinata da G. Allo stesso modo in una Merrill dal canale B, quindi meno del G Bayer. Suggerimenti per una prova sensibile?Sorriso

avatarsenior
inviato il 11 Luglio 2019 ore 8:32

Seguo i sviluppi.
A livello di principio verrebbe da dire il contrario, in quanto i "G" nel Bayer sono più distanti e quindi subiscono meno l'effetto. Però, di conseguenza, raggiungono una risoluzione minore, logicamente, che è sempre positiva come cosa, anche in presenza di forte diffrazione. A parità di grandezza del Pixel intendo.

avatarsenior
inviato il 11 Luglio 2019 ore 9:57

Molto difficile immagino. Secondo me ci vorrebbero diversi target, almeno un paio. Uno verde, uno verde-blu (turchese o altri verdastri che contengono una buona dose di blu). Mi vengono in mente ringhiere, reti provvisorie dei cantieri,.. cioè qualcosa che abbia anche dei dettagli abbastanza fini per andare poi ad analizzare i risultati.
Potrebbe essere sensato?
Comunque davvero ammirevole fare test simili, ci vuole grande interesse e pazienza, io certamente non mi ci metterei mai. In bocca al lupo

avatarsenior
inviato il 11 Luglio 2019 ore 12:37

In realtà le cose non sono così difficili dal punto di vista sperimentale.
Coi Bayer sono ricorso a un caso limite, usando la Nikon 1 J5 20 Mpx BSI con l'adattatore Nikon FT-1 e uno zoom Tamron @300mm. Visto che l'estintore non lo spostano, solita foto a ~ 50m con 810 mm equivalenti. Il fatto di usare in realtà un 300mm, rende la messa a fuoco un attimo più semplice. Il connubio J5-AF Tamron non ce la fa in automatico, per cui: cavalletto, messa a fuoco manuale, 10" autoscatto (senza VR). Come in altri casi, diventa indispensabile RawDigger che può trasferire in TIFF ogni singolo canale RGB. Il lavoro sporco di selezionare i colori li fa il CFA (Color Filter Array). Quindi non c'è il problema di avere mire colorate. A loro volta caratteri piccoli da lontano mettono in risalto quello che molti definiscono la "velatura" dovuta alla diffrazione.
La massima apertura del Tamron a 300mm è f/5.6, la minima f/32. Per ora non appesantiamo con le formule, però è possibile predire l'effetto della diffrazione in funzione di f/, dimensione lineare del sensel e lambda lunghezza d'onda della luce. Contrariamente a quello che pensano in molti, l'MTF del sensel J5 da 2.4µm è superiore a quello di qualsiasi top di gamma. E inferiore a un telefonino...Eeeek!!!
A livello teorico lo scarto massimo dovuto alla diffrazione sarà fra il blu (B) a f/5.6 e il rosso (R) a f/32, però anche il rosso (R) a f/32 si vede che è meno nitido del blu (B) a f/32. Per comodità, prima a colori, dove si vede che non ci sono problemi a f/5.6, si leggono tutti i caratteri. Naturalmente bisogna mettere in conto un eventuale degrado causato dalla visualizzazione Juza Forum. File NEF, TIFF, JPEG salvati e disponibili.



Da sx a dx: colore a f/5.6, canale B a f/5.6, canale R a f/32.
I passi intermedi sono stati controllati, B degrada meno di G che degrada meno di R. Penso si veda chiaramente cosa fa la diffrazione a f/32 nel canale rosso. (R):-P Stay tuned!;-)

avatarsenior
inviato il 11 Luglio 2019 ore 22:27

Non ho trovato di meglio di un bugiardino attaccato alla parete perché ha caratteri piccoli. ~ 2.50 m di distanza.
La dp2M Merrill ha un SIGMA fisso 30/2.8, il diaframma più chiuso è f/16 (sarebbe stato meglio f/22). Il confronto è stato fatto con un Carl Zeiss Planar T* 45/2.0 a f/16 montato su Sony A7R con adattatore Kipon (consigliato).
Da sx: Merrill f/16 canale R, Merrill f/16 canale B, Zeiss f/16 canale G.



Se siete come me, penserete che è una prova alla rovescia. La spiegazione è semplice: le foto Merrill non sono perfettamente a fuoco, quelle Sony sì, perché con 14 x in LiveView è molto facile focheggiare. La Sigma dà minore ingrandimento su meno pixel, in manuale non sono riuscito, ho dovuto fare AF.Sorry
Il Planar 45/2.0 è stato citato negli anni '90 come la seconda migliore MTF. È un Cosina, nonno dei vari Zeiss e Voigtländer moderni. Sui 36 Mpx della A7R (sensore molto critico ai bordi) va bene, se non benissimo, al contrario del 28 mm Biogon che crolla ai bordi.
Torniamo all'affermazione che i Foveon risentono meno della diffrazione: è il canale B che comanda la risoluzione e anche la diffrazione è quella del canale B. Nel Bayer comanda il canale G (i canali G sono addirittura due). Nel verde c'è più diffrazione che nel blu.;-)
Sono abbastanza addentro alla teoria della diffrazione, se avete domande sono quiCool

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 9:17

A loro volta caratteri piccoli da lontano mettono in risalto quello che molti definiscono la "velatura" dovuta alla diffrazione.

La diffrazione agisce infatti sulle frequenze minori abbattendo il microcontrasto fino a degradare completamente le informazioni. Infatti un po' di diffrazione è recuperabile agendo sul microcontrasto in postproduzione.
Man mano che si chiude incomincia ad abattere frequenze sempre maggiori fino a quando diventa visibile. Questo un po' quello che ho visto.

I passi intermedi sono stati controllati, B degrada meno di G che degrada meno di R.

Se non sbaglio la diffrazione agisce differentemente in base alle varie ampiezze dell'onda (rapporto ampiezza/diametro buco). La lunghezza è il parametro che influisce sul colore. C'è correlazione tra le due cose? Cioè, l'ampiezza varia in base alla lunghezza o anche la lunghezza d'onda influisce sulla diffrazione?

L'ultima prova la Sony vince ;) Peccato per la messa a fuoco...

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 10:38

@ Bernalor la diffrazione è legata alla lunghezza d'onda della luce (corrispondente al colore nel caso della radiazione visibile) e alla larghezza del "buco" d, in questo caso il diaframma, o meglio da f/ (=F/d) in quanto dipende non solo dal diametro fisico ma anche dalla lunghezza focale, cioè da come la luce viene "spalmata" sul piano focale.

@Valgrassi sarei in giro mesi in cerca di mire ottiche colorate Sorry..succede a chi non ha ancora assimilato bene la fotografia digitale (e non ha strumenti di analisi del raw tipo Raw Digger)

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 11:01

la diffrazione è legata alla lunghezza d'onda della luce

Dici che ho confuso le cose? In effetti può benissimo essere, andavo a memoria su cose che avevo studiato anni fa.. e mai più riprese. Se così tutto fila liscio.

in quanto dipende non solo dal diametro fisico ma anche dalla lunghezza focale

Sì giusto, avevo sottinteso questo elemento, ma hai fatto bene a ricordarlo. Geometricamente parlando (e semplificando) la diffrazione si propaga con un certo angolo, consegue che maggiore è la distanza più è ampia la superficie interessata dalla diffrazione.
PS: per fare i precisi, non solo la focale ma anche la distanza di messa a fuoco incide.

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 13:55

@Berna
L'ultima prova la Sony vince ;) Peccato per la messa a fuoco...
Purtroppo con quello che offre la dp2M non è facile mettere a fuoco come con 36 Mpx ingranditi 14 x della A7RSorry
Però è un confronto al limite, nel senso che il Planar 45/2.0 è un obiettivo al top, molto corretto. Ho a disposizione anche il Nikkor kit 18-55, il professionale 35-70/2.8 e il plasticone (ma otticamente buono) 28-80 mm. A sua volta il SIGMA 30/2.8 è un altro obiettivo molto corretto, facendo prove con obiettivi inferiori c'è il rischio di attribuire alla diffrazione eventuali aberrazioni a f/16. Comunque la dice lunga che entrambi questi super-obiettivi si fermino a f/16... Penso di provare il Micro Nikkor 60/2.8 a f/32, solo che mia moglie (tedesca) mi odia quando attacco mire alla pareteSorry

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 14:03

Infatti, non metto in dubbio che sia difficile fare prove. Oltre a problemi di messa a fuoco subentra una grossa variabile che sono gli obiettivi. Sarà molto più facile (se non per i costi ) tra un anno circa, quando uscirà la nuova sigma con attacco L.

solo che mia moglie (tedesca) mi odia quando attacco mire alla parete

Per fortuna che ci sono limiti, che a differenza di quelli fisici, questi sono veramente insuperabili MrGreen

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 14:18

@Berna le prove sarebbero banali per i possessori di reflex Merrill. Sono andato anche su Foveon.it, non ho avuto riscontri.
Cmq mi ero accorto del degrado minore della Merrill quando ho verificato Merklinger sul campo con prove controllate. In pratica f/16 perdeva pochissimo rispetto a f/4 o f/5.6. Ho pensato alla serie SIGMA Quattro dove il canale blu (B) ha 20 Mpx e G e R solo 5 Mpx. Ciononostante reggono il confronto-dettagli con le Sony 42 Mpx. Significa che SIGMA delega la risoluzione al canale B (l'hanno anche detto), mentre Bayer usa il G (l'ha detto l'inventore omonimo della Kodak).
Il canale G della Merrill soffre di più del canale B la diffrazione e si vede. Sarebbe tutto molto più evidente con f/22 o f/32;-)
La tecnologia Merrill tornerà alla ribalta quando SIGMA presenta la FF Foveon a 20 Mpx. Onestamente non so come ovvieranno al problema aliasing-Moiré con un sensel abbastanza grosso, soprattutto tenendo presenti le risoluzioni degli Art.

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 15:18

Non ho mai provato nessun Foveon, quindi non so.
Da qualche esempio visto in rete ho notato un "vistoso" microcontrasto nella resa. Non so se sia dato da postproduzioni varie o se è una resa intrinseca della tecnologia (personalmente non piace).
Dato che la diffrazione è inizialmente una perdita di microcontrasto, ho pensato fosse questo fatto a far recuperare qualcosa (puramente un'ipotesi da chi non l'ha mai provata ;) ).
Sicuramente, come dici tu, l'utilizzo di un colore differente come riferimento per la risoluzione gioca un ruolo importante.
Aggiungo che il metodo Merklinger soffre in maniera minore la diffrazione rispetto l'iperfocale (piccolezze in realtà).

Idealmente un buon macro 100mm a infinito a f/32 per fare le prove, sarebbe l'ideale, dove l'ottica dà il massimo.

problema aliasing-Moiré con un sensel abbastanza grosso

Credo sia un problema minore rispetto ai vari Bayer, il moirè non è cromatico ma chiaro-scuro. Meno fastidioso, credo.

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 18:07

@Berna gli obiettivi sono progettati partendo da infinito e adattandoli a distanze minori DOPO. Potrebbero fare eccezione i cosiddetti Macro (Micro per Nikon).
Ho seguito il tuo consiglio montando il Tamron 90/2.8 Macro e chiudendo f/ al massimo. Con il caveat precedente, qual è il canale verde e quale quello blu?



Sony A7R, adattatore Fotodiox, @f/32. (I filtri CFA verdi G fanno passare più luce perché nei Bayer sono usati per determinare la risoluzione).
La prova a 1 m del bugiardino è tutto fuorché così chiara.Sorry
La diffrazione non sa che sensore la rivela, assumo che succeda esattamente la stessa cosa in un Foveon (Merrill) anche a F=90mm, purtroppo la prova è fuori della mia portataMrGreen

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 20:33

Interessante argomento, che ora non ho tempo di leggere, ma intanto butto li uno spunto di riflessione: Sui Bayer siamo sicuri che quello che si vede nel canale rosso sia davvero la diffrazione e non il semplice fatto che i fotodiodi solo la metà dei verdi? Inoltre il rosso è il colore con meno attinicità, siamo sicuri che sia la diffrazione e non semplicemente la minore informazione su questo canale a causare una minor definizione? Mi viene voglia di fare delle prove.
Inoltre più che di diffrazione bisognerebbe parlare delle differenze di registrazione del segnala una volta che questo è entrato in diffrazione, la diffrazione è parte della scena ripresa una volta che questa passa attraverso l'ottica, non può aumentare o diminuire una volta sul sensore, a meno che non ci consideri le microlenti ed il sensel come influenti sulla diffrazione, il chè potrebbe anche essere, ma a quel punto verrebbe meno una comparazione tra sensori diversi. Quello che si può invece osservare è il modo diverso in cui due sensori descrivono la stessa diffrazione.

avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 21:59

@Gattone la formula è la solita: d(diametro Airy disk)=2.44*lambda*f/
I tre canali RGB si possono ritenere centrati a lambda (lunghezza d'onda) = 680, 550, 420 nm. Nel Bayer privilegiano il verde G con due canali su quattro e il filtro CFA G è più trasparente di R e B (crominanza). I Foveon sono imperniati sul blu B.
Una formula approssimata che tiene conto dei tre parametri fondamentali del digitale è questa:



Qui F è f/ e d conviene esprimerla in µm essendo la dimensione lineare del sensel (o pixel pitch). La Risoluzione (equivalente) R(eq) permette di seguire l'influenza della diffrazione.
Nell'esempio con Tamron f/32 e il sensel di 4.89µm della A7R, la R(G) è 32.83µm e la R(B) è 25.27µm. La R(eq) misura l'influenza della diffrazione.
Una conseguenza della formula è che a dominare è la dimensione del sensel, ossia un sensel più piccolo a parità di f/ risolverà SEMPRE di più di un sensel più grosso. Penso che ti ricordi quando hai fatto panoramiche per dimostrare che i sensori con sensel più piccoli beneficiavano qualsiasi obiettivo che non fosse veramente da gettare. Lì era che l'MTF di un sensel piccolo è SEMPRE più alta dell'MTF di un sensel più grande. Come sempre, è giusto andare a verificare con piccole prove le previsioni di teorie approssimateMrGreen

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