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Diffrazione in Bayer e Merrill


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avatarsenior
inviato il 12 Luglio 2019 ore 22:26

@Simone che sia la diffrazione non c'è dubbio;-) Ho preso solo un canale G, non due, quindi il numero dei pixel è pari. Visto che nel Bayer le danze le mena il verde, il filtro CFA G lascia passare più luce. Ma non è questione di rumore, è questione di risoluzione e il canale R risolve meno del G che risolve meno del B (cfr. la formula della diffrazione in funzione della lunghezza d'onda).
Siccome i Foveon usano il B come Bayer i G, ecco che DOVREBBERO subire meno l'effetto della diffrazione. Se non fosse così (cioè che B nei Foveon determina la risoluzione), come ti spieghi la serie Quattro SIGMA? Da prove ripetute le Quattro solleticano un sensore molto superiore come il 42 Mpx Sony BSI in RISOLUZIONE, lasciamo perdere le ombre, gli alti ISO e il rumore.Eeeek!!!

avatarsenior
inviato il 13 Luglio 2019 ore 0:36

@Valgrassi la teoria della diffrazione è ovviamente fuori discussione; le immagini confermano quanto previsto e, se RawDigger va a pescare le informazioni originali dei sensel a cui è anteposto solo un certo colore del filtro CFA...tutto torna.
Il nero dei caratteri è indipendente dal colore selezionato essendo comunque a luminosità =0, il bianco che ci sta attorno disturba di più il carattere stesso (confine bianco-nero) se ricostruito con i rossi. In altre parole l'immagine ricostruita con i pixel rossi ha meno risoluzione a causa della diffrazione cui è maggiormente soggetta la radiazione rossa avendo questa una lunghezza d'onda maggiore rispetto a verde ed ancora maggiore al blu.

avatarsenior
inviato il 13 Luglio 2019 ore 8:17

@Simone hai capito tutto!MrGreen

avatarsenior
inviato il 13 Luglio 2019 ore 16:26

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?


Ho letto i tuoi interventi Valgrassi e vedo che nelle immagini che hai postato i verdi non sono il frutto di tutti i pixel ma solo di quelli generati da una delle due coppie di essi. Quindi siamo in pari con gli altri canali Rosso e Blu.

Sappiamo che il sensel più piccolo avrà sempre un vantaggio su un sensel più grande a livello di MTF e anche nel caso di diffrazione, cosa data dalla formula e da prove sperimentali, diverse delle quali fatte proprio da me per dimostrare il fenomeno per cui a parità di diffrazione ottica un sensore più denso è in grado di descrivere meglio la stessa scena.

Ma a questo punto il dubbio: a parità di grandezza dei sensel del canale rosso, del blu o del verde, ed escluso il fatto che nel bayer ci sono due canali verdi, la diffrazione dovrebbe essere descritta allo stesso modo, quello che varia è la diffrazione stessa se generata da diverse lunghezze d'onda, per quello nel mio intenvento precedente cercavo di distinguere la diffrazione ottica come fenomeno prima dalla sua rappresentazione data dal sensore.

La scelta nel sensori Bayer è di privilegiare il verde mentre sui Foveon lo strato blu. Essendo le frequenze del verde soggette a diffrazione prima di quelle del blu capisco la teoria per cui il Foveon mostrerebbe meno diffrazione del Bayer, ma questo nella tua teoria a cosa è dovuto? Alla scelta di mostrare più verde nei bayer e più blu nel Foveon? Una volta che tutte i canali si fondono siamo sicuri che questa distinzione si veda ancora? Dalle tue prove tra bayer e foveon sembra quasi il contrario per cui non le considererei.

avatarsenior
inviato il 13 Luglio 2019 ore 19:18

@Gattone avevo anch'io il tuo dubbio. I Foveon hanno il vantaggio che le formule che ho riportato per R(eq) valgono al 100%. Per i Bayer bisogna trovare MTF per i diversi algoritmi di demosaicizzazione. Constato che, come uno che un giorno ha scritto una tesi sulle aberrazioni ottiche, non hai difficoltà ad ammettere che all'interno di qualsiasi sensore (Bayer o Foveon, non importa) la diffrazione si fa sentire di più nell'ordine B-G-R. Insomma, con te so che non sto dialogando con un autodidatta che spesso fraintende i termini di base del problema.
È cultura popolare fotografica che la diffrazione cominci ad essere percepibile a f/11 in una FF e f/8 in una aps-c, mentre sulle compatte non si dovrebbe superare f/5.6. È una approssimazione. Conta il rapporto lambda*(f/)/d, dove lambda è la lunghezza d'onda in µm e d il pixel pitch. A seconda del rapporto hai situazioni "optics limited" o "detector limited", in genere si sta nel mezzo in situazioni normali. C'è un corpo di teorie ed articoli a livello scientifico, non di blog o di Forum su tutto questo.
Di formazione sono uno sperimentale, tendenzialmente credo alle foto che vedo più che alle teorie sottostanti. E con la mia dp2M Merrill 30/2.8 ho cominciato a notare che a f/16 la diffrazione si faceva sentire meno di quello che mi sarei aspettato. È stato durante una serie di prove in cui testavo il metodo Merklinger, che ha come debolezza il fatto che chiudendo sempre più il diaframma viene il momento che si fa sentire la diffrazione. Purtroppo il SIGMA 30/2.8 chiude solo a f/16. È un obiettivo molto corretto, sposato col sensore Foveon in fabbrica. Quindi ideale per mettere in risalto la diffrazione, avendo sotto controllo le aberrazioni meglio degli zoom di sicuro e di tanti altri fissi intercambiabili di pregio minore.
Dubbi non ne ho, la MIA Merrill a f/16 "vela" meno dei Bayer aps-C a f/16.

Ho trovato una giustificazione partendo dalle Quattro SIGMA. Hanno B con 20 Mpx e RG con 5Mpx. Fanno a gara tranquillamente con i migliori sensori Sony 42Mpx in termini di risoluzione bruta.
Siamo d'accordo che il canale di risoluzione Merrill è il B? Crediamo a Bayer (Kodak) quando scrisse nel brevetto che il canale verde G era preposto alla risoluzione nei sensori che portano il suo nome? Se la storia del canale di risoluzione è vera, si porta dietro anche la sua propria diffrazione, o no?Cool

PS Merrill e Quattro sono originariamente aps-C.


avatarsenior
inviato il 13 Luglio 2019 ore 20:51

Una considerazione un po' grossolana:
il foveon ha anche il vantaggio di mantenere nello stesso tempo alta risoluzione (non ha l'algoritmo di demosaicizzazione del bayer) e dimensione del sensel "non troppo piccole" essendo i fotodiodi "impilati".
Il bayer ad un certo punto arriva ad un bivio:
-pixel grande con filtro AA (risoluzione non alta)
-pixel piccolo, senza filtro AA (risoluzione alta ma, come da formula di Req. limitata dalla diffrazione).
Se non ho letto e capito male il futuro sensore sigma foveon full frame per la densità si considerano 20mpx, che dovrebbero risentire meno della diffrazione rispetto ai 40-50 mpx dei bayer attuali solo per la dimensione del sensel. A questo si aggiunge poi il diverso canale del colore su cui è imperniata la risoluzione effettiva per le 2 tecnologie

avatarsenior
inviato il 13 Luglio 2019 ore 21:02

@Simone con conti della serva, il prossimo FF Foveon taglia (Nyquist) a 76 lp/mm. Cosa succede con gli Art molto risolventi? Si rinuncia a fotografare tessuti a trama fitta e tapparelle abbassate in lontananza?MrGreen Come ha fatto notare Berna, i Foveon fanno Moiré monocromatico...Eeeek!!!

avatarsenior
inviato il 14 Luglio 2019 ore 13:11

Siamo d'accordo che il canale di risoluzione Merrill è il B? Crediamo a Bayer (Kodak) quando scrisse nel brevetto che il canale verde G era preposto alla risoluzione nei sensori che portano il suo nome? Se la storia del canale di risoluzione è vera, si porta dietro anche la sua propria diffrazione, o no?


Anche non volendo credere ai produttori, quando apri i canali RAW prima della demosaicizzazione il più luminoso è il verde per il bayer ed il blu per i Foveon, ed il fatto che sul bayer ci siano 2 canali verdi e sul foveon il blu sia il primo strato a ricevere la luce dovrebbe essere chiaro che è come dici. Il dubbio era comunque sul fatto che una volta fusi tutti i canali potesse esserci una normalizzazione per entrambi i sensori, comunque credo che ogni algoritmo di demosaicizzazione poi possa decidere quanta parte di ogni singolo canale sfruttare per descrivere le alte frequenze, un esempio potrebbe essere una scritta blu su sfondo bianco, l'algoritmo di demosaicizzazione sul Bayer in questo caso sono piuttosto sicuro che non si limita a sfruttare il solo canale verde, ma nel momento in cui c'è più dettaglio nel blu questo riesce a comparire bene dopo la demosaicizzazione. Meglio che ad aver usato i due canali verdi. Poi rimane sempre valida la tua teoria, che in effetti sulla carta accetto come vera io stesso, sono solo dubbioso sul quanto alla fine possa realmente contare al livello pratico una volta che ci inserisci tutti i fattori legati alla demosaicizzazione.
Inoltre sarebbe bello poter provare la cosa su sensori che abbiano lo stesso pixel pitch.

PS Merrill e Quattro sono originariamente aps-C.

Che in una prova di diffrazione conta poco se li testi con la stessa focale alla stessa distanza, si devono anche normalizzare gli output ed osservare gli stessi ingrandimenti, cosa che do per scontato che hai fatto nei tuoi test.


@Simone con conti della serva, il prossimo FF Foveon taglia (Nyquist) a 76 lp/mm. Cosa succede con gli Art molto risolventi? Si rinuncia a fotografare tessuti a trama fitta e tapparelle abbassate in lontananza?MrGreen Come ha fatto notare Berna, i Foveon fanno Moiré monocromatico...Eeeek!!!

Il limite del bayer è sulle frequenze di taglio, a quelle grandezze di fatto non esistono dettagli descritti con affidabilità spaziale, è un tirare al bersaglio, con il foveon la situazione è molto diversa e tutti questi problemi non ci sono, però è vero anche che con gli ultimi algoritmi hanno fatto dei miracoli e riesce a sparire l'aliasing praticamente del tutto, rimane il moirè di crominanza ma anche questo con un pennello si rimuove e diventa di luminanza, certo non è la stessa cosa che avere un file finito ma una volta eseguite le operazioni ci si ritrova con lo stesso tipo di file sostanzialmente. Con il vantaggio di avere una risoluzione nominale più alta che si traduce in più dettaglio sulle medie frequenze. Sono due approcci diversi, ma non erano i vantaggi di uno e l'altro sistema di cui volevamo parlare.

Mi interesserebbe una prova in cui per un determinato sensore si raggiunga ad un dato diaframma la diffrazione per il canale verde ma non per il canale blu, e vedere una prova di questo tipo tra foveon e bayer, dopodichè aprire il diaframma per escludere la diffrazione dal canale verde e blu ma lasciarlo per il canale rosso, e vedere le differenze tra le due prove. Nel caso in cui tra la prima e la seconda prova ci fosse un netto avvicinamento prestazionale del bayer al foveon in questo caso la teoria sarebbe provata anche sperimentalmente. Un po' difficile da realizzare comunque dato tutti gli altri parametri non coincidenti, pixel pitch, ottiche, difficoltà AF etc. Per quanto riguarda la teoria ci siamo, a livello pratico per me parliamo più di sensazioni che altro ma non ho mai avuto modo di vedere confronti di questo tipo. Avendo un corpo Foveon farei io stesso delle prove, che come sai sono uno sperimentale pure io.

avatarsenior
inviato il 14 Luglio 2019 ore 17:25

@Gattone finalmente un dialogo e non sparate a vanvera, era ora, grazie!;-)
Se avessi un estintore a 10-15 m piuttosto che a 50 m, sarebbe tutto più facile coi 45 mm equivalenti.
Qui ho fotografato un'antenna (penso) a ~ 250 m. Normalmente le prove in strada col cavalletto le faccio a Ferragosto, oggi di domenica alle 8:30 non mi hanno travolto, meglio cosìMrGreen
Di discriminante ci sono i cavi che fissano l'antenna, essendo inclinati sono un test significativo. Ho commesso una cappella: per fare vedere i cavi ho sottoesposto la MerrillTriste. Invece dovevo dare almeno + 2/3 EV e recuperare in PP. Questa è Exp a 0 EV. Mi sono fidato dell'AF SIGMA a contrasto, non so se riuscivo a focheggiare meglio a mano senza mirino, con l'LCD non basculante e a moderato ingrandimento. Sony è stato focheggiato a 14 x. Mi è venuto il sospetto che il Planar non è affatto inferiore al 30/2.8 SIGMA, è un bene, se usavo qualsiasi obiettivo inferiore ci saremmo ingabolati su diffrazione o no.MrGreen
Giudicate vobis:



user175007
avatar
inviato il 14 Luglio 2019 ore 19:11

minkia che pistoloni enormi sulla diffrazione, se vuoi PDC chiudi quel casso di diaframma e buonanotte

avatarsenior
inviato il 15 Luglio 2019 ore 11:17

L'antenna sta sul tetto in fondo



Sony A7R, f/5.6 (ossia meno affetto da diffrazione rispetto a f/16), 1/1250s, 100 ISO. L'obiettivo è il Planar T* 45/2.0 (originariamente Contax G2) con adattatore Kipon.
Purtroppo non ho ancora ottimizzato la messa a fuoco della Merrill dp2M, un mio limiteTriste. Nonostante ciò, la Merrill fa vedere tutti i cavi di sostegno, il Bayer quasi (da schermo Dell 25" non tarato). A discolpa del Bayer, la prima serie Sony A7 registra solo raw lossy (compressi). Questo è un caso limite dove sarebbe andato meglio un ARW non compressoTriste

avatarsenior
inviato il 15 Luglio 2019 ore 15:52

Senza sapere quale sia uno o l'altro file, vedo due sistemi talmente diversi di descrivere il file che sono praticamente inscindibili post produzione, demosaicizzazione e vera diffrazione





Guarda ai punti 1 e 2 che aloni bianchi sono presenti vicino al nero dell'antenna e della parabola, indice che il contrasto che si vede è generato in parte da un algoritmo, il chè basterebbe a rendere nullo il risultato in quanto sappiamo che un buon algoritmo di deconvoluzione è in grado di recuperare la diffrazione.
Poi ci sono i cavi obliqui al punto 3 che sulla foto di sinistra non sono nemmeno visibili dove ho segnato il buco, mentre sono molto più distinguibili nella foto di destra, se la teoria volesse che si vedessero molto più i cavi nella foto con il Foveon allora direi che il Foveon è a destra.
Altre differenze notevoli a parte il rumore di fondo sono al punto 4 dovute ad una differente esposizione suppongo, che ha cancellato le alte luci nella foto di sinistra.
Al punto 5 la foto di destra ha degli errori di interpretazione sui bordi rotondi che diventano stellati, il chè mi fa pensare che la foto di destra sia invece realizzata passando attraverso un CFA.
Insomma non mi sembra che da questa foto si possano trarre delle conclusioni apprezzabili, come dicevo le variabili sono troppo presenti e di disturbo. (senza contare che se utilizzi ottiche manuali la messa a fuoco non sarà mai garantita nemmeno ad infinito, decisamente meglio sarebbe avere un sistema di messa a fuoco sul sensore che garantirebbe il fuoco automatico)

Un test che sarebbe molto più utile al pari di riuscire a livellare i problemi di fuoco è quella di analizzare i due scatti prima a f/4 e poi a f/14 e vedere come accennavo prima se c'è un vantaggio maggiore negli scatti f/14 realizzati con il Foveon rispetto al vantaggio o svantaggio che c'è negli scatti a f/4. Questo più che la comparazione diretta a f/14 ci darebbe un'idea di quanto la diffrazione influisce all'interno dello stesso sistema, senza l'onere di dover comparare le differenze tra due sistemi diversi, ma piuttosto valutando la differenza che viene a formarsi con la diffrazione rispetto alla differenza iniziale senza diffrazione.

Se sei disposto a fare questo test possiamo parlarne assieme per stabilire come impostarlo.

Per conto mio ora sarò piuttosto impegnato ma sono interessato a fare una prova con il Bayer (non ho foveon) in cui si dovrebbe vedere che il canale blu è in grado di catturare più informazione del verde anche in situazioni di non diffrazione, e allo stesso tempo vorrei tentare di scattare a diversi diaframmi per trovare il diaframma per il quale comincia a vedersi diffrazione nel vari canali, magari se hai qualche idea sulle impostazioni da usare ben venga. L'idea di scattare ad infinito non è certo male, limita diversi problemi, anche se trovare il caso ideale, scritte bianche su nere, e scritte nere su bianco, ad infinito non è proprio la norma.

Sai forse dove posso comprare una mira ottica con vari colori grande almeno 30 metri per 20 da appiccicare sul palazzo di fronte? MrGreen

avatarsenior
inviato il 15 Luglio 2019 ore 19:29

@Gattone molto apprezzate le tue osservazioni!;-)
La Merrill è a dx e per me è pazzesco che abbia tirato fuori i cavi di ancoraggio (nonostante abbia seri dubbi sulla perfetta messa a fuoco). Secondo la regola empirica (ma con solide motivazioni geometriche, diagonali contro lati) per cui la Merrill 15Mpx corrisponde a un Bayer 30Mpx, i 36Mpx A7R dovrebbero fare qualche differenza in più, ma qui non si percepisce. La PP Sony è consistita in Cobalt Repro di Raamiel e Auto sotto ACR, d'accordissimo che si possa fare molto di più contro la diffrazione in PP.
[I raw delle prime serie A7 sono una presa in giro. Sono lossy e hanno solo valori pari (da qualche parte c'è stato un LeftShift!Sorry) Ci vorrebbe almeno una A7RII con ARW non compressi. E un caldo invito agli utenti Sony a non abusare di ARW compressi in PP.MrGreen]

Nel frattempo: qualche progresso con l'AF a contrasto della dp2m. L'AF migliora se si fa coincidere il rettangolino LiveView con l'oggetto di riferimento.
drive.google.com/open?id=1l136cyTuYWXItCe8FluJUcDlBMHw8Uow
Il file Foveon è stato ridimensionato secondo crop 1.5. f/16 per entrambi.



Mi rafforzo nell'idea che la Merrill (a sx) soffra meno la diffrazioneMrGreen
I due sensel sono pressoché uguali, 5µm la Merrill, 4.89µm l'A7R.


avatarsenior
inviato il 16 Luglio 2019 ore 8:37

Stesso Tamron Macro 90/2.8 su Sony A7R, adattatore Fotodiox (consigliato per i tele perché ha il collare incorporato, per focali normali è ancora più solido il mitico Novoflex, che però costa come un cinquantinoSorry)
Confronto @f/2.8 e @f/32. Esiste o no la diffrazione?MrGreen



avatarsenior
inviato il 16 Luglio 2019 ore 9:24

Controlliamo i due canali verdi G e blu B monocromatici, estratti da RawDigger come TIFF (non hanno compressione JPEG all'origine).
B a sx. Dovrebbe essere chiaro che il canale G soffre di più la diffrazione.




Nel Forum ultimamente ho letto che la nitidezza si percepisce, non si misura. Personalmente sono scettico quando si stima a occhio, anche perché non tutti ci vediamo allo stesso modo. Cmq, messici d'accordo che una foto è nitida quando uno la percepisco nitida, si possono avere tanti post con osservatori che non sono d'accordo sulla nitidezza percepita, La PaliceEeeek!!!.
Qui invece possiamo dare una stima se non accurata abbastanza precisa di cosa succede con la diffrazione nei due canali. Si parte dal sensel della A7R che è 4.89µm, il diaframma è f/32, le lunghezze d'onda le fissiamo a 0.520µm per il verde G e 0.420µm per il blu B. La formula della Risoluzione(equivalente) l'avevo riportata più sopra, non la ripeto. Semplici equazioni con più di una variabile sono programmabili con una calcolatrice Sharp da 50€, in mancanza di una calcolatrice va bene Excel.
La R(eq) esplicita quanto si "allarga" un sensel con la diffrazione, si parte da 4.89µm:
R(eq,G)=31.0µm
R(eq,B)=25.27µm
A questo punto uno meno malfidente di me si slancerebbe a dire, per induzione completa, che una Merrill è meno affetta dalla diffrazione di un Bayer (perché usa il canale B per la risoluzione e perché si intravede dalle prove già fatte).
In realtà due immagini decisive (Bayer-Merrill) non le ho ancora ottenute perché ho in mano una dp2m con un SIGMA 30/2.8 soltanto. È una questione di mire adatte. Chi usa Merrill con ottiche SIGMA intercambiabili la prova la fa molto rapidamente.;-)

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