| inviato il 17 Aprile 2014 ore 7:04
Leggendo discussioni su questo forum, ci sono frequenti citazioni sulla diffrazione, soprattutto relativamente all'uso di fotocamere con tanti Mpx, tipo la D800: in tante discussioni, noto inesattezze.
Se un fotografo ricerca fotografie di elevata qualità tecnica, molto nitide, la conoscenza della diffrazione e della sua gestione nel contesto della propria attrezzatura deve necessariamente essere conosciuta.
In questo contesto, voglio fare alcune precisazioni sulla diffrazione, cogliendo l'occasione di un ERRORE IMPORTANTE trovato in una discussione su questo forum, per la precisione qui:
www.juzaphoto.com/topic2.php?l=it&t=373593&show=15
a pagina 15, penultimo intervento dell'utente Raamiel, del quale cito il grave errore:
"La diffrazione non dipende dal sensore, solo dall'ottica.
Un 50mm chiuso a F/22 ha la stessa diffrazione su una D700 o su una D800............. "
Quanto scritto sopra è errato, è completamente errato, addirittura l'errore è duplice.
1) La diffrazione NON dipende dall'ottica.
La lunghezza focale dell'ottica nei confronti della diffrazione è un invariante: un 15 mm chiuso a f 22, ossia con il diametro, il buco, del diaframma minuscolo, ha la stessa diffrazione di un 800 mm chiuso sempre ad f 22, che ha un buco di diaframma bello grosso.
La qualità dell'ottica, "buona" o "cattiva", è irrilevanta per definire l'ENTRATA in diffrazione del complesso ottica più sensore.
La qualità dell'ottica, "buona" o "cattiva" ha invece impatto sulla VISIBILITA' della diffrazione, ma solo dopo che il complesso ottica più sensore è entrato in diffrazione: migliore è l'ottica, prima, a diaframma più aperto, si vede la diffrazione, dato che è meno mascherata da aberrazioni ottiche, basse in ottiche "buone".
2) La diffrazione dipende dal diametro dell'apertura del diaframma dell'ottica.
3) La diffrazione dipende dalle dimensioni geometriche del fotodiodo del sensore , quello che normalmente viene chiamato " pixel pitch" ( termine non esatto, dato che il pixel è adimensionale, ma nella nomenclatura corrente è chiamato così).
4) La diffrazione dipende dal colore (frequenza) della luce incidente sul sensore.
Andando ad analizzare QUANTITATIVAMENTE l'entità della diffrazione, questa è legata in modo rilevante sia alla dimensione del diaframma che alla dimensione del fotodiodo del sensore, al "pixel pitch", un pochino meno dal colore della luce.
La D 700 ha pixel di dimensioni grandi, 8,5 micron, mentre la D 800 ha dimensioni del pixel assai più piccole, tra 4 e 5 micron: questa diversa dimensione del pixel fa sì che, a parità di formato d'immagine stampata, o a monitor, in condizioni operative fotografiche anche normalissime, ad esempio ad F 16, l'immagine della D 800 sia visibilmente velata da diffrazione, mentre l'immagine della D 700 sia del tutto esente da diffrazione, zero, nulla, non esiste diffrazione con D 700 ad F 16 qualsiasi sia l'ottica montata.
Andando a chiudere ancora di più il diaframma, ad F 22, qualsiasi sia l'ottica, l'immagine di una D 700 è ancora molto nitida, la diffrazione è del tutto trascurabile anche su formato A2 di stampa, mentre ad F 22 l'immagine di una D 800 è pesantemente velata per diffrazione, per il mio standard qualitativo non è stampabile in A2.
Facendo delle asserzioni tecniche, vanno sempre dimostrate, e dunque , per gli interessati, qui sotto è spiegato il perchè: la spegazione è NOIOSA per chi NON ha conoscenze di base in ottica.
Una immagine è catturata dal sensore, l'ottica la trasmette degradata, ma è il sensore che la cattura, e l'immagine risente delle caratteristiche del sensore, sempre e comunque: in tutte le considerazioni di risoluzione, nitidezza, etc che si fanno su di una immagine, bisogna considerare SEMPRE le caratteristiche sia del sensore che dell'ottica.
L'ottica invia al sensore una immagine che è l'immagine originale che vede in ingresso, degradata dalle sue aberrazioni: il degrado dell'immagine é caratterizzato della sua funzione di trasferimento dell'ottica, la Optical Transfer Function ( MTF + PTF) e l'immagine del degrado dell'ottica è visibile in quella che si chiama PSF ( Point Spread Function).
La PSF ci dimostra che un punto luminoso e tondo, di un certo colore (ossia in una luce di una certa frequenza) viene alterato sia geometricamente che cromaticamente:
- Geometricamente, in una immagine che tonda non è più praticamente quasi mai per la presenza nell'ottica di astigmatismo, coma, etc.
- Cromaticamente, se il punto è di luce bianca (ossia luce costituita da diverse frequenze): il più delle volte viene anche alterato cromaticamente, appaiono aloni colorati, per la presenza di Aberrazione Cromatica, di tipo anche duplice.
Considerando che la PSF dell'ottica sia circolare, ossia trascurando le aberrazioni ottiche per non incorrere in conti difficili da fare ed alla fine inutili per il nostro uso, quando vado in diffrazione, altro non faccio che allargare l'immagine circolare della PSF di un certo valore, la PSF diviene un cerchietto che si allarga man mano che la diffrazione aumenta.
In altre parole, trascurando le aberrazioni dell'ottica, si va a lavorare in condizione di diffrazione gaussiana, ed in quella condizione la geometria del disco di diffrazione (Airy disk) è rotonda, anche se nella realtà, l'Airy disk tondo non lo è perché l'ottica ha sempre delle aberrazioni sue.
A) Quanto è grosso l'Airy disk, ossia quanto è grande l'immagine confusa dalla diffrazione?
Il diametro dell'Airy disk è, circa = 2,44 x Lunghezza d'onda (colore della luce) in micron X F, essendo F il valore del diaframma.
B) Perché, a parità di chiusura del diaframma, cambia la diffrazione visibile se cambia la dimensione del fotodiodo del sensore, ossia se cambia il "pixel Pitch"?
La diffrazione comincia SUBITO chiudendo il diaframma, appena chiudi anche un po' l'ottica, l'ottica entra in diffrazione, ma finché la dimensione del'Airy disk resta minore o uguale alla dimensione del fotodiodo, al pixel ptch, non è possibile registrarla, il sensore non la vede perchè è di dimensioni minori della sua risoluzione, ossia IN IMMAGINE NON C'E, l'immagine è nitida, secca, pulita.
Fino a che il diametro dell'Airy disk resta MINORE O UGUALE al diametro del fotodiodo (pixel pitch) la diffrazione NON C'E' e se non c'è, NON LA POSSO VEDERE, il sensore non me la registra.
Man mano che chiudendo il diaframma il diametro dell'Airy disk si allarga, aumenta in diametro fino a superare la dimensione del fotodiodo (pixel pitch).
Quando la sua dimensione si espande oltre quella di un singolo fotodiodo e va a coprire più di un fotodiodo, l'immagine diviene confusa per sovrapposizione sul singolo fotodiodo delle diverse immagini relative ai fotodiodi che lo circondano, il dettaglio fine ed anche non tanto fine si perde e l'immagine diviene velata (velo da diffrazione).
C) Quando si vede la diffrazione?
Si considera di vedere la diffrazione quando con la dimensione dell'Airy disk siamo oltre ?, la metà del diametro del pixel pitch, oltre il diametro del fotodiodo, la parte in più straborda sui fotodiodi intorno.
Senza andare a complicarci la vita considerando i valori diversi dell'Airy disk per i valori dievrsi di lunghezza d'onda della luce ( rossa, verde e blu) per ogni canale RGB prendiamo in esame solo la luce più visibile, quella alla quale l'occhio umano è più sensibile, alla fine ci interessa di più quella, dove l'occhio umano ha la massima sensibilità, il giallo-verde, che ha 550 nm di lunghezza d'onda.
In luce giallo- verde, l'Airy disk è dunque = 2,44 X 0,55 X F= 1,342 X F ( in nm).
Quando aumento F (ossia quando chiudo il diaframma) la dimensione dell'Airy disk aumenta: se resto dentro la dimensione dl Pixel Pitch, la diffrazione NON la vedo, in immagine catturata NON C'E', anche strumentalmente NON esiste, mentre se lo supero, la diffrazione la vedo.
Qui:
www.phme.it/blog/2010/02/10/ph-aq-diffrazione-e-megapixel/
ci sono indicazioni sul valore del diaframma al quale la diffrazione di diverse fotocamere diviene visibile.
La D 800 ha pixel pitch tra i 4 ed i 5 micron, la D 700 di 8,5 micron:
- La D 700 inizia ad entrare in diffrazione ad F 20 circa ( ad F 21)
- La D 800 va in diffrazione ad F 11 circa.
La differenza è molto importante: per tutti gli usi dove è richiesta grande nitidezza e grande profondità di campo (= diaframma molto chiuso) le fotocamere a pixel grande forniscono immagine molto più nitida di quelle a pixel piccolo.
Ad F 16, la D 700 ha diffrazione nulla, non esiste, mentre la D 800 è già visibilmente velata.
Ad F 20 l'immagine D 700 è nitida anche su formati di stampa tipo A2, mentre con D 800, sempre ad F20 ed in A2, l'immagine è molto velata, non stampabile per stampe di qualità.
Le fotocamere MF a 40 - 50 Mpx hanno Pixel Ptch della dimensione di quello della D 700: ad F 22 sono ancora nitidisssime, diffrazione praticamente invisibile anche su formati stampa molto grandi, e dunque forniscono grande profondità di campo, estrema nitidezza ed elevata risoluzione.
I tre fattori suddetti, che contribuiscono in larghissima parte alla qualità d'immagine NON sono ottenibili CONGIUNTAMENTE, con una fotocamera nel formato Fx, e tantomeno in Dx, per limitazioni intrinseche di fisica, e dunque, anche con gli stessi Mpx, la qualtà d'immagine di un Fx, ed ancor più di un Dx, è peggiore di quella di un MF con gli stessi Mpx.
Stesso discorso vale per Fx verso il Dx: il pixel pitch più piccolo, a parità di Mpx, fa entrare prima in diffrazione il sistema ottica + sensore ed infatti i Dx a tanti Mpx danno immagine assai poco nitida sopra F11.
La dimensione del Pixel Pitch, in digiatale, è importantissima, per molti usi pratici assai più importante dei tanti Mpx, sempre che questi siano abbastanza elevati (almeno 10 - 12 Mpx) per garantire stampe buone anche in formato medio.
La D4 ha 16 Mpx, non presenta diffrazione visibile nemmeno ad F 18 e fa immagini assai migliori della D 800 con la stessa ottica chiusa allo stesso diaframma, e le fa meglio anche già solo ad F 11 se si va a fare un A2, se si ingrandisce : la miglior nitidezza è dovuta unicamente al fotodiodo più grosso, solo a quello.
Saluti cordiali
|
| inviato il 17 Aprile 2014 ore 12:23
Cavoletti... l'ha presa sul personale; ora oltre a Nikon ha una nuova nemesi.. me.
Ma non meritavo tanto onore  |
| inviato il 17 Aprile 2014 ore 12:35
“ In questo contesto, voglio fare alcune precisazioni sulla diffrazione, cogliendo l'occasione di un ERRORE IMPORTANTE trovato in una discussione su questo forum,.... „
Pollastrini, devi ripassare le nozioni di fisica, Raamiel ha ragione, la diffrazione dipende solo di quanto grande è il buco.
|
| inviato il 17 Aprile 2014 ore 12:36
Trovo un po' antipatico l'aver personalizzato il discorso citando l'autore del presunto errore, cosa che per eleganza io non avrei fatto.
Detto questo, il merito del discorso lo trovo interessante, anche se al di fuori della mia portata (sono un giurista, ahimé e non un fisico).
In sostanza, si confermerebbe il fatto, che avevo già letto altrove, che macchine con forte densità di pixel, sono maggiormente rpone alla diffrazione rispetto a macchine meno risolute (a parità di dimensione del sensore).
A questo punto, troverei interessante, invece di un confronto tra macchine, sapere qual'è la risoluzione "ideale" per non
incappare in problemi di diffrazione precoce. Per un FF, una risoluzione di 20-22 mpixel, da questo punto di vista come si colloca? |
| inviato il 17 Aprile 2014 ore 12:40
Queste cose le sapevo già, ma ogni tanto un ripasso fa bene. 
Ecco perchè, personalmente, ritengo i 20MP la densità "giusta" per un sensore 24x36 ad oggi.
Ecco perchè i 36MP non m'interessano.... sarebbero potuti interessare su un sensore più grande, come quello della mia Mamiya che però ne ha 22MP.... e vabbè.... me ne faccio una ragione.....
|
| inviato il 17 Aprile 2014 ore 13:07
"
Per un FF, una risoluzione di 20-22 mpixel, da questo punto di vista come si colloca? "
Hanno un pixel pitch di 6,5 micron, e vanno dunque in diffrazione oltre F 16.
Senza stare a fare i conti:
www.phme.it/blog/2010/02/10/ph-aq-diffrazione-e-megapixel/
in altre parole, ci lavori bene anche coi grandangoli, chiusa af F 16 - 18 ci stampi ancora bene, anche abbastanza grande, tipo A2, ma solo provvedendo ad un parziale recupero delle perdite di dettaglio fine con il convertitore di RAW
In altre parole, una immagine afflitta da velo da diffrazione a pellicola era irrecuperabile, mentre in digitale un po' di recupero si riesce a fare.
Uno dei metodi migliori per recuperare le perdite da diffrazione è il recupero iterativo delle tracce del dettaglio fine perso per la sovrapposizione delle immagini unitarie sui vari pixel.
Una delle iterazioni più usate ed efficienti è l'iterazione ricostruttiva di Richardson ? Lucy, e dunque si potrebbero utilizzare programmi specialistici che usa quell'interazione per ricostruire, in parte, i dettagli persi.
Ma i programmi specialistici di quel tipo costano e complicano la vita: senza andare a infangarsi in costosi programmi specialistici d'iterazione, il normalissimo Adobe Camera RAW (ACR), nel suo comando Dettagli, settato in una ben precisa condizione, utilizza proprio una iterazione ( che Adobe non specifica) per il recupero delle perdite da diffrazione.
Con ACR abbiamo dunque a disposizione un potente mezzo per recuperare la perdite da diffrazione: quando si scatta a diaframmi molto chiusi con fotocamere a tanti Mpx (per me D 610) il pannelo del comando Dettagli di ACR va settato opportunamente ed un po' di recupero si fa.
Saluti cordiali
|
| inviato il 17 Aprile 2014 ore 13:09
Alessandro, per completezza di informazione e se ne hai voglia, quale sarebbe l'opportuno settaggio del comando "dettagli"? O meglio, quale sarebbe la logica con cui agire su questo comando a seconda dell'entità della diffrazione con la quale ci troviamo ad avere a che fare? |
| inviato il 24 Aprile 2014 ore 12:12
Non sono ferrato sull'argomento ma penso che Alessandro si riferisca al corretto settaggio del parametro radius
I software a cui si riferisce penso siano i software detti di deconvolution.
Ne ho giusto sentito parlare e letto qualcosa tipo qua:
www.birdphotographers.net/forums/showthread.php/116579-Maintaining-ima
Qui andiamo su argomenti ultraspecialistici.
La spiegazione di Aledssandro circa il perchè il pixel pitch ha influenza mi pare molto logica e ben argomentata.
Se le formule non rispecchiano la realtà sperimentale o c'è qualcosa di inesatto / incompleto nelle formule o queste non sono state usate nel modo corretto.
Ci sono un'infinità di siti che riportano come il limite di diffrazione dipende sia dall'apertura che dal pixel pitch possible che tutti si sono sbagliati?
Mi pare la storia del tizio che andando in autostrada si chiedeva chi erano tutti sti pazzi che andavano contro mano. |
| inviato il 24 Aprile 2014 ore 12:27
“ Pollastrini, devi ripassare le nozioni di fisica, Raamiel ha ragione, la diffrazione dipende solo di quanto grande è il buco. „ e dalla lunghezza d'onda in questione.
Chiudiamo ed usciamo a far foto! |
| inviato il 24 Aprile 2014 ore 13:26
Alessandro questa volta non posso essere d'accordo con le tue affermazioni.
La diffrazione e' un fenomeno fisico comune a tutte le onde generato quando incontrano un ostacolo, nel caso delle ottiche un buco. Piu' e' piccolo il buco e piu' l'onda sara' pertubata indipendentemente dal supporto usato a valle per registrare l'onda e il disturbo.
Quello che io obietto nell'altro topic non e' che se si fissano i parametri d'ingrandimento dell'oggetto osservato si fissa anche la risoluzione e quindi una foto di 35 cm stampata da un file della D800 non mostrera' piu' diffrazione di quella stampata da una D700, ma non mostrera' neanche piu' risoluzione. Se si osserva una stampa piccola i difetti non sono visibili ma non si hanno vantaggi ad usare un sensore piu' denso.
La ricerca sta nel trovare il compromesso per le proprie esigenze sapendo che se stampi foto da 35 cm senza croppare ma che ci fai di una macchina da 5000000 mpx, altro aspetto poi e' quello di capire quanto un sensore piu' denso sia in grado di registrare maggiore dettaglio rispetto a uno con pixel piu' grandi per determinare un buon equilibrio sapendo che piu' si aumenta la densita' piu' alcuni fenomeni tra cui la diffrazione remeranno contro. L'equilibrio non puo' essere fisso, variera' a seconda del soggetto da immortalare, dall'ottica usata, dai parametri di scatto e dalla luce.
Detto questo d'ora in poi seguiro' il consiglio di Kame, usciro' a far foto e smettero' di perdere tempo sull'argomento perche' ultimamente se n'e' parlato troppo e pure male! |
user10190 | inviato il 24 Aprile 2014 ore 13:47
La questione credo stia nel modo di valutare un fenomeno in base alla posizione del fruitore.
Se io canto stonato e la notizia si diffonde tramite il resoconto di uno mezzo sordo, che afferma di aver sentito Pavarotti redivivo, non significa che canto bene! Oppure l'esempio inverso...
Dalla diatriba è emerso abbastanza ragionevolmente che la diffrazione prodotta dall'ottica è un fatto e la visualizzazione sull'immagine dipende da come il sensore raccoglie quel segnale e lo riproduce.
Che sia un segnale nitido in arrivo al diaframma e poi rovinato dalla diffrazione oppure un segnale sfocato per sfocatura intenzionale sono due cose differenti che vanno pure affrontate separate nel loro contesto.
Se poi si vuole analizzare l'insieme diffrazione (ottica/diaframma) + sensore specifico per definire la tipologia del trasferimento complessivo che compone l'immagine, qual'è il problema? Basta non fare una frittata di tutto e viviamo felici. La questione a livello sensore non si ferma ai fotodiodi ma prosegue in tutto il processo di campionamento elaborazione ecc... e ha nulla a che fare con la diffrazione apportata dal diaframma.
Aggiorno dopo aver visto il commento di Marinaio.
La visualizzazione dell'utente finale è un terzo ambito da valutare separatamente. Sono convinto che il battibecco precedente sia avvenuto per un errore di approccio all'intera questione. Almeno per quanto riguarda Marinaio...
|
| inviato il 24 Aprile 2014 ore 14:00
“ Facendo delle asserzioni tecniche, vanno sempre dimostrate, „
Permettimi di quotare la tua frase: vai sul campo, scatta con la d800e e poi confrontale con quelle della d700. Io non torno indietro nemmeno se dovessi scattarle tutte a f22.
Uscire, fotografare tanto e osservare gli scatti.. non conosco metodo migliore per giudicare il risultato.
La diffrazione l'ho studiata in fisica 2 ma quando sono sulle dolomiti con il cavalletto e lo scatto remoto..me ne frego abbastanza :)
|
| inviato il 24 Aprile 2014 ore 14:07
“ Uscire, fotografare tanto e osservare i risultati.. non conosco metodo migliore per giudicare il risultato. „
Mai frase fu più vera |
| inviato il 24 Aprile 2014 ore 14:34
Bravo Alessandro Pollastrini per la tua dissertazione e grazie per aver condiviso le tue conoscenze.
Avrei una domanda però: alcuni dei grandi fotografi paesaggisti usano anche la d800, e cosa fanno, non scattano mai oltre f11 o non stampa in A2? mi sembra strano... e poi con una d800 non devi neanche "ingrandire" l'immagine per una stampa grande, o sbaglio? |
Che cosa ne pensi di questo argomento?Vuoi dire la tua? Per partecipare alla discussione iscriviti a JuzaPhoto, è semplice e gratuito!
Non solo: iscrivendoti potrai creare una tua pagina personale, pubblicare foto, ricevere commenti e sfruttare tutte le funzionalità di JuzaPhoto. Con oltre 242000 iscritti, c'è spazio per tutti, dal principiante al professionista. |
Metti la tua pubblicità su JuzaPhoto (info) |
JuzaPhoto contiene link affiliati Amazon ed Ebay e riceve una commissione in caso di acquisto attraverso link affiliati.
