[腦力激盪]同條件下不同像素是否影響景深?

KEITH

1Ds、1Ds 2、1Ds 3
三個感光元件大小都是36mmx24mm
像素分別是11.1MP、16.7MP、21.1MP
同樣拍攝條件下拍同一影像(同一顆鏡頭、同樣光圈、焦距、對焦距離，變因只有像素不一樣)

1. 景深會一樣還是不一樣?
2. 把三張拍下來的影像，都放大到一樣大(ex:都放大到10吋)，景深是否一樣?
3. 把三張拍下來的影像，都照比例1:1放大(因此三張照片大小不一樣)，景深是否一樣?

這是小弟在友站對討論的疑問與討論，有興趣、需要的請參考MFC(需註冊)
相關討論串(第4頁開始~7頁，持續中)
http://www.minolta.club.tw/phpBB ... er=asc&start=45

TIGER

其實景深問題就是成像問題。
相同尺寸感光元件，但不同的感光粒子密度，成像的結果是不相同的，即使同一密度的度光元件也有些微的差距，更何況密度不同。
相同的鏡頭下，成像品質取決於感光元件的密度，但前題是影像處理技術相同，不同的密度就會有不同的成像結果。若是以肉眼來區分的話，即使分辨不出來，但並不表示成像結果一致，以微觀來看是不可能一樣的。在光學的領域來說，沒有一套成像系統的成像品質是一模一樣的，也就是說沒有一個成像系統的景深是一模一樣的。
純粹就光學角度推論，還請指教！

barracuda

小弟認為
1.2.3.都是一樣
因為相同的片幅.同一顆鏡頭、同樣光圈、焦距、對焦距離.......[s:21]

ASIMO_9

原帖由 TIGER 於 2007-9-7 18:45 發表
其實景深問題就是成像問題。
相同尺寸感光元件，但不同的感光粒子密度，成像的結果是不相同的，即使同一密度的度光元件也有些微的差距，更何況密度不同。
相同的鏡頭下，成像品質取決於感光元件的密度，但前題是影像處理技術相同 ...

嗯....認同！

KEITH

補充問一個，依照前面所述的條件，以客觀角度來說...是否當像素越大時，景深就越小(即使改變僅有些微)?
像是 同樣36mmx24mm，8MP景深>9MP>10MP>11MP>12MP依此類推

bottle

景深應該是一樣的，因為依版主所定的條件來看，能影響景深的條件都一樣。
但最後所呈現出來的結果應該是不同的。
因為在單位面積下，連續的漸層色彩，在高密度的畫素下會表現的比較細膩，相對的低密度的畫素自然會比較粗糙一些。
如有錯誤，版上前輩多多指教[s:26] [s:26]

ishtar

景深的因素不是取決於，

1.鏡頭的焦距
2.拍攝物的距離
3.光圈

所以應該都是一樣吧，

chenwu

http://www.dofmaster.com/dofjs.html

1DS



1DSII



[s:29] 我也只能計算DOF的時候能擁有 200mm F1.8[s:17]

[ 本帖最後由 chenwu 於 2007-9-7 23:02 編輯 ]

morlinyu

理論上景深會相同，但其他不盡相同。

TIGER

景深我還是要強調是成像問題，簡單說就是成像的清晰範圍，同尺寸不同像素，他的成像條件就是不相同，細緻與粗糙，以微觀而言，不就是成像的不同嗎？就有如我之前所述，肉眼看起來一樣並不表示一樣。
其實樓主這個問題沒有定見，因為出發點是以人眼來判斷，我的眼睛看到一樣我就說是一樣，他的眼睛看到不一樣就說不一樣，為什麼呢？因為每個人的眼睛能解析的能力也不一樣，若是以儀器來量測，當然是不一樣的，像素不一樣，成像也就不一樣，所以我說景深是個人觀感，這就是為什麼計算景深的公式都會強調概略值，因為景深就是清晰程度，至於什麼是清晰，什麼是模糊，全看個人解析的觀點！

[ 本帖最後由 TIGER 於 2007-9-8 01:31 編輯 ]

bottle

說明一下個人對理論光學鏡頭的概念

景深是有公式可以計算的，而這些都是在相信理論的情況下所成立的。

df = hs/(h-(s-f)), dn = hs/(h+(s-f))
h: hyperfocal distance, s: focus distance, f: focal length
df：代表離鏡頭清晰的最遠距離
dn：代表離鏡頭清晰的最近距離
景深=|df - dn|

s已知且相等，f已知且相等，那h呢？

h = f^2 / ac
h: hyperfocal, f: focal length, a: aperture value, c: Circle of confusion

f已知且相等，a已知且相等，那c呢？

c = d / 1730
c: Circle of confusion, d: 片幅的對角線長

所以當我們同意模糊圈的公式是成立的時
在同片幅下，對角線是等長的
而推得模糊圈相等
而推得超焦距相等
而推得景深相等

這是就同一顆鏡頭，在同片幅及相關相同的數據下的相同景深表現
這並未牽涉到底片等感光元件的成像，而是光學鏡頭本身的光學表現

版主所設定的條件為
    同一顆鏡頭、同樣光圈、焦距、對焦距離，變因只有像素不一樣
所以就理論來看，像素並未影響景深的值

那最終的成像呢？

用下圖來說明
-------------------  -------------------
|R1|R2|R3|G3|G2|G1|  |     |     |     |
-------------------  | R2  |  R3 |  G1 |
|R2|R2|R3|G3|G1|G1|  |     |     |     |
-------------------  -------------------
|R1|R2|R3|G1|G2|G1|  |     |     |     |
-------------------  |  R1 | R3  |  G2 |
|R1|R3|R3|G2|G2|G1|  |     |     |     |
-------------------  -------------------
當被攝物成像於cmos時，高密度得cmos有較高的色彩演譯
而低密度的取樣則無法非常貼近連續的色階
所以理論上，像素越高色彩（階）表現越豐富，但不影響景深（前提已經固定條件了）
但人眼的視覺能力是有限的，當密度高於一定程度之後
人眼是無法分辨差異的

結論
        不同的像素密度得到不同的色彩成像品質，但像素與景深並無直接關連。

bottle

不好意思，不知為什麼圖亂了，補一下
------------------------------
|R1|R2|R3|G3|G2|G1|
------------------------------
|R2|R2|R3|G3|G1|G1|
------------------------------
|R1|R2|R3|G1|G2|G1|
------------------------------
|R1|R3|R3|G2|G2|G1|
------------------------------


-------------------------------
|        |         |         |
|  R2   |    R3 |  G1   |
|        |         |         |
-------------------------------
|        |         |         |
|  R1   |  R3   |    G2 |
|        |         |         |
-------------------------------

bottle

怎麼還是亂的[s:13] [s:13]

TIGER

或許bottle大誤解我的意思，我再簡單說明我想表達的觀念。
以下是所謂的景深公式：
df = hs/(h-(s-f)), dn = hs/(h+(s-f))
h: hyperfocal distance, s: focus distance, f: focal length
df：代表離景深=|df - dn|
若以其個別參數來討論的話，你的推論沒有任何的問題。
但若這個公式只是一個概略的估算值，那就會有誤差。為什麼這個公式是一個估計值呢？因為我們無法真實定義鏡頭清晰的最遠距離及鏡頭清晰的最近距離，這裏強調的是”真實”，這牽涉到幾何光學原始定義的問題。
所有幾何光學的公式都假定在一個基本前題之下
，也就是所謂近軸光學，假定光都局限在光軸3~5度間，根據這個條件去推出所有光學成像公式，超出這個條件的光，就會與光學成像公式計算的結果有或多或少的差距，這個差距就是像差產生的原因。
公式沒有問題，只是在使用這個公式前，有個先決條件，”假定光都局限在光軸3~5度間”，就是因為光不可能被局限在光軸3~5度間，所以說這個景深公式是個概估值的公式。
或許上述的三款CMOS所得到的景深效果肉眼看不出來，這是巨觀的結果，但我還是要強調，在微觀的角度下，不同的成像條件（CMOS不同)，就會得到不同的成像結果。
不好意思，或許這對我們攝影人並沒有什麼重要性，定義歸定義，最要緊的是拍出美美的照片就好了。

bottle

TIGER大我大概瞭解您的意思了，我想我們所討論的地方有一些差異點，以致於會有兩個結
果的感覺，其實我覺得我們所說的結果是一樣的。

誠如您所說的，我上面所提的那套公式在推論上是沒錯的，但是問題就是發生在模糊圈上。
模糊圈會直接界定什麼是清晰，問題這個模糊圈的定義就是一個爭議的大問題。
在應用上我們無法去解決連續量的問題，以微觀的角度來看0到1之間有無限多點，我們要如
何找到0.5這個點呢？所以理論科學只好向應用科學妥協，以一個信賴區間來取的可實際使
用的值（最佳解）。

模糊圈：
點光源經過鏡頭在成像平面所形成的像是一個點，保持鏡頭與成像平面距離不變，沿光軸方
向前後移動點光源，成像平面上成的像（點）就會成為一個圓形，圓形的直徑大小取決於鏡
頭孔徑和點光源偏離程度，只要這個圓形像的直徑足夠小，成像平面看起來仍然夠清晰，點
光源圓形像再大些，成像平面看起來會顯得模糊，這個臨界點光源的圓形成像，就叫模糊圈。

從以上的定義個人覺得有幾個問題點：
1.什麼是點光源，多小的直徑稱為點？
2.\"看起來仍然夠清晰\"，要如何去界定\"看起來\"？
3.不知如何界定\"看起來\"，又如何求得臨界點？

理論科學所妥協應該就是上面的問題點，甚至更多。

而TIGER大所說的\"假定光都局限在光軸3~5度間\"，應該指的就是上面定義裡的\"鏡頭孔徑和
點光源偏離程度\"，點光源如何在光軸上不偏不移的直線前進是個大問題。

而且這還單單就光軸上討論而已，那光軸以外呢？鄰近模糊圈的交互影響呢？
像差，色散也就慢慢跑出來了，變因更大且多了。

一個物體能成像是物體上無數個點（光源）所構成的模糊圈所組成，所以說TIGER大認為景
深影響成像，原則上我個人是同意的，但我覺得我會說成『景深構成成像』。這些微觀的角
度真的太細微了，人的感知無法完全理解與感受的出來。

當然拍出好照片才是重點，這種理論不理論的，有閒看看就好。[s:19]
但是能和TIGER大討論這些微觀的觀點還真是暢快啊[s:34] [s:34]