Разрешают ли современные объективы мелкопиксельные матрицы

На фотофорумах очень часто задают вопрос: «Разрешает ли мой новый объектив матрицу моего фотоаппарата?». Давай рассмотрим для начала, как сильно отличается разрешающая способность матриц современных цифровых фотокамер (ЦФК) от плёнок и порассуждаем.

На фотофорумах очень часто задают вопрос: «Разрешает ли мой новый объектив матрицу моего фотоаппарата?». Давай рассмотрим для начала, как сильно отличается разрешающая способность матриц современных цифровых фотокамер (ЦФК) от плёнок, например, советского производства. Разрешающая способность материала показывает, сколько отдельно стоящих пар линий (одна чёрная, вторая белая) различимы на 1 мм.

В таблице 1 приведены данные о разрешающей способности наиболее популярных плёнок советского производства .

 

Таблица 1. Разрешающая способность плёнок советского производства.

Фотоплёнка Разрешающая способность, (лин/мм) Источник
Фото-32 140 ГОСТ 24876-81
Фото-65 110 ГОСТ 24876-81
Фото-250 90 ГОСТ 24876-81
Микрат200 196 ГОСТ 13.1.301-86
Микрат300 300 ГОСТ 13.1.301-86

Сравним эти данные с разрешающей способностью современных матриц ЦФК ф. Nikon. Разрешающая способность матриц определяется как число пар пикселов на миллиметр, отображающих белые и чёрные линии. В таблице 2 приведены данные о разрешающей способности наиболее мелкопиксельных (на 2014 г.) матриц ЦФК ф. Nikon.

 

Таблица 2. Разрешающая способность матриц цифровых фотоаппаратов ф. Nikon.

ЦФК

Число эффективных пикселей, млн

Размер пикселя, мкм Размер кадра, (в пикселях) Размер кадра, мм Рассчитанная разрешающая способность, лин/мм
D7000 16,2 4,8 4928*3264 23,6*15,6 104
D7100 24,1 3,9 6000*4000 23,5*15,6 127
D810 36,3 4,88 7360*4912 35,9*24,0 103

Методика расчёта такова: делим размер одной стороны матрицы в пикселях на размер в мм. Например, для D7100 получим:

6000/23,5=255,3~255 (пикс./мм) (1)

Полученный результат делим ещё на 2 (один пиксель для отображения чёрной линии, второй — белой)

255/2=127 (лин/мм) (2)

Получается, что разрешение наиболее популярны плёнок (Фото‑65, Фото‑250) сравнимы с разрешением самых мелкопиксельных матриц. Так почему для плёночных камер не возникал вопрос о разрешении, а для ЦФК спрашивают: «Разрешает ли мой новый объектив матрицу моего фотоаппарата?»

Пользователи ЦФК очень любят рассматривать попиксельную резкость своих снимков (когда один пиксель изображения, полученный матрицей, отображается одним пикселем монитора). Рассчитаем, какое при этом увеличение мы имеем? Размер самого мелкого пикселя — 3,9 мкм (см. таблицу 2). Размер пикселя монитора (у меня 24'', 1920*1200) — 270 мкм. Увеличение составляет:

270/3,9=69,23~70 раз (3)

Могло ли какому-либо фотолюбителю (профессионалы — отдельный вопрос), снимаемому на плёнку, прийти в голову увеличить свой снимок в 70 раз?!! Он бы при этом получил размер фотографии 2,52*1,68 м. Можно представить качество фотографии с таким увеличением.

36*70=2520(мм)=2,52(м); 24*70=1680(мм)=1,68(м) (4)

А вот профессионалу вполне такое могло быть нужно. Многие видели рекламные плакаты в магазинных витринах, которые с 2-3 метров смотреть невозможно было. А с 10-20 метров эти же рекламные плакаты уже смотрелись неплохо.

Так для чего производители увеличивают разрешение матриц ЦФК опережающими темпами? Дело в том, что разрешение системы зависит как от разрешения матрицы, так и от разрешения объектива.

1/Rs = 1/Rl + 1/Rm (5)

где

Rs – разрешение системы,

Rl – разрешение объектива,

Rm – разрешение матрицы.

(Т.е. если разрешение объектива, например, 100 лин/мм и разрешение матрицы 100 лин/мм, разрешение системы будет не более 50лин/мм).

Таким образом, даже с «плёночным» объективом ЦФК с более мелкопиксельной матрицей получит более детализированную картинку, чем обычная ЦФК. И по этой же причине всегда необходимо делать ресайз цифрового фото.