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Calcolare La Diffrazione. E' Possibile?
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FoxDie1791
Messaggio: #1
Buon pomeriggio Forum

Sto entrando a grosse falcate nel mondo della fotografia.
Ogni giorno scopro cose nuove che vanno a migliore la mia conoscenza. Oggi mi sono imbattuto nella diffrazione.

Ne ho scoperto l'esistenza dopo un commento avuto sulle due foto di seguito...

IPB Immagine



IPB Immagine



...dove un utente mi ha fatto notare un calo di risoluzione in certi punti.
Queste foto sono state scattate con obiettivo Sigma 105mm Macro. Volendo mettere a fuoco un po' tutto, ho seguito la regola di base che "diaframma chiuso = molta profondità di campo", di conseguenza ho chiuso quanto più possibile per avere a fuoco anche le parti dei fiori retrostanti, con i risultati che vediamo.

Ho quindi indagato, ed ho capito cos'è la diffrazione ed il perchè c'è, ma quello che vorrei sapere è:
La regola di base è quella di non andare oltre gli f/11 o f/16, questo valore cambia a seconda dell'obiettivo?
E' possibile calcolare il limite di apertura del diaframma per non avere questo problema?

Grazie mille per la disponibilità.

A.F.D.
Antonio Canetti
Messaggio: #2
dipende dal reale diametro in millimetri del diaframma, perciò
su un grandangolo un f/16 può essere già deleterio,
mentre su una lunga focale occorre andare su f/32 se non su un f/64 per notare la rifrazione.

Antonio
maxbunny
Messaggio: #3
Per tanti anni ho comprato quasi tutte le riviste di fotografia che uscivano mensilmente collezionando tonnellate di carta. Da quando c'è internet ho cominciato acollezionare anche articoli web! La tua domanda mi ha fatto venire in mente un articolo ben fatto sull'argomento, spero ti sia d'aiuto. Qui
sarogriso
Messaggio: #4
QUOTE(FoxDie1791 @ Feb 27 2017, 04:21 PM) *
Volendo mettere a fuoco un po' tutto, ho seguito la regola di base che "diaframma chiuso = molta profondità di campo", di conseguenza ho chiuso quanto più possibile per avere a fuoco anche le parti dei fiori retrostanti, con i risultati che vediamo.


L'alternativa per ottenere grande profondità di campo senza diffrazione su buoni rapporti di ingrandimento è il Focus Stacking,

non ti metto nemmeno un collegamento in merito perché solo digitando in google quel nome ti esce un mare di informazioni.

ciao
saro
niklaudio77
Messaggio: #5
Da appassionato di macrofotografia anch'io sono incorso in un commento simile.
Da il mio punto di vista la prima foto non ha nessun segno evidente di difrazione i pelucchi, forse ragnatele, sono perfettamente leggibili.
La seconda foto, scattata di sbiego, ha parti fuori fuoco.
Ciao.
rolubich
Messaggio: #6
QUOTE(Antonio Canetti @ Feb 27 2017, 07:02 PM) *
dipende dal reale diametro in millimetri del diaframma, perciò
su un grandangolo un f/16 può essere già deleterio,
mentre su una lunga focale occorre andare su f/32 se non su un f/64 per notare la rifrazione.

Antonio


Non mi risulta che sia così, l'effetto della diffrazione sull'immagine è indipendente dalla focale.
Altrimenti gli appassionati di macrofotografia non comprerebbero un macro 60mm se un 180mm a f32 avesse la stessa diffrazione del 60mm a f/11.
FoxDie1791
Messaggio: #7
QUOTE(maxbunny @ Feb 27 2017, 08:18 PM) *
Per tanti anni ho comprato quasi tutte le riviste di fotografia che uscivano mensilmente collezionando tonnellate di carta. Da quando c'è internet ho cominciato acollezionare anche articoli web! La tua domanda mi ha fatto venire in mente un articolo ben fatto sull'argomento, spero ti sia d'aiuto. Qui

Grazie maxbunny
Molto interessante. Gli ho dato un'occhiata veloce; lo leggerò con calma quando ho un pochino di tempo.


QUOTE(sarogriso @ Feb 27 2017, 09:03 PM) *
L'alternativa per ottenere grande profondità di campo senza diffrazione su buoni rapporti di ingrandimento è il Focus Stacking,

non ti metto nemmeno un collegamento in merito perché solo digitando in google quel nome ti esce un mare di informazioni.

ciao
saro

Grazie saro.
Si, lo conosco. Non ho ancora l'attrezzatura migliore per farlo (slitta micrometrica), ma vorrei fare degli esperimenti per provare, magari tramite il Live view mettendo a fuoco parti diverse.

QUOTE(niklaudio77 @ Feb 27 2017, 10:03 PM) *
Da appassionato di macrofotografia anch'io sono incorso in un commento simile.
Da il mio punto di vista la prima foto non ha nessun segno evidente di difrazione i pelucchi, forse ragnatele, sono perfettamente leggibili.
La seconda foto, scattata di sbiego, ha parti fuori fuoco.
Ciao.

Grazie niklaudio.
Come posso migliorare questo scatto?

QUOTE(Antonio Canetti @ Feb 27 2017, 07:02 PM) *
dipende dal reale diametro in millimetri del diaframma, perciò
su un grandangolo un f/16 può essere già deleterio,
mentre su una lunga focale occorre andare su f/32 se non su un f/64 per notare la rifrazione.

Antonio

QUOTE(rolubich @ Feb 28 2017, 07:49 AM) *

Non mi risulta che sia così, l'effetto della diffrazione sull'immagine è indipendente dalla focale.
Altrimenti gli appassionati di macrofotografia non comprerebbero un macro 60mm se un 180mm a f32 avesse la stessa diffrazione del 60mm a f/11.

Ecco, è questo il punto!!! (più o meno).
Come faccio a sapere fino a che f/ posso spingermi quando monto un certo obiettivo?
Se faccio una foto al paesaggio con un 18mm, solitamente uso tra f/8 e f/11, ma qual è il limite che posso raggiungere? Con un 55mm invece, o con un 105mm?
Ecco il motivo dell'apertura di questa discussione, capire in base alla focale che si usa, la massima chiusura che posso raggiungere senza incorrere nella diffrazione.

GRAZIE INFINITE A TUTTI QUANTI.
A.F.D.
lexio
Messaggio: #8
Non credo che ci sia un metodo empirico per calcolare il limite della diffrazione, anche perchè entrano in gioco anche i trattamenti che vengono apposti sulle lamelle delle lenti (per esempio, un 85f1.4 soffre di diffrazione già a partire da f11, mentre un obiettivo da macro ha trattamenti appositi per cui la diffrazione entra in gioco a partire, per dire, da f26 .. bisogna guardare i test degli obiettivi, quando si inizia a chiudere il diaframma la nitidezza aumenta, fino al punto in cui entra in gioco la diffrazione e quindi la nitidezza inizia a calare. Ecco, quello è il punto in cui il calo di nitidezza dato dalla diffrazione inizia a entrare in gioco.

Per esempio, per il nikon 105 micro

http://www.photozone.de/Reviews/224-micro-...-report?start=1

puoi vedere la risoluzione in linee/mm , e valutare tu stesso in base alle prestazioni dell'obiettivo, quanto chiudere il diaframma

rolubich
Messaggio: #9
QUOTE(FoxDie1791 @ Feb 28 2017, 08:32 AM) *
Ecco, è questo il punto!!! (più o meno).
Come faccio a sapere fino a che f/ posso spingermi quando monto un certo obiettivo?
Se faccio una foto al paesaggio con un 18mm, solitamente uso tra f/8 e f/11, ma qual è il limite che posso raggiungere? Con un 55mm invece, o con un 105mm?
Ecco il motivo dell'apertura di questa discussione, capire in base alla focale che si usa, la massima chiusura che posso raggiungere senza incorrere nella diffrazione.

GRAZIE INFINITE A TUTTI QUANTI.
A.F.D.


L'effetto della diffrazione dipende quasi esclusivamente dall'apertura, le variazioni fra un obiettivo e l'altro che ho riscontrato sono molto piccole, inferiori ad uno stop, nel senso che un obiettivo che tiene bene la diffrazione a f/16 difficilmente ne sarà meno affetto di un obiettivo che la tiene poco a f/11.
L'apertura limite è funzione principalmente dalla densità del sensore (se controlli gli effetti della diffrazione su monitor al 100%) o dalla dimensione e distanza di visualizzazione della foto se stampata, oltre alla discrezionalità della valutazione della perdita accettabile di nitidezza.
La cosa migliore secondo me è fare una sequenza di foto su cavalletto alle varie aperture, controllare i risultati e decidere qual è la minore apertura che consideri accettabile.

La D3300 ha un sensore molto denso, è probabile che, con un buon obiettivo, già a f/8 avrai un piccolo decadimento rispetto a f/5.6, se serve per la PDC f/11 potrà ancora andare bene, ad f/16 ed oltre il deterioramento sarà così grande che facilmente non guadagneresti sulla PDC effettiva.
rolubich
Messaggio: #10
QUOTE(lexio @ Feb 28 2017, 10:50 AM) *
..... anche perchè entrano in gioco anche i trattamenti che vengono apposti sulle lamelle delle lenti (per esempio, un 85f1.4 soffre di diffrazione già a partire da f11, mentre un obiettivo da macro ha trattamenti appositi per cui la diffrazione entra in gioco a partire, per dire, da f26


Come mai allora il 105mm VR f/2.8, che dovrebbe essere progettato per tenere bene a diaframmi chiusi, ad f/11 risulta (da i test Photozone su FX) peggiore sia del 105mm f/1.4 che dell'85mm f/1.4, che sono progettati per dare il massimo ai diaframmi aperti?

Per verificare anche l'invariabilità dell'effetto della diffrazione con la focale può essere interessante confrontare (sempre sullo stesso sito) 20mm f/1.8, 24mm f/1.4 e 105mm f/2.8VR: ad f/11 sono praticamente identici.



Messaggio modificato da rolubich il Feb 28 2017, 11:08 AM
Antonio Canetti
Messaggio: #11
QUOTE(rolubich @ Feb 28 2017, 07:49 AM) *
Non mi risulta che sia così, l'effetto della diffrazione sull'immagine è indipendente dalla focale.
Altrimenti gli appassionati di macrofotografia non comprerebbero un macro 60mm se un 180mm a f32 avesse la stessa diffrazione del 60mm a f/11.


forse diciamo la stessa cosa in parole diverse:
un 180 a f/32 ha un diametro effettivo di 5,6...millimetri
un 60 a f/11 ha un diametro effettivo di 5,4... mm.

praticamente identico
mentre un 60mm a f/32 il diametro effettivo del diaframma diventa 1,8... mm,
con questa misura appare chiaro che la rifrazione renderebbe illeggibile l'immagine.

perciò se un 180mm può regge un f/32 mentre il 60mm diventa improponibile un f/32.

smile.gif Antonio smile.gif
rolubich
Messaggio: #12
QUOTE(Antonio Canetti @ Feb 28 2017, 01:41 PM) *
forse diciamo la stessa cosa in parole diverse:
un 180 a f/32 ha un diametro effettivo di 5,6...millimetri
un 60 a f/11 ha un diametro effettivo di 5,4... mm.

praticamente identico
mentre un 60mm a f/32 il diametro effettivo del diaframma diventa 1,8... mm,
con questa misura appare chiaro che la rifrazione renderebbe illeggibile l'immagine.

perciò se un 180mm può regge un f/32 mentre il 60mm diventa improponibile un f/32.

smile.gif Antonio smile.gif


No, non diciamo la stessa cosa. L'esempio che ho fatto era per dire che, se veramente quello che conta fosse il diametro effettivo dell'apertura come dici tu, un 180mm a f/32 presenterebbe la stessa diffrazione di un 60mm a f/11, ed invece non è così.
Se fosse così, dato che in macro la PDC non è mai abbastanza, esisterebbero solo macro con focali molto lunghe.
A meno di piccole differenze quello che conta è l'apertura espressa in f.
Basta prendere un grandangolo ed un tele e provare per rendersene conto.
pes084k1
Messaggio: #13
QUOTE(FoxDie1791 @ Feb 27 2017, 04:21 PM) *
Buon pomeriggio Forum

Sto entrando a grosse falcate nel mondo della fotografia.
Ogni giorno scopro cose nuove che vanno a migliore la mia conoscenza. Oggi mi sono imbattuto nella diffrazione.

Ne ho scoperto l'esistenza dopo un commento avuto sulle due foto di seguito...

IPB Immagine



IPB Immagine



...dove un utente mi ha fatto notare un calo di risoluzione in certi punti.
Queste foto sono state scattate con obiettivo Sigma 105mm Macro. Volendo mettere a fuoco un po' tutto, ho seguito la regola di base che "diaframma chiuso = molta profondità di campo", di conseguenza ho chiuso quanto più possibile per avere a fuoco anche le parti dei fiori retrostanti, con i risultati che vediamo.

Ho quindi indagato, ed ho capito cos'è la diffrazione ed il perchè c'è, ma quello che vorrei sapere è:
La regola di base è quella di non andare oltre gli f/11 o f/16, questo valore cambia a seconda dell'obiettivo?
E' possibile calcolare il limite di apertura del diaframma per non avere questo problema?

Grazie mille per la disponibilità.

A.F.D.


La diffrazione dipende solo dall'apertura relativa f/ dell'obiettivo e crea un circolo di confusione il cui diamentro Ddiff = 1.2*Fstop micron (dove Fstop è l'apertura relativa, ovvero Fstop = 4 for f/4 e così via) sul verde si aggiunge al quello Dpdc delle tabelle di profondità di campo, calcolato in prima approssimazione secondo il teorema di Pitagora, ovvero Dtot = sqrt(Ddiff.^2+Dpdc^2). Secondo le regole, Dtot deve essere inferiore al diametro percettibile come un punto dall'occhio, detto spesso C (C = 30 micron per FX, 20 micron per DX e 10x di ingrandimento stampa o video, proporzionalmente meno per ingrandimenti superiori). Esiste quindi un valore di ottimo (circa Ddiff = Dpdc = 0.7*C).
Il valore va confrontato con il doppio della dimensione del pixel, che è 4.3 micron per 36 Mp FX e circa 3.8 per 24 Mp DX e 50 Mp FX). A quel punto la sfocatura diventa chiaramente visibile e può essere compensata fino a 4-5 pixel con buon sharpening (o meglio deblur, Topaz InFocus, Focus Magic, PK Sharpener,...)
I grandangolari sono più sensibili perché i dettagli sono piccoli e su 36 Mp FX a f/8 il tutto si vede bene già sul piano focale.
Come si vede dai calcoli in macro, abbiamo una bella sfocatura e la correzione è necessaria. Il film facilita/facilitava le cose con il suo sharpening chimico.
L'obiettivo conta poco, magari un diaframma a 9-10-12 lamelle e una lunga focale aiutano per altri motivi. Chiudere dopo f/11-16 non migliora più la PdC ed è meglio pensare a fusioni di immagini, come il focus stacking.

Il problema non è evitabile senza correzioni dal "sensore". Tra l'altro è questo il motivo per cui 36 Mp FX o 16 Mp DX (in superrisoluzione con deblur) sono sufficienti per il 99% delle applicazioni e per le altre... occorre una speciale competenza tecnica.

A presto telefono.gif

Elio
astellando
Messaggio: #14
QUOTE(pes084k1 @ Mar 1 2017, 12:02 PM) *
La diffrazione dipende solo dall'apertura relativa f/ dell'obiettivo e crea un circolo di confusione il cui diamentro Ddiff = 1.2*Fstop micron (dove Fstop è l'apertura relativa, ovvero Fstop = 4 for f/4 e così via) sul verde si aggiunge al quello Dpdc delle tabelle di profondità di campo, calcolato in prima approssimazione secondo il teorema di Pitagora, ovvero Dtot = sqrt(Ddiff.^2+Dpdc^2). Secondo le regole, Dtot deve essere inferiore al diametro percettibile come un punto dall'occhio, detto spesso C (C = 30 micron per FX, 20 micron per DX e 10x di ingrandimento stampa o video, proporzionalmente meno per ingrandimenti superiori). Esiste quindi un valore di ottimo (circa Ddiff = Dpdc = 0.7*C).
Il valore va confrontato con il doppio della dimensione del pixel, che è 4.3 micron per 36 Mp FX e circa 3.8 per 24 Mp DX e 50 Mp FX). A quel punto la sfocatura diventa chiaramente visibile e può essere compensata fino a 4-5 pixel con buon sharpening (o meglio deblur, Topaz InFocus, Focus Magic, PK Sharpener,...)
I grandangolari sono più sensibili perché i dettagli sono piccoli e su 36 Mp FX a f/8 il tutto si vede bene già sul piano focale.
Come si vede dai calcoli in macro blink.gif , abbiamo una bella sfocatura e la correzione è necessaria. Il film facilita/facilitava le cose con il suo sharpening chimico.
L'obiettivo conta poco, magari un diaframma a 9-10-12 lamelle e una lunga focale aiutano per altri motivi. Chiudere dopo f/11-16 non migliora più la PdC ed è meglio pensare a fusioni di immagini, come il focus stacking.

Il problema non è evitabile senza correzioni dal "sensore". Tra l'altro è questo il motivo per cui 36 Mp FX o 16 Mp DX (in superrisoluzione con deblur) sono sufficienti per il 99% delle applicazioni e per le altre... occorre una speciale competenza tecnica.

A presto telefono.gif

Elio


Perdonami Elio ma io dai calcoli non vedo proprio niente ... e tradotto in parole povere per i comuni mortali?

Ciao Andrea
FoxDie1791
Messaggio: #15
QUOTE(pes084k1 @ Mar 1 2017, 12:02 PM) *
La diffrazione dipende solo dall'apertura relativa f/ dell'obiettivo e crea un circolo di confusione il cui diamentro Ddiff = 1.2*Fstop micron (dove Fstop è l'apertura relativa, ovvero Fstop = 4 for f/4 e così via) sul verde si aggiunge al quello Dpdc delle tabelle di profondità di campo, calcolato in prima approssimazione secondo il teorema di Pitagora, ovvero Dtot = sqrt(Ddiff.^2+Dpdc^2). Secondo le regole, Dtot deve essere inferiore al diametro percettibile come un punto dall'occhio, detto spesso C (C = 30 micron per FX, 20 micron per DX e 10x di ingrandimento stampa o video, proporzionalmente meno per ingrandimenti superiori). Esiste quindi un valore di ottimo (circa Ddiff = Dpdc = 0.7*C).
Il valore va confrontato con il doppio della dimensione del pixel, che è 4.3 micron per 36 Mp FX e circa 3.8 per 24 Mp DX e 50 Mp FX). A quel punto la sfocatura diventa chiaramente visibile e può essere compensata fino a 4-5 pixel con buon sharpening (o meglio deblur, Topaz InFocus, Focus Magic, PK Sharpener,...)
I grandangolari sono più sensibili perché i dettagli sono piccoli e su 36 Mp FX a f/8 il tutto si vede bene già sul piano focale.
Come si vede dai calcoli in macro, abbiamo una bella sfocatura e la correzione è necessaria. Il film facilita/facilitava le cose con il suo sharpening chimico.
L'obiettivo conta poco, magari un diaframma a 9-10-12 lamelle e una lunga focale aiutano per altri motivi. Chiudere dopo f/11-16 non migliora più la PdC ed è meglio pensare a fusioni di immagini, come il focus stacking.

Il problema non è evitabile senza correzioni dal "sensore". Tra l'altro è questo il motivo per cui 36 Mp FX o 16 Mp DX (in superrisoluzione con deblur) sono sufficienti per il 99% delle applicazioni e per le altre... occorre una speciale competenza tecnica.

A presto telefono.gif

Elio

QUOTE(astellando @ Mar 1 2017, 12:17 PM) *

Perdonami Elio ma io dai calcoli non vedo proprio niente ... e tradotto in parole povere per i comuni mortali?

Ciao Andrea


Più che non vederli non li capisco. huh.gif biggrin.gif
C'è un modo per spigare il tutto in modo meno "matematico"?

A.F.D.

pes084k1
Messaggio: #16
QUOTE(astellando @ Mar 1 2017, 12:17 PM) *
Perdonami Elio ma io dai calcoli non vedo proprio niente ... e tradotto in parole povere per i comuni mortali?

Ciao Andrea


Prendi DOF master o un'applicazione simile, calcola la focale e lo f/stop EFFETTIVI (leggi dalla camera l'apertura per AFD e AFS, altrimenti usa un esposimetro esterno confrontato con i dati del TTL su un cartoncino grigio per l'apertura e un righello per l'ingrandimento, da cui ricavare la focale), se stai su FX seleziona CoC = 20 micron (o 0.02 mm), su DX 15 micron. Scegli ora il diaframma f/16 (Ddiff = 20 micron) per DX o f/11 (Ddiff=14 micron) per DX e, data la distanza, leggi la PdC. Questo è il massimo che puoi ottenere. Se ingrandisci di più, imposta CoC = 15 micron e f/11 (FX) o 10 e f/8 micron (DX).

Esempio pratico (approssimazione rapida):

Focale effettiva 105 mm AFS o AFD in FX (spesso si accorcia in macro, con variazioni anche del 40% in meno ovvero +1 stop), distanza MAF nominale 25 cm, scegli f/11 effettivi, leggi su DOF Master la PdC effettiva per f/11 e CoC = 15 micron. Dovresti avere una sfocatura massima di 20 micron, pari a 5 pixel.

Per il caso generale, i calcoli mi sembrano troppo complessi per un'introduzione, dovendo iterare tra ingrandimento e distanza MAF -> calcolo focale effettiva -> calcolo apertura (con esposimetro esterno e interno a confronto) -> calcolo PdC su DOF master o simili app.

Sviluppa la foto dal raw senza sharpening. Vai su PS o PSE, apri per esempio Focus Magic e fatti calcolare la sfocatura. Se hai valori tra 4 e 5 pixel di DIAMETRO della sfocatura, va bene, provali entrambi.

A presto telefono.gif

Elio
rolubich
Messaggio: #17
QUOTE(FoxDie1791 @ Mar 1 2017, 02:49 PM) *
Più che non vederli non li capisco. huh.gif biggrin.gif
C'è un modo per spigare il tutto in modo meno "matematico"?

A.F.D.


Se non vuoi fare i calcoli puoi usare un calcolatore tipo questo che visualizza quanto un punto adimensionale diventa un disco sempre più grande (con riferimento alle dimensioni del pixel della fotocamera che viene selezionata) per effetto della diffrazione.

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials...photography.htm

Quando il disco raggiunge le dimensioni di circa 2 pixel il deterioramento è visibile (per esempio per una D800 si ha ad f/11)
pes084k1
Messaggio: #18
QUOTE(rolubich @ Mar 1 2017, 09:21 PM) *
Se non vuoi fare i calcoli puoi usare un calcolatore tipo questo che visualizza quanto un punto adimensionale diventa un disco sempre più grande (con riferimento alle dimensioni del pixel della fotocamera che viene selezionata) per effetto della diffrazione.

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials...photography.htm

Quando il disco raggiunge le dimensioni di circa 2 pixel il deterioramento è visibile (per esempio per una D800 si ha ad f/11)


f/8 sono sufficienti a vedere chiaramente la diffrazione a 36 Mp FX (pixel pitch 4.3 micron circa).

A presto telefono.gif

Elio
rolubich
Messaggio: #19
QUOTE(pes084k1 @ Mar 2 2017, 05:25 PM) *
f/8 sono sufficienti a vedere chiaramente la diffrazione a 36 Mp FX (pixel pitch 4.3 micron circa).

A presto telefono.gif

Elio


Effettivamente ad f/8 il diametro del disco di Airy è già a poco più del doppio del passo dei pixels, il calcolo numerico del sito è corretto; ho indicato f/11 valutando ad occhio le dimensioni del disco sovrapposte al reticolo dei pixels, sembra che il doppio si raggiunga a f/11, la rappresentazione grafica forse non è precisa.
 
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