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論壇主選單 > 器材版 > 數位相機的解像力要如何看?
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討論話題
 

kyokun


新進會員

2003/12/25 00:07
器材: 其他 其他
數位相機的解像力要如何看?有人說:「PIMA / ISO Camera Resolution Chart ISO12233 / WG18最細的線為0.1mm,不過 10線/mm,而數位相機鏡頭的解像力往往達到 1200線/mm」....這是啥意思啊?

SearchMan


新進會員

1) 2003/12/25 15:35 
kyokun:

您的問題很有意思,對於評鑑解像力,各家有各家的標準和說法
而我並不了解您說的「有人說...」其完整詳細的論點為何
但對於「數位相機的解像力」,可以解釋得很難,也可以解釋得很簡單
我想,暫時應該還不用談到 L/mm,因為那會牽涉更多問題。

以我的觀點,簡單的說:「數位相機的解像力,大致上等於其畫素!」

我們先看傳統135單眼相機,因為底片銀鹽粒子大小及密度相同﹝同ISO下﹞
不同的鏡頭的解像力拍的底片,會造成沖洗出來的照片適合放大與否
通常洗成 3x5 時雖然看不太出來,但若洗成 8x12 以上的話就會很明顯
此時高解像力鏡頭所拍的依然清晰,但低解像力鏡頭所拍的就明顯的模糊了

國外著名DC網站 http://www.dpreview.com 中,請參考其中三張圖
http://img.dpreview.com/reviews/samples/rescharts/canon_a70.jpg
http://img.dpreview.com/reviews/samples/rescharts/sony_dscf717.jpg
http://img.dpreview.com/reviews/samples/rescharts/kodak_dcs14n.jpg
分別為 canon a70(300萬)、sony f717(500萬)、kodak 14n(1400萬)
三種不同等級的數位相機,用個別最高畫素拍出來的解像力分析圖

圖的〝中間上方‧偏右〞之處,有個垂直由上而下
刻度標示數字從 6 到 20 的九束由〝寬而疏〞到〝細而密〞的分析線圖
在電腦上,不論如何去放大去看
canon a70(300萬) 所拍最大〝分辨出九束線條〞之刻度約在 11
sony f717(500萬) 所拍最大〝分辨出九束線條〞之刻度約在 14
kodak 14n(1400萬)所拍最大〝分辨出九束線條〞之刻度約在 20 (也許更高)

當 canon a70 和 sony f717 放大3~5倍來看時
靠近刻度 20 的部分,九束線條完全糊成一條粗棒了
當然 canon a70 糊得更早就是了

然後,我們再請出 canon g5, nikon 5400, olympus e20 這幾台 500 萬DC
http://img.dpreview.com/reviews/samples/rescharts/canon_g5.jpg
http://img.dpreview.com/reviews/samples/rescharts/nikon_cp5400.jpg
http://img.dpreview.com/reviews/samples/rescharts/oly_e20.jpg
一樣放大去看看,其最大〝分辨出九束線條〞之刻度都一樣在 14 左右
與 sony f717 的差異並不大

另外,「數位相機的解像力」和「數位相機鏡頭的解像力」其實是不同的
畢竟一般的數位相機是一個 Lens 和 CCD/CMOS 的配套
這關係到各相機不同 CCD/CMOS 感光單體密度的變因

關於「數位相機鏡頭的解像力」
可以稍微參考友站文中「鏡頭解像力」這一段:
http://www.dcview.com.tw/article/newreadarticle.asp?id=2211

不過我想這是另一個故事,有興趣我們再討論

SearchMan

kyokun


新進會員

2) 2003/12/26 21:40 
您的觀點和我的瞭解是大致相同的,你提供的說明讓我更清楚,謝謝你,其實那些連結我都看過了,真不好意思,麻煩你了。
我對解像力的瞭解大部份是PIMA / ISO Camera Resolution Chart ISO12233 / WG18和MTF測試,但是純粹鏡頭(不包括底片、CCD的能力)解像力我並不清楚,只知道1200線/mm的說法大有問題,一般來說ISO12233 / WG18的報告都是以到達指標12的稱「1200線」之類的說明,我推測是有人把這「1200線」搞成「1200線/mm」了,還是這就是指「1200線/mm」呢?但是這1200線/mm等於可達0.00083mm的大小,我的認知上只有高倍顯微鏡可以看到如此細小的東西。就算真的是1200線/mm好了,也是完全沒有意義,因為CCD或底片根本沒有這種解像力,不知我的觀念是否正確?

我會問此問題的原因請參考:http://www.photosharp.com.tw/forum2003/topic/topic.asp?forum_id=06&code=20031218000059&fPage=1&page=1
他的話題雖有些扯,但我也注意到了我已經忘記了的「鏡頭本身的解像力是多少」,還有一般測試是以底片、CCD拍攝後的整體效果來作為解像力的測試方法,不代表鏡頭能耐僅止於此,但我也想過了,若不用底片、CCD,又怎樣測解像力呢?同樣的底片在不同鏡頭拍攝下,一樣能分出鏡頭好壞,那鏡頭真有1200線/mm能耐嗎?我懷疑。
謝謝你,SearchMan。

kyokun


新進會員

3) 2003/12/26 21:46 
對了,看到14N的圖我又想到14N會「破表」,影像坊測試時也有提到,那表示有可能會推出更精密的解像力測試了。

kyokun


新進會員

4) 2003/12/26 22:04 
另外要補充,玻璃的透過頻譜中,可見光佔大部份,紫外線則大部份無法透過玻璃,也就是說理論上透過玻璃可「看到」波長0.2mju-m大小,也就是紫色,但是這不等於透過玻璃能看到0.2mju-m大小的物體,藍色的部份已經會產生繞射現象,紫色更是如此,因此藍色光會拿來檢驗鏡片的品質,若是鏡片上顯現出同心圓的藍色光線,就表示鏡片品質完美,不是同心圓,表示鏡片並沒有平整均勻。但是這能當成解像力嗎?應該是不行吧?
能否有人能解說一下「純」鏡頭解像力呢?謝謝。

kyokun


新進會員

5) 2003/12/26 22:24 
抱歉老毛病又犯了,一直PO文補充,我剛剛又找到一篇有關解像力測試的文章,頗值得玩味:
http://www.photosharp.com.tw/collection/collection-5.htm#q6
在此我要說明一下,我並不在乎鏡頭或相機解像力好不好,我只是想知道「解像力」是怎麼一回事,不是拿來比較相機的,某台相機銳利度如何如何,我不是很有興趣,我只想獲得知識,謝謝。

hyponamiaa


新進會員

6) 2003/12/27 09:36 
well,
您已經接觸到問題的核心了,有關數位相機或底片相機所呈現出來的『解像力』是最容易誤用的觀念,可以做一點基本的功課.

首先要對於人眼辨識的模糊圈有個基本概念,可閱讀以下文章
http://www.leicafanclub.org/institute/leica-dof.htm

簡單的說,目前光學系統的設計,是來自於人眼的辨別能力與其片幅的預定放大倍數為基礎來考量的,而在此變因中,『解像力』會變成可移動的尺度,也就是說,我可以設定為『4*6照片』看起來很細緻(或銳利)也可以把20*30照片在一定的觀賞距離下看起來『解像力很高』,但這種解像力(也是目前在坊間最常見到的實拍測試)算是結果,因他包含了光學系統跟底片系統(或數位後製系統』的結果。

關於系統解像力的文章可閱讀我的好友ERWIN PUTS撰寫的high resolution photography一文
http://www.imx.nl/photosite/technical/highres.html
http://www.imx.nl/photosite/technical/imagechain.html

關於作者所提到『純鏡頭』的解像力,其檢測的科學就是MTF的方法,他是一種以柵型光線入射鏡頭後接受計算其穿透百分率,目前的常看解像力檢測系統,最高用到100lp/mm,對於大多數的光學使用(就是常用的放大倍率下),已經非常足夠,但這個結果並不代表著『影像系統解像力』的絕對,最後解像力依然得回到上述的問題裡頭考量。

對啦,上面說道什麼1200線真的只能算是個芭樂,還有類似的檢測圖是以100%的反差情況(也就是非黑即白的線條)中測試出來的,對於影像處理而言:
系統解像力大約等於鏡頭能力+CCD(AD轉換)與後製軟體(韌體)+放大倍率(很容易忽略這一項!),討論CCD的『解析能力』時,像素值只是其中參數之一,而那些各種數位相機拍攝測試圖表時,往往也忽略了片幅放大倍數與顯被人忽略的相機震動效果(比想像中的大許多!)。

目前閱讀到的資料,並沒有太好的方法敘述CCD的解像力,(也許是更專業的論文我無法閱讀到)但,以目前全片幅的DSLR而言,大約有著50-60lp/mm的系統解像力,而要達成此結果卻又要依靠攝影者對於拍攝流程的細心掌控變因了。

拉雜說一堆,只有一句:
沒有所謂『相機比較銳利或是鏡頭比較銳利還是底片解析度很高』的單方面說法,有興趣再來深入討論罷!

SearchMan


新進會員

7) 2003/12/28 00:23 
各位談的其實都很嚴謹
然而我有著一套簡單的解釋方式
請參考看看:

http://www.dcview.com.tw/article/newreadarticle.asp?id=2211
當中「鏡頭解像力」這一段有提到

 同樣是 2/3" CCD,
 5MP, 2560 x 1920 Pixels @ 8.8 x6.6mm => 鏡頭約需 150 線 /mm 以上
 8MP, 3264 x 2448 Pixels @ 8.8 x6.6mm => 鏡頭約需 200 線 /mm 以上

其算法是 2560 / 8.8 / 2 = 145.45~ (或1920 / 6.6 / 2 = 145.45~)
及 3264 / 8.8 / 2 = 185.45~ (或2448 / 6.6 / 2 = 185.45~)

我們先來看 3264 / 8.8 = 370.90~ pixel/mm,指單位 mm 中有多少 pixel
而再除以 2 是為了換算成 lp/mm (也有人只寫 L/mm)
這個數字也代表了感光單體的緊密程度

然而從這個數字當中,可以判斷其鏡頭解像力也差不多是如此
1.因為若解像力低於感光單體緊密程度,則拍出的每張圖當會像是失焦
 ﹝這點應該絕不可能,若DC拍的每張照片都失焦,製造公司應該會倒閉﹞
2.但若是解像力高於感光單體緊密程度,則鏡頭效能是浪費的,
 用了更高的成本,但效能卻永遠看不出來,廠商應該不會做這種傻事

因此我們可以從感光元件去計算得知其鏡頭的〝大約〞解像力

由於傳統鏡頭(不論傻瓜或單眼)可以透過同樣的底片去拍解像力的測試圖
因此要比較其解像力會比較容易
然而 DC 是鏡頭和 CCD/CMOS 配對的,因此可從感光元件去判斷鏡頭解像力
個人統計過,一般數位相機大約都在 100 到 200 lp/mm 之間

最新的幾台有超過 200 lp/mm 的
如 fuji s7000, Canon IXUS i, Kodak 6490, Olympus c750, Panasonic fz10
但是DC的感光元件密度高好嗎?其實個人認為不好... 因為
1. 感光元件密度高,代表單體的面積小,易有雜訊
2. 因為單體更密集,因此外掛鏡頭對於畫質的影響更明顯

至於 DSLR 呢?
我之前有做一份資料:
http://searchman.adsldns.org/share/dslr_res.xls
當中有各 DSLR 要求的 lp/mm,大約都在 40 到 70 左右
因為 DSLR 的感光元件密度較低,代表其單體面積大,受光良好且雜訊極少
有比較過 DC 和 DSLR 拍出來的照片就知道,DSLR 遠勝之

另外手札有其評鑑鏡頭的標準,可做 DSLR 的參考
http://www.photosharp.com.tw/cameratest/camera-lenstest2.htm
這樣應該會比較清楚吧!

SearchMan

SearchMan


新進會員

8) 2003/12/28 00:38 
嗯,來個簡單的結論好了

1. DC 的整體解像力:畫素高解像力就高
﹝不過高解像力要放大才用得上,在 4x6 照片人眼能分辯的很有限﹞

2. DC 鏡頭的解像力:感光元件單體密度高,鏡頭解像力就高
﹝不過越高的解像力越禁不起外掛鏡的影響,且易有雜訊﹞

總之,我要讓大家直接看規格表馬上就會算
希望我的解釋方式大家都看得懂

SearchMan

kyokun


新進會員

9) 2003/12/29 20:24 
hyponamiaa & SearchMan :
感謝二位撥冗幫我釋疑, 讓我收獲良多, 感謝感謝.
我整理下心得, 若有誤還請二位指正, 謝謝.
1.數位相機鏡頭解像力已高於CCD解像力, 因此鏡頭解像力不是問題.
2.小型CCD需要更高解像力的鏡頭, 反之感光元件越大, 鏡頭的解像力要求也可降低(當然不是說差, 而是容許的解像力要求可低一些.)
3.目前的數位相機解像力測試都是鏡頭和感光元件合併測量出來的, 不能當成個別元件(鏡頭或CCD)的解像力.
4.個人觀察後各網站實拍照片後認為, 小型高畫素CCD搭配高解像力鏡頭的效果有比稍大尺寸同畫素CCD配稍低解像力的相機為差, 例如S5000,DX 6490, C750uz, 和同畫素的4x或3x相機相比,解像力稍稍差了一些, 尤其是S5000更明顯, 但是個人認為這仍在實用範圍內, 不等於這些相機就比較差, 而是遷就10x光學變焦和高畫素的結果, 10x變焦仍是其他相機所做不到的.
5.不管相機性能如何, 拍攝者仍舊是決定畫面品質的重心, 例如使用腳架可降低手振的困擾.

SearchMan


新進會員

10) 2003/12/30 11:45 
kyokun :

我想你的觀念上應該都很正確了

不過要補充的是,同樣的畫素下,感光元件越大的相機,鏡頭的鏡片也要變大,
所以雖然對於鏡頭解像力的要求越低,但成本反而可能變高,大鏡片研磨難呀!
可參考以下文章的〝7. 4/3" CCD 的世界〞這一段:
http://www.dcview.com.tw/column/2003/dslr_1.htm

另外要再說明的
我個人提出的:DC整體解像力→真實畫素,DC鏡頭解像力→感光元件緊密度
雖然這是比較概略的分析,會有點誤差,但是其誤差值都很小

我想畢竟不太會有人會把這些消費型DC
拿來用專業的儀器去做最精確的分析或測試,提供數據讓大家參考
就如同大部分用底片的傳統傻瓜相機一樣,不會有 MTF 等資料可以參考
畢竟這樣的使用群並不在乎這些數據,
而且就算數據出來了,和專業單眼鏡頭比起來,也只是自曝其短吧!

總之,重點在於
對自己手上的相機有一定程度的了解之後,就好好的去用它
只要用得熟了,小兵也會立大功!

kyokun


新進會員

11) 2003/12/31 15:15 
感謝感謝,的確越大的鏡片越難磨也越貴。
我這幾天又找了一些資料,發現Leica M 135mm APO的解像力可「高達」40LP/mm,被稱為超級鏡頭,APS系統若要達到同等解像力,理論上要達64LP/mm才行,難怪部份廠商如此執著全片幅的感光原件開發,原本不被看好的CMOS也能因此在D-SLR市場找到出路,如此一來的確很清楚了。原本我是以為中型相機除了底片大之外,鏡頭也比135相機優秀(但是相較之下價格卻不見得貴),看過一些書面資料後,發現「放大倍率」也是另一個因素,中、大型相機的鏡頭並不需要如135相機般的高解像力要求,而135相機要有和120、645相機相同大小的畫面,放大倍率就要更高,自然需要更高的解像力才能達到相同的畫面品質,難怪專業攝影和一些前輩如此執著中、大型相機(當然更多樣的功能也是原因),但是反過來說,135鏡頭甚至DSC的鏡頭,口徑都相對較小,按針孔照相機的原理,解像力也會較高,但是景深也會較深,也許受限CCD的雜訊與密度問題,並不能有效提高解像力。
另外「Leica迷俱樂部」裡的徠卡研究院有一些不錯的資料與文章,提供給大家參考:http://leicafanclub.org/
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