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F6.5だと、回折限界により、分解能はだいたい3.6μmぐらいです。センサーサイズが1/2.3型(5.9x4.4ぐらい)で横4000ピクセルなので、画素ピッチは1.5μmぐらい。
全然分解しないのですよ…。
広角端のF3.4でも、1.9μmぐらいなので、解像力は理論上でもちょっと足りない。この画素数のセンサーにキッチリ結像させるなら、F2.8ぐらいのレンズが必要です。
近年、高級コンデジにF値が小さいのが増えてるのは、回折限界による小絞りボケ対策の意味が大きいですね。絞れないので絞りが内蔵されておらず、NDフィルタで光量調整するカメラも増えました。
まぁ、レンズの精度があれば、光学段階で拡大しておくのも有効だから否定はしないけど、デジタルズーム的にトリミングでもいいんじゃないですかねぇ。これだけの大ズームで、精度が保たれてるのかちょっと疑問も感じますし。
計算はしていませんが、#2237563の数値が信頼できるとして、
ナイキストの定理から理論空間分解能が3.6μmで画素ピッチが1.5μmならかなり良い値設定です。
ピッチと理論空間分解能がナイキスト定理未満になると、アンダースキャンになり、モアレが場合によっては発生します。一般ユーザーからのクレームはオーバースキャンでぼけてもあまりないでしょうが、アンダースキャンでモアレなんか出した日にはクレーム発生です。
#業界関係者のためACで。
モアレ防止のためにローパスフィルタ(空間的にボカすやつ)入れてますけど、画素数多くなったコンデジでは省いてますね。レンズが解像しないので、不要になったという。
まぁそいう意味では有りなのかもな。
経験上は、理論分解能と画素ピッチが一致したあたりが限界で、画素ピッチがより細かくなると、回折ボケの影響が確認できるようになります。理屈上は、分解能サイズあたりに2画素で丁度良い気がするんだけど、それだとボケに気づいてしまう。
まぁ、カリカリに解像してもしょうがないので、気にすることでもないんですが、画素数多い=高画質、みたいな売り方してるので、気になる所です。実際は、画素数多い=1画素の面積小さいので、ノイズや階調特性が悪化するんですけどね…。
> センサーサイズが同じなら、画素数多い=1画素の面積小さいので、ノイズや階調特性は悪化しない
撮像素子そのものに由来するノイズについては、画素が小さくなって信号レベルが下がるとノイズレベルも下がるのでS/Nは一定でしょうけど、そこから先の信号処理の方(画素アンプ部分まで)に由来するノイズは、画素が小さくなってもノイズレベルが変わらないので、画素が小さくなって信号レベルが下がると、S/Nが悪くなる一方ですよ。
ていうか、画素が小さくなっても「ノイズや階調特性は悪化しない」という理屈が通るなら、同じ理屈で、どんな高感度設定にしても「ノイズや階調特性は悪化しない」ことになりますな。
被写体にもよるけど、きっちり回折限界の絞り値から目立つというわけでもないというのが実感です。
点像(実際には円盤状の像)が回折でにじむといっても、にじんだ半径全体にわたり均等に広がるわけじゃなくて、エアリーディスクの性質を見ると、中心点が一番高輝度で中心から離れるにしたがって輝度は順次低下している。だから、すこしくらい限界を超えてもそれによる隣接画素への光の漏れこみは(本来の画素が受光するよりも)小さい。よって解像力低下は計算上の限界から推測されるよりも徐々に起こるというのが実態じゃないだろうか。
今時のカメラがそこまでやってるかどうかはわかりませんが、理論的な話として、
回折は数学的には畳み込み演算として解析可能な現象ですから、その逆演算を施すことで、回折ボケのない画像を生成することも可能でしょう。そういったフィルタ処理は、いいかげんなシャープネス処理とは違って、ちゃんと本当の画像を復元できます。
(本当のピンぼけではなく、そういう数値演算フィルタとその逆変換フィルタですから、復元できて当たり前なのですが)ピンぼけ画像から逆変換した例 [hirax.net]。
キヤノンのRAW現像ソフトDPPの最近の版で、回折ボケの復元に対応してますよ。演算に時間がかかるのでカメラ内での処理はできないのと、レンズのパラメータが必要なので対応レンズが限られていますけど。
将来的にはカメラ内での演算もできそうですね。コンデジの似非超解像が本当の超解像になるのかなー。
>回折は数学的には畳み込み演算として解析可能な現象ですから、その逆演算を施すことで、>回折ボケのない画像を生成することも可能でしょう>そういう数値演算フィルタとその逆変換フィルタですから、復元できて当たり前なのですが
劣化の過程を行列で表した場合にランクが減らなければ、そのとおりなんですが、レンズの回折限界の場合はランクが減ってて逆演算が存在しないんじゃないですかね。
そうでなければ、天文学者やその他大勢が狂喜乱舞してると思いますよ。
>その逆演算を施すことで
一休さん曰く「では逆演算してやりますから、その前に写真の中から位相を取り出してください」
僕みたいな知識の無い輩への売り文句だねデジタルズームでガビガビになって使い物にならなかった写真そんな経験をしてしまうと光学ズームサイコー!ってなっちゃうんだよ光学系の限界に対する知識が殆ど無いけど(理解出来ない)デジタルズームで粗くなってしまうコトは単純で理解し易いからねでもF値のコトで気にかかってしまい結局買わない僕ですがね
ところで、NDフィルタで光量調整するカメラって具体的にはどれですか?
高級機以外のほとんどのコンデジ。
絞りが無い(開放だけ)か、あっても1段だけ、光量の調整はNDフィルタで、というのが多いですよ。
ヘタするとNDフィルタも無くて、露出の調整はシャッター速度とISO感度だけとか。この場合可動部品が無い(電子シャッターなので)のでいっそう低コストですね。仕様表にレンズの絞り値しかなくて、露出制御欄に絞りが無い場合は絞り無しかもしれません。
「コンデジ 絞り NDフィルター」とかでぐぐると色々情報あるかと。
というか、実は高級機もNDフィルタ併用します。たとえばGRDigitalIVには「オート撮影モードでF8.0~F11 表示のとき、絞りとNDフィルターを併用して露出制御」みたいな注記が。
CX6には絞り優先モードありますが、「開放と小絞り」の2つのみで、しかも小絞りは画質が劣化するとの注記付き。これは小絞りボケ=回折ボケのことですね。
というわけで、コンデジには絞り制御がなくなりつつあるというお話。
各社コンパクトのエントリー層からミドル層といったあたりかな。CoolpixのSやL。IXY、PowerShotのAやLなど。Exilimはほとんどそう?FINEPIXもほとんどそう?オリンパスやソニーはメーカーサイトで絞りの言及なし。
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身近な人の偉大さは半減する -- あるアレゲ人
回折限界超えてるからボケボケだよ (スコア:5, 参考になる)
F6.5だと、回折限界により、分解能はだいたい3.6μmぐらいです。
センサーサイズが1/2.3型(5.9x4.4ぐらい)で横4000ピクセルなので、画素ピッチは1.5μmぐらい。
全然分解しないのですよ…。
広角端のF3.4でも、1.9μmぐらいなので、解像力は理論上でもちょっと足りない。
この画素数のセンサーにキッチリ結像させるなら、F2.8ぐらいのレンズが必要です。
近年、高級コンデジにF値が小さいのが増えてるのは、回折限界による小絞りボケ対策の意味が大きいですね。
絞れないので絞りが内蔵されておらず、NDフィルタで光量調整するカメラも増えました。
まぁ、レンズの精度があれば、光学段階で拡大しておくのも有効だから否定はしないけど、デジタルズーム的にトリミングでもいいんじゃないですかねぇ。
これだけの大ズームで、精度が保たれてるのかちょっと疑問も感じますし。
Re:回折限界超えてるからボケボケだよ (スコア:2, すばらしい洞察)
計算はしていませんが、#2237563の数値が信頼できるとして、
ナイキストの定理から理論空間分解能が3.6μmで画素ピッチが1.5μmならかなり良い値設定です。
ピッチと理論空間分解能がナイキスト定理未満になると、アンダースキャンになり、モアレが場合によっては発生します。一般ユーザーからのクレームはオーバースキャンでぼけてもあまりないでしょうが、アンダースキャンでモアレなんか出した日にはクレーム発生です。
#業界関係者のためACで。
Re: (スコア:0)
モアレ防止のためにローパスフィルタ(空間的にボカすやつ)入れてますけど、画素数多くなったコンデジでは省いてますね。
レンズが解像しないので、不要になったという。
まぁそいう意味では有りなのかもな。
経験上は、理論分解能と画素ピッチが一致したあたりが限界で、画素ピッチがより細かくなると、回折ボケの影響が確認できるようになります。
理屈上は、分解能サイズあたりに2画素で丁度良い気がするんだけど、それだとボケに気づいてしまう。
まぁ、カリカリに解像してもしょうがないので、気にすることでもないんですが、画素数多い=高画質、みたいな売り方してるので、気になる所です。
実際は、画素数多い=1画素の面積小さいので、ノイズや階調特性が悪化するんですけどね…。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
> センサーサイズが同じなら、画素数多い=1画素の面積小さいので、ノイズや階調特性は悪化しない
撮像素子そのものに由来するノイズについては、画素が小さくなって信号レベルが下がるとノイズレベルも下がるのでS/Nは一定でしょうけど、
そこから先の信号処理の方(画素アンプ部分まで)に由来するノイズは、画素が小さくなってもノイズレベルが変わらないので、画素が小さくなって信号レベルが下がると、S/Nが悪くなる一方ですよ。
ていうか、画素が小さくなっても「ノイズや階調特性は悪化しない」という理屈が通るなら、
同じ理屈で、どんな高感度設定にしても「ノイズや階調特性は悪化しない」ことになりますな。
Re: (スコア:0)
被写体にもよるけど、きっちり回折限界の絞り値から目立つと
いうわけでもないというのが実感です。
点像(実際には円盤状の像)が回折でにじむといっても、
にじんだ半径全体にわたり均等に広がるわけじゃなくて、
エアリーディスクの性質を見ると、中心点が一番高輝度で
中心から離れるにしたがって輝度は順次低下している。
だから、すこしくらい限界を超えてもそれによる隣接画素
への光の漏れこみは(本来の画素が受光するよりも)小さい。
よって解像力低下は計算上の限界から推測されるよりも
徐々に起こるというのが実態じゃないだろうか。
Re:回折限界超えてるからボケボケだよ (スコア:2)
今時のカメラがそこまでやってるかどうかはわかりませんが、理論的な話として、
回折は数学的には畳み込み演算として解析可能な現象ですから、その逆演算を施すことで、回折ボケのない画像を生成することも可能でしょう。
そういったフィルタ処理は、いいかげんなシャープネス処理とは違って、ちゃんと本当の画像を復元できます。
(本当のピンぼけではなく、そういう数値演算フィルタとその逆変換フィルタですから、復元できて当たり前なのですが)ピンぼけ画像から逆変換した例 [hirax.net]。
Re: (スコア:0)
キヤノンのRAW現像ソフトDPPの最近の版で、回折ボケの復元に対応してますよ。
演算に時間がかかるのでカメラ内での処理はできないのと、レンズのパラメータが必要なので対応レンズが限られていますけど。
将来的にはカメラ内での演算もできそうですね。
コンデジの似非超解像が本当の超解像になるのかなー。
Re: (スコア:0)
>回折は数学的には畳み込み演算として解析可能な現象ですから、その逆演算を施すことで、
>回折ボケのない画像を生成することも可能でしょう
>そういう数値演算フィルタとその逆変換フィルタですから、復元できて当たり前なのですが
劣化の過程を行列で表した場合にランクが減らなければ、そのとおりなんですが、
レンズの回折限界の場合はランクが減ってて逆演算が存在しないんじゃないですかね。
そうでなければ、天文学者やその他大勢が狂喜乱舞してると思いますよ。
Re: (スコア:0)
>その逆演算を施すことで
一休さん曰く
「では逆演算してやりますから、その前に写真の中から位相を取り出してください」
Re: (スコア:0)
僕みたいな知識の無い輩への売り文句だね
デジタルズームでガビガビになって使い物にならなかった写真
そんな経験をしてしまうと光学ズームサイコー!ってなっちゃうんだよ
光学系の限界に対する知識が殆ど無いけど(理解出来ない)
デジタルズームで粗くなってしまうコトは単純で理解し易いからね
でもF値のコトで気にかかってしまい結局買わない僕ですがね
Re: (スコア:0)
ところで、NDフィルタで光量調整するカメラって具体的にはどれですか?
Re:回折限界超えてるからボケボケだよ (スコア:1)
高級機以外のほとんどのコンデジ。
絞りが無い(開放だけ)か、あっても1段だけ、光量の調整はNDフィルタで、というのが多いですよ。
ヘタするとNDフィルタも無くて、露出の調整はシャッター速度とISO感度だけとか。
この場合可動部品が無い(電子シャッターなので)のでいっそう低コストですね。
仕様表にレンズの絞り値しかなくて、露出制御欄に絞りが無い場合は絞り無しかもしれません。
「コンデジ 絞り NDフィルター」とかでぐぐると色々情報あるかと。
というか、実は高級機もNDフィルタ併用します。
たとえばGRDigitalIVには「オート撮影モードでF8.0~F11 表示のとき、絞りとNDフィルターを併用して露出制御」みたいな注記が。
CX6には絞り優先モードありますが、「開放と小絞り」の2つのみで、しかも小絞りは画質が劣化するとの注記付き。
これは小絞りボケ=回折ボケのことですね。
というわけで、コンデジには絞り制御がなくなりつつあるというお話。
Re: (スコア:0)
各社コンパクトのエントリー層からミドル層といったあたりかな。
CoolpixのSやL。
IXY、PowerShotのAやLなど。
Exilimはほとんどそう?
FINEPIXもほとんどそう?
オリンパスやソニーはメーカーサイトで絞りの言及なし。