Autor Tópico: Resolução de sensores e lentes  (Lida 1429 vezes)

frost

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Online: 29 de Janeiro de 2007, 18:59:59
Pessoal, alguns dados:

Os sensores de tamanho aps-c (que estão presentes na maioria das DSLRs) medem 25.1 x 16.7 mm.

Isso quer dizer que, numa câmera com resolução que tire fotos de 3000x2000 pixels (6mp), há uma densidade horizontal de pixels de 119,5 pixels por milímetro, e uma densidade vertical de 119,8 pixels por milímetro.

As lentes top de linha de 50mm (Carl Zeiss, leitz e outras) tem resolução de cerca de 70 linhas por milímetro (isso no centro da lente, sendo menor nas bordas).

Pelo menos para mim, isso quer dizer que cerca de 50 linhas por milímetro são "desperdiçadas" pelas lentes, que não acompanham a resolução do sensor, ou seja, não faz muito sentido investir em máquinas com sensores tamanho aps-c com mais de 6mp, vez que mesmo nas de 6mp a limitação da qualidade da imagem já é da própria lente.

Queria ouvir a opinião de vocês sobre o assunto.


Marcos Henrique

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Resposta #1 Online: 29 de Janeiro de 2007, 19:52:24
Tem lógica. Mas vou esperar pelos comentário dos mais experientes...


Ricardo Smania

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Resposta #2 Online: 29 de Janeiro de 2007, 20:49:36
Hmm... mas a lente não fica encostada no sensor, ou seja, a área que ela usa é maior que a área do sensor, conseqüentemente aumentando a resolução real. Pelo menos é isso que eu imagino.
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Thiago Sigrist

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Resposta #3 Online: 29 de Janeiro de 2007, 22:38:27
Simplesmente não é verdade que um sensor APS-C de 6MP está limitado em resolução pela lente. Isso é visível, dá pra perceber fácil que as imagens geradas pelos sensores de 10MP mostram detalhes que não existem nos de 6, isso usando mesma lente e todo o resto igual. Mesma coisa vale pro sensor APS-C de 12MP (Nikon D2x), que resolve um tantinho mais de detalhe que o 10MP.

Acho que, do ponto de vista teórico, duas considerações são importantes
1. As lentes top resolvem 70 *pixels* por mm.
Isso é falso, pois as medidas são em lp/mm (pares de linhas) e, até onde sei, lentes verdadeiramente top excedem os 100 lp/mm, enquanto que algumas lentes excepcionais vão muito além. Essa medida de resolução, acredito eu, não se traduz muito facilmente em pixels.

2. O mais importante: um sensor de 6MP não resolve 6MP de detalhe. Graças à matriz de Bayer (cada pixel do sensor tem uma cor definida) e ao filtro passa-baixas, até onde sei a resolução real típica de um sensor de 6MP é algo como 3MP.

Dessa forma, fica mais ou menos fácil para uma lente oferecer mais resolução do que um sensor APS-C pode capturar, mesmo um sensor de 10MP. Dito isto, passando dos 6MP muitas lentes começam a "abrir o bico" e mostrar que não são tão nítidas quanto pensávamos.

Eu diria que o teto para APS-C é, forçando bem a barra, uns 16 a 18MP. Não veremos sensores deste tamanho com muito mais pixels porque aí chegamos num ponto que quase todas as lentes passam a limitar o sensor em resolução, inclusive pelo problema da difração, que nessa resolução passa a ficar sério em aberturas muito próximas a f/8.

Bem, acho que é isso.
Abraços!

 -- thiago
Thiago Massariolli Sigrist
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Lúzio

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Resposta #4 Online: 29 de Janeiro de 2007, 23:08:36
Particularmente acho que  uns 14 é o máximo que as melhores lentes comerciais aguentam.
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Leo Terra

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Resposta #5 Online: 30 de Janeiro de 2007, 00:02:51
Olha existem lentes e lentes, para a grande maioria das lentes essa afirmação é realmente verdade, mas as lentes top resolvem por volta de 2400 linhas horizontais para o formato APS, o que levaria nossa discução a um nível um pouco maior, principalmente se considerarmos que os sensores tem perdas significativas na relação sinal/ruído, o que nos levaria a uma possibilidade de resolução com lentes top que iriam beirar os 14MP para o formato APS e os 12MP para o formato 135, principalmente porque as lentes feitas especificamente para APS tem um desempenho geral melhor do que as lentes feitas para formato 135, principalmente na cobertura das bordas (só para ficar claro essa afirmação é válida APENAS para lentes feitas especificamente para APS, as lentes feitas para 135 quando usadas em APS tem desempenho similar neste quesito, mesmo porque sofreram exatamente com as mesmas limitações na construção e não foram construídas no formato otimizado do APS)... ;)
« Última modificação: 30 de Janeiro de 2007, 00:06:55 por Leo Terra »
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frost

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Resposta #6 Online: 30 de Janeiro de 2007, 16:34:40
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Olha existem lentes e lentes, para a grande maioria das lentes essa afirmação é realmente verdade, mas as lentes top resolvem por volta de 2400 linhas horizontais para o formato APS, o que levaria nossa discução a um nível um pouco maior, principalmente se considerarmos que os sensores tem perdas significativas na relação sinal/ruído, o que nos levaria a uma possibilidade de resolução com lentes top que iriam beirar os 14MP para o formato APS e os 12MP para o formato 135, principalmente porque as lentes feitas especificamente para APS tem um desempenho geral melhor do que as lentes feitas para formato 135, principalmente na cobertura das bordas (só para ficar claro essa afirmação é válida APENAS para lentes feitas especificamente para APS, as lentes feitas para 135 quando usadas em APS tem desempenho similar neste quesito, mesmo porque sofreram exatamente com as mesmas limitações na construção e não foram construídas no formato otimizado do APS)... ;)
Acho muito difícil uma lente conseguir resolver 2400 lpmm, uma vez que para tanto cada linha teria apenas 416 nanometros, o que está no limite inferior da radiação eletromagnética visível (vai de 400nm a 700nm, de acordo com a nasa), assim, se houvesse lente com tal resolução, a mesma somente poderia representar linhas na cor violeta.

Tem certeza que não são 240 lp/mm?


Thiago Sigrist

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Resposta #7 Online: 30 de Janeiro de 2007, 18:30:50
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Tem certeza que não são 240 lp/mm?
Acho que o Leo quis dizer 2400 linhas horizontais na superfície do sensor APS. :)
Thiago Massariolli Sigrist
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frost

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Resposta #8 Online: 30 de Janeiro de 2007, 20:51:20
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Tem certeza que não são 240 lp/mm?
Acho que o Leo quis dizer 2400 linhas horizontais na superfície do sensor APS. :)
tanto faz, esse tipo de concentração só capturaria a cor violeta. Acho improvável resoluções tão altas, pois a física impõe limites.


Thiago Sigrist

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Resposta #9 Online: 30 de Janeiro de 2007, 22:15:47
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tanto faz, esse tipo de concentração só capturaria a cor violeta. Acho improvável resoluções tão altas, pois a física impõe limites.
2400 linhas horizontais em uma superfície de 25.1x16.7mm dá 2400 linhas por 16.7mm, ou seja, algo como 140 linhas por mm.
Thiago Massariolli Sigrist
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Lúzio

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Resposta #10 Online: 30 de Janeiro de 2007, 23:28:55
Fecha em 14, isso ?
« Última modificação: 30 de Janeiro de 2007, 23:29:48 por Lúzio »
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frost

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Resposta #11 Online: 30 de Janeiro de 2007, 23:45:46
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Fecha em 14, isso ?
É, dá até uns 14MP em um sensor APS-C, mas somente se você tiver uma lente ultra-fucking-sharp, tipo uma carl zeiss planar T* ajustada na abertura ótima, a iluminação for perfeita, a câmera estiver fixada em um tripé bem pesado, o foco for ajustado à mão com o auxílio de uma tela de ampliação,o espelho levantado alguns segundos antes da foto e o disparo for feito por controle remoto, senão é resolução desperdiçada.

Ou seja, para o uso nas CNTP, 6-10MP úteis é o máximo que se vai conseguir extrair.


Leo Terra

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Resposta #12 Online: 31 de Janeiro de 2007, 09:23:59
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Tem certeza que não são 240 lp/mm?
Acho que o Leo quis dizer 2400 linhas horizontais na superfície do sensor APS. :)
Sim, são 2400 linhas horizontais no sensor e não 2400 linhas por mm, mesmo assim tanto faz... :) Existem lentes que resolvem até beeem mais do que isso.

As lentes ainda estão bem longes de limites físicos, na verdade em um mundo perfeito com lentes perfeitas teríamos uma resolução infinita, com a luz passando exatamente como entrou.
O importante de se notar é que o que interfere na resolução de uma lente é a forma com a qual o elemento usado "atrapalha" a luz, seja por difração, seja por falhas no polimento, uma lente "ideal" teria resolução tendendo a infinito, neste caso não estaríamos mais discutindo as limitações de lentes e sim de outros dispositivos.
Uma outra questão é que o espéctro visível fica mesmo nesse intervalo, mas no caso estamos tratando de onda, sua visão sobre onda está completamente distorcida.
Se pegarmos uma bacia, colocarmos uma fenda e em seguida provocarmos uma onda de um lado ela vai atingir a fenda, passar por ela e formar uma onda com as mesmas propriedades do outro lado, isso porque a onda não tem dimensão, ela não viaja com aquela forma dos gráficos de onda que conhecemos, ela se propaga de uma forma que se parece mais com pulsos (Não consigo encontrar palavras para descrever exatamente), o portador da luz é um elemento chamado fóton (que é como água de nossa bacia para a luz), que se comporta tanto como onda e como matéria ao mesmo tempo se propagando mantendo as suas características de onda mesmo quando passa por uma fenda e é menor do que um elétron convencional, sendo assim o limite físico para registro dessa luz estaria no máximo limitado ao tamanho de um fóton, que é muuuuuuito menor do que você sequer pode imaginar. ;)

Para concluir o sharp não salva o que a lente perdeu, então você pode usar o sharp mais violento do mundo que se a lente não resolveu o sharp não vai salvar, porque para o sharp atuar a informação tem que existir, se a lente não entregou a informação não existe, o software não consegue criar a informação que estava ali simplesmente porque ele não sabe que ela estava ali.
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Resposta #13 Online: 31 de Janeiro de 2007, 15:54:59
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Tem certeza que não são 240 lp/mm?
Acho que o Leo quis dizer 2400 linhas horizontais na superfície do sensor APS. :)
Sim, são 2400 linhas horizontais no sensor e não 2400 linhas por mm, mesmo assim tanto faz... :) Existem lentes que resolvem até beeem mais do que isso.

As lentes ainda estão bem longes de limites físicos, na verdade em um mundo perfeito com lentes perfeitas teríamos uma resolução infinita, com a luz passando exatamente como entrou.
O importante de se notar é que o que interfere na resolução de uma lente é a forma com a qual o elemento usado "atrapalha" a luz, seja por difração, seja por falhas no polimento, uma lente "ideal" teria resolução tendendo a infinito, neste caso não estaríamos mais discutindo as limitações de lentes e sim de outros dispositivos.
Uma outra questão é que o espéctro visível fica mesmo nesse intervalo, mas no caso estamos tratando de onda, sua visão sobre onda está completamente distorcida.
Se pegarmos uma bacia, colocarmos uma fenda e em seguida provocarmos uma onda de um lado ela vai atingir a fenda, passar por ela e formar uma onda com as mesmas propriedades do outro lado, isso porque a onda não tem dimensão, ela não viaja com aquela forma dos gráficos de onda que conhecemos, ela se propaga de uma forma que se parece mais com pulsos (Não consigo encontrar palavras para descrever exatamente), o portador da luz é um elemento chamado fóton (que é como água de nossa bacia para a luz), que se comporta tanto como onda e como matéria ao mesmo tempo se propagando mantendo as suas características de onda mesmo quando passa por uma fenda e é menor do que um elétron convencional, sendo assim o limite físico para registro dessa luz estaria no máximo limitado ao tamanho de um fóton, que é muuuuuuito menor do que você sequer pode imaginar. ;)

Para concluir o sharp não salva o que a lente perdeu, então você pode usar o sharp mais violento do mundo que se a lente não resolveu o sharp não vai salvar, porque para o sharp atuar a informação tem que existir, se a lente não entregou a informação não existe, o software não consegue criar a informação que estava ali simplesmente porque ele não sabe que ela estava ali.
Obrigado pelo esclarecimento, ainda bem que sou advogado, pois como físico eu ia morrer de fome!  :laughing:  

O "sharp" a que me referi foi a nitidez da própria lente e não do software. Quis dizer que para atingir (de forma útil) a resolução máxima teórica do sensor teria que ter uma lente muito nítida (ou seja, de alta resolução), além dos demais elementos que mencionei.

De qualquer forma, essa foi uma discussão muito esclarecedora.


Luis Cantelli

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Resposta #14 Online: 01 de Fevereiro de 2007, 11:34:23
:wacko:

http://www.canon.com/technology/canon_tech...ation/cmos.html

 Difícil dizer se vão parar por aí.    :huh:  
Cada foto que vejo é uma lição que aprendo.