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作者Furch (呼嚕嚕)
看板DSLR
標題Re: [問題] 為什麼會有撐不起高畫素的鏡頭
時間Sun Oct 2 20:36:18 2022
※ 引述《Richard77523 (拖鞋打蟑螂)》之銘言： 這個問題用圖形來解釋比較快。 鏡頭的目的是將光線聚焦並成像，雖然一顆鏡頭通常有許多枚鏡片， 但概括來說，在做光學分析的時候，我們可以將它簡化並視為是一個薄透鏡系統。 我們先假定有兩顆光學素質完全不同的鏡頭， 第一顆是光學素質不好的廉價鏡頭，姑且叫它爛鏡： https://imgur.com/11AC8TD ↑這裏我們先用一片球面鏡片來模擬基礎鏡頭的光學素質 https://imgur.com/YRZoIfW https://imgur.com/Dl7VF7N ↑在這範例中，爛鏡有著很明顯的球面像差，雖然它同樣擁有聚焦的能力， 但成像並不會完全聚集在一點上，而是會成為一個由中央往邊緣發散的圓。 第二顆則是只存在於理論上的完美鏡頭，就叫它絕世好鏡吧： https://imgur.com/zMCPIGL ↑這顆絕世好鏡完全忽略包含球面像差在內的各種像差，是一顆完美的鏡頭， 所有成像都清楚匯聚在一個點上，而且這個點十分扎實。 https://imgur.com/PcJnC9t ↑現實中要做到這樣的效果，通常會凹透鏡與凸透鏡的組合來消色差， 並需要許多顆特殊鏡片來校正，這裡為了方便對比，我們用理論上的完美鏡頭來比較。 把這兩顆鏡頭放在一起對比，差距是很明顯的： https://imgur.com/aP62knG ↑如果把鏡頭成像給視覺化，爛鏡的成像會是比叫鬆散結構不扎實的圓， 而絕世好鏡的成像則是一個點，如果鏡頭是完美的，理論上這個點能夠趨近無限小。 放在一起對比： https://imgur.com/NjADtM4 ↑左邊是具有球面像差的爛鏡成像，右邊是絕世好鏡的成像。 那麼，這不同的成像會如何與高畫素有關？ 我們再舉兩顆感光元件的例子。 https://imgur.com/gJtAJpC ↑這是一顆採用 Bayer Filter 的感光元件， 在這個 Bayer Matrix 中，包含了經典的 RGGB 排列 在圖中的排列形式是： GB RG https://imgur.com/IjV8l0O ↑這四個子像素構成一個像素點（Pixel） 也就是說如果把這塊 Bayer Matrix 視為一顆感光元件， 那麼它具備 5x3 = 15 畫素。 我們再來看另一顆感光元件， https://imgur.com/xisF69a ↑同樣是 Bayer Matrix，它具備更多的 pixels，即 8x5 = 40 畫素。 接著把我們前面提的兩顆鏡頭的成像，分別放到這兩顆感光元件上面試試。 https://imgur.com/9jMO98X ↑這是爛鏡的成像，可以看到影像雖然不是那麼扎實， 但大致上仍然只有最中央的 Pixel 接收到光線。 https://imgur.com/b13Uk8l ↑這是絕世好鏡的成像，可以看到成像很明確的聚焦在感光元件上， 僅只有最中央的 Pixel 接收到訊號。 如果我們把這兩顆鏡頭換在更高畫素的感光元件上，那麼： https://imgur.com/IpNFYAO ↑這是爛鏡的成像，可以看到不僅只有中央 Pixel 接收到光線， 四周的 Pixels 也接收到了。 https://imgur.com/QxqSI2p ↑這是絕世好鏡的成像，即使畫素變高了， 成像也幾乎都仍在中央的一顆 Pixel 上。 這就是為什麼高畫素機身需要解析力更好的鏡頭， 因為在解析度更高（畫素更高）的機身上， 鏡頭原有的像差與光學缺陷都會被放大， 而這些缺陷在畫素較低的機身上卻相對不明顯。 這個問題再講下去還會牽扯到 MTF 的定義還有最小模糊圈什麼的， 其實真的完全解釋清楚會很大一篇....先這樣好了XD : 小弟覺得很納悶 : 光學不就是對焦而已嗎 : 為什麼鏡頭的光學素質和高畫素有關係呢?? 你的意思應該是「聚焦」， 「聚焦」指的是把光線齊聚在一點上並成像的能力， 「對焦」則是調整聚焦位置之意，兩者是截然不同的。 舉例來說： https://imgur.com/X22fhFj ↑上面是一顆 Tesar 結構的鏡頭，下面則是一顆 Planar 結構的鏡頭， 相比起我們前面舉的爛鏡例子，這兩顆的「聚焦能力」都明顯更好， 這也是一般我們定義的所謂「光學素質」。 但對焦指的是調整成像位置，像是這樣： https://imgur.com/pEBFjk9 ↑以前面的 Tesar 鏡頭舉例，藉由調整鏡頭中鏡片的位置，能夠調整對焦點， 而移動的這部分也會被稱為是「對焦鏡組」。 當然，鏡頭的對焦設計也分很多種形式， 像是整組鏡群一起移動的全群對焦／外對焦，就是最簡單粗暴的一種， 結構簡單不需要額外可動部件，常見在老鏡與平價定焦鏡頭身上。 而像是上面這種移動少數特定幾枚鏡片的形式，一般稱作內對焦， 對焦也會牽涉到焦距改變跟呼吸效應的問題......啊..離題了 這個寫下去也是超長一篇，先這樣好了XD -- 這裡是 Furch Lab 攝影實驗室，我們下次見～～ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.162.4.233 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/DSLR/M.1664714181.A.0F3.html ※ 編輯: Furch (1.162.4.233 臺灣), 10/02/2022 20:39:36
推 jeffc815731: Furch攝影教室 10/02 20:41
推 k9120303: 推好文，專業圖文說明 10/02 20:45
推 NewTypeNeo: 新鏡頭不一定不是爛鏡而老鏡頭也不一定不是絕世好鏡 10/02 20:47
推 weilsea: 看id先推再說 10/02 21:07
推 dklassic: 推 Furch XD 10/02 21:08
推 mac0925: 推好文，解釋清楚 10/02 21:08
→ KasmirLo: 話說理論上的絕世好鏡散景會是什麼樣子 10/02 21:11
校正趨近完美的鏡頭，散景反而不會是最好看的那種， 我覺得自己用過的鏡頭中，135GM 就很接近這個例子， 畫質趨近完美，但追求的不是最好的散景。
推 a1022242: 推 10/02 21:11
※ 編輯: Furch (1.162.4.233 臺灣), 10/02/2022 21:14:47
推 Cliff07: 敲碗拿XH2 評測新舊35.4 33.4的對比 10/02 21:15
推 cklppt: 老讀者推，最近yt更新得少囉 10/02 21:15
推 Roset: 敲碗拿XH2 評測新舊56.2的對比 10/02 21:16
推 jayjen: 你鏡頭系？推啦 10/02 21:19
推 nthomas: 推 太神啦 10/02 21:22
推 xoy: 知識推 10/02 21:24
推 cfesun: 厲害厲害 10/02 21:32
推 ngmi: 專業好文推推 10/02 21:34
推 TheJon: 詳細專業 推 10/02 21:37
推 johnpisces2: 推推 10/02 21:46
推 Gaidiac: 推，長姿勢。 10/02 21:55
推 CGary: Furch真的很認真 寫得也很清楚 推一個 10/02 21:56
推 R101: 推 10/02 21:58
推 ericfys: 推，感謝分享 10/02 21:58
推 glad850: 專業推！ 10/02 22:09
推 wickham15: 推 10/02 22:09
推 MegaGG: 專業推 10/02 22:15
推 ph54769: 推推 10/02 22:18
推 keynote1: 推真技術文，屌打話術那篇 10/02 22:20
推 Laincast: 你鏡頭系 10/02 22:24
推 ferrinatice: 實用推 10/02 22:27
推 iyawen: 拜託更新快一點 少數幾個專業的攝影頻道 10/02 22:28
推 diablohinet: Furch大鏡頭系?! QQ 10/02 22:29
推 sonk: 跪了，這篇放上YT一定很讚啊，短又內容充實 10/02 22:31
推 icexice: 推，超專業 10/02 22:35
推 cklppt: 這篇內容要放yt密度大概太虛XD 幾句話可以說完的事，主要 10/02 23:11
→ cklppt: 是圖文並茂很淺顯易懂，不過以高像素cmos對鏡頭的要求與 10/02 23:11
→ cklppt: 原理為主題應該能講一期？ 10/02 23:11
推 b7881397: 推 10/02 23:11
推 ss50661: 推 10/02 23:13
推 ptnap: 學到新東西了，謝謝您的專業說明 10/02 23:17
→ jeffc815731: 可以多出幾篇這種文章然後把內容合成一部yt影片xd 10/02 23:37
推 imhideji: 讚 10/02 23:38
推 rosseforp113: 太神啦 我還要 10/02 23:40
推 marchs24145: 推 10/02 23:55
推 taylorabc: 推 10/02 23:59
推 M16A1: 推 10/03 00:06
推 kill007: 專業推！ 10/03 00:32
推 ee8iqp7x: 推認真文 10/03 00:38
推 kenbbc12321: 專業推 10/03 00:46
推 jackeighteen: 推講解超強！ 10/03 01:38
推 butthad: 看id再看文章 怎麼好像有聽到聲音 10/03 02:18
推 yan76910: 專業推，講得簡單易懂才是專家 10/03 02:34
推 rgbff: Nikon的S鏡就是那種解析度很高但焦外不柔和的那種 10/03 02:53
推 StanfordNo1: 推 10/03 03:40
推 k13223344: 推推推 10/03 04:48
推 serge1118: 這是不用花錢就可以看的嗎！專業推！ 10/03 05:21
推 spiker520: 推 10/03 07:33
推 rainxo6p: 推 10/03 07:50
推 soarling: 推這篇 10/03 08:24
推 loveadu: 專業推 10/03 08:35
推 lyphard121: 深入淺出推 10/03 08:49
推 hsnubill: 推！ 10/03 08:57
推 starskyjth: 說得很好！ 10/03 09:00
推 clark3530: 10/03 09:09
推 takeda0727: 推 10/03 09:16
推 waa006: 優文 10/03 09:24
推 teiugun: 看到結尾看到Furch lab 難怪這麼專業 10/03 09:30
推 Miralles: 原來不光是話術，慘，沒有理由不換鏡頭了 10/03 09:45
推 jim128097: 推 專業文 10/03 10:06
推 lwecloud: 圖神猛 10/03 10:19
推 NewTypeNeo: 還是可以不換啊XD 有撐不起高畫素的鏡頭不表示你的 10/03 10:22
→ NewTypeNeo: 舊鏡頭撐不起高畫素 10/03 10:22
推 abccat0520: 推推 10/03 10:40
推 lead45678: 推講解 10/03 10:44
推 Yifong: 推 受益良多 10/03 10:57
推 architect03: 推推 10/03 11:01
推 neotsengtw: 推推推 10/03 11:06
→ sony1733: 但我好奇的是 led之類的螢幕 有其顯示限制 目前最大限制 10/03 11:08
→ sony1733: 是 8 K螢幕 10/03 11:08
→ sony1733: 那以光線投射的螢幕顯示 例如 CRT等螢幕的顯示限制 應該 10/03 11:08
推 Reki1351: 專業推 10/03 11:10
推 sony1733: 可以提供更高解晰度才對吧 10/03 11:12
推 Rafachu: 好扯專業推 10/03 11:14
推 hideo: 推好文 10/03 11:32
推 Rogozov: 推推 感謝分享 10/03 11:53
推 CGary: "其實真的完全解釋清楚會很大一篇","這個寫下去也是超長一 10/03 12:12
→ CGary: 篇".... 我們觀眾可以點菜嗎? 這兩個分別寫一篇嘉惠大家XD 10/03 12:13
推 WulinWorks: 這個id的文都有聲音 10/03 12:22
推 YukiPhoenix: 跪著推文... 10/03 12:25
推 Lavonzux: 不愧是Furch 清晰明瞭 推 10/03 12:38
推 whizz: 感謝佛丘 讚嘆佛丘 10/03 12:40
推 kiuygtde: 淺顯易懂 推！ 10/03 12:56
推 Kaiser: 厲害 10/03 13:05
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推 xxx22088: 言簡意賅，深入淺出。厲害！ 10/04 18:37
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推 s9545012: 居然是Furch!!! 我有訂閱!!! 前天才看canon廣角評測 10/06 12:21
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推 devin0329: 敲碗Furch大神第二集、第三集、第四集 10/07 04:04
→ devin0329: 硬知識有些神人老師可能都知道，但要說的淺顯易懂就不 10/07 04:06
→ devin0329: 容易了 10/07 04:06
推 snowcs: 看不懂 但必須推 10/07 08:34
推 yungyui: 太專業了啦 10/07 09:29
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推 gerojeng: 請問如果拍4k影片(830萬像素),爛鏡頭和絕世好鏡的差異? 11/12 19:51
推 valorh54321: 好文 解釋清楚 01/05 22:11