Jak wyglądają nasze pomiary ostrości na obrazach?

Dzisiaj, aby wzbogacić nasze recenzje obiektywów, chciałem podzielić się praktycznymi przykładami ilustrującymi, jak różne wartości Imatest LW/PH MTF50 wyglądają na rzeczywistych obrazach testowych. Prezentowaliśmy już te wartości Imatest, a teraz czas zobaczyć je w akcji!

Chciałbym rozpocząć ten artykuł od podkreślenia, że ​​prezentowane tu zdjęcia to tabele testowe, a nie rzeczywiste fotografie. Choć oglądanie rzeczywistych zdjęć jest niewątpliwie bardziej ekscytujące, głównym celem tego artykułu jest wyjaśnienie, w jaki sposób dochodzimy do wartości prezentowanych w naszych recenzjach obiektywów w Photography Life, które wszystkie pochodzą ze zdjęć tabel testowych. W rzeczywistości tabele testowe mają niezwykłą zdolność uwydatniania subtelnych różnic w kontraście, które mogą być trudne do zauważenia na rzeczywistych fotografiach. Oznacza to, że różnice, które zauważysz w tym artykule, mogą wydawać się przesadzone w porównaniu z większością codziennych sytuacji fotograficznych.

Informacje podstawowe

Większość naszych recenzji obiektywów obejmuje kompleksowe testy ostrości dla różnych ogniskowych, wartości przysłony i różnych obszarów obrazu. Być może widziałeś wykresy, które regularnie prezentujemy w Photography Life, na przykład ten przykład:

Ale co właściwie oznaczają te liczby? Technicznie rzecz biorąc, są to wartości MTF50 dla szerokości linii na wysokość obrazu (LW/PH MTF50), które mierzymy podczas fotografowania największej planszy testowej Imatest za pomocą 45-megapikselowego aparatu Nikon Z7. Innymi słowy:

• MTF Zasadniczo jest to procent rzeczywistego kontrastu sceny, jaki zachowuje obraz. Naprzemienne czarne i białe paski są zazwyczaj używane w testach laboratoryjnych do pomiaru MTF. Wyobraź sobie hipotetyczny schemat testowy, w którym paski początkowo są bardzo grube i stopniowo stają się coraz cieńsze. Nawet matowy obiektyw pokaże większość kontrastu na grubszych paskach. Jednak wraz ze zmniejszaniem się grubości pasków, zachowuje się mniej pierwotnego kontrastu – być może tylko 90%, potem 70%, potem 50%… a pierwotny kontrast sceny nadal maleje, w miarę jak naprzemienne linie stają się cieńsze. W pewnym momencie między liniami nie ma już kontrastu; obraz będzie wtedy wyświetlał jedynie neutralną szarą masę.
• pozy MFO50 Pytanie: Jaka jest grubość linii, przy której zachowane jest 50% pierwotnego kontrastu? Jest to powszechnie uważane za dobry wskaźnik tego, co wizualnie „wygląda ostro”.
• Termin ten oznacza Wyświetl linie dla każdej wysokości obrazu (LW/PH) W ten sposób przekładamy to pytanie („Jaka grubość linii zachowuje 50% oryginalnego kontrastu?”) na liczby, które widzisz na naszych wykresach w Photography Life. Zasadniczo określamy, ile linii może pokryć dany obszar. Długość czujnika aparatu Im wyższa liczba, tym lepiej, ponieważ oznacza ona więcej/cieńszych linii.

Gdy pytanie jest postawione szerzej – czyli „Jaka jest grubość linii, przy której zachowane jest x% pierwotnego kontrastu?” – staje się jasne, że każda wartość między MTF0 a MTF100 jest mierzalna. Niektórzy fotografowie zagłębiają się w ten temat, opisując obiektywy dobrze działające przy MTF80 lub MTF90 jako charakteryzujące się doskonałym kontrastem (czasami nazywanym drobnym kontrastem lub „ekstruzją”), podczas gdy obiektywy dobrze działające przy MTF30 lub MTF20 jako zdolne do ukazania wielu szczegółów na poziomie pikseli.

Wyniki MTF są silnie skorelowane w różnych częstotliwościach przestrzennych, a obiektyw dobrze działający przy MTF50 („ostrości”) powinien również charakteryzować się doskonałym kontrastem i szczegółowością na poziomie pikseli. Dlatego traktujemy go jako test reprezentatywny.

Na koniec, matryca aparatu ma znaczący wpływ na wartości LW/PH MTF50. Rozmiar matrycy, rozdzielczość i stos filtrów odgrywają kluczową rolę. Z tego powodu dokładne porównanie obiektywu testowanego na dwóch różnych aparatach jest niemożliwe bez krzywej konwersji, która pozwoliłaby przełożyć wartości z jednego testu na drugi. Nawiasem mówiąc, to właśnie ten współczynnik konwersji zapewnił, że nasze testy obiektywów Canon i Sony były w miarę porównywalne z testami obiektywów Nikona, o czym można przeczytać więcej tutaj.

Przegląd obrazów użytych w tym artykule

Zdjęcia, którymi się dzielę w tym artykule, są wycinkami w 100% (960x960 pikseli) pochodzącymi z obrazów tabel testowych, których używamy w Photography Life. Są to rzeczywiste zdjęcia używane do obliczania wartości LW/PH MTF50, którymi dzieliliśmy się w naszych recenzjach obiektywów na przestrzeni lat. Nie zastosowano wyostrzania ani żadnych korekt aberracji chromatycznej, szumu ani zniekształceń. Nie zmieniono ich rozmiaru — po kliknięciu zdjęcia zobaczysz, że zostało ono dokładnie wykadrowane z oryginalnego pliku .NEF. Ujednoliciłem jasność i balans bieli w programie Lightroom, aby ułatwić wizualne porównanie. W przypadku kilku zdjęć, których kadrowanie mogło być niejednoznaczne, użyłem nieco węższego współczynnika proporcji (zachowując jednocześnie wysokość obrazu na poziomie 960 pikseli). Na koniec wyeksportowałem je jako pliki JPEG programu Lightroom z minimalną kompresją (jakość 90%), bez wyostrzania podczas eksportu i z pełnymi danymi EXIF.

Oto pełny rozmiar obrazu i sposób jego przycięcia, jaki stosuję dla wszystkich obrazów zamieszczonych później w artykule:

Zauważysz, że czarno-białe wzory w odległych rogach obrazu są częściowo obcięte przez krawędzie. Jest to celowe. Imatest w rzeczywistości nie mierzy wartości MTF50 z tych wzorów, lecz z ukośnych szarych linii wzdłuż krawędzi ukośnych kwadratów. W powyższym przykładzie ustawienia te ukośne linie są umieszczone jak najdalej od rogów kadru (w przeciwnym razie Imatest nie będzie w stanie ich odczytać). Ponieważ powoduje to lekkie obcięcie czarno-białych wzorów, fragmenty „narożne” na poniższych obrazach będą nieznacznie obcięte w porównaniu z fragmentami „środka kadru” i „centrum”.

Wreszcie, uważni obserwatorzy mogą zauważyć, że konkretne wartości LW/PH MTF50, które wymieniłem poniżej, nie zawsze idealnie odpowiadają liczbom w naszych recenzjach obiektywów, chociaż wszystkie są bardzo zbliżone. Dzieje się tak, ponieważ wartości dla środka kadru i narożników w naszych recenzjach są średnimi dla różnych obszarów kadru (sześć obszarów dla środka kadru i cztery dla narożników), podczas gdy poniższe zdjęcia pokazują tylko jeden obszar kadru. Tymczasem wszystkie wartości dla środka kadru pokazane poniżej są takie same jak te w naszych recenzjach, z wyjątkiem tej dla obiektywu Nikon Z 14-24 mm f/2.8 S, ponieważ niedawno testowałem drugą wersję tego obiektywu, która wypadła lepiej niż pierwsza – i to właśnie te fragmenty pokazuję poniżej.

Mając to już za sobą, przyjrzyjmy się fragmentom!

Obrazy ilustracyjne przy różnych wartościach LW/PH MTF50

1. 500 LW/PH MTF50

Na szczęście niewiele obiektywów osiąga tak słabą jakość obrazu, nawet przy ekstremalnych kątach i maksymalnym otworze przysłony. Jednym z niewielu obiektywów, które ostatnio testowałem na tym poziomie, jest starszy Nikkor 43-86 mm f/3.5 Ai-S, i nawet on radzi sobie tak słabo tylko przy maksymalnym otworze przysłony i przy ekstremalnych kątach.

2. 1000 LW/PH MTF50

Od teraz pokażę Wam kilka próbek dla każdej z wartości LW/PH MTF50. To pozwoli Wam lepiej zrozumieć, w jaki sposób obrazy mogą być jednocześnie podobne i różne, osiągając niemal ten sam wynik testu.

Wciąż znajdujemy się w dolnej granicy spektrum, choć niektóre dobre obiektywy mogą oferować podobną wydajność przy dużej przysłonie. Zauważysz, że poniższe zdjęcia nie tylko charakteryzują się znacznym rozmyciem, ale także wykazują większą aberrację chromatyczną niż większość przykładowych zdjęć w tym artykule.

Co ciekawe, rodzaj rozmycia na trzech poniższych zdjęciach nieznacznie się różni. Pierwsze dwa obiektywy wydają się powodować lekkie rozmazanie, podczas gdy trzeci wygląda na niemal nieostry. (Innymi słowy, pierwsze dwa obiektywy mają dobre wartości MTF20 i MTF30, co oznacza dobrą szczegółowość na poziomie pikseli, ale słabe wartości MTF80 lub MTF90, co oznacza niski kontrast. Trzeci obiektyw działa odwrotnie – ma dobry kontrast, ale niską szczegółowość na poziomie pikseli. Mimo to wszystkie trzy zdjęcia mają niemal takie same wartości MTF50!)

3. 1500 LW/PH MTF50

Teraz wszystko wygląda lepiej i z pewnością nadaje się do użytku nawet w przypadku stosunkowo dużych wydruków. Należy pamiętać, że są to bardzo powiększone klipy, reprezentujące mniej niż 1 megapiksel z 45-megapikselowego obrazu. Mimo to, rezultaty nadal wykazują pewne nierówności na krawędziach. Chciałbym, aby mój obiektyw zapewniał lepszą jakość obrazu od rogu do rogu przy każdej ogniskowej, przynajmniej w części zakresu przysłony.

4. 2000 LW/PH MTF50

Wchodzimy teraz na bardzo satysfakcjonujący poziom ostrości, na którym nie miałbym żadnych poważnych zastrzeżeń do jakości obrazu, gdyby wszystko inne poszło dobrze. Oczywiście, możliwa jest jeszcze wyższa ostrość, ale ten poziom wydajności wytrzyma krytykę nawet na bardzo dużych odbitkach. Moim zdaniem dobry, nowoczesny obiektyw powinien być w stanie osiągnąć taki poziom ostrości od rogu do rogu dla co najmniej jednej wartości przysłony – idealnie dla wszystkich ogniskowych, choć byłbym bardzo zadowolony, gdyby był zbliżony (na przykład około 1800-1900 LW/PH MTF50 na skrajnym końcu zakresu zoomu).

5. 2500 LW/PH MTF50

Te poziomy ostrości obiektywu (2500 LW/PH MTF50) są standardowe dla nowoczesnych obiektywów w środkowej części kadru, a niektóre z najlepszych obiektywów osiągają je nawet w narożnikach. Zalety w tym zakresie stają się mniej widoczne w porównaniu z poprzednimi modelami 2000 LW/PH; jednak nadal będziesz w stanie zauważyć różnice, szybko przełączając się między zdjęciami.

6. 3000 LW/PH MTF50

Osiągamy teraz wysoki poziom ostrości. Moim zdaniem, nowoczesne obiektywy powinny przekraczać to minimum w połowie zakresu przysłony. Obiektywy premium również osiągają ten poziom ostrości w połowie co najmniej jednego otworu przysłony. Testowaliśmy nawet dwa lub trzy obiektywy, które osiągnęły ten poziom w rogach kadru, ale jest to niezwykle rzadkie.

7. 3500 LW/PH MTF50

Na tym etapie osiągamy poziom ostrości, który zazwyczaj obserwujemy tylko w centrum kadru. Godnym uwagi wyjątkiem jest obiektyw Nikon Z 135 mm f/1.8 Plena, który utrzymuje tę wysoką jakość w centralnych partiach obrazu nawet przy przysłonie f/4. Nowoczesne obiektywy stałoogniskowe często osiągają ostrość 3500 LW/PH MTF50 w centrum kadru, a obiektywy zmiennoogniskowe coraz częściej osiągają ten poziom. Jednak ten wynik pozostaje wyjątkowo wysoki i zawsze imponujący, gdy obiektyw osiąga ten poziom.

8. 4000 LW/PH MTF50

Parametr 4000 LW/PH MTF50 stanowi kamień milowy w naszym dążeniu do zrozumienia ekstremalnej ostrości, poziomu osiągalnego jedynie przez najostrzejsze obiektywy, jakie można sobie wyobrazić, i jak dotąd tylko w centrum kadru. Większość obiektywów osiągających ten poziom ostrości to obiektywy stałoogniskowe, ale niektórym obiektywom zmiennoogniskowym udało się przekroczyć ten próg w ostatnich latach. W matrycy Nikona Z7 ten wysoki poziom ostrości można uzyskać tylko przy przysłonie f/4 lub większej; przy mniejszej przysłonie pokonanie zjawiska (choć niewielkiej) aberracji staje się niemożliwe.

Na koniec dochodzimy do najdokładniejszego pomiaru ostrości, jaki udało nam się uzyskać w ostatnich latach, uzyskanego obiektywem Viltrox 35 mm f/1.2 z przysłoną f/2, który osiągnął 4142 LW/PH MTF50. (Niestety, nie udało mi się znaleźć oryginalnego pliku .NEF z testu obiektywu Nikon AF-S 28 mm f/1.4E, który przeprowadziliśmy prawie dekadę temu, ale ten obiektyw nadal utrzymuje rekord Photography Life z wynikiem 4162 LW/PH MTF50).

główne punkty

Czy różnice wydają się bardziej subtelne, niż się spodziewałem? Uważam, że wszystko przy wartościach 2500 LW/PH MTF50 lub wyższych wygląda doskonale gołym okiem, a korzyści zaczynają znacząco maleć przy wyższych wartościach. Różnice te mogą występować w tak rygorystycznych warunkach laboratoryjnych, ale uważam, że w praktyce różnica między (na przykład) 3500 a 4000 LW/PH MTF50 nie byłaby zauważalna na rzeczywistych zdjęciach, przynajmniej przy rozdzielczości 45 megapikseli. Jednak różnice między mniej znaczącymi wartościami MTF są o wiele ważniejsze; na przykład 1000 i 1500 LW/PH MTF50 to dwa zupełnie różne światy.

Te zdjęcia testowe skłaniają mnie do ponownego rozważenia priorytetów przy ocenie wydajności obiektywu. Czy obiektyw, który rejestruje około 1300 LW/PH w rogach przy szerokim otworze przysłony, ale którego centrum przekracza 4000 przy wąskim otworze przysłony, jest naprawdę lepszy od obiektywu, którego rogi utrzymują się na poziomie około 1600 LW/PH lub wyższym, nawet jeśli jego centrum „tylko” osiąga około 3500?

To nie jest pytanie hipotetyczne! Który z tych obiektywów ma najlepszą ostrość?

Na pierwszy rzut oka Viltrox może wydawać się oczywistym zwycięzcą dzięki wyjątkowo wysokim wartościom ostrości centralnej, ale bliższe spojrzenie może zmienić zdanie. Biorąc pod uwagę, jak trudno odróżnić od siebie wyższe wartości MTF50 LW/PH – i odwrotnie, jak łatwo odróżnić niższe – skłaniam się ku Sigmie. Ma ona niższy pułap, ale wyższą wartość dolną, nigdy nie spadającą poniżej 1585 LW/PH MTF50 w rogach (podczas gdy Viltrox spada do 1298). Jak widzieliście w tym artykule, dolna wartość jest zazwyczaj najważniejsza w przypadku MTF, zwłaszcza przy ocenie ostrości obiektywu.

Nawiasem mówiąc, jeśli firmy będą nadal produkować obiektywy o tak niesamowitej ostrości, może to uzasadniać ideę produkcji jeszcze bardziej zaawansowanych aparatów pełnoklatkowych o odpowiedniej rozdzielczości. 45 megapikseli wystarcza w większości sytuacji, ale dzięki tym doskonałym obiektywom, 100, a nawet 200 megapikseli będzie nadal ujawniać nowe szczegóły i umożliwiać wykonywanie większych odbitek z mniejszą pikselizacją. Obserwujemy to już w przypadku trybu „piksel-shift” o wysokiej rozdzielczości, dostępnego w niektórych współczesnych aparatach – gdzie rozdzielczość matrycy, a nie rozdzielczość obiektywu, jest obecnie często największym czynnikiem ograniczającym. (Należy pamiętać, że prawdziwym czynnikiem ograniczającym są zazwyczaj takie czynniki jak głębia ostrości, dyfrakcja, rozmycie ruchu lub szum, ale nadal istnieją sytuacje fotograficzne, w których te problemy można kontrolować).

Podsumowanie: Zrozumienie wartości ostrości i ich wpływu na obrazy

Mam nadzieję, że ten artykuł pozwolił Ci lepiej zrozumieć, jak nasze testy laboratoryjne przekładają się na rzeczywiste zdjęcia! Oczywiście, to tylko tabele testowe, a zdjęcia z życia wzięte nie oddadzą tych różnic tak łatwo. Ale dzięki temu martwienie się o subtelne różnice między obiektywami w codziennej fotografii staje się mniej konieczne, zwłaszcza w wyższych zakresach ostrości.

Producenci obiektywów dysponują naprawdę imponującymi możliwościami inżynieryjnymi i nierzadko można spotkać obiektywy przekraczające granicę 4000 LW/PH MTF50. Ale czy to rzeczywiście pomaga w zdjęciach, to już inna kwestia. Osobiście preferuję obiektywy, które zachowują lekkość, a jednocześnie wysoki poziom ostrości, nawet jeśli maksymalna ostrość jest nieco niższa. Moje preferencje mogą się zmienić, gdy pojawią się aparaty pełnoklatkowe o rozdzielczości 100 megapikseli lub większej, ale na razie wyższy poziom nie jest dla mnie problemem w mojej własnej fotografii.

Jednak to od Ciebie zależy, jak dużą wagę przywiązujesz do tych różnic w ostrości i czy Twoje zdjęcia skorzystają na uchwyceniu tego ostatniego akcentu kontrastu. Niezależnie od Twojej sytuacji, teraz lepiej rozumiesz, co oznaczają nasze liczby.