Насколько можно увеличить увеличение объектива без существенного снижения качества изображения?

В настоящее время у меня есть только макрообъектив с 1-кратным увеличением (35 мм F / 2,8), но я играю с арендованным 65-мм объективом Canon MP-E, который может увеличиваться в 5 раз. Фотография с таким увеличением - это целый мир!

Тогда возникает вопрос, насколько я могу увеличить увеличение 35-мм макроса с помощью удлинительных трубок или других макроадаптеров без потери качества изображения? Что потребуется, чтобы выйти за пределы 2-3х, если это возможно?

Вы должны хорошо укладывать на весь набор удлинительных трубок. Вы увеличите дифракцию, однако вы также будете увеличивать объект съемки в большей степени, возможно, в несколько раз больше ... поэтому мелкие детали будут выделяться больше, чем при более низком уровне увеличения, поскольку эффекты дифракции остаются меньшими, чем увеличенные детали (до определенной точки ... дифракция будет расти быстрее, чем увеличение детализации, однако задолго до того, как она достигнет точки, где воздушный диск больше, чем ваши оригинальные детали, другие вещи ограничат вашу способность продолжать расширяться). Грани глаза насекомых становятся гигантскими, и мелкие детали КАЖДОГО ЛИЦА могут быть видны с достаточным увеличением, вплоть до того, что они охватывают большие скопления пикселей ... где воздушный дифракционный диск может охватывать только пару пикселей.

Ради экспериментов, давайте предположим, что гипотетическое насекомое на самом деле является нашим предметом. Допустим, мы снимаем на 18-мегапиксельную камеру APS-C с увеличением 1: 1. Допустим, грани глаз наших испытуемых охватывают области 8x8 пикселей (очень маленькие!)

Если вы стреляете 35 мм 1: 1 @ f / 5.6 и шлепаете по удлинительной трубке 25 мм. Коэффициент увеличения равен extension / focalLength, так что вы добавляете увеличение на 25 мм / 35 мм или увеличение на 0,714 раза. Увеличение влияет на эффективную диафрагму, в которую вы стреляете. При увеличении 1,0x вы уже испытываете некоторые эффекты, и ваша эффективная диафрагма составляет f / 11. При дополнительном увеличении эффективный f-стоп равен f/5.6 * (1 + 1.714)или f / 15. Размер ваших глазных граней теперь составляет около 26x26 пикселей, а дифракция затрагивает около 4 пикселей.

Точно так же, 50-миллиметровое удлинение будет иметь дополнительное увеличение в 1,43 раза (50/35), поэтому эффективный f-stop равен f/5.6 * (1 + 2.43)f / 19. Дифракция на этом уровне видна и будет иметь умеренное влияние на IQ, но не настолько близко, насколько это возможно, так как оптические аберрации будут на уровне f / 2.8. Это все еще не влияет на конечное качество вашего изображения, однако ... так как ваш предмет также вырос в деталях. Размеры глаз вашего объекта теперь составляют около 43x43 пикселей, а дифракция затрагивает около 6 пикселей.

Давайте продолжим эксперимент ... вам нужно остановиться на f / 22, чтобы получить достаточное количество степеней свободы, и ваше увеличение на целое 5-кратное увеличение. Это дает вам эффективную диафрагму f/22 * (1 + 5), или F / 132 . На этом этапе эффекты дифракции будут охватывать область около 150 пикселей для датчика APS-C 18-мегапиксельной камеры (что ОЧЕНЬ высокого разрешения, около 116 lp / мм ... пар линий / миллиметр.) Вы можете склоняться к мысли, что эффекты дифракции теперь стирают все детали, над которыми вы так усердно работали. Это не обязательно так. Вы при 5-кратном увеличении , почти на три порядкабольше, чем вы были при 2,43-кратном увеличении, где эти мелкие детали охватывали 26x26 пикселей. Те же самые детали должны охватывать более 250х250 пикселей. Дифракция увеличилась и, вероятно, размывает мелкие детали, но затрагивает около 50 пикселей. Вы все равно будете извлекать больше деталей, чем потеряете из-за дифракции.

Чтобы ответить на ваш фундаментальный вопрос: сколько вы можете увеличить, прежде чем потерять детали? Размер воздушного диска будет расти немного быстрее, чем размер оригинальной детали при увеличении в 1,0 раза. Это связано с неоднородной природой дифракции и тем, как она будет мешать / усиливать себя при увеличении эффекта. Дифракция также зависит от длины волны света ... поэтому пока я использовал длину волны желто-зеленого света (564 нм) для своих расчетов, видимый свет охватывает диапазон от примерно 340 нм фиолетового до 790 нм глубокого красного. Глубокий красный свет будет рассеивать больше, чем другие длины волны, и будет производить большую дифракцию. В конечном итоге вы можете достичь предела, при котором дифракция влияет на IQ настолько, что вы не получаете никаких дополнительных преимуществ. Этот предел очень далеко за пределы, когда другие механические ограничения не позволяют вам расширяться.

В обычной фотографии, чем больше вы останавливаете диафрагму, тем сильнее влияют эффекты дифракции на изображение. Поскольку детали на изображении не увеличиваются при остановке, тем больше деталей вы теряете по мере роста воздушных дисков. Когда дело доходит до макрофотографии, увеличение детализации при увеличении протяженности ... и, в то же время, увеличение дифракции, оригиналдетали всегда больше, чем воздушный диск. По мере расширения вы потеряете некоторые детали (вы будете показывать все более и более мелкие детали, а при увеличении примерно в 3 раза дифракция начнет влиять на видимость более мелких деталей, чем то, с чего вы начали в 1,0x.) эффекты дифракции не позволят вам продолжать получать полезные результаты с дополнительным увеличением. Но вы можете продвинуть увеличение очень далеко. В общем случае у вас гораздо больше шансов столкнуться с проблемой, когда ваша фокальная плоскость оказывается слишком близко или на самом деле внутри линзы, прежде чем вы действительно столкнетесь с проблемами с дифракцией, влияющей на IQ по-настоящему вредным образом.

Прежде всего, добавление удлинительных трубок приведет к дальнейшему удалению передней части объектива от корпуса, а сфокусированной плоскости - ближе. Существует предел, сколько вы можете увеличить, пока ваш объектив не поместится физически между сфокусированной плоскостью и корпусом камеры. 35-мм макрообъектив уже имеет очень близкую фокусировку, поэтому физическая длина объектива ограничивает его длину.

При использовании удлинительных трубок вы перемещаете объектив дальше от поверхности изображения (пленка или датчик). Большее расстояние означает, что круг проецируемого изображения будет больше, а вы используете его меньшую часть - поэтому, чтобы получить такое же разрешение, объектив должен теперь проецировать изображение с большей точностью. Внутреннее расширение 35 - мм 1: 1 макро объектив 70мм; вам придется добавить еще 70-миллиметровые удлинительные трубки для двойного увеличения, но для этого требуется вдвое больше разрешающей способности, чтобы получить такое же качество проецирования.

Следовательно, вы начнете терять качество изображения, когда ваше разрешение объектива, деленное на коэффициент расширения, станет меньше, чем разрешение, на котором вам нужно изображение. С этого момента вы можете использовать обрезку вместо.

Точно так же фотография с реверсивным кольцом ограничена разрешающей способностью реверсивного объектива (который оптимизирован для таких разрешений, как у вашего датчика, а не в 2-3 раза больше). Получение большого увеличения без специально разработанной для этого оптики является либо очень дешевым и простым (напечатать обрезку и принять более низкое разрешение), либо невозможно.

Возьмите подержанный 28-миллиметровый широкоугольный объектив и переверните его. Затем добавьте удлинители по вкусу.

В качестве альтернативы используйте близкие линзы.