2010年4月12日 星期一

請教一個問題

我要 "錄" 月面, 器材如下:
A. 1/2"晶片, 錄影畫面1920X1080畫素, 望遠鏡真實焦長400mm, F5.
B. 4/3"晶片, 錄影畫面1920X1080畫素, 望遠鏡真實焦長1000mm, F5.
C. 135片幅晶片, 錄影畫面1920X1080畫素, 望遠鏡真實焦長2000mm, F5.
沒講到的部份都已最佳化, 所以暫不討論.
然後問題是: 哪種組合的畫面解析力最高?
解析力最高的那一組, 是什麼原因讓解析力勝過其他組?
煩請利用下方的 "意見" 來告訴我, 感激不盡.
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2010/04/14 補充:
謝謝各位的說明, ALOHA兄提到了繞射圓盤, 這是我沒想到的.
我原本的想法也是這三者解析力相同, 訊噪比什麼的先不管,
單純用 "錄" 的的話, 解析力應該相同才是.
ALOHA兄後半段提到的, 是提高畫素後的結果, 那時當然大晶片大口徑有高解析力, 但有點偏離我的問題了.

9 則留言:

柚子老師 提到...

純粹就機械部分的解析力來說,我認為畫素數相同,取樣率調整成一樣的話,解析力就應該一樣...

月亮表面的解析程度應該蠻受到視相影響的,從這一點來考慮,集光力大會比較吃香,同時集光力大也直接增進訊噪比,所以我投最後那一組口徑最大的系統一票~

小林 煎餅 提到...

FULL HD 135相機跟一般非業務機HDCAM 有壓倒性的優勢.....
這在很多商業攝影都有証實....

CHENHSHS 提到...

既然已經說好沒提到的部分不需討論,只論像素大小與解析度的關係,這題的答案就會是三個結果都一樣!
因為解析度,與畫素大小有關,與AD轉換有關,與焦長有關,與口徑有關,與...等有關,但都已最佳化,那表示不受上述影響,而三台焦長與畫素的比值都一樣,結果就會一樣!

ALOHA 提到...

如果樓上的說法正確,那就表示只要能把sensor上的畫素切得夠小,口徑1mm的鏡頭,也可以拍出跟口徑1m的鏡頭一樣的影像解析力。

想也知道這是不可能的。

CHENHSHS 提到...

1mm口徑與1M口徑這種1000倍的巨大差異之下當然是不可能!

可是如本題,在最大口徑400mm與最小口徑80mm,僅五倍的差異之下

A. 1/2"晶片, 錄影畫面1920X1080畫素, 望遠鏡真實焦長400mm, F5.
C. 135片幅晶片, 錄影畫面1920X1080畫素, 望遠鏡真實焦長2000mm, F5.

A與C得到一樣或類似的效果,可能性不存在嗎?
如果很多條件都不考慮進去的話!
就像為了方便起見,物體皆以剛性處理...

ALOHA 提到...

如果差1000倍有差,為什麼差5倍沒差?

如果差1.1倍你說那沒差,那我就認了,五倍耶。有誰會認為五倍的解析力差異是沒差的?

CHENHSHS 提到...

A組合的口徑小,但光學分解能已經超過該CCD的解析度4.4um,如果CCD夠細,還可以再將細節顯示出來!
直到極限的光學的解析度!
換句話說八公分的解析度是被CCD所限制了。

C組合的口徑大解析度高,但CCD的單位畫素也大,但CCD無法解析出小於22.2um大小的細節!
所以CCD也限制了40公分的分解能!

A與C拍出來的月亮一樣大,所以結果A與C有類似的結果!


1M鏡與1mm鏡頭:
1mm口徑的解析度,搭配超微細的CCD,因為那麼微細CCD的解析度已經超過1mm的口徑的解析度!
所以解析度被1mm鏡頭所限制!
當然不可能會有1M的效果!!

1M鏡如果用很大單位畫素的CCD也得不到高解析!
因為CCD的解析度不夠!
因1M鏡的解析度被CCD所限制了!


我剛剛以倍率來解釋是天大的錯誤!
哈!
感謝點醒!

所以花了一點時間思考、找資料與計算,不知道以上新的想法OK不OK呀~
請大家指教了

ALOHA 提到...

比較A跟C就好。

因為都是F5,繞射圓盤在焦平面上半徑都是3.05um,所不同的是,A換算成角度是1.5秒,C換算成角度是0.3秒,二者解析力差非常多。

A的pixel size是3.8um,C是18um,所以pixel解析力的部份二者是半斤八兩,最後A跟C都只能解析出約1.5秒的細節而已。A的問題出在口徑太小,解析力不足,C的問題出在像素太大,發揮不出該口徑應有的解析力。

不過以上結論一部份是因為廠長的命題不夠好,全片幅只有兩百萬畫素?廠長胃口有點低..... XD 如果A跟C其它條件不變,畫素數都提升到兩千萬,那C會大幅勝出,因為C的口徑比較大。兩千萬畫素現在對全片幅來說不是難事,1/2片幅或許還不容易,但也是遲早的事。CCD畫素可以因為技數進步越做越小,但物理上的限制不會因為技術而改變,那就是口徑越大解析力越高這件事,到頭來,凡事都要回歸到這個很基本的事實。

另一件事就是柚子提到的,集光力。試著從這個角度想:A與C都是F5,二者焦平面上的照度相同,也就是,在同樣時間內,焦平面上單位面積的入射光子數是一樣的。但A的像素面積是C的1/25,也就是在同樣時間內,A上頭每個像素收集到的光子數是C的1/25。

很多人看到焦比都是F5就以為A跟C是兩個一樣亮的系統,錯!A的攝影速度比C慢25倍!就算不論解析力,A花每幅0.1秒可以拍到的月面,C要花每幅2.5秒才拍得出同樣的品質。這就是集光力的差異,25倍的集光力差很大。

廠長雖然說沒提到的參數都已最佳化,但任何可以最佳化seeing的系統(如搬到高山、或使用adaptive optics等),都不太可能辦到讓A的seeing變化速度是C的1/25倍,也就是,二者面對的seeing是非常像的。C在0.1秒內可以拍到的月面,A花2.5秒拍攝後,結果只會更糊,不會更清析。C凝結大氣寧靜瞬間的能力,是A的25倍,更不用說C本身的理論解析力比A高5倍了。

簡言之,沒有什麼東西可以輕鬆取代大口徑。

小林 煎餅 提到...

http://chinese.engadget.com/2010/04/15/dr-house-canon-5d-markii/

Dr. House 使用 Canon 5D MarkII 拍攝整季最後一集,導演說這是未來

大片CCD帶來的HD VIDEO 真是魅力無法檔....難怪說日本HD CAM動不動都是千萬日幣,但美國的紅點攝影機 依然閃亮動人