Czarowanie megapikselami
2. Rozdzielczość to nie megapiksele!
Za generowanie obrazu na matrycy odpowiedzialny jest obiektyw naszego aparatu i to właśnie od niego, w przypadku rozdzielczości, zależy najwięcej. Falowa natura światła jest przyczyną dyfrakcji, czyli odchylania się światła przy brzegu oprawy obiektywu. Efekt ten powoduje, że punktowe źródła, które chcemy uwiecznić na obrazie nie są już punktami lecz plamami nazywanymi przez optyków krążkami dyfrakcyjnymi otoczonymi ciemnymi i jasnymi pierścieniami dyfrakcyjnymi. Rozmiar takiego krążka, a co za tym idzie teoretyczna zdolność rozdzielcza naszego instrumentu, zależy tylko od światłosiły obiektywu (zastosowanej wartości przesłony F) i długości fali odbieranego światła. Zakładając dla uproszczenia, że mamy do czynienia z monochromatycznym światłem o długości 550 nanometrów, otrzymujemy, iż teoretyczna odległość na matrycy pomiędzy dwoma punktami, którą jesteśmy w stanie odróżnić (wyrażona w mikrometrach) opisana jest wzorem 1.34*F. Oznacza to, że przy przesłonie 3.5 wynosi ona 4.7 mikrometra, a przy przesłonie 11 aż 14.8 mikrometra (patrz poniższa tabelka).
Przesłona |
Rozdzielczość
dla światła niebieskiego [mikromentry] |
Rozdzielczość
dla światła żółtego [mikromentry] |
Rozdzielczość
dla światła czerwonego [mikromentry] |
1.0 |
1.1 |
1.4 |
1.8 |
1.4 |
1.5 |
1.9 |
2.5 |
2.0 |
2.2 |
2.7 |
3.5 |
2.8 |
3.1 |
3.8 |
4.9 |
4.0 |
4.4 |
5.5 |
7.0 |
5.6 |
6.1 |
7.7 |
9.8 |
8.0 |
8.8 |
10.9 |
14.1 |
11.0 |
12.1 |
15.0 |
19.3 |
16.0 |
17.6 |
21.9 |
28.1 |
22.0 |
24.1 |
30.1 |
38.6 |
32.0 |
35.1 |
43.7 |
56.2 |
Oczywiście to tylko teoria, bo wszelkiego rodzaju wady optyczne, winietowanie oraz straty światła w szkle i na powłokach antyodbiciowych dodatkowo rozmazują uzyskiwany obraz, psując rozdzielczość nawet kilkukrotnie. Dodatkowo, ze względu na wzrost wad optycznych i winietowania wraz z oddaleniem się od osi optycznej układu, rozdzielczość spada w trakcie przesuwania się do brzegu obrazu.
Testy obiektywów przeprowadzane na ultradrobnoziarnistych filmach wysokiej klasy pokazują, że tak naprawdę tylko dla dużych wartości przesłony, rozdzielczość jest ograniczona przez dyfrakcję. Przy przesłonach maksymalnie lub prawie maksymalnie otwartych, ograniczeniem są różnego rodzaju aberracje. W efekcie obiektyw swoją najwyższą wydajność w rejestracji szczegółów osiąga dla przesłon z zakresu f/5.6 - f/11. Zastosowanie naszego wzoru, daje nam więc najlepszą możliwą rozdzielczość użytej optyki na poziomie 13 mikrometrów. Warto przy tym pamiętać, że wartość ta odnosi się do świetnie wykonanych obiektywów wysokiej klasy, które najczęściej spotykamy w lustrzankach. W aparatach kompaktowych, wynik ten może być znacznie gorszy.