Jump to content

Archivado

Este tema ahora está archivado y cerrado a otras respuestas.

Comachivosa

Resolución de objetivos, ¿en Megapixels?

Publicaciones recomendadas

Hola a todos, aprovecho que el tema ha salido en el subforo de la D90 para hacer pública mi reflexión:

 

Para un modelo de cámara/sensor, ¿es posible establecer la resolución de una óptica en su equivalente en Mpx? La respuesta es SÍ

 

Motivación:

 

es de todos conocido que una cámara con un buen sensor exige que las ópticas estén a la altura de las circunstancias. ¿Cuántas veces se han visto por ahí cámaras con sensores de muy alta resolución pero con ópticas pésimas? Ha habido durante muchos años una “fiebre por el megapixel” que ha conseguido “reventar” inmerecidamente los discos duros de mucha gente, con imágenes que no merecían ser guardadas a la resolución nativa del sensor.

 

Dicho lo anterior, es posible llegar a apreciar a simple vista que la resolución que una óptica puede darnos es inferior a la resolución que tiene nuestro sensor. Para apreciarlo, basta con tener 2 ópticas de diferentes calidades (una de ellas, de muy buena calidad) y una cámara con un sensor “bien dotado” (>=12 Mpx). La comparación del mismo recorte a la resolución que ofrece el sensor, permite distinguir claramente la óptica de mayor calidad de la que no lo es. En otras palabras: la óptica de peor calidad tiene una capacidad de resolución del detalle inferior que la que tiene el sensor.

 

"Cultura general":

 

La resolución óptica de un objetivo es su capacidad para resolver el detalle. Para representarla, se utilizan 2 variables relacionadas con el mundo de la señal (la luz en el fondo lo es)

 


  •  
  • La resolución espacial, que se mide en frecuencia (por ejemplo, en line pairs / mm)
  • El contraste. Esta variable representa la capacidad que tiene una óptica de mantener el contraste de la imagen real. Volviendo al mundo de las señales, no es más que una medida de relación de amplitudes (normalmente se mide en %).

 

¿De qué depende? Pues de muchos factores:

 


  •  
  • La difracción (más presente cuanto más cerrado esté el diafragma)
  • Las aberraciones de las lentes (mayores cuanto mayor sea la distancia focal y la apertura del diafragma)
  • De la zona del círculo de imagen que analicemos (por lo general, emperora cuanto más nos alejemos del centro).

 

¿Cómo se mide y/o representa?

 

Las curvas MTF representan bien las 2 variables anteriores. En uno de sus formatos más habituales (el utilizado por ejemplo en Dpreview), muestran en abcisas la distancia al centro del círculo de imagen (por ejemplo en %). En ordenadas se muestra la resolución espacial (en line widths / picture height). De esta forma, un punto de la curva MTF50 muestra la máxima resolución espacial para la cual la pérdida de contraste es asumible (del 50%).

 

El teorema de Nyquist: ¡cuidado con el submuestreo!

 

Para poder representar con suficiente dignidad el círculo de imagen proporcionado por un objetivo, hay que tener cuidado de no submuestrear dicho círculo de imagen. En otras palabras, en una imagen formada por líneas negras paralelas sobre fondo blanco, es necesario destinar un número mínimo de pixels a la representación de una pareja B/N (el line pair). Esto tiene directamente que ver con el teorema de Nyquist y se asume que, pese a que el mínimo número de pixels por line pair es 2, conviene ir un poco más allá y emplear un mínimo de 3.

 

Meollo del asunto: Cálculos para un ejemplo concreto:

 

Considerando todo lo anterior, dados un sensor y una óptica determinados, es posible representar los valores dados por las curvas MTF por su equivalente en pixels de sensor. Os muestro un ejemplo ilustrativo: el correspondiente a la Nikon D90, con su sensor APS de 12.3 Mpx (4288*2848 en 23.6*15.8 mm2), acompañado del todoterreno Nikkor 18-200 mm.

 

Datos de la óptica: aquí hay que mojarse, escogiendo una apertura del diafragma, una focal y un punto del círculo imagen. Por ejemplo: focal 50 mm, diafragma F 8 y la zona central de la imagen (valores suficientemente representativos). Según la curva MTF50 obtenida de Dpreview (http://www.dpreview.com/lensreviews/nikon_18-200_3p5-5p6_vr_afs_n15/page3.asp), obtenemos la resolución espacial para la cual el contraste se mantiene al 50%: Unos 1100 line widths / picture height. (para que os hagáis una idea de las diferencias, el Nikkor 35 mm 1.8G DX llega a unos 1800 line widths / picture height)

 

Esta resolución contempla el tamaño del sensor, que por suerte coincide con el de la D90. para calcular el equivalente de esa resolución espacial en pixels, debemos primero convertir dicho valor a line pairs / picture Height (dividiendo por 2), para luego multiplicar con el mínimo número de pixels necesario para representar el line pair (multiplicando por 3). El resultado: 1100*3/2 = 1650 píxeles de alto. El número de pixels de un sensor del tamaño del de la D90 se obtendrá a partir de la relación de aspecto del mismo (23.6/15.8):

 

En definitiva, el 18-200 mm en mi D90 tiene una resolución equivalente de 1650*1650*23.6/15.8 = 4.06 Mpx

 

Puntos de discusión:

 

Evidentemente, la cifra anterior hay que tomarla con cautela, pues depende fuertemente de 2 factores con cierto nivel de subjetividad:

 


  1.  
  2. El número de pixels mínimo para representar el line-pair: aquí he considerado la recomendaciones dadas en este artículo de The Luminous Landscape (http://www.luminous-landscape.com/tutorials/resolution.shtml), pero seguro que esto puede parecerle poco a algunos.
  3. La validez de la curva MTF50: esto también es hasta cierto punto subjetivo. ¿Por qué no tomar una curva más restrictiva?
     

Por otro lado, la curva MTF50 no es directamente exportable a diferentes cámaras, por las posibles diferencias entre los filtros antialiasing. Por último, seguro que existen además otros factores “de hilado fino” que aquí no he considerado (por eso suelto este tocho: para que los que saben más de estos temas hagan su aportación)

 

Conclusión personal:

 

"Don Preciso" también acabó muriéndose. Quero decir, que a veces intentamos objetivar hasta el extremo de intentarlo con aspectos que son fuertemente subjetivos. Refiriéndome de nuevo al tema que nos ocupa, el referido equivalente en píxeles aquí obtenido puede ser estimado A SIMPLE VISTA. Para ello basta hacer el siguiente ensayo:

 


  1.  
  2. Cójase un objetivo “pata negra” (tentaros los bolsillos, que seguro que lleváis uno :whistling: ) y disparad a una escena con suficiente textura, guardando la imagen a su máxima resolución (la del sensor).
  3. Móntese el objetivo “no pata negra” y procúrese tomar una imagen lo más parecida posible (encuadre).
  4. Compárense las imágenes en pantalla, a la resolución del sensor. La diferencia de nitidez resultará más que apreciable.
  5. Redúzcase gradualmente la resolución con la que se están viendo las 2 imágenes, hasta que dejen de apreciarse diferencias en cuanto a la nitidez. Anota la resolución a la que tal cosa haya sucedido.
  6. Mira el papel en el que has anotado la resolución (con un pañuelo a mano :rolleyes:).

 

Hecha esta prueba hace tiempo, yo he ido asegurando por ahí que mi 18-200 (con el que por cierto estoy muy contento) tenía una resolución equivalente para sensores de formato APS de unos 6 Mpx más o menos.

 

Para saber más:

 

 

Tochico, ¿eh…? Para que luego digan que la época del ladrillo ya terminó… :clapping:

 

PD: Seguro que la gente que sabe de esto (en este foro hay unos cuantos) puede aportar más que yo (rebatir, ampliar,...). Lo único que he hecho aquí ha sido "lanzar la primera piedra".

 

Saludos,

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

también existe una cuestión con los famosos 900 puntos del NTSC del monitor, (como para complicarla un poco mas) jaja

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

un tema interesante pero me pierdo haber yo en algún foro e entendido que la máxima resolución del mejor de los objetivos de la era digital es menor de los 18mp en este caso no tendría sentido que nuestra cámara tuviese mas de estos 18mpx es esto real sin contar con la resolución de nuestro monitor

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Buenas a tod@s, ante la brillante exposicion del compañero Comachivosa, solamente añadir que en la pagina de pruebas de objetivos de Digitalcameralens, uno de los apartados de cada objetivo es su resolucion.

http://www.digitalcamaralens.com/Html/Menu/Menu-Objetivos.htm

Saludos

 

¿Dónde lo pone? Lo único que encuentro es en el cuadro-índice de objetivos que pone la resolución a la que han hecho las pruebas al objetivo.

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Mil Disculpas, por la informacion erronea, pensaba que hacia que se hacia referencia al objetivo no a la camara con la que se hacia la prueba.

Saludos

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Hola Comachivosa felicitarte por tu exposición y explicación. Yo no tengo N.P. idea de este asunto. Pero te pregunto ¿es por eso que por más que haces foto nunca se llega a una foto con los mismos Mpxl que los del sensor de la cámara?

 

Saludos y gracias

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Hola compañero. Por desgracia no puedo contestar de forma extensa desde el telefono pero al menos agradecerte el trabajo e interés mostrado y tan biex expuesto y documentado.

No he podido leerlo bien y como debiera pero creo que dadas las combinaciones tan ámplias que hay en nitidez en un zoom entre todas las distancias focales y diafragmas aplicables a cada una, no se podría resumir de forma tan categórica y menos aún con objetivos donde las diferencias de nitidez entre centro, y borde son apreciables.

Por ello, las curvas MTF ya cumplen su papel de forma completa y dan una idea real ,ámplia y sin sesgos de lo que puede dar de si.

 

Aún así reitero mi admiración por querer simplificarlo y ofrecerlo de forma fácil. Esto me recuerda los años que se ha estado buscando la fórmula matemática de la teoria de la unicidad.

Saludos

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Hola Comachivosa felicitarte por tu exposición y explicación. Yo no tengo N.P. idea de este asunto. Pero te pregunto ¿es por eso que por más que haces foto nunca se llega a una foto con los mismos Mpxl que los del sensor de la cámara?

 

 

Gracias por el comentario. Respecto de tu pregunta, Más bien (como se cita en la primera de las referencias que he puesto), es que estamos llegando a un límite en el que la resolución del sensor está empazando a "sacar los colores" a las mejores ópticas (no digamos ya a las ópticas más normalitas).

 

Yo sin ir más lejos, era muy feliz con mi F80 + 28-200mm disparando diapos (velvia, provia, ...) y al pasarme a la digital me dí de bruces con que esa manía (que todos hemos tenido en algún momento) de llegar a la máxima resolución, ponía muy de relieve las limitaciones de los objetivos: lo que hasta ese momento te había parecido una óptica decente, pasaba (aunque sólo fuese temporalmente) a defraudarte.

 

Saludos.

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

No he podido leerlo bien y como debiera pero creo que dadas las combinaciones tan ámplias que hay en nitidez en un zoom entre todas las distancias focales y diafragmas aplicables a cada una, no se podría resumir de forma tan categórica y menos aún con objetivos donde las diferencias de nitidez entre centro, y borde son apreciables.

Por ello, las curvas MTF ya cumplen su papel de forma completa y dan una idea real ,ámplia y sin sesgos de lo que puede dar de si.

 

 

LLevas toda la razón: la elección de unos parámetros concretos (una apertura y una focal determinadas) me ha permitido únicamente echar las cuentas para ese caso, aunque resulte discutible considerar un único valor para un zoom como el 18-200mm. Como tú muy bien dices, la variedad de valores de nitidez está muy bien representada por las curvas MTF. Y algunas representaciones (como las que hacen en Dpreview) están francamente bien.

 

Aún así, he querido echar las cuentas para un caso concreto como mero ejercicio (ya ves: ¡qué aficiones...! :) ).

 

Saludos.

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Muchas gracias, desde hace tiempo buscaba esta información. :1good:

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Entonces, si el sensor tiene mas megapixeles que el objetivo, ¿qué sucede? ¿y al revés?

 

También me preguntaba sobre estos nuevos sensores de 24 o 36 megapixeles que al parecer es la tendencia del mercado. Por que si un 18-200 equivale a 6 megapixeles en el caso de montarlo en un sensor de 36 ¿que pasa con los 30 megapixeles que le "faltan" al sensor? ¿de qué los "rellena"? :unsure:

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

El problema de un sensor con mucha más resolución que la que ofrece la óptica que le montes es que, si amplías al 100% la imagen, observarás pérdida de nitidez y aberraciones (cosa que no es observable a simple vista -aunque la aberración siga ahí- si la ampliación es pequeña).

 

Si expandes todos los píxeles de una imagen tomada por una lente mediocre observarás nítidamente todo el desaguisado en su esplendor. No se rellena nada. Verás perfectamente lo que se ha captado en cada célula del sensor. Si no expandes y ves la imagen a una escala menor, los defectos de la lente los verás igual que si hubieras tomado la foto con un sensor de menor resolución.

 

Un saludo,

 

Me dejaba el caso inverso: si el sensor tiene poca resolución lo único que ocurrirá es que será él mismo el que limite la correcta visualización de la imagen (todo lo que pueda dar de sí la óptica) a partir de un tamaño de impresión

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

Entonces, si el sensor tiene mas megapixeles que el objetivo, ¿qué sucede? ¿y al revés?

 

También me preguntaba sobre estos nuevos sensores de 24 o 36 megapixeles que al parecer es la tendencia del mercado. Por que si un 18-200 equivale a 6 megapixeles en el caso de montarlo en un sensor de 36 ¿que pasa con los 30 megapixeles que le "faltan" al sensor? ¿de qué los "rellena"? :unsure:

 

Inbox: la equivalencia la tienes que tomar con mucha precaución, pues no es más que un puro ejercicio especulativo:

  • Para empezar, utilizo el valor de contraste del 50% (MTF50): ¿es el adecuado? cuando menos, esto es discutible.
  • Por otro lado, particularizo para una focal y apertura determinadas, además de tomar el valor de la nitidez medio (ya sabes que en la en la zona central es mejor y en los bordes peor).
  • Y para rematar (creo que este es el "talón de Aquiles" de mi razonamiento), considero 3 píxeles para representar el line-pair, cosa bastante discutible.

No olvides además que la densidad pixélica y dimensión del sensor con el que se ha realizado la prueba de nitidez son claves a la hora de echar cuentas (en el caso que yo propuse, las pruebas MTF50 se hicieron con un sensor similar al de la D90).

 

Una de las cosas que se pondría de manifiesto con mis cálculos es que si mi único objetivo fuese el 18-200 y no lo fuera a cambiarlo, no merecería la pena cambiarme de la D90 a la D7000, pues el incremento de megapíxeles de sensor no me serviría para nada (bueno, sí: para "reventar" antes mi disco duro ;)).

 

Si quieres aclarar ideas, échale un vistazo al reciente y estupendo post de fpmato en el que se habla de estos temas (insisto en que lo de ir buscando una equivalencia en megapíxeles de la resolución del objetivo es un mero ejercicio especulativo). Ojéate la fuente bibliográfica que se incluye.

 

Y por último, tal y como te ha explicado zappamonk, no se rellena nada: piensa en que una mancha borrosa (una boñiga desenfocada) la puedes muestrear con un sensor de mejor o peor resolución sin que nadie haya tenido que inventarse el valor captado por cada elemento sensible. A fin de cuentas, con un sensor de mucha resolución obtendrás una más fideligna reproducción de la boñiga desenfocada (es decir: ¡una auténtica boñiga desenfocada! ;)).

 

Un saludo.

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

gracias a los dos por las respuesta y aunque sea algo debatible es un gusto leeros.

 

Ahora entiendo un poco mas por que hay fotos que da gusto verlas "cerquita" y otras parecen boñigas desenfocadas (comachivosa me he reido mucho con tu simil)

 

Supongo que también esto explica ciertos comentarios que he leido en el foro sobre equiparar óptica y sensor dentro de lo razonablemente posible.

Compartir este mensaje


Enlace al mensaje
Compartir en otros sitios web

  • Explorando recientemente

    No hay usuarios registrados viendo esta página.

×