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發表於 2016-4-9 15:31:46 |顯示全部樓層 | 字體大小
當數位的來臨與進步, 傳統的攝影哲學早已受到實證的考驗. 許多坊間相傳的傳言其實可信度並沒有太高. 經過一再的測試之後, 有些所謂的 "標準" 早就應該改寫了.

神話 1 : 同樣 ISO,  同樣光圈, 同樣快門, 應該有同樣的亮度, 無論片幅大小與焦距長短.

論點 : 當鏡頭 (鏡片, 鏡口) 越大, 相對的鏡頭的瞳孔就愈大! 鏡頭的瞳孔越大, 就算是同樣的光圈值下, 相對地把更多的光線收入相機內. 沒有理由是同樣的亮度的!

實驗 : 我曾經比較過 FF 與 APS-C 鏡頭同樣光圈下, FF 鏡頭多出了一級的快門. 不過當時的測試僅測於變焦跟定焦在同焦段上, 忽略了四周失光率會造成的測光不同值. 這次, 我用了不同焦段但是是 A 與 B 鏡頭都用定焦, 並且定在 F4 光圈. 這兩組實驗在 F4 四周的失光率已經相當小了, 所以測光不會因為失光率所影響. 並且摒除相機測光的不精準, 我鎖定了快門值.

ISO 100, F4, 1/3200s 下, Pentax67 的大塊頭鏡頭明顯的亮很多. 43mm 定焦必須後製提升 +1 EV 才有一樣的亮度. 證實了鏡口越大, 其實確實能收入更多, 更良好的光線. 同 ISO, 同光圈, 同快門, 會有同樣的 EV 值是因為底片時期, "底片" 本身測試時的準確度比較低. 因為受光並不像數位一樣是直線量化的! 底片在曝光過度時, 曝光過度 +1 EV 如同 +1/2 EV, 曝光 +2 EV 會類似 +1/2.5 EV 依此類推! 曝光越多, 曝光過度的極限就越小! 因為這種特性! 同樣光圈值下曝光的亮度準確度相對的降低, 使得誤差很小, 讓人有錯覺無論鏡頭大小長短, 光圈值相同應該就會是有一樣的 EV 值 (亮度). 其實並非如此!

神話 2 : FF 片幅或者更小的鏡頭, 原始設計鏡頭是以放大投影到牆壁上與中大型鏡頭相比清晰度, 因此在設計時較為嚴謹, MTF 數值較高, 較為清晰, 解析能力也較高, 色彩也應該比較好. (中大片幅色彩比較好的原因是因為放相時放的比例比較小!)

論點 : 若無論片幅, 設計時放大是以同樣的大小尺寸來相比, 倘若小片幅的鏡頭 MTF 數值較高, "或許" 代表設計較嚴謹所以清晰度較高. 實際上我們誤判了一些重點. 1) MTF 是以鏡頭反差做為測試標準. 因此高反差確實讓線條感覺更清晰, 但是這並不代表細節會更多, 色彩會更豐富! 反之! 高反差反而是色彩較少的表現. 2) 我們從未得知設計鏡頭時的標準. 沒有人能證實放相校正時放大的比例是相同的! 因此說 135mm 甚至更小片幅的鏡頭設計清晰度較高根本是無稽之談.

實驗 : 1:1 放大時, 105mm 中性鏡頭感覺銳利度比 43mm 銳利度少了些. 不過我們必須排除 43mm 是 Pentax 後期作品. 無論鍍膜與鏡片設計都比 Super Takumar SMC 105mm 來得好很多. 所以銳利比較高是有可能的! 但是由於 105mm 本身屬於望遠鏡頭, 就算主題清楚了, 離主題遠一點的馬上就變模糊了! 因此因為景深太淺, 我們並不能因為景深所影響而去判斷中大型鏡頭的影像解析能力較差!

1) 我們注意看顏色的表現. 雖然近期的鏡頭反差相當強烈, 色彩也較為濃妝豔抹. 但是實際上由於反差的增加, 反而陰影的地方色彩並沒有中型老鏡來的圓滑.  中型老鏡乍看之下好像清晰度亞於 135 片幅標準焦段, 但是實際上注意看顏色階層仍多很多!

2) 大家可能對顏色的反差感到意外吧? 反差大應該細節會跳出來才對呀! 但是注意看汽車的陰影喔! 淡到幾乎散掉了! 但是汽車本身的色彩相當飽和, 反差度也夠! 不過照道理來說反差越大應該陰影也越明顯不是嗎? (事實上細節沒有抓到陰影, 鏡頭對色彩的辨識不足, 自然細節就沒了! 反而色彩濃艷與反差可以從光線的波長入鏡頭時鏡頭稍微改變了色彩的波長使得顏色較為突出.  然而老鏡雖然沒有特別突出的色彩, 但是暗部細節仍保留的相當好 (看汽車的影子便知).  其實注意看天空色彩的階層也能看出中型鏡頭也保有比較多的細節與色彩階層喔!  不過盲點在這了! 或許! 因為中型鏡頭是 105mm 屬於望遠鏡! 在望遠的那霎那, 取得的影像本該比非望遠來得更細膩清晰. 所以這或許不是中大型鏡頭的優點. 只不過是望遠鏡頭的優點罷了! 無論如何! 這搓破了 "片幅小, 鏡頭越精良" 的神話.
                              
破解迷思 本帖最後由 photodesignch 於 2016-4-8 23:42 編輯

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發表於 2016-4-15 12:08:55 |顯示全部樓層 | 字體大小
photodesignch大您好~
從文章中您以FF鏡頭和APS-C鏡頭進行測光實驗得出"EV需求值"差異在於進光量的不同,因此FF 鏡頭多出了一級的快門(全幅的EV值高半幅一級)。
換個角度來看我想請教您一個問題:
如果同樣亮度場景、同鏡頭(進光量相同)、同ISO下,全片福和半幅基於同樣TTL測光系統其"EV需求值"是否一樣呢?
換句話說,基於上述相同條件下,全片幅和半幅在同樣的快門速度時,其成像(全幅成像截圖成半幅視角)的亮度(輝度平均值)是否差異不大呢?

ps:此想法源自公式 EV=Av+Tv=Sv+Bv =>Bv=Av+Tv-Sv (公式出自於APEX系統)
謝謝。
本帖最後由 paradisetimmy 於 2016-4-15 12:30 編輯

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發表於 2016-4-15 15:22:48 |顯示全部樓層 | 字體大小
"如果同樣亮度場景、同鏡頭(進光量相同)、同ISO下,全片福和半幅基於同樣TTL測光系統其"EV需求值"是否一樣呢?"

同顆鏡頭的話, EV 需求值會一模一樣. 但是半片幅與全片幅在同 ISO 由於感光體密度會有所不同所以成像仍可能因片幅大小而有雜訊比例的差異性.

在同樣鏡頭時的亮度會絕對一樣! 因為此時鏡頭是同顆, F 值相同時, 代表鏡頭的瞳孔大小也相同, 所以面積受光的亮度會是一樣的! (理論上)

唯一不同在於此篇測試為用中大型鏡頭, 本身瞳孔變大很多. 由於公式 F = f / D.   光圈 = 焦段 / 瞳孔大小.  若經過運算會是這樣的!  F4 = 43mm / 10.75  代表光圈 F4 時, 43mm 這顆鏡頭的瞳孔為 10.75.  然而比較下的鏡頭則是 Pentax67 上的 105mm F2.4 開在 F4..  也就是說 F4 = 105mm / 26.25.   所以換句話說, 瞳孔開啟大非常多!  所以會比較亮是完全正常的! 因為進光量是以瞳孔大小在控制! 可惜雖然進光量約 2.4 倍, 四周沒被感光體所覆蓋的區域仍是被犧牲掉了!  然而這就扯到了鏡頭本身的透光率.  大鏡頭之所以會比較亮的原因也沒甚麼奇特的地方! 就是我們善用中間影像最佳的範圍. 在這範圍內的光線平均勝過於鏡頭設計給該片幅來得好.

FF 鏡頭與 APS-C 也是類似的方式, 但是取勝於所謂的透光率以及本身鏡頭四周失光比例來取勝! 通常 FF 在 APS-C 機身上與 APS-C 鏡頭做比較時, 其實 FF 通常勝於 1/3 ~ 1 極之間. 並不是 EV 真的有提高了那麼多! 而是平均下來的曝光值, 透光率的影響導致小口徑的鏡頭本身的失光率較高導致 EV 有損.

若要懂此差異性還包含了兩大學問在! 1) 鏡頭設計與失光率 2) 光透過鏡片折射所損失的光線.  所以很多人推老鏡的原因也在於此! 老鏡因為鏡片用得較少, 所以光線折射後所損失的能量較少. 換句話說, 一顆 6 片玻璃的 50mm 與一顆先進的 16 枚玻璃的鏡頭來比較, 您認為哪個失去的光線比較多呢? 就算老舊的鍍膜只能透光 98%, 6片下來最多折損 12%.. 但是就算最先進的鍍膜能透光 99%, 透過了 16 片玻璃, 損失的光線仍遠比 6 片來得多太多了!! 您說這會不會影響到測光值呢?

最終做個包磚引玉的答案! F = f / D 公式不能盡信是因為 1) 他沒有考慮到數位的雜訊比例以及影像好壞. 2) 他完全沒有考慮到失光率的問題.  3) 這公式完全沒有考慮到真正光線透過鏡頭到底片後的真實亮度.  所以每一顆鏡頭的 F2.0 光線都會不同, 測出來也都會不一樣! 只是有些偏差值相當低所以看不出來罷了!  建議你去讀讀看所謂的 T-Stop. 本帖最後由 photodesignch 於 2016-4-14 23:32 編輯

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論點 : 當鏡頭 (鏡片, 鏡口) 越大, 相對的鏡頭的瞳孔就愈大! 鏡頭的瞳孔越大, 就算是同樣的光圈值下, 相對地把更多的光線收入相機內. 沒有理由是同樣的亮度的!

實驗 : 我曾經比較過 FF 與 APS-C 鏡頭同樣光圈下, FF 鏡頭多出了一級的快門. 不過當時的測試僅測於變焦跟定焦在同焦段上, 忽略了四周失光率會造成的測光不同值. 這次, 我用了不同焦段但是是 A 與 B 鏡頭都用定焦, 並且定在 F4 光圈. 這兩組實驗在 F4 四周的失光率已經相當小了, 所以測光不會因為失光率所影響. 並且摒除相機測光的不精準, 我鎖定了快門值.

ISO 100, F4, 1/3200s 下, Pentax67 的大塊頭鏡頭明顯的亮很多. 43mm 定焦必須後製提升 +1 EV 才有一樣的亮度. 證實了鏡口越大, 其實確實能收入更多, 更良好的光線. 同 ISO, 同光圈, 同快門, 會有同樣的 EV 值是因為底片時期, "底片" 本身測試時的準確度比較低. 因為受光並不像數位一樣是直線量化的! 底片在曝光過度時, 曝光過度 +1 EV 如同 +1/2 EV, 曝光 +2 EV 會類似 +1/2.5 EV 依此類推! 曝光越多, 曝光過度的極限就越小! 因為這種特性! 同樣光圈值下曝光的亮度準確度相對的降低, 使得誤差很小, 讓人有錯覺無論鏡頭大小長短, 光圈值相同應該就會是有一樣的 EV 值 (亮度). 其實並非如此!


1. 實驗變數控制與論點關係錯誤。

f-stop/f-number與亮度的關係是由以下方式來定義的:
〞The brightness of the projected image (illuminance) relative to the brightness of the scene in the lens's field of view (luminance) decreases with the square of the f-number.〞
你不能沒有使用照度計計算積分結果就憑感覺下結論。

2.
f-stop/f-number (the ratio of the lens's focal length to the diameter of the entrance pupil) 從來都只是在單純地描述焦長(f)與入瞳徑(D)的關係。
要比較亮度/曝光結果,本來就是使用T-stop (A particular lens' T-stop, T, is given by dividing the f-number by the square root of the transmittance of that lens)。

每顆不同的鏡頭,都會有不同的light transmission efficiency (transmittance)。就算是同一個光學設計,不同生產個體也會有個體差異,這是精度與良率的問題。

你想拿67 跟135比較,可以,但首先請先測出transmittance。不然證據不夠完整。

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發表於 2016-4-15 23:39:08 |顯示全部樓層 | 字體大小
photodesignch 發表於 2016-4-15 15:22
"如果同樣亮度場景、同鏡頭(進光量相同)、同ISO下,全片福和半幅基於同樣TTL測光系統其"EV需求值"是否一樣 ...

感謝photodesignch大的指教,小弟對於T-Stop有一個疑問,對於一般在DxOMark網站上看到的Transmission值是指最F-Stop大光圈所對應的T-Stop值是嗎? 那麼之後的每一級F-Stop可以利用其最大光圈得比值(T-Stop / F-Stop)來換算每一級的T-Stop嗎? 又如浮動光圈的變焦鏡也可以利用其比值作換算嗎?
舉例來說:
最大光圈F-Stop=2.8,Transmission=3
其比值為K=3/2.8=1.07
所以當F-Stop=5.6,其所對應的T-Stop=5.6*1.07=5.992
我可以這樣推測嗎?
感謝。

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Faerie Bard 發表於 2016-4-15 21:09
1. 實驗變數控制與論點關係錯誤。

f-stop/f-number與亮度的關係是由以下方式來定義的:


同意
每台機身的曝光值都會有誤差 即使用M模式
鏡身的進光量也會有誤差
我記得小時候作實驗要先校正過儀器後才能進行實驗測量
況且您的圖是在外面
而不是一個完全可以限制住環境亮度的實驗環境
天氣是一直在變動的
所以太陽光也不是一直都是固定的
如果是在一個密閉的實驗環境,我們可以完全固定環境亮度
或許會比較嚴謹
還有如果是SLR拍照時最好還是把光學觀景窗蓋上
避免光從那裡偷跑進去
我之前在Pentax forums有看到一篇慢快門的時候,APS-C數位機身跟底片35mm機身用同樣曝光值拍出來的畫面亮度不同

實驗的時候最好能控制到只有一項變因,不然您無法得知實驗結果到底是那個變因造成的結果

等K-1出來我帶DA 跟 FA去試試看好了
可是實際沒有真的一模一樣設計的兩顆DA/FA鏡頭只差在鏡身大小吧?
這要怎麼比較哩? DA*200mm vs FA*200mm?

還是說當67的50mm鏡頭接在67上面拍得一定比接在比67小的片幅的機身亮?
那我就只要測FA 50mm在K-1跟K-7上面是否用同樣的曝光值拍出來的成像是否有差
(前提是得先確定K-1與K-7在同樣曝光值下拍出來的成像亮度沒有誤差,
也就是說同樣用ISO100, 1/100, f/2.8, K-1拍出來的是亮度X,K-7也要是一樣的亮度 )

然而
我並不排除photodesignch兄所觀察到的現象的可能性
因為有理論與現實總是存在着差距
但不能反推說理論是錯的
因為理論上的實驗數據都是排除了許多現實中很多會影響實驗的外在因素所作出的
或許您可以多用幾台機身在人為可以控制的環境下多做幾次實驗看看是否跟您在戶外拍出來的結果相同
那別人也可以依照您當時的實驗數據重新做一次,如果也能得到與您相同的結果
那似乎您就發現了新的光學定律了

另外我在補充一個我自己還沒時間証實的疑問
DA35mm f/2.4剛上市的時候有人說(pentax forums)最大光圈好像拍出來的感覺像是
FA35mm f/2.0的亮度
這或許可能是造成我們有時候覺得有些鏡頭拍出來比較暗/亮的原因
因為廠商都灌水或虛報鏡頭的規格(也有可能是自己機身的問題)
供各位參考
本帖最後由 souless 於 2016-4-16 22:59 編輯

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souless 發表於 2016-4-16 10:48
同意
每台機身的曝光值都會有誤差 即使用M模式
鏡身的進光量也會有誤差
等K-1出來我帶DA 跟 FA去試試看好了
可是實際沒有真的一模一樣設計的兩顆DA/FA鏡頭只差在鏡身大小吧?
這要怎麼比較哩? DA*200mm vs FA*200mm?

還是說當67的50mm鏡頭接在67上面拍得一定比接在比67小的片幅的機身亮?
那我就只要測FA 50mm在K-1跟K-7上面是否用同樣的曝光值拍出來的成像是否有差
(前提是得先確定K-1與K-7在同樣曝光值下拍出來的成像亮度沒有誤差,
也就是說同樣用ISO100, 1/100, f/2.8, K-1拍出來的是亮度X,K-7也要是一樣的亮度 )


能上機台直接SCAN才是最準的。

雙變因一定比較困難,
要用不同機身及鏡頭二種變因
就要先檢定>>H0:不同機身沒有差異<<這件事
得到不同機身之間的校正值及其適用範圍後
接下來才能把不同鏡頭之間的結果〞粗略〞比較

我用〞粗略〞二字是因為
這樣完全沒有考慮到〞不均質〞特性

實際透鏡是有厚度的,光也不是單一波長,感應器也不是每秒都同等敏感,光圈快門也不是每次都百分之百一致........。再加上,亮度的計算這件事本身就有專門儀器才測得準。

在這種要什麼鬼有什麼鬼的複雜狀況中,要測出可信的數據,大概要有很多的樣本數及很強的統計學檢證吧。
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souless 發表於 2016-4-16 10:48
同意
每台機身的曝光值都會有誤差 即使用M模式
鏡身的進光量也會有誤差
然而
我並不排除photodesignch兄所觀察到的現象的可能性
因為有理論與現實總是存在着差距
但不能反推說理論是錯的
因為理論上的實驗數據都是排除了許多現實中很多會影響實驗的外在因素所作出的
或許您可以多用幾台機身在人為可以控制的環境下多做幾次實驗看看是否跟您在戶外拍出來的結果相同
那別人也可以依照您當時的實驗數據重新做一次,如果也能得到與您相同的結果
那似乎您就發現了新的光學定律了



沒錯,這才是我在意的問題。

證據要夠完整且可重覆,說理要夠清楚且不互相矛盾。

不然只是偽科學或假科學。

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Faerie Bard 發表於 2016-4-16 20:26
能上機台直接SCAN才是最準的。

雙變因一定比較困難,

感謝您的回覆
您說的不均值是指每顆鏡頭在組裝上一定會有的誤差導致不可能每棵鏡頭的光學表現不會完完全全相同
而品管只要能控制在誤差值以內就可以出貨?

專注眼下

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Faerie Bard 發表於 2016-4-15 05:09
1. 實驗變數控制與論點關係錯誤。

f-stop/f-number與亮度的關係是由以下方式來定義的:


就算網路的發達但是這些數值仍無法容易取得. Dxo 有測些, 但是那也是他們設定場景內的差異, 並非真實每顆鏡頭在每個場景下皆如此. 因為測光的精準在影片上更為重要, 所以錄影的鏡頭很多根本就只標 T-stop 為真實光圈. 但也因為這些太精良了, 也不可能像攝影器材一樣便宜. (我是指相比之下比較便宜).

至於怎測 transmission 確實也沒有人有真實的方式去測因為變因太大! 牽扯到每顆鏡頭的設計皆不同.

至於 F-stop 的公式, 您都說了! 只是投影對應後瞳孔的大小該有的數值. 重點在於投影! 這公式並不是真的光進入鏡頭後到底片/感光體的真實亮度, 自然每顆鏡頭同樣光圈下都會有不同亮度! 因為光透過鏡頭後是 "真實場景", 而 F-stop 公視只是 "假設場景", 而這個假設狀況不僅僅沒有考慮到鏡頭, 也不考慮底片密度等等其他因素. 單單就是簡單的對錶說明大概就這麼亮.

應該這樣子說. 投影測的 EV, 好比拿著測光錶直接在主題頭上測現實光落在主題上! 跟鏡頭是沒有關係的! 所以 EV 值是絕對的對應!

然而我們用的鏡頭本身除了 transmission 以外, 鍍膜也好, 鏡片也好, 鏡口也好, 什麼都是透光率的變因. 而我們相機內的測光錶是反射式的! 是由光線投射在主題後, 轉射入鏡頭, 然後再用測光體去測!  所以有時用獨立手持的測光器時跟相機測的就會有不同讀數! 一個有透過使用的鏡頭一個沒有!  哪個準呢? 其實各有千秋!  在控制光源的狀況下, 獨立測光器比較準.  但是透過 TTL, 其實反射式未必比較差! 本帖最後由 photodesignch 於 2016-4-16 21:37 編輯

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