"विवर्तन सीमा" क्या है?
जवाबों:
कुछ बहुत अच्छे उत्तर दिए गए हैं, हालांकि कुछ ऐसे विवरण भी हैं जिनका उल्लेख नहीं किया गया है। सबसे पहले, विवर्तन हमेशा होता है, प्रत्येक एपर्चर पर, जैसा कि प्रकाश डायाफ्राम के किनारों के चारों ओर झुकता है और एक " हवादार डिस्क " बनाता है । हवादार डिस्क का आकार, और उस डिस्क का अनुपात जिसमें बाहरी रिंग्स शामिल हैं, और बाहरी रिंगों में प्रत्येक लहर का आयाम बढ़ता है, जब एपर्चर बंद हो जाता है (भौतिक एपर्चर छोटा हो जाता है।) जब आप फोटोग्राफी के पास जाते हैं। जिस तरह से उनके उत्तर में उल्लेख किया गया है:
प्रकाश के कई छोटे असतत बिंदुओं से युक्त एक दृश्य के बारे में सोचें।
आप महसूस करते हैं कि प्रकाश के उन बिंदुओं में से प्रत्येक, जब आपके लेंस द्वारा ध्यान केंद्रित किया जाता है, इमेजिंग माध्यम पर अपनी हवादार डिस्क उत्पन्न कर रहा है।
इमेज मीडियम के बारे में
यह भी स्पष्ट रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए कि विवर्तन सीमा वास्तव में एक लेंस की सीमा नहीं है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, लेंस हमेशा एक विवर्तन पैटर्न का निर्माण कर रहे हैं, केवल उस पैटर्न की डिग्री और सीमा बदल जाती है क्योंकि लेंस बंद हो जाता है। विवर्तन की "सीमा" इमेजिंग माध्यम का एक कार्य है। छोटे फोटो या छोटे अनाज के साथ फिल्म वाले सेंसर में बड़े फोटो / अनाज के साथ विवर्तन की कम सीमा होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि एक छोटा फोटोसाइट एक बड़े फोटोसाइट की तुलना में हवादार डिस्क क्षेत्र के कम कवर करता है । जब एक लेंस के बंद होने के कारण हवादार डिस्क आकार और तीव्रता में बढ़ती है, हवादार डिस्क पड़ोसी के फोटो को प्रभावित करती है।
विवर्तन सीमावह बिंदु है जहां हवादार डिस्क बड़े हो जाते हैं, जो एक से अधिक फोटोसाइट को प्रभावित करने लगते हैं। इसे देखने का एक अन्य तरीका यह है कि जब सेंसर द्वारा प्रतिध्वनि करने योग्य दो बिंदु प्रकाश स्रोतों से हवादार मर्ज शुरू होता है। एक विस्तृत छिद्र पर, एक सेंसर द्वारा imaged दो बिंदु प्रकाश स्रोत केवल एकल पड़ोसी फोटो को प्रभावित कर सकते हैं। जब एपर्चर को बंद कर दिया जाता है, तो प्रत्येक बिंदु प्रकाश स्रोत द्वारा उत्पन्न हवादार डिस्क उस बिंदु पर बढ़ती है, जहां प्रत्येक हवादार डिस्क के बाहरी छल्ले विलीन होने लगते हैं। यह वह बिंदु है जहां एक सेंसर "विवर्तन सीमित" होता है, क्योंकि व्यक्तिगत बिंदु प्रकाश स्रोत अब एक एकल फोटोसाइट का समाधान नहीं करते हैं ... वे विलय कर रहे हैं और एक से अधिक फोटोसाइट को कवर कर रहे हैं। जिस बिंदु पर प्रत्येक हवादार डिस्क मर्ज का केंद्र संकल्प की सीमा है, और अब आप उपयोग किए गए एपर्चर की परवाह किए बिना किसी भी बारीक विवरण को हल करने में सक्षम नहीं होंगे। यह विवर्तन कटऑफ आवृत्ति है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लेंस के लिए इमेजिंग माध्यम में छोटे स्पॉट को हल करना संभव है। यह वह स्थिति है जब एक लेंस द्वारा कवर किया गया हवादार डिस्क केवल एक फोटोसाइट के एक अंश को कवर करता है। इस मामले में, भले ही दो अत्यधिक हल किए गए बिंदु प्रकाश स्रोत एक एकल फोटोसाइट पर विलय करने वाले हवादार डिस्क उत्पन्न करते हैं, अंतिम परिणाम समान होगा ... सेंसर केवल एपर्चर की परवाह किए बिना एक बिंदु प्रकाश का पता लगाएगा। इस तरह के एक सेंसर की "विवर्तन सीमा" एक सेंसर के लिए उच्चतर (कहें कि f / 16) होगी जो दोनों बिंदु प्रकाश स्रोतों (जो कि f / 8 पर सीमित विवर्तन हो सकता है) को स्पष्ट रूप से हल करने में सक्षम है। यह संभव भी है, और संभावना भीवह बिंदु प्रकाश स्रोत पूरी तरह से फ़ोटोग्राफ़ी के केंद्र पर केंद्रित नहीं होगा। दो तस्वीरों के बीच की सीमा या चार फोटो के जंक्शन पर ध्यान केंद्रित करना हवादार डिस्क के लिए पूरी तरह से प्रशंसनीय है। एक काले और सफेद सेंसर या फव्वारे सेंसर (स्टैक्ड कलर सेंसल्स) में, जो केवल नरमी का कारण होगा। एक रंग बायर सेंसर में, जहां 4 फोटोसाइट्स का एक चौकोर जंक्शन जीआरजीबी रंगों के एक वैकल्पिक पैटर्न को कैप्चर करेगा, क्योंकि हवादार डिस्क उन चार फोटोसाइटों द्वारा प्रदान किए गए अंतिम रंग को प्रभावित कर सकती है और साथ ही नरम या अनुचित समाधान का कारण बन सकती है।
मेरा Canon 450D, एक 12.2mp APS-C सेंसर, की विवर्तन सीमा f / 8.4 है। इसके विपरीत, Canon 5D मार्क II, 21.1mp फुल फ्रेम सेंसर, की विवर्तन सीमा f / 10.3 है। बड़ा सेंसर, लगभग दो बार कई मेगापिक्सेल होने के बावजूद, अपनी विवर्तन सीमा का सामना करने से पहले एक अतिरिक्त पड़ाव पर जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि 5D II पर फोटो का भौतिक आकार 450D की तुलना में बड़ा है। (बड़े सेंसर के कई लाभों में से एक अच्छा उदाहरण है।)
मिश्रण में घनीभूत
आप अक्सर इंटरनेट पर टेबल पर आ सकते हैं जो विशिष्ट प्रारूपों के लिए एक विशिष्ट विवर्तन सीमित एपर्चर निर्दिष्ट करते हैं। मुझे अक्सर एफ़एस-सी सेंसर के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला f / 16 और फुल फ्रेम के लिए f / 22 दिखाई देता है। डिजिटल दुनिया में, ये संख्या आम तौर पर बेकार है। एपर्चर (डीएलए) को सीमित करने वाला विवर्तन अंत में एक सेंसर पर एकल प्रकाश संवेदी तत्व के आकार के प्रकाश के एक केंद्रित बिंदु के आकार (हवादार डिस्क पैटर्न सहित) के संबंध का एक कार्य है। किसी भी दिए गए सेंसर आकार, एपीएस-सी या पूर्ण फ़्रेम के लिए, फोटो के आकार के आधार पर विवर्तन की सीमा बदल जाएगी। इसका एक उदाहरण कैनन के EOS विद्रोही लाइन के साथ वर्षों से देखा जा सकता है:
Camera | DLA
--------------------
350D | f/10.4
400D | f/9.3
450D | f/8.4
500D | f/7.6
550D | f/6.8
फिल्म अनाज के आकार के लिए कहानी समान होनी चाहिए। महीन अनाज वाली फ़िल्में अंततः बड़े अनाज वाली फिल्मों की तुलना में कम छिद्रों में विवर्तन को नरम करने के लिए अधिक संवेदनशील होती हैं।
विवर्तन कटऑफ आवृत्ति
विचलन को अक्सर एक छवि हत्यारे के रूप में टाल दिया जाता है, और लोग "विवर्तन सीमा" के बारे में बात करते हैं जिस बिंदु पर आप अब एक छवि को "उपयोगी रूप से" हल नहीं कर सकते हैं। इसके विपरीत, विवर्तन की सीमा केवल वह बिंदु है जहां विवर्तन आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे विशेष छवि माध्यम के लिए एक छवि को प्रभावित करना शुरू कर देता है। विवर्तन कटऑफ आवृत्ति बिंदु है जिस पर अतिरिक्त तीखेपन एक प्रदत्त छिद्र के लिए असंभव है, और यह वास्तव में लेंस और शारीरिक एपर्चर के एक समारोह है।
(पूर्ण) ऑप्टिकल सिस्टम के लिए विवर्तन कटऑफ आवृत्ति का सूत्र निम्नानुसार है:
fc = 1 / (λ * f #) चक्र / मिमी
यह बताता है कि लेंस की एफ-संख्या से केंद्रित होने वाली प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के पारस्परिक प्रति मिलीमीटर प्रति चक्र की संख्या है जिसे हल किया जा सकता है। विवर्तन कटऑफ आवृत्ति आमतौर पर वह बिंदु है जहां संकल्प प्रकाश की आवृत्तियों की तरंग दैर्ध्य तक पहुंचता है। दृश्यमान प्रकाश के लिए, λ 380-750nm, या 0.38-0.75 माइक्रोन के बीच। जब तक किसी दिए गए एपर्चर के लिए कटऑफ फ्रीक्वेंसी नहीं मिलती है, तब तक अधिक रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया जा सकता है।
दृश्य उदाहरण
ऊपर की छवियों का Whubers अनुक्रम विवर्तन के प्रभाव का एक सभ्य उदाहरण है, साथ ही लेंस के खुले होने पर ऑप्टिकल विपथन का प्रभाव भी है। मुझे लगता है कि यह गोलाकार विपथन के कारण कुछ फोकस शिफ्ट से थोड़ा ग्रस्त है, इसलिए मैंने एक एनिमेटेड जीआईएफ बनाया है जो कैनन 50 मिमी एफ / 1.4 लेंस के एपर्चर को उसके सबसे बड़े एपर्चर से उसके सबसे छोटे, नीचे के पूर्ण विराम में बदलने के प्रभावों को प्रदर्शित करता है। ।
(नोट: छवि बड़ी है, 3.8meg, इसलिए इसे प्रत्येक स्टॉप पर तीक्ष्णता की तुलना देखने के लिए पूरी तरह से डाउनलोड करने दें।) व्यापक खुले शॉट, विशेष रूप से क्रोमैटिक एबेरेशन और कुछ गोलाकार एबेरेशन (जब कुछ हो सकता है, तो इमेज में ऑप्टिकल एब्स्ट्रक्शन को प्रदर्शित किया जाता है) थोड़ा बैंगनी फ्रिंजिंग ... मैंने फ़ोकस को मृत मानने की कोशिश की।) F / 2 के लिए बंद कर दिया गया, CA को काफी कम कर दिया गया। F / 8 से f / 8 के माध्यम से, तीक्ष्णता इसके प्रमुख पर है, f / 8 आदर्श है। एफ / 11 में, विवर्तन के कारण तीखापन कभी इतना कम हो जाता है । F / 16 और विशेष रूप से f / 22 पर, विवर्तन नेत्रहीन रूप से छवि तीक्ष्णता को प्रभावित करता है। ध्यान दें कि विवर्तन धुंधला के साथ भी, f / 22 अभी भी f / 1.4 या f / 2 की तुलना में काफी तेज है।
प्रकाश के कई छोटे असतत बिंदुओं से युक्त एक दृश्य के बारे में सोचें । एक लेंस को छवि पर एक उपयुक्त स्थान पर प्रत्येक बिंदु को दूसरे बिंदु में परिवर्तित करना है। विवर्तन हर बिंदु को एक गोलाकार तरंग-जैसे प्रतिरूप, हवादार डिस्क में फैलने का कारण बनता है । डिस्क का व्यास सीधे एफ-संख्या के लिए आनुपातिक है: यह " विवर्तन सीमा " है।
जैसे ही एफ-संख्या अपने न्यूनतम (एक विस्तृत खुले लेंस) से बढ़ जाती है, छवि पर एक बिंदु पर पड़ने वाला प्रकाश लेंस के संकरे क्षेत्र से आएगा। कि छवि को तेज करने के लिए जाता है। जैसे-जैसे एफ-संख्या में वृद्धि होती है, हवादार डिस्क बड़े होते जाते हैं। कुछ बिंदु पर दो प्रभाव सबसे तेज छवि बनाने के लिए संतुलित करते हैं। यह बिंदु आम तौर पर एसएलआर कैमरों पर f / 5.6 से f / 8 रेंज में होता है। छोटे एफ-नंबरों के साथ, लेंस के समग्र गुण (इसके अपघटन) एक नरम छवि बनाने के लिए काम करते हैं। बड़ी एफ-संख्या के साथ, विवर्तन प्रभाव के कारण कोमलता का प्रभुत्व है।
आप अपने स्वयं के लेंस और कोई विशेष उपकरण के साथ इस कारण को अच्छी तरह से माप सकते हैं । एक तेज, विस्तृत, अच्छी तरह से जलाया फ्लैट लक्ष्य के सामने एक तिपाई पर कैमरा माउंट करें इसके विपरीत बहुत सारे हैं। (मैंने एक पत्रिका से एक पृष्ठ का इस्तेमाल किया; यह ठीक काम किया।) अपनी सर्वोत्तम सेटिंग्स का उपयोग करें: सबसे कम आईएसओ, उचित एक्सपोज़र, मिरर लॉक अप, ज़ूम लेंस के लिए मध्यम फोकल लंबाई (या फोकल लंबाई भी बदलती है), मध्य दूरी, पूरी तरह से फोकस में, रॉ प्रारूप। फ़ोटो की एक श्रृंखला लें जिसमें आप केवल च / स्टॉप और एक्सपोज़र समय (एक्सपोज़र को स्थिर रखने के लिए) में भिन्न होते हैं । एक अच्छे मॉनिटर पर चित्रों के अनुक्रम को 100% देखें: आप देखेंगे कि आपके कैमरे का "स्वीट स्पॉट" कहाँ है और आपको व्यापक या संकीर्ण एपर्चर का उपयोग करने के प्रभाव दिखाई देंगे।
निम्नलिखित अनुक्रम कैनन 85 मिमी f / 1.8 लेंस के लिए एक श्रृंखला से लिया गया है, जो एक बहुत अच्छा है। ऊपर से नीचे तक f / 1.8, 2.8, 5.6, 11, और 22 पर 100% फ़सल (वेब डिस्प्ले के लिए उच्च-गुणवत्ता JPEG में परिवर्तित) हैं। आप f / 11 और f / 22 में विवर्तन के बढ़ते प्रभाव देख सकते हैं नीचे दो चित्र। ध्यान दें कि इस विशेष कैमरे (EOS T2i, एक एपीएस-सी सेंसर) के साथ उपयोग किए जाने वाले लेंस के लिए , उच्च एफ-नंबरों पर विवर्तन की कोमलता लेंस के खुले खुलेपन के साथ देखी गई कोमलता तक नहीं पहुंचती है। अपने स्वयं के लेंस के लिए तुलनीय जानकारी, जो कुछ ही मिनटों में प्राप्त की जा सकती है, महत्वपूर्ण फ़ोटो में एक्सपोज़र पैरामीटर चुनने के लिए मूल्यवान हो सकती है।
f / 1.8 
f / 2.8 
f / 5.6 
f / 11 
f / 22 
विक्षेप होता है। यह जीवन का एक तथ्य है। जब लेंस का उपयोग व्यापक रूप से खुला होता है, तो विवर्तन के कारण एक छोटे से तीखेपन को नोटिस करने के लिए अन्य लेंस एबार्शन आपके लिए बहुत अधिक महत्वपूर्ण हैं। थोड़ा नीचे रोकें, और उन एबार्शन को कम किया जाता है - लेंस बस बेहतर और बेहतर लगता है। विचलन है, लेकिन आप अभी भी इसे वास्तव में नोटिस नहीं करते हैं क्योंकि किनारों के पास से गुजरने वाली रोशनी काफी प्रकाश को उजागर नहीं करती है जो गुजर रहा है जो एपर्चर ब्लेड के थोड़ा बहुत पास हो रहा है।
कुछ बिंदु पर जब आप लेंस को नीचे रोक रहे होते हैं, तो केंद्र तत्वों और लेंस तत्वों के बाहरी हिस्सों के बीच के ऑप्टिकल अंतर को समाप्त करके आपके द्वारा किए जाने वाले लाभ दूर होने लगते हैं - अब बाहर को डूबने के लिए पर्याप्त रूप से ध्यान केंद्रित प्रकाश नहीं है- ऑप्टिकल पथ (विवर्तन) के किनारों के आसपास प्रकाश झुकने के कारण फोकस छवि। जब आप नीचे रुकते हैं तो लेंस किसी भी बेहतर नहीं होने वाला है - बीच के माध्यम से प्राप्त होने वाले प्रकाश की तुलना में बहुत अधिक प्रकाश विचलित हो रहा है। इस बिंदु से, नीचे रुकने से छवि नरम हो जाएगी।
जिस बिंदु पर लेंस को नीचे की ओर रोका जाता है, जहां तक वह बिना मुलायमता बढ़ाए जा सकता है, विवर्तन सीमा है। कुछ लेंसों पर, जहाँ तक आप नीचे रुक सकते हैं - उदाहरण के लिए, Nikon ने परंपरागत रूप से उनके कई डिजाइनों पर एक अपेक्षाकृत व्यापक न्यूनतम एपर्चर (f / 16) रखा है। अन्य लेंसों पर (विशेष रूप से मैक्रो), आपके पास अभी भी कुछ स्टॉप या अधिक उपलब्ध हो सकते हैं; कुछ अनुप्रयोगों में क्षेत्र के विचारों की गहराई पूर्ण तीक्ष्णता से अधिक महत्वपूर्ण हो सकती है।
सभी फ़ोटोग्राफ़ी एक समझौता है। ऐसे समय हो सकते हैं जब आप इष्टतम की तुलना में आगे को रोकना चाहते हैं, लेकिन यह आपके द्वारा किए जा रहे समझौतों से अवगत होने में मदद करता है। नीचे रुकना डीओएफ का एक आसान जवाब है, लेकिन अगर आप लैंडस्केप पर झुके हुए हैं और उन सभी को f / 22 या f / 32 पर ले जा रहे हैं, तो झुकाव / शिफ्ट लेंस को देखने का समय हो सकता है।
जबकि पहले से ही यहाँ जवाब अच्छी तरह से विवर्तन का वर्णन करते हैं । विवर्तन की सीमा का उपयोग अक्सर उस बिंदु का वर्णन करने के लिए किया जाता है जिस पर आपके लेंस को रोकना आपके कैमरे के सेंसर के पिक्सेल-आकार के संबंध में आपको अधिक विवरण नहीं देता है।
जब आप अपने कैमरे की विवर्तन सीमा तक पहुँच चुके होते हैं, तो कोई भी लेंस इस हद तक रुक जाता है कि एपर्चर आपको नरम परिणाम देगा। यह सीधे व्यक्तिगत पिक्सेल के आकार से संबंधित है, सेंसर के आकार से नहीं।
आधुनिक डीएसएलआर पर, एफ / 11 और एफ / 16 के बीच विवर्तन सीमा को मारा जाएगा। छोटे सेंसर वाले कैमरों पर, यह एफ / 8 या उससे भी कम हो सकता है। आप देखेंगे कि अधिकांश छोटे कैमरे इस कारण से एफ / 8 से छोटे एपर्चर का उपयोग नहीं करते हैं। कुछ भी एक निश्चित एपर्चर (एफ / 3.5 या तो) का उपयोग करते हैं और एनडी फिल्टर को रोकने के बजाय नीचे आने से कम प्रकाश का अनुकरण करते हैं। दुर्भाग्य से, उन्होंने वास्तव में सिम्युलेटेड एफ-स्टॉप को EXIF में डाल दिया है, इसलिए आपको यह जानने के लिए कैमरे को जानने की आवश्यकता है कि यह सामान्य एपर्चर के बजाय ND फिल्टर का उपयोग करता है।
कैम्ब्रिज इन कलर साइट के इस पृष्ठ में विवर्तन सीमा की विस्तृत तकनीकी व्याख्या है। यह भी जाँच के लिए एक ऑन-लाइन कैलकुलेटर है कि क्या एपर्चर, कैमरा, प्रिंट आकार और देखने की दूरी का एक विशेष संयोजन विवर्तन-सीमित है या नहीं।
संक्षिप्त जवाब…
विवर्तन सीमा छोटी से छोटी जगह किसी दिए गए लेंस प्रणाली / संकल्प / फोकस बना सकते हैं।
आर्म-लहराते: लेंस प्रकाश को एक छोटे स्थान पर केंद्रित कर सकते हैं लेकिन एक बिंदु नहीं। स्पॉट का आकार तरंग दैर्ध्य के साथ भिन्न हो सकता है, कम तरंग दैर्ध्य के साथ छोटे स्पॉट आकार होते हैं जो लंबे समय तक होते हैं। जब एक बहुत अच्छा, विपथन-रहित (विवर्तन-सीमित) लेंस का उपयोग किया जाता है, तो टकराया हुआ प्रकाश फोकस पर एक स्पॉट के रूप में एक हवादार डिस्क का उत्पादन करेगा। एक हवादार डिस्क अभी भी सबसे छोटी जगह है जिसे उस लेंस के साथ उस तरंगदैर्ध्य के साथ एपर्चर (कोलेमेटेड प्रकाश का उपयोग करके) में उत्पादित किया जा सकता है। बड़े एपर्चर छोटे फोकस के साथ छोटे धब्बे के आकार का उत्पादन करते हैं और फोकस की गहराई को कम करते हैं।
ध्यान दें कि आप चित्रात्मक दृश्य के साथ हवादार डिस्क का उत्पादन नहीं कर सकते हैं। Collimated light एक छवि नहीं बनाती है।
वाह, वहीं रुक जाओ : बड़े संख्यात्मक एपर्चर छोटे धब्बे पैदा करते हैं अगर आपको लगता है कि सूत्र में माना जाता है, तो एपर्चर को पारस्परिक मूल्य के रूप में उपयोग किया जाता है। फैलाव यहाँ भी एक भूमिका निभाता है।
भौतिकी के नियमों के कारण विवर्तन की सीमा एक लेंस की अधिकतम तीक्ष्णता सीमा है। मूल रूप से आपको कोई भी शार्प फोटो नहीं मिल सकती है, भले ही आपके कैमरे में कितने पिक्सेल हों या ऑप्टिकल सिस्टम कितना सही हो।
अवांछित प्रभाव तब होता है जब आप विवर्तन सीमा की अनुमति से जूम को बड़ा कर रहे होते हैं, और एक फोटो तेज नहीं हो रही होती है, केवल बड़ी होती है। यह अक्सर दूरबीनों और सूक्ष्मदर्शी में होता है। यह भी ऑप्टिकल के बजाय इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है, क्योंकि ऑप्टिकल एक्स की तुलना में स्पष्ट रूप से तेज नहीं देख सकते हैं।
विसर्जन तरल पदार्थ ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी में उच्च रिज़ॉल्यूशन फ़ोटो बनाने के लिए सीमा को बढ़ाने की अनुमति देते हैं।