Ironischerweise habe ich das in einem anderen Thread nachgerechnet. Die Bildqualität ist eine Faltung aller Faktoren des Bildgebungssystems. Die Auflösung des Objektivs oder die Auflösung des Sensors sind keine unabhängigen Faktoren ... sie sind Faktoren, die sich zusammenschließen, um die endgültige "Systemauflösung" zu erzielen. Wenn wir Ihre beiden Kameras als Beispiele verwenden, können wir die Auflösungen beider Kameras sowohl bei der idealen Apertur als auch bei einer gemeinsamen beugungsbegrenzten Apertur (z. B. 1: 11) berechnen. Unabhängig davon, wie Sie es schneiden, verbessert sich die endgültige Systemauflösung, wenn Sie die Auflösung einer einzelnen Komponente verbessern. Sie werden niemals das theoretische Maximum der besten Komponente erreichen, aber die Auflösung ... und der endgültige IQ werden ... bei allen Öffnungen ... zunehmen, wenn Sie eine Komponente verbessern, und am meisten erhöhen, wenn Sie den kleinsten gemeinsamen Nenner verbessern.
Anders ausgedrückt ... Beugung kann niemals dazu führen, dass ein Sensor mit höherer Auflösung schlechter abschneidet als ein Sensor mit niedrigerer Auflösung. Die Vorstellung, dass Beugung ein IQ-Killer ist, ist völlig falsch, und ich werde diese Tatsache mit etwas Mathematik beweisen.
Zunächst einige grundlegende Fakten. Der tatsächliche IQ Ihrer Bilder ist das Ergebnis der Gesamtsystemauflösung. Die Gesamtsystemauflösung (verwenden Sie die räumliche Auflösung, gemessen in Linienpaaren pro Millimeter) wird durch Ableiten der Gesamtsystemunschärfe bestimmt, die berechnet wird, indem der quadratische Mittelwert (RMS) der Auflösungen aller Bildgebungssystemkomponenten verwendet wird [ 1 ]. Der Einfachheit halber berücksichtigen wir nur die Auflösung des Objektivs (bei einer bestimmten Blende) und die Auflösung des Sensors.
Um die "Unschärfen" jedes Sensors zu erhalten, ist es am einfachsten, die Breite des Sensors durch die Anzahl der Spalten zu teilen. Das würde uns den Pixelabstand geben. Da moderne DSLRs ein Bayer-Design verwenden, das ein RGB-Farbfilterarray (CFA) verwendet, können wir nicht die maximale theoretische Auflösung erzielen, die der Pixelabstand allein zulässt. Um die spärliche Abtastung sowie die geringere räumliche Auflösung von roten und blauen Pixeln im Vergleich zu Grün zu berücksichtigen, gehe ich von einer Auflösung von 68% aus. Um die Unschärfe bei 68% zu erhalten, multiplizieren Sie einfach den Pixelabstand mit 1,32 (ja, GRÖSSERER Unschärfekreis). Für die beiden Kameras haben wir:
- D7000: 23,6 mm / 4928p = 0,0048 mm / p (4,8 um Pixelabstand); 4,8 * 1,32 = 6,3 um Unschärfe
- D7100: 23,5 mm / 6000p = 0,0039 mm / p (3,9 um Pixelabstand); 3,9 * 1,32 = 5,2 um Unschärfe
Die Auflösung von Objektiven kann sehr kompliziert sein. Wenn die Aberration begrenzt ist, muss die Berechnung der PSF (Point Spread Function) eine Vielzahl potenzieller Aberrationstypen bei unterschiedlichen Gewichten berücksichtigen. Das ist sehr komplex. Nehmen wir zum Zwecke der Diskussion an, dass wir mit beugungsbegrenzten Linsen arbeiten. Eine beugungsbegrenzte Linse ist eine Linse, die die physikalisch maximal mögliche Auflösung erzeugt, die nur durch die Funktion der Beugung (die Ausbreitung von Licht beim Durchgang durch die Apertur) begrenzt ist. Es ist einfacher, beugungsbegrenzte Linsen bei Tele-Längen als bei Weitwinkel herzustellen Nehmen wir also an, wir haben eine beugungsbegrenzte 70-300, wenn sie bei 300 mm verwendet wird. Vorausgesetzt, wir haben dann die folgenden maximalen Auflösungen vom Objektiv:
- 1: 5,6: 123 lp / mm oder eine Unschärfe von 4,1 um
- f / 8: 86 lp / mm oder eine Unschärfe von 5,8 um
- f / 11: 63 lp / mm oder eine Unschärfe von 7,9 um
Die Gesamtsystemunschärfe ist der Effektivwert der Linsen- und Sensorunschärfe, der wie folgt berechnet wird:
TSB = sqrt(lb^2µm + sb^2µm)
Um die Unschärfe wieder in die räumliche Systemauflösung (SR) als lp / mm umzuwandeln, nehmen Sie den Kehrwert der gesamten Systemunschärfe und dividieren durch zwei (um Linienpaare anstelle von Linien zu erhalten). Die vollständige Formel, um das Ganze auf einmal zu berechnen, lautet:
SR = 1l/(sqrt(lb^2µm + sb^2µm) / 1000µm/mm) / 2l/lp
Wenn wir die Zahlen, die wir für beide Kameras und alle Objektive haben, in diese Formel einfügen, erhalten wir:
- D7000 f / 5,6: 66,5 lp / mm
- D7100 f / 5,6: 75,5 lp / mm
- D7000 f / 8: 58,4 lp / mm
- D7100 f / 8 : 64,2 lp / mm
- D7000 f / 11: 49,5 lp / mm
- D7100 f / 11: 52,9 lp / mm
Anhand der obigen Zahlen können Sie deutlich erkennen, dass die D7100 mit einem Sensor mit höherer Auflösung und einer geringeren beugungsbegrenzten Apertur als die D7000 immer noch eine bessere Leistung erbringt. ZU ALLEN APERTUREN! Beugung kann mit besseren Komponenten niemals zu schlechteren Ergebnissen führen. Bei 1: 11 wären beide Kameras stark beugungsbegrenzt, und die D7100 kann immer noch bessere Ergebnisse erzielen. Die Mathematik kann weiter extrapoliert werden ... auf f / 22 oder sogar f / 32. Die Verbesserung der D7100 gegenüber der D7000 nimmt ab, wenn Sie weiterhin eine kleinere Blende verwenden. Zu keinem Zeitpunkt wird die D7100 jedoch SCHLECHTERE Ergebnisse erzielen als die D7000.
Wenn Sie alle Objektive verwenden, die Sie in beiden Kameras aufgeführt haben, erzeugt jedes einzelne Objektiv auf der D7100 einen besseren IQ als auf der D7000 ... unter idealen Umständen. Nun können ideale Umstände nicht existieren. Wenn Sie unsichere Hände haben, die viel Verwacklung verursachen, verwenden Sie ein nicht perfekt stabiles Stativ, fotografieren Sie auf einem stabilen Stativ im Wind usw. Sie werden zusätzliche Faktoren einführen, die Unschärfe verursachen. Wind und wackelige Hände und alles, was Unschärfe verursacht, unabhängig von der Auflösung. Wenn Sie jedoch eine Kamera mit höherer Auflösung haben, werden die Vorteile dieser zusätzlichen Auflösung aufgrund der externen Faktoren , die Unschärfe hinzufügen , verringert oder beseitigt . Angenommen, Sie verwenden ein stabiles Stativ und tun alles, um diese externen Faktoren, die die Unschärfe beeinflussen, zu minimieren.dann zeigt die Theorie deutlich, dass die D7100 eine bessere Kamera ist ... unabhängig von den verwendeten Objektiven! :) :)
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass bei großen Aperturen, wenn die Linsen aberrationsbegrenzt sind, dieselbe allgemeine Grundlage für die Bildauflösung gilt. Angenommen, bei 1: 1,8 auf dem 35-mm-Objektiv wird dank signifikanter Aberrationen ein Unschärfekreis mit einer Größe von 15 µm erzeugt, der selbst bei der vollständig beugungsbegrenzten Apertur von 1: 11 viel größer ist als der Unschärfekreis. Die Mathematik funktioniert jedoch in beiden Fällen genauso. Stecken Sie 15 Mikrometer in die Formel, und der D7100 liefert immer noch bessere Ergebnisse als der D7000. Objektive mit geringerer Qualität sind tendenziell aberrationsbegrenzter und haben mehr Blenden als ihre Gegenstücke mit hoher Qualität. Ein 500-Dollar-Objektiv erzeugt bei allen Blenden mehr Unschärfe als ein 1500-Dollar-Objektiv, was wiederum wahrscheinlich mehr Unschärfe erzeugt als ein 2500-Dollar-Objektiv. Nur wenn Sie in die $ 5000 bis $ 15 kommen, 000 Reichweite für Objektive nähern sie sich wirklich "perfekt" oder nahezu 100% beugungsbegrenztem Verhalten bei allen Blendenöffnungen. Die neuen Canon Mark II Supertelephoto-Objektive, die 300 mm und 400 mm 1: 2,8 L II und die 500 mm und 600 mm 1: 4 L II, sind selbst bei maximaler Blende sehr nahe an "perfekten" Objektiven.
Wenn eine Kamera mit höherer Auflösung unabhängig vom Objektiv eine bessere Leistung als eine Kamera mit niedrigerer Auflösung erbringt, warum dann ein besseres Objektiv? Um das Potenzial des gesamten Setups zu maximieren. Ein besseres DSLR-Gehäuse ist immer besser ... sowohl mit "beschissenen" Objektiven als auch mit einem EF 600 mm 1: 4 L II IS für 12.999 US-Dollar. Um das Potenzial einer besseren Kamera zu maximieren, sollten Sie bessere Objektive verwenden. Um den bestmöglichen IQ zu erzielen, sollten Sie die bestmöglichen Objektive verwenden.