GRANICA JAKOŚCI W 35mm - W POSZUKIWANIU GRAALA :-) (DŁUGIE)
Stanisław B. A. Stawowy
2001-10-07
[Powrót do poprzeniej]
[Powrót do głównej]
W poszukiwaniu zlotego Graala - granice fotografii 35mm

Granica piewsza - rozdzielczosc oka
Jakość powstałego obrazu jest ograniczona w pierwszym rzędzie przez wzrok oglądającego. Jeśli skala powiększenia jest odpowiednio mała, niska rozdzielczość systemu tworzącego obraz może zostać nie zauważona. Przykładem może być tu mn. fotografia robiona przy pomocy apaatów subminiaturowych - np. Minoxa. Obiektywy tych aparatow mają krótką ogniskową i muszą dawać ostry obraz na niewielkiej powierzchni; najlepsze obiektywy Minoxow dają lepszy obraz niż najlepsze obiektywy aparatów 35mm, zbliżając się znaznie bardziej do bycia ograniczonymi jedynie przez dyfrakcję. W efekcie zdjęcie z Minoxa powiększone, załóżmy, 20 razy, będzie miało większą rozdzielczość niż zdjęcie 24x35 powiększone 20 razy. Jednak powiększenia tej samej wielkości (np. 13x18) z negatywu subminiaturowego, będą nie lepsze, a najprawdopodobniej znacznie gorsze, niż z negatywu małoobrazkowego. Powyższe stwierdzenie odnosi się do porównania małego obrazka ze średnim formatem i średniego formatu z dużym.
Powszechnie przyjmuje się założenie, że praktyczną granicą dającą wszystko co możliwe z małego obrazka, jest 15 razy - oznacza to odbitkę o rozmiarach 36x54cm. Przyjmujemy tutaj, że patrzymy na zdjęcie z odległości 25 centymetrów. Ze wzgledu na budowę siatkówki, przeciętne oko nie jest w stanie zobaczyć większej liczby szczegółów z mniejszej odległości. Granicą rozdzielczości ludzkiego oka jest 1' - jedna minuta kątowa (jeden stopień kątowy zawiera 60', średnica księżyca w pełni wynosi okolo 30'). Jedna minuta kątowa w odległości 25 centymetrów równa się około 8 par linii na milimetr na naszej odbitce. Przyjmijmy 10 lpmm dla łatwości obliczeń. Na naszym zdjęciu musimy uzyskać 10 lpmm. Oznacza to, że na negatywie musielibysmy mieć 150 lpmm.

Granica druga - rozdzielczosc filmu
Filmy stosowane do wykonywania reprodukcji takie jak Kodak Technical Pan czy Agfa Copex Rapid (Gigabit film) mają podawaną przez producenta rozdzielczość 350 - 600 lpmm. Jednakże wartości te odnoszą się do negatywów wywoływanych w specjalnych (laboratoryjnych) wywoływaczach, dających bardzo duży kontrast. Wartości te są mierzone przez naświetlanie negatywu poprzez płytkę szklaną z naniesionymi bardzo drobnymi czarno-bialymi liniami. Do pomiaru granic rozdzielczości używa się też szklanych płyt z naniesioną warstwą chromu z wyrytymi liniami.
Niektórzy producenci podają też rozdzielczości filmów dla obiektów o ciągłych tonach. Przykłady (za E.Putsem):

  • Kodak Technical Pan: 250 lpmm
  • Agfa APX25: 179 lpmm
  • Kodak T-Max 100: 120 lpmm
  • Kodak Panatomic-X: 180 lpmm
    Nie wszystkie rozdzielczości filmów podanych wyżej mogą być porównane wprost z uwagi na różną metodę pomiarów różnych producentów, można jednak przyjąć, że granica 200 lpmm może być osiągnięta w warunkach laboratoryjnych. Wszyscy producenci zaznaczają jednak, że wartości te są idealne i nie biorą pod uwagę ograniczeń sprzętu używanego w fotografii.

    Granica trzecia - dyfrakcja
    Opisywanie rozdzielczości powyżej 500 lpmm może brzmieć fantastycznie :-). Tak jednak nie jest. Rozdzielczość obiektywu jest ograniczona przez dwie wartości: aberracje optyczne i dyfrakcje. Obiektyw ograniczany wyłącznie przez dyfrakcję jest to obiektyw skorygowany tak dobrze, że jedynym czynnikiem ograniczającym jego rozdzielczość jest dyfrakcja (i dlugość fali światła używanego do robienia zdjęć). Oto wartości rozdzielczości dla kilku wartości przysłony (przyjęte założenia to długość fali światła 550nm i założenia teorii kontrastu Kuhlera):
    Przysłona Rozdzielczość
    1,4
    2,0
    2,8
    4,0
    5,6
    8,0
    11
    16
    22
    32     		550 lpmm
    385 lpmm
    263 lpmm
    185 lpmm
    135 lpmm
    94 lpmm
    69 lpmm
    48 lpmm
    30 lpmm
    21 lpmm

    Przyjęte wartości odnoszą się (znów) do warunków idealnych. Zgodnie z wykładnią Zeissa, powyższe wartości rozdzielczości nie mogą być wprost użyte do określenia jakości obrazu dawanego przez obiektyw. Oko ludzkie może rozdzielić czarne i biale linie jeśli kontrast pomiędzy nimi wynosi około 2%. Tak mała różnica jest znacznie poniżej ograniczeń kombinacji obiektyw - film. Zeiss użył wartości kontrastu równej 30% przy ustalaniu rozdzielczości wysokorozdzielczych emulsji fotograficznych. Jeśli rozważymy teraz dane producentów dotyczące rozdzielczości ich filmów przy kontraście 50% - przyjętym przez producentów dla filmów ciągłotonowych, otrzymamy następujące wartości:
    Film ASA lpmm lpmm dla kontrastu 50%
    Copex/ Gigabit
    Kodak Technical Pan
    Kodak T-Max 100
    Kodak T-Max 400
    Agfapan APX-25
    Agfacolor HDC Plus
    Kodak Ektar 25
    Fujichrome Velvia Pro
    Fujichrome Provia 100P
    Fujichrome Provia 400
    Fujichrome Astia
    Fujichrome Sensia II
    Fujichrome Sensia II
    Fujicolor Superia 400
    Fuji Profess. 400 NPH
    Fuji NHG 800 Profess.
    Kodak Ektachrome 64T
    Kodak Ektachrome 100
    Kodachrome 200
    Kodak Tri-X
    Konica Impresa Pro
    Konica SR-G Pro     		12(40)
    25/50
    100
    400
    25
    400
    25
    50
    100
    400
    100
    200
    400
    400
    400
    800
    64
    100
    200
    400
    50
    160     		600
    320
    200
    125
    200
    130
    200
    160
    140
    125
    135
    125
    125
    100
    110
    100
    125
    125
    100
    100
    130
    100     		100
    100
    63
    50
    80
    45
    80
    80
    60
    40
    55
    50
    40
    50
    50
    45
    50
    50
    50
    50
    80
    50

    Widzimy tutaj o ile mniejsza jest praktyczna rozdzielczość podanych wysokorozdzielczych filmów dla zastosowań fotograficznych.

    Granica czwarta - obiektyw
    Najlepsze istniejące obiektywy Leici potrafią uzyskiwać rozdzielczość teoretyczną około 450 lpmm przy 5% kontraście. Dla kontrastu 30% oznacza to około 250 - 300 lpmm. Canon New FD 1.4/50 ma odpowiednio 420 lpmm i 278 lpmm.Zeiss Planar 1.7/50 - odpowiednio 460 lpmm i 290 lpmm. Musimy jednak wziąć pod uwagę, że wartości podane powyżej są znów wartościami idealnymi. Najlepsza wartość uzyskana praktycznie wynosi 120 lpmm na negatywie (za E.Putsem). Kodak sugeruje, że dla wyzyskania w pełni rozdzielczości filmu, obiektyw powinien mieć około 3 razy wiekszą rozdzielczość od negatywu. Poniższa tabelka pokazuje wyniki:
    Rozdzielczość (lpmm)
    filmu obiektywu calosci
    50
    50
    50
    80
    80
    80
    100
    100
    100
    600
    600
    600     		100
    200
    400
    100
    200
    400
    100
    200
    400
    100
    600
    1800     		33
    40
    44
    44
    57
    63
    71
    89
    97
    98
    425
    569

    Większość obiektywów dostępnych obecnie na rynku ma rozdzielczość znacznie niższą niż 100 lpmm dla kontrastu 30%. Widzimy więc, że maksymalna praktyczna rozdzielczość filmu, ktorą znaleźliśmy wyżej - 100 lpmm i rozdzielczość przeciętnego konsumenckiego obiektywu - 100 lpmm (zoomy mają z zasady znacznie mniejszy kontrast stąd i niższa rozdzielczość. Średnia statystyczna obiektywów typu zoom testowanych na Photodo daje około 50-60 lpmm) ogranicza nas do około 70 lpmm, pozwalając w wyjątkowych wypadkach (najlepszy obiektyw + ultradobnoziarnisty film) osiagnąć około 90 lpmm. Oznacza to około dziewięciokrotne powiększenie -- około 21x32 cm.

    dodatek: dowod empiryczny :-)
    (za Shermanem i Schneiderem, Modern Photography 1978).
    Fotografowany był obiekt o wysokim kontraście, więc wyniki dla 'zwykłej' fotografii bądą gorsze o ok. 1/3:
    Obiektyw nastawiony na f/4, nieskonczoność
    Obiektyw
    (PCF)
    Sumicron    		 Pan X Tech Pan Kodachrome 25 #2483 Micro Ektachrome
    Leitz 2/50
    Nikon 1.8/50
    Canon 1.8/50
    Minolta 1.7/50
    Pentax 1.7/50
    Olympus 1.8/50    		 88 lpmm
    88
    86
    86
    86
    86    		 96 lpmm
    96
    92
    92
    92
    92    		 86 lpmm
    82
    80
    82
    80
    80    		 102 lpmm
    100
    100
    100
    100
    100