談影像清晰度(上)鏡頭解像力

影像品質對於一般人而言,最容易直接感受到的非清晰度莫屬,因為觀賞者通常是不會想看到一幅不夠清晰的照片或影像,甚至於懷疑作者在品質專業上的能力,由此可見;不論是在創作方面或者是應用領域,清晰度在影像品質控管中乃是不容忽視的一環。

攝影(準焦)時影像清晰度在硬體(設備或器材)部分的影響主要以鏡頭最為首,也就是指鏡頭解像力或稱鏡頭分辨率,而鏡頭在最佳解像力光圈下所拍攝的影像才可能取得最好的清晰度,為什麼呢?什麼是最佳解像力光圈?又該如何取得最佳解像力光圈值?以上疑問的說明便是今天所要談論的話題內容。

視覺影像判讀(f 11.8)  視覺線條判讀(f 11.8)       影像量化判讀(f 11.8)

  1. 何謂最佳解像力光圈:指鏡頭最高解像力的光圈值,通常會在F11左右。例如:攝影職人和廚師一樣,需要一把犀利的刀子,而那把刀子就像是鏡頭,是否是最犀利就看是不是最佳解像力光圈了。
  2. 為什麼攝影時要使用最佳解像力光圈才可能取得最好的清晰度:當攝影時鏡頭光圈值沒有使用到最高解像力口徑時,怎麼可能把畫面拍到最清晰。例如:廚師沒有一把犀利的刀,又如何能料理蔬、果成為漂亮的食材呢。
  3. 如何才能取得最佳解像力光圈值:可分為二個面向(感性、理性)來進行。
  • 感性面著手:使用人眼進行視覺判讀,作法上有圖像比對與線條比對二種。圖像比對:使用自動對焦系統並且準焦下,以不同光圈值對精緻商品或細小的文字印刷品進行拍攝,並以高倍率(100%)進行商品或文字清晰度比對,取最清晰圖檔對照出該光圈值視為最佳解像力光圈值。

                           使用光圈 f 11.8                                          使用光圈 f 16.8

線條比對:使用自動對焦系統並且準焦下,以不同光圈值對ISO12233導表進行拍攝,並以高倍率(100%)進行線條清晰度比對,取最清晰圖檔對照出該光圈值視為最佳解像力光圈值。

      拍攝ISO12233導表       Imatest線條取樣 & 高倍率(100%) 線條比對

  • 理性面著手:引用空間頻率(Spatial Frequency Response;SFR)理論,檢測出各種不同光圈值的解像能力值(線對/ lp)。

                                    鏡頭解像力檢測(空間頻率/SFR)

作法上:使用自動對焦系統並且準焦下,以不同光圈值對ISO12233導表進行拍攝,轉檔後,搭配影像檢測軟體(Imatest)取影像中矩形方塊局部,檢測出該鏡頭之光圈值解像力值(線對/ lp)

拍攝ISO12233導表                  Imatest矩形取樣            Imatest鏡頭解像力檢測

結 論:數位攝影在影像清晰度的表現,就硬體上而言;是否以鏡頭最佳解像力光圈值進行應用為主要優劣之所在。執行手法方面可依個人喜好加以選擇,以圖像比對和線條比對方式最為常見,檢視不同鏡頭光圈值所拍攝的影像與測試用導表,在高倍率(100%)螢幕中,經由人眼視覺判讀出最清晰影像或線條後,取使用光圈值,視為該鏡頭最佳解像力光圈;另一種方式則是引用空間頻率理論,檢視不同鏡頭光圈值所拍攝的ISO12233導表後,經由軟體程式(Imatest)檢測出其中最高解像力值之光圈,既是該鏡頭最佳解像力光圈。

 

附註:空間頻率(Spatial Frequency Response;SFR)是單位空間中產生週期(cycle)的次數;在鏡頭的應用檢測上,所代表的意義就是在單位長度中黑白相間條紋反覆的次數,而一黑一白的相間條紋即是一個週期(cycle),稱之為 line pair (lp)。

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