Журнал «Компьютерра» №46 от 15 декабря 2005 года

Разрешающая способность объективов - это максимальное количество линий на миллиметр в поле изображения, при котором линии еще не сливаются. Формулировка эта не очень строгая, поскольку не всегда можно точно определить, где кончается черная линия и начинается белый промежуток. На практике линии по мере уменьшения их толщины сливаются в сплошное серое поле постепенно. Чтобы получить объективную характеристику, надо рассматривать не одну численную величину, а график зависимости контраста между серединой черной линии и серединой белого промежутка от количества линий на миллиметр (причем линии в этом методе нечеткие, и их яркость меняется синусоидально). Такой график называется MTF (Modulation Transfer Function). Методика с использованием MTF позволяет оценить, кроме собственно разрешения (которое оценивается по величине контраста 1,1:1, то есть при 10-процентной разнице в яркости линий), как минимум еще одну не менее важную характеристику - наклон кривой MTF. Два объектива с одинаковым разрешением (скажем, 50 лин./мм) могут иметь разные кривые MTF. У одного график опускается сразу от 1 лин./мм вниз, плавно достигая 10% при 50 лин./мм, а у другого - лишь начиная с 40 лин./мм круто падает вниз. Естественно, при формально одинаковой разрешающей способности второй объектив даст гораздо более жесткий, резкий рисунок. Но чтобы не путаться, мы в эти тонкости вдаваться не будем.

Второй неясный момент, который касается разрешающей способности, - неопределенность понятия линии. Мы ведем все рассуждения в соответствии с понятием «линий на миллиметр», принятым в фотографии, когда за одну линию считается линия с ее промежутком, а не так, как в телевидении, где черная и белая линии считаются за две, отчего цифры удваиваются и у клиента возникает впечатление мнимого благополучия. Кроме того, из-за разных размеров матриц в цифровой фотографии стало модно измерять разрешение не в линиях на миллиметр, а в суммарном количестве линий на меньшую сторону кадра. Так якобы удобнее сравнивать характеристики различных камер. На мой взгляд, все это только запутывает пользователя, уводя его от имеющей совершенно самостоятельное значение характеристики камеры - физической величины матрицы. Куда интереснее вписать в технические характеристики строку «разрешение 1500 линий по короткой стороне кадра», не поясняя, что при матрице 2/3” это соответствует всего-навсего 110 линиям (не удвоенным, обычным) на миллиметр. Слово «всего-навсего» в приложении к последней цифре может удивить знатоков пленочной техники - действительно, объективы с такими параметрами считались до последнего времени очень приличными. Но при пересчете вы получите для матрицы 2/3” всего-навсего 2,8 мегапиксела по самым строгим критериям.

Желая проверить ситуацию на практике, я сфотографировал одну из стандартных мир (рис. 1) камерой Fujifilm Finepix S20 Pro. Ее 6-мегапиксельная SuperCCD-матрица имеет размер 1/1,7” (7,6х5,6 мм). Мира распечатывалась на лазерном принтере в нужном масштабе, чтобы обеспечить размеры 45х45 мм, а затем фотографировалась со штатива на таком расстоянии, чтобы обеспечить высоту кадра 560 мм. Таким образом, общий масштаб составлял 1:100. При таком масштабе для получения реального разрешения числа на мире надо умножать на 5 (1:100 против 1:20). Физическое расстояние (около 2 м) было подобрано так, чтобы зум находился примерно в среднем положении, а мира - в центре кадра. Освещение производилось выносной внешней вспышкой сбоку (использовать в таких случаях встроенную вспышку нельзя, она обязательно даст блик, который все испортит). Значение диафрагмы устанавливалось равным 8.

Рассмотрев получившуюся картинку (на рис. 2 приведен ее фрагмент, относящийся к делу), легко подсчитать, что разрешение в центре кадра составит уверенные 125 лин./мм, при наличии капли воображения можно даже углядеть отдельные линии на фрагменте с числом 30, что соответствует разрешению 150 лин./мм. Получается, что реальные характеристики встроенных объективов для любительских цифровых камер действительно соответствуют разрешению порядка 130-170 лин./мм. Как правильно пересчитать эту величину в мегапикселы?

…и ее пересчет в мегапикселы