Tecnica. Risoluzione, nitidezza e curve MTF

di Paolo Tomassini, pubblicato su FotonicaMente.

Fra le innumerevoli caratteristiche che possiede un obiettivo la nitidezza e’ di gran lunga quella piu’ analizzata e, spesso, l’unica tenuta davvero in considerazione nella classica ricerca della lente che fa per noi. Lo scopo di questo articolo e’ quello di cercare di spiegare in termini semplici (ma anche andando abbastanza a fondo)  i concetti legati alla nitidezza che ci troviamo comunemente di fronte quando leggiamo una recensione o un test su un obiettivo in modo da distinguere quali di questi sono realmente importanti per i nostri scopi… per poi scoprire, magari, che in qualche caso forse e’ meglio chiedere di meno sul fronte della nitidezza a vantaggio di quello di una resa cromatica piu’ calda piuttosto che di una apertura maggiore o uno sfocato estremamente morbido.
Iniziamo precisando che per “nitidezza di un’immagine” si intende un insieme di parametri che dipendono sia dalla qualita’ delle ottiche che dal sensore utilizzato. Qui di seguito ci concentreremo sulla componente ottica e supporremo che il sensore sia “perfetto” cioe’ trasferisca sull’immagine (analogica o digitale che sia ) i dati esattamente come essi gli pervengono dall’ottica. Alla fine dell’articolo accenneremo l’effetto della diminuzione della nitidezza prodotta dal solo sensore mentre in un articolo successivo discuteremo di come il sistema ottica-sensore possa essere ottimizzato (cosa che ci permettera’ di capire se l’accoppiata ottica-sensore potra’ dare i risultati sperati in termini di nitidezza).
I parametri che caratterizzano la nitidezza di un’immagine (e quindi dell’ottica in questo caso) sono sostanzialmente due

  1.  La Risoluzione o Risolvenza
  2.  L’acutanza o micro-contrasto

ed entrambi giocano un ruolo importante nel formare la sensazione di “nitidezza” dell’immagine. Sebbene la risolvenza e il micro-contrasto siano parametri in una certa misura indipendenti essi sono comunque legati dal fatto che limitazioni alla risoluzione e perdite di contrasto nelle immagini sono effetti causati dallo stesso insieme di fenomeni: le aberrazioni non corrette dell’ottica e la diffrazione che impediscono la focalizzazione perfetta sul piano del sensore dei raggi di luce provenienti dal soggetto. Recentemente e’ stato quindi introdotto un test “ponte” nel senso che fornisce informazioni sia sulla risolvenza che sul microcontrasto: il test MTF da Modulation Transfer Function o funzione di trasferimento della modulazione di contrasto. Questo test fornisce indicazioni precise su come le aberrazioni modificano i fasci luminosi ed e’ attualmente il test di gran lunga piu’ utilizzato per la misura della nitidezza di un’ottica.

Risoluzione o Risolvenza

E’ stato il primo parametro ad essere definito in modo piu’ o meno sistematico, nel modo seguente:la risoluzione di un’ottica e’ tanto piu’ elevata tanto piu’ questa e’ capace di produrre immagini nelle quali e’ possibile distinguere particolari di dimensioni minori. La misura del potere risolvente viene effettuata con una mira ad alto contrasto che presenta strutture (tipicamente linee alternate bianche e nere o dei colori fondamentali) di dimensioni diverse. La mira viene posta alla distanza per la quale essa viene inquadrata perfettamente e successivamente vengono acquisite le immagini per verificare quali siano le scale spaziali minime che l’ottica permette di risolvere.La misura della risolvenza e’ semplicemente data dal numero massimo di coppie di linee che si possono risolvere per ogni millimetro di immagine sul sensore (linee/mm).

Qui pero’ iniziano i problemi, che sono sostanzialmente due. Il primo e’ stato gia’ preso in considerazione ed e’ il fatto che l’immagine di norma si costruisce sul sensore il quale a sua volta puo’ (e di fatto lo fa) ridurre la capacita’ di risolvenza. Questo problema puo’ essere evitato usando pellicole/sensori digitali con risolvenze molto maggiori di quelle delle ottiche che andiamo a testare. L’altro problema e’ causato dal fatto che la capacita’ di distinguere la presenza di linee alternate dipende in parte dalll’osservatore. Questo aspetto e’ strettamente collegato poi al fatto che la risolvenza ci dice sostanzialmente quanta informazione puo’ al massimo catturare il sensore, ma, attenzione, non da’ nessuna informazione sullaqualita’ di questa informazione. Un’ottica puo’ ad esempio risolvere 220 linee/mm ma in modo tale che la differenza di toni sia così lieve che chi osserva l’immagine misura una differenza del 10% tra la linea chiara (perfettamente bianca nella mira) e quella piu’ scura (perfettamente nera nella mira). In questo caso (si veda la Fig.1) la sensazione di nitidezza che l’immagine ci invia e’ scarsa, anche se il potere risolvente e’ ottimo.

Risolvenza a basso contrasto

Figura 1    Effetto della perdita di contrasto e visibilita’ delle linee

La risolvenza non puo’ dunque essere l’unico parametro che ci permette di capire quanto sia alta la sensazione di nitidezza prodotta da un’immagine:la “visibilita’ ” delle micro-strutture e quindi il loro contrasto  e’ altrettanto importante. A questo proposito ci viene in aiuto un secondo parametro: l’acutanza.

L’acutanza

Le perdite di risoluzione ma anche contrasto che si osservano nelle immagini con dettagli molto fini sono causate dal fatto che a causa di aberrazioni insite nel sistema ottico oppure della semplice diffrazione della luce (cioe’ l’effetto di allargamento di un raggio luminoso prodotto ogni volta che il raggio passa attraverso un ostacolo che in questo caso e’ il diaframma) una ipotetica sorgente perfettamente puntiforme produce un’immagine tutt’altro che puntiforme. L’immagine di un punto e’ tipicamente una campana che puo’ avere anche degli anelli (quando la diffrazione domina, cioe’ quando il diaframma e’ particolarmente chiuso).

FMM Blur.jpg

Figura 2Sinistra: immagine di una sorgente puntiforme e sua distribuzione a campana. Destra: immagine di una sorgente a gradino e suo profilo di intensita’ necessariamente morbido.

A causa di questo sparpagliamento del raggio luminoso una struttura “a scalino” nel soggetto verra’ registrata sul sensore come una struttura con profili magari ripidi ma “morbidi”. Tanto piu’ ripidi saranno i profili tanto maggiore sara’ la sensazione di nitidezza prodotta dall’immagine. Profili dolci producono evidentemente una perdita di nitidezza ma di un tipo diverso da quello misurabile mediante il test della risolvenza. In questo caso ci interessa sapere quanto e’ ripido il profilo di intensita’, cioe’ mettiamo in relazione la scala spaziale di una struttura con la sua variazione del contrasto. La misura precisa della rapidita’ di cambiamento dei toni di grigio si effettua mediante il test dell’acutanza. Data un soggetto che presenta un profilo di illuminazione a gradino, si analizza il profilo di salita dell’intensita’ luminosa nell’immagine. L’acutanza e’ tanto maggiore tanto minore e’ la distanza D tra il punto al 10% e  quello al 90% dell’intensita’ massima.

FMM acutanza.png

                                             Figura 3Definizione di acutanza mediante la rapidita’ del profilo di salita

Purtroppo, pero’, la misura della distanza D tra il 10% e il 90% del profilo immagine di una sorgente a gradini e’ un’operazione tutt’altro che immediata e questo test viene attualmente impiegato quasi esclusuvamente sul fronte dei sensori analogici.
A questo punto e’ lecito porsi la seguente domanda: ma perche’ l’acutanza e la risolvenza non forniscono sempre risultati concordanti? In altre parole esistono obiettivi che hanno ottime capacita’ di risolvenza ma doti di acutanza magari mediocri? Infatti l’effetto del degrado della risolvenza e quello del degrado del contrasto sono causati entrambi dalla presenza delle aberrazioni della lente.

Sì in effetti la domanda e’ lecita, la risposta e’ che in effetti non e’ detto che un obiettivo con alta risolvenza abbia un’ottima acutanza (e viceversa). Il punto e’ che come si diceva pocanzi una sorgente puntiforme viene trasformata, dopo il pasaggio attraverso l’ottica, in una disco la cui intensita’ luminosa ha la forma di una campana. La forma di questa campana dipende molto da quali aberrazioni sono presenti nell’ottica e dalla forma della campana dipende a sua volta quanta perdita di visibilita’ ci si puo’ aspettare oppure quale sara’ la risolvenza massima. In altre parole la risolvenza massima e la perdita di contrasto/visibilita’ sono in una certa misura indipendenti. Poiche’  la forma della campana dipende da quali sono le aberrazioni dominanti, in fase di progetto il fabbricante potra’  decidere se indirizzare la sua ottica nella strada della piu’ alta risolvenza oppure in quella del maggiore contrasto se non in quella di un buon compromesso tra i due.

Il Trasferimento della modulazione di contrasto (MTF)

Il test dell’acutanza fornisce risultati importanti sul fronte della proprieta’ delle ottiche di rispettare il contrasto del soggetto e contribuire alla sensazione di nitidezza, tuttavia la sua difficile implementazione ha stimolato la ricerca di metodi che analizzassero il comportamento in termini di contrasto ma che fossero facilmente standardizzabili. Il metodo della misura della Funzione Trasferimento della Modulazione di Contrasto (Modulation Transfer Function in Inglese) risponde perfettamente alle esigenze di facilita’ di implementazione e capacita’ di fornire risultati fisicamente validi… tuttavia capire esattamente cosa sia e soprattutto quale informazione possa fornire non e’ un’operazione immediata.

Iniziamo con il puntualizzare che a differenza dei test precedenti la misura della MTF ha come oggetto la risposta dell’ottica non ad un segnale a gradino bensi’ ad un segnale sinusoidale, un’onda armonica per intendersi. Questo e’ il primo passo avanti rispetto alle altre tecniche perche’ sia l’oggetto che l’immagine hanno strutture simili e la loro comparazione sara’ quindi piu’ immediata.
Nella figura seguente (Figura 4) riportiamo in alto un segnale sinusoidale che presenta una frequenza spaziale (cioe’ l’inverso della distanza tra due massimi) crescente da sinistra a destra. Appena sotto vedete una simulazione dell’immagine ottenuta (tecnicamente con un’operazione matematica dettaconvoluzione, implementata con una semplice routine in ambiente MATLAB) supponendo che la curva a campana della risposta ad un’immagine puntiforme sia una curva gaussiana (la forma di gran lunga piu’ comune tra le curve a campana) di larghezza a meta’ altezza pari a 10 micron. Come si vede man mano che la frequenza spaziale del soggetto aumenta l’immagine diviene via via meno contrastata tanto che le righe all’estrema destra sono difficilmente individuabili. Per evidenziare meglio la cosa abbiamo riportato ancora sotto i grafici dei livelli dei toni di grigio per l’oggetto (grafico rosso) e l’immagine (grafico blu): mentre la visibilita’ delle frange e’ buona per frequenze inferiori a 30 linee/mm, questa si riduce notevolmente per le alte frequenze spaziali con la diretta conseguenza che i dettagli fini saranno difficilmente individuabili.
Siamo ora pronti per definire il valore MTF per una data frequenza spaziale:il grado MTF e’ semplicemente il valore del trasferimento di contrasto alla frequenza spaziale determinata, cioe’ il rapporto tra il contrasto alla frequenza spaziale analizzata (la differenza tra il valore massimo e quello minimo della frangia a quella frequenza) e il contrasto nel soggetto.

FMM MTF curva.png

Figura 4 ALTO Simulazione dell’effetto delle aberrazioni sull’immagine oscillante con frequenza spaziale crescente verso destra.  CENTRO Andamento dei toni di grigio nel campione (rosso) e nell’immagine (blu). BASSO Grafico del trasferimento di contrasto (MTF) al variare della frequenza.

La curva in basso della Figura 4 riporta la curva MTF per l’esempio ora esposto cioe’ l’andamento del grado MTF al variare della frequenza spaziale. Alla frequenza di 10 linee/mm, ad esempio, il trasferimento di contrasto e’ quasi perfetto (0.9) e l’obiettivo sarebbe catalogato come eccellente a quella frequenza. A 20 linee/mm la visibilita’ si riduce al 60% (MTF=0.6) mentre a 40 linee/mm le strutture sono difficilmente individuabili (trasferimento di contrasto del 10%).
L’andamento della curva MTF con la frequenza spaziale dipende non solo dalle dimensioni della curva a campana ma anche dalla sua forma. E qui si torna all’argomento sollevato prima sulla differenza tra nitidezza e acutanza perche’ abbiamo visto che obiettivi che producono immagini di una sorgente puntiforme (la curva a campana) di dimensioni comparabili ma forme differenti possono dare immagini con nitidezza e acutanza dissimili. Ma mentre la misura della nitidezza e quella dell’acutanza forniscono informazioni parziali sulla nitidezza dell’obiettivo, la misura accurata della curva MTF fornisce un’informazione completa perche’ da essa e’ possibile dedurre i valori della nitidezza e dell’acutanza. Per farlo e’ pero’ necessario avere a disposizione misure (ovviamente accurate) complete per tutte le frequenze spaziali di interesse (da zero a circa cento linee/mm nel caso di sensori digitali, fino a 200 linee/mm per le pellicole a grana ultrafine).
Diciamo subito che dai dati divulgati dalle case produttrici e’ praticamente impossibile effettuare una deduzione dell’acutanza e della nitidezza perche’, per lo meno a mia conoscenza, queste non forniscono la curva completa MTF per le frequenze spaziali di interesse comune. Nondimeno la curva MTF fornisce un’ informazione preziosa, diciamo l’informazione che meglio puo’ caratterizzare “la nitidezza” dell’obiettivo.

Le prove MTF di utilizzo comune. Vuoi effettuare un test MTF?

I test MTF che si trovano sulle riviste oppure in rete sono strutturati in modo da dare indicazioni sull’andamento della nitidezza al variare dell’apertura del diaframma o della posizione delle frange all’interno del campo inquadrato (nitidezza al centro o a i bordi). Per esigenze di praticita’ e leggibilita’ dei grafici tutte queste misure sono effettuate ad una frequenza spaziale fissa. Naturalmente la nitidezza e’ una caratteristica dell’obiettivo ma e’ la sua destinazione d’uso che determina la frequenza alla quale effettuare il test. Queste frequenze sono solitamente le seguenti
• Formato 135 (24×36) (tutte le reflex a formato pieno) frequenza 10,20,40 linee/mm
Formato APS-H (18×28) (serie Canon 1D) 13,26,52 linee/mm
• Formato APS-C (Nikon DX, Pentax, Sony,…., 16×24) 15,30,60 linee/mm
Formato APS-C (Canon 15×22.5) 16,32,64 linee/mm
• Olympus QuattroTerzi 20,40,80 linee/mm
Per il sistema “a formato pieno” 24×36 la misura del trasferimento di contrasto alla frequenza spaziale di 10 linee/mm e’ importante per stimare la resa dell’ottica in termini di contrasto generale oppure se si intende stampare le fotografie nel classico formato 10×15 cm2. In altri termini una lente con MTF10 prossimo all’unita’ produrra’ sicuramente immagini con un eccellente contrasto generale ma non sara’ necessariamente nitido sulle piccole scale. La frequenza di 20 linee/mm e’ associata a strutture di dimensioni due volte piu’ piccole delle precedenti, che possono essere notate in stampa solo su formati da 20x30cm2 in su. Il valore di MTF20 da’ quindi informazioni sia sul contrasto generale che sulla nitidezza. Il valore MTF40, di contro, dara’ informazioni esclusivamente sul contrasto a piccolissime scale, molto prossime alle minime scale risolvibili dai sensori odierni mentre non dara’ nessuna informazione sul contrasto generale: una lente con un valore MTF40 relativamente elevato avra’ ottime doti di risolvenza ma non necessariamente fornira’ un contrasto elevato alle scale piu’ grandi.
Vediamo ora perche’ nei sensori di dimensioni inferiori al 24×36 le frequenze spaziali delle prove devono essere piu’ elevate. Poiche’ ad esempio nel formato Nikon DX le dimensioni del sensore sono 1.5 volte inferiori a quelle del formato 24×36, l’obiettivo deve lavorare a frequenze spaziali 1.5 volte maggiori. In altre parole mentre per riempire tutto il fotogramma 24×36 sono necessarie 36mm x 10linee/mm=360 linee verticali nel caso di MTF10, per riempire il sensore in formato DX con le stesse 360 linee (quindi avere la stessa immagine catturata) il sensore deve ricevere le righe in una lunghezza 1.5 volte inferiore (24mm) con la conseguente frequenza spaziale di 15 linee/mm.
Questo spiega per quale motivo di solito obiettivi progettati per i corpi a pellicola o digitali a formato pieno, molto spesso, hanno prestazioni in termini di nitidezza inferiori se montati su reflex digitali con sensori a formato ridotto: in questi casi le lenti sono obbligate a lavorare a frequenze spaziali piu’ elevate e, come abbiamo visto, all’aumentare della frequenza il grado MTF diminuisce (anche sensibilmente)Per fare un esempio il nostro obiettivo virtuale [ma fisicamente ben simulato], quello con il quale abbiamo costruito i grafici della Figura 4, se montato su una reflex full frame ha una nitidezza eccellente a 10 linee/mm (MTF10=0.9). Lo stesso obiettivo se montato su una Canon APS-C ha una nitidezza “solo ottima” (MTF16=0.8) mentre se montato su una Olympus Four-Thirds avrebbe una nitidezza “sufficiente” (MTF20= 0.6). Naturalmente le lenti progettate appositamente per i sensori a dimensione ridotta sono costruite in modo da fornire nitidezza elevata proprio a frequenze spaziali piu’ alte, performance per loro piu’ facilmente raggiungibile a causa delle dimensioni inferiori delle lenti (e quindi aberrazioni minori e minore costo di lenti speciali).

Concludiamo questa sezione mostrando come sia possibile effettuare delle prove relative MTF suoi propri obiettivi (per conoscerli piu’ a fondo e quindi sfruttarli al meglio) o su lenti da acquistare (qui ci vuole ovviamente il benestare del venditore di fiducia). Purtroppo non e’ consigliabile spingere i test MTF alle frequenze di 40 linee/mm (o loro multipli del “fattore di crop” per sensori non a formato pieno) in quanto il filtro anti-aliasing (o anti-moire’, o anche passa-basso) posto davanti al sensore comincia a ridurre il contrasto gradatamente gia’ a frequenze piuttosto basse (ad esempio nel caso della Nikon D200 il trasferimento del contrasto del filtro alla frequenza di 25 linee/mm e’ del 50%). Ecco cosa serve per effettuare il test (oltre alla lente da testare ovviamente)

1. Foglio con stampata la maschera MTF (vedi Figura 6)
2. Corpo reflex analogico o digitale (meglio se analogico) e un buon cavalletto

3. Comando di scatto remoto (opzionale)
4. Curve MTF di risposta del sensore: se a pellicola della pellicola utilizzata, se digitale dell’accoppiata filtro antialiasing-sensore (opzionale)
Per prima cosa si deve disporre di una maschera MTF cioe’ di uno schermo nel quale sono riportate frange a frequenza spaziale differente oltre che a bande perfettamente bianche e nere.

FMM MTFmask.png

Figura 5. Maschera MTF per effettuare il test del trasferimento della modulazione di contrasto. Puo’ essere richiesta in formato elettronico all’autore (http://tomassini.altervista.org)

In Figura 5 vedete una possibile maschera, costruita in modo da effettuare test con frequenze comprese tra 5 linee/mm e 20 linee/mm analizzando il trasferimento di contrasto sia al centro che ai bordi. L’immagine della maschera MTF deve essere stampata in formato A4 e posta ad una distanza tale da essere inquadrata totalmente. Ad esempio per una focale di 70mm su un sensore 24×36 la distanza di ripresa e’ approssimativamente 1m. Si acquisisce l’immagine impostando su “off” l’incremento della nitidezza (per un sensore digitale, mentre per un sensore analogico dopo lo sviluppo e’ necessaria la digitalizzazione con uno scanner). L’ immagine della maschera MTF verra’ poi convertita in toni di grigio.

Una volta acquisita l’immagine occorre stimare le dimensioni di un pixel in modo da poter calcolare la frequenza spaziale. Facciamo il caso del sensore della Nikon D200, di dimensioni 15.8×23.6 mm2 e 2592×3872 pixel2. Il sensore ha dunque pixel di dimensioni 23.6mm/3872=0.0061mm=6.1microns. Aprendo l’immagine con un programma in grado di fornire informazioni sul livello di grigio si misurano il tono di grigio della banda nera e quello della banda bianca adiacenti alle frange che vogliamo analizzare. La differenza di toni di grigio tra le due bande costituisce il contrasto locale, cioe’ l’escursione tra i neri e le alte luci. Per calcolare quale percentuale del contrasto viene trasferita alla frequenza voluta (ad esempio di 16 linee/mm per una prova su formato Nikon DX) si deve individuare quale sequenza di frange ha frequenza che maggiormente si avvicina a 15 linee/mm (e per farlo e’ sufficiente contare quante frange sono contenute in un millimetro). Se nessuna delle sequenze ha frequenza sufficientemente simile e’ ovviamente sufficiente allontanare o avvicinare, a seconda del caso, la maschera MTF catturando nuove immagini.
Si misura successivamente il contrasto delle frange cioe’ la differenza tra il valore massimo e quello minimo dei toni di grigio. Se il sensore utilizzato fosse “perfetto”, cioe’ riuscisse a trasmettere perfettamente il contrasto, il valore MTF sarebbe dato semplicemente dal rapporto tra il contrasto delle frange e quello locale. In realta’ come abbiamo detto ogni sensore (analogico o digitale che sia) non trasmette completamente il contrasto alle alte frequenze e se non tenessimo conto di questo otterremmo dei valori MTF per le lenti tristemente bassi gia’ a 20 linee/mm. In formule, se e’ il contrasto generale, V e’ la visibilita’ delle frange (il contrasto delle frange) e Eff e’ l’efficienza di trasferimento del contrasto del sensore a quella frequenza spaziale… che poi non e’ altri che il valore MTF del sensore stesso), il valore MTF e’ dato da:
MTF=V/(CxEff).
Occorre tenere comunque presente che esistono due fattori limitanti all’accuratezza dei valori MTF che troverete. Il primo e’ semplicemente dato dal fatto che le curve MTF dei sensori digitali con i relativi filtri anti-aliasing (quindi i valori dell’efficienza di registrazione sul sensore “Eff” ) non possono essere note con altissima precisione; il secondo e’ meno ovvio ed e’ causato dalla non linearita’ della risposta del sensore che altera i rapporti tra visibilita’ delle frange e il contrasto generale dell’immagine. In ogni modo se le misure sono state effettuate in modo accurato queste possono dare una corretta informazione sulla nitidezza RELATIVA di due ottiche. Misurando i valori MTF di un’ottica che sul campo si dimostra di ottimo livello, ad esempio, possiamo facilmente vedere se la nitidezza di una seconda lente magari in procinto di essere acquistata e’ su valori simili o no… e per fare questo non e’ necessario avere a disposizione i valori delle curve MTF del sensore.

Prove MTF:Sigma 150mm F/2.8 EX DG Macro vs Sigma 70-200 F/2.8 EX DG @150mm

Consideriamo ad esempio una lente macro con prestazioni eccellenti in termini di nitidezza, il Sigma 150mm 2.8 EX DG. La lente e’ nota per le sue prestazioni elevate gia’ a F/5.6 e la nitidezza dell’esemplare in mio possesso e’ ottima. Per velocizzare e standardizzare i risultati ho prodotto una routine in ambiente MATLAB con la quale e’ possibile misurare il valore MTF ad una data frequenza spaziale e farne il grafico in funzione della posizione sul sensore per confrontare la nitidezza al centro con quella alla periferia dell’immagine. I risultati delle prove sono stati corretti per l’efficienza del sensore (corpo Canon 5D) alla frequenza spaziale considerata, desunta semplicemente dalla recensione della fotocamera elaborata dal Centro Progresso Fotografico (serie Oro 3)
Nel test veloce che vedete in Figura 6 (banda in alto) ho analizzato la zona centrale e in prima periferia del campo inquadrato utilizzando la maschera MTF della Figura 5 e l’apertura F/5.6. L’andamento dei toni di grigio delle frange e della bande chiare e scure sono visibili nella figura centrale mentre l’andamento dei valori MTF@20 lpmm al variare della posizione dal centro in direzione orizzontale e’ visibile in basso.

FMM MTF 150 5.6 20lpmm.png

                     Figura 6: Immagine, andamento dei toni di grigio e valore MTF per Sigma 150mm@F/5.6

I valori MTF sono molto elevati, come effettivamente ci aspettavamo,e soprattutto non presentano accenni di decadimento muovendoci verso la periferia della zona inquadrata (per poter analizzare la nitidezza ai bordi e’ necessario ripetere il test muovendo la maschera ma test completi di obiettivi verranno pubblicati nei numeri successivi di FMMagazine).
Vediamo adesso come si comporta il Sigma 70-200 F/2.8 EX DG alla stessa focale e alla stessa apertura. Nella Figura 7 sono visibili i risultati del test MTF per il 70-200 @ 150mm effettuati nelle stesse condizioni di quelli per il 150mm EX DG Macro.

FMM MTF 70-200 5.6@150 20lpmm.png

Figura 7: Immagine, andamento dei toni di grigio e valore MTF per Sigma 70-200 2.8 EX DG, 

Come si vede chiaramente dalla curva MTF la nitidezza al centro del 70-200 e’ lievemente inferiore a quella del 150mm (MTF20=0.75 contro MTF20=0.85  cioe’ il 13% in meno del 150mm) mentre per il 70-200 e’ ben visibile un calo di nitidezza spostandoci verso la periferia del fotogramma.  Poiche’ eventuali errori di correzione per la curva MTF del sensore, oppure una totale assenza di correzione di questi,non ha nessuna influenza sul rapporto tra i due valori MTF delle due lenti,possiamo affermare che i test MTF relativi dimostrano che per gli esemplari in esame, alla distanza di focheggiatura di tre metri e all’apertura di F/5.6 il 70-200@150mm e’ lievemente meno nitido a 20lpmm al centro del 150mm ma ha performance nettamente minori (sempre a 20lpmm) muovendoci verso la perifera del fotogramma.
Naturalmente questi test sono del tutto parziali e hanno come unico scopo quello di mostrare come sia possibile confrontare in modo preciso e fisicamente sensato le nitidezze di due obiettivi. Un test completo deve produrre informazioni sulla nitidezza alle altre frequenze spaziali di interesse comune, spaziando l’intervallo delle aperture del diaframma e analizzando tutto il fotogramma  Ma, come ho ricordato nel preambolo, la nitidezza di una lente e’ solo uno degli innumerevoli parametri che dovremmo tenere conto per un eventuale acquisto…

2 commenti Aggiungi il tuo

  1. Anonimo ha detto:

    articolo molto interessante, purtroppo i link alle figure esplicative non funzionano… avresti modo di ripristinarli? graaazie

    Liked by 1 persona

    1. Paolo Tomassini ha detto:

      Ciao, sì il link indirizza a fotonicamente che oramai e’ chiuso. Guardo se riesco a recuperare le figure. Paolo

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