最近常被问到一个问题,为什么我拍的照片看起来都非常锐(人眼角度下清晰度高),是不是相机cmos的分辨率高?用的是什么相机/镜头?
实际上拍照我一般用M模式多,除了外部环境下对于光圈/快门/白平衡的设置外,如何利用好相机和镜头的极限衍射也很关键(用的佳能r6像素2000万左右,比索尼A7r的6100万低多了)。
作为理工菜鸡的商科男,极限衍射我也是半吊子水。简单衍射是不可抗力的物理存在,经过镜头的光点成像为艾里斑(圆),当艾里斑大小平衡匹配于像素格的时候,成像质量最高。
我们可以利用光圈大小等设置计算出光斑直径D(瑞利判据,可见光波长假设500nm)和极限衍射下的最优分辨半径r,以及像素密度p(采样定理)。光圈恒定时(比如风光狗喜欢的F11),用这个像素密度p去匹配CMOS的像素密度,即可不浪费的计算出相机合适的CMOS像素(画幅尺寸/像素数量)。
不同的摄影方式(人像/风光/星空等)都有相对常用的恒定光圈大小(假设镜头满足),这样就可以最大程度利用镜头和像素。
衍射极限同样适用于芯片光刻、结构光显微成像、全息成像等领域。随着百年来科学理论的不断沉淀,及微纳技术近年来的飞速发展,光学成像的魅力和应用会在未来数年间绽放光彩。