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与U96就其下面的帖子商榷

(2009-11-15 01:03:03) 下一个
一。看见你老弟最近扯的这个题目似乎有点跑偏,偏就偏在把衍射对分辨率的影响过份夸大了。其实造成分辨率差异的主要因素有三个:1.同样大小CCD上植入像素的多少(以尼康DX机为例)。2.镜头质量不同造成的像差(弥散园的大小)。3.光圈大小造成光线衍射(艾里斑的大小)。

以上这三种主要因素中,余以为像素多少和镜头质量好坏给分辨率带来的影响最大,也最根本。光的衍影响分辨率虽也不容忽视,但不及前两者。所以,过份讨论衍射的影响是舍本逐末,同时也容易引起读者的疑惑。

二。单就光衍射来讨论,老弟所画坐标图亦有误。比如纵坐标的像素值实际上根本没有参加到本讨论里面来。如果我画这个坐标,我会把纵坐标改成分辨率,横坐标仍是f数,而把7D,50D,40D,35D在使用同一支镜头时,由于光圈的改变对分辨率造成的变化画出相应的4条曲线(分别冠以7d,50d,40d和35d),并使它们在f11时交于一点,而后重叠成一条曲线,这样才可表示f11后,穷富机身再无差异。如下图:



声明一下, 我上面这个图不是为你的论点背书,而是说,图要这样画才表达了你的原意。

3. 我还想说的是,分辨率无法用定量的关系来界定。但光学物理上有一个名词,叫瑞利判据(Rayleigh criterion),它是判定分辨率的标准。这个标准是说,任何镜头都存在像差,物体上的一点,通过镜头成像后并不是一点,而是一个分布,也称为弥散园。在物体上的很接近的两点如果本来是能分辨的,成像之后就有可能变成不能分辨了。这就引起了像的模糊,就造成分辨率的下降。另外,根据瑞利判据,如果两点之间的光强不超过最大光强的81.1%,我们就能感觉到这两点中间有一个暗区,这两点就是可以分辨的。否则,这两点就会连成一片,我们无法分别这是两点还是一点。这就是不能分辨。因此,我们说瑞利判据是决定分辨率的依据。尽管这个判据是根据经验而不是根据理论得到的,但这是在光学中受到普遍承认的。

其实我想,昨天我跟帖讨论你前一个贴时给出的衍射半径公式(R = 入 x f/D, 这里R是衍射半径,入是波长,f是焦距,D是光圈孔径,由此也可知道,为什么最大光圈是相机镜头的一项重要性能指标。)或许可以用来定量地描述分辨率,因为按照瑞利判据,两个像点完全分不清时就是分辨率完全丧失之时。

最后,在影响分辨率的三因素中,艾里斑不是极其重要,只有在某些特定的场合,对分辨率要求非常高的情况下,艾里斑影响分辨率才不可忽视。如在亚微米大规模集成电路制版光刻工艺中,根据我上面的公式(R = 入 x f/D)采用的曝光波长越来越短就是出于这个考虑。

以上供参考。
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