Come si presentano le nostre misurazioni di nitidezza nelle immagini?

Oggi, per arricchire le nostre recensioni sugli obiettivi, vorrei condividere alcuni esempi pratici che illustrino come i vari valori MTF50 LW/PH di Imatest appaiono nelle immagini reali dei grafici di test. Abbiamo già condiviso questi valori Imatest in passato, ed è ora di vederli in azione!

Vorrei iniziare questo articolo sottolineando che le immagini qui mostrate sono grafici di test, non fotografie reali. Sebbene visualizzare immagini reali sia indubbiamente più emozionante, lo scopo principale di questo articolo è spiegare come arriviamo ai valori che presentiamo nelle nostre recensioni di obiettivi su Photography Life, valori che derivano tutti dalle immagini dei grafici di test. Infatti, i grafici di test hanno la straordinaria capacità di evidenziare sottili differenze di contrasto che possono essere difficili da percepire nelle fotografie reali, il che significa che le differenze che noterete in questo articolo potrebbero apparire esagerate rispetto alla maggior parte delle situazioni di scatto quotidiane.

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La maggior parte delle nostre recensioni di obiettivi include test completi sulla nitidezza a diverse lunghezze focali, valori di apertura e in diverse aree dell'immagine. Potreste aver già visto i grafici che pubblichiamo regolarmente su Photography Life, come questo esempio:

Ma cosa significano effettivamente questi numeri? Tecnicamente parlando, si tratta dei valori MTF50 per la larghezza della linea per altezza dell'immagine (LW/PH MTF50) che misuriamo quando scattiamo il grafico di test Imatest più grande utilizzando una fotocamera Nikon Z7 da 45 megapixel. In altre parole:

• MTF In sostanza, si tratta della percentuale di contrasto reale della scena che un'immagine conserva. Nei test di laboratorio, per misurare l'MTF si utilizzano tipicamente barre alternate bianche e nere. Immaginiamo uno schema di test ipotetico in cui le barre inizialmente sono molto spesse e diventano gradualmente sempre più sottili. Anche un obiettivo poco luminoso mostrerà la maggior parte del contrasto nelle barre più spesse. Ma man mano che le barre si assottigliano, viene conservato meno contrasto originale: forse solo il 90%, poi il 70%, poi il 50%... e il contrasto originale della scena continua a diminuire con l'assottigliarsi delle linee alternate. A un certo punto, non c'è più contrasto tra le linee; l'immagine mostrerà quindi solo una massa grigia neutra.
• pose MTF50 Domanda: Qual è lo spessore delle linee per cui viene mantenuto il 50% del contrasto originale? Questo è generalmente considerato un buon indicatore di ciò che "appare nitido" visivamente.
• Il termine rappresenta Visualizza le linee per ogni altezza dell'immagine (LW/PH) Ecco come traduciamo questa domanda ("Quali spessori di linea mantengono il 50% del contrasto originale?") nei numeri che vedete nei nostri grafici su Photography Life. In sostanza, determiniamo quante linee possono coprire una determinata area. lunghezza del sensore della fotocamera Più alto è il numero, meglio è, perché indica linee più numerose e più sottili.

Quando la domanda viene posta in termini più ampi, ovvero "Qual è lo spessore della linea al quale viene mantenuto l'x% del contrasto originale?", diventa chiaro che qualsiasi valore compreso tra MTF0 e MTF100 è misurabile. Alcuni fotografi approfondiscono ulteriormente, descrivendo gli obiettivi che offrono buone prestazioni a MTF80 o MTF90 come dotati di un contrasto eccellente (a volte chiamato contrasto fine o "estrusione"), mentre descrivono gli obiettivi che offrono buone prestazioni a MTF30 o MTF20 come capaci di mostrare molti dettagli a livello di pixel.

I risultati MTF sono fortemente correlati tra le frequenze spaziali e un obiettivo con buone prestazioni in MTF50 ("nitidezza") dovrebbe anche avere un contrasto fine e un dettaglio a livello di pixel eccellenti. Per questo motivo lo utilizziamo come test rappresentativo.

In conclusione, il sensore della fotocamera influisce significativamente sui valori LW/PH MTF50. Dimensioni del sensore, risoluzione e composizione dei filtri giocano tutti un ruolo fondamentale. Per questo motivo, è impossibile confrontare accuratamente un obiettivo testato su due fotocamere diverse a meno che non si disponga di una curva di conversione per tradurre i valori da un test all'altro. A tal proposito, è proprio questo fattore di conversione che ha garantito che i nostri test sugli obiettivi Canon e Sony fossero ragionevolmente comparabili a quelli sugli obiettivi Nikon, e potete trovare maggiori informazioni a riguardo qui.

Panoramica delle immagini utilizzate in questo articolo

Le immagini che condivido in questo articolo sono ritagli al 100% (960x960 pixel) tratti dalle immagini del grafico di test che utilizziamo su Photography Life. Si tratta delle immagini effettivamente utilizzate per calcolare i valori LW/PH MTF50 che abbiamo condiviso nelle nostre recensioni di obiettivi nel corso degli anni. Non è stata applicata alcuna nitidezza e non sono state apportate correzioni per aberrazione cromatica, rumore o distorsione. Non sono state ridimensionate: cliccando sull'immagine, vedrete che è stata ritagliata esattamente dal file .NEF originale. Ho standardizzato la luminosità e il bilanciamento del bianco in Lightroom per facilitare il confronto visivo. Per alcune immagini in cui il ritaglio poteva risultare ambiguo, ho utilizzato un rapporto d'aspetto leggermente più stretto (mantenendo l'altezza dell'immagine a 960 pixel). Infine, le ho esportate come JPEG da Lightroom con una compressione minima (qualità del 90%), senza nitidezza in fase di esportazione e con tutti i dati EXIF.

Ecco le dimensioni complete e il ritaglio che utilizzo per tutte le immagini più avanti nell'articolo:

Noterete che i motivi in ​​bianco e nero negli angoli più lontani dell'immagine sono parzialmente tagliati dai bordi. Questo è intenzionale. Imatest non misura effettivamente i valori MTF50 da questi motivi, bensì dalle linee grigie inclinate lungo i bordi dei quadrati inclinati. La configurazione che vedete sopra ha posizionato queste linee inclinate il più lontano possibile dagli angoli dell'inquadratura (se fossero più lontane, Imatest non sarebbe in grado di leggerle). Poiché questo taglia leggermente i motivi in ​​bianco e nero, i ritagli "angolari" nelle immagini sottostanti saranno leggermente troncati rispetto ai ritagli "centrali" e "a metà inquadratura".

Infine, gli osservatori più attenti potrebbero notare che i valori specifici LW/PH MTF50 che ho elencato di seguito non sempre corrispondono perfettamente ai valori riportati nelle nostre recensioni degli obiettivi, sebbene siano tutti molto simili. Questo perché i valori relativi al centro e agli angoli dell'inquadratura nelle nostre recensioni sono medie calcolate su diverse aree dell'inquadratura (sei aree per il centro e quattro per gli angoli), mentre le immagini sottostanti mostrano solo un'area dell'inquadratura. Nel frattempo, tutti i valori relativi al centro dell'inquadratura mostrati di seguito sono gli stessi di quelli riportati nelle nostre recensioni, ad eccezione di quello relativo all'obiettivo Nikon Z 14-24mm f/2.8 S, perché di recente ho testato una seconda versione di quell'obiettivo che ha ottenuto prestazioni migliori della prima – e sono proprio questi i risultati che mostro di seguito.

Chiarito questo punto, diamo un'occhiata ad alcuni estratti!

Immagini illustrative a vari valori di LW/PH MTF50

1. 500 LW/PH MTF50

Fortunatamente, non molti obiettivi raggiungono questo livello di prestazioni scadenti, nemmeno ad angolazioni estreme e alla massima apertura. Uno dei pochi obiettivi che ho testato di recente a questo livello è il vecchio Nikkor 43-86mm f/3.5 Ai-S, e persino quell'obiettivo ha prestazioni così scarse solo alla massima apertura e ad angolazioni estreme.

2. 1000 LW/PH MTF50

D'ora in poi, vi mostrerò alcuni esempi per ciascuno dei valori LW/PH MTF50. Questo vi permetterà di comprendere meglio come le immagini possano essere simili e diverse allo stesso tempo, pur ottenendo risultati di test pressoché identici.

Ci troviamo ancora nella fascia più bassa dello spettro, sebbene alcuni buoni obiettivi possano offrire prestazioni simili anche ad ampie aperture. Noterete che le immagini seguenti non solo presentano una notevole sfocatura, ma mostrano anche una maggiore aberrazione cromatica rispetto alla maggior parte delle immagini di esempio successive in questo articolo.

È interessante notare che il tipo di sfocatura nelle tre immagini seguenti differisce leggermente. Le prime due lenti sembrano causare una leggera sbavatura, mentre la terza appare quasi fuori fuoco. (In altre parole, le prime due lenti hanno buoni valori MTF20 e MTF30, il che significa un buon livello di dettaglio a livello di pixel, ma scarsi valori MTF80 o MTF90, il che significa un contrasto insufficiente. La terza lente è l'opposto, con un buon contrasto ma un basso livello di dettaglio a livello di pixel. Eppure, tutte e tre le immagini hanno quasi gli stessi valori MTF50!)

3. 1500 LW/PH MTF50

Ora la situazione è migliorata ed è certamente utilizzabile anche per stampe di dimensioni relativamente grandi. Tenete presente che si tratta di ingrandimenti notevoli, che rappresentano meno di 1 megapixel di un'immagine da 45 megapixel. Ciononostante, i risultati mostrano ancora una certa imperfezione ai bordi. Mi piacerebbe che il mio obiettivo offrisse prestazioni migliori da bordo a bordo a ogni lunghezza focale, almeno entro una parte dell'apertura.

4. 2000 LW/PH MTF50

Stiamo raggiungendo un livello di nitidezza davvero soddisfacente, in cui non avrei seri problemi a giudicare dalla qualità dell'immagine, a patto che tutto il resto funzioni alla perfezione. Naturalmente, è possibile ottenere una nitidezza ancora maggiore, ma questo livello di prestazioni reggerà a un esame minuzioso anche su stampe di grandi dimensioni. A mio parere, un buon obiettivo moderno dovrebbe essere in grado di raggiungere questo livello di nitidezza da bordo a bordo per almeno un valore di apertura, idealmente a tutte le lunghezze focali, anche se sarei molto contento se si avvicinasse a questo valore (ad esempio, intorno a 1800-1900 LW/PH MTF50 all'estremità dello zoom).

5. 2500 LW/PH MTF50

Questi livelli di nitidezza (2500 LW/PH MTF50) sono standard per gli obiettivi moderni di fascia media, e alcuni dei migliori li raggiungono persino agli angoli. I vantaggi in questo caso iniziano a essere meno evidenti rispetto ai precedenti esempi da 2000 LW/PH; tuttavia, sarà ancora possibile notare le differenze passando rapidamente da un'immagine all'altra.

6. 3000 LW/PH MTF50

Raggiungiamo ora livelli di nitidezza elevati. A mio parere, gli obiettivi moderni dovrebbero superare questo minimo nella parte centrale di almeno un'apertura. Anche gli obiettivi di alta gamma raggiungono questo livello di nitidezza nella parte centrale di almeno un'apertura. Abbiamo persino testato due o tre obiettivi che hanno raggiunto questo livello agli angoli, ma si tratta di un caso estremamente raro.

7. 3500 LW/PH MTF50

A questo punto, si raggiunge un livello di nitidezza che in genere si riscontra solo al centro dell'inquadratura. Un'eccezione degna di nota è l'obiettivo Nikon Z 135mm f/1.8 Plena, che mantiene queste elevate prestazioni nelle aree centrali dell'immagine anche a un'apertura di f/4. Gli obiettivi a focale fissa moderni raggiungono spesso una nitidezza di 3500 LW/PH MTF50 al centro, e sta diventando sempre più comune che anche gli obiettivi zoom raggiungano occasionalmente questo livello. Tuttavia, questo risultato rimane eccezionalmente elevato e sempre impressionante quando un obiettivo raggiunge tali prestazioni.

8. 4000 LW/PH MTF50

Il valore MTF50 di 4000 LW/PH rappresenta la pietra miliare nella nostra ricerca della nitidezza estrema, un livello raggiungibile solo dagli obiettivi più nitidi immaginabili e, finora, solo al centro dell'inquadratura. La maggior parte degli obiettivi che raggiungono questo livello di nitidezza sono obiettivi a focale fissa, ma negli ultimi anni anche alcuni zoom sono riusciti a superare questa soglia. Sul sensore della Nikon Z7, questo elevato livello di nitidezza può essere raggiunto solo con diaframmi di f/4 o superiori; se il diaframma è più chiuso, diventa impossibile superare il fenomeno dell'aberrazione (seppur lieve).

Infine, arriviamo alla misurazione di nitidezza più accurata che abbiamo ottenuto negli ultimi anni, con l'obiettivo Viltrox 35mm f/1.2 centrato su f/2, che ha raggiunto 4142 LW/PH MTF50. (Purtroppo non sono riuscito a trovare il file .NEF originale del test dell'obiettivo Nikon AF-S 28mm f/1.4E che abbiamo condotto quasi dieci anni fa, ma quell'obiettivo detiene ancora il record di Photography Life con 4162 LW/PH MTF50.)

i punti principali

Le differenze sembrano più sottili di quanto mi aspettassi? Trovo che qualsiasi valore di MTF50 LW/PH pari o superiore a 2500 appaia eccellente a occhio nudo, e i vantaggi iniziano a diminuire significativamente con valori più elevati. Queste differenze potrebbero essere presenti in condizioni di laboratorio così rigorose, ma credo che in pratica la differenza tra (ad esempio) 3500 e 4000 LW/PH MTF50 non sarebbe percettibile nelle immagini reali, almeno a una risoluzione di 45 megapixel. Tuttavia, le differenze tra valori MTF meno significativi sono molto più importanti; 1000 e 1500 LW/PH MTF50, ad esempio, rappresentano due mondi completamente diversi.

Semmai, queste immagini di prova mi fanno riconsiderare le mie priorità nella valutazione delle prestazioni degli obiettivi. Un obiettivo che registra circa 1300 LW/PH agli angoli a diaframma aperto, ma il cui centro supera i 4000 a diaframma chiuso, è davvero migliore di un obiettivo i cui angoli rimangono intorno ai 1600 LW/PH o superiori, anche se il suo centro raggiunge "solo" circa 3500?

Non si tratta di una domanda ipotetica! Quale di questi obiettivi offre la migliore nitidezza?

A prima vista, Viltrox potrebbe sembrare il vincitore indiscusso, grazie ai suoi valori di nitidezza centrale eccezionalmente elevati, ma un'analisi più approfondita potrebbe farvi cambiare idea. Considerando quanto sia difficile distinguere i valori MTF50 LW/PH più alti tra loro – e, al contrario, quanto sia facile differenziare quelli più bassi – propendo in realtà per Sigma. Ha un valore massimo più basso ma un valore minimo più alto, non scendendo mai sotto i 1585 LW/PH MTF50 agli angoli (mentre Viltrox scende a 1298). Come avete visto in questo articolo, il valore minimo è solitamente ciò che conta di più quando si parla di MTF, soprattutto nella valutazione della nitidezza di un obiettivo.

Per inciso, se le aziende continuano a produrre obiettivi con una nitidezza così incredibile, si potrebbe avvalorare l'idea di produrre fotocamere full-frame con risoluzioni ancora più elevate. 45 megapixel sono sufficienti per la maggior parte delle situazioni, ma con questi obiettivi eccellenti, 100 o addirittura 200 megapixel continueranno a rivelare nuovi dettagli e consentiranno stampe di dimensioni maggiori con una minore pixelatura. Stiamo già assistendo a questo fenomeno con la modalità "pixel shift" ad alta risoluzione presente in alcune fotocamere odierne, dove la risoluzione del sensore, piuttosto che quella dell'obiettivo, è spesso il principale fattore limitante. (Bisogna tenere presente che il vero fattore limitante è solitamente qualcosa come la profondità di campo, la diffrazione, la sfocatura da movimento o il rumore, ma ci sono ancora alcune situazioni fotografiche in cui questi problemi possono essere controllati).

Riepilogo: Comprendere i valori di nitidezza e il loro impatto sulle immagini.

Spero che questo articolo vi abbia aiutato a comprendere meglio come i nostri test di laboratorio si traducano in immagini reali! Ovviamente, queste sono solo immagini di riferimento, e le foto reali non riveleranno facilmente queste differenze. Ma, semmai, rendono meno necessario preoccuparsi delle sottili differenze tra gli obiettivi nella fotografia di tutti i giorni, soprattutto nella gamma di livelli di nitidezza più elevati.

I produttori di obiettivi possiedono capacità ingegneristiche davvero impressionanti, e non è raro vedere obiettivi che superano la soglia di 4000 LW/PH MTF50. Ma se questo si traduca effettivamente in un miglioramento delle immagini è un'altra questione. Personalmente, preferisco obiettivi che rimangano leggeri pur mantenendo un elevato livello di nitidezza dell'obiettivo principale, anche se la nitidezza massima risulta leggermente inferiore come compromesso. Le mie preferenze potrebbero cambiare se iniziassimo a vedere fotocamere full-frame da 100 megapixel o più, ma per ora, la fascia alta della scala non è qualcosa che mi preoccupa nella mia fotografia.

Tuttavia, sta a te decidere quanta importanza attribuire a queste differenze di nitidezza e se la tua fotografia tragga beneficio dalla cattura di quel tocco finale di contrasto. Indipendentemente dalla tua situazione, ora hai una migliore comprensione del significato dei nostri valori.