作者Aganippe (一生知己是梧桐)
看板DSLR
标题Re: [问题] 画素面积不同，单个像素接受总光能量相同
时间Sun Oct 15 01:00:17 2023
如果在一切完美的情况下，APS-C与135全幅会有无法分辨，一模一样的结果
也许用天文望远镜来说明更清楚
假设都是10cm的完美折射镜无色像差、像场不平坦问题
一只焦距1000mm 另外一只1620mm
拍摄同一个天体，曝光时间一样
这时因为时间相同，所以(假设举例)一个展源星云的光子，进入两支望远镜都相同
(假设卜瓦松分布不存在 直接给定量光子)
这时候在成像屏上会因为焦距不同，1000mm成像比较小、单位面积比较亮(光通量高)
1620mm 成像大、比较暗
若是这时换成APSC接1000mm 135接1620mm 由於总像素一样，并假设像素间无间隙
每个像素接收光子的面积也是等比，并且没有其他电路遮挡
在这个情况下 APS-C整块感光元件与135那块都会收到一样多的光子，星云位置对应到
两块感光元件同一个像素位置，会有一样多的光子。
一样的量子效应，那就有一样的光子读数，会获得一样的讯号强度。
当然也一样不考虑电路暗电流与任何杂讯
结论就是会完全一样
所以如果回来不完美的世界: 像素有间隙，感光元件有其他杂讯干扰
加倍镜有光学缺陷，因为被摄物体有景深问题等等
很难说哪个强
但是我个人认为
如果是一样的技术，片幅大、总pixels一样下，画质会更好
但是成像圈更大的135镜头 边角画质可能在相同成本下不如aps-c边角
相互比较之下就很难说了
不过通常在光源充足 感度低、曝光短的情况下 差距是比较不明显的
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 114.25.213.62 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/DSLR/M.1697302819.A.38D.html
1F：推 archangel: 感谢你，很赞的回答 10/15 01:04
2F：推 ll35566: 这是对的，原po限定的条件一样的光能量，所以光子涨落的 10/15 01:11
3F：→ ll35566: 幅度会接近，在不考虑像素的不完美以及其他的杂讯下两者 10/15 01:11
4F：→ ll35566: 照片画质会接近。 10/15 01:11
5F：推 yytseng: 你少考虑光学绕射了 10/15 07:49
其实不是没考虑，而是在这个假设之下是不用考虑的
因为当波长为 λ 的光线，经过一个直径为 D 的圆孔
物体的分辨角度 sinθ=1.22λ/D
这里面只有波长与口径
因此在都是10公分 或是原文同一颗镜头加上完美加倍镜的假设中
镜头的解析极限都一样 (虽然点扩散方程PSF在长焦那边看起来比较大)
所以除非135全幅画素更高 不然因为像素大小已经等比放大 点扩散方程式也等比放大
所以还是一样的
8F：推 sony1733: 事实上 光线都会变了 更不用想每一片感光元件都一样 10/15 13:28
9F：→ sony1733: 只是容许误差范围内而已 10/15 13:28
所以我才假设完美状态 不然就很多要讨论的了
※ 编辑: Aganippe (114.25.213.62 台湾), 10/15/2023 21:14:55
10F：推 archangel: 没错等比例放大投影在感光元件上的成像，模糊圆也被等 10/15 21:25
11F：→ archangel: 比例放大，所以不用考虑绕射影响，假设实验就是要固定 10/15 21:25
12F：→ archangel: 所有变因，只留下一个变动变因，才不会复杂 10/15 21:25
是的 不过主要是因为口径已经一样
所以我就没有说不考虑绕射问题
上面那位朋友举例的表格其实有点小问题
因为像素通常要覆盖2-3倍的PSF(的FWHM)
再加上像素之间会需要混合计算颜色 因此图表的光圈对应像素大小问题
其实没那样严苛
甚至大概可以再退两级光圈
这边有更专业的科学文章
http://www.stanmooreastro.com/pixel_size.htm
※ 编辑: Aganippe (114.25.213.62 台湾), 10/15/2023 21:36:32
13F：推 yytseng: 人家分辨率讲的是无限远点光源，就是远方恒星，哪来的等 10/15 23:14
14F：→ yytseng: 比放大…绕射是无解的问题，点光源也不能放大 10/15 23:14
ㄜ... 我上面写的是PSF...Point spread function 等比放大
点光源等比是你说的不是我
理论上制作精良的光学系统PSF有平移不变 (shift invariant）
但是放大倍率是线性相关
绕射是因为光的波动性 你说的无解是指分辨率有极限 科学中的无解有别的意思
我觉得我讨论完美系统已经很简单了说
想当年跟Drizzle失败的哈伯影像奋战星点测光好几个晚上
最後影像顺利使用发在paper上
我想我对影像星点形状的理解应该没问题
毕竟是ApJ
阿 为了证明我不是随口说说
给你看我当时用的哈伯影像
https://reurl.cc/WvAvNe
※ 编辑: Aganippe (114.25.213.62 台湾), 10/16/2023 00:03:11
15F：推 elve7878: 太专业 你天文系？ 10/16 05:24
台湾的大学没有天文系 所以是天文所:P
16F：推 Nordheim: 推专业解说 10/16 10:31
※ 编辑: Aganippe (114.25.213.62 台湾), 10/16/2023 16:41:49
17F：推 nosmraw: 专业推~ 10/16 22:25
18F：推 freeasa: 这个会不会太厉害了 10/17 09:50
19F：推 xmas0080: 文组完全看不懂XDDD 10/18 16:44
20F：推 jhangyu: 推专业 10/19 22:02